CA6140车床对开螺母体下部工艺规程及夹具设计（含Solidworks三维图动画仿真）

机械制造技术课程设计说明书设计题目：CA6140车床对开螺母体下部工艺规程及夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导教师： 1. 零件图分析1.1 零件的功用题目所给定的零件是对开螺母体下部。对开螺母体是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，丝杠通过对开螺母体传动溜板箱和刀架；否则就将对开螺母体脱开。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斜角比较小，目的是使对开螺母体闭合能自锁，不会因为螺母上的径向力而自动脱开。 1.2 零件工艺分析本零件最主要加工面是燕尾槽侧面、上面和52H7孔，且孔与前两者有垂直度和平行度要求，是加工工艺需要重点考虑的问题。其次两两侧面，对52H7孔有端面跳动要求。这些在安排加工工艺时也需给予注意。2. 确定毛坯2.1 确定毛坯制造方法零件材料为HT15-33灰铸铁,考虑到灰铸铁 的抗缺口敏感性，减震性和耐优良等特点,因此应该选用铸件,以便使对开螺母体在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠.由于零件年产量为10000件,已达到成批生产的水平，及间的面积，采用砂型铸造能保证毛坯的精度又能大批量生产。2.1.1 毛坯生产类型确定毛坯类型为10000件/年，由划分生产类型的参考数据确定为大批量生产，工作制度8小时/班制。2.1.2 毛坯铸造形式采用砂型铸造2.1.3 毛坯精度尺寸由表（2-5-1）得灰铸铁刀具切入金属层的厚度应大于表面层厚度，即大于1mm，小于4mm。由JK67-62，确定灰铸铁铸件精度等级为2级（指尺寸精度和表面光洁度要求较高，或者大批、中批生产的铸件。2.1.4 确定毛坯铸件的重量通过计算，最后确定毛坯的重量为4.079Kg，由表（2-5-2）确定重量偏差为7。2.1.5 对于砂型铸造毛胚起模斜度不超过32.2 确定总余量1）毛坯精度等级和在加工表面加放机械加工余量选取：根据【1】P3-13表3.1-26可知，要求的机械加工余量等级为F-H级，则取等级为G级，根据【1】P3-14表3.1-27可知，铸件的最大尺寸为120mm，要求的机械加工余量等级为G级，则要求的加工余量为2.2mm。2）确定毛坯的基本的尺寸：（毛坯图示例见下图）毛坯余量是在零件图基础上加放；根据零件图上的基本尺寸可以确定毛坯图的基本尺寸，具体见如下尺寸：包括105、75.2、33、18及52H7的孔：注：1.孔的精度等级要比铸件的精度等级降一级，孔的机械加工余量等级也要较铸件等级低一级； CT值（公差数值）均根据【1】P3-12表3.1-21查得，余量值均是根据【1】P3-14表3.1-27； 不加工表面不加放余量，也不标注公差； 查表时，表中的公称尺寸是零件图上对应的实际尺寸。加工余量的确定根据上述原始材料及加工工艺，分别对各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定如下：1. 52H7孔精镗51.3余量 Z=0.7mm半精镗50余量 Z=1.3mm粗镗48余量 Z=2mm精镗至52H7，表面粗糙度为Ra1.6um，工序余量为2Z=0.7mm；2. 2 12孔钻至11 Z=11扩钻至11.85mm Z=0.85；铰至12mm Z=0.15；3. 一端面粗车至99 Z=6；半精车至97.8 Z=1.2；精车至97 Z=0.8；4. 另一端面粗车至96 Z=1；半精车至96.5 Z=0.5；精车至95 Z=0.5；2.3 绘制毛坯图（图S0-2）3.制定零件工艺规程3.1 选择表面加工方法1）52H7孔 参考表1-7，并考虑：选择粗镗-半精镗-精镗2） 12H7孔 选择钻-扩-绞3.2 选择定位基准基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证、生产率得到提高。否则不但加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。3.2.2 粗基准选择与分析对象对开螺母体这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要的。按照有关粗基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。我现在选取燕尾为粗基准，利用左、右两个定位块和一个削边销对其进行限制，以消除六个不定度，达到定位。3.2.2 精基准选择与分析以预铸孔50为主要定位基准，这样加工C、B后以它们为精基准加工52孔时，使孔的加工余量均匀。2)加工燕尾上2*12孔的定位基准C面为第一定位基准，限制3个不定度（保证与C面垂直度的要求）；B面为第二定位基准，限制2个不定度（保证两孔连线与52H7 孔轴线在水平面的垂直度要求）；52孔以削边销定位，限制1个不定度（保证两孔对中）3.2.3 主要加工面1、平面加工主要是燕尾导轨的加工2、孔加工主要是52H7、2*12H7孔的加工确定加工方法时，先从最终工序的加工方法所能达到的经济精度等级向前道工序推。3.3 拟定零件加工工艺路线方案1：工序. 铸造。. 热处理。. 用专用刀具半精铣燕尾槽. 粗镗、半精镗52孔.精铣燕尾槽.精镗52H7孔并使轴心线与C面平行度符合要求 . 铣13退刀槽.磨C面、B面使粗糙度达1.6.粗铣底面.钻212孔. 钻螺纹孔，攻螺纹8.3孔.粗铣两侧面、精铣两侧面使对52孔轴心线的端面跳动符合要求 . 粗车，半精车外圆端面并倒角1.5 x 45 .钻27孔.粗铣切割端面方案2： 工序. 铸造。 . 热处理。 . 粗，精铣底面 . 半精铣燕尾槽 . 钻中心孔52H7 . 粗车，半精车外圆端面并倒角1.5 x 45 . 精铣对开螺母体燕尾槽 . 对开螺母体钻铰底面孔2 x 12孔 . 钻，粗铰沉头螺钉孔2 x 7并倒角 . 钻螺纹孔，攻螺纹8.3孔。 . 刮研对开螺母体燕尾（钳工）. 粗铣切割端面方案比较：方案1采用工序分散原则，各工序工作相对简单，便于操作，且方案一采用互为基准，加工相对精准。方案2则工序相对集中，便于管理，且由于采用普通机床，较少使用专用夹具，易于实现。故采用方案1较好。3.4 选择各工序所用机床、夹具、刀具、量具和辅具（1）为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。由于生产纲领为大量生产，所以采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。（2）量具的选择本零件属于大批量生产，一般选择通用量具，选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定选择；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。 A.加工槽所选用的量具铣13的退刀槽，选用卡板进行测量。 B.加工12H7的孔选择的量具钻孔11，扩11.85，铰12的孔选用专用塞规测量。C.加工52H7的孔选择的量具 采用塞规。 D.加工线性尺寸所选择的量具由于线性尺寸的公差等级要求都不是很高则量外尺寸时，选用分度值为0.02测量范围内线性尺寸基本尺寸确定的游标卡尺（GB1214-85），而量内径尺寸时，选用分度值为0.02的深度百分尺（GB13148-87）。（3）各工序所需要的刀具及夹具工序1：用专用刀具半精铣燕尾槽B、C面燕尾槽为精基准，是重要表面，要求精度较高，所以率先加工燕尾槽，以48的孔的轴心为基准，加工余量为4mm。选用X53K立式铣床，燕尾槽专用铣刀，专用铣床夹具。工序2:粗镗、半精镗52孔定位孔，精度要求高。加工时，以燕尾槽为半精基准，加工余量分别为2mm、0.3mm。选用镗床，专用夹具。工序3：精铣燕尾槽以52的孔为半精基准，再精加工燕尾槽，使其成为精基准。选用X51立式铣床，燕尾槽专用铣刀，专用铣床夹具。工序4：精镗52H7孔并使轴心线与C面平行度符合要求由于此时燕尾槽已完成精加工，此时再以燕尾槽作为精基准，精加工52的孔，使其达到7级精度，且使轴心线与C面平行度符合要求。选用镗床，专用夹具。工序5：铣退刀槽1*3。为方便磨B、C面，首先加工退刀槽。选用X61卧式铣床，专用铣床夹具。工序6：磨C面、B面使粗糙度达1.6为达到精度要求，磨B、C面，使其粗糙度达到1.6。选用磨床，磨床专用夹具。工序7：粗铣底面。底面精度要求低，且不为基准面，所以粗铣底面。选用选用X51立式铣床，面铣刀，专用铣床夹具。工序8：钻212孔。定位孔，精度要求高。加工时，以工件底面、导轨滑槽侧面B、C面为基准，加工余量为11mm、0.85mm、0.15mm。选用摇臂钻床Z3025，选择直柄麻花钻（GB1436-78）钻11，扩孔钻11.85，铰刀12，专用钻夹具。工序9：钻螺纹孔，攻螺纹8.3孔。首先以底面定位，钻孔8.3，然后攻螺纹深30.工序10：粗铣两侧面、精铣两侧面使对52孔轴心线的端面跳动符合要求。以52H7的中心轴线为基准，加工两侧面，加工余量为2.2mm，使两侧面使对52孔轴心线的端面跳动符合要求。选用X51立式铣床，选择高速钢套式面铣刀，专用铣床夹具。工序11：粗车，半精车外圆端面并加工倒角1.5 x 45。以52H7的中心轴线为基准，车外圆以及倒角，用C630卧式车床，车床专用夹具。工序12：钻27孔。选用摇臂钻床Z3025，麻花钻7.工序13：粗铣切割端面工序14:去毛刺、修锐边工序15:清洗 3.5 确定切削用量及基本工时3.5.1 半精铣燕尾铣削用量（进给量） v=56.7m/min（1.0m/s）（表5-9）按机床选取实际切削速度切削工时：（表5-43）（2.34min）2.6.2 精铣燕尾v=56.7m/min（1.0m/s） （表5-9）按机床选取 实际切削速度切削工时：（表5-43）（2.26min）2.6.3 铣退刀槽f=0.020.03（表5-14）选f=0.03mmv=33m/min （表5-15）按机床选取实际切削速度切削工时：（表5-44）（0.02min）2.6.4 粗铣端面选择高速钢套式面铣刀每齿进给量：（表10-113）选=0.2mmv=56m/min（0.92m/s） ns= =3.7r/s（222r/min）按机床选取nw=4.2r/s （252r/min）实际切削速度v= =1.01m/s（61m/min）切削工时：（表5-45）（0.09min）2.6.5 精铣端面铣刀每转进给量0.100.12选f0=0.12mmv=56m/min=0.9m/s ns=3.7r/s（222r/min）按机床选取nw=4.2r/s （252r/min）实际切削速度v= =1.01m/s（61m/min）切削工时：l1=37.5，l2=2（表5-45）sm=sz z n=0.1 18 3.7=0.37（3min）2.6.6 钻52H7孔并倒角1.545(1) 粗镗第一次至47mm选择硬质合金可调节浮动镗刀 B=25，H=12（表8-32）进给量f=1.6-2.0，选f=1.6mm/r（10-97）v=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/s） （表10-98）切削工时 （表11-9）（0.17min） 粗镗第二次至50mmf=1.6-2.0，选f=2.0mm/r（10-97）v=56.6m/min，n=360r/min（6r/min） （表10-98）切削工时 （表11-9）（0.15min） 精镗至52mf=1.6-2.0，选f=1.6mm/r（10-97）v=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/min） （表10-98）切削工时 （表11-9）（0.17min）2.6.7 钻2 12孔选择直柄麻花钻（GB1436-78）钻到11.0mmf=0.22-0.28，f=0.25mm/r（10-67）v=28m/min（0.47m/s），n=894r/min（7.95r/s） 按机床选取=800r/s （13.3r/min）实际切削速度v = = 0.46m/s切削工时：（表11-6）t（0.13min）扩孔钻至11.85f=0.7-0.9，f=0.7mm/r（10-75）v=22.2m/min，n=472r/min（表10-76） 按机床选取nw=460r/min=7.67r/s实际切削速度=0.29m/s切削工时 =4.11s（0.07min）铰至12选用锥柄机用铰刀 D=12（表8-34）f=1.7 mm/r（10-81）v=10m/min，n=318r/min（5.3r/s）（表10-84） 切削工时 =5.14s（0.09min）2.6.8 车端面粗车至99mmf=（0.30.5） mm/r （10-19）选f=0.4 mm/rV=118m/min（1.97m/s）=9.65r/s（597r/min）按机床选取nw=8.6r/s（516 r/s）实际切削速度为=1.76m/s（105m/min）（11-4） t（0.4min）半精镗至97.8mmf=（0.30.5） mm/r （10-19）选f=0.3 mm/rV=35m/min（0.58m/s）=2.84r/s（171r/min）按机床选取nw=2.5r/s（150 r/s）实际切削速度为=0.51m/s（30.615m/min）（11-4）（0.88min）精车至97mmf=（0.30.5） mm/r （10-19）选f=0.3 mm/rV=35m/min（0.58m/s） =2.84r/s（171r/min）按机床选取nw=2.5r/s（150 r/s）实际切削速度为=0.51m/s（30.615m/min）（11-4）（0.88min）倒角1.545f=（0.150.25） mm/r （10-90）选f=0.2 mm/rv=（1225）m/min（0.58m/s），选v=20 m/min=0.33m/m =2.02r/s（121r/min）按机床选取nw=120r/min（2 r/s）（11-9）（172.5s）2.6.9 切断选用锯片铣刀，D=175mm（8-38），齿数（838）f=（0.030.04） mm/r （10-142）选f=0.03 mm/rv=34m/min（0.57m/s）， =2.412r/s（144r/min）实际切削速度为=0.59m/s（35m/min）l1=6 ，l2=4mm（11-12）（0.82min）三、机床夹具设计1. 工序尺寸精度分析由工序图知，本道工序为钻、锪两个6.5径向孔。由工序尺寸精度可知此工序精度要求较低。保证6.5孔中心轴线与55孔中心线垂直。应限制X旋转，Z旋转保证6.5锥孔为90应限制Z移动保证6.5孔的轴向位置应限制y移动保证6.5孔相对于55孔中心线的对称度应限制X移动保证6.5与12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55心轴与工件55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. 定位元件的确定1.：心轴55h72. 菱形销与12孔配合H7/h7 2=2b/D 2（k+j- 1/2） =23/12（0.15+0.05-0.021/2）=6/120.1895=0.095d 2=（12-0.095）h7（0 -0.018）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=0db=1/2*(55.025-54.975)=0.025所以dw=2*db+jb=0.051/3T T=0.4mm（2）分析菱形销的定位误差Dmax-dmin=12.013-11.887=0.1261/3T 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=0db=0所以dw=05.夹紧方案及元件的确定（1）