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机械制造技术课程设计说明书

机械制造技术课程设计

说明书

设计题目：

设设计尾座体零件的机械加工工艺规程及加工

①14孔工序的专用夹具

姓名：

学号：

班级：

指导教师：

河南机电高等专科学校

2016年11月11日

第1章零件分析3.

1.1零件作用分析3.

1.2零件工艺分析3.

第2章确定毛坯、画毛坯一零件合图4

2.1确定毛坯的制造形成4

2.1机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定4

第3章工艺规程设计8.

3.1定位基准的选择8.

3.2制定工艺路线8.

3.3选择加工设备及刀、夹、量具9

3.4加工工序设计10

3.5时间定额计算10

3.6填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡16

第4章工序专用夹具设计17

4.1定位基准的选择17

4.2夹紧力的选择17

4.3定位误差1.8

4.4操作说明1.8

设计心得体会19

参考文献20

第1章零件分析

1.1零件作用分析

题目所给的零件是机床尾座体，①17H6的孔与顶尖研配，底面和75°斜面与磨床工作台相连，通过①14mm孔用螺栓将“尾座体”紧固在工作台上。

主要作用是固定顶尖。

圆柱体形的部分有一个①17H6孔，并且有一个M6的螺纹孔，顶尖穿过①17H6孔，将螺钉拧紧，这样就将顶尖固定。

1.2零件工艺分析

“尾座体”共有三组加工表面，其中两组有位置度要求。

（1）以①14mm孔为中心的加工表面。

这一组表面包括①14mm孔以及①26X1的沉头孔和粗糙度Ra=12.5卩m的凸台面。

（2）以基准面A为中心的加工表面。

这一组表面包括Ra=1.6卩m的基准面A和基准面B，Ra=12.5卩m的凹槽底面和Ra=6.3卩m的右端面和Ra=12.5卩m的下端面。

（3）以①17H6孔为中心的加工表面。

这一组表面包括①17H6孔以及1X45°的倒角，左右端面和M6的螺纹孔。

其中主要加工面为①17H6孔内壁。

第二组和第三组加工表面有位置度要求，如下：

117H6孔圆度公差为0.003mm

117H6孔圆柱度公差为0.004mm

①17H6孔中心线与基准面A平行度公差的要求为0.005mm

①17H6孔中心线与基准面B平行度公差的要求为0.005mm

①17H6的孔轴心线与导轨面的位置度误差为0〜0.1;

①17H6的孔与燕尾面的位置度误差不超过0.15;

①各面的粗糙度达到需要的要求；

①17H6的孔需精加工、研配；

导轨面配刮10〜13点/25X25。

第2章确定毛坯、画毛坯一零件合图

2.1确定毛坯的制造形成

由于该零件的形状较复杂，因此不能用锻造，只能用铸件，而且年生产批量为8000件已达成批生产的水平，采用批量造型生产。

根据零件主要的加工表面的粗糙度确定各表面加工余量，查参考文献查参考文献［2］《机械加工工艺手册》，以后有计算在此就不重复了。

2.1机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定

“尾座体”零件的材料为HT20Q生产类型为成批生产。

采用自由的砂型,3级精度（成批生产）。

根据上述原始质料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下：

2.1.1孑L17的端面的

不平度：

Rz240m、缺陷度：

T缺250m查参考资料［4］《机械制造工艺与夹具设计指导》

空间偏差：

毛1700m根据参考资料［4］《机械制造工

艺与夹具设计指导》

铸造公差：

T2200m查参考资料［4］《机械制造工艺与夹具设计指导》，按铸件宽度b12mm查得的宽度公差

（1）粗铣余量

加工精度：

IT12，公差T0.35mm350m查参考资料［4］《机械制造

工艺与夹具设计指导》

加工表面粗糙度：

R6.3查参考资料［4］《机械制造工艺与夹具设计指

导》

铸件的加工余量为丫12.6mm,

（2）精铣余量

加工精度及表面粗糙度：

要求达到R6.3m，公差T0.005mm,见图纸要求。

精加工的余量为丫21mm。

所以总的加工为

MA2（Yi丫2）式（3.1）

2（2.61）7.3mm

2.1.2内孔17H7mm

毛坯为实心，不冲出孔。

内孔精度要求为IT6，参考资料［4］《机械制造工艺与夹具设计指导》确定工序尺寸及加工余量为：

钻孔：

15mm

扩孔：

16mm2乙1mm查参考资料［4］《机械制造工艺与夹具设计指导》

精镗：

16.9mm2Z2O&mm查参考资料［4］《机械制造工艺与夹具设计指导》

细镗：

16.09mm2Z30.08mm查参考资料［4］《机械制造工艺与夹具设计指导》

珩磨：

17H6mm2Z4°.°9mm查参考资料［4］《机械制造工艺与夹具设计指导》表2.3-51

总的加工余量为：

2.1.3燕尾面加工

考虑其加工长度为90mm，与其联结的为导轨面，其精度相对较高，要进行粗加工、半精加工和精加工。

1粗加工：

加工精度IT12、铸件粗加工的余量乙6.0mm根据参考资料［4］《机械制造工艺与夹具设计指导》。

2半精加工：

加工长度B90mm、加工宽度100mm，因此半精加工的余量选择

Z1.0mm参考资料［4］《机械制造工艺与夹具设计指导》表

2.3-59。

3精加工：

加工长度B90mm、加工宽度25mm，因此精加工的余量选择

Z30.012mm参考资料［4］《机械制造工艺与夹具设计指导》表2.3-60

总的加工余量Z乙Z2Z37.012mm。

式（3.3）

2.1.4导轨面刨削加工

考虑其加工长度为138mm，同样也是和导轨配合，其加工精度要求非常高，因此需要进行粗加工，半精加工和精加工。

①粗加工：

加工精度选择IT12选择加工余量Z5.5mm

2半精加工:

加工长度B138mm、加工宽度k100mm，因此加工余量选择

Z1.0mm。

由参考资料［4］《机械制造工艺与夹具设计指导》表2.3-59

3精加工:

加工长度B138mm、加工宽度k90mm,因此精加工的余量选择

Z30.022mm由参考资料［4］《机械制造工艺与夹具设计指导》表2.3-60

总的加工余量由式3-3得:

Z总6.522mm

2.1.5孑L14的内径表面

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：

12・8mm

扩孔：

14mm2Z1.2mm（查参考资料［2］《机械加

工工艺手册》表2.3-48）

7.M6的孔加工

公称直径6mm,加工前的钻孔直径5mm（查参考资料［2］《机械加工工艺手册》表2.3-71）因此钻孔的加工余量为：

Z1mm

第3章工艺规程设计

3.1定位基准的选择

（1）粗基准的选择。

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①17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①35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）精基准的选择。

精度高的基准面A、基准面B和①17H6孔两个端面自然就成了精基准，。

因为A、B面既是设计及准又是该文章讲述了尾座体课程设计说明书课程设计.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AB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①17H6孔和A、B面互为基准进行加工。

3.2制定工艺路线

制定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大批大量生产的条件下，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，以便使生产成本下降：

工序1:

粗铣圆柱体左右端面。

以底面为粗基准，选用X6042卧式铣床。

工序2:

钻①15mn孔。

以工序2加工的左右端面作为粗基准，选用Z525立式钻床。

工序3:

粗铣基准面A与底部Ra=12.5卩m的凹槽面，粗铣2X2的槽以及底面。

以①17H6孔为定位粗基准，选用X6042卧式铣床。

工序4:

粗刨基准面B。

基准面A为定位粗基准，选用B6035牛头刨床。

工序5:

粗铣右端面,粗铣凸台面。

基准面A为定位粗基准，选用X6042卧式铣床。

工序6:

钻①14mm孔，锪①26X1的沉头孔。

以尾座体端面A，B定位，选用Z525立式钻床。

工序7:

钻孔，扩孔和攻M6的螺纹。

以①17H6孔为粗基准，选用Z525立式钻床。

工序8:

扩、铰①17H6孔。

基准面A和B为定位粗基准，选用Z525立式钻床。

工序9:

半精铣圆柱体左右端面。

以①17H6孔为精基准，选用X6042卧式铣床。

工序10:

半精铣右端面。

基准面A为定位精基准，选用X6042卧式铣床。

工序11:

精铣基准面A。

精铣2X2的槽。

以①17H6孔为精基准，选用X6042卧式铣床。

工序12:

精铣基准面B。

基准面A为定位精基准，选用X6042卧式铣床。

工序13:

锪①17H6孔1X45°倒角，去毛刺。

以①17H6孔为精基准，选用Z525立式钻床。

工序14:

研配①17H6孔。

基准面A和B,右端面与①17H6孔两端面为定位精基准。

工序15:

配刮A、B面

工序16:

检查。

3.3选择加工设备及刀、夹、量具

（1）选择机床根据不同的工序选择机床

工序05152545505560选用卧式铣床。

工序1030354065选用立式钻床。

工序20选用牛头刨床。

（2）选择夹具

本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。

（3）选择刀具，根据不同的工序选择刀具

1.铣刀依据资料选择高速钢圆柱铣刀。

2.钻孔选用锥柄麻花钻。

3.钻锪120°的倒角和钻、半精铰孔。

倒角45°,选用专用刀具。

4.钻螺纹孔用锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。

（4）选择量具

本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。

根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下：

1.选择加工面的量具

用分度值为0.05mm的游标长尺测量，以及读数值为0.01mm测量范围100mmr125mn的外径千分尺。

2.选择加工孔量具

因为孔的加工精度介于IT7〜IT9之间，可选用读数值0.01mm测量范围50m〜125mm的内径千分尺即可。

3.4加工工序设计

01机器砂型铸造。

02人工时效处理。

05粗铣圆柱体左右端面。

10钻①15mn孔。

15粗铣基准面A与底部Ra=12.5卩m的凹槽面，粗铣2X2的槽以及底面。

20粗刨基准面B。

25粗铣右端面，粗铣凸台面。

30钻①14mn孔，锪①26X1的沉头孔。

35钻孔，扩孔和攻M6的螺纹。

40扩、铰①17H6孔。

45半精铣圆柱体左右端面。

50精铣2X2的槽。

55精铣基准面A。

60精铣基准面B。

65研磨①17H6孔。

70去毛刺,检验入库。

3.5时间定额计算

1若考虑工件的粗糙度，加工余量为Zmax3mm,Zmin2.5亦但

实际，由于以后还要精加工，因此此端面不必全部加工，此时可按

Zmax2.6mm考虑，分二次加工，吃刀深度ap1.3mm。

查参考资料［2］

《机械加工工艺手册》

②每齿进给量af

得

表2.3-5

0.18mm查参考资料⑸《金属切削手册》表6-12

③计算切削速度查参考资料[2]

30.2

10.8103s245dokv

V~0.320.150.350720.68

Tapafae6C）2

245601.0

《机械加工工艺手册》得耐用度

式（3.4）

3、0.150.150.35020.68

（10.810）1.30.183560

④功功率计算s

50.90.74

pm67.9671951（1.3a$p（a180.7aeZnkpm410式（3.5）

8.3kW

2.精铣:

（1）.加工条件

加工要求：

铣17的孔的端面

机床：

双端面铣床X364

刀具：

。

精铣端面刀具材料选用YG6d。

60o

1吃刀深度ap1mm

2每转进给量f0.5（mm/r）达到粗糙度要求6.3（▽4）

3.5.2.钻孔（钻17H6的孔）（根据钻孔取参考值，参考资料［2］《机

械加工工艺手册》）

f0.55mm/r

v0.000v/sn

1000^.38

3.1416

式（3.6）

7.564r/s9（454r/min）

按机床选取：

nw83.33r/s（500r/min）

考虑其加工长度为80mm，选择钻床摇臂钻床Z3°25切削工时：

I80mmI11mmI24

tm111旦式（3.7）

80n1f4

1.86s

83.330.55

3.53铣削14的孔的端面（粗铣14的孔的端面、半精铣14的孔的

端面）

1.粗铣14的孔的端面

（1）.加工条件

加工要求：

铣14的孔的端面。

机床：

端面铣床XE755

刀具：

粗铣端面刀具材料选用YG6D80mm,齿数100

（2）.计算切削用量

1）.粗铣

①若考虑工件的粗糙度，加工余量为Zmax3mm,Zmin2.5mm但实际，由于以后还要精加工，因此此端面不必全部加工，此时可按Zmax2.6mm考虑，分二次加工，吃刀深度ap1.3mmo

2每齿进给量af0.18mm查资料［1］《机床夹具设计手册》

3

3计算切削速度查资料［1］《机床夹具设计手册》耐用度t10・810s

0.2.

245d0kv

0.320.150.350.20.68

Tapafae60

02

2451601.0

（10.8103）0.151.30.150.250.35960.26O0682.47m/s

4功率计算

50.90.74

pm167.910apafaeznkpm8.3kW

2.半精铣14的孔的端面

（1）.加工条件

加工要求：

铣14的孔的端面。

机床：

端面铣床XE755

刀具：

。

精铣端面刀具材料选用YG6d080mmo

（2）.半精铣

1吃刀深度ap1mm

2每转进给量f0.5（mm/r）达到粗糙度要求

3.54铣削M6的端面

加工要求：

铣M6的螺纹的端面。

机床：

端面铣床XE755

刀具：

。

铣端面刀具材料选用YG6do80mm。

铣

1吃刀深度ap3mm

2每转进给量f°.5（mm/r）就能够达到粗糙度要求

3.5.5.钻孔（钻14的孔、钻M6的螺纹孔）（根据钻孔取参数值,

加工工艺手册）

1.钻14的孔

f1.0mm/r

v1.44m/s（86.4m/min）

1000v

10001.44

27.05r/s（1623.08r/min）

3.1414

按机床选取％

26.7r/s（1600r/min）

ns

dw

式（3.8）

按照式3-7得:

2.钻M6的螺纹孔根据钻孔取参数值，查参考资料［2］《机械加工工

艺手册》

f0.95mm/r

v0.85m/s（51m/min）

由式3-8得：

按机床选取nw5°.7r/s（304》/min）

v

所以实际切削速度

550.7

1000

0.796（m/min）

切削工时：

l11mml23mm

查参考资料［2］《机械加工工艺手册》

由式3-7得:

tm亠212130.33s

nwf50.70.95

3.5.6.扩孔（扩17H6的孑L）

f0.90mm/r

v1.35m/s（81m/min）

切削深度：

由式3-8得:

ap1.0mm

1000v10001.35

dw3.1415

按机床选取:

nw26.7r/s（1600r/min）

所以实际切削速度:

1526.7

1000

1.2576（m/min）

切削工时：

查参考资料[2]

《机械加工工艺手册》

l11mml23mm

由式3-7得:

3.5.7.惚145的倒角

为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同,

n7.564r/s（454r/min）

3.6填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡

见附页（1-14）

第4章工序专用夹具设计

4.1定位基准的选择

由零件图可知，加工孔14的夹具其实同样以底面和75度面作为基准,也就是在加工17的孔的上做一个45度斜角度。

。

夹紧时主要是限制工件的在平面上的转动，由于外表面基本上是不用工的，所以在加工的时候采用不加工面作为夹紧。

由于考虑钻削力的作用，把夹具体做出45的斜角。

4.2夹紧力的选择

在钻孔是夹紧力产生的力矩，必须满足

MtM1M2

查资料［1］《机床夹具设计手册》

其中Mt――钻削扭矩，其值由切削原理的公式计算确定;

M1――钻削时，左边压紧件生力矩;

M2――钻削时，右边压板产生力矩

为了提高夹紧的速度，在工件紧机构如图4.1所示

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图4.1

4.3定位误差

1定位元件尺寸及公差的确定。

夹具的主要定位是导轨面和燕尾，该端面与孔的垂直度有一定的要求。

2还有就是45的夹角可能存在一定的误差。

4.4操作说明

由于孔14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。

加工孔14的夹具其实以底面和75度面作为基准，也就是在加工17的孔的上做一个45度斜角度。

。

夹紧时主要是限制工件的在平面上的转动，由于外表面基本上是不用工的，所以在加工的时候采用不加工面作为夹紧。

由于考虑钻削力的作用，把夹具体做出45的斜角。

设计心得体会

首先感谢母校，是她给我一个难得的学习机会，让我在即将毕业之际学到了很多知识，经过这次紧张的课程设计，使我在理论和动手能力上都有了进一步的提高。

我的课程设计主要在程老师指导下，让我对所学的知识进行系统性的复习,并根据写作要求查阅有关资料。

在设计过程中受到程老师无微不至的关心与耐心指导，使我的课程设计得以顺利的进展。

设计人员都是以一个个简单基本的设计开始成长的，每次能力的提升，都离不开自身的努力与每次的设计任务。

我作为一个学机械设计制造及其自动化的，就要在设计中获取技能。

“纸上得来终

觉浅，绝知此事要躬行”，这句名言告诉我们要身体力行。

在这次设计中，我汲取了很多养料。

从事设计的原则就是要设计简单，易用，成本低和效率高的机器或者是零件。

总的来说，设计算是成功的，不仅要有宽广的知识，还要有富于创新意识，当然要基于原有的知识。

这次任务关键是学会了填写工序卡和工艺过程卡。

设计过程是挺辛苦的，不仅查阅了好多手册，而且重新翻阅了以前的教材。

当这些知识一下子汇集在一起的时候，好象知识变成了一个大的体系，在脑海中巩固了。

这个设计对将来的工作有很大的帮助，相信我们会很好的胜任这项工作。

当然，现在只要好好学习，做好手头的工作就行了。

做完之后，觉得很有成就感。

参考文献

[1]王先逵主编，《机械制造技术基础》，华中科技大学出版社，2007。

[2]陈家芳主编，《实用金属切削加工工艺手册》第2版，上海科学技术出版社，2006。

[3]孙丽媛主编，《机械制造工艺及专用夹具设计指导》，冶金工业出版社，2003。

[4]李益民主编，《机械制造工艺设计简明手册》，机械工业出版社，1994。

[5]《金属机械加工工艺人员手册》，上海科学技术出版社，1982。

⑹刘守勇主编，《机械制造与机床夹具》，机械工业出版社，1994。

[7]杨兴骏，莫雨松等编，《互换性与技术测量》第4版，中国计量出版社，2005。

[8]周明，孙玉洁，韩荣第编著，《金属切削原理与刀具》第2版，哈尔滨工业大学出版社，2004。

[9]南京市机械研究所主编，《金属切削机床夹具图册》下册（专用夹具）,机械工艺出版社,1984。