制定開合螺母座零件的加工工藝,設(shè) 計鉆2-Φ7孔的鉆床夾具

1、哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目： 制定開合螺母座零件的加工工藝，設(shè) 計鉆2-7孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 班 級： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 機(jī)械工程系2015年 11 月 20 日- 2 -目錄序 言1第1章 零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工藝分析2第2章 工藝規(guī)程設(shè)計32.1 確定毛坯的制造形式32.2 基面的選擇32.3 制定工藝路線42.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定62.5 切削用量及基本工時的確立7第3章 夾具設(shè)計153.1 夾具結(jié)構(gòu)和方案的設(shè)計153.2 切削力及夾緊力的計算153.3 定位誤差分析16第

2、4章 總裝圖174.1 零件圖174.2 裝配圖174.3 夾具體184.4 鉆模板184.5 手柄19總結(jié)20參考文獻(xiàn)21- 2 -序 言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。就我個人而言，我希望能夠通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師指教。第1章

3、零件的分析1.1 零件的作用圖1.1 零件圖題目所給定的零件是CA6140車床上的開合螺母。開合螺母是用于接通和斷開從絲杠傳來的運(yùn)動。車削螺紋時，將開合螺母合上，絲杠通過開合螺母傳動溜板箱和刀架；否則就將開合螺母脫開。車削螺母時，順時針方向轉(zhuǎn)動手柄，通過帶動曲線槽盤轉(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后面的燕尾形導(dǎo)軌內(nèi)上下移動，使其相互靠攏，將開合螺母和絲杠嚙合。若逆時針方向轉(zhuǎn)動手柄，則兩半螺母相互分離，開合螺母和絲杠脫開。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，目的是使開合螺母閉合能自鎖，不會因?yàn)槁菽干系膹较蛄Χ詣用撻_。1.2 零件的工藝分

4、析開合螺母座共有四處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1） 燕尾及退刀槽的加工；2） 以52為中心的加工表面；3） 燕尾底面的加工；4） 端面的加工。由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。第2章 工藝規(guī)程設(shè)計2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為HT200，考慮到灰鑄鐵的抗缺口敏感性和優(yōu)良的減震性等特點(diǎn)，因此選用鑄件，以便使開合螺母在使用中耐磨性良好，保證零件工作可靠。由于是成批生產(chǎn)，故采用離心鑄造，這樣免除了模砂和制模的設(shè)備，降低了生產(chǎn)成本，又可以提高生產(chǎn)率，保證精度。2.2 基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理

5、，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更嚴(yán)重的還會造成零件大批量報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。選擇定位粗基準(zhǔn)是要能加工出精基準(zhǔn)，同時要明確哪一方面的要求是主要的。粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以下面的幾點(diǎn)為原則：a為了保證不加工表面與加工表面之間的位置關(guān)系，應(yīng)首先選擇不加工表面作粗基準(zhǔn)，若零件上有多個不加工表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面相對位置關(guān)系要求較高的不加工表面為粗基準(zhǔn)。b為了使定位穩(wěn)定、可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)不是分型面，應(yīng)盡可能平整光潔，且有足夠大的尺寸，無澆口、冒口或飛邊、毛刺等缺陷，必要時，應(yīng)對毛坯加工提出修光打磨的要求。c對于有較多加工表面

6、的工件，粗基準(zhǔn)選擇時，應(yīng)考慮合理地分配各表面的加工余量。d同一方向上的粗基準(zhǔn)原則上只允許使用一次。基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，它對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取R40外端面為粗基準(zhǔn)加工燕尾。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以以下面的幾點(diǎn)為原則：a基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。b基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免新基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差。c互為基準(zhǔn)的原則。當(dāng)兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度要求較高時，可采用互為基準(zhǔn)原則。d自為基準(zhǔn)原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選

7、擇加工表面本身為基準(zhǔn)。e此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。選擇精基準(zhǔn)的原則時，重點(diǎn)考慮的是有利于保證工件的加工精度并使裝夾更為方便。選擇已加工的燕尾為精基準(zhǔn)。2.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。此外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。表2.1 工藝路線方案一工序號工序內(nèi)容工序一鑄造工序二銑燕尾及退刀槽。工序三磨燕尾及退刀槽。工序四粗車、半精車

8、、精車R40兩端面。工序五粗鏜、精鏜、粗鉸、精鉸52H7孔倒角1.5×45°。工序六鉆、擴(kuò)鉆、粗鉸、精鉸2×12孔。工序七粗車、半精車、精車一端面。工序八粗車、半精車、精車另一端面。工序九切斷。工序十去毛刺。工序十一檢驗(yàn)。工序十二入庫。表2.2 工藝路線方案二工序號工序內(nèi)容工序一鑄造。工序二粗車、半精車、精車一端面。工序三粗鏜、精鏜、粗鉸、精鉸52H7孔倒角1.5×45°。工序四粗車、半精車、精車另一端面。工序五銑燕尾及退刀槽。工序六磨燕尾及退刀槽。工序七鉆、擴(kuò)鉆、粗鉸、精鉸2×12孔。工序八粗車、半精車、精車R40兩端面。工序九切斷

9、。工序十去毛刺。工序九檢驗(yàn)。工序十入庫。上述兩個工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工燕尾及空刀槽，然后以此為基準(zhǔn)加工孔52H7；而方案二是先加工端面，再加工52H7孔。兩者比較，可以看出，先加工燕尾和空刀槽，然后一次為基準(zhǔn)加工孔52H7，這是的位置精度較易保證，并且定位及裝夾等比較方便。因此，最后的加工工藝路線確定如下：工序號工序內(nèi)容工序一鑄造工序二銑燕尾及退刀槽。工序三磨燕尾及退刀槽。工序四粗車、半精車、精車R40兩端面。工序五粗鏜、精鏜、粗鉸、精鉸52H7孔倒角1.5×45°。工序六鉆、擴(kuò)鉆、粗鉸、精鉸2×12孔。工序七粗車、半精車、精車一端面。工序八粗車、半精

10、車、精車另一端面。工序九切斷。工序十去毛刺。工序十一檢驗(yàn)。工序十二入庫。2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“開合螺母座”零件材料為HT15-33灰鑄鐵。毛坯重量約為4kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用離心鑄造毛坯，2級精度。根據(jù)上述原始材料及加工工藝，分別對各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定如下：1、52H7孔粗鏜至50mm 加工余量為2z=5mm粗鏜第二次至50mm 加工余量為2z=3mm精鏜至51.5mm 加工余量為2z=1.5mm粗鉸至51.92mm加工余量為2z=0.42mm精鉸至52H7，表面粗糙度為Ra1.6m，加工余量為2z=0.08mm；2、2×

11、;12孔鉆至11mm加工余量為2z=1mm擴(kuò)鉆至11.85mm加工余量為2z=0.85mm鉸至12mm加工余量為2z=0.15mm3、一端面粗車至99mm加工余量為2z=2mm半精車至97.8mm 加工余量為2z=1.2mm精車至97mm加工余量為2z=0.8mm4、另一端面粗車至96mm加工余量為2z=1mm半精車至95.5mm 加工余量為2z=0.5mm精車至95mm加工余量為2z=0.5mm2.5 切削用量及基本工時的確立工序1:銑燕尾及空刀槽1） 粗銑燕尾v=6m/min(0.1m/s)ns=1000v/dw=0.8r/s(47.8r/min)按機(jī)床選取nw=0.79r/s（47.5r

12、/min）實(shí)際切削速度 ：v=dwnw/1000=0.43m/s切削工時l1=8.7t0=（l+l1）/smz=158.3s(2.64min)2) 精銑燕尾v=6m/min(0.1m/s)ns=1000v/dw=0.8r/s(47.8r/min)按機(jī)床選取nw=0.79r/s（47.5r/min）實(shí)際切削速度v=dwnw/1000=3.14×40×0.79/1000=0.43m/s切削工時l1=6.3t0=（l+l1）/smz=153s(2.6min)3) 銑退刀槽s=0.020.03選s=0.02mmv=47m/min (0.78m/s)ns=1000v/dw=4.14r

13、/s(248r/min)按機(jī)床選nw=4r/s（240r/min）實(shí)際切削速度v=dwnw/1000=3.14×60×4/1000=0.75m/s（45m/min）切削工時l1=5.9 l2=4sm=sz ×z× n=0.02×4×36=2.88t0= =3.785s(0.06min)4) 粗銑端面選擇高速鋼套式面銑刀每齒進(jìn)給量 sz=0.10.2選sz=0.1mmv=56m/min（0.92m/s）ns=1000v/dw=3.7r/s(222r/min)按機(jī)床選nw=4.2r/s（252r/min）實(shí)際切削速度v=dwnw/1000

14、=1.01m/s（61m/min）切削工時l1=37.5 l2=2sm=sz ×z ×n=0.1×18×37=0.37t0=185s（3min)5） 精銑端面銑刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.100.12選s0=0.12mmv=56m/min(0.9m/s)ns=1000v/dw=3.7r/s(222r/min)按機(jī)床選ns=4.2r/s（252r/min）實(shí)際切削速度v=dwnw/1000=1.01m/s（61m/min）切削工時l1=37.5 l2=2sm=sz ×z ×n=0.1×18×37=0.37t0= =185s（3m

15、in)工序2：磨燕尾及空刀槽，保證粗糙度為1.6，精度為7級1） 選擇臥軸矩臺平面磨床M7130-12） 磨輪的選擇磨料：黑色碳化硅粒度：36-46硬度：ZR1-Z1結(jié)合劑：陶瓷結(jié)構(gòu)：5-63） 用磨輪端面磨平面的切削用量工件運(yùn)動速度v=815m/min選v=10m/min工作臺磨削深度進(jìn)給量st=0.065毫米每行程st與工件材料相關(guān)的次數(shù)為k=1.054） 用磨輪端面磨平面的切削動力切削動力N=10.3千瓦切削動力修正系數(shù)與工件材料有關(guān)K2=0.95） 用磨輪圓周粗磨平面的切削用量工作臺單行程的進(jìn)給量Sb=16.224毫米每行程工作臺單行程的磨削深度進(jìn)給量St=0.025毫米每行程St的修

16、正系數(shù)K1=0.866） 切削工時T0=（1）磨削計算長度矩臺用磨輪圓周磨l=l1+20矩臺用磨輪端面磨l=l1+DM+10（2）工件磨削面長度DM：磨輪直徑h：加工余量k：平面磨系數(shù)v：工作臺往復(fù)運(yùn)動的速度St:磨削深度進(jìn)給量z:同時加工的工件數(shù)量T=0.36minT=0.35minT=0.15minT= T+T+T=0.36+0.35+0.15=0.86min工序3：鉆52H7孔并倒角1.5×45°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進(jìn)給量S=1.62.0，選S=1.6mm/rv=62.6m/min，n=398r/min(6.63r/

17、s)切削工時l1=1.7 l2=3.0 l=105t=(D-d1)/2=3.5mmt0=10.34s(0.17min)2)粗鏜第二次至50mmS=1.62.0，選S=2.0mm/r v=56.6m/min,n=360r/min(6r/s)切削工時l1=0.87 l2=3.0× l=105t=(D-d1)/2=1.5mmt0=9.07s(0.15min)3) 精鏜至52mmS=1.62.0，選S=1.6mm/r v=62.2m/min,n=398r/min(6.63r/s)切削工時l1=0.58 l2=3.0×l=105t=(D-d1)/2=0.75mmt0=10.24s(0

18、.17min)4）倒角1.5×45°S=0.150.25，選S=0.2mm/r v=1215，選v=20m/min=0.33m/s ns=1000v/dw=2.02r/s(121r/min)按機(jī)床選取nw=120r/min切削工時l1=0.4 l=0.75t0=2.87min(172.5s)工序4：鉆2×12孔選擇直柄麻花鉆（GB1436-78）1） 鉆到11mmS=0.220.28，選S=0.25mm/r v=28m/min（0.47m/s），n=894r/min(7.95r/s)切削工時l1=0.5 l2=39 l=105t=(D-d1)/2=0.04mmns

19、=1000v/dw=13.6r/s(816r/min)按機(jī)床選取nw=800r/s實(shí)際切削速度v=dwnw/1000=0.46m/s切削工時l1=3.4 l2=1.5 l=20t0=7.49s(0.13min)2） 擴(kuò)孔鉆至11.85mmS=0.70.9，選S=0.7mm/r v=22.2m/min，n=472r/min按機(jī)床選取nw=460r/s=7.67r/min實(shí)際切削速度v=dwnw/1000=0.29m/s切削工時l1=0.58 l2=1.5 l=20t0=4.11s(0.07min)3） 鉸至mm選用錐柄機(jī)用鉸刀D=12 S=1.7mm/r（10-81）v=10m/min，n=31

20、8r/min(5.3r/s) 切削工時l1=0.05 l2=18 l=20t0=5.14s(0.09min)工序5：車端面1） 粗車至99mmS=0.30.5，選S=0.4mm/r v=118m/min（1.97m/s）ns=1000v/dw=9.65r/s(597r/min)按機(jī)床選取nw=516r/s=8.6r/min實(shí)際切削速度v=dwnw/1000=1.76m/s（105m/min）切削工時l=3mml1=3 l2=2 l3=5 L=d/2+l1+l2+l3=32.5+3+2+5=42.5mmt0=(L/s·n)·i=24.72s(0.4min)2） 半精車至97.

21、8mmS=0.30.5，選S=0.3mm/r v=35m/min（0.58m/s）ns=1000v/dw=2.84r/s(171r/min)按機(jī)床選取nw=150r/s=2.5r/min實(shí)際切削速度v=dwnw/1000=0.51m/s（30.615m/min）切削工時l=0.6mml1=1 l2=1 l3=5 L=d/2+l1+l2+l3=32.5+1+1+5=39.5mmt0=(L/s·n)·i=52.7s(0.88min)3） 精車至97mmS=0.30.5，選S=0.3mm/r v=35m/min（0.58m/s）ns=1000v/dw=2.84r/s(171r/m

22、in)按機(jī)床選取nw=150r/s=2.5r/min實(shí)際切削速度v=dwnw/1000=0.51m/s（30.615m/min）切削工時l=0.4mml1=1 l2=1 l3=5 （表11-4）L=d/2+l1+l2+l3=32.5+1+1+5=39.5mmt0=(L/s·n)×i=52.7s(0.88min)工序6：切斷選用鋸片銑刀，D=175mm，齒數(shù)838S=0.030.04，選S=0.03mm/r v=34m/min（0.57m/s）ns=1000v/dw=2.412r/s(144r/min)實(shí)際切削速度v=dwnw/1000=0.59m/s（35m/min）切削工

23、時l1=6mm l2=4mmSm=Sz×Z×n=0.03×40×2.5=3mmt0= =31s(0.52min)第3章 夾具設(shè)計3.1 夾具結(jié)構(gòu)和方案的設(shè)計本次是CA6140車床開開合螺母座鉆2-7，采用搖臂鉆床，夾具是安裝在工件臺上的。對于搖臂鉆床上使用的夾具采用定位板夾緊。利用此夾具主要是鉆兩孔。在本道工序時考慮如何提高勞動的生產(chǎn)率降低生產(chǎn)強(qiáng)度，同時考慮精度問題。3.2 切削力及夾緊力的計算刀具：直柄麻花鉆M=CM=22.563×7×0.25=6.83N·mF=C由表（1-3-36）=588.60，=0.8，=1，F(xiàn)=5

24、88.60×7×0.25×1.0=1618.65N當(dāng)HB=15-33時，查表（1-1-36）中的修正系數(shù)=0.9實(shí)際切削扭矩及軸向力F為M=6.83×0.9=6.147（Nm）F=1618.65×0.9=1456.785(N)切削功率為P=2nMn10=2×3.14×6.147×13.6×10=0.525(kW)偏心夾緊時，夾緊力公式為W0=KOL(N)W0：偏心時的夾緊力（N）Q：作用在手柄上的作用力（N）L：力臂長（mm） u：摩擦因數(shù)（）R：偏心輪半徑（mm）e：偏心量（mm）r：轉(zhuǎn)軸半徑s=s1+

25、s2+s3+s4；s1=0.33mm，s2=0.1mm，s3=0.1mm，s4=0.2mm。s=0.3+0.1+0.1+0.2=0.7mm轉(zhuǎn)軸直徑：d0.25，D=0.25×25=6.25mmW0=KOL(N)=100×70×0.43=3010N3.3 定位誤差分析定位誤差產(chǎn)生的原因有兩種：一是基準(zhǔn)不重合誤差，二是基準(zhǔn)位移誤差。本工序是加工2-7孔，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，基準(zhǔn)不重合誤差=，基準(zhǔn)位移誤差=0,則由定位誤差常用的合成法計算=0.05mm見下圖圖3.3第4章 總裝圖4.1 零件圖 圖4.14.2 裝配圖圖4.24.3 夾具體圖4.34.4 鉆模板圖4.44.5 手柄圖4.5總結(jié)課程設(shè)計是我們機(jī)械專業(yè)學(xué)生在校學(xué)習(xí)的一個總結(jié)性的理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，是綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能的具體實(shí)踐過程。通過這次課程設(shè)計，使我對所學(xué)的專業(yè)知識有了更深刻的理解和認(rèn)識，并為我今后從事機(jī)械相關(guān)工作樹立了堅定的信心。 我這次課程設(shè)計的題目是CA6140開合螺母的工藝工裝設(shè)計，其中涉及到了很多曾經(jīng)學(xué)過的計算，驗(yàn)算等以及相關(guān)專業(yè)方面