机床尾座体的加工工艺及夹具设计.docx
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机床尾座体的加工工艺及夹具设计
机床尾座体的加工工艺及夹具设计
摘要
本课题主要是设计机床的尾座体加工工艺以及刨床的液压夹具设计。
在设计中应当先进行加工工艺的设计，然后根据加工工艺确定夹具的设计。
本次设计是机床的尾座体，孔17与顶尖研配，顶面和斜面与磨床工作台相连，通过孔14用螺栓将尾座体紧固在工作台上。
尾座体的主要作用是固定顶尖。
圆柱体形的部分有一个6mm的螺纹孔，顶尖穿过孔17，将螺钉拧紧，这样就将顶尖固定。
对于夹具的设计，由于工件的孔17和孔14都要以底面作为基准面，所以要做出底面的加工夹具。
本课题所设计的刨床夹具即为底面的加工夹具，在加工过程中为保证加工速度，可以进行多个夹具的同时使用。
同时为满足课题的要求，夹具的夹紧就必须采用液压夹具。
对于本零件，选择孔17的外壁作为粗基准会造成加工余量不均匀，因此，选择底部的四个端面做为粗基准是合理的。
这样限制了五个自由度,再用一个螺钉之类的紧固件卡在孔17下方的表面上用来限制方向的自由度.那么,就一共限制了6个自由度,达到完全定位。
关键词 加工工艺，夹具，尾座体，设计
Toolmachinetailthebodyprocesscraftandtongsdesign
Abstract
Thistopicismainlythetailbodywhichdesignstoolmachinetoprocesstheliquidofcraftandplanertopressatongsdesign.Inthedesignshouldthedesignwhichprocessacraftintheadvancedline,thenaccordingtoprocessacraftassurancethedesignofthetongs.Thisdesignisthetailofthetoolmachinebody,bore17grindwithpeaktogotogetherwith,crestnoodlesandinclinedplaneandgrindingmachineworkthesetconnectwitheachotherandpassbore14usestudbolttailbody'sbeingtightlysolidisworkonthestage.Tailthemainfunctionofthebodyisfixedlytop.Thepartofcylinderfigurecontainsathreadboreof6mms,thepeakcutsthroughbore17,istighttheboltNing,sofixthepeak.Forthedesignoftongs,becauseoftheboreofworkpiece17withbore14allwanttousebottomnoodlesasbaselevel,sowanttodoprocessofabottomnoodlestongs.Theplanertongsthatthistopicdesignforsaprocessofbottomnoodlestongs,intheprocessofprocessinprocessspeedforassurance,cancarryoninthemeantimeuseofseveraltongseses.Istherequestwhichsatisfiesatopicinthemeantime,theclipoftongstightlyhastoadoptaliquidtopresstongs.Forthisspareparts,choicebore17outsidewallconductandactionsthickbasiseswillresultintoprocessamountofremainingasymmetry,therefore,choosebottomof4'scarryingnoodlestobeusedasthickbasisbereasonable.Limittedfivefreedomdegreeso,usethetightfirmwarecardlikeaboltagaininthebore17superficiallyuseundertolimitadirectionalfreedomdegree.Soandtotallylimitted6freedomdegree,attainacompletefixedposition.
Keywords ：
processthecraft,tongs,abodyoftail,design
表1机械工艺卡
机械加工工艺过程卡片
工序号
工序名称
设备
夹具
刀具
名称
型号
名称
名称
规格
1
铸造
2
人工时效
3
划线
4
粗铣圆柱体左右端面
卧式铣床
X6042
专用铣夹具
套式端铣刀
基本参数：
D=50mm，L=36mm，d=2mm，z=8
5
钻Φ15mm孔
立式钻床
Z525
专用钻夹具
通用麻花钻
直径为15mm
6
粗铣基准面A与底部Ra=12.5μm的凹槽面，粗铣2×2的槽
卧式铣床
X6042
专用铣夹具
套式立铣刀粗齿锯片铣刀
基本参数：
D=80mm，L=45mm，z=8基本参数：
D=50mm，L=2.0mm，d=13mm，
z=20
7
粗刨基准面B
牛头刨床
B6035
专用刨夹具
YG8硬质合金车刀
g0=15°～18°，a0=6°～8°；Vc=28m/min，ap=0.3～0.5mm，f=0.16mm/r，
8
粗铣右端面，粗铣凸台面
卧式铣床
X6042
专用铣夹具
套式立铣刀
D=50mm，L=36mm，d=2mm，z=8
9
钻Φ14mm孔，锪Φ26×1的沉头孔
立式钻床
Z525
专用钻夹具
通用麻花钻
直径为14mm
10
钻孔，扩孔和攻M6的螺纹
立式钻床
Z525
专用钻夹具
通用麻花钻直柄扩孔钻
直径为5.80mm的通用麻花钻直径为6.00mm的直柄扩孔钻
11
扩、铰Φ17H6孔
立式钻床
Z525
专用钻夹具
直径为16.5mm的标准扩孔钻
直径为16.8mm的直柄机用铰刀
直径为
16.5mm
直径为16.8mm
12
半精铣圆柱体左右端面
卧式铣床
X6042
专用铣夹具
套式端铣刀
基本参数：
D=50mm，L=36mm，d=2mm，z=8
13
半精铣右端面。
卧式铣床
X6042
专用铣夹具
套式立铣刀
基本参数：
D=80mm，L=32mm，d=16mmz=8
14
精铣基准面A，精铣2×2的槽
卧式铣床
X6042
专用铣夹具
套式端铣刀
基本参数：
D=80mm，L=45mm，z=8
15
精铣基准面B
卧式铣床
X6042
专用铣夹具
单角铣刀
齿数：
10；D=40mm；L=10mm；
16
锪Φ17H6孔1×45°倒角，去毛刺
立式钻床
Z525
专用钻夹具
带可换导柱椎柄
锥面锪钻
基本参数：
L=180mml=35mm
17
研配Φ17H6孔
虎钳
18
配刮A、B面
虎钳
19
检查
前言
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，以支承较长的工件的右端（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。
尾座用于安装后顶尖以支持工件，或安装钻头、铰刀等刀具进行孔加工。
它主要由套筒、尾座体、底座等几部分组成。
尾座体作为尾座的重要组成部分，它的加工质量的好坏直接将影响尾座的精度。
因此进行尾座体的加工工艺的设计，制定严谨、合理的加工工艺过程对于尾座体的质量及降低尾座体的造价师很有必要的。
同时由于尾座体的在机床上的大量的应用，在对尾座体进行大批量的生产时，为提高生产效率，降低劳动量，降低生产的成本。
进行尾座体的夹具的设计师很有必要的。
在夹具的设计过程中，在满足应用的前提下，应当尽可能的使其结构简单，并且应当使其生产成本降低到最小的限度。
因此，在进行的夹具的设计中竟可能多的采用了常用的夹具结构，从而组合成为一套完整的尾座体夹具。
同时，为了提高生产效率，降低劳动强度。
在本次的设计中采用了液压压紧装置。
使得劳动的工作强度进一步的降低。
为实际的生产提供最合理的理论支持。
在未来相当长的一段时间内，机床让将在机械行业内仍有绝对的影响力。
机床的品质的好坏将直接影响零件的加工精度，作为重要组成部分的尾座体，它的品质的好坏也是影响机床质量的重要因素。
因此，本次对于尾座体的加工工艺专用夹具的设计是一次十分重要的而且十分有必要的。
第1章零件的分析
1.1尾座体的用途：
题目所给的零件是机床尾座体。
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，以支承较长的工件的右端（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。
Φ17H6的孔与顶尖研配，底面和75°斜面与磨床工作台相连，通过Φ14mm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Φ17H6孔，并且有一个M6的螺纹孔，顶尖穿过Φ17H6孔，将螺钉拧紧，这样就将顶尖固定。
1.2零件的工艺分析：
“尾座体”共有三组加工表面，其中两组有位置度要求。
（1）以Φ14mm孔为中心的加工表面。
这一组表面包括Φ14mm孔以及Φ26×1的沉头孔和粗糙度Ra=12.5μm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=1.6μm的基准面A和基准面B，Ra=12.5μm的凹槽底面和Ra=6.3μm的右端面和Ra=12.5μm的下端面。
（3）以Φ17H6孔为中心的加工表面。
这一组表面包括Φ17H6孔以及1×45°的倒角，左右端面和M6的螺纹孔。
其中主要加工面为Φ17H6孔内壁。
第二组和第三组加工表面有位置度要求，如下：
Φ17H6孔圆度公差为0.003mm；
Φ17H6孔圆柱度公差为0.004mm；
Φ17H6孔中心线与基准面A平行度公差的要求为0.005mm；
Φ17H6孔中心线与基准面B平行度公差的要求为0.005mm；
Φ17H6的孔轴心线与导轨面的位置度误差为0～0.1；
Φ17H6的孔与燕尾面的位置度误差不超过0.15；
各面的粗糙度达到需要的要求；
Φ17H6的孔需精加工、研配；
导轨面配刮10～13点/2525。
第2章工艺规程的设计
2.1确定毛坯的制造形式
零件材料为HT200，硬度为170-241HB。
考虑到零件的形状，由于零件年产量为5000件，已达到大批大量生产水平，故可以采用砂型铸造。
这对提高生产率，保证产品质量有帮助。
此外为消除残余应力还应安排人工时效。
2.2基准的选择
2.2.1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Φ17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Φ35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。
2.2.2精基准的选择
精度高的基准面A、基准面B和Φ17H6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A、B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Φ17H6孔和A、B面互为基准进行加工。
2.3制订工艺路线
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：
2.3．1 工艺路线方案一
工序1：
钻Φ15mm孔
工序2：
粗铣基准面A与底部Ra=12.5μm的凹槽面
工序3：
粗铣2×2的槽
工序4：
粗铣基准面B
工序5：
钻Φ14mm孔，锪Φ26×1的沉头孔
工序6：
粗铣凸台面
工序7：
钻孔，扩孔和攻M6的螺纹
工序8：
粗铣圆柱体左右端面
工序9：
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2×2的槽
第3章机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
铣削加工加工余量依据参考资料[10]表8—31以及表15—50查得
公差依据参考资料[11]表3—2查得表面粗糙度以及经济精度由参考资料[12]表1—15查得
钻、扩、铰孔加工加工余量依据参考资料[10]表8—18查得
公差依据参考资料[11]表3—2查得
表面粗糙度以及经济精度由参考资料[12]表1—15查得
“尾座体”零件材料为HT200，生产类型为小批量生产，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：
3.1尾座体基准面A。
据参考资料[5]表5-6，铸件偏差±1.0mm。
表面粗糙度Ra=1.6μm,要求粗加工和精加工。
参照参考资料[2]第414页可知，加工余量为：
粗铣：
Z=2mm，精铣：
Z=0.85mm。
粗铣削的加工精度IT11级，因此偏差±0.11。
精铣削偏差即为零件偏差。
3.2Ra=12.5μm的底面
只要求粗加工。
参照参考资料[2]第414页可知，加工余量：
Z=4mm。
3.3基准面B
第4章 确定切削用量及基本工时（关键工序）
4.1圆柱体左右端面
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（见参考资料[10]表12—83
4.1.1粗铣
加工余量：
1.3mm; 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
由参考资料[5]第992页得：
工作进给量S=nf=1680mm/min
查参考资料[5]表10-131得：
切削深度为3mm
切削速度：
（4-1）
由参考资料[5]第992页得：
机动时间：
（4-2）
注：
——加工长度
——切入长度
——超出长度
S——工作台进给量
——行程次数
查参考资料[5]表11-12得：
=（11.8+2）mm
=2mm
则：
0.18min
4.1.2半精铣
加工余量：
0.7mm;表面粗糙度：
Ra=2.5-10; 经济精度：
IT10; 公差：
0.1mm
加工长度L=35mm 进给量f=1.2mm/r 主轴转速n=956r/min
查参考资料[5]第992页得：
S=nf=956X1.2=1147.2mm/min
第5章专用夹具设计
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。
5.1问题的提出
利用这些夹具用来加工零件底面和Φ17孔，这些都有很高的技术要求。
但加工的部分都尚未加工，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。
5.2夹具设计
5.2.1零件底面的加工夹具
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。
加工底面的时间为保证相对17的孔于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。
结论
在这次的设计结束后，对这次的设计进行了一个简单的总结。
在这次的设计中虽然是整体上达到了设计的要求，但是在一些小的地方做的还不是很完美。
在工艺过程的制定与计算当中。
过程是根据自己的分析得到的在实际的生产与实践过程中的可操作性，实用性，经济性都有待考证。
夹具的设计过程中，肯定有更简单实用的装置，但由于本人的水平有限只能在自己的能力范围里进行最优化的设计。
虽然本次的设计总体达到要求，在近期的一段时间之内可能是最理想的方案。
然而，随着科技的发展进步，机械制造行业的迅猛发展。
我想在未来不久。
尾座体的加工工艺以及专用夹具的设计制造将会达到一个新的台阶。
在未来的设计当中可以尽可能的加入电气控制的方案，这样无论是对于生产劳动强度的降低还是生产效率的提高都可以有一个跨越式的发展进步。
在以后的设计中，自动化与智能化将是设计的另一大主题，新材料的选用也将影响到大批量生产的全部产品。
谢辞
参考文献
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北京出版社，1996。
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