開合螺母座的加工工藝及鉆2×φ12孔的鉆床夾具設(shè)計(jì)【說明書+CAD】
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哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院課程設(shè)計(jì)
機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書
設(shè)計(jì)題目：制定開合螺母座（圖5-12）的加工 工藝，設(shè)計(jì)鉆2×Ф12H7孔的鉆床夾具
專 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù)
班 級： 機(jī) 電11-2
學(xué) 號： 1130320211
姓 名： 胡 瑞
指導(dǎo)教師： 張 學(xué) 偉
機(jī)械工程系
2013年11月9日
前 言
機(jī)械制造工藝學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們在學(xué)校的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是產(chǎn)品（或工程）設(shè)計(jì)類題目。
我們這次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，以曾經(jīng)在實(shí)習(xí)工廠實(shí)習(xí)所參觀的并以此設(shè)備為參考，結(jié)合所學(xué)機(jī)械的各方面的知識，在老師指導(dǎo)下，查閱了許多手冊，經(jīng)過不斷的改進(jìn)，最終設(shè)計(jì)出了此次機(jī)構(gòu)，從而避免了加工質(zhì)量差，生產(chǎn)效率低，設(shè)備昂貴的問題。
在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，我們得到所學(xué)過的理論基礎(chǔ)，技術(shù)基礎(chǔ)，專業(yè)課全面的訓(xùn)練，為將來做好機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的工作提供全面的鍛煉機(jī)會。
我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是CA6140開合螺母工藝工裝設(shè)計(jì)，在張學(xué)偉老師的輔導(dǎo)下，對原有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，從而可以減少勞動強(qiáng)度，計(jì)算正確，五張零號圖紙，符合工作量的要求。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在計(jì)算，制圖，機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制造工藝等方面的知識受到全面的綜合訓(xùn)練，并有所提高，在夾具設(shè)計(jì)方面受益匪淺。特別是張學(xué)偉老師在工作中對我耐心輔導(dǎo)，有時甚至錯過了午飯時間。他對學(xué)生強(qiáng)烈的責(zé)任感和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，無不給我以深刻的影響。
就我個人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己今后參加實(shí)際工作打下一個良好的基礎(chǔ)。
由于類似的大型課題第一次接觸，經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰Ψ矫娴那啡?，錯誤之處一定存在，懇請各位老師給予批評指正。
目錄
1、零件的分析……………………………………1
1.1零件的作用………………………………………… 1
1.2 零件的工藝分析……………………………………2
2、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………………………3
2.1確定毛坯的制造形式………………………………… 3
2.2基面的選擇………………………………………… 4
2.3制定工藝路線…………………………………………4
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定……………6
2.5確定切削用量及基本工時……………………………7
3、參考文獻(xiàn)………………………………………16
1、零件的分析
1.1 零件的作用
開合螺母的作用是用來聯(lián)接絲桿的傳動到溜板箱。因?yàn)榱锇逑溆袃商讉鲃虞斎耄垂鈼U和絲桿。一般的走刀用光桿傳動，加工螺紋時用絲桿傳動。而這兩者是不能同時咬合的，否則會因傳比動不一造成傳動系統(tǒng)破壞。開合螺母的作用相當(dāng)于一個離合器，用來決定溜板箱是否使用絲桿傳動。
1.2零件的工藝分析
開合螺母座的加工表面可以分為三組：一是以燕尾凸臺為加工的加工表面，二是以半圓筒兩側(cè)面為加工的表面，三是以半同筒的內(nèi)部的加工表面。
①加工燕尾凸臺的加工表面，底面長度是75.2mm 以及倒角，還有底面的φ12H7深為了16mm的孔，側(cè)面的M10深為 30mm的螺紋孔，正面的φ8的通孔。加工兩邊的為55°斜度，還有燕尾凸臺與半筒想接處的凹槽部分。
②加工半圓筒兩側(cè)面，左面的半圓筒表面上的平面，以及上面的以中心線到燕尾凸臺頂面距為330.05mm的2xφ7xφ11的埋頭孔，右面的表面，以中心線到右邊距為49mm上表面總長為96mm,下表面總長105mm
③加工半圓筒內(nèi)表面，這個則沒有多大的要求，只要內(nèi)表面粗糙度達(dá)到1.6就可以了。
①②兩組有些要求：
半圓筒左右兩側(cè)面的垂直度公差為0.03，下表面粗糙度為3.2，上表面粗糙度1.6。
燕尾凸臺兩個側(cè)面的M10之間的平行度是0.04，垂直度是0.03，還要刮前。
正面的埋頭孔的孔間距達(dá)到60mm,右孔中心到右側(cè)上表面為17.5mm。
燕尾凸臺高度的公差是
由以上的數(shù)據(jù)可知道，對于這三組數(shù)據(jù)而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另二組，并保證它們之間的位置精度要求。
2、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形式
零件的材料為35鋼。由于零件不算是比較的復(fù)雜，所以這里采用煅件，而且零件是年產(chǎn)量是10000件，已達(dá)到大批量生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這對于提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。
2.2基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報廢，使搔到生產(chǎn)無法進(jìn)行。
①粗基準(zhǔn)的選擇
經(jīng)分析這個零件圖，粗基準(zhǔn)選擇燕尾凸臺底面和半圓筒兩個端面，因?yàn)閺膱D中可以看出，燕尾凸臺的高度，是以底面標(biāo)出的，則是以底面為基準(zhǔn)，圓筒左側(cè)也是標(biāo)出了數(shù)值。所以，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)：若零件有若干個不加工時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高度的不加工表面作為粗基準(zhǔn)）選擇這三個面，因?yàn)?，這個零件基本每個面都要加工，而且也不是很好裝夾，也只有這三個平面好裝夾些，這樣可以，限制、、、，再用壓釘壓住半圓筒下面的底座部分，可以限制、這六個自由度，以達(dá)到完全定位。
②精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮準(zhǔn)基重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。
2.3制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以采用萬能機(jī)床配以專用工、夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。
①工藝路線一：
工序1：模鍛
工序2:熱處理————正火
工序3:銑削銑燕尾凸臺并保證槽底長75.2mm，槽兩邊斜度為55°
工序 4：銑削銑兩端面，下端保證總長為105mm,上端保證總長95cn,并且中心到右邊端面為49mm, 并且上下端面距為8mm，面銑正。
工序5:銑削半圓筒外側(cè)面，并保證側(cè)面到中心距離為34mm。
工序6:鏜削半圓筒內(nèi)面并保證內(nèi)圓直徑為φ52mm。
工序7:鉆孔2xφ7xφ11的埋頭孔，孔間距為60mm，右側(cè)孔到右側(cè)上端邊為17.5mm，兩 孔 中心到燕尾凸臺頂端距為33mm，鉆削燕尾凸臺正面 φ8孔。
工序8:鉆削底座左側(cè)的M10螺紋孔，孔深30mm。攻螺紋孔M10mm。
工序9:鉆削燕尾凸臺底面 φ12孔深16mm。
工序10：研磨燕尾凸臺，并保證精度。
工序11:質(zhì)檢
②工藝路線二：
工序1：模鍛
工序2:熱處理————正火
工序3:銑削銑燕尾凸臺并保證槽底長75.2mm，槽兩邊斜度為55°
工序 4：銑削銑兩端面，下端保證總長為105mm,上端保證總長95cn,并且中心到右邊端面為49mm, 并且上下端面距為8mm，面銑正。
工序5:銑削半圓筒外側(cè)面，并保證側(cè)面到中心距離為34mm。
工序6:鉆孔2xφ7xφ11的埋頭孔，孔間距為60mm，右側(cè)孔到右側(cè)上端邊為17.5mm，兩孔 中心到燕尾凸臺頂端距為33mm，鉆削燕尾凸臺正面 φ8孔。
工序7:鏜削半圓筒內(nèi)面并保證內(nèi)圓直徑為φ52mm。
工序8:鉆削底座左側(cè)的M10螺紋孔，孔深30mm。攻螺紋孔M10mm。
工序9:鉆削燕尾凸臺底面 φ12孔深16mm。
工序10：研磨燕尾凸臺，并保證精度。
工序11:質(zhì)檢
③工藝方案的比較分析
上述兩個工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先鏜削內(nèi)孔，再鉆削埋頭孔，而方案二則與其相反，先鉆埋頭孔，而后鏜削內(nèi)孔。經(jīng)比較可見，先鏜內(nèi)孔，而后鉆孔，這樣對于定位比較的精確，對加工也比較的方便，對加工精度的提高也是很好的，因?yàn)楹竺鎺讉€工序是鉆孔，這樣方案一就少了幾次的裝夾次數(shù)，從而提高了加工精度及提高了工作效率，所以，選擇方案一作為加工工藝方案。
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“開合螺母座”零件材料為35鋼，尺寸也不是很大，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用模鍛生產(chǎn)毛坯。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
①對于整個“開合螺母座”的尺寸:
其長度為105mm,高度83mm,寬度，上面半圓筒是mm,下面座體寬是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，所以雙邊加粗加工余量2Z=5mm,單邊粗加工余量Z=2mm可以滿足加工要求。精加工，表面的尺寸有，105，34，18，而雙邊的只有105，所以，它的粗加工余量，是2Z=4mm,精加工余量是2z=1mm,也可以滿足加工要求，而34和18是單邊，它們的粗加工余量Z=1.8mm精加工余量z=0.2mm。而34的尺寸偏差對余量也滿足。對于，燕尾凸臺的寬度75.2mm，兩邊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也是可以滿足要求的。
②半加圓筒內(nèi)孔：
其表面粗糙度要求也比較的高為1.6所以要精加工，先是粗鏜，后是精鏜。所以粗加工的余量2Z=1.8mm，精加工余量2z=0.2mm，也可以滿足加工要求。
2.5確定切削用量及基本工時
工序3：銑燕尾凸臺并保證槽底長75.2mm，高mm，槽兩邊斜度為55°。
=0.08mm/ 齒（參考《切削手冊》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=20m/min
采用高速鋼立銑刀，在=50mm,齒數(shù)z=5。則
==r/min=127.4r/min
現(xiàn)選用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書，查表，取 =125r/min,故實(shí)際切削速度為
V===19.6m/min
當(dāng)nw=125r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
=0.085125mm/min=50mm/min
查表知，剛好有=50mm/min
切削工時：由于銑刀的直徑比工作表面窄，所以一刀就不可以銑完整個工作表面，于是可以用作圖法得出銑刀的行程2=4=240mm。因此，機(jī)動工時為
===4.8min
工序4：銑兩端面，下端保證總長為105mm,上端保證總長95cn,并且中心到右邊端面為49mm, 并且上下端面距為8mm。
工步1:粗銑，=0.08mm/ 齒（參考《切削手冊》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=20m/min
采用采用高速鋼圓柱形銑刀,=50mm,齒數(shù)z=4,則
==r/min=127.4r/min
現(xiàn)選用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書，查表，取 =125r/min,故實(shí)際切削速度為
V===19.6m/min
當(dāng)=125r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為
=0.084125mm/min=40mm/min
經(jīng)查表知道，剛好有=40mm/min
切削工時：由于銑刀的直徑比工作表面寬所以一刀就不可以銑完整個工作表面，于是可以用作圖法得出銑刀的行程+82=83-26+16=73mm,由于是兩端，所以=732=146mm因此機(jī)動工時為：
==min=3.65min
工步2:精銑，=0.08mm/ 齒（參考《切削手冊》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=45m/min
采用采用高速鋼圓柱形銑刀,=50mm,齒數(shù)z=8,則
ns==r/min=286.6r/min
現(xiàn)選用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書，查表，取 =300r/min,故實(shí)際切削速度為 v= =47.1m/min
當(dāng)nw=300r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為
=0.088300mm/min=192mm/min
切削工時：行程和粗銑的一樣，所以切削工時為，
==min=0.76min
工序5:銑削半圓筒外側(cè)面，并保證側(cè)面到中心距離為mm。
工步1:粗銑，=0.08mm/ 齒（參考《切削手冊》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=20m/min
采用高速鋼立銑刀，在=50mm,齒數(shù)z=5。則
ns==r/min=127.4r/min
現(xiàn)選用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書，查表，取 =125r/min,故實(shí)際切削速度為
V==mm/min=19.6mm/min
當(dāng)=125r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為
=0.085125mm/min=50mm/min
查表知，剛好有=50mm/min
切削工時：由于銑刀的直徑比工作表面窄，且是兩面，所以一刀就不可以銑完整個工作表面，于是可以用作圖法得出銑刀的行程==330mm,所以得出切削工時是
==mm/min=6.6mm/min
工步2：精銑，fz=0.08mm/ 齒（參考《切削手冊》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=35m/min
采用高速鋼立銑刀，在=50mm,齒數(shù)z=8。則
ns==r/min=223r/min
現(xiàn)選用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書，查表，取 =210r/min,故實(shí)際切削速度為
V==mm/min=32.97mm/min
當(dāng)nw=210r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為
==0.088210mm/min=134.4mm/min
查表知，剛好有=130mm/min
切削工時：行程和粗加工一樣，
==mm/min=2.53mm/min
工序6：鏜削半圓筒內(nèi)面并保證內(nèi)圓直徑為φ52mm。
選用機(jī)床；T740金剛鏜床。
鏜削至φ52mm.單邊余量Z=2mm,所以他四次鏜去全部余量，進(jìn)給量
=0.1mm/r
根據(jù)有關(guān)手冊，確定金剛床的切削速度為v=100m/min,則
==r/min=612r/min
由于金剛鏜床的主軸轉(zhuǎn)速為無極調(diào)查速，故以上轉(zhuǎn)速即可作為加工時使用的轉(zhuǎn)速。
切削工時：=95mm
=min=1.55min
所以加工這個孔的機(jī)動時間為4t=41.55=6.2min
工序7：鉆孔2xφ7xφ11的埋頭孔，孔間距為60mm，右側(cè)孔到右側(cè)上端邊為17.5mm，兩孔中心到燕尾凸臺頂端距為33mm，鉆削燕尾凸臺正面 φ8孔。
工步1:鉆孔2xφ7孔，孔間距為60mm，右側(cè)孔到右側(cè)上端邊為17.5mm，兩孔中心到燕尾凸臺頂端距為33mm。
查相關(guān)的表知，=0.2mm/r,
選用Z35 搖臂鉆床，所以有：
==r/min=227r/min
按機(jī)床選取=265r/min。
所以實(shí)際切削速度為：
m/min=5.82m/min
切削工時：
由于是兩個孔，所以，切削用時為min.
工步2:擴(kuò)φ11的埋頭孔，查相關(guān)的表知， ，，
機(jī)床不變，所以有:
==r/min=87r/min
按機(jī)床選取=85r/min.
所以實(shí)際的切削速度為
m/min=2.93m/min
切削工時：
=0.078min
由于是兩個孔，所以，切削用時為min
工序3:鉆削燕尾凸臺正面 φ8孔。查表知，,,
選用Z35 搖臂鉆床，所以有
==r/min=199r/min
按機(jī)床選取=170r/min
所以實(shí)際切削速度為：
=4.27m/min
切削工時：
=1.78min
工序8：鉆削底座左側(cè)的M10螺紋孔，孔深30mm并攻螺紋孔M10mm。
工步1:鉆削底座左側(cè)的M10螺紋孔，孔深30mm。 查相關(guān)的表知，，，選用Z35 搖臂鉆床，所以有
按機(jī)床選取=170r/min
所以實(shí)際切削速度為：
切削工時：
工步2:攻螺紋孔M10mm,查相關(guān)的表知，,,機(jī)床不變，換上M10mm的絲錐。
按機(jī)床選取
所以實(shí)際切削速度為：
切削工時：
工序8：鉆削燕尾凸臺底面 φ12孔深16mm。查相關(guān)的表知，，
選用Z35 搖臂鉆床，所以有
按機(jī)床選?。?。
所以實(shí)際切削速度為：
切削工時：
總結(jié)
盡管這次作業(yè)的時間是漫長的,過程是曲折的,但我的收獲還是很大的.不僅僅掌握了開合螺母座鉆床夾具的設(shè)計(jì)步驟與方法;也不僅僅對制圖有了更進(jìn)一步的掌握Auto CAD ,Word這些僅僅是工具軟件,熟練掌握也是必需的.對我來說,收獲最大的是方法和能力.那些分析和解決問題的方法與能力.在整個過程中,我發(fā)現(xiàn)像我們這些學(xué)生最最缺少的是經(jīng)驗(yàn),沒有感性的認(rèn)識,空有理論知識,有些東西很可能與實(shí)際脫節(jié).
總體來說,我覺得做這種類型的作業(yè)對我們的幫助還是很大的,它需要我們將學(xué)過的相關(guān)知識都系統(tǒng)地聯(lián)系起來,從中暴露出自身的不足,以待改進(jìn).有時候,一個人的力量是有限的,合眾人智慧,我相信我們的作品會更完美!
參考文獻(xiàn)
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