CA6140任务书.docx

CA6140任务书.docx

《CA6140任务书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CA6140任务书.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

CA6140任务书

《机床夹具设计》课程设计任务书

课题:

C6140车床对开合螺母座工艺规程与工装设计

任务：

1、C6140车床对开合螺母下座工艺规程

2、钻2-Ø12H7孔钻模（钻床夹具）设计零件年生产纲领：

500件/年

应完成：

1、开合螺母（下）座工艺卡1套

2、夹具装配图A1（841x1189）1张

3、课程设计说明书1份

4、装配图草图1份

作者：

张轲

学号：

10130420

班级：

机械1002班

院系：

机械工程及自动化

指导老师：

呼英俊

日期：

2013年12月10日

1.零件的分析………………………………………………………………………4

1.1毛坯的生产类型………………………………………………………………4

1.2毛坯的铸造形式………………………………………………………………4

1.3毛坯精度尺寸…………………………………………………………………4

1.4确定毛坯铸件的重量…………………………………………………………4

1.5确定机械加工余量……………………………………………………………4

1.6确定铸铁件的尺寸偏差………………………………………………………4

1.7零件的作用……………………………………………………………………4

2.1确定毛坯的制造形式…………………………………………………………5

2.2基面的选择……………………………………………………………………5

2.3制定工艺路线…………………………………………………………………5

2.4工艺路线方案…………………………………………………………………5

2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定………………………………5

2.6确定切削用量及基本工时……………………………………………………5

3.机床夹具设计……………………………………………………………………12

3.1工序尺寸精度分析……………………………………………………………12

3.2定位方案确定…………………………………………………………………12

3.3定位元件的确定………………………………………………………………12

3.4定位误差分析计算……………………………………………………………12

4.体会总结…………………………………………………………………………14

CA6140车床对开螺母体下部说明书

一．零件的分析

1.1毛坯生产类型

确定毛坯类型为3000件/年，由表（2-5.6）划分生产类型的参考数据确定为中批，工作制度8小时/班制。

1.2毛坯铸造形式

将融化了的金属浇注到旋转着的模型中，由于离心力的作用，金属液粘贴于模型的内壁上，凝结后所得铸件外形与模型内壁的形状相同，使用这种方法可以毋需浇注口，故能显著地减少金属的消耗。

由于免除了砂型和制模的设备，以及减少了铸工车间的面积，生产成本就有了降低；而所得逐渐则具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。

。

因此采用离心铸造,这从提高生产率、保证加工精度来考虑也是应该的。

1.3毛坯的选择

根据零件图所标出的零件材料，可知该零件按现行标准标注应为：

HT200，选择铸件使开合螺母在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠毛坯制造方法：

铸造；根据零件生产纲领和生产类型，查手册可知应采用沙模铸造、机器制模

1.4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。

1.5确定机械加工余量

由表（2-5-5）确定2级铸铁件的机械加工余量：

顶面加工余量为4.0mm，底面及侧面加工余量为3.0mm。

1.6确定铸铁件的尺寸偏差

由（标-5-6）查得2级铸铁件尺寸偏差为±0.8mm。

1.7零件的作用

题目所给定的零件是CA6140车床对开螺母体下部。

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。

二．工艺规程设计

2.1加工顺序的确定原则

先粗后精，加工分阶段进行的原则；

基准先行的原则；（先加工基准面）

先主后次的原则；（先加工主要表面，后次要表面）

先面后孔的原则。

（先加工平面，后加工孔）

2.2基面的选择

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。

粗基准的选择：

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。

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，达到过定位。

对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题。

2.3工序划分的确定

工艺流程（草拟工艺路线）

方案一：

（先粗后精原则、先面后孔原则等）：

预先热处理——粗刨（铣）C面、B面、D面——铣1X3退刀槽——粗加工两E面——粗镗（Ø52）孔——半精刨（铣）C面、B面——精刨（铣）C面、B面——刮研C面、B面[手工加工]——精加工两E面——半精镗（Ø52）孔——精镗Ø52H7孔——钻、铰Ø12H7孔——铣切（5mm）分离上下螺母座——钻M10底孔（Ø8.5）——攻M10螺纹——钻2-Ø7及锪孔——清理去毛刺——检验

方案二（工序集中）：

预先热处理——粗刨（铣）C面、B面、D面——半精铣C面、B面——铣2-1X3退刀槽——精刨（铣）C面、B面——刮研C面、B面[手工加工]

——粗加工两E面与粗镗（Ø52）孔——精加工两E面与半精镗、精镗（Ø52）孔——钻、铰Ø12H7孔——铣切（5mm）分离上下螺母座——钻M10底孔（Ø8.5）与攻M10螺纹——钻2-Ø7及锪孔——清理去毛刺——检验

工序集中与工序分散：

工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利用采用高生产率的机床。

工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。

综上所述：

考虑到工件是中批量生产的情况，采用工序集中

辅助工序的安排：

辅助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，退磁，检验等。

2.4工艺路线方案：

工序Ⅰ.铸造。

Ⅱ.时效处理。

Ⅲ.粗铣底面、燕尾座

Ⅳ.粗车外圆端面并倒角1.5x45º7

Ⅴ.粗镗中心孔Φ52H

Ⅵ.半精铣、精铣底面、燕尾座，退刀槽

Ⅶ.刮研对开螺母体燕尾（钳工）Ⅷ.半精镗、精镗中心孔Φ52H

Ⅸ.对开螺母体钻底面孔2xΦ12孔

Ⅹ.铣开

Ⅺ.钻螺纹孔，攻螺纹M10。

2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“对开螺母体”零件材料为HT15-33灰铸铁。

毛坯重量为4公斤，生产类型为中批生产，采用离心铸造毛坯，2级精度。

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.Φ52H7孔

精镗至Φ52H7，表面粗糙度为Ra1.6um，工序余量为2z=0.08；

半精镗至51.5mm2z=1.5；

粗镗第二次至50mm2z=3；

粗镗至47m2z=7；

2.2×Φ12孔

铰至Φ12mm2z=0.15；

扩钻至Φ11.85mm2z=0.85；

钻至Φ112z=11；

3.一端面

精铣至1052z=0.08；

半精铣至105.22z=0.2；

粗铣至1072z=6；

4.另一端面

精铣至952z=0.5；

半精铣至96.52z=0.5；

粗铣至962z=1；

2.6确定切削用量及基本工时

2.6.1粗铣燕尾

v=6m/min（0.1m/s）（表1-10-151）

ns=1000v/πdw=1000×

×40=0.8r/s（47.8r/min）

按机床选取nw=0.79r/s（47.5r/min）

∴实际切削速度

切削工时：

l1=8.7（表1-11-12）

t0=

=158.3s（2.64min）

2.6.2粗铣端面

选择高速钢套式面铣刀

每齿进给量：

sz=0.1-0.2（10-113）

选sz=0.1mm

v=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：

l1=37.5，l2=2（表1-11-15）

sm=szzn=0.1×18×3.7=0.37

t0=（

=185s（3min）

2.6.3铣退刀槽

s=0.02～0.03（表1-10-142）

选s=0.02mm

v=47m/min（0.78m/s）（表1-10-144）

ns=

=4.14r/s（248r/min）

按机床选取nw=4r/s（240r/min）

∴实际切削速度v=

=0.75m/s（45m/min）

切削工时：

l1=5.9，l2=4（表1-11-12）

sm=szzn=0.02×4×36=2.88

t0=

=3.785s（0.06min）

2.6.4精铣燕尾

v=6m/min（0.1m/s）（表1-10-151）

ns=

=0.8r/s（47.8r/min）

按机床选取nw=0.79r/s（47.5r/min）

∴实际切削速度v=πdwnw/1000=3.14×40×0.79/1000=0.43m/s

切削工时：

l1=6.3（表1-11-12）

t0=

=153s（2.6min）

2.6.5精铣端面

铣刀每转进给量0.10～0.12

选s0=0.12mm

v=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1-11-15）

sm=szzn=0.1×18×3.7=0.37

t0=

=185s（3min）

2.6.6钻Φ52H7孔并倒角1.5×45º

（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S=1.6-2.0，选S=1.6mm/r（10-97）

v=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/min）（表10-98）

切削工时

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粗镗第二次至50mm

S=1.6-2.0，选S=2.0mm/r（10-97）

v=56.6m/min，n=360r/min（6r/min）（表10-98）

切削工时

l1=0.87，l=105（表11-9）

t=（D-d1）/2=（50-47）/2=1.5mm

t0=

=9.07s（0.15min）

2精镗至52m

S=1.6-2.0，选S=1.6mm/r（10-97）

v=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/min）（表10-98）

切削工时

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钻2×Φ12孔

选择直柄麻花钻（GB1436-78）

1钻到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/

切削工时

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）

按机床选取nw=800r/s（13.3r/min）

∴实际切削速度v=

=0.46m/s

切削工时：

l1=3.4，l2=1.5，L=20（表11-6）

t0=

=7.49s（0.13min）

②扩孔钻至11.85

S=0.7-0.9，S=0.7mm/r（10-75）

v=22.2m/min，n=472r/min（表10-76）

按机床选取nw=460r/min=7.67r/s

实际切削速度

=0.29m/s

切削工时

l1=0.58，l2=1.5，l=20

=4.11s（0.07min）

③铰至Φ12

选用锥柄机用铰刀D=12（表8-34）

S=1.7mm/r（10-81）

v=10m/min，n=318r/min（5.3r/s）（表10-84）

切削工时

l1=0.05，l2=18，l=20

=5.14s（0.09min）

2.6.8铣端面

1铣车至107mm

S=（0.3～0.5）mm/r（10-19）

选s=0.4mm/r

V=118m/min（1.97m/s）

=9.65r/s（597r/min）

按机床选取nw=8.6r/s（516r/s）

∴实际切削速度为

=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半精铣至105.8mm

S=（0.3～0.5）mm/r（10-19）

选s=0.3mm/r

V=35m/min（0.58m/s）

=2.84r/s（171r/min）

按机床选取nw=2.5r/s（150r/s）

∴实际切削速度为

=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精铣至105mm

4S=（0.3～0.5）mm/r（10-19）

选s=0.3mm/r

V=35m/min（0.58m/s）

=2.84r/s（171r/min）

按机床选取nw=2.5r/s（150r/s）

∴实际切削速度为

=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）

选s=0.2mm/r

v=（12～25）m/min（0.58m/s），选v=20m/min=0.33m/m

=2.02r/s（121r/min）

按机床选取nw=120r/min（2r/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切断

选用锯片铣刀，D=175mm（8-38），齿数（8～38）

S=（0.03～0.04）mm/r（10-142）

选s=0.03mm/r

v=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）

Sm=Sz·Z·n=0.03×40×2.5=3mm

=49s（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φ6.5径向孔。

由工序尺寸精度可知此工序精度要求较低。

保证φ6.5孔中心轴线与φ55孔中心线垂直。

应限制X旋转，Z旋转

保证φ6.5锥孔为90°应限制Z移动

保证φ6.5孔的轴向位置应限制y移动

保证φ6.5孔相对于φ52孔中心线的对称度应限制X移动

保证φ6.5与φ12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φ52心轴与工件φ52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φ52h7

2.菱形销与φ12孔配合H7/h7

△2=2b/D2（△k+△j-△1/2）

=2×3/12（0.15+0.05-0.021/2）=6/12×0.1895=0.095

d2=（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=0

△db=1/2*（52.025-51.975）=0.025

所以△dw=2*△db+△jb=0.05<1/3TT=0.4mm

（2）分析菱形销的定位误差

Dmax-dmin=12.013-11.887=0.126<1/3TT=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=0

△db=0

所以△dw=0

5.夹紧方案及元件的确定

（1）计算切削力及所需加紧力：

查《机械工程师夹具手册》表1-2-7切削扭矩计算公式M=0.34*D

S

KP得

M=0.34*10

*0.2

*

=10.91N*M

切削力计算公式PX=667*10*0.2

*（900/736）

=2514.03n

查《机械工程师夹具手册》表1-2-11得Wk=K*P*L/（µ*H+L）得

Wk=

=5774.27N

加紧如图所示

夹具体选用灰铸铁的铸造夹具体.

6、机床夹具装配图的技术要求

1）定位元件工作表面C面相对于夹具对定表面的平行度要求；

2）钻套轴心线相对于夹具对定表面C面的垂直度要求；

3）定位元件工作表面C面间的平面度要求；

4）钻套轴心线相对于定位元件表面C面的垂直度要求；

5）钻套轴心连线相对于定位元件B面的平行度要求；

6）钻模板工作表面相对于对定表面的平行度要求；

四、体会总结

这次关于夹具设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。

刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。

老师给我们详细讲解了机械设计应注意的问题，让我们先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图。

然后运用所学的工艺机加工知识，编排出工件的工艺过程。

再进行工装设计。

通过2周多的设计实践，使我对夹具设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础。

1、夹具设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融《机床夹具设计》、《机械设计》、《理论力学》、《材料力学》、《公差与配合》、《CAD实用软件》、《机械工程材料》等于一体。

2、这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用夹具设计和有关工艺的理论,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关夹具设计方面的知识等方面有重要的作用。

3、在这次的课程设计过程中,综合运用选修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行夹具课程的设计,一方面,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。

4、设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关夹具设计的知识，继续培养设计习惯和思维，提高设计实践能力。

5、衷心感谢呼英俊老师的指导和帮助，特别是老师为我们讲解和分析我们在设计过程中碰到的疑难问题，对我们进行心细致的辅导。

使我从他身上学到的不仅仅是知识，更多的是他那种严谨治学的态度，所有的这些都为我以后走上工作岗位树立了一面优秀的旗帜。

其次，在整个设计过程中，也有不少同学给我提出了宝贵的意见和建议，在此我一并对他们表示深深的感谢！

五、附录

参考文献：

【1】李益民主编《机械制造工艺设计简明手册》机械工业出版社

【2】李兆铨、周明研主编《机械制造技术》中国水利水电出版社　

【3】李名望主编《机床夹具设计实例教程》化学工业出版社

【4】联合编写组《机械设计手册》化学工业出版社

【5】卢秉恒主编《机械制造技术基础》机械工业出版社

【6】赵家奇主编《机械制造工艺课程设计指导书》机械工业出版社