开合螺母的加工工艺_设计钻2×Ф12孔的钻床夹具.doc

哈尔滨理工大学荣成学院课程设计机械制造技术课程设计说明书 设计题目：制定开合螺母座（图5-12）的加工 工艺，设计钻212H7孔的钻床夹具专 业： 机电一体化技术 班 级： 机 电11-2 学 号： 1130320211 姓 名： 指导教师： 机械工程系2013年11月9日前 言机械制造工艺学毕业设计是我们在学校的最后一个教学环节。本次毕业设计题目是产品（或工程）设计类题目。我们这次毕业设计题目，以曾经在实习工厂实习所参观的并以此设备为参考，结合所学机械的各方面的知识，在老师指导下，查阅了许多手册，经过不断的改进，最终设计出了此次机构，从而避免了加工质量差，生产效率低，设备昂贵的问题。在实际工程设计中，我们得到所学过的理论基础，技术基础，专业课全面的训练，为将来做好机械设计工程师的工作提供全面的锻炼机会。我此次毕业设计的题目是CA6140开合螺母工艺工装设计，在张学伟老师的辅导下，对原有的结构进行了改进，从而可以减少劳动强度，计算正确，五张零号图纸，符合工作量的要求。通过这次毕业设计，我在计算，制图，机械原理，机械设计，机械制造工艺等方面的知识受到全面的综合训练，并有所提高，在夹具设计方面受益匪浅。特别是张学伟老师在工作中对我耐心辅导，有时甚至错过了午饭时间。他对学生强烈的责任感和严谨的治学态度，无不给我以深刻的影响。就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为自己今后参加实际工作打下一个良好的基础。由于类似的大型课题第一次接触，经验能力方面的欠缺，错误之处一定存在，恳请各位老师给予批评指正。目录1、零件的分析11.1零件的作用 11.2 零件的工艺分析22、工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式 32.2基面的选择 42.3制定工艺路线42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.5确定切削用量及基本工时73、参考文献161、零件的分析1.1 零件的作用 开合螺母的作用是用来联接丝杆的传动到溜板箱。因为溜板箱有两套传动输入，即光杆和丝杆。一般的走刀用光杆传动，加工螺纹时用丝杆传动。而这两者是不能同时咬合的，否则会因传比动不一造成传动系统破坏。开合螺母的作用相当于一个离合器，用来决定溜板箱是否使用丝杆传动。1.2零件的工艺分析开合螺母座的加工表面可以分为三组：一是以燕尾凸台为加工的加工表面，二是以半圆筒两侧面为加工的表面，三是以半同筒的内部的加工表面。加工燕尾凸台的加工表面，底面长度是75.2mm 以及倒角，还有底面的12H7深为了16mm的孔，侧面的M10深为 30mm的螺纹孔，正面的8的通孔。加工两边的为55斜度，还有燕尾凸台与半筒想接处的凹槽部分。加工半圆筒两侧面，左面的半圆筒表面上的平面，以及上面的以中心线到燕尾凸台顶面距为330.05mm的2x7x11的埋头孔，右面的表面，以中心线到右边距为49mm上表面总长为96mm,下表面总长105mm加工半圆筒内表面，这个则没有多大的要求，只要内表面粗糙度达到1.6就可以了。两组有些要求： 半圆筒左右两侧面的垂直度公差为0.03，下表面粗糙度为3.2，上表面粗糙度1.6。 燕尾凸台两个侧面的M10之间的平行度是0.04，垂直度是0.03，还要刮前。 正面的埋头孔的孔间距达到60mm,右孔中心到右侧上表面为17.5mm。 燕尾凸台高度的公差是 由以上的数据可知道，对于这三组数据而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另二组，并保证它们之间的位置精度要求。2、工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式 零件的材料为35钢。由于零件不算是比较的复杂，所以这里采用煅件，而且零件是年产量是10000件，已达到大批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。2.2基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使搔到生产无法进行。粗基准的选择 经分析这个零件图，粗基准选择燕尾凸台底面和半圆筒两个端面，因为从图中可以看出，燕尾凸台的高度，是以底面标出的，则是以底面为基准，圆筒左侧也是标出了数值。所以，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时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高度的不加工表面作为粗基准）选择这三个面，因为，这个零件基本每个面都要加工，而且也不是很好装夹，也只有这三个平面好装夹些，这样可以，限制、，再用压钉压住半圆筒下面的底座部分，可以限制、这六个自由度，以达到完全定位。精基准的选择精基准的选择主要应该考虑准基重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。2.3制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以采用万能机床配以专用工、夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应该考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线一：工序1：模锻工序2:热处理正火工序3:铣削铣燕尾凸台并保证槽底长75.2mm，槽两边斜度为55工序 4：铣削铣两端面，下端保证总长为105mm,上端保证总长95cn,并且中心到右边端面为49mm, 并且上下端面距为8mm，面铣正。工序5:铣削半圆筒外侧面，并保证侧面到中心距离为34mm。工序6:镗削半圆筒内面并保证内圆直径为52mm。工序7:钻孔2x7x11的埋头孔，孔间距为60mm，右侧孔到右侧上端边为17.5mm，两 孔 中心到燕尾凸台顶端距为33mm，钻削燕尾凸台正面 8孔。工序8:钻削底座左侧的M10螺纹孔，孔深30mm。攻螺纹孔M10mm。工序9:钻削燕尾凸台底面 12孔深16mm。工序10：研磨燕尾凸台，并保证精度。工序11:质检工艺路线二：工序1：模锻工序2:热处理正火工序3:铣削铣燕尾凸台并保证槽底长75.2mm，槽两边斜度为55工序 4：铣削铣两端面，下端保证总长为105mm,上端保证总长95cn,并且中心到右边端面为49mm, 并且上下端面距为8mm，面铣正。工序5:铣削半圆筒外侧面，并保证侧面到中心距离为34mm。工序6:钻孔2x7x11的埋头孔，孔间距为60mm，右侧孔到右侧上端边为17.5mm，两孔 中心到燕尾凸台顶端距为33mm，钻削燕尾凸台正面 8孔。工序7:镗削半圆筒内面并保证内圆直径为52mm。工序8:钻削底座左侧的M10螺纹孔，孔深30mm。攻螺纹孔M10mm。工序9:钻削燕尾凸台底面 12孔深16mm。工序10：研磨燕尾凸台，并保证精度。工序11:质检工艺方案的比较分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先镗削内孔，再钻削埋头孔，而方案二则与其相反，先钻埋头孔，而后镗削内孔。经比较可见，先镗内孔，而后钻孔，这样对于定位比较的精确，对加工也比较的方便，对加工精度的提高也是很好的，因为后面几个工序是钻孔，这样方案一就少了几次的装夹次数，从而提高了加工精度及提高了工作效率，所以，选择方案一作为加工工艺方案。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “开合螺母座”零件材料为35钢，尺寸也不是很大，生产类型为大批生产，可以采用模锻生产毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：对于整个“开合螺母座”的尺寸: 其长度为105mm,高度83mm,宽度，上面半圆筒是mm,下面座体宽是57.5mm.其表面粗糙度要求是3.2和1.6,所以，有粗加工，也有表精加工，所以双边加粗加工余量2Z=5mm,单边粗加工余量Z=2mm可以满足加工要求。精加工，表面的尺寸有，105，34，18，而双边的只有105，所以，它的粗加工余量，是2Z=4mm,精加工余量是2z=1mm,也可以满足加工要求，而34和18是单边，它们的粗加工余量Z=1.8mm精加工余量z=0.2mm。而34的尺寸偏差对余量也满足。对于，燕尾凸台的宽度75.2mm，两边的斜度表面粗糙度要求也不高，就粗加工也可以，所以其加工余量2Z=5mm也是可以满足要求的。半加圆筒内孔： 其表面粗糙度要求也比较的高为1.6所以要精加工，先是粗镗，后是精镗。所以粗加工的余量2Z=1.8mm，精加工余量2z=0.2mm，也可以满足加工要求。2.5确定切削用量及基本工时工序3：铣燕尾凸台并保证槽底长75.2mm，高mm，槽两边斜度为55。 =0.08mm/ 齿（参考切削手册表3-3）切削速度：参考有关手册，确定v=20m/min采用高速钢立铣刀，在=50mm,齿数z=5。则 =r/min=127.4r/min现选用X51立式铣床，根据机床使用说明书，查表，取 =125r/min,故实际切削速度为 V=19.6m/min当nw=125r/min时，工作台的每分钟进给量应为 =0.085125mm/min=50mm/min查表知，刚好有=50mm/min切削工时：由于铣刀的直径比工作表面窄，所以一刀就不可以铣完整个工作表面，于是可以用作图法得出铣刀的行程2=4=240mm。因此，机动工时为 =4.8min工序4：铣两端面，下端保证总长为105mm,上端保证总长95cn,并且中心到右边端面为49mm, 并且上下端面距为8mm。工步1:粗铣，=0.08mm/ 齿（参考切削手册表3-3）切削速度：参考有关手册，确定v=20m/min采用采用高速钢圆柱形铣刀,=50mm,齿数z=4,则 =r/min=127.4r/min现选用X51立式铣床，根据机床使用说明书，查表，取 =125r/min,故实际切削速度为 V=19.6m/min当=125r/min时，工作台的每分钟进给量 应为 =0.084125mm/min=40mm/min经查表知道，刚好有=40mm/min切削工时：由于铣刀的直径比工作表面宽所以一刀就不可以铣完整个工作表面，于是可以用作图法得出铣刀的行程+82=83-26+16=73mm,由于是两端，所以=732=146mm因此机动工时为： =min=3.65min工步2:精铣，=0.08mm/ 齿（参考切削手册表3-3）切削速度：参考有关手册，确定v=45m/min采用采用高速钢圆柱形铣刀,=50mm,齿数z=8,则 ns=r/min=286.6r/min现选用X51立式铣床，根据机床使用说明书，查表，取 =300r/min,故实际切削速度为 v= =47.1m/min当nw=300r/min时，工作台的每分钟进给量 应为 =0.088300mm/min=192mm/min切削工时：行程和粗铣的一样，所以切削工时为，=min=0.76min工序5:铣削半圆筒外侧面，并保证侧面到中心距离为mm。工步1:粗铣，=0.08mm/ 齿（参考切削手册表3-3）切削速度：参考有关手册，确定v=20m/min采用高速钢立铣刀，在=50mm,齿数z=5。则 ns=r/min=127.4r/min现选用X51立式铣床，根据机床使用说明书，查表，取 =125r/min,故实际切削速度为 V=mm/min=19.6mm/min当=125r/min时，工作台的每分钟进给量 应为 =0.085125mm/min=50mm/min查表知，刚好有=50mm/min切削工时：由于铣刀的直径比工作表面窄，且是两面，所以一刀就不可以铣完整个工作表面，于是可以用作图法得出铣刀的行程=330mm,所以得出切削工时是=mm/min=6.6mm/min工步2：精铣，fz=0.08mm/ 齿（参考切削手册表3-3）切削速度：参考有关手册，确定v=35m/min采用高速钢立铣刀，在=50mm,齿数z=8。则 ns=r/min=223r/min现选用X51立式铣床，根据机床使用说明书，查表，取 =210r/min,故实际切削速度为 V=mm/min=32.97mm/min当nw=210r/min时，工作台的每分钟进给量 应为 =0.088210mm/min=134.4mm/min查表知，刚好有=130mm/min切削工时：行程和粗加工一样，=mm/min=2.53mm/min工序6：镗削半圆筒内面并保证内圆直径为52mm。选用机床；T740金刚镗床。镗削至52mm.单边余量Z=2mm,所以他四次镗去全部余量，进给量=0.1mm/r根据有关手册，确定金刚床的切削速度为v=100m/min,则=r/min=612r/min由于金刚镗床的主轴转速为无极调查速，故以上转速即可作为加工时使用的转速。切削工时：=95mm=min=1.55min所以加工这个孔的机动时间为4t=41.55=6.2min工序7：钻孔2x7x11的埋头孔，孔间距为60mm，右侧孔到右侧上端边为17.5mm，两孔中心到燕尾凸台顶端距为33mm，钻削燕尾凸台正面 8孔。工步1:钻孔2x7孔，孔间距为60mm，右侧孔到右侧上端边为17.5mm，两孔中心到燕尾凸台顶端距为33mm。查相关的表知，=0.2mm/r, 选用Z35 摇臂钻床，所以有：=r/min=227r/min按机床选取=265r/min。所以实际切削速度为：m/min=5.82m/min切削工时：由于是两个孔，所以，切削用时为min.工步2:扩11的埋头孔，查相关的表知， ，机床不变，所以有:=r/min=87r/min按机床选取=85r/min.所以实际的切削速度为m/min=2.93m/min切削工时：=0.078min由于是两个孔，所以，切削用时为min工序3:钻削燕尾凸台正面 8孔。查表知，,选用Z35 摇臂钻床，所以有=r/min=199r/min按机床选取=170r/min所以实际切削速度为：=4.27m/min切削工时：=1.78min工序8：钻削底座左侧的M10螺纹孔，孔深30mm并攻螺纹孔M10mm。工步1:钻削底座左侧的M10螺纹孔，孔深30mm。 查相关的表知，选用Z35 摇臂钻床，所以有按机床选取=170r/min所以实际切削速