C6140车床对开合螺母座工艺规程与工装设计

课程设计(论文)

C6140车床对开合螺母座工艺规程与工装

设计

学 号： 12151067 姓 名： 高金宝 专 业： 机械工程

系 别： 机械与电气工程系 指导教师：

朱庆芹

二○一五年十二月

目录

1零件的分析 ........................................................................................................... 1

1.1零件的分析 ................................................................................................ 1 1.2确定铸造方案 ............................................................................................ 1 1.3毛坯的确定 ................................................................................................ 1 1.4确定毛坯的基本尺寸 ................................................................................ 1 1.5 确定铸件的尺寸偏差 ............................................................................... 1 1.6 零件的作用 ............................................................................................... 2 2工艺规程设计 ........................................................................................................ 2

2.1加工原则 .................................................................................................... 2 2.2基面的选择 ................................................................................................ 2 2.3工序的确定 ................................................................................................ 2 2.4工艺路线 .................................................................................................... 3 2.5机械加工余量，工序尺寸和毛胚尺寸确定 ............................................ 3 2.6 确定切削用量及基本工时 ....................................................................... 4 3机床夹具设计 ........................................................................................................ 9

3.1工序尺寸精度分析 .................................................................................... 9 3.3定位元件的确定 ...................................................................................... 10 3.4定位误差分析计算 .................................................................................. 10 3.5.夹紧方案及元件的确定 .......................................................................... 11 3.6机床夹具装配图的技术要求 .................................................................. 12 结论 ......................................................................................................................... 12 参考文献 ................................................................................................................. 14

1零件的分析

1.1零件的分析

根据零件的生产钢领为500件/年，零件为中批量生产。性能要求：上下螺母动作同步，螺母与丝杠的同轴度。

制定工艺路线的出发点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保证。在生产纲领确定的条件下，可以考虑采用万能的专用夹具等，并尽量使工序集中来提高生产率，考虑经济效果，减少成本。

1.2确定铸造方案

铸造方法为沙型铸造，可选用湿型，铸造材料选择粘土沙，灰铸铁的尺寸公差等级为13-15级，选14级

毛坯的浇注方式为两箱侧面浇注

1.3毛坯的确定

根据零件图所给的尺寸和要求，可知零件毛坯材料为HT200

1.4确定毛坯的基本尺寸

毛坯余量是在零件图基础上放大的，根据零件图上的尺寸确定如下

基本尺寸：包括105、75.2、33、18、φ52H7的孔（孔的精度等级比铸造的精度等级低一级）

1.5 确定铸件的尺寸偏差

由资料查得2级铸铁尺寸偏差为上下各0.8mm

1

1.6 零件的作用

零件的功能：用于接通和断开从丝杠传来的运动，车削螺纹时，将开合螺母合上，丝杠通过对开合螺母体脱开。车削螺母时，顺时针方向转动手柄，通过轴带动曲线槽盘转动，曲线槽盘上的曲线槽盘上的曲线槽盘形状，通过圆柱销带动上半螺母在溜板箱体后面的燕尾形导轨内上下移动，使其相互靠拢，将对开螺母体和丝杠啮合。若逆时针方向转动手柄，则两半螺母相互分离，对开螺母体和丝杠脱开。槽盘的曲线槽是一段圆弧，此圆弧在接近槽盘中心部分的倾角比较小目的是对开螺母体闭合能自锁，不会自动脱开。

2工艺规程设计

2.1加工原则

先粗后精，加工分阶段进行，基准先行，先主后次，先面后孔

2.2基面的选择

粗基准的选择：由先粗后精的原则，选取燕尾为粗基准，利用左右两个定位块和一个削边对其进行限制，达到过定位。对于精基准，主要是基准重合。

2.3工序的确定

初步设定工艺路线（先粗后精，先面后孔）

铸造-预先热处理-粗刨（铣）C面B面D面-铣（1-3退刀槽）-粗加工两E面-粗镗（φ52）孔-半精刨（C面，E面）-精刨（C面，E面）-刮研（C,E面）-精加工两E面-半精镗（φ52）-精镗（φ52H7孔）-钻，铰（φ12H7孔）-铣切（5mm）分离上下螺母座-钻M10底孔（φ8.5）-攻M10螺纹-钻（2—φ7）清理毛刺-检验

工艺方案2

①铸造②热处理③粗铣地面④铣退刀槽⑤粗铣两E面⑥粗镗50孔⑦半精铣C，B面精铣cb面⑧研磨CB面⑨精铣52孔使同轴度⑩钻φ11.5深20，垂直度要求⑾铰φ12H7孔铣切分离上下螺母座，钻M10底孔，攻螺纹，钻φ2-7孔

2.4工艺路线

工序1.铸造2.时效处理 3.粗铣低面、燕尾座 4.粗车外圆端面并倒角 5.粗镗中心孔 6.半精铣，精铣低面，燕尾座，退刀槽 7.刮研对开螺母体燕尾 8.半精镗，精镗中心孔φ52H7 9.对开螺母体钻底孔2-φ12孔 10. 铣开 11.钻螺纹孔，攻螺纹M10

2.5机械加工余量，工序尺寸和毛胚尺寸确定

对开螺母体零件材料为HT15-33灰铸铁。毛胚重量为4KG，生产类型为中批量，采用离心铸造毛胚，2级精度 φ52H7孔

精镗至φ52H7，表面粗糙度为Ra1.6工序余量2Z=0.08 半精镗至51.5mm 2z=1.5 粗镗到50mm 2z=3 粗镗到47mm 2z=7 铰φ12 2z=0.15 扩钻至φ11.85mm 2z=0.85 钻至φ11mm 2z=11 一端面

精铣至105 2z=0.08 半精铣到105.2 2z=0.2 粗铣到107 2z=6 另一端面

精铣至95 2z=0.5 半精铣到96.5 2z=0.5 粗铣到96 2z=1

2.6 确定切削用量及基本工时

粗铣燕尾 v=6m/min (0.1m/s) (表1-1 ) ns=1000v/?dw=1000/(3.14*40)=0.8r/m(47.8r/min) 按机床选取nw=0.79r/m(47.5r/mim) 实际切削速度V?t0??dwnw1000???40?0.191000?0.43m/s切削时11=8.7 （表1-1 ）

l?l175.2?8.7??158.3s（2.64min） smz0.53粗铣端面：选择高速钢套式面铣刀

进给速度：sz=0.1-0.2(10-113)选取sz=0.1mm v=56m/min(0.92m/s)

ns?1000v1000?0.93??3.7r/m(222r/min) ?dw??80切削时：11=37.5 12=2 （表1-1） Sm=szt0?铣退刀槽 S=0.02~0.03

选s=0.02mm v=47m/min(0.79m/s)

ns?1000v1000?0.79??4.14r/s(248r/min) ?dw??60l?l1?l2?185 s (3min) sm按机床选取nw=4r/s(240r/nim) 实际切削速度v??dwnw1000???60?41000?0.75m/s（45m/min）

切削时 11=5.9， 12=4 （表）

Sm=sz n z =2.68

t0?l?l1?l21?5.9?4??3.785s(0.06min) sm2.88精铣燕尾： v=6m/min (0.1m/s)

ns?1000v1000?0.1??0.8r/s(47.8r/min) ?dw??40按机床选取nw=0.79r/s (48r/min) 实际切削速度v=0.43m/s 切削是 11=6.3 （表）

t0?l?l175.2?6.3??153s(2.6min) smz0.53精铣端面

铣刀进给速度0.10～0.12 选取s0?0.12mm V=56m/min(0.9m/s)

ns?1000v1000?0.92??3.7r/s(222r/min) ?dw??80按机床选取nw=4.2r/m 实际切削速度v??dwnw1000?1.01m/s（61m/min）

切削时11=37.5 12=2 （表）

t0?l?l1?l2?185s（3min） sm钻φ52H7孔并倒角 粗镗第一次到47mm

选择硬质合金可以调节浮动镗刀B=25 H=12

进给量S=1.6～2.0选取1.6 V=62.6m/min n=298r/min (6.36r/min) 切削时 11=1.7 ，12=3.0 ，1=105

t?D?d147?40l?l1?l2105?1.7?3.0?3.5mmt0??10.34s 22s?n16?6.36第二次粗镗之50mm S=1.6~2.0 选2.0

V=56.6m/min n=360r/min ( 表10-8) 切削时 L1=0.87 L=105 t=(D-d1)/2=(50-47)2=1.5mm

t0?l?l1?l2105?0.87?3.0??9.07s(0.15min) s?n2.0?6精镗到52

S=1.6~2.0 选取s=1.6 V=62.6m/min n=398r/min 切削时 L1=0.58 L=105 t =(D-d)/2=0.75

t0?l?l1?l2105?0.58?3.0??10.24s(0.17min ) s?n1.6?6.63钻2-φ12孔 选取直柄麻花钻

① 钻到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/ 切削工时 L1=0.05，L2=39， L=105 t=（D-d1）/2=（52-51.92）/2=0.04mm t?(81.6r/min)

按机床选取nw=800r/min 实际切削速度v?（0.13min ）

1000v1000?0.47??13.6r/s?dw??11l?l1?l220?3.4?1.5??7.49sn?s13.3?0.25

扩孔至11.85

S=0.7~0.9 选取0.7

v=22.2m/min n=472r/min按机床选取nw=460r/min=7.67r/s 实际切削速度v??dwnw??11.85?7.671000?1000?0.29m/s

切削;L1=0.58 L2=1.5 L=20

tl?l1?l220?0.85?1.0?n?5?4.11s(0.07min) ws7.68?0.7铰至Φ12选用锥柄机用铰刀 D=12

S=1.7 r/m v=10m/min，n=318r/min（5.3r/s） 切削工时 l1=0.05，l2=18， l=20

t0?l?l1?l220n??0.05?18.7?5.3?5.14s ws1铣端面 铣至107mm S=0.3~0.5 选取0.4 V=118m/min（1.97m/s）n1000v1000?1.s??d?97?9.65s w3.14?65按

机床

选取nw=8.6r/s(516r/min) 实际v??dwnw?3.14?65?8.610001000?1.76m/s

L=（105-99）/2=3mm，L1=3，L2=2 ，L3=5 L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+3+2+5=42.5mm

t0=（L/s．n ）．i =（42.5/0.438.6）32=24.72s（0.4min）半精铣至105.8mm S=（0.3～0.5)选取0.3 V=35m/min nv1000?0.s?1000?d?58??65?2.84r/s w

切削速度

按机床选取nw=2.5r/s 实际切削速度为v??dwnw1000?3.14?65?2.5?0.51m/s

1000L=0.6，L1=1，L2=1 ，L3=5 L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mm t0=（L/s．n ）．i =（39.5/0.332.5）31=52.7s 精铣至105mm S=（0.3～0.5）选s=0.3 V=35m/min（0.58m/s）ns?1000v1000?0.58??2.84r/s ?dw3.14?65按机床选取nw=2.5r/s（150 r/s) 实际切削速度为v??dwnw1000?3.14?65?2.5?0.51m/s

1000L=0.4，L1=1，L2=1 ，L3=5

L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mm

t0=（L/s．n ）．i =（39.5/0.332.5）31=52.7s（0.88min) 倒角1.5*3 45度 S=0.15～0.25选s=0.2

v=（12～25）m/min（0.58m/s)选v=20 m/min=0.33m/min

ns?1000v1000?0.33??2.02r/s ?dw??52按机床选取nw=120r/min（2 r/s）l=0.75，l1=0.4

t=（l+ l1）/nw．s=（0.75+0.4）/（230.2）=2.87min（172.5s） 切断

选用锯片刀具 D=175mm 齿数（8～18）

S=0.03～0.04 选s=0.03 v=34m/min（0.57m/s）

ns?1000v1000?0.57??2.41r/s ?dw3.14?75

实际切削速度v??dwnw1000?3.14?75?2.5?0.59m/s

1000 L1=6 ，L2=4mm（11-12）Sm= Sz2Z2n=0.0334032.5=3m

t?l?l1?l283?61?4??49s sm33机床夹具设计

3.1工序尺寸精度分析

由工序图知，本道工序为钻、锪φ6.5径向孔。 由工序尺寸精度可知此工序精度要求较低。

保证φ6.5孔中心轴线与φ55孔中心线垂直。应限制X旋转，Z旋转 保证φ6.5锥孔为90°应限制Z移动 保证φ6.5孔的轴向位置应限制y移动

保证φ6.5孔相对于φ52孔中心线的对称度应限制X移动 保证φ6.5与φ12孔垂直分布应限制Y旋转 综合结果应限制X移X转，Y移Y转，Z移Z转

3.2定位方案确定

根据该工件的加工要求可知该工序必须限制：x移动、X转动、y移动、z移动z转动，共计6自由度，采用φ52心轴与工件φ52孔H7/h7配合，限制X移X转Z移Z转

菱形销限制Y转，心轴轴肩限制Y移

综合结果：限制X移X转，Y移Y转，Z移Z转

3.3定位元件的确定

1.：心轴φ52h7

2. 菱形销与φ12孔配合H7/h7 △ 2=2b/D 2（△k+△j-△ 1/2）

=2×3/12（0.15+0.05-0.021/2）=6/12×0.1895=0.095 d 2=（12-0.095）h7（0 -0.018）

3.4定位误差分析计算

(1) 分析同轴度误差

用用心轴定位，设计基准与定位基准重合 △jb=0

△db=1/2*(52.025-51.975)=0.025

所以△dw=2*△db+△jb=0.05<1/3T T=0.4mm （2）分析菱形销的定位误差

Dmax-dmin=12.013-11.887=0.126<1/3T T=0.4mm

（3）分析轴向尺寸，心轴轴肩定位，设计基准与工序基准重合 △jb=0 △db=0 所以△dw=0

3.5.夹紧方案及元件的确定

（1）计算切削力及所需加紧力：

查《机械工程师夹具手册》表1-2-7切削扭矩计算公式M=0.34*DS

20.8KP得

90020.80.75M=0.34*10*0.2*736=10.91N*M 切削力计算公式PX=667*10*0.2

0.7*（900/736）

0.75=2514.03n

查《机械工程师夹具手册》表1-2-11得Wk=K*P*L/ (μ*H+L)得

2.5?P?52Wk=0.16?135?35=5774.27N

加紧如图所示

夹具体选用灰铸铁的铸造夹具体.

3.6机床夹具装配图的技术要求

1）定位元件工作表面C面相对于夹具对定表面的平行度要求； 2）钻套轴心线相对于夹具对定表面C面的垂直度要求； 3）定位元件工作表面C面间的平面度要求；

4）钻套轴心线相对于定位元件表面C面的垂直度要求； 5）钻套轴心连线相对于定位元件B面的平行度要求； 6）钻模板工作表面相对于对定表面的平行度要求；

结论

在这次设计中我体会到了设计过程中应深人实际，进行调查研究，制定出合理的设计方案，再进行具体的设计。应当掌握下面的一些资料： (1)工件图纸；详细阅读工件的图纸，了解工件被加工表面是技术要求，该零件在机器中的位置和作用，以及装置中的特殊要求。 (2)工艺文件：了解工件的工艺过程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面状况，基准面选择的情况，可用机床设备的主要规格，与夹具连接部分的尺寸及切削用量等。 (3)生产纲领：夹具的结构形式应与工件的批量大小相适应，做到经济合理。在本次毕业设计的夹具要求是中小批量生产的夹具设计。 (4)制造与使用夹具的情况，有无通用零部件

可供选用。工厂有无压缩空气站；制造和使用夹具的工人的技术状况等。夹具的出现可靠地保证加工精度，提高整体工作效率，轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。了解夹具总体设计的要求： 1）夹具应满足零件加工工序的精度要求。特别对于精加工工序，应适当提高夹具的精度，以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。 2）夹具应达到加工生产率的要求。特别对于大批量生产中使用的夹具，应设法缩短加工的基本时间和辅助时间。3）夹具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可设置必要的防护装置、挡屑板以及各种安全器具。 4）能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。 5）要适当提高夹具元件的通用化和标准程度。选用标准化元件，特别应选用商品化的标准元件，以缩短夹具制造周期，从而降低夹具成本。 6）必须具有良好的结构工艺性，以便夹具的制造、使用和维修。在夹具的夹紧装置和定位装置夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的通过这次完整的毕业设计，我们系统地回顾和复习了大学四年所学的相关专业知识，同时也深刻体会到学习的重要性并领会到设计也是一种学习的方式。在设

计的过程中，我们综合运用了系统的设计方法和相关设计软件（如AutoCAD），且应用熟悉相关设计资料（包括手册、标准和规范等）以及进行经验估算等方面有了一定程度的提高，深刻的感受到计算机和工具书及手册在设计中带来的便利和帮助。同时也感谢朱庆芹老师对我们的帮助和指导。

参考文献

［1］ 李益民主编.《机械制造工艺设计简明手册》机械工业出版社 ［2］李兆铨、周明研.主编《机械制造技术》中国水利水电出版社 ［3］李名望主编.《机床夹具设计实例教程》化学工业出版社 ［4］联合编写组.《机械设计手册》化学工业出版社 ［5］卢秉恒主编.《机械制造技术基础》机械工业出版社

［6］赵家奇主编.《机械制造工艺课程设计指导书》机械工业出版社

计的过程中，我们综合运用了系统的设计方法和相关设计软件（如AutoCAD），且应用熟悉相关设计资料（包括手册、标准和规范等）以及进行经验估算等方面有了一定程度的提高，深刻的感受到计算机和工具书及手册在设计中带来的便利和帮助。同时也感谢朱庆芹老师对我们的帮助和指导。

参考文献

［1］ 李益民主编.《机械制造工艺设计简明手册》机械工业出版社 ［2］李兆铨、周明研.主编《机械制造技术》中国水利水电出版社 ［3］李名望主编.《机床夹具设计实例教程》化学工业出版社 ［4］联合编写组.《机械设计手册》化学工业出版社 ［5］卢秉恒主编.《机械制造技术基础》机械工业出版社

［6］赵家奇主编.《机械制造工艺课程设计指导书》机械工业出版社

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/wmqa.html