机械制造课程设计说明书

机械制造基础 课程设计说明书

设计题目：CA6140车床对开螺母体上部 设 计 者： 指导老师：

2011年12月21日 一、零件分析 （一）零件的作用： 题目给定的零件是CA6140车床上的对开螺母体上部，该零件位于车床的溜板箱。它以Ф52H7孔与对开螺母向接触，以燕尾槽与溜板箱上的滑道组成滑动副。该零件分开时，使对开螺母与丝杆脱离配合；而闭合时，使螺母与丝杆组成螺纹副，从而将丝杆的转动变成溜板箱的移动，使溜板箱上的车刀自动横向进给。 （二）零件的工艺分析： 从零件图上可以看出，该零件上主要的加工表面为95p6两端面，Ф52H7孔。Ф52H7孔轴线对于C面的平行度，及轴线对由B1B2面在空间组成的交线的垂直度100mm内不超过0.04mm。这两个形位公差将直接影响对开螺母与丝杆的配合，及对开螺母体本身在溜板箱内的运动。故宜使设计基准与对刀基准重合，以保证加工精度。 此外，95p6两端面的圆跳动度在0.03mm内，故宜以Ф52H7孔轴线为基准加工。

二、工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式 零件材料为HT15-33，并设零件年产量为5000件/年。为大批量生产。毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。又由于箱体零件的Ф52H7孔需铸出毛坯孔，故应当安放型芯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。 1.铸件尺寸公差 查机械加工工艺手册，大量生产，铸件尺寸公差选为CT10。 2、铸件机械加工余量 各表面余量见表0-1 表0-1各加工表面总余量 加工表面 基本尺寸 加工余量 说明 底面 75.2 3.2 B 55° 3.2 C 18 3.2 95p6左右端面 95 4 先单侧加工，后双侧加工 R37圆弧面 37 3 降低毛坯件复杂程度，由3.2变为3 Ф52H7 52 4 表0-2主要毛坯尺寸及公差 加工表面 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 CT 底面 75.2 3.2×2 81.6 3.2 B 55° 3.22 91.6 3.2 C 18 3.2 36.2 2.6 95p6左右端面 95 4×2 103 3.6 R37圆弧面 37 3 34 2.6 Ф52H7 52 4×2 44 3.2 （二）基面选择 粗基准的选择：根据粗基准选择原则，选取不加工表面作为粗基准或者选择择余量要求均匀的重要表面为粗基准。由于该零件主要由滑到和类圆柱垂直相交组成。若是以滑道底面为粗基准，加工零件肩部后，再以肩部为精基准加工滑道底面则工序变的更为复杂。所以选择肩部为粗基准，加工滑道底面。 精基准的选择：选取燕尾槽为精基准加工直接为52的通孔，与设计基准重合，易于保证加工精度。故选燕尾槽为精基准。 （三）制定工艺路线 根据各表面加工要求和各加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下： 10.铣底面：以零件肩部为粗基准，铣底面。此时在95p6的端面施加夹紧力 20.钻孔Ф12：铣完底面后，以肩部，燕尾槽左端面，肩部左端面定位夹紧后，在底面上钻出深为20mm的两个孔。 30.刨燕尾槽及倒角：以底面和深为20mm的两个孔定位，形成一面两销，从肩部施加夹紧力，利用刨刀刨削燕尾槽的两个侧面 40.镗孔Ф52H7：利用一面两销定位方式定位夹紧，镗孔Ф52H7 50.镗R37圆弧面：同样的定位夹紧方式，利用镗刀镗R37的圆弧面 60.钻Ф7孔：一面两销定位，从滑道左端面施加夹紧力，钻削出Ф7孔及倒角 70精铣95p6两端面：利用长销和小面及辅助支撑定位工件，精铣95p6两端面。 80.刨退刀槽：以以肩部，燕尾槽左端面，95p6左端面定位工件，刨退刀槽。 以上工艺方案采用一面两销的定位方式镗孔Ф52H7，其轴线相对于燕尾槽平面的平行度要求和垂直度要求都是间接保证，加上一面两销当中的销孔相距较近。其误差将会极大的影响孔Ф52H7的形位精度要求。由此，再镗孔Ф52H7时，应当以燕尾槽本身作为定位夹紧的元件来保证孔的精度。对以上工艺方案进行调整后有： 10.铣底面：以零件肩部为粗基准，铣底面。此时在95p6的端面施加夹紧力，见工序图 20.粗铣燕尾槽：以零件肩部、肩部左端面定位，在95p6的右端面施加夹紧力，粗铣燕尾槽，见工序图。 30.粗铣95p6两端面：以滑道右端面，粗铣后的燕尾槽定位夹紧，铣95p6两端面，见工序图。 31.组合铣刀精铣95p6两端面：与工序30的定位夹紧方案同样，使用卧式铣床，采用组合铣刀精铣95p6两端面，见工序图。 40.精铣燕尾槽：以零件肩部、95p6左端面定位，在95p6的右端面施加夹紧力，精铣燕尾槽，见工序图。 41.铣倒角：以零件肩部、95p6左端面定位，在95p6的右端面施加夹紧力，铣倒角，见工序图。 50.刨退刀槽：以零件肩部、95p6左端面定位，在95p6的右端面施加夹紧力，刨退刀槽，见工序图。 60.镗Ф52H7孔：以零件尺寸要求为34的右端面和精铣后的燕尾槽定位夹紧，镗该孔，见工序图。 70镗R37圆弧面：以零件尺寸要求为34的右端面和精铣后的燕尾槽定位夹紧，圆弧面，见工序图。 80.钻孔Ф7：以镗好的Ф52H7内孔和精铣后的燕尾槽定位夹紧，钻孔，见工序图。 90.锪孔Ф11：采用工序80的定位夹紧方式加工。 100.钻孔Ф12：以镗好的Ф52H7内孔和肩部定位夹紧，钻孔，见工序图。 110.铣断5：以镗好的Ф52H7内孔和底面定位夹紧，铣断。 120.检验

选择加工设备及工艺装备 1）铣底面 考虑到工件的定位夹紧方案，采用立铣，选择X5032立式铣床。选择直径D为Ф100mm的硬质合金端铣刀(材料为YG8），采用专用夹具和游标卡尺。 2）粗铣和精铣燕尾槽 考虑到工件的定位夹紧方案，采用立铣，选择X5032立式铣床。选择直径为Ф32mm，角度为55°的成型铣刀，采用专用夹具和游标卡尺。 3）铣倒角 以零件肩部定位，采用立铣，选择X5032立式铣床。选择直径为Ф10mm的圆柱铣刀。采用专用夹具和游标卡尺。 4）粗铣95p6两端面 工件以燕尾槽定位和夹紧，采用卧式铣床，选择X6132A卧式铣床。选择直径D为Ф68mm的三面刃铣刀，采用专用夹具和游标卡尺。 4.1）精铣95p6两端面 工件以燕尾槽定位和夹紧，采用卧式铣床，选择X6132A卧式铣床。选取铣刀端面相距为95p6的组合铣刀（直径为Ф100mm）。采用专用夹具和游标卡尺。 5）刨退刀槽 以零件肩部定位，选择B690牛头刨床。选择机夹深切刨刀（材料为YG6）采用专用夹具和游标卡尺。 6）镗Ф52H7孔和R37圆弧面 以燕尾槽定位夹紧，采用卧式镗床，镗Ф52H7选择TA617卧式镗床及镗刀(YG8)，半精镗和精镗R37选择T4145坐标镗床及精镗刀（YG8）。采用专用夹具和卡环。 7）钻孔Ф7mm和锪平Ф11mm 以燕尾槽定位夹紧，采用摇臂钻床，选择Z3040钻床，选用高速钢钻头。采用专用夹具和塞规。 8）钻孔Ф12mm 以零件肩部定位夹紧，采用摇臂钻床，选择Z3040钻床，选用硬质合金钻头。采用专用夹具和塞规。 9）铣断5 采用卧式铣床，选择X6132A卧式铣床。选择直径D为Ф100mm的三面刃铣刀，采用专用夹具和游标卡尺。

加工工序设计 确定工序尺寸的一般方法是，又加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。当基准转换时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。 （1）工序10 铣底面 1、加工余量计算 查机械加工工艺手册（机械工艺出版社1991年9月北京第一版，以下简称手册），得精加工余量Z1=1.0mm。已知底面总余量Z为3.2mm。故粗加工余量Z2=3.2-1.0=2.2mm。 如图1-1，精铣底面工序以零件肩部定位，底面至肩部的工序尺寸为设计尺寸Xjin=280-0.52mm，但因为精铣可达IT7级公差，故取Xjin=280-0.02mm.则粗铣的工序尺寸Xcu=28+1.0=29mm。 查教材机械制造技术基础（第三版，以下简称教材），得粗铣加工公差等级为IT11~IT13，取IT11，其公差Tcu=0.13mm。所以Xcu=290-0.13mm（入体尺寸标注）。 校核精铣余量Z1min=min Xcu — max Xjin =28.87-28=0.87mm 故余量足够。 2、切削用量 查阅手册，取粗铣每齿进给量af=0.4mm/z，精铣每齿进给量af=0.15mm/z 粗铣走刀1次，ap =2.2mm，精铣走刀1次，ap =1.0mm。 取粗铣的主轴转速为n=150 r/min。取精铣的主轴转速为n=300 r/min。又前面已定铣刀直径D为Ф100mm，故相应的切削速度分别为

粗加工 Vc=1000Dncu =100015010014.3=47.1m/min

精加工 Vc=1000Dnjin =100030010014.3=94.2m/min 3、校核机床功率（一般只校核粗加工工序）： 参考手册，铣削是的切削功率为

Pc=44z1061V106VFcwqFuyfxpfcfffwffndkzaaaC 取Z=8，n=150/60=2.5r/s，d=100，ap =2.2mm，af =0.4 mm/z，aw=80mm（取毛坯尺寸），查手册有Cf =534, xf=0.9,yf=0.74,uf=1.0,wf=0,qf=1.0。kf =kmv x kmp x ksv x kkv =.34x0.79x0.8x0.8=0.68(加工条件改变是的修正系数，查手册)。Vc=94.2m/min 代入上式得 Pc=3.77kw 又从手册上查的机床X5032 的机床功率为7.5kw, 机床传动效率一般取0.75~0.85，若取0.85，则机床主电动机所需功率Pe=Pc/0.85=4.43<7.5kw.故功率足够。 4、切削工时 粗铣：切入切出长度由手册查的L1+L2=20mm,工件长Lm=120mm所以

t=ZaLLfnLm21=17.5s（0.29min） 精铣：切入切出长度由手册查的L1+L2=20mm,工件长Lm=120mm所以 t=ZaLLfnLm21=23.3s（0.39min）

图XjinZjinXcu