CA6140车床对开螺母加工说明书

目录
目录 (1)
1 零件的分析 (2)
1.1 毛坯生产类型 (2)
1.2 毛坯铸造形式 (2)
1.3 毛坯精度尺寸 (2)
1.4 确定毛坯铸件的重量 (3)
1.5 确定机械加工余量 (3)
1.6 确定铸铁件的尺寸偏差 (3)
1.7 零件的作用 (3)
2 工艺规程设计 (4)
2.1 性能要求 (4)
2.2 确定毛坯的制造形式 (4)
2.3 基面的选择 (5)
2.4 制定工艺路线 (5)
2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (6)
2.6 确定切削用量及基本工时 (7)
2.6.1 粗铣燕尾 (7)
2.6.2 精铣燕尾 (8)
2.6.3 铣退刀槽 (8)
2.6.4 粗铣端面 (8)
2.6.5 精铣端面 (9)
2.6.6 钻Φ52H7孔并倒角1.5×45º (9)
2.6.7 钻2 × Φ12孔 (10)
2.6.8 车端面 (11)
2.6.9 切断 (13)
3 机床夹具设计 (13)
3.1 工序尺寸精度分析 (13)
3.2 定位方案确定 (14)
3.3 定位元件的确定 (14)
3.4 定位误差分析计算 (14)
3.5 夹紧方案及元件的确定 (14)
4 体会总结 (16)
参考文献 (16)
设计任务书
任务：
1、C6140车床对开合螺母下座工艺规程
2、钻2-Ø12H7孔钻模（钻床夹具）设计
零件年生产纲领：500件/年
课设包含：
1、开合螺母（下）座工艺卡（ 1套**）
2、夹具装配图 A1（841x594）
3、课程设计说明书（A4纸打印或课程设计说明书专用纸手写，但须仿宋体字）
1 零件的分析
1.1 毛坯生产类型
确定毛坯类型为500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
根据零件图所标出的零件材料，可知该零件为铸铁HT15-33（旧标准标注），按现行标准标注应为：HT200毛坯制造方法：铸造；根据零件生产纲领和生产类型，查手册可知应采用沙模铸造、机器制模。

（这里选择机器制模）毛坯精度等级：由手册查取为：2级
分型
面
注
1.3 毛坯精度尺寸
根据毛坯精度等级为2级各加工表面余量从手册中按对应精度等级查取；
注意：1）预铸孔余量，不管浇注位置如何，均在查表时选用顶面浇注的加工余量；2）不加工表面不加放余量，也不标注公差；3）查表时，表中的公称尺寸是零件图上对应的实际尺寸。

零件图：
毛坯尺寸如图所示：
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3.0mm，底面及侧面加工余量为2.0mm。

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车床对开螺母体下部。

对开螺母体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，丝杠通过对开螺母体传动溜板箱和刀架；否则就将对开螺母体脱开。

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，将对开螺母体和丝杠啮合。

若逆时针方向转动手柄，则两半螺母相互分离，对开螺母体和丝杠脱开。

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，目的是使对开螺母体闭合能自锁，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 性能要求
1上下螺母动作同步的要求
²螺母与丝杠的同轴度要求
²两螺母相对丝杠轴心的径向位置可调要求（两半螺母相互分离程度可调）
²两半螺母对合时与丝杠中心线的对称度要求对齐并在允许的公差范围内。

（1）主要技术要求与分析
主要技术条件的选择及分析是指：定性分析加工精度要求较高的表面之尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度等；能分析出若达不到要求，将会对机构的工作性能要求产生何种影响，以此做为今后工艺安排的依据之一。

[确定各加工表面符号以便于分析]
²Ø52H7孔轴心线对C面平行度要求的分析；
²Ø52H7孔轴心线对两B面垂直度要求的分析；
²E面对Ø52H7孔轴心线的端面跳动要求的分析；
²B1与B2面平行度要求的分析；
²Ø12H7孔对C面垂直度要求的分析；
2、审查零件的结构工艺性
²零件的类型：中型支架类（切开后属叉架类）；
²具有燕尾结构，是零件的主要设计基准之一；
²Ø52H7孔具有薄壁；
²Ø52H7孔两端面处相对燕尾有凸台（作用）；
²调节螺钉孔M10底孔为深孔，且螺钉应保证和上螺母座接触面具有良好接触；
由以上分析加工时是否便于进刀、退刀；是否便于装夹及减少装夹次数等。

2.2 确定毛坯的制造形式
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,以便使对开螺母体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500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。

2.3 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：对象对开螺母体这样的零件来说，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。

2.4 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：
各加工面标志如下：
工序Ⅰ. 铸造。

Ⅱ. 热处理。

Ⅲ. 粗刨（铣） C面、B面、D面
Ⅳ. 铣1X3退刀槽
Ⅴ. 粗加工两E面
Ⅵ.粗镗（Ø52）孔
Ⅶ. 半精刨（铣）C面、B面
Ⅷ. 精刨（铣）C面、B面
Ⅸ. 刮研C面、B面[手工加工]
Ⅹ. 精加工两E面。

Ⅺ. 半精镗（Ø52 ）孔
Ⅻ. 精镗Ø52H7孔——钻、铰Ø12H7孔
XIII,. 铣切（5mm）分离上下螺母座
XIV,钻M10底孔（Ø8.5）
XV,攻M10螺纹
XVI,钻2- Ø7及锪孔
XVII,清理去毛刺——检验
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1.5 x 45º。

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2 x Φ12孔。

ⅩⅢ.切断。

ⅩⅣ.去毛刺。

ⅩⅤ.清洗。

ⅩⅥ.检验。

ⅩⅦ.入库。

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
“对开螺母体”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，定位基准确定如下：
1.Φ52H7孔
选择：精加工过的C、B面与一侧面为定位基准，其中C面限制3个不定度，为主要定位基准面，B面限制2个不定度，为第二定位基准。

粗车至47m 2z=7；
粗车第二次至50mm 2z=3；
精车至51.5mm 2z=1.5；
粗铰至51.92mm 2z=0.42；
精铰至Φ52H7，表面粗糙度为Ra1.6um，工序余量为2z=0.08；
1. 2 ³Φ12孔
选择：C面为第一定位基准，限制3个不定度（保证与C面垂直度的要求）；
B面为第二定位基准，限制2个不定度（保证两孔连线与Ø52H7 孔轴线在水的垂直度要求）；Ø52H7孔以削边销定位，限制1个不定度（保证两孔对中）。

钻至Φ11 2z=11；
扩钻至Φ11.85mm 2z=0.85
铰至Φ12mm 2z=0.15；
2.一端面
粗车至99 2z=6；
半精车至97.8 2z=1.2；
精车至97 2z=0.8；
3.另一端面
粗车至96 2z=1
半精车至96.5 2z=0.5；
精车至95 2z=0.5；
2.6 确定切削用量及基本工时
工序Ⅰ：铣燕尾及空刀槽
2.6.1 粗铣燕尾
v=6m/min （0.1m/s ） （表1-10-151）
ns=1000v/πdw =1000³ 1.0
3.14 ³ 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
3.14400.19
0.43/1000
1000
dw nw
v m s
π⨯⨯=
=
=切削工时：
l1=8.7（表1-11-12）
t0=1
75.28.70.53
m z
l l s
++=
=158.3s （2.64min ）
2.6.2 精铣燕尾
v=6m/min （0.1m/s ） （表1-10-151）
ns=w
1000v
10000.1d
3.1440
π⨯=
⨯ =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=πdw nw/1000=3.14³40³0.79/1000=0.43m/s 切削工时：
l1=6.3（表1-11-12）
t0=1
l+l 75.2 6.30.53
m z
s
+=
=153s （2.6min ）
2.6.3 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=w
1000v
10000.78d
3.1460
π⨯=
⨯ =4.14r/s （248r/min ）
按机床选取nw=4 r/s （240r/min ）
∴实际切削速度v= w w
d n 3.14604
10001000
π⨯⨯=
=0.75m/s （45m/min ）
切削工时：
l1=5.9，l2=4（表1-11-12）
sm=sz z n=0.02³ 4³36=2.88
t0=
12
1 5.942.88
m
l l l s ++++=
=3.785s （0.06min ）
2.6.4 粗铣端面
选择高速钢套式面铣刀
每齿进给量：sz=0.1-0.2（10-113） 选sz=0.1mm
v=56m/min （0.92m/s ）
ns=w
1000v
10000.93d
3.1480
π⨯=
⨯ =3.7r/s （222r/min ）
按机床选取nw=4.2r/s （252r/min ）
∴实际切削速度v= w w
d n 3.1480 4.2
10001000
π⨯⨯=
=1.01m/s （61m/min ）
切削工时：
l1=37.5，l2=2（表1-11-15） sm=sz z n=0.1³ 18 ³ 3.7=0.37
t0=（
12
2937.52
0.37
m
l l l s ++++=
=185s （3min ）
2.6.5 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=w
1000v
10000.92d
3.1480
π⨯=
⨯=3.7r/s （222r/min ）
按机床选取nw=4.2r/s （252r/min ）
∴实际切削速度v= w w
d n 3.1480 4.2
10001000
π⨯⨯=
=1.01m/s （61m/min ）
切削工时：
l1=37.5，l2=2（表1-11-15） sm=sz z n=0.1 ³ 18³ 3.7=0.37
t0=
12
2937.52
0.37
m
l l l s ++++=
=185s （3min ）
2.6.6 钻Φ52H7孔并倒角1.5³45º
(1) 粗镗第一次至47mm
选择硬质合金可调节浮动镗刀 B=25，H=12（表8-32）进给量S=1.6-2.0，选S=1.6mm/r（10-97）
v=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/min）（表10-98）切削工时
l1=1.7，l2=3.0， l=105（表11-9）
t=（D-d1）/2=（47-40）/2=3.5mm
t0=
12105 1.7 3.0
16 6.63
l l l
s n
++++
=
∙⨯=10.34s（0.17min）
①粗镗第二次至50mm
S=1.6-2.0，选S=2.0mm/r（10-97）
v=56.6m/min，n=360r/min（6r/min）（表10-98）切削工时
l1=0.87， l=105（表11-9）
t=（D-d1）/2=（50-47）/2=1.5mm
t0=
121050.87 3.0
2.06
l l l
s n
++++
=
∙⨯=9.07s（0.15min）
②精镗至52m
S=1.6-2.0，选S=1.6mm/r（10-97）
v=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/min）（表10-98）切削工时
l1=0.58， l=105（表11-9）
t=（D-d1）/2=（51.5-50）/2=0.75mm
t0=
121050.58 3.0
1.6 6.63
l l l
s n
++++
=
∙⨯ =10.24s（0.17min）
2.6.7 钻2 ³Φ12孔
选择直柄麻花钻（GB1436-78）
①钻到11.0mm
S=0.22-0.28，S=0.25mm/r（10-67）
v=28m/min（0.47m/s），n=894r/min（7.95r/s）ns=1000v/
切削工时
l1=0.05，l2=39， l=105（表11-10）
t=（D-d1）/2=（52-51.92）/2=0.04mm ns=w 1000v 1000
0.47
d 3.1411π⨯=⨯ =13.6r/s （816r/min ）
按机床选取nw=800r/s （13.3r/min ）
∴实际切削速度v = w w d n 3.141113.3
10001000π⨯⨯= = 0.46m/s
切削工时：
l1=3.4，l2=1.5，L=20（表11-6） t0=1220 3.4 1.5
13.30.25w l l l n s ++++=⨯=7.49s （0.13min ）
②扩孔钻至11.85
S=0.7-0.9，S=0.7mm/r （10-75）
v=22.2m/min ，n=472r/min （表10-76）
按机床选取nw=460r/min=7.67r/s 实际切削速度w w d n 3.1411.857.67
10001000v π⨯⨯===0.29m/s
切削工时
l1=0.58，l2=1.5， l=20
120200.58
1.5
7.670.7w l l l t n s ++++==⨯=4.11s （0.07min ）
③铰至Φ12
选用锥柄机用铰刀 D=12（表8-34）
S=1.7 mm/r （10-81）
v=10m/min ，n=318r/min （5.3r/s ）（表10-84）
切削工时
l1=0.05，l2=18， l=20
120200.0518
1.7 5.3w l
l l t n s ++++==⨯=5.14s （0.09min ）
2.6.8 车端面
① 粗车至99mm
S=（0.3～0.5） mm/r （10-19）
选s=0.4 mm/r
V=118m/min （1.97m/s ）
w 1000v 1000 1.97
d 3.1465s n π⨯==
⨯=9.65r/s （597r/min ）
按机床选取nw=8.6r/s （516 r/s ）
∴实际切削速度为
w w d n 3.14658.6
10001000v π⨯⨯===1.76m/s （105m/min ）
l=（105-99）/2=3mm ，l1=3，l2=2 ，l3=5（11-4）
L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+3+2+5=42.5mm
t0=（L/s ．n ）．i =（42.5/0.4³8.6）³2=24.72s （0.4min ）
② 半精镗至97.8mm
S=（0.3～0.5） mm/r （10-19）
选s=0.3 mm/r
V=35m/min （0.58m/s ）
w 1000v 10000.58
d 3.1465s n π⨯==
⨯=2.84r/s （171r/min ）
按机床选取nw=2.5r/s （150 r/s ）
∴实际切削速度为
w w d n 3.1465 2.5
10001000v π⨯⨯===0.51m/s （30.615m/min ）
l=0.6，l1=1，l2=1 ，l3=5（11-4）
L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mm
t0=（L/s ．n ）．i =（39.5/0.3³2.5）³1=52.7s （0.88min ）
③ 精车至97mm
S=（0.3～0.5） mm/r （10-19）
选s=0.3 mm/r
V=35m/min （0.58m/s ） w 1000v 10000.58
d 3.1465s n π⨯==⨯=2.84r/s （171r/min ）
按机床选取nw=2.5r/s （150 r/s ）
∴实际切削速度为
w w d n 3.1465 2.5
10001000v π⨯⨯===0.51m/s （30.615m/min ）
l=0.4，l1=1，l2=1 ，l3=5（11-4）
L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mm
t0=（L/s ．n ）．i =（39.5/0.3³2.5）³1=52.7s （0.88min ）
④ 倒角1.5³45°
S=（0.15～0.25） mm/r （10-90）
选s=0.2 mm/r
v=（12～25）m/min （0.58m/s ），选v=20 m/min=0.33m/m
w 1000v
10000.33
d 3.1452s n π⨯==⨯=2.02r/s （121r/min ）
按机床选取nw=120r/min （2 r/s ）
l=0.75，l1=0.4（11-9）
tm=（l+ l1）/nw ．s=（0.75+0.4）/（2³0.2）=2.87min （172.5s ）
2.6.9 切断
选用锯片铣刀，D=175mm （8-38），齿数（8～38）
S=（0.03～0.04） mm/r （10-142）
选s=0.03 mm/r
v=34m/min （0.57m/s ）， w 1000v
10000.57
d 3.1475s n π⨯==⨯=2.412r/s （144r/min ）
∴实际切削速度为
w w
d n 3.1475 2.5
10001000v π⨯⨯===0.59m/s （35m/min ）
l1=6 ，l2=4mm （11-12）
Sm= Sz ²Z ²n=0.03³40³2.5=3mm
12
0836143m l l l t s ++++===49s （0.82min ）
3 机床夹具设计
3.1 工序尺寸精度分析
由工序图知，本道工序为钻两个Φ12的拨销孔，
由工序尺寸精度可知此工序精度要求较高。

保证Φ12孔中心轴线与C 面垂直度要求达到0.05，应限制X 旋转，Z 旋转
保证φ12孔的轴向位置应限制y移动
保证φ12孔相对于φ52孔中心线的对称度应限制X移动
保证φ12与φ7孔垂直分布应限制Y旋转
保证Φ12孔与E面间的距离应限制Z移动
综合结果应限制所有六个自由度，完全定位。

3.2 定位方案确定
根据该工件的加工要求可知该工序必须限制：x移动、X转动、y移动、z 移动z转动，共计6自由度，采用左定位块下表面限制X转动、Y移动、Z转动三个自由度，定位块上的定位条限制X移动、Y转动，削边销限制Z移动。

采用滑动夹紧块夹紧。

3.3 定位元件的确定
1.：心轴φ16
2. 菱形销与φ12孔配合H7/h7
△ 2=2b/D 2（△k+△j-△ 1/2）
=2³3/12（0.15+0.05-0.021/2）=6/12³0.1895=0.095
d 2=（12-0.095）h7（0 -0.018）
3.4 定位误差分析计算
(1) 分析同轴度误差
用用心轴定位，设计基准与定位基准重合
△jb=0
△db=1/2*(55.025-54.975)=0.025
所以△dw=2*△db+△jb=0.05<1/3T T=0.4mm
（2）分析菱形销的定位误差
Dmax-dmin=12.013-11.887=0.126<1/3T T=0.4mm
（3）分析轴向尺寸，心轴轴肩定位，设计基准与工序基准重合
△jb=0
△db=0
所以△dw=0
3.5 夹紧方案及元件的确定
（1）计算切削力及所需加紧力：
查《机械工程师夹具手册》表1-2-7切削扭矩计算公式M=0.34*D 2S 8.0KP 得
M=0.34*102*0.28.0*736900
75.0=10.91N*M
切削力计算公式PX=667*10*0.27.0*（900/736）75.0=2514.03n
查《机械工程师夹具手册》表1-2-11得Wk=K*P*L/ (µ*H+L)得 Wk=3513516.052
5.2⨯⨯⨯⨯P =5774.27N
夹具体选用灰铸铁的铸造夹具体.
4 体会总结
本次课程设计是对我们这些年来在学校所学知识的复习和巩固。

通过课程设计可以检验出我们在校期间的学习水平。

从而使我们对所学专业知识理解的更透彻，运用的更熟练。

从我们拿到零件图纸的第一天开始，我们的老师就详细给我们讲了设计的步骤，还安排了辅导时间。

为我们圆满的完成任务制定了详细的计划。

我们以前所接触的只是课本上的知识，对实际的机械加工工艺了解的不很透彻。

但是通过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，从而更加提高了我们的专业素养，和实践水平。

刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。

老师给我们详细讲解了机械设计应注意的问题，让我们先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图。

然后运用所学的工艺机加工知识，编排出工件的工艺过程。

再进行工装设计。

在设计期间，我们亲身体验了机械加工工艺的设计，对我们有了很大提高。

遇到不懂的问题时，指导老师们都能细心的帮助我。

同学之间虽然每个人的设计课题不一样，但我们之间还是会经常讨论，互相帮助，不紧学会了知识，而且还锻炼了我们的团队精神。

在这次设计中，要感谢我们的指导老师，他们在设计期间为我们的解决了很多难题。

相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中干的更出色。

参考文献
[1] 赵家齐等.机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社，1987
[2] 王小华.机床夹具图册.北京：机械工业出版社，2004
[3] 吴圣庄.金属切削机床概论.北京：机械工业出版社，1993
[4] 王先逵.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社，2002
[5] 徐鸿本.机床夹具设计手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，2004.3
[6] 王伯平.互换性与测量技术.北京：机械工业出版社，2004.4。