机床尾座体夹具设计说明书文档格式.docx
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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。
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Φ15mm孔
工序02：
粗铣基准面A与底部Ra=12.5μm的凹槽面
工序03：
粗铣2×
2的槽
工序04：
粗铣基准面B
工序05：
粗铣凸台面
工序06：
钻Φ14mm孔，锪Φ26×
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Φ17H6孔
工序11：
精铣基准面A
工序12：
精铣基准面B
工序13：
精铣2×
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Φ17H6孔1×
倒角，去毛刺
工序17：
检查
工艺路线方案二：
粗刨基准面B
1的沉头孔
车M6螺纹
精刨基准面B
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Φ17H6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Φ17H6孔。
经比较，方案一能保证Φ17H6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Φ17H6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：
粗铣圆柱体左右端面。
以底面为粗基准，选用X6042卧式铣床。
钻Φ15mm孔。
以工序1加工的左右端面作为基准，选用Z525立式钻床。
粗铣基准面A、粗铣底部Ra=12.5μm的凹槽面，粗铣2×
2的槽以及底面。
以Φ17H6孔为定位基准，选用X6042卧式铣床。
粗刨基准面B。
基准面A为定位基准，选用B6035牛头刨床。
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。
1的沉头孔。
以尾座体端面A、B定位，选用Z525立式钻床。
钻孔，攻M6的螺纹。
以Φ17H6孔为基准，选用Z525立式钻床。
扩、铰Φ17H6孔。
基准面A和B为定位基准，选用Z525立式钻床。
半精铣圆柱体左右端面。
以Φ17H6孔为基准，选用X6042卧式铣床。
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。
精铣基准面A。
2的槽。
以Φ17H6孔为精基准，选用X6042卧式铣床。
精铣基准面B。
锪Φ17H6孔1×
倒角，去毛刺。
以Φ17H6孔为精基准，选用Z525立式钻床。
研配Φ17H6孔。
基准面A和B,右端面与Φ17H6孔两端面为定位精基准。
配刮A、B面
检查。
三、加工工序设计
（一）、确定加工工序：
铣削加工余量依据《机械加工工艺手册设计实用手册》表8—31以及表15—50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8—18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
的端面
不平度：
、缺陷度：
查参考资料[4]《机械制造工艺与夹具设计指导》
空间偏差：
根据参考资料[4]《机械制造工艺与夹具设计指导》
铸造公差：
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
加工表面粗糙度：
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
。
（2）半精铣余量：
加工精度及表面粗糙度：
要求达到
，见图纸要求。
半精加工的余量为
所以总的加工为
式（3.1）
2、内孔
毛坯为实心，内孔精度要求为
，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：
（2）扩孔：
查参考资料[4]《机械制造工艺与夹具设计指导》
（3）绞孔：
（4）珩磨：
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：
。
3、A面的加工
考虑其加工长度为
，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
、铸件粗加工的余量
根据参考资料[4]《机械制造工艺与夹具设计指导》。
（2）精加工：
加工长度
，因此精加工的余量选择
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
4、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。
加工精度选择
选择加工余量Z1=4mm
，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：
5、凸台面加工
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
6、工件右端面加工
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Y1=2.6mm。
半精加工余量为Y2=0.7mm。
总加工余量为Y1+Y2=3.3mm。
（二）、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
表面粗糙度：
Ra=5~20;
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]《机械加工工艺手册》得耐用度
功率计算：
式（3.5）
半精铣：
0.7mm;
Ra=2.5~10;
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/min
2、Φ17H6
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。
钻孔至Φ15
Ra=20~80
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）
吃刀深度
f=0.35mm/rv=0.35m/s
按机床选取：
切削工时：
，
扩孔至Φ16.5
1.5mm表面粗糙度：
Ra=10~40
0.18mm
直径为16.5mm的标准扩孔钻；
d=16.5mm，L=223mm，l=125mm，（见《机械加工工艺设计实用手册》表12—41）；
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。
粗铰Φ16.8孔
加工余量：
0.3mm表面粗糙度：
Ra=1.25~10
IT9公差：
0.043mm
直径为16.8mm的直柄机用铰刀；
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Φ16.95
0.15mm；
表面粗糙度：
Ra=0.32~5；
经济精度：
IT7；
0.011mm
直径为16.95mm的直柄机用铰刀；
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
0.05mm；
Ra=0.32~0.65；
IT6；
0.008mm
研棒
倒角
表面粗糙度:
Ra=5~80；
（见《机械加工工艺设计实用手册》表12—46）
IT11；
（见《机械制造工艺学》表1—15）
0.11mm；
（见《互换性与测量技术基础》表3—2）
带可换导柱椎柄锥面锪钻；
L=180mm
l=35mm
3、A面
粗糙度1.6；
配刮10~13/25*25。
套式立铣刀；
D=80mm，L=45mm，z=8
粗铣
6mm；
Ra=5~20；
IT12；
0.4mm
加工长度L=152mm;
;
进给量f=2.7mm/r;
主轴转速n=600r/min;
切削速度v=420m/min
精铣
0.85mm；
Ra=0.63~5;
0.04mm加工长度L=152mm;
进给量f=1.2mm/r;
主轴转速n=1183r/min;
切削速度v=280m/min
配刮
0.15mm；
Ra=0.32~0.65（见《机械加工工艺设计实用手册》表12—82）
4、B面
粗糙度1.6，与A面有夹角。
粗刨
4mm，分两次加工；
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。
Ra=0.63~5；
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/min
5、工件右端面
加工要求：
粗糙度Ra=6.3
D=50mm，L=36mm，d=2mm，z=8
加工工步的具体参数：
2.6mm分两次加工;
经济精：
IT12;
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
0.7mm；
Ra=2.5~10；
IT10；
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；
（见《机械加工工艺设计实用手册》表12—83）。
6、凸台面
粗糙度Ra=12.5
4mm分两次加工；
Ra=5~20
加工长度L=40mm；
进给量f=1.2mm/r；
切削速度v=373m/min。
（见《机械加工工艺设计实用手册》表12—83）
7、Φ14孔
直径14mm；
粗糙度Ra=12.5；
沉头孔粗糙度为12.5。
直径为14mm的通用麻花钻；
高速钢钻头；
d=14mm，k=2.20mm，q=13.00mm，B=8.25mm，f=1.00mm，加工工步的具体参数：
钻孔
Ra=5~20；
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Φ26×
带可换导柱椎柄平底锪钻；
（见《机械加工工艺设计实用手册》表12—46）。
公差：
（见《互换性与测量技术基础》表3—2）
8、M6螺纹
螺纹直径为6mm
Ra=5~80；
0.12mm
直径为5.80mm的通用麻花钻；
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12—26）
攻丝（M6丝锥）
9、底面
粗糙度Ra=12.5。
D=80mm，L=32mm，d=16mm，z=8。
4mm表面粗糙度：
0.25mm
加工长度L=90mm；
进给量f=1.0mm/r；
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Φ17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Φ17孔以及Φ14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，并且精度也是非常重要的。
（二）、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Φ17和Φ14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Φ17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Φ17的夹具定位准确，和加工时的震动小，那就得在孔Φ17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
查资料[1]《机床夹具设计手册》
其中
——刨削的力，其值由切削原理的公式计算确定；
——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
的孔，该孔与该面有平行度有一定的要求为0.0005mm，以及位置度的要求为
2.主视图孔Φ17的加工夹具
（1）定位基准的选择
由零件图可知，Φ17的孔应对导轨面和燕尾面有平行度的及位置度的要求，而且本身有圆度和圆柱度的要求。
为了使定位误差为零，应该采用互定位，但是由于其他的各面都未加工，因此这里只选用已加工的底面和75度斜面作为主要定位基准。
由于孔Φ17的精度要求高，定位尺寸误差小，为保证孔的位置和加工准确性我们在加工底面的时间要求通过精加工后作为加工Φ17的孔的基准，这样就可以更好的保证孔Φ17的位置和加工精度。
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加工的，所以在加工的时候采用不加工的面作为夹紧。
图2
钻孔时夹紧力产生的力矩，必须满足
（查资料[1]《机床夹具设计手册》）
——钻削时的扭矩，其值由切削原理的公式计算确定；
——钻削时左边压紧件产生的力矩；
——钻削时右边压板产生的力矩。
夹紧力
式
（1）
式
（2）
夹具的主要定位是孔的两端面，该端面与孔的垂直度有一定的要求。
3.
孔的加工夹具
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的孔的基础上做一个45度斜角度。
夹紧时主要是限制工件在平面上的转动，由于外表面基本上是不用加工的，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，把夹具体做成
的斜角。
——钻削扭矩，其值由切削原理的公式计算确定；
——钻削时，左边压紧件生力矩；
——钻削时，右边压板产生力矩。
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。
②45
的夹角可能存在一定的误差。
五、总结
为期两周的机械制造工艺学课程设计即将结束了，两周是时间虽然短暂但是它对我们
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