设计“尾座体”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为5000

机械制造技术基础

课程设计说明书

设计题目： 设计“尾座体”零件的机械加工工艺

规程及工艺装备（年产量为5000件）

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序言

本次设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学生活中占有重要地位。

在各种主要的课程学习完成之后，来一次《机械制造技术基础》的课程设计，不仅检验了我们的学习质量，还让我们重新翻起了这些久未阅读的课本。为了这次设计，来回图书馆与教室便成了必然。

俗话说，实践是检验真理的唯一标尺。那么，这次的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。我希望我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。

由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。

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一、零件的分析

1.尾座体的用途

题目所给的零件是机床尾座体，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。 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； Φ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/25?25。

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二、工艺规程的设计

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.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) 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。 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：

（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

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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 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1×45°倒角，去毛刺 工序17：检查 （2）工艺路线方案二：

工序1：粗铣基准面A与底部Ra=12.5μm的凹槽面 工序2：粗铣2×2的槽 工序3：粗刨基准面B

工序4：钻Φ14mm孔，锪Φ26×1的沉头孔 工序5：粗铣凸台面 工序6：钻Φ15mm孔 工序7：车M6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：精刨基准面B 工序13：精铣2×2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Φ17H6孔1×45°倒角，去毛刺 工序17：检查 （3）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；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。方案二就不会确保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。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1：粗铣圆柱体左右端面。以底面为粗基准，选用X6042卧式铣床。

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工序2：钻Φ15mm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=12.5μm的凹槽面，粗铣2×2的槽以及底面。以Φ17H6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Φ14mm孔，锪Φ26×1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Φ17H6孔为粗基准，选用Z525立式钻床。

工序8：扩、铰Φ17H6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Φ17H6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2×2的槽。以Φ17H6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Φ17H6孔1×45°倒角，去毛刺。以Φ17H6孔为精基准，选用Z525立式钻床。

工序14：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。

工序15：配刮A、B面 工序16：检查。

4 .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《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、扩、铰孔加工加工余量依据《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查得表面粗糙度以及经济精度由《机械制造工艺学》表1—15查得

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“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：

（1） 尾座体基准面A。据《金属机械加工工艺人员手册》（以下简称《人员手册》）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《实用金属切削加工工艺手册》（以下简称《切削手册》）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： 。

（2）Ra=12.5μm的底面。只要求粗加工。参照《切削手册》第414页可知，加工余量：Z= 4mm。

（3）基准面B。Ra=1.6μm,要求粗加工和精加工。参照《人员手册》表5-72，粗刨Z=2mm,精铣Z=0.85mm。刨削公差即为零件公差： 0.3mm。

（4）右端面。Ra=6.3μm。要求粗加工和半精加工。参照《切削手册》第414页可知，粗铣Z=1.3mm，半精铣Z=0.7mm。

（5）凸台面。Ra=12.5μm。只要求粗加工。参照《切削手册》第414页可知，加工余量Z=2mm。

（6）圆柱体形左右端面。Ra=6.3μm。要求粗加工和半精加工。参照《切削手册》第414页可知，粗铣Z=1.3mm，半精铣Z=0.7mm。

（7） Φ17H6孔。精铰和研配。精铰2Z=0.15mm，研配2Z=0.05mm。公差+0.011mm（见《互换性与测量技术》表1-8）。

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，加工余量有最大和最小之分。本设计规定的零件为大批大量生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。

基准面A与Φ17H6孔的中心线之间的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图如下：

基准面A与Φ17H6孔的中心线之间的尺寸公差分布图(调整法) 毛坯名义尺寸：105+3=108（mm） 毛坯最大尺寸：108+1.8=109.8（mm） 毛坯最小尺寸：108-1.8=106.2（mm） 粗铣后最大尺寸：105+0.61=105.61(mm) 粗铣后最小尺寸：105.61-0.22=105.39(mm) 精铣后尺寸即达到105 (mm)。 整理成下表。“尾座体”的毛坯图见附图2。

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5 确定切削用量及基本工时(关键工序) （一）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：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 吃刀深度ap?1.3mm 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

t?10.8?103s

v?245d0kvT0.32ap0.150.2af0.35ae600.680.2

245?600.2?1.0?(10.8?103)0.15?1.30.15?0.180.35?350.2?600.68?7m/s?420m/min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 吃刀深度

ap?0.7mm 进给量f=1.2mm/r

主轴转速n=956r/min 切削速度v=500m/min

（二）Φ17H6孔

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Φ15

表面粗糙度：Ra=20~80 经济精度：IT12 公差：0.11mm

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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ap?7.5mm f=0.35mm/r v=0.35m/s

n?1000v?dw

?1000?0.35?7.430r/s(445r/min)3.14?15

按机床选取：nw?83.33r/s(500r/min)

考虑其加工长度为80mm 切削工时：

l?80mm l1?1mm，l2?4

tm?l?l1?l2nwf

80?1?4?1.86s83.33?0.55

?扩孔至Φ16.5

加工余量：1.5mm 表面粗糙度：Ra=10~40 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：YG8；基本参数：d=16.5mm，L=223mm，l=125mm， ≈11mm（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

ns?1000v1000?0.25??4.825r/s(289.5r/min)?dw3.14?16.5

6/s(28r0/min )按机床选取： nw?4.66r 粗铰Φ16.8孔

加工余量：0.3mm 表面粗糙度：Ra=1.25~10 经济精度：IT9 公差：0.043mm

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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， =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

加工余量：0.15mm； 表面粗糙度：Ra=0.32~5 ； 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=54mm， =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=0.32~0.65 ； 经济精度：IT6；公差：0.008mm 刀具选择：研棒

锪Φ17H6孔1×45°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） 经济精度：IT11；（见《机械制造工艺学》表1—15 ） 公差：0.11mm； （见《互换性与测量技术基础》表3—2）

刀具选择：带可换导柱椎柄 锥面锪钻；基本参数： L=180mm l=35mm

（三）A 面

加工要求：粗糙度1.6 ；配刮10~13/ 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：2mm ；表面粗糙度：Ra=5~20 ； 经济精度：IT12； 公差：0.4mm 加工长度L=152mm 吃刀深度

ap?2mm 进给量f=2.7mm/r

主轴转速n=600r/min 切削速度v=420m/min

精铣

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