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哈爾濱理工大學榮成學院課程設計 機械制造技術課程設計說明書 設計題目：制定開合螺母座（圖5-12）的加工 工藝，設計鉆2×Ф12H7孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 機電一體化技術 班 級： 機 電11-2 學 號： 1130320211 姓 名： 胡 瑞 指導教師： 張 學 偉 機械工程系 2013年11月9日 前 言 機械制造工藝學畢業(yè)設計是我們在學校的最后一個教學環(huán)節(jié)。本次畢業(yè)設計題目是產(chǎn)品（或工程）設計類題目。 我們這次畢業(yè)設計題目，以曾經(jīng)在實習工廠實習所參觀的并以此設備為參考，結(jié)合所學機械的各方面的知識，在老師指導下，查閱了許多手冊，經(jīng)過不斷的改進，最終設計出了此次機構(gòu)，從而避免了加工質(zhì)量差，生產(chǎn)效率低，設備昂貴的問題。 在實際工程設計中，我們得到所學過的理論基礎，技術基礎，專業(yè)課全面的訓練，為將來做好機械設計工程師的工作提供全面的鍛煉機會。 我此次畢業(yè)設計的題目是CA6140開合螺母工藝工裝設計，在張學偉老師的輔導下，對原有的結(jié)構(gòu)進行了改進，從而可以減少勞動強度，計算正確，五張零號圖紙，符合工作量的要求。 通過這次畢業(yè)設計，我在計算，制圖，機械原理，機械設計，機械制造工藝等方面的知識受到全面的綜合訓練，并有所提高，在夾具設計方面受益匪淺。特別是張學偉老師在工作中對我耐心輔導，有時甚至錯過了午飯時間。他對學生強烈的責任感和嚴謹?shù)闹螌W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)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性的訓練，希望在設計中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己今后參加實際工作打下一個良好的基礎。 由于類似的大型課題第一次接觸，經(jīng)驗能力方面的欠缺，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)程設計…………………………………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………………………………………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。因為溜板箱有兩套傳動輸入，即光桿和絲桿。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)程設計 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雜，所以這里采用煅件，而且零件是年產(chǎn)量是10000件，已達到大批量生產(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)程設計中的重要工作之一?；孢x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，嚴重的還會造成零件大批報廢，使搔到生產(chǎn)無法進行。 ①粗基準的選擇 經(jīng)分析這個零件圖，粗基準選擇燕尾凸臺底面和半圓筒兩個端面，因為從圖中可以看出，燕尾凸臺的高度，是以底面標出的，則是以底面為基準，圓筒左側(cè)也是標出了數(shù)值。所以，按照有關粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準：若零件有若干個不加工時，則應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）選擇這三個面，因為，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，以達到完全定位。 ②精基準的選擇 精基準的選擇主要應該考慮準基重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。 2.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以采用萬能機床配以專用工、夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應該考慮經(jīng)濟效果，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，因為后面幾個工序是鉆孔，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)機床使用說明書，查表，取 =125r/min,故實際切削速度為 V===19.6m/min 當nw=125r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為 =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)機床使用說明書，查表，取 =125r/min,故實際切削速度為 V===19.6m/min 當=125r/min時，工作臺的每分鐘進給量 應為 =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)機床使用說明書，查表，取 =300r/min,故實際切削速度為 v= =47.1m/min 當nw=300r/min時，工作臺的每分鐘進給量 應為 =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)機床使用說明書，查表，取 =125r/min,故實際切削速度為 V==mm/min=19.6mm/min 當=125r/min時，工作臺的每分鐘進給量 應為 =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)機床使用說明書，查表，取 =210r/min,故實際切削速度為 V==mm/min=32.97mm/min 當nw=210r/min時，工作臺的每分鐘進給量 應為 ==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，進給量 =0.1mm/r 根據(jù)有關手冊，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。 查相關的表知，=0.2mm/r, 選用Z35 搖臂鉆床，所以有： ==r/min=227r/min 按機床選取=265r/min。 所以實際切削速度為： 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φ11的埋頭孔，查相關的表知， ，， 機床不變，所以有: ==r/min=87r/min 按機床選取=85r/min. 所以實際的切削速度為 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 按機床選取=170r/min 所以實際切削速度為： =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。 查相關的表知，，，選用Z35 搖臂鉆床，所以有 按機床選取=170r/min 所以實際切削速度為： 切削工時： 工步2:攻螺紋孔M10mm,查相關的表知，,,機床不變，換上M10mm的絲錐。 按機床選取 所以實際切削速度為： 切削工時： 工序8：鉆削燕尾凸臺底面 φ12孔深16mm。查相關的表知，， 選用Z35 搖臂鉆床，所以有 按機床選?。?。 所以實際切削速度為： 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計步驟與方法;也不僅僅對制圖有了更進一步的掌握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)像我們這些學生最最缺少的是經(jīng)驗,沒有感性的認識,空有理論知識,有些東西很可能與實際脫節(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,它需要我們將學過的相關知識都系統(tǒng)地聯(lián)系起來,從中暴露出自身的不足,以待改進.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 吳拓:機械制造工藝與機床夾具課程設計指導工 第2 版 北京：機械工業(yè)出版社,2010 陳于萍 權高曉康: 互換性與測量技術 第二版 北京：高等教育出版社,2004 蘭建設：機械制造工藝與夾具 北京：機械工業(yè)出版社,2004 惲達明：金屬切削機床 北京： 機械工業(yè)出版社,2005 陸劍中 周志明：金屬切削原理與刀具 北京：機械工業(yè)出版社，2010.1（重?。? 田培棠 石曉輝煌 米林：夾具結(jié)構(gòu)設計手冊 北京： 國防工業(yè)出版社，2011,1 18