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CA6140 螺母 M6 螺纹 钻床 夹具 设计

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内容简介：

课程设计机械制造技术课程设计说明书设计题目： 制定开和螺母零件的加工工艺， 设计钻螺纹底孔钻床夹具 序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。I目录设计任务书I序言II课程设计说明书正文：第1章 零件的分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺分析1第2章 工艺规程设计22.1 确定毛坯的制造形式22.2 几面选择22.3 制定工艺路线22.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定32.5 确定切削用量及基本工时3第3章 专用夹具设计53.1 设计主旨53.2 夹具设计53.2.1 定位基准的选择53.2.2 切削力和加紧力计算53.2.3 定位误差分析53.2.4 夹具设计及操作的简要说明6参考文献7致谢8第1章 零件的分析1.1 零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床上的对开螺母，也称开合螺母。其作用是为了传递机床梯形丝杠的动力。当开合螺母处于“开”的位置（即其手柄在上方）时，丝杠（或称“丝杆”）的旋转运动将无法传递给溜板箱；反之，则丝杠的旋转运动将传递给溜板箱，由溜板箱将其转换成溜板的直线运动，完成刀具的纵向移动，平时机床溜板用光杠传动的，车螺纹的时候对开螺母闭合，用梯形丝杠传动，从而完成诸如车削螺纹等工作。1.2 零件的工艺分析该零件结构比较简单，其主要加工的面只有62、52外圆柱面，M41.5的梯形螺纹。因此先将零件当做轴类零件进行加工，再扩孔，进行螺纹加工，钻4个螺纹孔，最后再将零件切开一分为二。零件精度及表面粗糙度要求较高，因此要合理安排精加工，以保证达到要求。零件图：第2章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为球墨铸铁,考虑到球墨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,以便使开合螺母在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠。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；这样得来的铸件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。2.2 几面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：对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。因此对本零件来说，选择以62外圆柱面作为粗基准面加工62外圆柱面和右端面。精基准的选择：使用经过加工的表面作为定位基准，采用加工了的62外圆柱面和右端面作为精基准。2.3 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。工艺路线方案工序1：粗车62外圆及端面。工序2：粗车、半精车62和52外圆。工序3：精车62和52外圆。工序4：粗镗、精镗31.5。工序5：粗车梯形螺纹。工序6：精铰梯形螺纹。工序7：切断。工序8：精铣R23圆弧，去除毛刺。工序9：钻孔M6螺纹底孔孔，去除毛刺。工序10：攻M6螺纹底孔。工序11：终检。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定由机械制造工艺简明手册表2.2-3、2.2-5、2.2-4、2.2-1可确定毛坯尺寸及公差。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、工序尺寸确定如下：一端面粗车至113 l=2；62外圆粗车至62 2z=3；另一端面粗车至111 l=2；62外圆粗车至62 2z=3；52外圆精车至52 2z=0.3；半精车至52.3 2z=1.1；粗车至53.4 2z=1.6；62左轴肩面精车至103 l=0.3；半精车至102.7 l=0.7；粗车至102 l=1；62右轴肩面精车至8 l=0.3；半精车至8.3 l=0.7；粗车至9 l=1；31.5精镗至31.5 2z=1； 粗镗至30.5 2z=2；2.5 确定切削用量及基本工时工序7：钻2X5孔并加工螺纹孔2XM6。本工序采用计算法确定切削用量。（1）机床：摇臂钻床Z35（2）刀具选择：选用高速钢,锥柄标准麻花钻5，M6丝锥。（3）确定切削用量：2个孔共走2次刀,由切削手册表11-2，f=0.13mm/r, V=18m/min，n=1000*18/(3.14*5)=1146.5 r/min，根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，取n机=1320r/min,所以 V =3.1413205/1000=20.7m/min 。（4）计算基本工时：钻孔工时：tm1= 2*l/fn=2(3+16+3)/(0.13*1320) =0.26min。攻丝工时：t= (l+l1+l2)/fn+(l+l1+l2)/fn0l1=(1-3)p, l2 =(2-3)pn0为丝锥或工件回程的转速，p为加工螺纹的螺距。根据机械加工工艺设计简明手册表2.3-20，P=1所以tm2=2*2(16+2+2)/(0.13*1000)=0.62 min。最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填如机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片中。第3章 专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常要设计专用夹具。经过与指导师协商，决定设计第9、10道工序钻2M6螺纹底孔的钻床专用夹具。3.1 设计主旨本夹具主要用来钻5mm孔、攻M6螺纹底孔。3.2 夹具设计3.2.1 定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择底面、侧面和曲面与底面相交的线为定位基准，保证加工基准和设计基准重合，再使用手动偏心轮夹紧机构进行夹紧。3.2.2 切削力和加紧力计算本步加工按钻削估算夹紧力。实际效果可以保证可靠的夹紧。钻削轴向力 ：扭矩 ：夹紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际夹紧力为F=S1*S2*S3*S4*F=24.1N使用偏心轮机构进行人工夹紧，调节偏心轮手柄，即可满足所需的夹紧力。3.2.3 定位误差分析由于加工基准和设计基准重合，所以能很好的保证了加工精度。3.2.4 夹具设计及操作的简要说明所加工的零件尺寸不大，并且所需夹紧力不是很大，为使夹具简单，操作方便灵活，故使用手动偏心轮夹紧机构夹紧。装配图： 参考文献1吴 拓主编机械制造工艺与机床夹具课程设计指导.北京：机械工业出版社，20102艾兴、肖诗纲主编切削用量简明手册M.北京：机械工业出版社.3李益民主编.机械制造工艺设计简明手册M .北京：机械工业出版社，19934孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社，19915王 栋主编.机械制造工艺课程设计指导书M.北京：机械工业出版社6梅 伶主编.模具课程设计指导北京：机械工业出版社，20107王卫卫主编.材料成形设备北京：机械工业出版社，20108甘永立主编.几何公差与检测上海：上海科学技术出版社，20089孙 桓、陈作模、葛文杰主编.机械原理北京：高等教育出版社，200610崇 凯主编.机械制造技术基础.化学工业出版社，199311王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社，198712黄如林主编.切削加工简明实用手册.化学工业出版社，200413薛源顺主编.机床夹具设计.机械工业出版社，199514陈于萍、高晓康主编.互换性与测量技术.北京高等教育出版社，2005.15司乃钧，许德珠主编.热加工工艺基础. 高等教育出版社，199116张龙勋主编.机械制造工艺学课程设计指导及习题.机械工业出版社，1999.11致谢课程设计是我们机械专业学生在校学习的一个总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过这次课程设计，使我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识，并为我今后从事机械相关工作树立了坚定的信心。我这次课程设计的题目是CA6140开合螺母的工艺工装设计，其中涉及到了很多曾经学过的计算，验算等以及相关专业方面的知识。在设计的过程中，通过把自己几年来所学到的专业知识和实践相结合，并运用到设计中，我顺利完成了课程设计的各项任务。但在设计过程中，我对一些理论问题掌握的不够充足，经过多次向指导老师请教最后才得以解决。在今后的学习和工作中，我会更多的吸取相关方面的知识，不断提高自己的专业水平和能力。通过本次课程设计，我了解和掌握了机械工艺等方面的诸多知识，锻炼了自己分析问题和解决问题的能力，并积累了一定的实践经验，为今后的工作打下了坚实的基础。但由于时间紧，任务重，再加上本人的知识水平和能力有限，以及经验不足，设计中难免存在一些缺点和错误，望老师给予批评指正。9-机 械 加 工 工 序 卡产品型号4零（部）件图号共1 页产品名称开和螺母零（部）件名称M6第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号金工9钻M6螺纹孔球墨铸铁毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻M6螺纹孔5摇臂钻床Z35132020.70.133022攻M6螺纹摇臂钻床Z35132020.70.13301编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片1产品型号零（部）件图号第 1 页产品名称开和螺母零（部）件名称共 1 页材料牌号球墨铸铁毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工艺装备工时准终单件1粗车粗车62外圆和两端面金工CA61402粗、半精车粗车、半精车62外圆和52外圆金工CA61403精车精车62和52外圆金工CA61404粗、精镗粗镗、精镗31.5内孔，倒角金工CA61405粗车梯形螺纹粗车梯形螺纹金工CA61406精铰梯形螺纹精铰梯形螺纹金工CA61407切断切断金工X638精铣精铣R23圆弧，去除毛刺金工X639钻孔钻孔M6螺纹孔，去除毛刺金工Z350.62min10攻螺纹攻M6螺纹金工Z3511终检终检质检室编制 （日期）审核 （日期）会签 （日期）、处 数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期课程设计机械制造技术课程设计说明书设计题目： 制定开和螺母零件的加工工艺， 设计钻螺纹底孔钻床夹具 序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。I目录设计任务书I序言II课程设计说明书正文：第1章 零件的分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺分析1第2章 工艺规程设计22.1 确定毛坯的制造形式22.2 几面选择22.3 制定工艺路线22.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定32.5 确定切削用量及基本工时3第3章 专用夹具设计53.1 设计主旨53.2 夹具设计53.2.1 定位基准的选择53.2.2 切削力和加紧力计算53.2.3 定位误差分析53.2.4 夹具设计及操作的简要说明6参考文献7致谢8第1章 零件的分析1.1 零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床上的对开螺母，也称开合螺母。其作用是为了传递机床梯形丝杠的动力。当开合螺母处于“开”的位置（即其手柄在上方）时，丝杠（或称“丝杆”）的旋转运动将无法传递给溜板箱；反之，则丝杠的旋转运动将传递给溜板箱，由溜板箱将其转换成溜板的直线运动，完成刀具的纵向移动，平时机床溜板用光杠传动的，车螺纹的时候对开螺母闭合，用梯形丝杠传动，从而完成诸如车削螺纹等工作。1.2 零件的工艺分析该零件结构比较简单，其主要加工的面只有62、52外圆柱面，M41.5的梯形螺纹。因此先将零件当做轴类零件进行加工，再扩孔，进行螺纹加工，钻4个螺纹孔，最后再将零件切开一分为二。零件精度及表面粗糙度要求较高，因此要合理安排精加工，以保证达到要求。零件图：第2章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为球墨铸铁,考虑到球墨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,以便使开合螺母在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠。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；这样得来的铸件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。2.2 几面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：对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。因此对本零件来说，选择以62外圆柱面作为粗基准面加工62外圆柱面和右端面。精基准的选择：使用经过加工的表面作为定位基准，采用加工了的62外圆柱面和右端面作为精基准。2.3 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。工艺路线方案工序1：粗车62外圆及端面。工序2：粗车、半精车62和52外圆。工序3：精车62和52外圆。工序4：粗镗、精镗31.5。工序5：粗车梯形螺纹。工序6：精铰梯形螺纹。工序7：切断。工序8：精铣R23圆弧，去除毛刺。工序9：钻孔M6螺纹底孔孔，去除毛刺。工序10：攻M6螺纹底孔。工序11：终检。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定由机械制造工艺简明手册表2.2-3、2.2-5、2.2-4、2.2-1可确定毛坯尺寸及公差。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、工序尺寸确定如下：一端面粗车至113 l=2；62外圆粗车至62 2z=3；另一端面粗车至111 l=2；62外圆粗车至62 2z=3；52外圆精车至52 2z=0.3；半精车至52.3 2z=1.1；粗车至53.4 2z=1.6；62左轴肩面精车至103 l=0.3；半精车至102.7 l=0.7；粗车至102 l=1；62右轴肩面精车至8 l=0.3；半精车至8.3 l=0.7；粗车至9 l=1；31.5精镗至31.5 2z=1； 粗镗至30.5 2z=2；2.5 确定切削用量及基本工时工序7：钻2X5孔并加工螺纹孔2XM6。本工序采用计算法确定切削用量。（1）机床：摇臂钻床Z35（2）刀具选择：选用高速钢,锥柄标准麻花钻5，M6丝锥。（3）确定切削用量：2个孔共走2次刀,由切削手册表11-2，f=0.13mm/r, V=18m/min，n=1000*18/(3.14*5)=1146.5 r/min，根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，取n机=1320r/min,所以 V =3.1413205/1000=20.7m/min 。（4）计算基本工时：钻孔工时：tm1= 2*l/fn=2(3+16+3)/(0.13*1320) =0.26min。攻丝工时：t= (l+l1+l2)/fn+(l+l1+l2)/fn0l1=(1-3)p, l2 =(2-3)pn0为丝锥或工件回程的转速，p为加工螺纹的螺距。根据机械加工工艺设计简明手册表2.3-20，P=1所以tm2=2*2(16+2+2)/(0.13*1000)=0.62 min。最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填如机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片中。第3章 专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常要设计专用夹具。经过与指导师协商，决定设计第9、10道工序钻2M6螺纹底孔的钻床专用夹具。3.1 设计主旨本夹具主要用来钻5mm孔、攻M6螺纹底孔。3.2 夹具设计3.2.1 定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择底面、侧面和曲面与底面相交的线为定位基准，保证加工基准和设计基准重合，再使用手动偏心轮夹紧机构进行夹紧。3.2.2 切削力和加紧力计算本步加工按钻削估算夹紧力。实际效果可以保证可靠的夹紧。钻削轴向力 ：扭矩 ：夹紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际夹紧力为F=S1*S2*S3*S4*F=24.1N使用偏心轮机构进行人工夹紧，调节偏心轮手柄，即可满足所需的夹紧力。3.2.3 定位误差分析由于加工基准和设计基准重合，所以能很好的保证了加工精度。3.2.4 夹具设计及操作的简要说明所加工的零件尺寸不大，并且所需夹紧力不是很大，为使夹具简单，操作方便灵活，故使用手动偏心轮夹紧机构夹紧。装配图： 参考文献1吴 拓主编机械制造工艺与机床夹具课程设计指导.北京：机械工业出版社，20102艾兴、肖诗纲主编切削用量简明手册M.北京：机械工业出版社.3李益民主编.机械制造工艺设计简明手册M .北京：机械工业出版社，19934孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社，19915王 栋主编.机械制造工艺课程设计指导书M.北京：机械工业出版社6梅 伶主编.模具课程设计指导北京：机械工业出版社，20107王卫卫主编.材料成形设备北京：机械工业出版社，20108甘永立主编.几何公差与检测上海：上海科学技术出版社，20089孙 桓、陈作模、葛文杰主编.机械原理北京：高等教育出版社，200610崇 凯主编.机械制造技术基础.化学工业出版社，199311王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社，198712黄如林主编.切削加工简明实用手册.化学工业出版社，200413薛源顺主编.机床夹具设计.机械工业出版社，199514陈于萍、高晓康主编.互换性与测量技术.北京高等教育出版社，2005.15司乃钧，许德珠主编.热加工工艺基础. 高等教育出版社，199116张龙勋主编.机械制造工艺学课程设计指导及习题.机械工业出版社，1999.11致谢课程设计是我们机械专业学生在校学习的一个总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过这次课程设计，使我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识，并为我今后从事机械相关工作树立了坚定的信心。我这次课程设计的题目是CA6140开合螺母的工艺工装设计，其中涉及到了很多曾经学过的计算，验算等以及相关专业方面的知识。在设计的过程中，通过把自己几年来所学到的专业知识和实践相结合，并运用到设计中，我顺利完成了课程设计的各项任务。但在设计过程中，我对一些理论问题掌握的不够充足，经过多次向指导老师请教最后才得以解决。在今后的学习和工作中，我会更多的吸取相关方面的知识，不断提高自己的专业水平和能力。通过本次课程设计，我了解和掌握了机械工艺等方面的诸多知识，锻炼了自己分析问题和解决问题的能力，并积累了一定的实践经验，为今后的工作打下了坚实的基础。但由于时间紧，任务重，再加上本人的知识水平和能力有限，以及经验不足，设计中难免存在一些缺点和错误，望老师给予批评指正。9-机 械 加 工 工 序 卡产品型号4零（部）件图号共1 页产品名称开和螺母零（部）件名称M6第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号金工9钻M6螺纹孔球墨铸铁毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻M6螺纹孔5摇臂钻床Z35132020.70.133022攻M6螺纹摇臂钻床Z35132020.70.13301编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片1产品型号零（部）件图号第 1 页产品名称开和螺母零（部）件名称共 1 页材料牌号球墨铸铁毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工艺装备工时准终单件1粗车粗车62外圆和两端面金工CA61402粗、半精车粗车、半精车62外圆和52外圆金工CA61403精车精车62和52外圆金工CA61404粗、精镗粗镗、精镗31.5内孔，倒角金工CA61405粗车梯形螺纹粗车梯形螺纹金工CA61406精铰梯形螺纹精铰梯形螺纹金工CA61407切断切断金工X638精铣精铣R23圆弧，去除毛刺金工X639钻孔钻孔M6螺纹孔，去除毛刺金工Z350.62min10攻螺纹攻M6螺纹金工Z3511终检终检质检室编制 （日期）审核 （日期）会签 （日期）、处 数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共1 页产品名称开和螺母零（部）件名称M6第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号金工9钻M6螺纹孔球墨铸铁毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻M6螺纹孔5摇臂钻床Z35132020.70.133022攻M6螺纹摇臂钻床Z35132020.70.13301编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机械制造技术课程设计说明书设计题目： 制定开和螺母零件的加工工艺， 设计钻4-M6螺纹的钻床夹具 专 业： 机电一体化技术 班 级： 10级一班 学 号： 1030320112 姓 名： 朱 明 明 指导教师： 陶 福 春 机械工程系2012年11月15日哈尔滨理工大学课程设计哈尔滨理工大学机械制造技术基础课程设计任务书设计题目：制定开和螺母零件（图5-11）的加工工艺，设计钻4-M6螺纹的钻床夹具 设计要求： 1、中批生产； 2、选用通用设备； 3、采用手动夹紧机构； 设计内容： 1、绘制加工工件图，计算机绘图； 2、制订零件的加工工艺过程，填写零件加工工艺过程卡一张和钻4-M6螺纹工序的工序卡。 3、设计指定的工序夹具，绘制夹具全套图纸； 4、编写设计说明书一份，按照毕业论文的格式写； 5、答辩时交全套夹具工程用图纸、设计说明书、工艺过程卡和工序卡，并交电子文稿 。 设计时间：2012年11月12日至11月23日 答辩时间：2012年11月23日 班 级： 机电10-1班 学 号： 1030320112 学生姓名： 朱 明 明 指导教师： 陶 福 春 系 主 任： 陶 福 春 2012年11月6日序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。II目录设计任务书I序言II课程设计说明书正文：第1章 零件的分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺分析1第2章 工艺规程设计22.1 确定毛坯的制造形式22.2 几面选择22.3 制定工艺路线22.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定32.5 确定切削用量及基本工时3第3章 专用夹具设计53.1 设计主旨53.2 夹具设计53.2.1 定位基准的选择53.2.2 切削力和加紧力计算53.2.3 定位误差分析53.2.4 夹具设计及操作的简要说明6参考文献7致谢8第1章 零件的分析1.1 零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床上的对开螺母，也称开合螺母。其作用是为了传递机床梯形丝杠的动力。当开合螺母处于“开”的位置（即其手柄在上方）时，丝杠（或称“丝杆”）的旋转运动将无法传递给溜板箱；反之，则丝杠的旋转运动将传递给溜板箱，由溜板箱将其转换成溜板的直线运动，完成刀具的纵向移动，平时机床溜板用光杠传动的，车螺纹的时候对开螺母闭合，用梯形丝杠传动，从而完成诸如车削螺纹等工作。1.2 零件的工艺分析该零件结构比较简单，其主要加工的面只有62、52外圆柱面，M41.5的梯形螺纹。因此先将零件当做轴类零件进行加工，再扩孔，进行螺纹加工，钻4个螺纹孔，最后再将零件切开一分为二。零件精度及表面粗糙度要求较高，因此要合理安排精加工，以保证达到要求。零件图：第2章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为球墨铸铁,考虑到球墨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,以便使开合螺母在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠。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；这样得来的铸件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。2.2 几面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：对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。因此对本零件来说，选择以62外圆柱面作为粗基准面加工62外圆柱面和右端面。精基准的选择：使用经过加工的表面作为定位基准，采用加工了的62外圆柱面和右端面作为精基准。2.3 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。工艺路线方案工序1：粗车62外圆及端面。工序2：粗车、半精车62和52外圆。工序3：精车62和52外圆。工序4：粗镗、精镗31.5。工序5：粗车梯形螺纹。工序6：精铰梯形螺纹。工序7：切断。工序8：精铣R23圆弧，去除毛刺。工序9：钻孔M6螺纹孔，去除毛刺。工序10：攻M6螺纹。工序11：终检。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定由机械制造工艺简明手册表2.2-3、2.2-5、2.2-4、2.2-1可确定毛坯尺寸及公差。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、工序尺寸确定如下：一端面粗车至113 l=2；62外圆粗车至62 2z=3；另一端面粗车至111 l=2；62外圆粗车至62 2z=3；52外圆精车至52 2z=0.3；半精车至52.3 2z=1.1；粗车至53.4 2z=1.6；62左轴肩面精车至103 l=0.3；半精车至102.7 l=0.7；粗车至102 l=1；62右轴肩面精车至8 l=0.3；半精车至8.3 l=0.7；粗车至9 l=1；31.5精镗至31.5 2z=1； 粗镗至30.5 2z=2；2.5 确定切削用量及基本工时工序7：钻2X5孔并加工螺纹孔2XM6。本工序采用计算法确定切削用量。（1）机床：摇臂钻床Z35（2）刀具选择：选用高速钢,锥柄标准麻花钻5，M6丝锥。（3）确定切削用量：2个孔共走2次刀,由切削手册表11-2，f=0.13mm/r, V=18m/min，n=1000*18/(3.14*5)=1146.5 r/min，根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，取n机=1320r/min,所以 V =3.1413205/1000=20.7m/min 。（4）计算基本工时：钻孔工时：tm1= 2*l/fn=2(3+16+3)/(0.13*1320) =0.26min。攻丝工时：t= (l+l1+l2)/fn+(l+l1+l2)/fn0l1=(1-3)p, l2 =(2-3)pn0为丝锥或工件回程的转速，p为加工螺纹的螺距。根据机械加工工艺设计简明手册表2.3-20，P=1所以tm2=2*2(16+2+2)/(0.13*1000)=0.62 min。最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填如机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片中。第3章 专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常要设计专用夹具。经过与指导师协商，决定设计第9、10道工序钻2M6螺纹的钻床专用夹具。3.1 设计主旨本夹具主要用来钻5mm孔、攻M6螺纹。3.2 夹具设计3.2.1 定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择底面、侧面和曲面与底面相交的线为定位基准，保证加工基准和设计基准重合，再使用手动偏心轮夹紧机构进行夹紧。3.2.2 切削力和加紧力计算本步加工按钻削估算夹紧力。实际效果可以保证可靠的夹紧。钻削轴向力 ：扭矩 ：夹紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际夹紧力为F=S1*S2*S3*S4*F=24.1N使用偏心轮机构进行人工夹紧，调节偏心轮手柄，即可满足所需的夹紧力。3.2.3 定位误差分析由于加工基准和设计基准重合，所以能很好的保证了加工精度。3.2.4 夹具设计及操作的简要说明所加工的零件尺寸不大，并且所需夹紧力不是很大，为使夹具简单，操作方便灵活，故使用手动偏心轮夹紧机构夹紧。装配图： 参考文献1吴 拓主编机械制造工艺与机床夹具课程设计指导.北京：机械工业出版社，20102艾兴、肖诗纲主编切削用量简明手册M.北京：机械工业出版社.3李益民主编.机械制造工艺设计简明手册M .北京：机械工业出版社，19934孟少农