1、機制工藝課程設計說明書學校：北京交通大學海濱學院 專業：機械設計制造及自動化 姓名：朱寧學號：嘿咻嘿咻嘿咻目錄第一章 機制工藝課程設計概述4§1.1課程設計的目的4 §1.2課程設計的題目4 §1.3課程設計的內容4 §1.4課程設計的進度表5 第二章零件的工藝性分析6 §2.1對開合螺母機構的工作原理6 §2.2了解，分析產品的裝配圖和零件圖6 §2.3審查零件的結構工藝性8 §2.4由零件的生產綱領決定生產類型8 第三章毛坯的選擇9 §3.1毛坯制造方法9 §3.2毛坯精度等級選擇9

2、67;3.3毛坯加工余量與標注9 §3.4毛坯澆注方式10 第四章工藝規程制定11§4.1草擬工藝路線11§4.2定位基準選擇與分析11§4.3加工方案選擇與分析15§4.4確定加工方法15 §4.4草擬各個工序內容16第五章 鉆2-12H7孔鉆模設計18§5.1定位方案分析與設計18§5.2定位元件的結構設計19§5.3對刀導向元件的設計20§5.4夾緊方案設計22§5.5夾具整體設計24§5.6繪制夾具總圖27第六章 設計心得體會29 參考文獻30第一章 機制工藝課程設計

3、概述1.1課程設計的目的機制工藝課程設計是在學完了該門課程之后的一個重要的實踐教學環節，機制工藝課程設計是對學生未來從事機械制造工藝工作的一次基本訓練。通過課程設計培養學生制定零件機械加工工藝規程和分析工藝問題的能力，以及設計機床夾具的能力。在設計過程中，學生應熟悉有關標準和設計資料，學會使用有關手冊和數據庫。1、能熟練運用機制工藝課程中的基本理論以及在生產實踐中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。2、提高結構設計能力。學生通過非標專用夾具設計的訓練，應獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理又能保證加

4、工質量的夾具的能力。3、學會使用手冊、圖表及數據庫資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運用。1.2課程設計的題目機制工藝課程設計題目：設計C6140車床對開合螺母下座零件的機械加工工藝規程及工藝裝備。1.3課程設計的內容C6140車床對開合螺母下座工藝規程；鉆2-Ø12H7孔鉆模（鉆床夾具）設計；編寫課程設計說明書；1.4課程設計的進度表 第二章 零件工藝性分析2.1對開合螺母機構工作原理(如圖所示 2.2了解. 分析產品的裝配圖和零件圖（1）部件的組成（如下圖所示）1 兩半螺母（2件）2 上下螺母座（各1件）3 撥銷（2件）4 雙離心撥盤（1件）5 手柄（1件

5、）6 鑲條與調節螺釘（各1件） （2）零部件的作用兩半螺母分別鑲在上下螺母座上，并由前述各零件組成對開合螺母機構。1 起接通或斷開加工時所需復合運動的進給傳動鏈的作用；2 起由旋轉運動變為直線運動的作用；3 起傳遞運動和動力的作用；（3）性能要求1 上下螺母同步的要求2 螺母與絲杠的同軸度要求3 兩螺母相對絲杠軸心的徑向位置可調要求（兩半螺母相互分離程度可調）4 兩半螺母對合時與絲杠中心線的對稱度要求對齊并在允許的公差范圍內（4） 主要技術要求與分析1 Ø52H7孔軸心線對C 面平行度要求的分析；2 Ø52H7孔軸心線對兩B 面垂直度要求的分析；3 E 面對Ø52

6、H7孔軸心線的端面跳動要求的分析；4 B1與B2面平行度要求的分析；5 Ø12H7孔對C 面垂直度要求的分析；2.3審查零件的結構工藝性1 零件的類型：中型支架類（切開后屬叉架類）；2 具有燕尾結構，是零件的主要設計基準之一；3 Ø52H7孔具有薄壁；4 Ø52H7孔兩端面處相對燕尾有凸臺；5 調節螺釘孔M10底孔為深孔，且螺釘應保證和上螺母座接觸面具有良好接觸；由以上分析加工時是否便于進刀、退刀；是否便于裝夾及減少裝夾次數等。2.4由零件的生產綱領決定生產類型按中型機械，根據零件年生產綱領（500件/年），生產類型為成批生產中的中批生產范圍。第三章 毛坯的選擇3

7、.1毛坯制造方法根據零件圖所標出的零件材料，可知該零件為HT200；鑄造：根據零件的生產綱領和生產類型，查手冊可知應采用沙型 鑄造機器制模。3.2毛坯精度等級選擇由手冊查取毛坯精度為CT123.3毛坯加工余量與標注輪廓最大尺寸在100160范圍內的鑄件，要求的毛坯加工余量等級為H, 要求的毛坯加工余量為3mm ，且除非另有規定，對所有需機械加工的表面只規定一個值。注意：（1）預鑄孔余量，不管澆注位置如何，應該比其它加工表面的余量等級低一級；（2）不加工表面不加放余量，也不標注公差；（3）查表時，表中的公稱尺寸是零件圖上對應的實際尺寸； 毛坯尺寸如圖所示： 3.4分型面 側面注 （底面澆注）第四

8、章 工藝規程制定4.1草擬工藝路線（1）方案一（先粗后精，先面后孔等原則）： 預先熱處理粗銑C 面、B 面、D 面銑1X3退刀槽粗加工兩E 面粗鏜（Ø52）孔 半精銑C 面、B 面精銑C 面、B 面刮研C 面、B 面手工加工 精加工兩E 面半精鏜（ Ø52 ）孔精鏜Ø52H7孔鉆、鉸Ø12H7孔 銑切（5mm ）分離上下螺母座鉆M10底孔（Ø8.5）攻M10螺紋鉆2- Ø7及锪孔（2）方案二（工序集中）： 預先熱處理粗銑C 面、B 面、D 面半精銑C 面、B 面銑2-1X3退刀槽精銑C 面、B 面刮研C 面、B面手工加工 粗加工兩E

9、面與粗鏜（Ø52）孔精加工兩E 面與半精鏜、精鏜（ Ø52 ）孔鉆、鉸Ø12H7孔 銑切（5mm ）分離上下螺母座鉆M10底孔（Ø8.5）與攻M10螺紋鉆2- Ø7及锪孔4.2定位基準選擇與分析（1）精基準選擇與分析主要加工表面有C 、B 面和Ø52H7孔及Ø12H7孔，按先面后孔的原則，先選擇加工Ø52H7孔的精基準。選擇：精加工過的C 、B 面與一側面為定位基準，其中C 面限制3個自由度，為主要定位基準面，B 面限制2個自由度，為第二定位基準。 BC（2）粗基準選擇與分析 1）加工燕尾導軌面（）的基準方案一：以

10、預鑄孔Ø44為主要定位基準，這樣加工C 、B 后以它們為精基準加工Ø52孔時，使孔的加工余量均勻。方案二：以預鑄孔Ø44的外壁為主要定位基準，采用對中性定位元件定位，這樣加工C 、B 后以它們為精基準加工Ø52孔時，使孔加工后的壁厚均勻。（如下圖所示） ）Ø52H7孔與2-E 面的加工基準 采用以車代鏜加工方式，先加工一端面和內孔，再掉頭加工另一端面。采用C 面限制3個不定度，B 面限制2個不定度，活動V 形塊限制1個不定度（對中）的定位方案 ）加工燕尾上2-Ø12H7孔的定位基準 .C 面為第一定位基準，限制3個自由度（保證與C 面

11、垂直度的要求）；.B 面為第二定位基準，限制2個自由度（保證兩孔連線與Ø52H7 孔軸線在水平面的垂直度要求）；. Ø52H7孔以削邊銷定位，限制1個自由度（保證兩孔對中）。）銑開上下螺母座時的定位基準 ）鉆螺紋底孔、攻 M10 螺紋時的定位基準 4. 加工方案選擇與分析方案一是先加工燕尾及空刀槽，然后以此為基準加工孔Ø52，遵循了先面后孔，先粗后精，先主后次的加工原則；而方案二是采用工序集中的原則，但是每一道工序都是粗加工，半精加工，精加工，工序之間違背了先粗后精的原則，并且兩種方案相比較，先加工燕尾及空刀槽，然后再以此為基準加工孔Ø52，這時的位置精

12、度較易保證，并且定位及裝夾等比較方便。故方案一好。4.4確定加工方法1、平面加工主要是燕尾導軌的加工：采用刨削加工方式2、孔加工主要是Ø52H7、2-Ø12H7孔的加工：采用片狀銑刀，工件旋轉一偏轉角。3、加工余量與精度等級粗刨：1.5 IT11精刨：0.85 IT89刮研：0.15 IT674、52H7孔與2個E 面的加工（以車代鏜在車床上加工）采用以車代鏜加工方式，先加工一端面和內孔，再掉頭加工另一端面。采用C 面限制3個不定度，B 面限制2個不定度活動V 形塊限制1個不定度（對中）的定位方案粗鏜（IT11）-半精鏜（IT9）-精鏜（IT8）精鉸（IT7） 5、2-12

13、H7孔的加工鉆套：固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套由于需要鉆底孔孔徑、粗鉸孔、精鉸孔步驟，所以使用快換鉆套進行加工。6、2-12H7孔的加工按照工序集中的原則，選擇一次安裝、多工序內容加工的工藝安排工藝過程對應加工過程所達到的經濟精度和相應定尺寸刀具參數：精鉸（IT7 12mm ）-粗鉸（IT9 11.95mm ）-擴孔（IT10 11.85mm ）-鉆孔（IT11 11mm ）鋼件或孔徑大于15mm 時的鑄件12mm -11.95mm-(不擴孔 -11.80mm.5草擬各個工序內容1. Ø52孔選擇：采用C 面限制3個不定度，B 面限制2個不定度，活動V 形塊限制1個不定度（對中）的定

14、位方案。加工過程：粗車至47mm ；粗車第二次至50mm ；精車至51.5mm ；粗鉸至51.92mm ；精鉸至Ø52，表面粗糙度為Ra1.6m, 工序余量為0.08mm 。2. 2×12孔選擇：C 面為第一定位基準，限制3個不定度（保證與C 面垂直度的要求）；B 面為第二定位基準，限制2個不定度（保證兩孔連線與Ø52H7 孔軸線在水的垂直度要求）；Ø52H7孔以削邊銷定位，限制1個不定度（保證兩孔對中）。 加工過程：鉆至11；半精鉸，精鉸至12。3. 一端面粗車至99；半精車至97.8；精車至97。4. 另一端面粗車至96；半精車至95.5；精車至95

15、。第五章 鉆2-12H7孔鉆模設計5.1定位方案分析與設計 為保證12孔中心軸線與C 面垂直度達到0.05，應限制X 旋轉，Y 旋轉；為保證12孔的軸向位置應限制Z 移動；為保證12孔相對于52孔中心線的對稱度應限制X 移動； 為保證12孔與7孔垂直分布應限制Z 旋轉；為保證12孔與E 面間的距離應限制Y 移動；綜合結果應限制所有六個自由度，完全定位。（1） 定位塊（在C 面限制3個自由度；在左側定位塊側面限制2個自由度）（2） 削邊銷（限制1個自由度）（3） 待加工面為兩個Ø12H7孔，定位基準為特殊表面定位，采用兩梯形塊和菱形銷定位，其定位精度高，工件裝卸和排屑方便。5.2定位元

16、件的結構設計 (1定位塊：左定位塊：上底：35mm 下底：51mm 高：22mm 長：130mm左定位塊中間有一方塊凸起，長130mm ，高2mm ，寬5mm; 右定位塊：上底：18mm 下底：30mm 高：16mm 長：130mm(2削邊銷： 菱形銷寬b=8mm;B= D 2 -5=52-5=47；Lg/2=0.05 Lg=0.1Lx=(1/51/3×Lg=0.022=2×b(Lx+Lg-2/2/D2=0.04d 2=D2-2=52-0.04=51.96配合選用g65.3對刀導向元件設計兩個Ø12H7孔的加工，在鉆孔后還需鉸孔。因此應采用快換鉆套，以便換刀后能迅

17、速更換鉆套。（1）快換鉆套(JB/T 8045.31999 尺寸如圖所示： d=12; D1=30 ; D2=26 ;D=18+0.001+0.012;h=10 ;h1=4; H=16 配用螺釘M6，r=20, m=11; m1=11; =550（2）階形螺釘（45鋼，JB/T 8045.51999）尺寸如下圖 d=6; D=13; H=5; b=1.5; h=2; d1=8; d2=4.5;b1=2;l0=10; C=0.5; C1=0.8;R=0.5 (3襯套(JB/T 8045.41999 尺寸如圖所示： d=18+0.034+0.034; D=26+0.015+0.028;H=285.

18、4夾緊方案設計根據加緊裝置設計的基本要求，加緊力的方向應垂直于主要定位平面。由于該零件加工屬于中批生產，加工表面尺寸小，故可以考慮手動加緊方式。而夾具體為鋼板焊接結構，考慮裝卸工件方便，采用螺旋加緊機構。（1）夾緊方案設計如下圖所示 （2）夾緊螺釘（JB/T 8006.31999）及其手柄設計如下圖： M12; d0=10; D=20; H=16; L1=100; L=90（3）手柄球選用A 型M6，手柄球尺寸如下圖所示： （4）夾緊力分析 P Z =427Df0.8K P =427*11.80*0.80.8*1=4214.85N F Z =PZ =4214.85N T=120D2.2f 0.

19、8K P =120*11.802.2*0.80.8*1=22897.79N.mW=T/L=22897.79/(42/2=1090.37N F X =W=1090.37N F=X 2+FZ 2=4353.60N5.5夾具整體設計 （1）鉆模類型選擇根據待加工面的位置情況，需要在平面上相隔36mm 的兩個位置上進行鉆孔，因此鉆模類型可采用固定式鉆模。 固定式鉆模夾具設計要考慮工件裝卸、排屑等操作方便。在保證足夠強度的條件下，重量要盡量輕以及制造工藝性好等要求。為此采用了鋼板焊接而成的夾具體。（2）鉆模板的選擇由于采用鋼板焊接型夾具體，鉆套可直接裝在夾具體上。夾具體上側壁厚取22mm ，安置鉆套處加

20、凸臺厚6mm ，左右兩側鋼板根據強度要求壁厚取16mm ，底部鋼板壁厚取10mm ，且在底部開一個80mm 的排屑槽。（3） 夾具體其它結構設計1 手拉式定位器如下圖： 1. 定位銷（T8，JB/T 8021.11999）2. 導套（45鋼，JB/T 8021.11999）3. 螺釘（45鋼，GB/T672000）4. 彈簧（碳素彈簧鋼絲II ，GB/T682000）5. 銷（45鋼，GB/T119.12000）6. 把手（Q235，GB/T 2211991）I. 定位銷尺寸 d=12; d1=8; d2=2; l3=52; l4=82;l1=151II. 螺釘選用M5開槽盤頭螺釘III. 彈

21、簧 簧絲直徑d=1.6mm 拉伸彈簧的節距P=d=1.6mm 外徑D 2=10+1.6=11.6mm; 內徑D 1=10-1.6=8.4mm 旋繞比=10/1,6=6.25,有效圈數選12圈死圈距離+5+工作行程=13*1.6+5+25=50.8 取彈簧最大拉伸長度為50mm 。IV. 把手 D=35;L=30;d=8H9; SR=35; r1=8; d1=18; d2=15; l 1=l2=20; l3=85.6繪制夾具總圖（1）機床夾具裝配圖應標注的尺寸夾具最大輪廓尺寸； 零件間的配合尺寸； 零部件間的相互位置要求（可在技術要求中注明）； 可動零部件的最大位移尺寸； 定位元件間的相互位置尺寸（夾具的功能尺寸）； 定位元件與對刀導向元件的相互位置尺寸 （夾具的功能尺寸） ； （2）機床夾具裝配圖的技術要求 定位元件工作表面 C 面相對于夾具對定表面的平行度要求； 鉆套軸心線相對于夾具對定表面 C 面的垂直度要求； 定位元件 工作表面 C 面間的平面度要求； 鉆套軸