CA6140_车床对开螺母体下部说明书

1、机机 械械 制制 造造 技技 术术 与与 装装 备备 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 设计题目：设计题目：C6140 车床对开合螺母下座工艺规程车床对开合螺母下座工艺规程 及及钻钻 2-12H7孔加工夹具设计孔加工夹具设计 专专 业：业：机械设计及其制造机械设计及其制造 班班 级：级： 学学 号：号： 设设 计计 者：者： 指导教师：指导教师： 日日 期期20142014 年年 6 6 月月 2020 日日 一、零件的分析一、零件的分析.3 1.1 开合螺母上座体零件图开合螺母上座体零件图.3 1.2 零件的功能：零件的功能：.3 二、开合螺母座设计二、开合螺母座设计.4 2.1 确

2、定毛坯的材料确定毛坯的材料.4 2.2 确定铸造方法确定铸造方法.4 2.3 毛坯的浇注方式毛坯的浇注方式.4 2.4 画毛坯图画毛坯图.4 三、工艺规程设计三、工艺规程设计.6 3.1 性能要求性能要求.6 3.2 工艺路线的拟定工艺路线的拟定.6 3.3 工艺路线方案：工艺路线方案：.7 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.7 3.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时.8 3.5.1 粗铣燕尾粗铣燕尾.8 3.5.2 精铣燕尾精铣燕尾.8 3.5.3 铣退刀槽铣退刀槽.9 3.5.4 粗铣端面粗铣端面.9 3.5.5 精铣端面精

3、铣端面.9 3.5.6 钻钻 52H7 孔并倒角孔并倒角 1.545.10 3.5.7 钻钻 2 12 孔孔.11 3.5.8 车端面车端面.12 3.5.9 切断切断.13 四、机床夹具设计四、机床夹具设计.14 4.1 工序尺寸精度分析工序尺寸精度分析.14 4.2 定位方案确定定位方案确定.14 4.3 定位误差分析计算定位误差分析计算.14 4.4 夹紧方案及元件的确定夹紧方案及元件的确定.15 五、体会总结五、体会总结.16 参考文献参考文献.17 一、零件的分析一、零件的分析 1.11.1 开合螺母上座体零件图如下所示开合螺母上座体零件图如下所示： 1.21.2 零件的功能零件的功

4、能： 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，不会而自动脱开。 二、开合螺母座设计二、开合螺母座设计 2

5、.12.1 确定毛坯的材料确定毛坯的材料 根据零件图所标出的零件材料，可知该零件为选用毛坯的材料为 HT200 2.22.2 确定铸造方法确定铸造方法 根据零件的年生产纲领，可知此零件为中批量零件，可知选取铸造方法为手工铸造中的 砂型铸造,选用的砂型类别为湿型；可知造型材料选用粘土砂，灰铸铁的尺寸公差等级为 13-15 级，选取等级为 14 级。 2.32.3 毛坯的浇注方式：两箱铸造侧面浇注（见下图）毛坯的浇注方式：两箱铸造侧面浇注（见下图） 2.42.4 画毛坯图画毛坯图 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

6、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

7、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。 毛坯图示例： 三、工艺规程设计三、工艺规程设计 3.13.1 性能要求性能要求 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）主要技术要求与分析 主要技术条件的选择及分析是指：定性分析加工精度要求较高的表面之尺寸精度、相互 位置精度、表面粗糙度等；能分析出若达不到要求，将会对机构的工作性能要求产生何种影 响，以此做为今后工艺安排的依据之一。 确定各加工表面符号以便于分析

8、52H7 孔轴心线对 C 面平行度要求的分析； 52H7 孔轴心线对两 B 面垂直度要求的分析； E 面对 52H7 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； 12H7 孔对 C 面垂直度要求的分析； 2、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； 52H7 孔具有薄壁； 52H7 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。 3、 由零件的生产纲领决定生产类型 生产

9、纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。零件在计划期内一年的 生产纲领包含了备品、废品在内的生产数量。 按中型机械，根据零件年生产纲领，生产类型为成批生产中的中批生产范围。 3.23.2 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 （先粗后精原则、先面后孔原则等）： 一 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（52）孔 二、 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 三、 精加工两 E 面半精镗（ 52 ）孔精镗 52H7 孔钻、铰 12H7 孔 四、 铣切（5mm）分离上下螺母座钻 M10 底孔（8.5）攻 M1

10、0 螺纹 钻 2- 7 及锪孔 五、 清理去毛刺检验 3.33.3 工艺路线方案：工艺路线方案： 工序. 铸造。 . 热处理。 . 粗，铣底面 . 铣 13 退刀槽 . 粗铣两 E 面 . 粗镗 50 孔 . 半精铣 C 面、B 面，精铣 C 面、B 面 . 刮研 C 面、B 面使粗糙度达 1.6 . 精铣两 E 面使对 52 孔轴心线的端面跳动符合要求 . 精镗 52 孔并使轴心线与 C 面平行度符合要求 . 钻 11.5 孔深 20，并使对 C 面垂直度符合要求 . 铰 12H7 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 2-7 孔、

11、锪 90锥孔 2.精基准选择与分析 以预铸孔 44 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 2-12H7 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） ； 52H7 孔以削边销定位，限制 1 个不定度（保证两孔对中） 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

12、序推。 3.43.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “对开螺母体”零件材料为 HT200 灰铸铁。毛坯重量为 4 公斤，生产类型为中批生产， 采用砂型铸造毛坯。 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 精铰至 52H7，表面粗糙度为 Ra1.6um，工序余量为 2z=0.08； 粗铰至 51.92mm 2z=0.42； 精车至 51.5mm 2z=1.5； 粗车第二次至 50mm 2z=3； 粗车至 47m 2z=7； 2. 2 12 孔 铰至 12mm 2z=0.15； 扩

13、钻至 11.85mm 2z=0.85； 钻至 11 2z=11； 3. 一端面 精车至 97 2z=0.8； 半精车至 97.8 2z=1.2； 粗车至 99 2z=6； 4. 另一端面 精车至 95 2z=0.5； 半精车至 96.5 2z=0.5； 粗车至 96 2z=1； 3.53.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序：铣燕尾及空刀槽 3.5.13.5.1 粗铣燕尾粗铣燕尾 v=6m/min（0.1m/s） ns=1000v/dw =1000 40 =0.8r/s（47.8r/min） 按机床选取 nw=0.79 r/s （47.5r/min） 实际切削速度切削工时：

14、l1=8.7（表 1-11-12） t0=158.3s（2.64min） 3.5.23.5.2 精铣燕尾精铣燕尾 v=6m/min（0.1m/s） （表 1-10-151） ns= =0.8r/s（47.8r/min） 按机床选取 nw=0.79 r/s （47.5r/min） 实际切削速度 v=dw nw/1000=3.14400.79/1000=0.43m/s 切削工时： l1=6.3（表 1-11-12） t0=153s（2.6min） 3.5.33.5.3 铣退刀槽铣退刀槽 s=0.020.03（表 1-10-142） 选 s=0.02mm v=47m/min（0.78m/s） （表

15、1-10-144） ns= =4.14r/s（248r/min） 按机床选取 nw=4 r/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=sz z n=0.02 436=2.88 t0=3.785s（0.06min） 3.5.43.5.4 粗铣端面粗铣端面 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

16、 v= =1.01m/s（61m/min） 切削工时： l1=37.5，l2=2（表 1-11-15） sm=sz z n=0.1 18 3.7=0.37 t0=（=185s（3min） 3.5.53.5.5 精铣端面精铣端面 铣刀每转进给量 0.100.12 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=sz z n=0.1 18 3.7=0.37 t0=185s（3

17、min） 3.5.63.5.6 钻钻 52H752H7 孔并倒角孔并倒角 1.5451.545 (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 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） 粗镗第二次至 50mm S=1.6-2.0，选 S=2.0mm/r（10-97） v=56.6

18、m/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） 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） 3.5.73.5.7 钻钻 2 2 1212 孔孔 选择直柄麻花

19、钻（GB1436-78） 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） 扩孔钻至 11.

20、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） 铰至 12 选用锥柄机用铰刀 D=12（表 8-34） S=1.7 mm/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） 3.5.83.5.8 车端面车端面 粗车至 99mm S=

21、（0.30.5） mm/r （10-19） 选 s=0.4 mm/r V=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） 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/sn ） i =（42.5/0.48.6）2=24.72s（0.4min） 半精镗至 97.8mm S=（0.30.5） mm/r （10-19） 选 s=0.3 mm/r V=35m

22、/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） 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/sn ） i =（39.5/0.32.5）1=52.7s（0.88min） 精车至 97mm S=（0.30.5） mm/r （10-19） 选 s=0.3 mm/r V=35m/min（0.58m/s） =2.84r/s（171r/min） 按机床选取 nw=2.5r/s（150

23、 r/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/sn ） i =（39.5/0.32.5）1=52.7s（0.88min） 倒角 1.545 S=（0.150.25） mm/r （10-90） 选 s=0.2 mm/r v=（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） l=0.75，l1=0.4（11-9

24、） tm=（l+ l1）/nw s=（0.75+0.4）/（20.2）=2.87min（172.5s） 3.5.93.5.9 切断切断 选用锯片铣刀，D=175mm（8-38） ，齿数（838） S=（0.030.04） mm/r （10-142） 选 s=0.03 mm/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= SzZn=0.03402.5=3mm =49s（0.82min） 四、机床夹具设计四、机床夹具设计 4.14.1 工序尺寸精度分析工序尺寸精

25、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高。 保证 12 孔中心轴线与 55 孔中心线垂直。应限制 X 旋转，Z 旋转 保证 12 孔为 90应限制 Z 移动 保证 12 孔的轴向位置应限制 y 移动 保证 12 孔相对于 55 孔中心线的对称度应限制 X 移动 保证 12 与 6.5 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 4.24.2 定位方案确定定位方案确定 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

26、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） ； 52H7 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 4.34.3 定位误差分析计算定位误差分析计算 (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=0.051/3T 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=0 db=0 所以dw=0 4.44.4 夹紧方案及元件的确定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