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机械制造专业（本科）机械制造工艺学课程设计目 录目 录I1 绪 论12 零件分析23 工艺规程设计33.1 确定毛坯制造形成33.2 基面选择33.3制订工艺路线33.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯确实定73.5确定切削用量及基础工时104 夹具设计254.1 问题提出254.2夹具设计255 总 结30参 考 文 献31致 谢321 绪 论2 零件分析题目所给零件是机床尾座体，尾座安装在机床右端导轨上，尾座上套筒能够安装顶尖，以支承较长工件右端（即顶持工件中心孔）、安装钻头、绞刀，进行孔加工，也能够安装丝锥攻螺纹工具、圆析牙套螺纹工具加工内、外螺纹。尾座能够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，摇动尾座手轮能够实现对工件顶紧、松开或对工件进行切削纵向进给。2.1 零件特点由图可知，该零件为不太规则部件，其关键技术特点以下：1.铸件需要消除毛刺和砂粒、并作退火处理2. 17H6要求圆度为0.0033. 17H6要求圆柱度0.0044. 17H6和导轨面平行度为0.0055. 17H6和燕尾面平行度为0.0056. 17H6孔轴心线和导轨面位置度误差为00.17. 17H6孔和燕尾面位置度误差不超出0.158.各面粗糙度达成需要要求9. 17H6孔需精加工、研配10.导轨面配刮1013点/25252.2 零件工艺分析依据零件图可知、关键进行导轨面加工、孔加工和表面加工、钻孔、攻丝，孔精度要求高。该零件年生产5000件属大批量生产，在加工是为了提升劳动效率、降低成本，设计加工零件需要设计专用夹具。3 工艺规程设计3.1 确定毛坯制造形成因为该零件形状较复杂，所以不能用铸造，只能用铸件，而且年生产批量为5000件已达成批生产水平，采取批量造型生产。依据零件关键加工表面粗糙度确定各表面加工余量，查参考文件查参考文件2 机械加工工艺手册，以后有计算在此就不反复了。3.2 基面选择基面选择是工艺规程中关键工作之一，基面选择正确和合理能够使加工质量得到确保、生产效率得到提升；不然不仅使加工工艺过程中问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准选择：对于象机床尾座这么零件来说，选择好粗基准是至关关键，能够确保零件多种加工余量选择。对于通常零件而言，以加工面互为基准完全合理；但对于本零件来说，假如以17孔为粗基准可能造成位置精度不达标，根据相关粗基准选择标准（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35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关键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，达成完全定位。用来加工工件底面。对于精基准而言，关键应考虑基准重合问题。这里关键以已加工底面为加工精基准。当设计基准和工序基准不重合时应该进行尺寸换算，后面对此有专门计算这里就不反复了。3.3制订工艺路线制订工艺路线出发点应该是使零件几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理确保。在生产纲领已确定为批量生产条件下，能够考虑采取万能机床配以专用夹具，并尽可能使工序集中来提升生产率。除此果之外，还应该考虑经济效，方便使用生产成本下降。3.3.1 工艺路线方案一工序.铣削17H孔两端面（粗铣、半精铣）工序.扩17H孔。工序.倒角工序.铣削孔14端面、铣削M6端面、粗铣最底面、粗铣导轨面、铣工艺面、铣削22退刀槽、精铣导轨面、精铣燕尾面工序.铣削28端面工序.钻14孔、扩孔工序.镗削28沉降孔工序.钻M6孔、攻丝工序.精加工17孔、研配工序.精加工导轨面配刮1213点/2525。3.3.2 艺路线方案二工序.铣削17H孔两端面（粗铣、半精铣）工序.粗刨导轨面工序.粗刨燕尾面工序.刨削导轨面工艺台阶面工序.铣削22退刀槽工序.精刨导轨面工序.精刨燕尾面工序.扩17孔工序.铣削14孔端面工序.镗28孔工序.研配17孔工序.导轨配刮3.3.3.工艺方案比较分析上述两方案特点在于：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，能够看出以先加工孔，以孔作为定位基准加工时位置精度较易确保，而且定位装夹等全部比较方便，不过方案一中一次装夹多道工序除了能够选择专用夹具设计组合机床（但在成批生产是在一般机床上能确保精度情况下，应尽可能不选择专用机床）以外，只能选择多工位万能铣床加工。而现在万能铣床加工精度还不能加工导轨面精度要求，所以决定将方案二中工序移入方案一，因为铣削时不能很好地加工燕尾处斜面，所以在导轨面和燕尾加工全部采取刨削。具体工艺过程以下：工序1.粗铣削17H6孔两端面工序2.精铣削17H6孔两端面工序3.钻17H6孔工序4.扩17H6孔工序5.惚 倒角工序6.粗铣14孔端面工序7.半精铣14孔端面工序8.铣削M6端面工序9. 粗刨燕尾底面工序10.粗刨轨面工序11.铣刨导轨面工艺面工序12.铣削22退刀槽工序13.精刨燕尾面工序14.精刨导轨面工序15.磨燕尾面工序16.磨导轨面工序17.钻14孔工序18.扩14孔工序19.钻M6螺纹孔工序20.攻丝工序21.镗削28沉降孔工序22.镗削孔工序23.镗削孔工序24.导轨面配刮工序25.精加工17H6孔研配工序26.人工时效工序27.终检但考虑工序集中和铸件不适合热处理取消工序26，而且考虑工序集中，集中同一中加工粗精加工。具体工序以下：工序1. 导轨面加工（粗、半精铣削导轨面及刨削导轨面工艺面、精刨导轨面）工序2.燕尾面加工（粗刨、精刨燕尾面）工序3. 铣削17H6孔两端面（粗、精铣）工序4.孔加工（钻、扩、绞17H6孔）工序5. 铣削14孔端面工序6.14孔加工（14孔钻、扩）工序7.铣削M6端面工序8.钻孔（钻M6螺纹孔）工序9. 惚 倒角工序10. 磨削（导轨面、燕尾面）工序11. 镗削（镗削28沉降孔）工序12. 攻丝工序13. 导轨面配刮工序14. 珩磨：工序15. 精加工17H6孔研配工序16. 终检以上过程详见后面工艺卡。3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯确实定“尾座体”零件材料为HT200，生产类型为成批生产。采取自由砂型,3级精度（成批生产）。依据上述原始质料及加工工艺，分别确定各加工表面机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸以下。3.4.1 孔端面不平度：、缺点度：查参考资料4 机械制造工艺和夹具设计指导。空间偏差： 依据参考资料4 机械制造工艺和夹具设计指导铸造公差： 查参考资料4机械制造工艺和夹具设计指导，按铸件宽度查得宽度公差（1）粗铣余量加工精度：IT12，公差查参考资料4 机械制造工艺和夹具设计指导加工表面粗糙度：查参考资料4机械制造工艺和夹具设计指导铸件加工余量为，（2）精铣余量加工精度及表面粗糙度：要求达成，公差，见图纸要求。精加工余量为。所以总加工为 式（3.1）3.4.2 内孔毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度要求为，参考资料4机械制造工艺和夹具设计指导确定工序尺寸及加工余量为：钻孔： 扩孔： 查参考资料4机械制造工艺和夹具设计指导 精镗： 查参考资料4机械制造工艺和夹具设计指导 细镗： 查参考资料4机械制造工艺和夹具设计指导 珩磨： 查参考资料4机械制造工艺和夹具设计指导 表2.3-51 总加工余量为： 。 式（3-2）3.4.3 燕尾面加工考虑其加工长度为，和其联结为导轨面，其精度相对较高，要进行粗加工、半精加工和精加工。粗加工：加工精度、铸件粗加工余量依据参考资料4机械制造工艺和夹具设计指导。半精加工：加工长度、加工宽度，所以半精加工余量选择参考资料4机械制造工艺和夹具设计指导 表2.3-59。精加工：加工长度、加工宽度，所以精加工余量选择 参考资料4机械制造工艺和夹具设计指导 表2.3-60总加工余量。 式（3.3）3.4.4 导轨面刨削加工考虑其加工长度为，一样也是和导轨配合，其加工精度要求很高，所以需要进行粗加工，半精加工和精加工。粗加工：加工精度选择选择加工余量半精加工：加工长度、加工宽度，所以加工余量选择 。由参考资料4机械制造工艺和夹具设计指导 表2.3-59精加工：加工长度、加工宽度，所以精加工余量选择 由参考资料4机械制造工艺和夹具设计指导表2.3-60总加工余量由式3-3得：。3.4.5 孔内径表面毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度要求不太高，参考参考资料2机械加工工艺手册确定工序加工尺寸及余量为：钻孔： 扩孔： (查参考资料2 机械加工工艺手册表2.3-48) 7.M6孔加工公称直径，加工前钻孔直径 (查参考资料2 机械加工工艺手册表2.3-71) 所以钻孔加工余量为：。3.5确定切削用量及基础工时3.5.1铣削17H6孔两端面。1.粗铣：（1）.加工条件加工要求：铣孔端面。机床：双端面铣床X364刀具：粗铣端面刀具材料选择YG6，由铣削宽度选择。查参考资料5金属切削手册 表6-4得（2）.计算切削用量若考虑工件粗糙度，加工余量为, 但实际，因为以后还要精加工，所以此端面无须全部加工，此时可按考虑，分二次加工，吃刀深度。查参考资料2机械加工工艺手册 表2.3-5每齿进给量查参考资料5金属切削手册表6-12得计算切削速度 查参考资料2机械加工工艺手册得耐用度 式（3.4）功率计算 式（3.5）2.精铣：（1）.加工条件加工要求：铣孔端面。机床：双端面铣床X364刀具：。精铣端面刀具材料选择YG6，。吃刀深度每转进给量达成粗糙度要求6.3（4）3.5.2.钻孔（钻17H6孔）（依据钻孔取参考值，参考资料2机械加工工艺手册） 式（3.6）按机床选择：考虑其加工长度为，选择钻床摇臂钻床。切削工时： ， 式（3.7）3.5.3.铣削14孔端面（粗铣14孔端面、半精铣14孔端面）1.粗铣14孔端面（1）.加工条件加工要求：铣孔端面。机床：端面铣床XE755刀具：粗铣端面刀具材料选择YG6，,齿数10。（2）.计算切削用量1）.粗铣若考虑工件粗糙度，加工余量为, 但实际，因为以后还要精加工，所以此端面无须全部加工，此时可按考虑，分二次加工，吃刀深度。每齿进给量 查资料1机床夹具设计手册计算切削速度查资料1机床夹具设计手册 耐用度功率计算2.半精铣14孔端面（1）.加工条件加工要求：铣孔端面。机床：端面铣床XE755刀具：。精铣端面刀具材料选择YG6，。（2）. 半精铣吃刀深度每转进给量达成粗糙度要求。3.5.4.铣削M6端面加工要求：铣M6螺纹端面。机床：端面铣床XE755刀具：。铣端面刀具材料选择YG6，。铣吃刀深度每转进给量就能够达成粗糙度要求。3.5.5.钻孔（钻14孔、钻M6螺纹孔）（依据钻孔取参数值，加工工艺手册）1.钻14孔 式（3.8）按机床选择所以实际切削速度切削工时：查参考资料2机械加工工艺手册。， 根据式3-7得：2.钻M6螺纹孔依据钻孔取参数值，查参考资料2机械加工工艺手册。由式3-8得 ：按机床选择所以实际切削速度切削工时： 查参考资料2机械加工工艺手册，由式3-7得：3.5.6.扩孔（扩17H6孔）切削深度： 由式3-8得：按机床选择： 所以实际切削速度： 切削工时：查参考资料2机械加工工艺手册，由式3-7得：3.5.7.惚 倒角为了缩短辅助时间，取倒角时主轴转速和钻孔相同，3.5.8.扩孔（扩14孔）切削深度： 由式3-8得：按机床选择： 所以实际切削速度： 切削工时： 查参考资料2机械加工工艺手册，由式3-8得：3.5.9.刨削导轨面（粗、半精刨削导轨面及刨削导轨面工艺面、精刨导轨面）1.粗刨：（1）.加工条件加工要求：粗刨导轨面。机床：端面铣床BE755刀具：粗铣端面刀具材料选择YG6，。（2）.计算切削用量若考虑工件粗糙度，加工余量为, 但实际，因为以后还要精加工，所以此端面无须全部加工，此时可按考虑，分二次加工，吃刀深度。每齿进给量： 查参考资料2机械加工工艺手册计算切削速度 查参考资料2机械加工工艺手册 耐用度： 由3-4得功率计算2.半精刨削导轨面及铣削导轨面工艺面（1）.加工条件加工要求：半精铣削导轨面及铣削导轨面工艺面。机床：端面铣床BE755刀具：粗铣端面刀具材料选择YG6，。（2）.计算切削用量若考虑工件粗糙度，加工余量为, 但实际，因为以后还要精加工，所以此端面无须全部加工，此时可按考虑，分二次加工，吃刀深度。每齿进给量 查参考资料2机械加工工艺手册计算切削速度 查参考资料2机械加工工艺手册 耐用度 由3-4得：功率计算 式（3-9）3.精刨：加工要求：精刨削导轨面。机床：端面铣床BE755刀具：精铣端面刀具材料选择YG6，。吃刀深度每转进给量达成粗糙度要求6.3（44.粗刨燕尾底面加工要求：铣刨燕尾底面。机床：端面铣床BE755刀具：铣端面刀具材料选择YG6，。吃刀深度每转进给量就能够达成粗糙度要求。3.5.10.铣削22退刀槽加工要求：铣削22退刀槽。机床：铣床X525刀具：。粗齿锯片铣刀，齿数20。铣吃刀深度每转进给量就能够达成粗糙度要求。3.5.11.刨削燕尾面（粗刨、精刨燕尾面）（1）.加工条件加工要求：刨削燕尾面。机床：刨床BE755刀具：。精铣端面刀具材料选择YG6，。1）.粗刨若考虑工件粗糙度，加工余量为, 但实际，因为以后还要精加工，所以此端面无须全部加工，此时可按考虑，分二次加工，吃刀深度。每齿进给量 查参考资料2机械加工工艺手册计算切削速度 查参考资料2机械加工工艺手册 耐用度由3-8得：功率计算2）.精铣吃刀深度： 每转进给量： 达成粗糙度要求6.3（4）3.5.12.镗削（精镗、细镗孔）取刀杆直径， 刀杆伸出量。 粗镗：加工余量。分两次加工。令，选择硬质合金YT5镗刀。精镗：细镗：取刀杆直径， 刀杆伸出量。 粗镗：加工余量：分两次加工。令，选择硬质合金YT5镗刀。3.5.13.磨削（导轨面、燕尾面）因为全部是平面加工，所以采取平面磨削加工方案。1.导轨面磨削选择机床： 导轨磨床MM52125磨具： 粗磨采取平行砂轮。查参考资料2机械加工工艺手册。磨削用量选择：合理磨削用量选择通常标准为：粗磨时，工件加工精度和粗糙度要求差部分，可采取较大、。精磨时，必需采取小、。要依据工件尺寸大小、刚性好坏，选择合理、。依据加工材料强度和硬度和导热性，合理地选择、。依据砂轮切削性能好坏使用合理。磨削细长零件时，工件轻易产生震动，应合适降低些。由此选择以下：轴向进给量（双行程）工件速度：查参考资料2机械加工工艺手册表2.4-167径向进给量：查参考资料2机械加工工艺手册表2.4-167切削工时： 式（3.9）式中 L加工长度，138mm b加工宽度，90mm 加工余量，0.022mm K系数，1.14 Z同时加工零件数2. 燕尾面磨削选择机床： 导轨磨床MM52125磨具： 粗磨采取平行砂轮。（查机械加工工艺手册）。磨削用量选择：轴向进给量：（双行程）工件速度 （表2.4-167）径向进给量（表2.4-167）切削工时： （式3.10）式中 L加工长度，90mm b加工宽度，11mm 加工余量，0.022mm K系数，1.14 Z同时加工零件数3.5.14.镗削（镗削孔、镗削28沉降孔）1.镗削孔（取刀杆直径， 刀杆伸出量。 粗镗：加工余量。分两次加工。令，选择硬质合金YT5镗刀。精镗：2.镗削28沉降孔取刀杆直径， 刀杆伸出量。 粗镗：加工余量：。分两次加工。令，选择硬质合金YT5镗刀。精镗：3.5.15.攻丝公制螺纹，因为加工材料是铸件，所以选择以下：（查参考资料2机械加工工艺手册表2.4-105）所以 按机床选择3.5.16.导轨面配刮采取人工配刮达成1013点/25253.5.17.珩磨： 孔加工条件：工件尺寸不太大，孔直不太大。珩磨机床：因为工件尺寸不太大，所以选择卧式珩磨机床。珩磨头：选择磨较小孔珩磨头。珩磨切削参数选择：因为加工是会铸铁，所以查机械加工工艺手册得：合成切削速度选择（精加工）圆周速度（精加工）往复速度（精加工）油石径向进给为所以到油石行程长度选择煤油作为该加工切削液。3.5.18.精加工17H6孔研配采取人工研配达成粗糙度等要求。3.5.19.终检检测工件是否有裂纹等缺点4 夹具设计为了提升劳动生产率，确保加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过和指导老师协商，决定设计孔加工夹具、设计主视图孔加工夹具、设计零件底面加工夹具。4.1 问题提出利用这些夹具用来加工孔、孔和零件底面，这些全部有很高技术要求。但加工部分全部还未加工，所以，在设计时，关键考虑怎样提升劳动生产率，降低劳动强度，而且精度也是很关键。4.2夹具设计4.2.1 零件底面加工夹具（1）定位基准选择 因为工件孔17和14全部要以底面做为基准加工，故首先得做出底面加工夹具。加工底面时间为确保相对17孔于A和B面平行度我们就得要正确设计出以导轨面和燕尾面为关键定位夹具。还考虑到工件圆度和圆柱度误差小，我们设计夹具就含有对孔17夹具定位正确，和加工时震动小，那就得在孔17孔外圆找个定位夹紧点。 夹紧时关键是限制工件在平面上转动和翻滚，因为外表面基础上是不用加工，所以在加工时候采取两侧面作为夹紧。（2）夹紧力选择在钻孔是夹紧力产生力矩，必需满足 查资料1机床夹具设计手册其中 刨削力，其值由切削原理公式计算确定； 刨削时，压板产生力。为了提升夹紧速度，采取加工夹具草图图所表示紧机构。图4.1（3）定位误差定位元件尺寸及公差确实定。夹具关键定位是孔，该孔和该面有平行度有一定要求为0.0005，和位置度要求为4.2.2 主视图孔加工夹具（1）定位基准选择由零件图可知，孔应对导轨面和燕尾面有平行度及位置度要求，而且本身有圆度和圆柱度要求。为了使定位误差为零，应该采取互定位，不过因为其它各面全部未加工，所以这里只选择已加工底面和75度斜面作为关键定位基准。因为孔17精度要求高，和定位尺寸误差小，为确保孔位置和加工正确性我们在加工底面时间要求经过精加工后作为加工17孔基准。这么就能够愈加好确保孔17位置和加工精度！夹紧时关键是限制工件在平面上转动，因为外表面基础上是不用加工，所以在加工时候采取不加工面作为夹紧。图4.2（2）夹紧力选择在钻孔是夹紧力产生力矩，必需满足 （查资料1机床夹具设计手册）其中 钻削时扭矩，其值由切削原理公式计算确定； 钻削时时，左边压紧件产生力矩； 钻削时时，右边压板产生力矩。为了提升夹紧速度，而且工件较小，切削过程中震动不太大。夹具图在后面画出。夹紧力 式（4.1） 式（4.2）（3）定位误差定位元件尺寸及公差确实定。夹具关键定位是孔两端面，该端面和孔垂直度有一定要求。4.2.3 孔加工夹具（1）定位基准选择由零件图可知，加工孔14夹具其实一样以底面和75度面作为基准,也就是在加工17孔上做一个45度斜角度。夹紧时关键是限制工件在平面上转动，因为外表面基础上是不用工，所以在加工时候采取不加工面作为夹紧。因为考虑钻削力作用，把夹具体做出斜角。（2）夹紧力选择在钻孔是夹紧力产生力矩，必需满足 查资料1机床夹具设计手册其中 钻削扭矩，其值由切削原理公式计算确定； 钻削时，左边压紧件生力矩； 钻削时，右边压板产生力矩。为了提升夹紧速度，在工件紧机构图4.3所表示：图4.3（3）定位误差定位元件尺寸及公差确实定。夹具关键定位是导轨面和燕尾，该端面和孔垂直度有一定要求。还有就是45夹角可能存在一定误差。5 总 结参考文件致谢