尾座体课程设计

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

设计者：林埛

指导老师：***

设计日期：评定成绩：

目 录 设计任务书…………………………………………………………2 课程设计说明书正文………………………………………………3 序言…………………………………………………………………3 一、零件的分析………………………………………………3 二、工艺规程设计…………………………………………………………5 (一) 确定毛坯的制造形式……………………………5 (二) 基面的选择……………………………………………5 (三) 制定工艺路线…………………………………………6 (四) 机械加工余量、工序尺寸及毛坏尺寸的确定………9 (五) 确定切削用量及基本工时………………………10 三、课程设计心得体会…………………………………………………………………19 四、参考文献………………………………………………………21 桂林航天工业高等专科学校 机械制造工艺学课程设计说明书 题目 设计内容：1、产品零件图 1张 2、产品毛坯图 1张 3、机械加工工艺过程卡片 1张 4、机械加工工序卡片 1 5、课程设计说明书 1

张 张 专 业：数控技术“3+2” 班级学号：0124 学 生：陆 杰 指导老师：王斌武 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链接，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。

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，将Φ80H7的孔与顶尖研配，主要作用是固定顶尖。将尾座安装在机床的尾体部分， 圆柱体形的部分有一个Φ80H7孔，顶尖穿过Φ80H7孔，将螺钉拧紧，这样就将顶

尖固定，再利用顶尖完成对加工零件的固定。

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Φ80H7孔为中心的加工表面。

这一组加工表面包括Φ80H7的孔内径以及Φ80H7孔两端面包括

Ra=μm的两个端面。

（2）以基准面A为中心的加工表面。

这一组加工表面包括Ra=μm的基准面A和基准面B，Ra=μm的

凹槽底面和Ra=μm的左端面和右端面。 （3）以基准面B为中心的加工表面。

这一组加工表面包括基准面B以及320mm×120mm的平台和75°

斜面

第一组和第二组加工表面有位置度要求，如下：

Φ80H7孔圆度公差为0.005mm； Φ80H7孔圆柱度公差为0.005mm；

Φ80H7孔中心线与基准面A平行度公差的要求为0.05mm； Φ80H7孔中心线与基准面B平行度公差的要求为0.05mm；

Φ80H7的孔轴心线与导轨面的位置度误差为0～；

Φ各面的粗糙度达到需要的要求； Φ80H7的孔需精加工、研配； 导轨面配刮10～13点/2525。 二、工艺规程的设计

1.确定毛坯的制造形式

零件材料为HT150，硬度为100-150HB。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Φ80H7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）现在选择以320mm×120mm的表面作为粗准面，利用一组两个圆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Φ80H7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Φ80H7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Φ40通孔

工序2：粗铣圆柱体左右端面 工序3：粗铣75°斜槽 工序4：粗铣320mm×120mm的平台

工序5：粗铣基准面B 工序6：粗铣基准面A 工序7：扩Φ60通孔 工序8：镗Φ80H7孔 工序9：半精铣基准面B 工序10：半精铣基准面A 工序11：精铣基准面B 工序12：精铣基准面A 工序13：精镗Φ80H7孔，

工序14：去毛刺 工序15：检查

（2） 工艺路线方案二： 工序1：粗铣基准面A

工序2：粗铣基准面B 工序3：粗铣圆柱体左右端面 工序4：粗铣75°斜槽 工序5：粗铣320mm×120mm的平台 工序6：粗铣圆柱体左右端面

工序7：钻Φ40通孔 工序8：扩Φ60通孔

工序9：镗Φ80H7孔 工序10：半精铣基准面B

工序11：半精铣基准面A 工序12：精铣基准面B 工序13：精铣基准面A 工序14：精镗Φ80H7孔，

工序15：去毛刺 工序16：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Φ

80H7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Φ80H7孔。经比较，方案一能保证Φ80H7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Φ80H7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，根据加工顺序“先面后孔”的原则。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。

工序2：钻Φ40mm孔。以工序1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=μm的凹槽面以及底面。以Φ80H7孔为定位粗基准，选用X6042卧式铣床。 工序4：粗铣基准面B。基准面A为定位粗基准，选用

X6042卧式铣 。

工序5：粗铣右端面,，基准面A为定位粗基准，选用X6042卧式

铣床。

工序6：粗铣75°斜槽，基准面B为定位粗基准，选用X6042

卧式铣床。

工序7：钻孔，扩孔，以Φ80H7孔为粗基准，选用

Z525立式钻床。

工序8：扩、铰Φ80H7孔。基准面A和B为定位粗基准，

选用Z525立式钻床。

工序9：精铣圆柱体左右端面。以Φ80H7孔为精基准，

选用X6042卧式铣床。

工序10： 精铣基准面A。以Φ80H7孔为精基准，选用

X6042卧式铣床。

工序11：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12：精镗Φ80H7孔，去毛刺。以Φ80H7孔为精基

准，选用T7220B立式金刚镗床

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 “尾座体”零件材料为HT150，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±。表面粗糙度Ra=μm,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=。粗铣削的加工精度IT11级，因此偏差±。精铣削偏差即为

零件偏差： 。

（1）基准面B和基准面A。Ra=μm,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=。刨削公差即为零件

公差： 。

（2）圆柱体形左右端面。Ra=μm。要求粗加工和半精加工。参照《切削手册》第414页可知，粗铣Z=，半精铣Z=。 （3） Φ80H7孔。精铰和研配。精铰2Z=，研配2Z=。公差+（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Φ80H7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Φ80H7孔的中心线之间的尺寸公差分布图(调整

法)

毛坯名义尺寸：120+=（mm） 毛坯最大尺寸：120+5=125（mm） 毛坯最小尺寸：125-5=120（mm） 粗铣后最大尺寸：120+=(mm)

粗铣后最小尺寸： 精铣后尺寸即达到120 (mm)。 整理成下表。“尾座体”的毛坯图见附图1。

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=

刀具选择：套式端铣刀;材料：YG8；基本参数：D=50mm，L=325mm，

d=2mm，z=5（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：; 表面粗糙度：Ra=5~20 ; 经济精度：IT12;

公差：；

加工长度L=120mm 吃刀深度ap1.3mm 进给量f=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

3册》得耐用度t10.810s

半精铣

加工余量：0.7mm; 表面粗糙度：Ra=~10 ; 经济精度：IT10; 公

差：0.1mm

加工长度L=120mm 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）Φ80H7孔

加工要求：直径80mm基孔制；六级精度；孔轴与A、B面分别由5 的

平行度要求；位置精度要求；孔壁粗糙度为 。

加工工步的具体参数：

钻孔至Φ40表面粗糙度：Ra=20~80 经济精度：IT12 公差：

0.11mm

刀具选择：直径为40mm的通用麻花钻； 材料：高速钢； 基本参数：d=40mm，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320mm

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Φ60

加工余量： 表面粗糙度：Ra=10~40 经济精度：IT12 公差： 刀具选择：直径为 60的标准扩孔钻；材料：YG8；基本参数：d=，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=r 主轴转速n=280r/min

切削速度v=15m/min

ns1000v10000.254.825r/s(2.5r/min)dw3.1416.5

按机床选取： nw4.666r/s(280r/min)

粗铰Φ80孔

加工余量： 表面粗糙度：Ra=~10 经济精度：IT9 公差： 刀具选择：直径为 的直柄机用铰刀；材料：YG8；基本参

数：d=，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=r 主轴转速n=250r/min

切削速度v=14m/min 精铰孔至Φ80

加工余量：； 表面粗糙度：Ra=~5 ； 经济精度：

IT7； 公差：

刀具选择：直径为 60mm的直柄机用铰刀；材料：YG8；基本参数：d=，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=r 主轴转速n=300r/min

切削速度v=18m/min

配研

加工余量：； 表面粗糙度：Ra=~ ； 经济精度：IT6；公差：

刀具选择：研棒

锪Φ80H7孔表面粗糙度: 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：； （见《互换性与测量技术基础》表3—2）

（三）A 面 加工要求：粗糙度 ；

刀具选择：套式立铣刀；材料：YG8；基本参数：D=20mm，L=260mm，

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：

加工长度L=152mm 吃刀深度ap2mm 进给量f=r 主轴转速n=600r/min 切削速度v=20m/min

精铣

加工余量： ；表面粗糙度：Ra=~5 ； 经济精度：IT7； 公

差：加工长度L=152mm 吃刀深度ap0.85mm 进给量f=r

主轴转速n=1183r/min 切削速度v=280m/min

配刮

加工余量： ；表面粗糙度：Ra=~

（见《机械加工工艺设计实用手册》表12—82）

（四）槽

加工要求：粗糙度Ra=。

刀具选择：粗齿锯片铣刀；材料：YG8；基本参数：D=20mm，L=60mm，

d=20mm，z=40 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：0.25mm

（见《机械加工工艺设计实用手册》表12—90）

（五）B面

加工要求：粗糙度 ，与A面有 夹角。

加工工步的具体参数：加工余量：0.15mm ；表面粗糙度：Ra=~ 刀具选择： 单角铣刀 材料：YG8； 齿数：10；D=16mm；L=10mm； （见

《机械加工工艺手册设计实用手册》表12—96）

（六）右端面 加工要求：粗糙度Ra=

刀具选择：套式端铣刀;材料：YG8；基本参数：D=20mm，L=36mm，d=2mm，

z=5

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=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

加工余量：0.7mm; 表面粗糙度：Ra=~10 ; 经济精度：

IT10; 公差：0.1mm

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 切削速度v=380m/min （见《机械加工工艺设计实用手册》表12—83）

（七）凸台面 加工要求：粗糙度Ra=

刀具选择：套式端铣刀;材料：YG8；基本参数：D=50mm，L=36mm，

d=2mm，z=5 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： 加工长度L=120mm 吃刀深度ap2mm 进给量f=1.2mm/r

主轴转速n=600r/min 切削速度v=373m/min （见《机械加工工艺设计实用手册》表12—83）

（八）底面 加工要求：粗糙度Ra=

刀具选择：套式立铣刀；材料：YG8；基本参数：D=20mm，L=32mm，

d=16mm，z=8 加工工步的具体参数：

粗铣

加工余量： 表面粗糙度：Ra=5~20 经济精度：IT12 公差： 加工长度L=90mm 吃刀深度ap1.2mm 进给量f=1.0mm/r

主轴转速n=600r/min 切削速度v=420m/min （见《机械加工工艺设计实用手册》表12—82）

三、课程设计心得体会

短短的两周课程设计就快要结束了，然而我的任务也完成了。这两周的课程设计对于我来说就是一个很大的挑战。为了这个课程设计我没有少下过功夫。虽然说这两周的课程设计很幸苦，但是我在这两

周的课程设计里也学会了不少的东西，想想也值了。 虽然，这次老师给我们出的设计题目还算是简单的，而且还少了一个夹具设计的步骤，这让我们少了许多复杂的工作程序。但我还是沉得要完成这次的任务确实有点困难。因为这个课程设计需要用到许多关于机械方面的知识，以及一些相关的实践经验。而我们恰好欠缺的就是这方面的知识。为了完成这个课程设计我们必须去查阅许多关于机械方面的书籍。因为每个设计人员都是以一个个简单基本的设计开始成长的,每次能力的提升,都离不开自身的努力与每次的设计任

务。

在课程设计过程中，我遇到了许多的问题，比如像一些加工方法的选择，零件的画图以及零件加工的计算等等。但这问题都不能阻止我完成课程的设计。面对这些问题我都能尽我的能力去克服。遇到不懂的和不明白的我都会想办法去请教别人或者自己去查找资料。这让我体会到了“不耻下问”的用处。在课程设计中有一些用到的知识都是我们已经学过的知识，就像是CAD明明是已经学过的，可是我却不会用，可能是因为学过了太久了有些都已经忘记了吧。那么，我也就只能重新翻起那些久未阅读的课本了。这又让我明白了一个道理：“温故而知新”。尽管是这样，我认为能真正的算是撑握一门东西，就是要学会去运用它，这才是学会了，要是你学了一门东西，但是你又用不了，那跟没学又有什么区别。这就是我对完成这个课程设计的感悟

吧！

总的来说，设计算是成功的，不仅要有宽广的知识，还要有富于创新意识，当然要基于原有的知识。这次任务关键是学会了填写工序卡和工艺过程卡。还训练了我完成任务和思考问题，解决问题的能力。设计过程是挺辛苦的，不仅查阅了好多手册，而且重新翻阅了以前的教材。当这些知识一下子汇集在一起的时候，好象知识变

成了一个大的体系，在脑海中巩固了。

这个设计对我将来的工作有很大的帮助，相信我们会很好的胜任这项工作，不仅是为了我们自己，而且为了中国经济的更好的发展贡献自己的才能，为了中国实现富强而奋斗。当然，现在只要好好学习，做好手头的工作就行了。做完之后，觉得很有成就感。

最后，我要衷心的感谢我的老师，是你耐心的教导，我才能顺利

的完成了这次的设计任务。

四、参考文献

1、王先逵 主编，《机械制造技术基础》，华中科技大学出版社，

2007。

2、陈家芳 主编，《实用金属切削加工工艺手册》第2版，上

海科学技术出版社，2006。

3、李益民 主编，《机械制造工艺设计简明手册》，机械工业出

版社，1994。

4、《金属机械加工工艺人员手册》，上海科学技术出版社，1982。