1、機機 械械 制制 造造 技技 術(shù)術(shù) 與與 裝裝 備備 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 說說 明明 書書 設(shè)計題目：設(shè)計題目：C6140 車床對開合螺母下座工藝規(guī)程車床對開合螺母下座工藝規(guī)程 及及鉆鉆 2-12H7孔加工夾具設(shè)計孔加工夾具設(shè)計 專專 業(yè)：業(yè)：機械設(shè)計及其制造機械設(shè)計及其制造 班班 級：級： 學學 號：號： 設(shè)設(shè) 計計 者：者： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 日日 期期20142014 年年 6 6 月月 2020 日日 一、零件的分析一、零件的分析.3 1.1 開合螺母上座體零件圖開合螺母上座體零件圖.3 1.2 零件的功能：零件的功能：.3 二、開合螺母座設(shè)計二、開合螺母座設(shè)計.4 2.1 確

2、定毛坯的材料確定毛坯的材料.4 2.2 確定鑄造方法確定鑄造方法.4 2.3 毛坯的澆注方式毛坯的澆注方式.4 2.4 畫毛坯圖畫毛坯圖.4 三、工藝規(guī)程設(shè)計三、工藝規(guī)程設(shè)計.6 3.1 性能要求性能要求.6 3.2 工藝路線的擬定工藝路線的擬定.6 3.3 工藝路線方案：工藝路線方案：.7 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.7 3.5 確定切削用量及基本工時確定切削用量及基本工時.8 3.5.1 粗銑燕尾粗銑燕尾.8 3.5.2 精銑燕尾精銑燕尾.8 3.5.3 銑退刀槽銑退刀槽.9 3.5.4 粗銑端面粗銑端面.9 3.5.5 精銑端面精

3、銑端面.9 3.5.6 鉆鉆 52H7 孔并倒角孔并倒角 1.545.10 3.5.7 鉆鉆 2 12 孔孔.11 3.5.8 車端面車端面.12 3.5.9 切斷切斷.13 四、機床夾具設(shè)計四、機床夾具設(shè)計.14 4.1 工序尺寸精度分析工序尺寸精度分析.14 4.2 定位方案確定定位方案確定.14 4.3 定位誤差分析計算定位誤差分析計算.14 4.4 夾緊方案及元件的確定夾緊方案及元件的確定.15 五、體會總結(jié)五、體會總結(jié).16 參考文獻參考文獻.17 一、零件的分析一、零件的分析 1.11.1 開合螺母上座體零件圖如下所示開合螺母上座體零件圖如下所示： 1.21.2 零件的功能零件的功

4、能： 題目所給定的零件是 CA6140 車床對開螺母體下部。對開螺母體是用于接通和斷開從絲 杠傳來的運動。車削螺紋時，將開合螺母合上，絲杠通過對開螺母體傳動溜板箱和刀架；否 則就將對開螺母體脫開。車削螺母時，順時針方向轉(zhuǎn)動手柄，通過軸帶動曲線槽盤轉(zhuǎn)動，曲 線槽盤上的曲線槽盤形狀，通過圓柱銷帶動上半螺母在溜板箱體后面的燕尾形導(dǎo)軌內(nèi)上下移 動，使其相互靠攏，將對開螺母體和絲杠嚙合。若逆時針方向轉(zhuǎn)動手柄，則兩半螺母相互分 離，對開螺母體和絲杠脫開。槽盤的曲線槽是一段圓弧，此圓弧在接近槽盤中心部分的傾斜 角比較小，目的是使對開螺母體閉合能自鎖，不會而自動脫開。 二、開合螺母座設(shè)計二、開合螺母座設(shè)計 2

5、.12.1 確定毛坯的材料確定毛坯的材料 根據(jù)零件圖所標出的零件材料，可知該零件為選用毛坯的材料為 HT200 2.22.2 確定鑄造方法確定鑄造方法 根據(jù)零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，可知此零件為中批量零件，可知選取鑄造方法為手工鑄造中的 砂型鑄造,選用的砂型類別為濕型；可知造型材料選用粘土砂，灰鑄鐵的尺寸公差等級為 13-15 級，選取等級為 14 級。 2.32.3 毛坯的澆注方式：兩箱鑄造側(cè)面澆注（見下圖）毛坯的澆注方式：兩箱鑄造側(cè)面澆注（見下圖） 2.42.4 畫毛坯圖畫毛坯圖 1）毛坯精度等級和在加工表面加放機械加工余量選?。?根據(jù)【1】P3-13 表 3.1-26 可知，要求的機械加工余量等

6、級為 F-H 級，則取等級為 G 級， 根據(jù)【1】P3-14 表 3.1-27 可知，鑄件的最大尺寸為 120mm，要求的機械加工余量等級為 G 級，則要求的加工余量為 2.2mm。 2）確定毛坯的基本的尺寸：（毛坯圖示例見下圖） 毛坯余量是在零件圖基礎(chǔ)上加放；根據(jù)零件圖上的基本尺寸可以確定毛坯圖的基本尺寸， 具體見如下尺寸：包括 105、75.2、33、18 及 52H7 的孔： 注：1.孔的精度等級要比鑄件的精度等級降一級，孔的機械加工余量等級也要較鑄件等 級低一級； CT 值（公差數(shù)值）均根據(jù)【1】P3-12 表 3.1-21 查得，余量值均是根據(jù)【1】P3-14 表 3.1-27； 不

7、加工表面不加放余量，也不標注公差； 查表時，表中的公稱尺寸是零件圖上對應(yīng)的實際尺寸。 毛坯圖示例： 三、工藝規(guī)程設(shè)計三、工藝規(guī)程設(shè)計 3.13.1 性能要求性能要求 上下螺母動作同步的要求 螺母與絲杠的同軸度要求 兩螺母相對絲杠軸心的徑向位置可調(diào)要求（兩半螺母相互分離程度可調(diào)） 兩半螺母對合時與絲杠中心線的對稱度要求對齊并在允許的公差范圍內(nèi)。 （1）主要技術(shù)要求與分析 主要技術(shù)條件的選擇及分析是指：定性分析加工精度要求較高的表面之尺寸精度、相互 位置精度、表面粗糙度等；能分析出若達不到要求，將會對機構(gòu)的工作性能要求產(chǎn)生何種影 響，以此做為今后工藝安排的依據(jù)之一。 確定各加工表面符號以便于分析

8、52H7 孔軸心線對 C 面平行度要求的分析； 52H7 孔軸心線對兩 B 面垂直度要求的分析； E 面對 52H7 孔軸心線的端面跳動要求的分析； B1 與 B2 面平行度要求的分析； 12H7 孔對 C 面垂直度要求的分析； 2、審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性 零件的類型：中型支架類（切開后屬叉架類） ； 具有燕尾結(jié)構(gòu)，是零件的主要設(shè)計基準之一； 52H7 孔具有薄壁； 52H7 孔兩端面處相對燕尾有凸臺（作用） ； 調(diào)節(jié)螺釘孔 M10 底孔為深孔，且螺釘應(yīng)保證和上螺母座接觸面具有良好接觸； 由以上分析加工時是否便于進刀、退刀；是否便于裝夾及減少裝夾次數(shù)等。 3、 由零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型 生產(chǎn)

9、綱領(lǐng)是企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。零件在計劃期內(nèi)一年的 生產(chǎn)綱領(lǐng)包含了備品、廢品在內(nèi)的生產(chǎn)數(shù)量。 按中型機械，根據(jù)零件年生產(chǎn)綱領(lǐng)，生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)中的中批生產(chǎn)范圍。 3.23.2 工藝路線的擬定工藝路線的擬定 （先粗后精原則、先面后孔原則等）： 一 預(yù)先熱處理粗刨（銑） C 面、B 面、D 面銑 1X3 退刀槽粗加工兩 E 面粗鏜（52）孔 二、 半精刨（銑）C 面、B 面精刨（銑）C 面、B 面刮研 C 面、B 面手工 加工 三、 精加工兩 E 面半精鏜（ 52 ）孔精鏜 52H7 孔鉆、鉸 12H7 孔 四、 銑切（5mm）分離上下螺母座鉆 M10 底孔（8.5）攻 M1

10、0 螺紋 鉆 2- 7 及锪孔 五、 清理去毛刺檢驗 3.33.3 工藝路線方案：工藝路線方案： 工序. 鑄造。 . 熱處理。 . 粗，銑底面 . 銑 13 退刀槽 . 粗銑兩 E 面 . 粗鏜 50 孔 . 半精銑 C 面、B 面，精銑 C 面、B 面 . 刮研 C 面、B 面使粗糙度達 1.6 . 精銑兩 E 面使對 52 孔軸心線的端面跳動符合要求 . 精鏜 52 孔并使軸心線與 C 面平行度符合要求 . 鉆 11.5 孔深 20，并使對 C 面垂直度符合要求 . 鉸 12H7 孔并使軸心線與 C 面垂直度符合要求 銑切分離上下螺母座 鉆 M10 底孔、攻 M10 螺紋、鉆 2-7 孔、

11、锪 90錐孔 2.精基準選擇與分析 以預(yù)鑄孔 44 為主要定位基準，這樣加工 C、B 后以它們?yōu)榫鶞始庸?52 孔時，使孔 的加工余量均勻。 2)加工燕尾上 2-12H7 孔的定位基準 C 面為第一定位基準，限制 3 個不定度（保證與 C 面垂直度的要求） ； B 面為第二定位基準，限制 2 個不定度（保證兩孔連線與 52H7 孔軸 線在水平面的垂直度要求） ； 52H7 孔以削邊銷定位，限制 1 個不定度（保證兩孔對中） 3)主要加工面 1、平面加工主要是燕尾導(dǎo)軌的加工 2、孔加工主要是 52H7、2-12H7 孔的加工 確定加工方法時，先從最終工序的加工方法所能達到的經(jīng)濟精度等級向前道工

12、序推。 3.43.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “對開螺母體”零件材料為 HT200 灰鑄鐵。毛坯重量為 4 公斤，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)， 采用砂型鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始材料及加工工藝，分別對各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺 寸確定如下： 1. 52H7 孔 精鉸至 52H7，表面粗糙度為 Ra1.6um，工序余量為 2z=0.08； 粗鉸至 51.92mm 2z=0.42； 精車至 51.5mm 2z=1.5； 粗車第二次至 50mm 2z=3； 粗車至 47m 2z=7； 2. 2 12 孔 鉸至 12mm 2z=0.15； 擴

13、鉆至 11.85mm 2z=0.85； 鉆至 11 2z=11； 3. 一端面 精車至 97 2z=0.8； 半精車至 97.8 2z=1.2； 粗車至 99 2z=6； 4. 另一端面 精車至 95 2z=0.5； 半精車至 96.5 2z=0.5； 粗車至 96 2z=1； 3.53.5 確定切削用量及基本工時確定切削用量及基本工時 工序：銑燕尾及空刀槽 3.5.13.5.1 粗銑燕尾粗銑燕尾 v=6m/min（0.1m/s） ns=1000v/dw =1000 40 =0.8r/s（47.8r/min） 按機床選取 nw=0.79 r/s （47.5r/min） 實際切削速度切削工時：

14、l1=8.7（表 1-11-12） t0=158.3s（2.64min） 3.5.23.5.2 精銑燕尾精銑燕尾 v=6m/min（0.1m/s） （表 1-10-151） ns= =0.8r/s（47.8r/min） 按機床選取 nw=0.79 r/s （47.5r/min） 實際切削速度 v=dw nw/1000=3.14400.79/1000=0.43m/s 切削工時： l1=6.3（表 1-11-12） t0=153s（2.6min） 3.5.33.5.3 銑退刀槽銑退刀槽 s=0.020.03（表 1-10-142） 選 s=0.02mm v=47m/min（0.78m/s） （表

15、1-10-144） ns= =4.14r/s（248r/min） 按機床選取 nw=4 r/s （240r/min） 實際切削速度 v= =0.75m/s（45m/min） 切削工時： l1=5.9，l2=4（表 1-11-12） sm=sz z n=0.02 436=2.88 t0=3.785s（0.06min） 3.5.43.5.4 粗銑端面粗銑端面 選擇高速鋼套式面銑刀 每齒進給量：sz=0.1-0.2（10-113） 選 sz=0.1mm v=56m/min（0.92m/s） ns= =3.7r/s（222r/min） 按機床選取 nw=4.2r/s （252r/min） 實際切削速度

16、 v= =1.01m/s（61m/min） 切削工時： l1=37.5，l2=2（表 1-11-15） sm=sz z n=0.1 18 3.7=0.37 t0=（=185s（3min） 3.5.53.5.5 精銑端面精銑端面 銑刀每轉(zhuǎn)進給量 0.100.12 選 s0=0.12mm v=56m/min=0.9m/s ns=3.7r/s（222r/min） 按機床選取 nw=4.2r/s （252r/min） 實際切削速度 v= =1.01m/s（61m/min） 切削工時： l1=37.5，l2=2（表 1-11-15） sm=sz z n=0.1 18 3.7=0.37 t0=185s（3

17、min） 3.5.63.5.6 鉆鉆 52H752H7 孔并倒角孔并倒角 1.5451.545 (1) 粗鏜第一次至 47mm 選擇硬質(zhì)合金可調(diào)節(jié)浮動鏜刀 B=25，H=12（表 8-32） 進給量 S=1.6-2.0，選 S=1.6mm/r（10-97） v=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/min） （表 10-98） 切削工時 l1=1.7，l2=3.0， l=105（表 11-9） t=（D-d1）/2=（47-40）/2=3.5mm t0=10.34s（0.17min） 粗鏜第二次至 50mm S=1.6-2.0，選 S=2.0mm/r（10-97） v=56.6

18、m/min，n=360r/min（6r/min） （表 10-98） 切削工時 l1=0.87， l=105（表 11-9） t=（D-d1）/2=（50-47）/2=1.5mm t0=9.07s（0.15min） 精鏜至 52m S=1.6-2.0，選 S=1.6mm/r（10-97） v=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/min） （表 10-98） 切削工時 l1=0.58， l=105（表 11-9） t=（D-d1）/2=（51.5-50）/2=0.75mm t0= =10.24s（0.17min） 3.5.73.5.7 鉆鉆 2 2 1212 孔孔 選擇直柄麻花

19、鉆（GB1436-78） 鉆到 11.0mm S=0.22-0.28，S=0.25mm/r（10-67） v=28m/min（0.47m/s） ，n=894r/min（7.95r/s） ns=1000v/ 切削工時 l1=0.05，l2=39， l=105（表 11-10） t=（D-d1）/2=（52-51.92）/2=0.04mm ns= =13.6r/s（816r/min） 按機床選取 nw=800r/s （13.3r/min） 實際切削速度 v = = 0.46m/s 切削工時： l1=3.4，l2=1.5，L=20（表 11-6） t0=7.49s（0.13min） 擴孔鉆至 11.

20、85 S=0.7-0.9，S=0.7mm/r（10-75） v=22.2m/min，n=472r/min（表 10-76） 按機床選取 nw=460r/min=7.67r/s 實際切削速度=0.29m/s 切削工時 l1=0.58，l2=1.5， l=20 =4.11s（0.07min） 鉸至 12 選用錐柄機用鉸刀 D=12（表 8-34） S=1.7 mm/r（10-81） v=10m/min，n=318r/min（5.3r/s） （表 10-84） 切削工時 l1=0.05，l2=18， l=20 =5.14s（0.09min） 3.5.83.5.8 車端面車端面 粗車至 99mm S=

21、（0.30.5） mm/r （10-19） 選 s=0.4 mm/r V=118m/min（1.97m/s） =9.65r/s（597r/min） 按機床選取 nw=8.6r/s（516 r/s） 實際切削速度為 =1.76m/s（105m/min） l=（105-99）/2=3mm，l1=3，l2=2 ，l3=5（11-4） L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+3+2+5=42.5mm t0=（L/sn ） i =（42.5/0.48.6）2=24.72s（0.4min） 半精鏜至 97.8mm S=（0.30.5） mm/r （10-19） 選 s=0.3 mm/r V=35m

22、/min（0.58m/s） =2.84r/s（171r/min） 按機床選取 nw=2.5r/s（150 r/s） 實際切削速度為 =0.51m/s（30.615m/min） l=0.6，l1=1，l2=1 ，l3=5（11-4） L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mm t0=（L/sn ） i =（39.5/0.32.5）1=52.7s（0.88min） 精車至 97mm S=（0.30.5） mm/r （10-19） 選 s=0.3 mm/r V=35m/min（0.58m/s） =2.84r/s（171r/min） 按機床選取 nw=2.5r/s（150

23、 r/s） 實際切削速度為 =0.51m/s（30.615m/min） l=0.4，l1=1，l2=1 ，l3=5（11-4） L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mm t0=（L/sn ） i =（39.5/0.32.5）1=52.7s（0.88min） 倒角 1.545 S=（0.150.25） mm/r （10-90） 選 s=0.2 mm/r v=（1225）m/min（0.58m/s） ，選 v=20 m/min=0.33m/m =2.02r/s（121r/min） 按機床選取 nw=120r/min（2 r/s） l=0.75，l1=0.4（11-9

24、） tm=（l+ l1）/nw s=（0.75+0.4）/（20.2）=2.87min（172.5s） 3.5.93.5.9 切斷切斷 選用鋸片銑刀，D=175mm（8-38） ，齒數(shù)（838） S=（0.030.04） mm/r （10-142） 選 s=0.03 mm/r v=34m/min（0.57m/s） ， =2.412r/s（144r/min） 實際切削速度為 =0.59m/s（35m/min） l1=6 ，l2=4mm（11-12） Sm= SzZn=0.03402.5=3mm =49s（0.82min） 四、機床夾具設(shè)計四、機床夾具設(shè)計 4.14.1 工序尺寸精度分析工序尺寸精

25、度分析 由工序圖知，本道工序為鉆、锪兩個 6.5 徑向孔。 由工序尺寸精度可知此工序精度要求較高。 保證 12 孔中心軸線與 55 孔中心線垂直。應(yīng)限制 X 旋轉(zhuǎn)，Z 旋轉(zhuǎn) 保證 12 孔為 90應(yīng)限制 Z 移動 保證 12 孔的軸向位置應(yīng)限制 y 移動 保證 12 孔相對于 55 孔中心線的對稱度應(yīng)限制 X 移動 保證 12 與 6.5 孔垂直分布應(yīng)限制 Y 旋轉(zhuǎn) 綜合結(jié)果應(yīng)限制 X 移 X 轉(zhuǎn)，Y 移 Y 轉(zhuǎn)，Z 移 Z 轉(zhuǎn) 4.24.2 定位方案確定定位方案確定 根據(jù)該工件的加工要求可知該工序必須限制：x 移動、X 轉(zhuǎn)動、y 移動、z 移動 z 轉(zhuǎn)動， 共計 6 自由度，C 面為第一定位

26、基準，限制 3 個不定度（保證與 C 面垂直度的要求） ； B 面為第二定位基準，限制 2 個不定度（保證兩孔連線與 52H7 孔軸線在水平面的垂 直度要求） ； 52H7 孔以削邊銷定位，限制 1 個不定度（保證兩孔對中） 。 綜合結(jié)果：限制 X 移 X 轉(zhuǎn)，Y 移 Y 轉(zhuǎn)，Z 移 Z 轉(zhuǎn) 4.34.3 定位誤差分析計算定位誤差分析計算 (1) 分析同軸度誤差 用用心軸定位，設(shè)計基準與定位基準重合 jb=0 db=1/2*(55.025-54.975)=0.025 所以dw=2*db+jb=0.051/3T T=0.4mm （2）分析菱形銷的定位誤差 Dmax-dmin=12.013-11.887=0.1261/3T T=0.4mm （3）分析軸向尺寸，心軸軸肩定位，設(shè)計基準與工序基準重合 jb=0 db=0 所以dw=0 4.44.4 夾緊方案及元件的確定夾緊方案及元件的確定 （1）計算切削力及所需加緊力： 刀具：直柄麻花鉆 直徑 11mm M= 當 HT200 時查的修正系數(shù)