1、 本科毕业论文 （ 20 届） 尾架套筒工艺规程及工艺装备设计 所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科生毕业论文 II 摘要 本次设计的主要内容是 C620 车床尾架套筒零件加工工艺规程和铣 8mm 键槽夹具设计。套筒零件是和尾架部分配合使用的，其主要加工面是外 圆表面及莫氏四号孔。由加工工艺原则可知，保证外圆面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。所以本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与外圆面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。整个加工过程选用通用机床。其中莫氏四号内孔及外面表面粗糙度要求较高，经过磨削后能达到粗糙度要求。
2、铣削 8mm 键槽时，主要是以外圆面和套筒孔中心线做定位基准，采用 V 型块作为定位夹具， 分析 定位夹具 的误差来源， 对 掌握保证和提高加工精度的方法非常重要。 本文的研究重点在于 通过 对机床尾架套筒的工艺性和力学性能进行分析 ， 对加工工艺进行合理安排， 结 合实践， 最终完成 C620 机床尾架套筒 的设计要求。 关键词 : 套筒，加工工艺，铣槽，定位，夹具 本科生毕业论文 III Abstract The main contents of this design are processing technic procedures of the sleeve of C620 lath
3、e tailstock and the design of the 8 mm groove milling fixture. The sleeve parts coordinate with the tailstock parts. The main machined surface are the excircle surface and Mohs fourth hole. According to processing technic principle, it is easier to guarantee the machining accuracy of the excircle su
4、rface than that of the hole. Therefore, this design keeps to the “first excircle surface, then hole” principle. Besides, this design clearly divides the machining of excircle surface and hole into rough machining stage and finish machining stage to guarantee the machining accuracy. The whole machini
5、ng process uses the general-purpose machine. The Mohs fourth hole and excircle surface require roughness. But after grinding, it can meet the roughness standard. In milling the 8mm groove, we mainly use excircle surface and the center line of the sleeve hole as datum reference. Besides, we mainly us
6、e V-shaped slide as positioning fixture. Analysing the error of positioning fixture is very important to master, guarantee and promote the machining accuracy. The focus of the thesis is to finish the design of the sleeve of C620 lathe tailstock through analysing the technological efficiency and mech
7、anical passivity of the leeve of lathe tailstock, arranging processing technic properly and integrating with practice. Key words: sleeve, processing technic, groove milling, positioning, fixture 本科生毕业论文 I 目录 引言 . 1 第 1 章 C620 车床尾架套筒零件工艺规程设计 . 3 1.1 计算生产纲领 ，确定生产类型 . 3 1.2 零件的分析 . 3 1.3 选择毛坯 . 4 1.4 工
8、艺规程设计 . 4 1.4.1 定位基准的选择 . 4 1.4.2 零件加工方法的选择 . 4 1.4.3 制定工艺路线 . 4 1.4.4 确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯 零件综合图 . 5 1.4.5 工序设计 . 6 1.4.6.确定切削用量及基本时间（机动时间） . 9 第 2 章 铣槽专用夹具设计 . 16 2.1 零件介绍 简述夹具类型 . 16 2.2 被加工零件工艺分析 . 16 2.3 铣槽专用夹 具设计工艺 . 17 2.3.1 铣槽专用夹具的工作原理 . 17 2.3.2 铣槽专用夹具的结构组成 . 17 2.3.3 铣槽专用夹具的组装工艺 . 20 2.3.4 铣
9、槽专用夹具设计制造工艺 . 21 第 3 章 车床尾座套筒铣槽专用夹具加工定位（误差）分析 . 23 第 4 章 总结 . 25 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 26 附录 . 1 本科生毕业论文 1 引言 制造业是向国民经济各部门提供装备的部门，是现 代经济的支柱产业；装备制造业的发达程度，是衡量一个国家工业化阶段的重要标准。而机床行业又是装备制造业的基础行业，是向传统机械工业、国防工业、汽车工业、航空航天工业、电子信息技术工业以及其他加工工业提供加工装备的部门，是 “ 支柱的支柱 ” 。振兴装备制造业，必须首先发展机床制造业。 车床是应用最为广泛机床之一。车床是主要用车刀对旋
10、转的工件进行车削加工的机床。车床除了用于车外圆外还能用于镗孔，车端面 、 钻孔和铰孔 ， 车床的多功能性可以使工件在一次定位安装中完成多种加工 ，提高了生产效率 。是机械制造和修配工厂中使用最广的一类 机床。 车床适用于车削内外圆柱面，圆锥面及其它旋转面，车削各种公制、英制、模数和径节螺纹，并能进行 钻 孔，铰孔和拉油槽等工作 ，是现代制造业必不可少的设备。 对 车床加工生产 而言，特别是 在对超长的工件进行加工时 ，尾座 可以起到支撑作用 ， 防止工件在刀具的作用下偏离中心线过远而不能加工 或不能保证加工精度，亦能 安装各种钻具 ， 对车件进行钻孔或者打中心 孔 之类的工作 。保证了加工中产
11、品质量，提高了生产效率 。 本次设计的主要任务是 C620 机床尾架套筒的设计，是普通车床组成之一。 C620 机床尾架套筒具有制造容易、价格低廉、坚实耐用、便 于维修保养等特点。本设计中主要是对普通机床的尾架套筒设计。 机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，培养学生综合运用所学基础理论、专业知识与技能，独立分析和解决问题的能力，有助于学生对专业知识、技能的进一步提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。专用夹具的设计对加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的性能有着重要的影响。本课题讨论的目的是通过分析 C620 机床尾架套筒
12、的特点，论述了设计时应注意的问题及其应用范围。 工艺流程决定了产品的加工路线 ,零件的加工方法 ,从而决定了采用什么样的设备及工装。良好的、合理的工艺流程 ,是保证和提高产品质量的重要环节。工艺流程必须将质量摆在首位 ,否则 ,该工艺流程生产的件数再多也是无用的 ,也就是说 ,没有质量就没有数量。如果生产零件的质量提高了 ,它的性能、耐用度好了 ,废品率降低了 ,实际上也相当于增加了产量 ,这说明质量可以转化为产量。另一方面 ,零件的质量必须通过一定的数量来体现 ,因为任何质量都表现为一定的数量 ,没有数量也就是没有质量。若工艺流程导致产量极低 ,即使质量很高 ,仍是不能完成生产任务的。由此可
13、见 ,质量和产量是各以对 方的存在为条件 ,并且它们之间又有相互对立的一面。例如 ,某一正常的工艺流程 ,若在生产条件 (如设备工艺装备 ,人的操作水平等 ) 不变的情况下 ,要求产量提高一倍 ,这就势必使工人劳动强度加大 ,导致零件的废品率增加 ,质量下降 ,同样 ,如果在生产条件不变的情况下 ,提高质量要求 ,也势必使生产效率下降而废品率上升 ,在产品结构设计合理先进的条件下 ,工艺流程的编制必须要较好地解决好产量和质量的关系 ,才能使企业的生产得到发展 ,经济效益得到提高。先进合理的工艺流程可以使企本科生毕业论文 2 业处于较好的运转过程 ,并充分利用企业的资源 (人力资源、设备及其他
14、物质条件 ) 从而提高劳动生产率 ,创造满意的经济效益。 先进合理的工艺流程可以使企业节省和合理选择原材料 ,研究新材料 ,合理使用和改进现有设备 ,研制新的高效设备等。由此可以降低企业制造过程的能耗 ,降低生产成本 , 从而提高产品的市场竞争力。 本科生毕业论文 3 第 1 章 C620 车床尾架套筒零件工艺规程设计 1.1 计算生产纲领，确定生产类型 图示 1 为 C620 车床尾架零件，该产品年产量为 1000件，设其备用率为 8%，机械加工废品率为 1%， 现制定该 套筒 零件的机械加工工艺规程。图 1.1 N Qn（ 1+ a % + b % ) =10001( 1+8 %+ 1 %
15、) =1090（件年） (1-1） 套筒零件 的年产量为 1090 件，现已知该产品属于轻型机械，根据教材 中 生产类型与生产纲领的关系，确定其生产类型为中 小 批生产。 1.2 零件的分析 套筒零件的图样视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。本零件外圆表面 55 及锥孔 31.26 70.02 精度要求较高，圆柱度要求 0.005，要求精车（镗）后作热处理以提高零件刚性及耐磨性等。孔 28 为放置丝 杠 用，表面粗糙度一般要求。螺母孔 34 要求 Ra0.8、30 要求 Ra1.0 精 度要求较高 。键槽 8mm 以孔中心线定位与车床尾架配合要求保证位置精度。R2为油槽深度为 2mm，关
16、于 6mm 的小孔，其位置是在外圆柱面上，孔中心线距右侧面距 离为本科生毕业论文 4 25mm 。分析该小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要钻到沟槽之内，即能使油路畅通，因此孔加工亦不成问题。 1.3 选择毛坯 套筒 零件是常用的传动件，要求具有一定的强度。该零件的材料为 45 钢，轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，又属成批生产，做毛坯可采用模锻成型。 零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。即 圆柱形 ， 因内孔尺寸较小不宜锻 出故采用实心件 。 毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。 最后选择合适的 45#圆钢 1.4 工艺规程设计 1.4.1 定位基准的选择 本零件是 圆柱形实
17、心件 ，全部表面都需加工， 表面精度要求较高， 因此应选外圆及一端面为粗基准。孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循 “ 基准重合 ” 的原则。孔作为精基准应先进行加工，外圆 55 选为粗基准。 1.4.2 零件加工方 法的选择 本零件的加工面有外 圆、内孔、端面、槽及小孔等，材料为 45 钢。参考教材中有关资料，其加 工方法选择如下 ： 55mm 外圆面：公差 等级 IT6 级 ，表面粗糙度为 Ra0.4m ， 精度要求较高 需进行粗车 、半精车 、精车及磨削 。 28 内孔：公差 为一般要求 ，表面粗糙度为 Ra3.2m，毛坯
18、为实心件 ，为未淬火钢， 因零件孔为通孔 加工方法可采取 25 钻对钻成通孔或 粗 镗（钻）、半 精 镗 等，都能满足加工要求。 30mm 内孔 ： 表面粗糙度为 Ra1.6m，粗、精镗至尺寸。 34 mm 内孔 ： 表面粗糙度为 Ra1.6m，粗、精镗至尺寸，倒角。 31.239mm 内孔： 莫氏 4，公差等级按 IT7 ，表面粗糙度为 Ra0.4m ，孔已 钻 出， 加工方法粗镗、半精镗、精镗及磨削，倒角。 端面：本零件的端面为回转体端面，尺寸精度要求不高，表面粗糙度为 Ra3.2m， 要求Ra3.2m 的端面经粗车和半精车 。 槽：槽宽和槽深的公差等级分别为 IT7 和 IT6，表面粗糙
19、度为 Ra0.8m 需采用 盘形 铣刀 精铣和磨削 。 油槽： 槽宽和槽深 分别为 2mm，表面粗糙度 Ra3.2m， 粗铣。 6mm 小孔：采用钻 削 加工出 ，精度要求不高 。 1.4.3 制定工艺路线 套筒 的加工工艺路线一般是先进行 内孔 的加工，再进行圆柱表面及端面的加工。按照先加工基准面及先粗后精 的原则， 套筒的 加工可按下述工艺路线进行。 （需加加工余量） 工序 10: 调质热处理 至 197220HBS 工序 20：以外圆 55mm 及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆 55mm，钻 孔 26.5mm，本科生毕业论文 5 半精镗 孔 28、 30、 34 孔。 工序 30：以粗
20、车后的外圆 55mm 及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆 55mm，钻 孔 26.5mm（钻通孔），半 精 镗（莫氏 4） 。 工序 40：以粗车后的外圆 55mm 及端面定位，半精车另一端面，半精车外圆 ， 精 镗 孔 30、 34， 倒角。 工序 50：以外 圆 55mm 及端面定位 ， 半精车另一端面，半精车外圆 ，精镗锥孔 31.269（莫氏 4），留磨削余量， 倒角。 工序 60：以孔轴心线定位，双面顶，精车外圆，留磨削余量。 工序 70: 局部热处理莫氏孔表面淬火 工序 80：以孔轴心线定位，磨削外圆。 工序 90：以外圆和孔轴心线定位，磨削锥孔。 槽与小孔的加工安排在最后，考虑定
21、位方便，应先铣槽后钻孔 。 工序 100：以孔 28 及端面定位，粗铣 2 个 槽。 工序 110：以孔 28、 端面及粗铣后的一个槽定位， 铣 8mm 槽 ，留磨削余量 。 工序 120： 以孔 28、 端面及粗铣后的一个槽定 位 ，磨削 8mm 槽。 工序 130：以孔 28、端面及 外圆定位 ，钻 油 孔 6。 工序 140：钳工去毛刺 ,终检。 1.4.4 确定机械加工余量及毛 坯尺 寸，设计毛坯 零件综合图 （ 1） 确定机械加工余量。钢质模锻件的机械加工余量按有关标准确定。确定时，根据估算的锻件质量、加工精度及锻件形状复杂系数，由附表 1 可查得除孔以外各内、外表面的加工余量。孔的
22、加工余量由表查得。 锻件质量：根据零件成品质量 1.95kg ， 估算 毛坯质量为 5.77kg 加工精度：零件孔以 及 外 圆 各表面加工精度 较高 。 锻件形状复杂系数 S 为 ： 假设最 大直径为 59mm，长为 280mm，则： 外轮廓包容体锻件m ms (1-2) 外轮廓包容体m = 密度2ldR (1-3) =3.14*2.952 *28*7.85 =6.006kg m锻件 =5.77kg 96.0006.6 77.5S 本科生毕业论文 6 故按表 1 查得锻件复杂系数为 S1，级别简单 表 1.1 锻件复杂系数 S 级别 S 数值范围 级别 S 数值范围 简单 一级 S10.63
23、1 S20.320.63 较复杂 复杂 S30,160,32 S4 0.16 机械加工余量，根据锻件质量、 F2、 S1 确定直径方向为 2.02.5mm。即锻件外径的单边余量为 2.02.5mm，轴向尺寸的单边余量为 2.02.5mm （ 2）确定毛坯尺寸。上表查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度 Ra 1.6 m。 Ra 1.6 m 的表面，余量应适当增大，因属成批生产故选单边余量为 2.0mm。 （ 3）设计毛坯 -零件综合图 本零件锻件质量为 5.77Kg，形状复杂系数为 S1， 45 钢含碳量为 0.42%0.50%，最高为 0.50%，按表 2 查得锻件材质系数为 M1 ，热处理
24、为粗车后调质。 表 1.2 锻件材质系数 级别 钢的最高含碳量 合金钢的合金元素最高总含碳量 M1 M2 0.65 0.65 3.0% 3.0% 1.4.5 工序设计 （ 1） 选择加工设备与工艺装备。 选择机床。 a. 工序 10、 20、 30、 40 是粗车 、 半精车 和钻、半精镗孔 。本零件外廓尺寸不大 ， 选用最常用的 CA6140 型卧式车床即可。 b. 工序 50 为精 镗 孔。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上 镗 孔 ，选 CA6140 型。 c. 工序 60 是 精车外圆，采用 CA6140 型卧式车床，精度较高，中心孔定位用双面顶尖加工 。 d.工序 70 磨外圆，采用 M1420 型磨床。 e.工序 80 为磨内孔（莫氏 4 号）， 工件放在 V 形块上，工件中心与磨头中心必须等高 ，磨床同上。 f.工序 90 为铣键槽，采用 X6132 铣床 g.工序 100 为磨键槽，使用 M1420 磨床 h工序 110 钻小孔 6mm， 可采用 V 型块定位 在 立式 钻床上加工，可选 Z516 A 式钻床。 选择夹具。 除内孔及铣槽使用专用夹具外，其余 各工序 一般 使用通用夹具即可。前 几 道车床工序用三爪自定心卡盘 、顶尖等。 选择刀具。 a. 在车床上加工，一般都选用硬质合金车刀和 镗 刀。加工钢质零件采用 YT 类硬质合金，
