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： 制定開和螺母零件的加工工藝，
設(shè)計(jì)鉆螺紋底孔鉆床夾具
序言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)。
就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)，了解并認(rèn)識一般機(jī)器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實(shí)際，對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)大好基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。
I
目錄
設(shè)計(jì)任務(wù)書 I
序言 II
課程設(shè)計(jì)說明書正文：
第1章 零件的分析 1
1.1 零件的作用 1
1.2 零件的工藝分析 1
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2
2.1 確定毛坯的制造形式 2
2.2 幾面選擇 2
2.3 制定工藝路線 2
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3
2.5 確定切削用量及基本工時 3
第3章 專用夾具設(shè)計(jì) 5
3.1 設(shè)計(jì)主旨 5
3.2 夾具設(shè)計(jì) 5
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 5
3.2.2 切削力和加緊力計(jì)算 5
3.2.3 定位誤差分析 5
3.2.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 6
參考文獻(xiàn) 7
致謝 8
第1章 零件的分析
1.1 零件的作用
題目所給定的零件是CA6140車床上的對開螺母，也稱開合螺母。其作用是為了傳遞機(jī)床梯形絲杠的動力。當(dāng)開合螺母處于“開”的位置（即其手柄在上方）時，絲杠（或稱“絲桿”）的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動將無法傳遞給溜板箱；反之，則絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動將傳遞給溜板箱，由溜板箱將其轉(zhuǎn)換成溜板的直線運(yùn)動，完成刀具的縱向移動，平時機(jī)床溜板用光杠傳動的，車螺紋的時候?qū)﹂_螺母閉合，用梯形絲杠傳動，從而完成諸如車削螺紋等工作。
1.2 零件的工藝分析
該零件結(jié)構(gòu)比較簡單，其主要加工的面只有Φ62、Φ52外圓柱面，M41.5的梯形螺紋。因此先將零件當(dāng)做軸類零件進(jìn)行加工，再擴(kuò)孔，進(jìn)行螺紋加工，鉆4個螺紋孔，最后再將零件切開一分為二。零件精度及表面粗糙度要求較高，因此要合理安排精加工，以保證達(dá)到要求。
零件圖：
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為球墨鑄鐵,考慮到球墨鑄鐵的抗缺口敏感性，減震性和耐優(yōu)良等特點(diǎn),因此應(yīng)該選用鑄件,以便使開合螺母在使用中耐磨性良好,保證零件工作可靠。將融化了的金屬澆注到旋轉(zhuǎn)著的模型中，由于離心力的作用，金屬液粘貼于模型的內(nèi)壁上，凝結(jié)后所得鑄件外形與模型內(nèi)壁的形狀相同，使用這種方法可以毋需澆注口，故能顯著地減少金屬的消耗。由于免除了砂型和制模的設(shè)備，以及減少了鑄工車間的面積，生產(chǎn)成本就有了降低；這樣得來的鑄件具有緊密與微細(xì)的顆粒結(jié)構(gòu)及較好的機(jī)械性能。因此采用離心鑄造,這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度來考慮也是應(yīng)該的。
2.2 幾面選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證、生產(chǎn)率得到提高。否則不但加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
粗基準(zhǔn)的選擇：對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。因此對本零件來說，選擇以Φ62外圓柱面作為粗基準(zhǔn)面加工Φ62外圓柱面和右端面。
精基準(zhǔn)的選擇：使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn)，采用加工了的Φ62外圓柱面和右端面作為精基準(zhǔn)。
2.3 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，是應(yīng)該使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到妥善的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
工藝路線方案
工序1：粗車Φ62外圓及端面。
工序2：粗車、半精車Φ62和Φ52外圓。
工序3：精車Φ62和Φ52外圓。
工序4：粗鏜、精鏜Φ31.5。
工序5：粗車梯形螺紋。
工序6：精鉸梯形螺紋。
工序7：切斷。
工序8：精銑R23圓弧，去除毛刺。
工序9：鉆孔M6螺紋底孔孔，去除毛刺。
工序10：攻M6螺紋底孔。
工序11：終檢。
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
由機(jī)械制造工藝簡明手冊表2.2-3、2.2-5、2.2-4、2.2-1可確定毛坯尺寸及公差。
根據(jù)上述原始材料及加工工藝，分別對各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸確定如下：
一端面
粗車至113 l=2；
Φ62外圓
粗車至Φ62 2z=3；
另一端面
粗車至111 l=2；
Φ62外圓
粗車至Φ62 2z=3；
Φ52外圓
精車至Φ52 2z=0.3；
半精車至Φ52.3 2z=1.1；
粗車至Φ53.4 2z=1.6；
Φ62左軸肩面
精車至103 l=0.3；
半精車至102.7 l=0.7；
粗車至102 l=1；
Φ62右軸肩面
精車至8 l=0.3；
半精車至8.3 l=0.7；
粗車至9 l=1；
Φ31.5
精鏜至Φ31.5 2z=1；
粗鏜至Φ30.5 2z=2；
2.5 確定切削用量及基本工時
工序7：鉆2XΦ5孔并加工螺紋孔2XM6。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。
（1）機(jī)床：搖臂鉆床Z35
（2）刀具選擇：選用高速鋼,錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆Φ5，M6絲錐。
（3）確定切削用量：
2個孔共走2次刀,由切削手冊表11-2，
f=0.13mm/r, V=18m/min，
n=1000*18/(3.14*5)=1146.5 r/min，
根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表4.2-12，
取n機(jī)=1320r/min,
所以 V =3.14×1320×5/1000=20.7m/min 。
（4）計(jì)算基本工時：
鉆孔工時：
tm1= 2*l/fn=2(3+16+3)/(0.13*1320) =0.26?min。
第2步 攻絲M6
機(jī)床：鉆床Z525
刀具：高速鋼機(jī)動絲錐
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間，由式（1.5）有：
工序7：切斷
機(jī)床：銑床X63
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[1]表21～7，選細(xì)齒鋸片銑刀
切削深度：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表查得切削速度。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)取。
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
=63mm
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間：
最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計(jì)算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填如機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片中。
第3章 專用夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，通常要設(shè)計(jì)專用夾具。
經(jīng)過與指導(dǎo)師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第9、10道工序—鉆2M6螺紋底孔的鉆床專用夾具。
3.1 設(shè)計(jì)主旨
本夾具主要用來鉆φ5mm孔、攻M6螺紋底孔。
3.2 夾具設(shè)計(jì)
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
出于定位簡單和快速的考慮，選擇底面、側(cè)面和曲面與底面相交的線為定位基準(zhǔn)，保證加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，再使用手動偏心輪夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。
3.2.2 切削力和加緊力計(jì)算
本步加工按鉆削估算夾緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的夾緊。
鉆削軸向力 ：
扭矩 ：
夾緊力為
取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1
則實(shí)際夾緊力為
F’=S1*S2*S3*S4*F=24.1N
使用偏心輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行人工夾緊，調(diào)節(jié)偏心輪手柄，即可滿足所需的夾緊力。
3.2.3 定位誤差分析
由于加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，所以能很好的保證了加工精度。
3.2.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
所加工的零件尺寸不大，并且所需夾緊力不是很大，為使夾具簡單，操作方便靈活，故使用手動偏心輪夾緊機(jī)構(gòu)夾緊。
3.3 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)
夾具體設(shè)計(jì)的基本要求
（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性
夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹龋鼈冎g應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。
（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度
為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。
（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。
（4）應(yīng)便于排除切屑
在機(jī)械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。
（5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠
夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺上安裝時，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。
確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。
3.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)閵A具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)榫娗邢饔嗔啃?，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
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致謝
課程設(shè)計(jì)是我們機(jī)械專業(yè)學(xué)生在校學(xué)習(xí)的一個總結(jié)性的理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，是綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能的具體實(shí)踐過程。通過這次課程設(shè)計(jì)，使我對所學(xué)的專業(yè)知識有了更深刻的理解和認(rèn)識，并為我今后從事機(jī)械相關(guān)工作樹立了堅(jiān)定的信心。
我這次課程設(shè)計(jì)的題目是CA6140開合螺母的工藝工裝設(shè)計(jì)，其中涉及到了很多曾經(jīng)學(xué)過的計(jì)算，驗(yàn)算等以及相關(guān)專業(yè)方面的知識。
在設(shè)計(jì)的過程中，通過把自己幾年來所學(xué)到的專業(yè)知識和實(shí)踐相結(jié)合，并運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，我順利完成了課程設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)。但在設(shè)計(jì)過程中，我對一些理論問題掌握的不夠充足，經(jīng)過多次向指導(dǎo)老師請教最后才得以解決。在今后的學(xué)習(xí)和工作中，我會更多的吸取相關(guān)方面的知識，不斷提高自己的專業(yè)水平和能力。
通過本次課程設(shè)計(jì)，我了解和掌握了機(jī)械工藝等方面的諸多知識，鍛煉了自己分析問題和解決問題的能力，并積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為今后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但由于時間緊，任務(wù)重，再加上本人的知識水平和能力有限，以及經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中難免存在一些缺點(diǎn)和錯誤，望老師給予批評指正。
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