机床尾座体夹具设计说明书教材.docx

1、机床尾座体夹具设计说明书教材序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， 也是毕业设 计的一次模拟训练，为我们下一年的学习打下良好的基础。机械加工工艺规程是指导生产的重要技术性文件，它直接关系到产品的质 量、生产率及其加工产品的经济效益， 因此工艺规程编制的好坏是该产品质量的 重要保证和重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。夹具设计是在保证产品质量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。俗话说，实践是检验真理的唯一标准。 那么， 这次的

2、设计能帮助我们认识到 自己学习上的不足与缺陷， 这对我们以后有很大的益处。 我们希望能在这次的设 计中提升自己，加强分析、解决问题的能力， 为今后参加祖国的现代化建设打下 一个良好的基础。零件的工艺分析一） 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，以支承较长工件的右端（即顶持工件的中心孔） 、安装钻头、 绞刀，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。（二）零

3、件的技术要求分析“尾座体”共有三组加工表面，其中两组有位置度要求。（1） 以14mm孔为中心的加工表面。这一组表面包括 14mm孔以及 26X 1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的右端面以及Ra=12.5卩m 的下端面。（3） 以17H6孔为中心的加工表面。这一组表面包括 17H6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 17H6孔内壁。第二组和第三组加工表面有位置度要求，如下：17H6孔圆度公差为 0.003mm；17H6

4、孔圆柱度公差为 0.004mm；17H6孔中心线与基准面 A平行度公差的要求为0.005mm；17H6孔中心线与基准面B平行度公差的要求为0.005mm；17H6的孔轴心线与导轨面 A的位置度误差为00.1；17H6的孔与燕尾面B的位置度误差不超过0.15；17H6各面的粗糙度达到需要的要求；17H6的孔需精加工、研配；导轨面配刮 1013点/25错误！未找到引用源。 25。（三 ） 零件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。该零件属大批量生产， 在加工时为了提高劳动效率、 降低成本， 设计加工零件需要设计专用夹具。二、 工艺过程设

5、计（一）、定位基准的选择基面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 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。粗基准的选择： 对于像机床尾座这样的零件来说， 选择好粗基准是至关重要 的，这样可以使零件的各种加工余量得到保证。 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 17 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）现在选择不加工的35外圆表面和零件外表不加工面作为 粗基准

6、，利用一组两个锥套夹持 35两端作为主要定位面以消除五个自由度， 再用一个支承板支承在前面用以消除一个自由度， 达到完全定位。 用来加工工件 的底面。对于精基准而言， 主要应考虑基准的重合问题。 这里主要以已加工的底面为 加工的精基准。这样可以使设计基准跟工艺基准重合，不再需要尺寸链的计算。（二） 、毛坯的制造形式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 2 机械加工工艺手册。（三） 、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。

7、 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：工艺路线方案一：工序01:钻15mm孔工序02:粗铣基准面A与底部Ra=12.5卩m的凹槽面工序03:粗铣2X2的槽工序 04:粗铣基准面 B工序 05:粗铣凸台面工序06:钻14mm孑L,锪26X 1的沉头孔工序 07:钻孔，扩孔和攻 M6 的螺纹工序 08:粗铣圆柱体左右端面工序 09:粗铣右端面工序 10:粗、精磨 17H6 孔工序 11:精铣基准面 A工序 12:精铣基准面 B工序 13:精铣 2X 2 的槽工序 14:

8、半精铣圆柱体左右端面工序 15:半精铣右端面工序16:车17H6孔1 X45倒角，去毛刺工序 17:检查工艺路线方案二:工序01 :粗铣基准面A与底部Ra=12.5卩m的凹槽面工序 02:粗铣 2X 2 的槽工序 03:粗刨基准面 B工序04:钻14mm孑L,锪26X 1的沉头孔工序 05:粗铣凸台面工序 06:钻 15mm 孔工序 07:车 M6 螺纹工序 08:粗铣圆柱体左右端面工序 09:粗铣右端面工序10:粗、精磨17H6孔工序 11：精铣基准面 A工序 12：精刨基准面 B工序13:精铣2X2的槽工序 14：半精铣圆柱体左右端面工序 15：半精铣右端面工序16:车17H6孔1 X45

9、倒角，去毛刺工序 17：检查工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一是先加工 17H6孔，然后加工基准面 A 和B;而方案二是先加工基准面 A和B,后加工17H6孔。经比较，方案一能 保证17H6孔中心线到基准面A和B的距离，符合位置度的要求。方案二就不 一定能确保17H6孔到基准面A和B的距离，因此不满足位置度要求。所以， 可以知道，方案一优于方案二。但是，方案一中有许多不合适的工序，比如，钻 孔之前要先铣端面，还有，基准面 B 要刨削。凸台面先加工，然后钻孔等等。 所以，修改后确定工艺如下：工序 01：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02:钻1

10、5mm孔。以工序1加工的左右端面作为基准，选用 Z525立 式钻床。工序03:粗铣基准面A、粗铣底部Ra=12.5卩m的凹槽面，粗铣2X2的槽 以及底面。以17H6孔为定位基准，选用 X6042卧式铣床。工序04:粗刨基准面B。基准面A为定位基准，选用B6035牛头刨床。工序 05:粗铣工件右端面， 粗铣凸台面。 基准面 A 为定位基准， 选用 X6042 卧式铣床。工序06:钻14mm孑L,锪26X 1的沉头孔。以尾座体端面 A、B定位， 选用 Z525 立式钻床。工序07:钻孔，攻M6的螺纹。以17H6孔为基准，选用Z525立式钻床。工序08 :扩、铰17H6孔。基准面A和B为定位基准，选

11、用Z525立式钻 床。工序 09:半精铣圆柱体左右端面。以 17H6 孔为基准，选用 X6042 卧式铣 床。工序10:半精铣工件右端面。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2X 2的槽。以17H6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17H6孔1X 45倒角，去毛刺。以17H6孔为精基准，选用 Z525立式钻床。工序14:研配17H6孔。基准面A和B,右端面与17H6孔两端面为定位 精基准。工序15:配刮A、B面工序16:检查。三、加工工序设计（一）、确定加工工序:铣削

12、加工余量依据机械加工工艺手册设计实用手册表 831以及表1550查得，公差依据互换性与测量技术基础表 32查得，表面粗糙度以 及经济精度由机械制造工艺学表 1 15查得钻孔、扩孔、铰孔的加工余量依据机械加工工艺手册设计实用手册表 818查得，公差依据互换性与测量技术基础表 3 2查得表面粗糙度，经济精度 由机械制造工艺学表1 15查得。尾座体”零件材料为HT200，生产类型为大批量生产，采用砂模铸造。根据 上述原始资料及加工工艺，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：1、孔17的端面不平度：Rz =240m、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

13、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：T =2200m查参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导（1）粗铣余量：加工精度：IT12,公差T = 0.35mm =350m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： R二6.3查参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导 该工件粗加工余量为 Y 2.6mm。（2）半精铣余量：加工精度及表面粗糙度：要求达到 R,.=63i m ,见图纸要求。半精加工的余 量为 丫2 二 0.7mm。所以总的加工为 MA=2 飞）=2 （2.6 0.7） =6.6mm 式（3.1）2、内孔 17H7mm毛坯为实心，内孔精度要求为I

14、T 6，参考资料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：（1） 钻孔：15m m（2） 扩孔：16.5mm 2Z1 = 1.5mm查参考资料4机械制造工艺与夹具 设计指导（3） 绞孔：16.95mm 2Z? = 0.45mm查参考资料4机械制造工艺与夹 具设计指导（4） 珩磨：17H6mm 2Z 0.05mm 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：Z二乙 Z2 Z 2mm 。3、A面的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 粗加工和精加工。(1)粗加工:加工精度IT 12、铸件粗加工的余量乙=6.0mm根据参考资

15、料4机械制造 工艺与夹具设计指导。(2)精加工：加工长度B tOmm，因此精加工的余量选择 乙=0.85mm 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 = Z1 Z2 = 6.85mm4、B面刨削加工考虑其加工长度为90mm，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、精加工和配刮。(1)粗加工：加工精度选择IT 12选择加工余量Z1=4mm(2)精加工:加工长度B =90mm，因此精加工的余量选择 Z2=0.85mm。由参考资料4机 械制造工艺与夹具设计指导 表2.3-59(3)配刮:加工长度90mm，因此加工余量选择Z3=0.15mm，由参考资

16、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总二5mm。5、凸台面加工加工表面粗糙度：R.,-12.5mm查参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导该工件加工余量为 = 4.0mm6、工件右端面加工加工表面粗糙度：Ra=6.3mm,查参考资料4机械制造工艺与夹具设计指 导该工件粗加工余量为丫i=2.6mm。半精加工余量为丫2=0.7mm。总加工余量为丫什Y2=3.3mm。（二八确定切削用量1、圆柱体左右端面加工加工要求：粗糙度Ra=6.3刀具选择：套式端铣刀；材料：YG8 ；基本参数：D=50mm, L=36mm，d=2mm，z=8 （见机械加工工艺设计实用手册表

17、12 83）加工工步的具体参数：粗铣：加工余量：2.6mm;考虑分两次加工，吃刀深度 a 1.3mm表面粗糙度：Ra=520 ; 经济精度：IT12，公差：0.25mm； 加工长度 L=35mm ,进给量f=2.8mm/r，主轴转速n=600r/min计算切削速度，查参考资料2机械加工工3艺手册得耐用度t 0.8 10 s245d0.2kv0.32 0.15 0.35 0.2 0.68a p a f 600 2= 245汇60 江1.0(10.8 103)0.15 1.30.15 0.180.35 350.2 600.68二 7m/s=420m/min功率计算:式（3.5）5 0.9 0.74

18、 .Pm =167.9 10 ap af aznkpm5 0 9 0 74= 167.9 IO 1.3 0.18 35 4 10= 8.3kW半精铣：加工余量：0.7mm;表面粗糙度：Ra=2.510 ;经济精度:IT10; 公差：0.1mm 加工长度L=35mm吃刀深度ap=0.7mm；进给量f=1.2mm/min ;主轴转速 n=956r/min ； 切削速度 v=500m/min2、 17H6加工要求：直径17mm基孔制；六级精度；孔轴与 A、B面分别由5的平 行度要求；孔有3的圆度和4圆柱度的形状精度；孔壁粗糙度为 0.4。加工工步的具体参数：钻孔至15表面粗糙度：Ra=2080经济精

19、度：IT12公差：0.11mm刀具选择：直径为15mm的通用麻花钻；材料：高速钢；基本参数：d=15mm, k=2.30mm, q=13.95mm, b=8.85mm, f=1.00mm, （见机械加工工艺设计实 用手册表12 26）二 7.5mm吃刀深度 ap f=0.35mm/r v=0.35m/s1000vn =dw按机床选取：nw =83.33r/s(500r/mi n)考虑其加工长度为80mm 切削工时:I = 80mm h =1mm J =4扩孔至16.5加工余量：1.5mm表面粗糙度：Ra=1040经济精度：IT12公差：0.18mm刀具选择：直径为16.5mm的标准扩孔钻；材料

20、：YG8 ;基本参数：d=16.5mm,L=223mm, l=125mm,（见机械加工工艺设计实用手册表 1241）；吃刀深 度 ap=0.75mm;进给量 f=0.55mm/r;主轴转速 n=280r/min；切削速度 v=15m/min。按机床选取：nw =4.6 6 6/s(2 8r0/m i n )粗铰16.8孔加工余量：0.3mm表面粗糙度：Ra=1.2510经济精度：IT9公差：0.043mm刀具选择：直径为16.8mm的直柄机用铰刀；材料：YG8;基本参数：d=16.8mm,L=175mm , l=54mm , d1=14mm （见机械加工工艺设计实用手册表 12 52） 吃刀深

21、度ap=0.15mm ;进给量f=1.1mm/r ； 主轴转速n=250r/min;切削速 度 v=14m/min精铰孔至16.95加工余量：0.15mm；表面粗糙度：Ra=0.325 ;经济精度:IT7;公差:0.011mm刀具选择：直径为 16.95mm的直柄机用铰刀；材料： YG8 ;基本参数：d=16.8mm, L=175mm , l=25mm,d1=14mm （见机械加工工艺设计实用手册 表 12 52）吃刀深度ap=0.075mm；进给量f=0.5mm/r ;主轴转速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

22、 ; 经济精度：IT6 ;公差：0.008mm刀具选择：研棒锪17H6孔1M5倒角表面粗糙度：Ra=580 ;（见机械加工工艺设计实用手册表 12 46）经济精度：IT11;（见机械制造工艺学表115 ）公差：0.11mm；（见互换性与测量技术基础表 32）刀具选择：带可换导柱椎柄 锥面锪钻；基本参数： L=180mm l=35mm3、 A面加工要求：粗糙度1.6 ;配刮1013/ 25*25。刀具选择：套式立铣刀；材料： YG8;基本参数：D=80mm, L=45mm, z=8 加工工步的具体参数：粗铣加工余量：6mm ；表面粗糙度：Ra=520 ；经济精度：IT12 ；公差：0.4mm 加

23、工长度L=152mm;吃刀深度a 2mm ；进给量f=2.7mm/r;主轴转速n=600r/min; 切削速度v=420m/min精铣加工余量：0.85mm ;表面粗糙度:Ra=0.635;经济精度:IT7 ；公差:0.04mm 加工长度L=152mm;吃刀深度a 0.85mm ；进给量f=1.2mm/r;主轴转速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 （见机械加工工艺设计 实用手册表1282）4、 B面加工要求：粗糙度1.6，与A面有夹角。加工工步的具体参数：粗刨加工余量：4mm，分两次加工；表面粗糙度：Ra=52

24、0 ;经济精度:IT12;公 差：0.4mm加工长度L=90mm;吃刀深度ap=2mm；进给量f=0.15mm/r主轴转速 n=550r/min ;切削速度 v=145m/min。精铣加工余量：0.85mm ;表面粗糙度：Ra=0.635;经济精度：IT7;公差：0.04mm 加工长度L=90mm ;吃刀深度ap=0.85mm； 进给量f=0.4mm/r;主轴转速n=1183r/min；切削速度v=180m/min5、工件右端面加工要求：粗糙度 Ra=6.3刀具选择：套式端铣刀；材料：YG8;基本参数：D=50mm, L=36mm ,d=2mm, z=8加工工步的具体参数：粗铣加工余量： 2.

25、6mm 分两次加工 ； 表面粗糙度： Ra=520 ； 经济精： IT12； 公差： 0.25mm加工长度L=90mm ；吃刀深度 ap=1.3mm；进给量f=2.8mm/r;主轴转 速 n=600r/min；切削速度 v=380m/min。半精铣加工余量：0.7m m；表面粗糙度：Ra=2.510 ;经济精度：IT10;公差：0.1mm 加工长度L=90mm ；吃刀深度ap=0.7mm；进给量f=1.2mm/r。主轴转速n=1183r/min；切削速度v=380m/min。（见机械加工工艺设计实 用手册表 12 83）。6、 凸台面加工要求：粗糙度 Ra=12.5刀具选择：套式端铣刀 ；材料

26、： YG8 ；基本参数： D=50mm, L=36mm, d=2mm, z=8加工工步的具体参数：粗铣加工余量： 4mm 分两次加工； 表面粗糙度： Ra=520 ；经济精度： IT12 公 差: 0.25mm；加工长度L=40mm ;吃刀深度ap=2mm；进给量f=1.2mm/r;主轴 转速n=600r/min；切削速度v=373m/min。（见机械加工工艺设计实用手册表 1283）7、 14孔加工要求：直径14mm；粗糙度Ra=12.5 ;沉头孔粗糙度为12.5。 刀具选择：直径为 14mm 的通用麻花钻；材料：高速钢钻头； 基本参数： d =14mm, k=2.20mm, q=13.00

27、mm, B=8.25mm, f=1.00mm,加工工步的具体参 数：钻孔表面粗糙度：Ra=520;经济精度：IT12;公差：0.18mm。吃刀深度ap=7mm；进给量f=0.42mm/r;主轴转速n=210r/min；切削速度 v=13m/min。（见机械加工工艺设计实用手册表 12 26）。锪26X1的沉头孔 刀具选择：带可换导柱椎柄平底锪钻;基本参数： L=180mm l=35mm 表面粗糙度 : Ra=580 ;（见机械加工工艺设计实用手册表 1246）。经济精度：IT11;（见机械制造工艺学表115 ） 公差：0.11mm；（见互换性与测量技术基础表 3 2）8、 M6 螺纹 加工要求

28、：螺纹直径为 6mm 加工工步的具体参数：钻孔表面粗糙度： Ra=580 ; 经济精度： IT12; 公差： 0.12mm 刀具选择：直径为 5.80mm 的通用麻花钻;材料：高速钢钻头;基本参数：d =5.80mm, k=1.00mm, q=5.40mm, B=3.50mm, f=0.55mm, （见机械加工 工艺设计实用手册表 1226）攻丝（ M6 丝锥）9、底面加工要求：粗糙度 Ra=12.5 。刀具选择：套式立铣刀；材料：YG8;基本参数：D=80mm, L=32mm, d=16mm, z=8。加工工步的具体参数：粗铣加工余量： 4mm 表面粗糙度： Ra=520 经济精度： IT1

29、2 公差： 0.25mm 加工长度L=90mm ；吃刀深度ap=2mm；进给量f=1.0mm/r ;主轴转速 n=600r/min;切削速度v=420m/min。（见机械加工工艺设计实用手册表12 82）四、夹具设计为了提高劳动生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。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。经过分 析，决定设计以下三个主要的夹具：零件底面的加工夹具和主视图 17孔加工夹具。(一)、问题的提出利用这些夹具来加工零件底面和 17孔以及14孔，这些都有很高的技术 要求。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

30、非常重要的。(二八夹具设计1零件底面的加工夹具(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。加工底面是为了保证相对 17的孔与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Nb二N 查资料1机床夹具设计手册其中Nb 刨削的力，其值由切削原理的公式计算确定；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所示紧机构。图1(3)定位误差定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位是 17的孔，该孔与该面有平0.1行度有一定的要求为0.0005mm，以及位置度的要求为105。mm2.主视图孔17的加工夹具(1)定位