机械制造技术课程设计-尾架体加工工艺及钻φ24孔夹具设计.docx

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1、尾架体机械加工工艺及夹具设计【摘要】尾架体是车床上的重要的部件之一，是车床上用以支撑轴类零件车削加工和实施钻孔的主要车床附件。本文针对某类给定的尾架体进行了加工工艺与工装的设计，完成了以下工作：1概述了尾架体的技术和现状发展；2 .对尾架体进行了工艺分析，并提出了两种方案进行比较；3 .编制了尾架体的工艺规程，完成了其工序卡的设计；4 .针对工艺中的某重要工序，设计完成了一套钻孔夹具，包括定位元件，夹紧机构、对刀块、夹具体的设计并分析了定位误差。关键词:尾架体设计；夹具；工艺；尾架体；钻孔夹具AbstractrThetai1stockisoneoftheimportantpartsonthe1

2、athe.Itisthemain1atheaccessoryfor1athetosupportshaftpartsturninganddri11ing.Inthispaper,thedesignofprocessingtechno1ogyandtoo1ingforagiventai1frameiscarriedout,andthefo11owingworkhasbeencomp1eted.1. thetechnica1andcurrentdeve1opmentofthetai1stockbodyissummarized.2. theprocessana1ysisofthetai1stockbo

3、dyiscarriedout,andthecomparisonofthetwoschemesisputforward.3. thetechnica1regu1ationsofthetai1stockbodywerecompi1ed,andthedesignoftheprocesscardwascomp1eted.4.,aimingatakeyprocessintheprocess,asetofdri11ingfixturehasbeendesigned,inc1udingpositioninge1ement,c1ampingmechanism,cutterb1ockandc1amp,andth

4、e1ocationerrorhasbeenana1yzed.Keywords;fixture;process;tai1stock;dri11ingfixture目录1绪论11.1 课题来源11.2 课题背景及发展趋势11.3 夹具的基本结构及夹具设计的内容11.4 本章小结22尾架体加工工艺规程设计32.1 零件的分析32.1.1 零件的作用32.1.2 零件的工艺分析32.2 加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施42.2.1 确定毛坯的制造形式42.2.2 基面的选择42.3 确定工艺路线42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.5 确定主要工序工程中的切削用量62.6

5、 本章小结133钻024孔夹具设计143.1 设计要求143.2 夹具设计153.2.1 定位基准的选择153.2.2 切削力及夹紧力的计算153.3 定位误差的分析163.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用173.5 夹具设计及操作的简要说明18结论20致谢21参考文献221绪论1.1 课题来源本课题来源于指导教师所给众多题目之一。1.2 课题背景及发展趋势加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业

6、生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构,新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。工业的迅速发展，对产品的品种和

7、生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。1.3 夹具的基本结构及夹具设计的内容根据夹具设计的基本原理，选择合理的夹紧与定位方案，最有效的满足像床夹具的设计要求当工件的加工精度要求较高时，应采用具有固定夹具的单工位组合机床;加工精度较低时，可采用具有移动夹具的多工位组合机床。止匕外，还要考虑到不同布置形式的机床所能达到的加工精度。例如，对于同轴度要求较高的各孔，应采用从同一面对工件进行加工的机床布置形式。按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类：1 .定位元件及定位装置；2 .夹紧

8、元件及定位装置（或者称夹紧机构）；3 .夹具体；4 .对刀-引导元件及装置（包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等）；5 .动力装置；6 .分度，对定装置；7 .其它的元件及装置（包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉，销钉，键和各种手柄等）；每个夹具不一定所有的各类元件都具备，如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之，按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构，例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计：1 .定位装置的设计；2 .夹紧装置的设计；3 .对刀-引导装置的设计；4 .夹

9、具体的设计；5 .其他元件及装置的设计。1.4本章小结通过本章陈述了尾架体加工的发展趋势以及所研究课题的主要内容，使以后的设计有了明确的针对性。本论文以车床尾座为模板，根据零件的特性，通过分析计算，确定加工基准。需在多种方案中选择最优的加工工艺路线，并根据计算所得的余量选择合理的机床进行加工。最后在所有的工序中选择一道工序，做镶床夹具设计。2尾架体加工工艺规程设计2.1 零件的分析尾架体零件图如图2-1所示图2-1尾架体2.1.1 零件的作用题目所给的零件是机床尾架体，62H6的孔与顶尖研配，底面与工作台相连，通过中18mm孔用螺栓将“尾架体”紧固在工作台上。主要作用是固定顶尖。圆柱体形的部分

10、有一个中62H6孔，并且有一个24孔，顶尖穿过中62H6孔，将螺钉拧紧,这样就将顶尖固定。2.1.2 零件的工艺分析“尾架体”共有三组加工表面，其中两组有位置度要求。1 .以底面为基准的加工表面。这一组表面包括底面平面。2 .以圆柱体中98左右端面为基准的加工表面。这一组表面包括Ra=3.2um的前端面，Ra=6.3Um的后端面，62的孔。3 .以中24孔基准的加工表面。这一组表面包括中24孔。2.2 加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料HT200。由于尾架体年产量一般为几千件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大，铸造表面质量的要求高，

11、故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.2.2 基面的选择1 .粗基准的选择对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制z、XZ.y、xy、yz五个自由度达到定位目的。2 .精基准的选择主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。2.3 确定工艺路线表2.1工艺路线方案一工序号工名序称工序内容05铸造砂型铸造10热时效处理15铳粗铳底面20键粗像、半精链中62H6孔25键精镖中62H6孔30钻钻、扩、

12、钱18孔35铳粗铳、半精铳宽度为18H9的槽40铳粗铳圆柱体98左右端面45钻钻中98端面上的8XM8深20螺纹底孔并攻丝50钻钻底面上的2XM10、8XM10深18螺纹底孔并攻丝55钻钻、扩、钱24H8孔60钳去毛刺65检验按图纸要求规格的尺寸70入库封油入库表2.2工艺路线方案二工序号工名序称工序内容05铸造砂型铸造10执八、时效处理15铳粗铳底面20钻钻、扩、钱18孔25铳粗铳、半精铳宽度为18H9的槽30铳粗铳圆柱体98左右端面35键粗镖、半精链中62H6孔40键精链中62H6孔45钻钻中98端面上的8XM8深20螺纹底孔并攻丝50钻钻底面上的2XM10、8XM10深18螺纹底孔并攻丝

13、55钻钻、扩、钱24H8孔60钳去毛刺65检验按图纸要求规格的尺寸70入库封油入库工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将“像孔工序放在除前后端面外的各面加工结束后再进行加工。其它的先后顺序均没变化o通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助,并且符合先面后孔的加工原则。采用基准重合的原则，先加工底平面，然后以底平面为精基准再加工其它平面上的各孔与平面，这样便保证了中62H6轴线，同时满足了以两轴轴线为基准加工的要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线，加工不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的

14、轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。选取第二条工艺方案，先镖上、下平面，各孔，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔，槽的形位公差要求。从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定尾架体的材料是HT200,生产类型为大批生产。由于毛坯采用金属模铸造，毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整

15、法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。这里就不讲述如何铸造成毛坯的过程了，只分析从毛坯加工成成品零件的过程如下：1 .加工尾架体的底平面，底平面粗糙度要求为Ra=1.6m,平面度要求为0.04,根据参考文献表4-35和表4-37考虑3mm,粗加工2mm,精加工Imm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求。最后刮研底面，保证平面度0.04。加工上平面和侧面时，用铳削的方法加工上平面和两侧面。由于上平面和两侧面的加工表面粗糙度未标注，所以按照粗糙度要求为Ra=6.3m来加工，根据参考文献网表4-35和表4-37考虑2mm,粗铳加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求。2 .加工前后端面时，用铳削加工方法加工。考虑到加工方便，按照粗糙度都是Ra=1.6m加工，根据参考文献网表4-35和表4