1、序言本次設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎以及大部分專業課之后進行的。這是我們在進行畢業設計之前對所學課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯系實際的訓練。因此,它在我們的大學生活中占有重要地位。在各種主要的課程學習完成之后,來一次機械制造技術基礎的課程設計,不僅檢驗了我們的學習質量,還讓我們重新翻起了這些久未閱讀的課本。為了這次設計,來回圖書館與教室便成了必然。俗話說,實踐是檢驗真理的唯一標尺。那么,這次的設計能幫助我們認識到自己學習上的不足與缺陷,這對我們以后有很大的益處。我希望我能在這次的設計中提升自己,加強分析、解決問題的能力,為今后參加祖國的現代化建設打下一個良好的基

2、礎。由于能力有限,設計尚有許多不足之處,懇請老師給予指教。一、零件的分析1.尾座體的用途題目所給的零件是機床尾座體,17H6的孔與頂尖研配,底面和75°斜面與磨床工作臺相連,通過14mm孔用螺栓將“尾座體”緊固在工作臺上。主要作用是固定頂尖。圓柱體形的部分有一個17H6孔,并且有一個M6的螺紋孔,頂尖穿過17H6孔,將螺釘擰緊,這樣就將頂尖固定。2.零件的工藝分析“尾座體”共有三組加工表面,其中兩組有位置度要求。(1以14mm孔為中心的加工表面。這一組表面包括14mm孔以及26×1的沉頭孔和粗糙度Ra=12.5m的凸臺面。(2以基準面A為中心的加工表面。這一組表面包括Ra=

3、1.6m的基準面A和基準面B,Ra=12.5m的凹槽底面和Ra=6.3m的右端面和Ra=12.5m的下端面。(3以17H6孔為中心的加工表面。這一組表面包括17H6孔以及1×45°的倒角,左右端面和M6的螺紋孔。其中主要加工面為17H6孔內壁。第二組和第三組加工表面有位置度要求,如下:17H6孔圓度公差為0.003mm;17H6孔圓柱度公差為0.004mm;17H6孔中心線與基準面A平行度公差的要求為0.005mm;17H6孔中心線與基準面B平行度公差的要求為0.005mm;17H6的孔軸心線與導軌面的位置度誤差為00.1;17H6的孔與燕尾面的位置度誤差不超過0.15;各

4、面的粗糙度達到需要的要求;17H6的孔需精加工、研配;導軌面配刮1013點/25 25。二、工藝規程的設計1.確定毛坯的制造形式零件材料為HT200,硬度為170-241HB。考慮到零件的形狀,由于零件年產量為5000件,已達到大批大量生產水平,故可以采用砂型鑄造。這對提高生產率,保證產品質量有幫助。此外為消除殘余應力還應安排人工時效。2.基準的選擇(1粗基準的選擇。對于一般零件而言,以加工面互為基準完全合理;但對于本零件來說,如果以17的孔為粗基準可能造成位置精度不達標,按照有關粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時,應以這些不加工面作為粗基準現在選擇不加工35的外圓表面和外表不加工面作為

5、粗基準,利用一組兩個錐套夾持兩端作為主要定位面以消除五個不定度,再用一個支承板、支承在前面用以消除一個不定度,達到完全定位。用來加工工件的底面。(2 精基準的選擇。精度高的基準面A、基準面B和17H6孔兩個端面自然就成了精基準,。因為A、B面既是設計及準又是裝配基準這樣符合“基準重合”原則,其它各面、孔的加工可以以A、B面為基準這符合“基準統一”原則。考慮到要保證加工余量均勻以及要有較高的形狀、位置精度,故要求17H6孔和A、B面互為基準進行加工。3.制訂工藝路線制定工藝路線的出發點應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批大量生產的條件下,可

6、以考慮采用萬能機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外,還應當考慮經濟效果,以便使生產成本下降:(1工藝路線方案一:工序1:鉆15mm孔工序2:粗銑基準面A與底部Ra=12.5m的凹槽面工序3:粗銑2×2的槽工序4:粗銑基準面B工序5:鉆14mm孔,锪26×1的沉頭孔工序6:粗銑凸臺面工序7:鉆孔,擴孔和攻M6的螺紋工序8:粗銑圓柱體左右端面工序9:粗銑右端面工序10:粗、精磨17H6孔工序11:精銑基準面A工序12:精銑基準面B工序13:精銑2×2的槽工序14:半精銑圓柱體左右端面工序15:半精銑右端面工序16:車17H6孔1×45&#

7、176;倒角,去毛刺工序17:檢查(2工藝路線方案二:工序1:粗銑基準面A與底部Ra=12.5m的凹槽面工序2:粗銑2×2的槽工序3:粗刨基準面B工序4:鉆14mm孔,锪26×1的沉頭孔工序5:粗銑凸臺面工序6:鉆15mm孔工序7:車M6螺紋工序8:粗銑圓柱體左右端面工序9:粗銑右端面工序10:粗、精磨17H6孔工序11:精銑基準面A工序12:精刨基準面B工序13:精銑2×2的槽工序14:半精銑圓柱體左右端面工序15:半精銑右端面工序16:車17H6孔1×45°倒角,去毛刺工序17:檢查(3工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于:方案一是先

8、加工17H6孔,然后加工基準面A;而方案二是先加工基準面A和B,后加工17H6孔。經比較,方案一能保證17H6孔中心線到基準面A和B的距離,符合位置度的要求。方案二就不會確保17H6孔到基準面A和B的距離,因此不滿足位置度要求。所以,可以知道,方案一優于方案二。但是,方案一中有許多不合適的工序,比如,鉆孔之前要先銑端面,還有,基準面B 要刨。凸臺面先加工,然后鉆孔等等。所以,修改后確定工藝如下:工序1:粗銑圓柱體左右端面。以底面為粗基準,選用X6042臥式銑床。工序2:鉆15mm孔。以工序2加工的左右端面作為粗基準,選用Z525立式鉆床。工序3:粗銑基準面A與底部Ra=12.5m的凹槽面,粗銑

9、2×2的槽以及底面。以17H6孔為定位粗基準,選用X6042臥式銑床。工序4:粗刨基準面B。基準面A為定位粗基準,選用B6035牛頭刨床。工序5:粗銑右端面,粗銑凸臺面。基準面A為定位粗基準,選用X6042臥式銑床。工序6:鉆14mm孔,锪26×1的沉頭孔。以尾座體端面A,B定位,選用Z525立式鉆床。工序7:鉆孔,擴孔和攻M6的螺紋。以17H6孔為粗基準,選用Z525立式鉆床。工序8:擴、鉸17H6孔。基準面A和B為定位粗基準,選用Z525立式鉆床。工序9:半精銑圓柱體左右端面。以17H6孔為精基準,選用X6042臥式銑床。工序10:半精銑右端面。基準面A為定位精基準,選

10、用X6042臥式銑床。工序11:精銑基準面A。精銑2×2的槽。以17H6孔為精基準,選用X6042臥式銑床。工序12:精銑基準面B。基準面A為定位精基準,選用X6042臥式銑床。工序13:锪17H6孔1×45°倒角,去毛刺。以17H6孔為精基準,選用Z525立式鉆床。工序14:研配17H6孔。基準面A和B,右端面與17H6孔兩端面為定位精基準。工序15:配刮A、B面工序16:檢查。4 .機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定:銑削加工加工余量依據機械加工工藝手冊設計實用手冊表831以及表1550查得、公差依據互換性與測量技術基礎表32查得表面粗糙度以及經濟精度由機

11、械制造工藝學表115查得鉆、擴、鉸孔加工加工余量依據機械加工工藝手冊設計實用手冊表818查得、公差依據互換性與測量技術基礎表32查得表面粗糙度以及經濟精度由機械制造工藝學表115查得“尾座體”零件材料為HT200,生產類型為小批量生產,采用砂模鑄造。根據上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:(1尾座體基準面A。據金屬機械加工工藝人員手冊(以下簡稱人員手冊表5-6,鑄件偏差±1.0mm。表面粗糙度Ra=1.6m,要求粗加工和精加工。參照實用金屬切削加工工藝手冊(以下簡稱切削手冊第414頁可知,加工余量為:粗銑:Z=2mm,精銑:Z=0.85m

12、m。粗銑削的加工精度IT11級,因此偏差±0.11。精銑削偏差即為零件偏差:。(2Ra=12.5m的底面。只要求粗加工。參照切削手冊第414頁可知,加工余量:Z= 4mm。(3基準面B。Ra=1.6m,要求粗加工和精加工。參照人員手冊表5-72,粗刨Z=2mm,精銑Z=0.85mm。刨削公差即為零件公差:0.3mm。(4右端面。Ra=6.3m。要求粗加工和半精加工。參照切削手冊第414頁可知,粗銑Z=1.3mm,半精銑Z=0.7mm。(5凸臺面。Ra=12.5m。只要求粗加工。參照切削手冊第414頁可知,加工余量Z=2mm。(6圓柱體形左右端面。Ra=6.3m。要求粗加工和半精加工。

13、參照切削手冊第414頁可知,粗銑Z=1.3mm,半精銑Z=0.7mm。(717H6孔。精鉸和研配。精鉸2Z=0.15mm,研配2Z=0.05mm。公差+0.011mm(見互換性與測量技術表1-8。由于毛坯及以后各道工序(或工步的加工都有加工公差,因此所規定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上,加工余量有最大和最小之分。本設計規定的零件為大批大量生產,應該采用調整法加工,因此在計算最大、最小加工余量時,應按調整法加工方式予以確定。基準面A與17H6孔的中心線之間的尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖如下:基準面A與17H6孔的中心線之間的尺寸公差分布圖(調整法毛坯名義尺寸:105+3=10

14、8(mm 毛坯最大尺寸:108+1.8=109.8(mm 毛坯最小尺寸:108-1.8=106.2(mm 粗銑后最大尺寸:105+0.61=105.61(mm 粗銑后最小尺寸:105.61-0.22=105.39(mm 精銑后尺寸即達到105 (mm。 整理成下表。“尾座體”的毛坯圖見附圖2。5 確定切削用量及基本工時(關鍵工序 (一圓柱體左右端面加工 加工要求:粗糙度Ra=6.3刀具選擇:套式端銑刀;材料:YG8;基本參數:D=50mm ,L=36mm ,d=2mm ,z=8(見機械加工工藝設計實用手冊表1283 加工工步的具體參數: 粗銑加工余量:1.3mm; 表面粗糙度:Ra=520 ;

15、 經濟精度:IT12; 公差:0.25mm ;加工長度L=35mm 吃刀深度mma p3.1= 進給量f=2.8mm/r 主軸轉速n=600r/min 計算切削速度 查參考資料2機械加工工藝手冊得耐用度s t 3108.10=68.02.035.015.032.02.0060245e fpva a a T k d v =min/420/7603518.03.1108.10(0.16024568.02.035.015.015.032.0m s m =半精銑加工余量:0.7mm; 表面粗糙度:Ra=2.510 ; 經濟精度:IT10; 公差:0.1mm 加工長度L=35mm 吃刀深度mmap7.0

16、= 進給量f=1.2mm/r主軸轉速n=956r/min 切削速度v=500m/min(二17H6孔加工要求:直徑17mm 基孔制;六級精度;孔軸與A 、B 面分別由5 的平行度要求;孔有3 的圓度和4 圓柱度的形狀精度;孔壁粗糙度為0.4 。 加工工步的具體參數: 鉆孔至15表面粗糙度:Ra=2080 經濟精度:IT12 公差:0.11mm刀具選擇:直徑為15mm 的通用麻花鉆; 材料:高速鋼; 基本參數:d=15mm ,k=2.30mm ,q=13.95mm ,b=8.85mm ,f=1.00mm , (見機械加工工藝設計實用手冊表1226 吃刀深度mma p5.7= f=0.35mm/r

17、 v=0.35m/sd wvn 1000=min/445(/430.71514.335.01000r s r =按機床選取:min/500(/33.83r s r n w =考慮其加工長度為mm 80 切削工時:mm l 80= mm l 11=,42=lf n l l l t w m 21+=s86.155.033.834180=+=擴孔至16.5加工余量:1.5mm 表面粗糙度:Ra=1040 經濟精度:IT12 公差:0.18mm 刀具選擇:直徑為 16.5mm 的標準擴孔鉆;材料:YG8;基本參數:d=16.5mm ,L=223mm ,l=125mm , 11mm (見機械加工工藝設計

18、實用手冊表1241 吃刀深度mma p75.0= 進給量f=0.55mm/r 主軸轉速n=280r/min切削速度v=15m/minmin/5.289(/825.45.1614.325.010001000r s r d v n w s =按機床選取: m i n /280(/666.4r s rn w = 粗鉸16.8孔加工余量:0.3mm 表面粗糙度:Ra=1.2510 經濟精度:IT9 公差:0.043mm 刀具選擇:直徑為 16.8mm 的直柄機用鉸刀;材料:YG8;基本參數:d=16.8mm ,L=175mm ,l=54mm , =14mm (見機械加工工藝設計實用手冊表1252 吃刀

19、深度mma p15.0= 進給量f=1.1mm/r 主軸轉速n=250r/min切削速度v=14m/min 精鉸孔至16.95加工余量:0.15mm ; 表面粗糙度:Ra=0.325 ; 經濟精度:IT7; 公差:0.011mm刀具選擇:直徑為 16.95mm 的直柄機用鉸刀;材料:YG8;基本參數:d=16.8mm ,L=175mm ,l=54mm , =14mm (見機械加工工藝設計實用手冊表1252 吃刀深度mma p075.0= 進給量f=0.5mm/r 主軸轉速n=300r/min切削速度v=18m/min配研加工余量:0.05mm ; 表面粗糙度:Ra=0.320.65 ; 經濟精

20、度:IT6;公差:0.008mm 刀具選擇:研棒锪17H6孔1×45°倒角表面粗糙度: Ra=580 ;(見機械加工工藝設計實用手冊表1246 經濟精度:IT11;(見機械制造工藝學表115 公差:0.11mm ; (見互換性與測量技術基礎表32刀具選擇:帶可換導柱椎柄 錐面锪鉆;基本參數: L=180mm l=35mm(三A 面加工要求:粗糙度1.6 ;配刮1013/ 25*25。刀具選擇:套式立銑刀;材料:YG8;基本參數:D=80mm ,L=45mm ,z=8加工工步的具體參數:粗銑加工余量:2mm ;表面粗糙度:Ra=520 ;經濟精度:IT12;公差:0.4mma

21、 p2=進給量f=2.7mm/r 加工長度L=152mm 吃刀深度mm主軸轉速n=600r/min 切削速度v=420m/min精銑加工余量:0.85mm ;表面粗糙度:Ra=0.635 ;經濟精度:IT7;公差:0.04mma p85.0=進給量f=1.2mm/r 加工長度L=152mm 吃刀深度mm主軸轉速n=1183r/min 切削速度v=280m/min配刮加工余量:0.15mm ;表面粗糙度:Ra=0.320.65(見機械加工工藝設計實用手冊表1282(四槽加工要求:粗糙度Ra=12.5 。刀具選擇:粗齒鋸片銑刀;材料:YG8;基本參數:D=50mm,L=2.0mm,d=13mm,

22、z=20加工工步的具體參數:粗銑加工余量:2mm;表面粗糙度:Ra=520 ;經濟精度:IT12 ;公差: 0.25mm(見機械加工工藝設計實用手冊表1290(五B面加工要求:粗糙度1.6 ,與A面有夾角。加工工步的具體參數:粗刨加工余量:2mm ;表面粗糙度:Ra=520 ;經濟精度:IT12;公差:0.4mma p2=進給量f=0.15mm/r 加工長度L=90mm 吃刀深度mm主軸轉速n=550r/min 切削速度v=145m/min精銑加工余量:0.85mm ;表面粗糙度:Ra=0.635 ;經濟精度:IT7;公差:0.04mma p85.0=進給量f=0.4mm/r 加工長度L=90

23、mm 吃刀深度mm主軸轉速n=1183r/min 切削速度v=180m/min配刮加工余量:0.15mm ;表面粗糙度:Ra=0.320.65刀具選擇:單角銑刀材料:YG8;齒數:10;D=40mm;L=10mm;(見機械加工工藝手冊設計實用手冊表1296(六右端面加工要求:粗糙度Ra=6.3刀具選擇:套式端銑刀;材料:YG8;基本參數:D=50mm,L=36mm,d=2mm, z=8加工工步的具體參數:粗銑加工余量:1.3mm; 表面粗糙度:Ra=520 ; 經濟精度:IT12; 公差:0.25mma p3.1=進給量f=2.8mm/r加工長度L=90mm 吃刀深度mm主軸轉速n=600r/

24、min 切削速度v=380m/min半精銑加工余量:0.7mm; 表面粗糙度:Ra=2.510 ; 經濟精度:IT10; 公差:0.1mma p7.0=進給量f=1.2mm/r加工長度L=90mm 吃刀深度mm主軸轉速n=1183r/min 切削速度v=380m/min(見機械加工工藝設計實用手冊表1283(七凸臺面加工要求:粗糙度Ra=12.5刀具選擇:套式端銑刀;材料:YG8;基本參數:D=50mm,L=36mm,d=2mm, z=8加工工步的具體參數:粗銑加工余量:2mm 表面粗糙度:Ra=520 經濟精度:IT12 公差:0.25mma p2=進給量f=1.2mm/r加工長度L=40m

25、m 吃刀深度mm主軸轉速n=600r/min 切削速度v=373m/min(見機械加工工藝設計實用手冊表1283(八14孔加工要求:直徑14mm;粗糙度Ra=12.5 ;沉頭孔粗糙度為12.5刀具選擇:直徑為14mm的通用麻花鉆;材料:高速鋼鉆頭;基本參數:d =14mm, k=2.20mm,q=13.00mm,B=8.25mm,f=1.00mm,加工工步的具體參數:鉆孔表面粗糙度:Ra=520 ;經濟精度:IT12;公差:0.18mma p7 進給量f=0.42mm/r 主軸轉速n=210r/min吃刀深度mm切削速度v=13m/min(見機械加工工藝設計實用手冊表1226锪26×

26、1的沉頭孔刀具選擇:帶可換導柱椎柄平底锪鉆;基本參數:L=180mm l=35mm表面粗糙度: Ra=580 ;(見機械加工工藝設計實用手冊表1246經濟精度:IT11;(見機械制造工藝學表115 公差:0.11mm;(見互換性與測量技術基礎表32(九M6螺紋加工要求:螺紋直徑為6mm加工工步的具體參數:鉆孔表面粗糙度:Ra=580 ;經濟精度:IT12;公差:0.12mm刀具選擇:直徑為 5.80mm的通用麻花鉆;材料:高速鋼鉆頭;基本參數:d =5.80mm,k=1.00mm,q=5.40mm,B=3.50mm,f=0.55mm,(見機械加工工藝設計實用手冊表1226攻絲(M6絲錐(十底面

27、加工要求:粗糙度Ra=12.5 。刀具選擇:套式立銑刀;材料:YG8;基本參數:D=80mm,L=32mm,d=16mm,z=8加工工步的具體參數:粗銑加工余量:1.2mm 表面粗糙度:Ra=520 經濟精度:IT12 公差:0.25mma p2.1=進給量f=1.0mm/r加工長度L=90mm 吃刀深度mm主軸轉速n=600r/min 切削速度v=420m/min(見機械加工工藝設計實用手冊表12826、專用夾具設計為了提高勞動生產效率,保證加工質量,降低勞動強度,需要設計專用夾具。為了提高勞動生產率,保證加工質量,降低勞動強度,需要設計專用夾具。經過分析,決定設計以下三個主要的夾具:零件底

28、面的加工夾具和主視圖17孔加工夾具。1、問題的提出利用這些夾具用來加工零件底面和17孔,這些都有很高的技術要求。但加工的部分都尚未加工,因此,在設計時,主要考慮如何提高勞動生產率,降低勞動強度,并且精度也是非常重要的。2、夾具設計(一零件底面的加工夾具(1定位基準的選擇由于工件的孔17和14都要以底面做為基準加工,故首先得做出底面的加工夾具。加工底面的時間為保證相對17的孔于A和B面的平行度我們就得要準確的設計出以導軌面和燕尾面為主要定位的夾具。還考慮到工件的圓度和圓柱度的誤差小,我們設計的夾具就具有對孔17的夾具定位準確,和加工時的震動小,那就得在孔17的孔外圓找個定位夾緊點。夾緊時主要是限

29、制工件的在平面上的轉動和翻滾,由于外表面基本上是不用加工的,所以在加工的時候采用兩側面作為夾緊。(2夾緊力的選擇在鉆孔是夾緊力產生的力矩,必須滿足=查資料1機床夾具設計手冊Nnb其中 b N 刨削的力,其值由切削原理的公式計算確定;N 刨削時,壓板產生力。為了提高夾緊的速度,采用的加工夾具草圖如圖所示緊機構。 圖1(3定位誤差定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位是17的孔,該孔與該面有平行度有一定的要求為0.0005,以及位置度的要求為mm 1.00105+ (二、主視圖孔17的加工夾具(1定位基準的選擇由零件圖可知,17的孔應對導軌面和燕尾面有平行度的及位置度的要求,而且本身有圓度和圓柱度的要求。為了使定位誤差為零,應該采用互定位,但是由于其他的各面都未加工,因此這里只選用已加工的底面和75度斜面作為主要定位基準。由于孔17的精度要求高,和定位尺寸誤差小,為保證孔的位置和加工準確性我們在加工底面的時間要求通過精加工后作為加工17的孔的基準。這樣就可以更好的保證孔17的位置和加工精度!夾緊時主要是限制工件的在平面上的轉動,由于外表面基本上是不用加工的,所以在加工的時候采用不加工的面作為夾緊。 圖2(2夾緊力的選擇在鉆孔是夾緊力產生的力矩,必須滿足21M M M t +=(查資料1機床夾具設計手冊其中 t M