開合螺母座夾具設計（帶CAD圖紙和說明書）

開合螺母座夾具設計（帶CAD圖紙和說明書）,螺母,夾具,設計,cad,圖紙,以及,說明書,仿單 《機床夾具設計》 課程設計報告書 課題名稱：開合螺母座夾具設計 姓名： 學號： 院系： 專業(yè)： 指導教師： 目 錄 一、零件的分析 1.1 毛坯的生產(chǎn)類型 1.2毛坯的鑄造形式 1.3毛坯精度尺寸 1.4確定毛坯鑄件的重量 1.5確定機械加工余量 1.6確定鑄鐵件的尺寸偏差 1.7零件的作用 二、工藝規(guī)程設計 2.1確定毛坯的制造形式 2.2基面的選擇 2.3制定工藝路線 2.4工藝路線方案 2.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 2.6確定切削用量及基本工時 三、機床夾具設計 3.1工序尺寸精度分析 3.2定位元件的確定 3.3定位誤差分析計算 四、體會總結(jié) 14 一．零件的分析 1.1 毛坯生產(chǎn)類型 確定毛坯類型為3000件/年，由表（2-5.6）劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù)確定為中批，工作制度8小時/班制。 1.2 毛坯鑄造形式 將融化了的金屬澆注到旋轉(zhuǎn)著的模型中，由于離心力的作用，金屬液粘貼于模型的內(nèi)壁上，凝結(jié)后所得鑄件外形與模型內(nèi)壁的形狀相同，使用這種方法可以毋需澆注口，故能顯著地減少金屬的消耗。由于免除了砂型和制模的設備，以及減少了鑄工車間的面積，生產(chǎn)成本就有了降低；而所得逐漸則具有緊密與微細的顆粒結(jié)構(gòu)及較好的機械性能。。因此采用離心鑄造,這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度來考慮也是應該的。 1.3 毛坯的選擇 根據(jù)零件圖所標出的零件材料，可知該零件按現(xiàn)行標準標注應為：HT200，選擇鑄件使開合螺母在使用中耐磨性良好,保證零件工作可靠毛坯制造方法：鑄造；根據(jù)零件生產(chǎn)綱領和生產(chǎn)類型，查手冊可知應采用沙模鑄造、機器制模 1.4 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。 1.5 確定機械加工余量 由表（2-5-5）確定2級鑄鐵件的機械加工余量：頂面加工余量為4.0mm，底面及側(cè)面加工余量為3.0mm。 1.6 確定鑄鐵件的尺寸偏差 由(標-5-6)查得2級鑄鐵件尺寸偏差為±0.8mm。 1.7 零件的作用 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，不會因為螺母上的徑向力而自動脫開。 二．工藝規(guī)程設計 2.1 加工順序的確定原則 先粗后精，加工分階段進行的原則； 基準先行的原則；（先加工基準面） 先主后次的原則；（先加工主要表面，后次要表面） 先面后孔的原則。（先加工平面，后加工孔） 2.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；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廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 粗基準的選擇：按照有關粗基準的選擇原則，即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干個不加工表面時，則應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。選取燕尾為粗基準，利用左、右兩個定位塊和一個削邊銷對其進行限制，以消除六個不定度，達到過定位。對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題。 2.3 工序劃分的確定 工藝流程（草擬工藝路線） 方案一：（先粗后精原則、先面后孔原則等）： 預先熱處理——粗刨（銑） C面、B面、D面——銑1X3退刀槽——粗加工兩E面——粗鏜（?52）孔——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]——精加工兩E面——半精鏜（ ?52 ）孔——精鏜?52H7孔——鉆、鉸?12H7孔——銑切（5mm）分離上下螺母座——鉆M10底孔（?8.5）——攻M10螺紋——鉆2- ?7及锪孔——清理去毛刺——檢驗 方案二（工序集中）： 預先熱處理——粗刨（銑）C面、B面、D面——半精銑C面、B面——銑2-1X3退刀槽——精刨（銑）C面、B面——刮研C面、B面[手工加工] ——粗加工兩E面與粗鏜（?52）孔——精加工兩E面與半精鏜、精鏜（ ?52 ）孔——鉆、鉸?12H7孔——銑切（5mm）分離上下螺母座——鉆M10底孔（?8.5）與攻M10螺紋——鉆2- ?7及锪孔——清理去毛刺——檢驗 工序集中與工序分散：工序集中使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次數(shù)，可以使裝夾時間減少，減少夾具數(shù)目，并且利用采用高生產(chǎn)率的機床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進行，每道工序的內(nèi)容很少，最少時每道工序只包括一簡單工步，工序分散可使每個工序使用的設備，刀具等比較簡單，機床調(diào)整工作簡化，對操作工人的技術水平也要求低些。 綜上所述：考慮到工件是中批量生產(chǎn)的情況，采用工序集中 輔助工序的安排：輔助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，退磁，檢驗等。 2.4工藝路線方案： 工序Ⅰ. 鑄造。 Ⅱ. 時效處理。 Ⅲ. 粗銑底面、燕尾座 Ⅳ. 粗車外圓端面并倒角1.5 x 45o7 Ⅴ. 粗鏜中心孔Φ52H Ⅵ. 半精銑、精銑底面、燕尾座，退刀槽 Ⅶ. 刮研對開螺母體燕尾（鉗工） Ⅷ. 半精鏜、精鏜中心孔Φ52H Ⅸ.對開螺母體鉆底面孔2 x Φ12孔 Ⅹ. 銑開 Ⅺ. 鉆螺紋孔，攻螺紋M10。 2.5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HT15-33灰鑄鐵。毛坯重量為4公斤，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械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定如下： 1. Φ52H7孔 精鏜至Φ52H7，表面粗糙度為Ra1.6um，工序余量為2z=0.08； 半精鏜至51.5mm 2z=1.5； 粗鏜第二次至50mm 2z=3； 粗鏜至47m 2z=7； 2. 2 × Φ12孔 鉸至Φ12mm 2z=0.15； 擴鉆至Φ11.85mm 2z=0.85； 鉆至Φ11 2z=11； 3. 一端面 精銑至105 2z=0.08； 半精銑至105.2 2z=0.2； 粗銑至107 2z=6； 4. 另一端面 精銑至95 2z=0.5； 半精銑至96.5 2z=0.5； 粗銑至96 2z=1； 2.6 確定切削用量及基本工時 2.6.1 粗銑燕尾 v=6m/min（0.1m/s） （表1-10-151） ns=1000v/πdw =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： l1=8.7（表1-11-12） t0==158.3s（2.64min） 2.6.2 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） 2.6.3 銑退刀槽 s=0.02～0.03（表1-10-142） 選s=0.02mm v=47m/min（0.78m/s） （表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× 4×36=2.88 t0==3.785s（0.06min） 2.6.4 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=πdw nw/1000=3.14×40×0.79/1000=0.43m/s 切削工時： l1=6.3（表1-11-12） t0==153s（2.6min） 2.6.5 精銑端面 銑刀每轉(zhuǎn)進給量0.10～0.12 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（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） ① 粗鏜第二次至50mm S=1.6-2.0，選S=2.0mm/r（10-97） v=56.6m/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） ② 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） 2.6.7 鉆2 × Φ12孔 選擇直柄麻花鉆（GB1436-78） ① 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） ②擴孔鉆至11.85 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） ③鉸至Φ12 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） 2.6.8 銑端面 ① 銑車至107mm S=（0.3～0.5） 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/s．n ）．i =（42.5/0.4×8.6）×2=24.72s（0.4min） ② 半精銑至105.8mm S=（0.3～0.5） 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 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/s．n ）．i =（39.5/0.3×2.5）×1=52.7s（0.88min） ③ 精銑至105mm ④ S=（0.3～0.5） 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 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/s．n ）．i =（39.5/0.3×2.5）×1=52.7s（0.88min） ⑤ 倒角1.5×45° S=（0.15～0.25） mm/r （10-90） 選s=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） 按機床選取nw=120r/min（2 r/s） l=0.75，l1=0.4（11-9） tm=（l+ l1）/nw ．s=（0.75+0.4）/（2×0.2）=2.87min（172.5s） 2.6.9 切斷 選用鋸片銑刀，D=175mm（8-38），齒數(shù)（8～38） S=（0.03～0.04） 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= Sz·Z·n=0.03×40×2.5=3mm =49s（0.82min） 三、機床夾具設計 1. 工序尺寸精度分析 由工序圖知，本道工序為鉆、锪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。應限制X旋轉(zhuǎn)，Z旋轉(zhuǎn) 保證φ6.5錐孔為90°應限制Z移動 保證φ6.5孔的軸向位置應限制y移動 保證φ6.5孔相對于φ52孔中心線的對稱度應限制X移動 保證φ6.5與φ12孔垂直分布應限制Y旋轉(zhuǎn) 綜合結(jié)果應限制X移X轉(zhuǎn)，Y移Y轉(zhuǎn)，Z移Z轉(zhuǎn) 2. 定位元件的確定 1.：心軸φ52h7 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） 3. 定位誤差分析計算 (1) 分析同軸度誤差 用用心軸定位，設計基準與定位基準重合 △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，設計基準與工序基準重合 △jb=0 △db=0 所以△dw=0 5.夾緊方案及元件的確定 （1）計算切削力及所需加緊力： 查《機械工程師夾具手冊》表1-2-7切削扭矩計算公式M=0.34*DSKP得 M=0.34*10*0.2*=10.91N*M 切削力計算公式PX=667*10*0.2*（900/736）=2514.03n 查《機械工程師夾具手冊》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. 6、機床夾具裝配圖的技術要求 1）定位元件工作表面C面相對于夾具對定表面的平行度要求； 2）鉆套軸心線相對于夾具對定表面C面的垂直度要求； 3）定位元件 工作表面C面間的平面度要求； 4）鉆套軸心線相對于定位元件表面C面的垂直度要求； 5）鉆套軸心連線相對于定位元件B面的平行度要求； 6）鉆模板工作表面相對于對定表面的平行度要求； 四、體會總結(jié) 這次關于夾具設計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設計概念和設計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設計的綜合素質(zhì)大有用處。剛開始設計的時候，總覺的難度很大，不知道從什么地方下手，對一些設計的步驟根本不知道怎么安排，怎么設計。老師給我們詳細講解了機械設計應注意的問題，讓我們先從分析零件圖開始，然后在得出零件技術要求，在根據(jù)零件的技術要求畫出毛坯和零件合圖。然后運用所學的工藝機加工知識，編排出工件的工藝過程。再進行工裝設計。通過2周多的設計實踐，使我對夾具設計有了更多的了解和認識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎。 參考文獻： 【1】《機械制造工藝學》清華大學出版社 【2】《機械制圖》（第六版）大連理工大學工程圖學教研室　 【3】《機械設計》（第九版）濮良貴，陳國定 高等教育出版社 【4】《機械設計圖冊》 高等教育出版社 【5】《機械制造工藝課程設計指導書》（第3版）吳拓 機械工業(yè)出版社 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 開合螺母下部 零件名稱 開合螺母下部 共 12 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 15 鉆、擴孔 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 臺式鉆床 Z5125A 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 安裝 φ11。5鉆頭、游標卡尺 2 鉆φ11.5孔，深20 φ11。85擴孔鉆頭 160 45 1.2 6 1 3 擴φ11.85孔 200 55 0.8 0.15 1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 開合螺母下部 零件名稱 開合螺母下部 共 12 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 20 銑面、空刀槽 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 臥式銑床 X6132 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 安裝 游標卡尺、鋸片銑刀 2 粗銑B面 650 60 0.6 2.5 1 3 銑空刀槽 700 40 0.6 1.5 1 4 銑導軌側(cè)面 650 50 0.6 2.5 1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 2 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 開合螺母下部 零件名稱 開合螺母下部 共 頁 第 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 001 鑄 鑄造 005 熱 退火 010 銑 裝夾：見工序圖[10] X6132 專用夾具、游標卡尺、鋸片銑刀 粗銑平面 015 鉆 裝夾：見工序圖[15] Z5125A 專用夾具、游標卡尺、φ11。5鉆頭、φ11。85擴孔鉆頭 鉆φ11.5孔，深20 擴φ11.85孔 020 車 裝夾：見工序圖[20] X6132 游標卡尺、鋸片銑刀 粗銑B面 銑空刀槽 銑導軌面 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 2