开合螺母机加工工艺及铣床夹具设计摘要本次毕业设计主要介绍了开合螺母的加工工艺流程以及车削专用夹具的设计。工作内容包括主要分为工艺过程设计以及夹具设计两个部分。加工工艺过程设计中主要工作包括：对开合螺母结构进行了分析，对生产工艺进行了分析，制定了加工工艺路线，确定了重要工序尺寸、加工余量、切削用量、车床以及刀具，最后完成了加工工艺过程卡和加工工序卡。 夹具设计中主要工作包括：分析任务要求，确定夹具体型式，分析定位原理与定位误差，确定加紧方案，计算加工过程中切削力、夹紧力并对其进行了校核，设计了夹具的主要零件。关键字：开合螺母，工艺设计，夹具设计 全套图纸加扣3012250582 目 录摘 要I第一章 工艺设计11.1分析、研究零件图（和实物），进行工艺审查11.2选择毛坯制造方式11.3拟定工艺路线21.4机械加工工序设计41.4.1机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定41.4.2确定各工序的切削用量及基本工时5第二章 夹具设计142.1 机床夹具概论142.1.1 夹具简介142.1.2 机床夹具的概念142.2 机床夹具的功能142.2.1 机床夹具的主要功能142.2.2 机床夹具的特殊功能152.3机床夹具在机械加工中的作用152.4 机床夹具的组成152.5 夹具设计的基本要求162.6 机床夹具的分类162.7 机床夹具的设计特点和设计要求162.7.1 机床夹具的设计特点162.7.2 机床夹具的设计要求172.8 夹具设计方法和步骤172.8.1 研究原始资料，明确设计任务172.8.2 夹具结构和方案的设计172.8.3 夹具设计方案提出182.8.4 夹具设计方案确定192.9 钻削力及夹紧力计算202.9.1 切削力及夹紧力的计算202.9.2 定位误差分析212.9.3 夹具设计及操作的简要说明21第三章 夹具总图的绘制23参考文献27致 谢28I第一章 工艺设计1.1分析、研究零件图（和实物），进行工艺审查（1）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）零件的材料及性能 零件材料为HT15-33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.（3）分析零件结构的工艺性 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。1.2选择毛坯制造方式 （1）毛坯生产类型确定毛坯类型为3000件/年，查找参考资料拟定此生产类型的参考数据为中批，工作制度8小时/班制。（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。（3）毛坯精度尺寸查机械加工工艺手册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。由此，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。（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，确定重量偏差为7。（5）确定机械加工余量确定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。（6） 确定铸铁件的尺寸偏差由机械加工工艺手册查得2级铸铁件尺寸偏差为0.8mm。1.3 拟定工艺路线（1）选择定位基准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。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）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：. 铸造. 清砂。. 热处理。. 清砂。.涂漆。.划线。.铣燕尾及空刀槽。.磨燕尾及空刀槽。.粗镗、精镗、粗铰、精铰52H7孔并倒角1.5 x 45。 .钻、扩钻、粗铰、精铰2 x 12孔。.粗车、半精车、精车一端面。.粗车、半精车、精车另一端面。.切断。.去毛刺。.清洗。.检验。.入库。路线方案二：工序：. 铸造。. 清砂。. 热处理。. 清砂。.涂漆。.划线。. 粗车、半精车、精车一端面。 . 粗镗、精镗、粗铰、精铰52H7孔并倒角1.5 x 45。. 粗车、半精车、精车另一端面。. 铣燕尾及空刀槽。. 磨燕尾及空刀槽。. 钻、扩钻、粗铰、精铰2 x 12孔。.切断。.去毛刺。.清洗。.检验。.入库。（3）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52H7；而方案二是先加工两端面，再加工52H7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52H7，这时的位置精度较易保证，并且定位及装夹等比较方便。1.4 机械加工工序设计1.4.1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HT15-33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. 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；精镗至51.5mm 2z=1.5；粗镗第二次至50mm 2z=3；粗镗至47m 2z=7；1. 2 12孔铰至12mm 2z=0.15；扩钻至11.85mm 2z=0.85；钻至11 2z=11；2. 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；3. 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；1.4.2确定各工序的切削用量及基本工时工序：铣燕尾及空刀槽1. 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：l1=8.7（表1-11-12）t0=158.3s（2.64min）2. 精铣燕尾v=6m/min（0.1m/s） 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=6.3t0=153s（2.6min）3. 铣退刀槽s=0.020.03选s=0.02mmv=47m/min（0.78m/s） 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=4sm=sz z n=0.02 436=2.88t0=3.785s（0.06min）4. 粗铣端面选择高速钢套式面铣刀每齿进给量：sz=0.1-0.2选sz=0.1mmv=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=2sm=sz z n=0.1 18 3.7=0.37t0=（=185s（3min）5. 精铣端面铣刀每转进给量0.100.12选s0=0.12mmv=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=2sm=sz z n=0.1 18 3.7=0.37t0=185s（3min）工序：磨燕尾及空刀槽，保证粗糙度为1