開合螺母機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)制工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書學(xué)校：北京交通大學(xué)海濱學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 姓名：朱寧學(xué)號(hào)：嘿咻嘿咻嘿咻目錄第一章 機(jī)制工藝課程設(shè)計(jì)概述4§1.1課程設(shè)計(jì)的目的4 §1.2課程設(shè)計(jì)的題目4 §1.3課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容4 §1.4課程設(shè)計(jì)的進(jìn)度表5 第二章零件的工藝性分析6 §2.1對(duì)開合螺母機(jī)構(gòu)的工作原理6 §2.2了解，分析產(chǎn)品的裝配圖和零件圖6 §2.3審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性8 §2.4由零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型8 第三章毛坯的選擇9 §3.1毛坯制造方法9 §3.2毛坯精度等級(jí)選擇9

2、67;3.3毛坯加工余量與標(biāo)注9 §3.4毛坯澆注方式10 第四章工藝規(guī)程制定11§4.1草擬工藝路線11§4.2定位基準(zhǔn)選擇與分析11§4.3加工方案選擇與分析15§4.4確定加工方法15 §4.4草擬各個(gè)工序內(nèi)容16第五章 鉆2-12H7孔鉆模設(shè)計(jì)18§5.1定位方案分析與設(shè)計(jì)18§5.2定位元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19§5.3對(duì)刀導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)20§5.4夾緊方案設(shè)計(jì)22§5.5夾具整體設(shè)計(jì)24§5.6繪制夾具總圖27第六章 設(shè)計(jì)心得體會(huì)29 參考文獻(xiàn)30第一章 機(jī)制工藝課程設(shè)計(jì)

3、概述1.1課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)制工藝課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了該門課程之后的一個(gè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，機(jī)制工藝課程設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生未來(lái)從事機(jī)械制造工藝工作的一次基本訓(xùn)練。通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程和分析工藝問(wèn)題的能力，以及設(shè)計(jì)機(jī)床夾具的能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生應(yīng)熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)資料，學(xué)會(huì)使用有關(guān)手冊(cè)和數(shù)據(jù)庫(kù)。1、能熟練運(yùn)用機(jī)制工藝課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)踐中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。2、提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。學(xué)生通過(guò)非標(biāo)專用夾具設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，應(yīng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理又能保證加

4、工質(zhì)量的夾具的能力。3、學(xué)會(huì)使用手冊(cè)、圖表及數(shù)據(jù)庫(kù)資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運(yùn)用。1.2課程設(shè)計(jì)的題目機(jī)制工藝課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)C6140車床對(duì)開合螺母下座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備。1.3課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容C6140車床對(duì)開合螺母下座工藝規(guī)程；鉆2-Ø12H7孔鉆模（鉆床夾具）設(shè)計(jì)；編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書；1.4課程設(shè)計(jì)的進(jìn)度表 第二章 零件工藝性分析2.1對(duì)開合螺母機(jī)構(gòu)工作原理(如圖所示 2.2了解. 分析產(chǎn)品的裝配圖和零件圖（1）部件的組成（如下圖所示）1 兩半螺母（2件）2 上下螺母座（各1件）3 撥銷（2件）4 雙離心撥盤（1件）5 手柄（1件

5、）6 鑲條與調(diào)節(jié)螺釘（各1件） （2）零部件的作用兩半螺母分別鑲在上下螺母座上，并由前述各零件組成對(duì)開合螺母機(jī)構(gòu)。1 起接通或斷開加工時(shí)所需復(fù)合運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給傳動(dòng)鏈的作用；2 起由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的作用；3 起傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的作用；（3）性能要求1 上下螺母同步的要求2 螺母與絲杠的同軸度要求3 兩螺母相對(duì)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)）4 兩半螺母對(duì)合時(shí)與絲杠中心線的對(duì)稱度要求對(duì)齊并在允許的公差范圍內(nèi)（4） 主要技術(shù)要求與分析1 Ø52H7孔軸心線對(duì)C 面平行度要求的分析；2 Ø52H7孔軸心線對(duì)兩B 面垂直度要求的分析；3 E 面對(duì)Ø52

6、H7孔軸心線的端面跳動(dòng)要求的分析；4 B1與B2面平行度要求的分析；5 Ø12H7孔對(duì)C 面垂直度要求的分析；2.3審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性1 零件的類型：中型支架類（切開后屬叉架類）；2 具有燕尾結(jié)構(gòu)，是零件的主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)之一；3 Ø52H7孔具有薄壁；4 Ø52H7孔兩端面處相對(duì)燕尾有凸臺(tái)；5 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(shí)是否便于進(jìn)刀、退刀；是否便于裝夾及減少裝夾次數(shù)等。2.4由零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型按中型機(jī)械，根據(jù)零件年生產(chǎn)綱領(lǐng)（500件/年），生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)中的中批生產(chǎn)范圍。第三章 毛坯的選擇3

7、.1毛坯制造方法根據(jù)零件圖所標(biāo)出的零件材料，可知該零件為HT200；鑄造：根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型，查手冊(cè)可知應(yīng)采用沙型 鑄造機(jī)器制模。3.2毛坯精度等級(jí)選擇由手冊(cè)查取毛坯精度為CT123.3毛坯加工余量與標(biāo)注輪廓最大尺寸在100160范圍內(nèi)的鑄件，要求的毛坯加工余量等級(jí)為H, 要求的毛坯加工余量為3mm ，且除非另有規(guī)定，對(duì)所有需機(jī)械加工的表面只規(guī)定一個(gè)值。注意：（1）預(yù)鑄孔余量，不管澆注位置如何，應(yīng)該比其它加工表面的余量等級(jí)低一級(jí)；（2）不加工表面不加放余量，也不標(biāo)注公差；（3）查表時(shí)，表中的公稱尺寸是零件圖上對(duì)應(yīng)的實(shí)際尺寸； 毛坯尺寸如圖所示： 3.4分型面 側(cè)面注 （底面澆注）第四

8、章 工藝規(guī)程制定4.1草擬工藝路線（1）方案一（先粗后精，先面后孔等原則）： 預(yù)先熱處理粗銑C 面、B 面、D 面銑1X3退刀槽粗加工兩E 面粗鏜（Ø52）孔 半精銑C 面、B 面精銑C 面、B 面刮研C 面、B 面手工加工 精加工兩E 面半精鏜（ Ø52 ）孔精鏜Ø52H7孔鉆、鉸Ø12H7孔 銑切（5mm ）分離上下螺母座鉆M10底孔（Ø8.5）攻M10螺紋鉆2- Ø7及锪孔（2）方案二（工序集中）： 預(yù)先熱處理粗銑C 面、B 面、D 面半精銑C 面、B 面銑2-1X3退刀槽精銑C 面、B 面刮研C 面、B面手工加工 粗加工兩E

9、面與粗鏜（Ø52）孔精加工兩E 面與半精鏜、精鏜（ Ø52 ）孔鉆、鉸Ø12H7孔 銑切（5mm ）分離上下螺母座鉆M10底孔（Ø8.5）與攻M10螺紋鉆2- Ø7及锪孔4.2定位基準(zhǔn)選擇與分析（1）精基準(zhǔn)選擇與分析主要加工表面有C 、B 面和Ø52H7孔及Ø12H7孔，按先面后孔的原則，先選擇加工Ø52H7孔的精基準(zhǔn)。選擇：精加工過(guò)的C 、B 面與一側(cè)面為定位基準(zhǔn)，其中C 面限制3個(gè)自由度，為主要定位基準(zhǔn)面，B 面限制2個(gè)自由度，為第二定位基準(zhǔn)。 BC（2）粗基準(zhǔn)選擇與分析 1）加工燕尾導(dǎo)軌面（）的基準(zhǔn)方案一：以

10、預(yù)鑄孔Ø44為主要定位基準(zhǔn)，這樣加工C 、B 后以它們?yōu)榫鶞?zhǔn)加工Ø52孔時(shí)，使孔的加工余量均勻。方案二：以預(yù)鑄孔Ø44的外壁為主要定位基準(zhǔn)，采用對(duì)中性定位元件定位，這樣加工C 、B 后以它們?yōu)榫鶞?zhǔn)加工Ø52孔時(shí)，使孔加工后的壁厚均勻。（如下圖所示） ）Ø52H7孔與2-E 面的加工基準(zhǔn) 采用以車代鏜加工方式，先加工一端面和內(nèi)孔，再掉頭加工另一端面。采用C 面限制3個(gè)不定度，B 面限制2個(gè)不定度，活動(dòng)V 形塊限制1個(gè)不定度（對(duì)中）的定位方案 ）加工燕尾上2-Ø12H7孔的定位基準(zhǔn) .C 面為第一定位基準(zhǔn)，限制3個(gè)自由度（保證與C 面

11、垂直度的要求）；.B 面為第二定位基準(zhǔn)，限制2個(gè)自由度（保證兩孔連線與Ø52H7 孔軸線在水平面的垂直度要求）；. Ø52H7孔以削邊銷定位，限制1個(gè)自由度（保證兩孔對(duì)中）。）銑開上下螺母座時(shí)的定位基準(zhǔn) ）鉆螺紋底孔、攻 M10 螺紋時(shí)的定位基準(zhǔn) 4. 加工方案選擇與分析方案一是先加工燕尾及空刀槽，然后以此為基準(zhǔn)加工孔Ø52，遵循了先面后孔，先粗后精，先主后次的加工原則；而方案二是采用工序集中的原則，但是每一道工序都是粗加工，半精加工，精加工，工序之間違背了先粗后精的原則，并且兩種方案相比較，先加工燕尾及空刀槽，然后再以此為基準(zhǔn)加工孔Ø52，這時(shí)的位置精

12、度較易保證，并且定位及裝夾等比較方便。故方案一好。4.4確定加工方法1、平面加工主要是燕尾導(dǎo)軌的加工：采用刨削加工方式2、孔加工主要是Ø52H7、2-Ø12H7孔的加工：采用片狀銑刀，工件旋轉(zhuǎn)一偏轉(zhuǎn)角。3、加工余量與精度等級(jí)粗刨：1.5 IT11精刨：0.85 IT89刮研：0.15 IT674、52H7孔與2個(gè)E 面的加工（以車代鏜在車床上加工）采用以車代鏜加工方式，先加工一端面和內(nèi)孔，再掉頭加工另一端面。采用C 面限制3個(gè)不定度，B 面限制2個(gè)不定度活動(dòng)V 形塊限制1個(gè)不定度（對(duì)中）的定位方案粗鏜（IT11）-半精鏜（IT9）-精鏜（IT8）精鉸（IT7） 5、2-12

13、H7孔的加工鉆套：固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套由于需要鉆底孔孔徑、粗鉸孔、精鉸孔步驟，所以使用快換鉆套進(jìn)行加工。6、2-12H7孔的加工按照工序集中的原則，選擇一次安裝、多工序內(nèi)容加工的工藝安排工藝過(guò)程對(duì)應(yīng)加工過(guò)程所達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和相應(yīng)定尺寸刀具參數(shù)：精鉸（IT7 12mm ）-粗鉸（IT9 11.95mm ）-擴(kuò)孔（IT10 11.85mm ）-鉆孔（IT11 11mm ）鋼件或孔徑大于15mm 時(shí)的鑄件12mm -11.95mm-(不擴(kuò)孔 -11.80mm.5草擬各個(gè)工序內(nèi)容1. Ø52孔選擇：采用C 面限制3個(gè)不定度，B 面限制2個(gè)不定度，活動(dòng)V 形塊限制1個(gè)不定度（對(duì)中）的定

14、位方案。加工過(guò)程：粗車至47mm ；粗車第二次至50mm ；精車至51.5mm ；粗鉸至51.92mm ；精鉸至Ø52，表面粗糙度為Ra1.6m, 工序余量為0.08mm 。2. 2×12孔選擇：C 面為第一定位基準(zhǔn)，限制3個(gè)不定度（保證與C 面垂直度的要求）；B 面為第二定位基準(zhǔn)，限制2個(gè)不定度（保證兩孔連線與Ø52H7 孔軸線在水的垂直度要求）；Ø52H7孔以削邊銷定位，限制1個(gè)不定度（保證兩孔對(duì)中）。 加工過(guò)程：鉆至11；半精鉸，精鉸至12。3. 一端面粗車至99；半精車至97.8；精車至97。4. 另一端面粗車至96；半精車至95.5；精車至95

15、。第五章 鉆2-12H7孔鉆模設(shè)計(jì)5.1定位方案分析與設(shè)計(jì) 為保證12孔中心軸線與C 面垂直度達(dá)到0.05，應(yīng)限制X 旋轉(zhuǎn)，Y 旋轉(zhuǎn)；為保證12孔的軸向位置應(yīng)限制Z 移動(dòng)；為保證12孔相對(duì)于52孔中心線的對(duì)稱度應(yīng)限制X 移動(dòng)； 為保證12孔與7孔垂直分布應(yīng)限制Z 旋轉(zhuǎn)；為保證12孔與E 面間的距離應(yīng)限制Y 移動(dòng)；綜合結(jié)果應(yīng)限制所有六個(gè)自由度，完全定位。（1） 定位塊（在C 面限制3個(gè)自由度；在左側(cè)定位塊側(cè)面限制2個(gè)自由度）（2） 削邊銷（限制1個(gè)自由度）（3） 待加工面為兩個(gè)Ø12H7孔，定位基準(zhǔn)為特殊表面定位，采用兩梯形塊和菱形銷定位，其定位精度高，工件裝卸和排屑方便。5.2定位元

16、件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1定位塊：左定位塊：上底：35mm 下底：51mm 高：22mm 長(zhǎng)：130mm左定位塊中間有一方塊凸起，長(zhǎng)130mm ，高2mm ，寬5mm; 右定位塊：上底：18mm 下底：30mm 高：16mm 長(zhǎng)：130mm(2削邊銷： 菱形銷寬b=8mm;B= D 2 -5=52-5=47；Lg/2=0.05 Lg=0.1Lx=(1/51/3×Lg=0.022=2×b(Lx+Lg-2/2/D2=0.04d 2=D2-2=52-0.04=51.96配合選用g65.3對(duì)刀導(dǎo)向元件設(shè)計(jì)兩個(gè)Ø12H7孔的加工，在鉆孔后還需鉸孔。因此應(yīng)采用快換鉆套，以便換刀后能迅

17、速更換鉆套。（1）快換鉆套(JB/T 8045.31999 尺寸如圖所示： d=12; D1=30 ; D2=26 ;D=18+0.001+0.012;h=10 ;h1=4; H=16 配用螺釘M6，r=20, m=11; m1=11; =550（2）階形螺釘（45鋼，JB/T 8045.51999）尺寸如下圖 d=6; D=13; H=5; b=1.5; h=2; d1=8; d2=4.5;b1=2;l0=10; C=0.5; C1=0.8;R=0.5 (3襯套(JB/T 8045.41999 尺寸如圖所示： d=18+0.034+0.034; D=26+0.015+0.028;H=285.

18、4夾緊方案設(shè)計(jì)根據(jù)加緊裝置設(shè)計(jì)的基本要求，加緊力的方向應(yīng)垂直于主要定位平面。由于該零件加工屬于中批生產(chǎn)，加工表面尺寸小，故可以考慮手動(dòng)加緊方式。而夾具體為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，考慮裝卸工件方便，采用螺旋加緊機(jī)構(gòu)。（1）夾緊方案設(shè)計(jì)如下圖所示 （2）夾緊螺釘（JB/T 8006.31999）及其手柄設(shè)計(jì)如下圖： M12; d0=10; D=20; H=16; L1=100; L=90（3）手柄球選用A 型M6，手柄球尺寸如下圖所示： （4）夾緊力分析 P Z =427Df0.8K P =427*11.80*0.80.8*1=4214.85N F Z =PZ =4214.85N T=120D2.2f 0.

19、8K P =120*11.802.2*0.80.8*1=22897.79N.mW=T/L=22897.79/(42/2=1090.37N F X =W=1090.37N F=X 2+FZ 2=4353.60N5.5夾具整體設(shè)計(jì) （1）鉆模類型選擇根據(jù)待加工面的位置情況，需要在平面上相隔36mm 的兩個(gè)位置上進(jìn)行鉆孔，因此鉆模類型可采用固定式鉆模。 固定式鉆模夾具設(shè)計(jì)要考慮工件裝卸、排屑等操作方便。在保證足夠強(qiáng)度的條件下，重量要盡量輕以及制造工藝性好等要求。為此采用了鋼板焊接而成的夾具體。（2）鉆模板的選擇由于采用鋼板焊接型夾具體，鉆套可直接裝在夾具體上。夾具體上側(cè)壁厚取22mm ，安置鉆套處加

20、凸臺(tái)厚6mm ，左右兩側(cè)鋼板根據(jù)強(qiáng)度要求壁厚取16mm ，底部鋼板壁厚取10mm ，且在底部開一個(gè)80mm 的排屑槽。（3） 夾具體其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 手拉式定位器如下圖： 1. 定位銷（T8，JB/T 8021.11999）2. 導(dǎo)套（45鋼，JB/T 8021.11999）3. 螺釘（45鋼，GB/T672000）4. 彈簧（碳素彈簧鋼絲II ，GB/T682000）5. 銷（45鋼，GB/T119.12000）6. 把手（Q235，GB/T 2211991）I. 定位銷尺寸 d=12; d1=8; d2=2; l3=52; l4=82;l1=151II. 螺釘選用M5開槽盤頭螺釘III. 彈

21、簧 簧絲直徑d=1.6mm 拉伸彈簧的節(jié)距P=d=1.6mm 外徑D 2=10+1.6=11.6mm; 內(nèi)徑D 1=10-1.6=8.4mm 旋繞比=10/1,6=6.25,有效圈數(shù)選12圈死圈距離+5+工作行程=13*1.6+5+25=50.8 取彈簧最大拉伸長(zhǎng)度為50mm 。IV. 把手 D=35;L=30;d=8H9; SR=35; r1=8; d1=18; d2=15; l 1=l2=20; l3=85.6繪制夾具總圖（1）機(jī)床夾具裝配圖應(yīng)標(biāo)注的尺寸夾具最大輪廓尺寸； 零件間的配合尺寸； 零部件間的相互位置要求（可在技術(shù)要求中注明）； 可動(dòng)零部件的最大位移尺寸； 定位元件間的相互位置尺寸（夾具的功能尺寸）； 定位元件與對(duì)刀導(dǎo)向元件的相互位置尺寸 （夾具的功能尺寸） ； （2）機(jī)床夾具裝配圖的技術(shù)要求 定位元件工作表面 C 面相對(duì)于夾具對(duì)定表面的平行度要求； 鉆套軸心線相對(duì)于夾具對(duì)定表面 C 面的垂直度要求； 定位元件 工作表面 C 面間的平面度要求； 鉆套軸