机械工艺夹具毕业设计201说明书开合螺母的工艺规程及夹具设计.docx
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机械工艺夹具毕业设计201说明书开合螺母的工艺规程及夹具设计
前言
机械制造工艺学毕业设计是我们在学校的一个教学环节。
本次课程设计题目是产品(或工程)设计类题目。
我们这次毕业设计题目,以曾经在实习工厂实习所参观的并以此设备为参考,结合所学机械的各方面的知识,在老师指导下,查阅了许多手册,经过不断的改进,最终设计出了此次机构,从而避免了加工质量差,生产效率低,设备昂贵的问题。
在实际工程设计中,我们得到所学过的理论基础,技术基础,专业课全面的训练,为将来做好机械设计工程师的工作提供全面的锻炼机会。
我此次毕业设计的题目是CA6140开合螺母的工艺规程及夹具设计,在老师的辅导下,对原有的结构进行了改进,从而可以减少劳动强度,计算正确,符合工作量的要求。
通过这次毕业设计,我在计算,制图,机械原理,机械设计,机械制造工艺等方面的知识受到全面的综合训练,并有所提高,在夹具设计方面受益匪浅。
特别是老师在工作中对我耐心辅导,他对学生强烈的责任感和严谨的治学态度,无不给我以深刻的影响。
就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练,希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为自己今后参加实际工作打下一个良好的基础。
由于类似的大型课题第一次接触,经验能力方面的欠缺,错误之处一定存在,恳请各位老师给予批评指正。
摘要
本次课程设计是以CA6140车床上开合螺母的工艺工装为基础的,内容主要包括以下几个方面:
设计零件,加工工艺,设计一套夹具,拆画一套夹具等。
为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。
夹具方案的确定在国内是一项十分重要的设计程序,其方案的优劣决定了夹具设计的成功与失败。
确定设计方案时应遵循以下原则:
确保加工质量,结构尽量简单,操作省力高效,制造成本低廉。
这次课程设计,设计内容比较全面,所涉及的知识比较广,是对我们所学知识及应用、设计能力的一次综合检验。
通过这次课程设计,既充分锻炼了我们的设计能力,又补充了在校学习期间知识和能力的不足。
关键词:
CA6140开合螺母;夹具设计;工艺工装设计.
1.零件的分析
1.1毛坯生产类型
确定毛坯类型为3000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。
1.2毛坯铸造形式
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;而所得逐渐则具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。
1.3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(指尺寸精度和表面光洁度要求较高,或者大批、中批生产的铸件。
1.4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﹪。
1.5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。
1.6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。
1.7零件的作用
题目所给定的零件是CA6140车床上的开合螺母。
开合螺母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,丝杠通过开合螺母传动溜板箱和刀架;否则就将开合螺母脱开。
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,将开合螺母和丝杠啮合。
若逆时针方向转动手柄,则两半螺母相互分离,开合螺母和丝杠脱开。
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,目的是使开合螺母闭合能自锁,不会因为螺母上的径向力而自动脱开。
2.工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式
零件材料为HT200灰铸铁,考虑到灰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.由于零件年产量为3000件,已达到成批生产的水平,而且离心铸造,免除了砂模和制模的设备,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基面的选择
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:
对象开合螺母这样的零件来说,选择好粗基准是至关重要的。
按照有关粗基准的选择原则,即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面作粗基准;若零件有若干个不加工表面时,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。
我现在选取燕尾为粗基准,利用左、右两个定位块和一个削边销对其进行限制,以消除六个不定度,达到过定位。
对于精基准而言,主要应该考虑基准重合的问题。
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。
工艺路线方案一:
工序Ⅰ.铸造。
Ⅱ.清砂。
Ⅲ.热处理。
Ⅳ.清砂。
Ⅴ.涂漆。
Ⅵ.划线。
Ⅶ.铣底面、燕尾及空刀槽。
Ⅷ.磨燕尾及空刀槽。
Ⅸ.粗镗、精镗、粗铰、精铰Φ52H7孔并倒角1.5x45º。
Ⅹ.钻、扩钻、粗铰、精铰2xΦ12孔。
Ⅺ.粗车、半精车、精车一端面。
Ⅻ.粗车、半精车、精车另一端面。
ⅩⅢ钻,锪φ6.5孔
ⅩⅣ铰φ8.3孔,攻M10螺纹
ⅩⅤ.切断。
ⅩⅥ.去毛刺。
ⅩⅦ.清洗。
ⅩⅧ.检验。
ⅩⅨ.入库。
路线方案二:
工序Ⅰ.铸造。
Ⅱ.清砂。
Ⅲ.热处理。
Ⅳ.清砂。
Ⅴ.涂漆。
Ⅵ.划线。
Ⅶ.粗车、半精车、精车一端面。
Ⅷ.粗镗、精镗、粗铰、精铰Φ52H7孔并倒角1.5x45º。
Ⅸ.粗车、半精车、精车另一端面。
Ⅹ.铣燕尾及空刀槽。
Ⅺ.磨燕尾及空刀槽。
Ⅻ.钻、扩钻、粗铰、精铰2xΦ12孔。
ⅩⅢ.切断。
ⅩⅣ.去毛刺。
ⅩⅤ.清洗。
ⅩⅥ.检验。
ⅩⅦ.入库。
2.4工艺方案的比较与分析:
上述两个工艺方案的特点在于:
方案一是先加工燕尾及空刀槽,然后以此为基准加工孔Φ52H7;而方案二是先加工两端面,再加工Φ52H7孔。
两者相比较,可以看出,先加工燕尾及空刀槽,然后以此为基准加工孔Φ52H7,这时的位置精度较易保证,并且定位及装夹等比较方便。
2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“开合螺母”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;
精镗至51.5mm2z=1.5;
粗镗第二次至50mm2z=3;
粗镗至47m2z=7;
1.2×Φ12孔
铰至Φ12mm2z=0.15;
扩钻至Φ11.85mm2z=0.85;
钻至Φ112z=11;
2.一端面
精车至972z=0.8;
半精车至97.82z=1.2;
粗车至992z=6;
3.另一端面
精车至952z=0.5;
半精车至96.52z=0.5;
粗车至962z=1;
2.6确定切削用量及基本工时
工序Ⅰ:
铣底面、燕尾及空刀槽
2.6.1粗铣底面
v=6m/min(0.1m/s)(表1-10-151)
ns=1000v/πdw=1000×
=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)
2.6.2精铣底面
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)
2.6.3粗铣燕尾
v=6m/min(0.1m/s)(表1-10-151)
ns=1000v/πdw=1000×
=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)
2.6.4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)
2.6.5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)
2.6.6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)
2.6.7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)
2.6.6工序Ⅱ磨燕尾及空刀槽,保证粗糙度为1.6,精度为7级
1选择卧轴矩台
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