C6140车床对开合螺母下座工艺规程.docx

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C6140车床对开合螺母下座工艺规程

C6140车床对开合螺母下座工艺规程

1．零件的分析

1.1部件的组成

两半螺母[2件]，上、下螺母座[各1件]，拨销[2件]，双离心拨盘[1件]，转轴[1件]，手柄[1件]，镶条与调节螺钉[各1件]

1.2零、部件的作用

题目所给定的零件是C6140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。

1.3性能要求

上下螺母动作同步的要求

螺母与丝杠的同轴度要求

两螺母相对丝杠轴心的径向位置可调要求（两半螺母相互分离程度可调）

两半螺母对合时与丝杠中心线的对称度要求对齐并在允许的公差范围内。

1.4性能主要技术要求与分析

各加工表面符号

Ø52H7孔轴心线对C面平行度要求的分析；

Ø52H7孔轴心线对两B面垂直度要求的分析；

E面对Ø52H7孔轴心线的端面跳动要求的分析；

B1与B2面平行度要求的分析；

Ø12H7孔对C面垂直度要求的分析；

审查零件的结构工艺性

零件的类型：

中型支架类（切开后属叉架类）；

具有燕尾结构，是零件的主要设计基准之一；

Ø52H7孔具有薄壁；

Ø52H7孔两端面处相对燕尾有凸台（作用）；

调节螺钉孔M10底孔为深孔，且螺钉应保证和上螺母座接触面具有良好接触；

由以上分析加工时是否便于进刀、退刀；是否便于装夹及减少装夹次数等

二、毛坯的选择

2.1毛坯生产类型

确定毛坯类型为500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。

2.2毛坯铸造

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。

毛坯浇注方式：

两箱铸造侧面浇注：

2.3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。

2.4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﹪。

2.5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。

2.6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。

2.7画毛坯图

根据毛坯精度等级考虑在加工表面加放机械加工余量；

毛坯余量是在零件图基础上加放；

各加工表面余量从手册中按对应精度等级查取；

加放余量的尺寸应标注毛坯公差（双向对称），从手册中按对应精度等级查取；

图中:

双点划线表示零件主要轮廓;红线示意加放余量部位

应注意：

68、120、108、81.2、18这些尺寸是怎样得到的？

三．工艺规程设计

3.1制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，是应该使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到妥善的保证。

在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。

除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

[草拟工艺路线]

（先粗后精原则、先面后孔原则）

铸造——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

3.2工艺路线方案：

工序Ⅰ.铸造。

Ⅱ.热处理。

Ⅲ.粗，铣底面

Ⅳ.铣1×3退刀槽

Ⅴ.粗铣两E面

Ⅵ.粗镗Φ50孔

Ⅶ.半精铣C面、B面，精铣C面、B面

Ⅷ.刮研C面、B面使粗糙度达1.6

Ⅸ.精铣两E面使对Φ52孔轴心线的端面跳动符合要求

Ⅹ.精镗Φ52孔并使轴心线与C面平行度符合要求

Ⅺ.钻Φ11.5孔深20，并使对C面垂直度符合要求

Ⅻ.铰Φ12H7孔并使轴心线与C面垂直度符合要求

铣切分离上下螺母座

钻M10底孔、攻M10螺纹、钻2-Φ7孔、锪90°锥孔

3.3定位基准选择与分析

精基准选择与分析

主要加工表面有C、B面和Ø52H7孔及Ø12H7孔，按先面后孔的原则，先选择加工Ø52H7孔的精基准。

选择：

精加工过的C、B面与一侧面为定位基准，其中C面限制3个不定度，为主要定位基准面，B面限制2个不定度，为第二定位基准。

粗基准选择与分析

[加工燕尾导轨面（C、B、D）的基准]

以预铸孔Ø44为主要定位基准，这样加工C、B后以它们为精基准加工Ø52孔时，使孔的加工余量均匀。

加工燕尾上2-Ø12H7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Ø52H7孔轴线在水平面的垂直度要求）；

Ø52H7孔以削边销定位，限制1个不定度（保证两孔对中）。

钻螺纹底孔、攻M10螺纹时的定位基准

1、这里应考虑深孔加工钻头工进导向问题；

2、也可考虑工序集中，一次安装加工多工序

内容的工艺安排。

3.4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

精铰至Φ52H7，表面粗糙度为Ra1.6um，工序余量为2z=0.08；

粗铰至51.92mm2z=0.42；

精车至51.5mm2z=1.5；

粗车第二次至50mm2z=3；

粗车至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

精车至972z=0.8；

半精车至97.82z=1.2；

粗车至992z=6；

4.另一端面

精车至952z=0.5；

半精车至96.52z=0.5；

粗车至962z=1；

3.5确定切削用量及基本工时

工序Ⅰ：

铣燕尾及空刀槽

3.5.1粗铣燕尾

v=6m/min（0.1m/s）

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）

3.5.2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）

3.5.3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）

3.5.4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）

3.5.5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）

3.5.6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）

3.5.7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）

3.5.8车端面

1粗车至99mm

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半精镗至97.8mm

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精车至97mm

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=0.4，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）

4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）

3.5.9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）

四、机床夹具设计

4.1工序尺寸精度分析

由工序图知，本道工序为钻、锪两个φ6.5径向孔。

由工序尺寸精度可知此工序精度要求较高。

保证12孔中心轴线与φ55孔中心线垂直。

应限制X旋转，Z旋转

保证φ12孔为90°应限制Z移动

保证φ12孔的轴向位置应限制y移动

保证φ12孔相对于φ55孔中心线的对称度应限制X移动

保证φ12与φ6.5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

4.2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，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Ø52H7孔轴线在水平面的垂直度要求）；

Ø52H7孔以削边销定位，限制1个不定度（保证两孔对中）。

综合结果：

限制X移X转，Y移Y转，Z移Z转

4.3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*（55.025-54.975）=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

4.4夹紧方案及元件的确定

（1）计算切削力及所需加紧力：

刀具：

直柄麻花钻直径11mm

M=

=

当HT200时查的修正系数K料M=K料

实际切削扭矩及轴向力F为；

M=6.83*0.9=6.147NM

F=1618.65*0.9=1456.78N

夹具体选用灰铸铁的铸造夹具体.

五、体会总结

本次课程设计是对我们这些年来在学校所学知识的复习和巩固。

通过课程设计可以检验出我们在校期间的学习水平。

从而使我们对所学专业知识理解的更透彻，运用的更熟练。

从我们拿到零件图纸的第一天开始，我们的老师就详细给我们讲了设计的步骤，还安排了辅导时间。

为我们圆满的完成任务制定了详细的计划。

我们以前所接触的只是课本上的知识，对实际的机械加工工艺了解的不很透彻。

但是通过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，从而更加提高了我们的专业素养，和实践水平。

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。

在设计期间，我们亲身体验了机械加工工艺的设计，对我们有了很大提高。

遇到不懂的问题时，指导老师们都能细心的帮助我。

同学之间虽然每个人的设计课题不一样，但我们之间还是会经常讨论，互相帮助，不紧学会了知识，而且还锻炼了我们的团队精神。

在这次设计中，要感谢我们的指导老师，他们在设计期间为我们的解决了很多难题。

相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中干的更出色。

六、参考文献

参考文献：

【1】机械加工工艺设计手册张耀宸航空工业出版社

【2】机械制造工艺设计手册王绍俊机械工业出版社

【3】机械设计手册《机械设计手册》联合编写组化学工业出版社

【4】机床夹具设计实例教程李名望化学工业出版社

【5】机械制造技术基础卢秉恒机械工业出版社