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《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)》說明書
設(shè)計(jì)題目：CA6140車床對開螺母體下部工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
學(xué) 生：
學(xué) 號：
專 業(yè)：
班 級：
指導(dǎo)教師：
1. 零件圖分析
1.1 零件的功用
題目所給定的零件是對開螺母體下部。對開螺母體是用于接通和斷開從絲杠傳來的運(yùn)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，不會因?yàn)槁菽干系膹较蛄Χ詣用撻_。
1.2 零件工藝分析
本零件最主要加工面是燕尾槽側(cè)面、上面和φ52H7孔，且孔與前兩者有垂直度和平行度要求，是加工工藝需要重點(diǎn)考慮的問題。其次兩兩側(cè)面，對φ52H7孔有端面跳動要求。這些在安排加工工藝時也需給予注意。
2. 確定毛坯
2.1 確定毛坯制造方法
零件材料為HT15-33灰鑄鐵,考慮到灰鑄鐵 的抗缺口敏感性，減震性和耐優(yōu)良等特點(diǎn),因此應(yīng)該選用鑄件,以便使對開螺母體在使用中耐磨性良好,保證零件工作可靠.由于零件年產(chǎn)量為10000件,已達(dá)到成批生產(chǎn)的水平，及間的面積，采用砂型鑄造能保證毛坯的精度又能大批量生產(chǎn)。
2.1.1 毛坯生產(chǎn)類型
確定毛坯類型為10000件/年，由劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù)確定為大批量生產(chǎn)，工作制度8小時/班制。
2.1.2 毛坯鑄造形式
采用砂型鑄造
2.1.3 毛坯精度尺寸
由表（2-5-1）得灰鑄鐵刀具切入金屬層的厚度應(yīng)大于表面層厚度，即大于1mm，小于4mm。
由JK67-62，確定灰鑄鐵鑄件精度等級為2級（指尺寸精度和表面光潔度要求較高，或者大批、中批生產(chǎn)的鑄件。
2.1.4 確定毛坯鑄件的重量
通過計(jì)算，最后確定毛坯的重量為4.079Kg，由表（2-5-2）確定重量偏差為7﹪。
2.1.5 對于砂型鑄造毛胚起模斜度不超過3°
2.2 確定總余量
1）毛坯精度等級和在加工表面加放機(jī)械加工余量選取：
根據(jù)【1】P3-13表3.1-26可知，要求的機(jī)械加工余量等級為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(jī)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φ52H7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(jī)械加工余量等級也要較鑄件等級低一級；
① 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；
② 不加工表面不加放余量，也不標(biāo)注公差；
③ 查表時，表中的公稱尺寸是零件圖上對應(yīng)的實(shí)際尺寸。
加工余量的確定
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確定如下：
1. Φ52H7孔
精鏜φ51.3余量 Z=0.7mm
半精鏜φ50余量 Z=1.3mm
粗鏜φ48余量 Z=2mm
精鏜至Φ52H7，表面粗糙度為Ra1.6um，工序余量為2Z=0.7mm；
2. 2 × Φ12孔
鉆至Φ11 Z=11
擴(kuò)鉆至Φ11.85mm Z=0.85；
鉸至Φ12mm Z=0.15；
3. 一端面
粗車至99 Z=6；
半精車至97.8 Z=1.2；
精車至97 Z=0.8；
4. 另一端面
粗車至96 Z=1；
半精車至96.5 Z=0.5；
精車至95 Z=0.5；
2.3 繪制毛坯圖（圖S0-2）
3.制定零件工藝規(guī)程
3.1 選擇表面加工方法
1）φ52H7孔 參考表1-7，并考慮：
選擇粗鏜-半精鏜-精鏜
2） φ12H7孔
選擇鉆-擴(kuò)-絞
3.2 選擇定位基準(zhǔn)
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證、生產(chǎn)率得到提高。否則不但加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
3.2.2 粗基準(zhǔn)選擇與分析
對象對開螺母體這樣的零件來說，選擇好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)。我現(xiàn)在選取燕尾為粗基準(zhǔn)，利用左、右兩個定位塊和一個削邊銷對其進(jìn)行限制，以消除六個不定度，達(dá)到定位。
3.2.2 精基準(zhǔn)選擇與分析
以預(yù)鑄孔φ50為主要定位基準(zhǔn)，這樣加工C、B后以它們?yōu)榫鶞?zhǔn)加工φ52孔時，使孔的加工余量均勻。
2)加工燕尾上2*φ12孔的定位基準(zhǔn)
C面為第一定位基準(zhǔn)，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(zhǔn)，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）；
φ52孔以削邊銷定位，限制1個不定度（保證兩孔對中）
3.2.3 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φ52H7、2*φ12H7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(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度等級向前道工序推。
3.3 擬定零件加工工藝路線
方案1：
工序Ⅰ. 鑄造。
Ⅱ. 熱處理。
Ⅲ. 用專用刀具半精銑燕尾槽
Ⅳ. 粗鏜、半精鏜Φ52孔
Ⅴ.精銑燕尾槽
Ⅵ.精鏜Φ52H7孔并使軸心線與C面平行度符合要求
Ⅶ. 銑1×3退刀槽
Ⅷ.磨C面、B面使粗糙度達(dá)1.6
Ⅸ.粗銑底面
Ⅹ.鉆2×φ12孔
Ⅺ. 鉆螺紋孔，攻螺紋Φ8.3孔
Ⅻ.粗銑兩側(cè)面、精銑兩側(cè)面使對Φ52孔軸心線的端面跳動符合要求
ⅩⅢ. 粗車，半精車外圓端面并倒角1.5 x 45o
ⅩⅣ.鉆2×Φ7孔
ⅩⅤ.粗銑切割端面
方案2：
工序Ⅰ. 鑄造。
Ⅱ. 熱處理。
Ⅲ. 粗，精銑底面
Ⅳ. 半精銑燕尾槽
Ⅴ. 鉆中心孔Φ52H7
Ⅵ. 粗車，半精車外圓端面并倒角1.5 x 45o
Ⅶ. 精銑對開螺母體燕尾槽
Ⅷ. 對開螺母體鉆鉸底面孔2 x Φ12孔
Ⅸ. 鉆，粗鉸沉頭螺釘孔2 x Φ7并倒角
Ⅹ. 鉆螺紋孔，攻螺紋Φ8.3孔。
Ⅺ. 刮研對開螺母體燕尾（鉗工）
Ⅻ. 粗銑切割端面
方案比較：
方案1采用工序分散原則，各工序工作相對簡單，便于操作，且方案一采用互為基準(zhǔn)，加工相對精準(zhǔn)。方案2則工序相對集中，便于管理，且由于采用普通機(jī)床，較少使用專用夾具，易于實(shí)現(xiàn)。故采用方案1較好。
3.4? 選擇各工序所用機(jī)床、夾具、刀具、量具和輔具
（1）為保證達(dá)到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項(xiàng)技術(shù)要求，必須制定合理的工藝路線。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，所以采用通用機(jī)床配以專用的工、夾、量具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率和減少機(jī)床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。
（2）量具的選擇
本零件屬于大批量生產(chǎn)，一般選擇通用量具，選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定選擇；二是按計(jì)量器具的測量方法極限誤差選擇。
A.加工槽所選用的量具?銑1×3的退刀槽，選用卡板進(jìn)行測量。
B.加工φ12H7的孔選擇的量具??鉆孔φ11，擴(kuò)φ11.85?，鉸Φ12的孔選用專用塞規(guī)測量。
C.加工φ52H7的孔選擇的量具 采用塞規(guī)。
D.加工線性尺寸所選擇的量具?由于線性尺寸的公差等級要求都不是很高則量外尺寸時?，選用分度值為0.02㎜測量范圍內(nèi)線性尺寸基本尺寸確定的游標(biāo)卡尺（GB1214-85），而量內(nèi)徑尺寸時，選用分度值為0.02㎜的深度百分尺（GB13148-87）。
（3）各工序所需要的刀具及夾具
工序1：用專用刀具半精銑燕尾槽
B、C面燕尾槽為精基準(zhǔn)，是重要表面，要求精度較高，所以率先加工燕尾槽，以φ48的孔的軸心為基準(zhǔn)，加工余量為4mm。選用X53K立式銑床，燕尾槽專用銑刀，專用銑床夾具。
工序2:?粗鏜、半精鏜Φ52孔
定位孔，精度要求高。加工時，以燕尾槽為半精基準(zhǔn)，加工余量分別為2mm、0.3mm。選用鏜床，專用夾具。
工序3：精銑燕尾槽
以φ52的孔為半精基準(zhǔn)，再精加工燕尾槽，使其成為精基準(zhǔn)。選用X51立式銑床，燕尾槽專用銑刀，專用銑床夾具。
工序4：精鏜Φ52H7孔并使軸心線與C面平行度符合要求
由于此時燕尾槽已完成精加工，此時再以燕尾槽作為精基準(zhǔn)，精加工φ52的孔，使其達(dá)到7級精度，且使軸心線與C面平行度符合要求。選用鏜床，專用夾具。
工序5：銑退刀槽1*3。
為方便磨B、C面，首先加工退刀槽。選用X61臥式銑床，專用銑床夾具。
工序6：磨C面、B面使粗糙度達(dá)1.6
為達(dá)到精度要求，磨B、C面，使其粗糙度達(dá)到1.6。選用磨床，磨床專用夾具。
工序7：粗銑底面。
底面精度要求低，且不為基準(zhǔn)面，所以粗銑底面。選用選用X51立式銑床，面銑刀，專用銑床夾具。
工序8：鉆2×φ12孔。
定位孔，精度要求高。加工時，以工件底面、導(dǎo)軌滑槽側(cè)面B、C面為基準(zhǔn)，加工余量為11mm、0.85mm、0.15mm。選用搖臂鉆床Z3025，選擇直柄麻花鉆（GB1436-78）鉆φ11，擴(kuò)孔鉆φ11.85，鉸刀φ12，專用鉆夾具。
工序9：鉆螺紋孔，攻螺紋Φ8.3孔。
首先以底面定位，鉆孔φ8.3，然后攻螺紋深30.
工序10：粗銑兩側(cè)面、精銑兩側(cè)面使對Φ52孔軸心線的端面跳動符合要求。
以φ52H7的中心軸線為基準(zhǔn)，加工兩側(cè)面，加工余量為2.2mm，使兩側(cè)面使對Φ52孔軸心線的端面跳動符合要求。選用X51立式銑床，選擇高速鋼套式面銑刀，專用銑床夾具。
工序11：粗車，半精車外圓端面并加工倒角1.5 x 45o。
以φ52H7的中心軸線為基準(zhǔn)，車外圓以及倒角，用C630臥式車床，車床專用夾具。
工序12：鉆2×Φ7孔。
選用搖臂鉆床Z3025，麻花鉆φ7.
工序13：粗銑切割端面
工序14:去毛刺、修銳邊
工序15:清洗
3.5 確定切削用量及基本工時
3.5.1 半精銑燕尾
銑削用量（進(jìn)給量）
v=56.7m/min（1.0m/s）（表5-9）
按機(jī)床選取
∴實(shí)際切削速度
切削工時：（表5-43）
（2.34min）
2.6.2 精銑燕尾
v=56.7m/min（1.0m/s） （表5-9）
按機(jī)床選取
∴實(shí)際切削速度
切削工時：
（表5-43）
（2.26min）
2.6.3 銑退刀槽
f=0.02～0.03（表5-14）
選f=0.03mm
v=33m/min （表5-15）
按機(jī)床選取
∴實(shí)際切削速度
切削工時：
（表5-44）
（0.02min）
2.6.4 粗銑端面
選擇高速鋼套式面銑刀
每齒進(jìn)給量：（表10-113）
選=0.2mm
v=56m/min（0.92m/s）
ns= =3.7r/s（222r/min）
按機(jī)床選取nw=4.2r/s （252r/min）
∴實(shí)際切削速度v= =1.01m/s（61m/min）
切削工時：
（表5-45）
（0.09min）
2.6.5 精銑端面
銑刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.10～0.12
選f0=0.12mm
v=56m/min=0.9m/s
ns==3.7r/s（222r/min）
按機(jī)床選取nw=4.2r/s （252r/min）
∴實(shí)際切削速度v= =1.01m/s（61m/min）
切削工時：
l1=37.5，l2=2（表5-45）
sm=sz z n=0.1 × 18× 3.7=0.37
（3min）
2.6.6 鉆Φ52H7孔并倒角1.5×45o
(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(jìn)給量f=1.6-2.0，選f=1.6mm/r（10-97）
v=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/s） （表10-98）
切削工時
（表11-9）
（0.17min）
粗鏜第二次至50mm
f=1.6-2.0，選f=2.0mm/r（10-97）
v=56.6m/min，n=360r/min（6r/min） （表10-98）
切削工時
（表11-9）
（0.15min）
精鏜至52m
f=1.6-2.0，選f=1.6mm/r（10-97）
v=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/min） （表10-98）
切削工時
（表11-9）
（0.17min）
2.6.7 鉆2 × Φ12孔
選擇直柄麻花鉆（GB1436-78）
鉆到11.0mm
f=0.22-0.28，f=0.25mm/r（10-67）
v=28m/min（0.47m/s），n=894r/min（7.95r/s）
按機(jī)床選取=800r/s （13.3r/min）
∴實(shí)際切削速度v = = 0.46m/s
切削工時：
（表11-6）
t（0.13min）
②擴(kuò)孔鉆至11.85
f=0.7-0.9，f=0.7mm/r（10-75）
v=22.2m/min，n=472r/min（表10-76）
按機(jī)床選取nw=460r/min=7.67r/s
實(shí)際切削速度=0.29m/s
切削工時
=4.11s（0.07min）
③鉸至Φ12
選用錐柄機(jī)用鉸刀 D=12（表8-34）
f=1.7 mm/r（10-81）
v=10m/min，n=318r/min（5.3r/s）（表10-84）
切削工時
=5.14s（0.09min）
2.6.8 車端面
粗車至99mm
f=（0.3～0.5） mm/r （10-19）
選f=0.4 mm/r
V=118m/min（1.97m/s）
=9.65r/s（597r/min）
按機(jī)床選取nw=8.6r/s（516 r/s）
∴實(shí)際切削速度為
=1.76m/s（105m/min）
（11-4）
t（0.4min）
半精鏜至97.8mm
f=（0.3～0.5） mm/r （10-19）
選f=0.3 mm/r
V=35m/min（0.58m/s）
=2.84r/s（171r/min）
按機(jī)床選取nw=2.5r/s（150 r/s）
∴實(shí)際切削速度為
=0.51m/s（30.615m/min）
（11-4）
（0.88min）
精車至97mm
f=（0.3～0.5） mm/r （10-19）
選f=0.3 mm/r
V=35m/min（0.58m/s）
=2.84r/s（171r/min）
按機(jī)床選取nw=2.5r/s（150 r/s）
∴實(shí)際切削速度為
=0.51m/s（30.615m/min）
（11-4）
（0.88min）
倒角1.5×45°
f=（0.15～0.25） mm/r （10-90）
選f=0.2 mm/r
v=（12～25）m/min（0.58m/s），選v=20 m/min=0.33m/m
=2.02r/s（121r/min）
按機(jī)床選取nw=120r/min（2 r/s）
（11-9）
（172.5s）
2.6.9 切斷
選用鋸片銑刀，D=175mm（8-38），齒數(shù)（8～38）
f=（0.03～0.04） mm/r （10-142）
選f=0.03 mm/r
v=34m/min（0.57m/s），
=2.412r/s（144r/min）
∴實(shí)際切削速度為
=0.59m/s（35m/min）
l1=6 ，l2=4mm（11-12）
（0.82min）
三、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
1. 工序尺寸精度分析
由工序圖知，本道工序?yàn)殂@、锪兩個φ6.5徑向孔。
由工序尺寸精度可知此工序精度要求較低。
保證φ6.5孔中心軸線與φ55孔中心線垂直。應(yīng)限制X旋轉(zhuǎn)，Z旋轉(zhuǎn)
保證φ6.5錐孔為90°應(yīng)限制Z移動
保證φ6.5孔的軸向位置應(yīng)限制y移動
保證φ6.5孔相對于φ55孔中心線的對稱度應(yīng)限制X移動
保證φ6.5與φ12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)
2. 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(jì)6自由度，采用φ55心軸與工件φ55孔H7/h7配合，限制X移X轉(zhuǎn)Z移Z轉(zhuǎn)
菱形銷限制Y轉(zhuǎn)，心軸軸肩限制Y移
綜合結(jié)果：限制X移X轉(zhuǎn)，Y移Y轉(zhuǎn)，Z移Z轉(zhuǎn)
3. 定位元件的確定
1.：心軸φ55h7
2. 菱形銷與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）
4. 定位誤差分析計(jì)算
(1) 分析同軸度誤差
用用心軸定位，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合
△jb=0
△db=1/2*(55.025-54.975)=0.025
所以△dw=2*△db+△jb=0.05<1/3T T=0.4mm
（2）分析菱形銷的定位誤差
Dmax-dmin=12.013-11.887=0.126<1/3T T=0.4mm
（3）分析軸向尺寸，心軸軸肩定位，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合
△jb=0
△db=0
所以△dw=0
5.夾緊方案及元件的確定
（1）計(jì)算切削力及所需加緊力：
查《機(jī)械工程師夾具手冊》表1-2-7切削扭矩計(jì)算公式M=0.34*DSKP得
M=0.34*10*0.2*=10.91N*M
切削力計(jì)算公式PX=667*10*0.2*（900/736）=2514.03n
查《機(jī)械工程師夾具手冊》表1-2-11得Wk=K*P*L/ (μ*H+L)得
Wk==5774.27N
加緊如圖所示
夾具體選用灰鑄鐵的鑄造夾具體.
四、體會總結(jié)
本次課程設(shè)計(jì)是對我們這些年來在學(xué)校所學(xué)知識的復(fù)習(xí)和鞏固。通過課程設(shè)計(jì)可以檢驗(yàn)出我們在校期間的學(xué)習(xí)水平。從而使我們對所學(xué)專業(yè)知識理解的更透徹，運(yùn)用的更熟練。
從我們拿到零件圖紙的第一天開始，我們的老師就詳細(xì)給我們講了設(shè)計(jì)的步驟，還安排了輔導(dǎo)時間。為我們圓滿的完成任務(wù)制定了詳細(xì)的計(jì)劃。我們以前所接觸的只是課本上的知識，對實(shí)際的機(jī)械加工工藝了解的不很透徹。但是通過這次設(shè)計(jì)，我們才全方位的懂得了什么是機(jī)械設(shè)計(jì)，從而更加提高了我們的專業(yè)素養(yǎng)，和實(shí)踐水平。
剛開始設(shè)計(jì)的時候，總覺的難度很大，不知道從什么地方下手，對一些設(shè)計(jì)的步驟根本不知道怎么安排，怎么設(shè)計(jì)。老師給我們詳細(xì)講解了機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題，讓我們先從分析零件圖開始，然后在得出零件技術(shù)要求，在根據(jù)零件的技術(shù)要求畫出毛坯和零件合圖。然后運(yùn)用所學(xué)的工藝機(jī)加工知識，編排出工件的工藝過程。再進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)期間，我們親身體驗(yàn)了機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)，對我們有了很大提高。遇到不懂的問題時，指導(dǎo)老師們都能細(xì)心的幫助我。同學(xué)之間雖然每個人的設(shè)計(jì)課題不一樣，但我們之間還是會經(jīng)常討論，互相幫助，不緊學(xué)會了知識，而且還鍛煉了我們的團(tuán)隊(duì)精神。在這次設(shè)計(jì)中，要感謝我們的指導(dǎo)老師，他們在設(shè)計(jì)期間為我們的解決了很多難題。相信我們通過這次設(shè)計(jì)，一定會在以后的工作崗位中干的更出色。