机床尾座体加工工艺及其夹具毕业设计论文

机床尾座体加工工艺及其夹具设计

摘要

本课题主要是设计某机床尾座体的加工工艺及夹具的设计，在设计中采用先设计该尾座体的加工工艺，再根据加工工艺来选取夹具的设计的方案和夹具的具体设计；而设计的重点是夹具的设计。由于工件的孔17和14都要以底面做为基准加工，故首先得做出底面的加工夹具。由于孔17的精度要求高，和定位尺寸误差小，为保证孔的位置和加工准确性我们一定在加工底面的时间通过画线找出底面的加工余量。这样就可以更好的保证孔17的位置和加工精度！加工孔14的夹具其实就是在加工底面夹具的基础上加了一个45度斜度板。加工孔17的时间为保证相对于A和B面的平行度我们就得要准确的设计出以A和B面定为的夹具！还考虑到工件的圆度和圆柱度的误差小，我们设计的夹具就具有对孔17的夹具定位准确，和加工时间的震动小，那就得在孔17的附近找个定位加紧点！

关键词：加工工艺，夹具，尾座体，设计

TAILSTOCK BODY MACHINE AND FIXTURE DESIGN

PROCESS

ABSTRACT

This topic is mainly design that designs the tail a body of some tool machine to process the craft and tongs, adopting to design first in the design a body of that tail processes the craft at according to process the craft to select by examinations the tongs of the project of the design and concrete design of the tongs; But the point of design is the design of the tongs. Because the bore of the work piece 17 and 14 all want to face to be used as the basis to process with the bottom, past have to do a bottom to face first of process the tongs. Because bore 17 of accuracy have high request, and position the size error margin small, for guarantee the position of the bore and process the accuracy we certainly at process the bottom to face of time pass to draw the line to find out the bottom to face of process the amount of remaining. Thus can with better assurance bore 17 of position and process the accuracy! Process the bore 14 of tongs was in processing the foundation that the bottom faces the furniture to add one 45 degrees of gradient plank in fact. Process the bore 17 of time is opposite for assurance to run parallel with B face of in the A we have to design accurately with the A and B faces to settle for of tongs! Return in consideration of a degree of the work piece and the error margin of the cylinder degrees are small, the furniture that we design have to the bore 17 of tongs fixed position is accurate, and process the vibration of time small, that have to in the bore 17 of neighborhood seek a fixed position to step up the point!

Keyword: process the craft, tongs, a body of tail, design

目录

前言 (1)

第1章零件分析 (2)

1.1 零件的特点 (2)

1.2 工艺分析 (2)

第2章工艺规程设计 (4)

2.1确定毛坯的制造形式 (4)

2.2 基面的选择 (4)

2.3 制定工艺路线 (5)

2.3.1 工艺方案路线一 (5)

2.3. 2工艺方案路线二 (5)

2.3. 3工艺路线方案比较分析 (6)

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定 (8)

2.4.1 φ17孔端面的加工 (8)

2.4.2 内孔φ17H6mm的加工 (9)

2.4.3 燕尾面的加工 (9)

2.4.4 导轨面刨削加工 (10)

2.4.5 φ14孔内径的加工 (11)

2.4.6 M6孔的加工 (11)

2.5 确定切削余量及基本工时 (11)

2.5.1 铣削φ17H6孔的两端面 (11)

2.5.2 钻φ17的孔 (12)

2.5.3 铣削φ14孔的端面 (13)

2.5.4 铣削M6的端面 (14)

2.5.5 钻φ14、M6的孔 (15)

2.5.6 扩φ17H6的孔 (16)

2.5.7 锪1×45°的倒角 (16)

2.5.8 扩φ14的孔 (17)

2.5.9 刨削导轨面 (17)

2.5.10 铣削2×2的退刀槽 (19)

2.5.11 刨削燕尾面 (19)

2.5.12 镗削φ17孔 (20)

2.5.13 磨削导轨面、燕尾面 (21)

2.5.14 镗削φ14孔、φ26沉降孔 (23)

2.5.15 攻丝 (24)

2.5.16 导轨面配刮 (24)

2.5.17珩磨φ17H6的孔 (24)

2.5.18 φ17H6孔研配 (25)

2.5.19 终检 (25)

第3章夹具设计 (26)

3.1 问题的提出 (26)

3.2 零件底面的加工夹具 (26)

结论 (28)

谢辞 (29)

参考文献 (30)

附录 (31)

前言

机械设计制造及其夹具设计是对我们完成大学三年的学习内容后进行的总体的系统的复习，融会贯通三年所学的知识，将理论与实践相结合。在毕业前进行的一次模拟训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。

机械加工工艺规程是规定产品和零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件，它是指导工人进行生产和企业生产部门、物质供应部门组织生产和物质供应的重要技术依据。企业没有工艺规程就无法有效地进行组织生产，搞好工艺规程设计和产品设计同等重要。

根据生产过程工艺性质的不同，有毛坯制造、零件机械加工、热处理、表面处理及装配不同的工艺规程。其中规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程；用于规定产品或部件的装配工艺过程和方法的工艺文件是机械装配工艺规程。它们是在具体的生产条件下，确定最合理或较合理的制造过程、方法，并按规定的形式书写成工艺文件，指导制造过程。

机械加工工艺规程指导生产的重要的技术性文件，它直接关系到产品的质量、生产效率及其加工产品的经济效益，因此工艺规程编制的好坏是生产该产品质量得到保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。

先进的工艺规程还起着交流和推广先进制造技术的作用。典型工艺规程可以缩短工厂摸索和试制的过程。

夹具设计是为了保证产品的质量和精度的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。专用夹具是针对某一工件的某一道工序而专门设计制造的。这类夹具一般适用于固定产品中批量以上的生产。

夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向着高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。

第1章零件分析

题目所给的零件是机床尾座体，尾座安装在机床的右端导轨上，尾座上的套筒可以安装顶尖，以支承较长的工件的右端（即顶持工件的中心孔）、安装钻头、铰刀，进行孔加工，也可以安装丝锥攻螺纹工具、圆析牙套螺纹工具加工内、外螺纹。尾座可以沿尾座导轨作纵向调整移动，然后压下尾座紧固手轮将尾座夹紧在所需位置，摇动尾座手轮可以实现对工件的顶紧、松开或对工件进行切削的纵向进给。

1.1零件的特点

由零件图1-1可知，该零件为不太规则的部件，其主要技术特点如下：

1.铸件需要消除毛刺和砂粒、并作退火处理

2. φ17H6要求圆度为0.003

3. φ17H6要求圆柱度0.004

4. φ17H6与导轨面的平行度为0.005

5. φ17H6与燕尾面的平行度为0.005

6. φ17H6的孔轴心线与导轨面的位置度误差为0～0.1

7. φ17H6的孔与燕尾面的位置度误差不超过0.15

8. 各面的粗糙度达到需要的要求

9. φ17H6的孔需精加工、研配

10.导轨面配刮10～13点/25 25

1.2零件的工艺分析

根据零件图可知，主要进行导轨面的加工、孔加工和表面加工、钻孔、攻丝，孔的精度要求高。该零件年生产5000件属大批量生产，在加工时为了提高劳动效率、降低生产成本，设计加工零件需要设计专用夹具。

图1-1 尾座体零件图

第2章工艺规程设计

2.1确定毛坯的制造形式

由于该零件的形状较复杂，不规则，因此不能用锻造，只能用铸件，选取零件材料为HT200，硬度为170~241HBS。由于零件年产量为5000件已达大批量生产的水平，故采用批量砂型铸造生产。

2.2基面的选择

基面的选择是工艺规程中的重要工作之一，基面选择的正确与合理可以使加工的质量得到保证、生产效率得到提高；否则不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

2.2.1 粗基准的选择

对于象机床尾座这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要的，能够保证零件的各种加工余量的选择。对于一般零件而言，以加工面互为基准完全合理；但对于本零件来说，如果以φ17的孔为粗基准可能造成位置精度不达标，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工面作为粗基准）。现在选择不加工φ35的外圆表面和外表不加工面作为粗基准，利用一组两个锥套夹持两端作为主要定位面，以消除五个不定度，再用一个支承板，支承在前面用以消除一个不定度，达到完全定位。用来加工工件的底面。

2.2.2 精基准的选择

精度高的基准面A、基准面B和φ17H6孔两个端面自然就成了精基准。因为A、B面既是设计基准又是装配基准，这样符合“基准重合”原则，其它各面、孔的加工可以以A、B面为基准这符合“基准统一”原则。考虑到要保证加工余量均匀以及要有较高的形状、位置精度，故要求φ17H6孔和A、B面互为基准进行加工。

2.3 制订工艺路线

制订工艺路线的出发点应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使用生产成本下降。

2.3.1 工艺方案路线一

工序1.铣削φ17H6的孔的两端面（粗铣、半精铣） 工序2.扩φ17H6的孔。 工序3.倒角o

451?

工序4.铣削孔φ14的端面、铣削M6的端面、粗铣最底面、粗铣导轨面、铣工艺面、铣削2?2的退刀槽、精铣导轨面、精铣燕尾面

工序5.铣削φ26的端面 工序6.钻φ14的孔、扩孔 工序7.镗削φ26的沉降孔 工序8.钻M6的孔、攻丝 工序9.精加工φ17的孔、研配

工序10.精加工导轨面配刮12—13点/25?25

2.3.2 工艺方案路线二

工序1.铣削φ17H6的孔的两端面（粗铣、半精铣） 工序2.粗刨导轨面 工序3.粗刨燕尾面

工序4.刨削导轨面的工艺台阶面 工序5.铣削2?2的退刀槽 工序6.精刨导轨面

工序7.精刨燕尾面 工序8.扩φ17的孔

工序9.铣削φ14的孔的端面 工序10.镗φ26的孔 工序11.研配φ17的孔 工序12.导轨配刮

2.3.3 工艺方案的比较分析

上述两方案的特点在于：方案一是先加工孔，然后以此孔为基准加工其它各处，而方案二是以导轨面为基准加工其它面，可以看出以先加工孔，以孔作为定位基准加工时位置精度较易保证，并且定位装夹等都比较方便，但是方案一中的一次装夹多道工序除了可以选用专用夹具设计的组合机床（但在成批生产是在普通机床上能保证精度的情况下，应尽量不选用专用机床）以外，只能选用多工位万能铣床加工。而目前万能铣床的加工精度还不能加工导轨面的精度要求，因此决定将方案二中的工序ⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫ移入方案一，由于铣削时不能很好地加工燕尾处的075的斜面，因此在导轨面和燕尾的加工都采用刨削。具体工艺过程如下：

油石的径向进给为r m /105.13-? 所以得到油石的行程长度mm L 4.53= 选择煤油作为该加工的切削液

2.5.18 φ

的孔研配

采用人工研配达到粗糙度等要求。

2.5.19 终检

检测工件是否有裂纹等缺陷。

第3章夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由于铣床的加工精度还不达不到加工导轨面的精度要求，因此在加工导轨面和75°的燕尾面时采用刨床进行刨削加工。经过与指导老师协商，决定设计零件底面的刨床加工夹具（手动夹紧）。

3.1 问题的提出

利用这个夹具用来加工零件底面和燕尾面，这些都有很高的技术要求。但加工的部分都尚未加工，因此，在设计时，主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，并且精度也是非常重要的。

3.2 零件底面的加工夹具（手动夹紧刨床夹具）设计

（1）定位基准的选择

由于工件的孔17和14都要以底面做为基准加工，故首先得做出底面的加工夹具。加工底面的时间为保证相对17的孔于A和B面的平行度我们就得要准确的设计出以导轨面和燕尾面为主要定位的夹具。还考虑到工件的圆度和圆柱度的误差小，我们设计的夹具就具有对孔17的夹具定位准确，和加工时的震动小，那就得在孔17的孔外圆找个定位夹紧点。

夹紧时主要是限制工件的在平面上的转动和翻滚，由于外表面基本上是不用加工的，所以在加工的时候采用两侧面作为夹紧。

（2）夹紧力的选择

在钻孔是夹紧力产生的力矩，必须满足

查资料[1]

N

n

b

其中

N—刨削的力，其值由切削原理的公式计算确定；

b

N—刨削时，压板产生力。

为了提高夹紧的速度，采用的加工夹具草图如图3-1所示紧机构。

图3-1刨床夹具装配草图

（3）定位误差

结论

设计的尾座体在确定加工工艺方案时，考虑了两种方案：一是先加工孔，再根据孔加工其它；二是先加工导轨面和燕尾面，再以面为基准加工孔和其它各处；比较这两种方案分析可知：前者以孔为基准加工面，存在很大的误差，精度不能保证；后者以面为基准误差较小，精度较易保证。在现有的条件下，工艺选择合理、科学，而且各部分要求均能达到，设计可被采用。

此次专用刨床夹具设计结构简单、合理。采用两个锥套夹紧定位，两个锥套可以消除y、z方向上的移动和转动，x方向的移动五个不定度；另外再用一支撑板来消除x方向的转动这一不定度，这样实现了工件的完全定位。方案合理，结构简单有效，精度也能保证。

谢辞

参考资料

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附录