課程設(shè)計--設(shè)計“連接座”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及相關(guān)工序的專用夾具

1、<p>　　機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書 </p><p>　　題目：設(shè)計“連接座”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及相關(guān)工序的專用夾具</p><p>　　原始資料:該零件圖樣, Q=5000臺/年，n=1件/臺,每日1班</p><p>　　班 級 學(xué) 號________________</p><p>　　學(xué)

2、 生________________</p><p>　　指 導(dǎo) 老 師________________</p><p>　　系 (教研室)主任________________</p><p>　　____________年____________月____________日</p><p><b>　　目 錄&

3、lt;/b></p><p><b>　　第一章 零件的分析</b></p><p><b>　　1.1 零件的作用</b></p><p><b>　　1.2 零件的形狀</b></p><p>　　第二章 零件的工藝分析</p><p>　　2

4、.1 左端的加工表面</p><p>　　2.2 右端的加工表面</p><p><b>　　第三章 毛坯設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1 毛坯的選擇</b></p><p>　　3.2 確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差</p><p>　　3.3 確定機(jī)械加

5、工余量</p><p>　　3.4 確定毛坯尺寸</p><p>　　3.5 確定毛坯尺寸公差</p><p><b>　　3.6 設(shè)計毛坯圖</b></p><p>　　第四章 選擇加工方法，擬定工藝路線</p><p><b>　　4.1 基面的選擇</b></p&

6、gt;<p>　　4.2 精基面的選擇</p><p>　　4.3 制定機(jī)械加工工藝路線</p><p>　　第五章 加工設(shè)備及刀具、夾具、量具的選擇</p><p>　　5.1 選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床</p><p><b>　　5.2 選擇刀具</b></p><p>

7、　　第六章切削用量的選擇 </p><p>　　第七章基本時間的確定</p><p>　　7.1 工時定額的計算</p><p><b>　　第八章夾具設(shè)計</b></p><p>　　8.1 確定設(shè)計方案</p><p>　　8.2 定位精度分析</p><p>　　第九

8、章 設(shè)計心得體會</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　序 言</b></p><p>　　機(jī)械加工工藝課程設(shè)計是機(jī)械類學(xué)生在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)，進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的一項重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本課程設(shè)計主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識來分析處理生產(chǎn)工藝問題的能力，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固有關(guān)

9、理論知識，掌握機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計的方法，提高獨(dú)立工作的能力，為將來從事專業(yè)技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。</p><p>　　另外，這次課程設(shè)計也為以后的畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行了一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。通過本次課程設(shè)計，應(yīng)使學(xué)生在下述各方面得到鍛煉：</p><p>　?。?）熟練的運(yùn)用機(jī)械制造基礎(chǔ)、汽車制造工藝學(xué)和其他有關(guān)先修課程中的基本理論，以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所學(xué)到的實(shí)踐知識，正確的分析和解決某一個零件在加工中

10、基準(zhǔn)的選擇、工藝路線的擬訂以及工件的定位、夾緊，工藝尺寸確定等問題，從而保證零件制造的質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　?。?）通過夾具設(shè)計的訓(xùn)練，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(包括設(shè)計計算、工程制圖等方面)的能力。</p><p>　?。?）能比較熟練的查閱和使用各種技術(shù)資料，如有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、手冊、圖冊、規(guī)范等。</p><p>　　（4）在設(shè)計過程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?/p>

11、工作作風(fēng)和獨(dú)立工作的能力。</p><p><b>　　第1章、零件的分析</b></p><p><b>　　1.1、零件的作用</b></p><p>　　題目給的零件是離心式微電機(jī)水泵上的連接零件，它位于水泵泵殼內(nèi)，主要作用是固定水泵葉輪</p><p><b>　　1.2、零件的形

12、狀</b></p><p>　　零件的實(shí)際形狀如上圖所示， 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。</p><p>　　第2章、零件的工藝分析</p><p>　　由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。</p>

13、<p>　　連接座共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：2.1、左端的加工表面    這一組加工表面包括：左端面，Φ125外圓，Φ100內(nèi)圓，倒角，鉆通孔Φ7，鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，Φ100的內(nèi)圓孔有25的粗糙度要求。其要求并不高，粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達(dá)到要求，并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。</p>

14、<p>　　2.2、右端面的加工表面</p><p>　　這一組加工表面包括：右端面；Φ121的外圓，粗糙度為3.2、6.3；外徑為Φ50、內(nèi)徑為Φ40的小凸臺，粗糙度為3.2，并帶有倒角；Φ32的小凹槽，粗糙度為25；鉆Φ17.5的中心孔，鉆Φ7通孔。其要求也不高，粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。其中，Φ17.5、Φ40的孔或內(nèi)圓直接在車床上做鏜工就行了。</p><p>&

15、lt;b>　　其具體過程如下表：</b></p><p><b>　　第3章、毛坯設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1、毛坯的選擇</b></p><p>　　毛坯種類的選擇決定與零件的實(shí)際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造

16、4、焊接5、其他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鑄件，但從經(jīng)濟(jì)方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費(fèi)材料，而且還增加機(jī)床，刀具及能源等消耗，而鑄件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強(qiáng)度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。</p><p>　　該零件材料為HT200，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設(shè)計要求Q=5000臺/年，n=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率α和 廢品率β

17、分別取10%和1%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)</p><p>　　N=5000 5555件/年</p><p>　　3.2、確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差</p><p>　?。?）求最大輪廓尺寸 </p><p>　　根據(jù)零件圖計算輪廓的尺寸，最大直徑Ф142mm，高69mm。</p><p>　?。?）選擇鑄件公

18、差等級</p><p>　　查手冊鑄造方法按機(jī)器造型，鑄件材料按灰鑄鐵，得鑄件公差等級為8～12級取為11級。</p><p>　?。?）求鑄件尺寸公差</p><p>　　公差帶相對于基本尺寸對稱分布。</p><p>　?。?）求機(jī)械加工余量等級</p><p>　　查手冊鑄造方法按機(jī)器造型、鑄件材料為HT200得

19、機(jī)械加工余量等級E-G級選擇F級。</p><p>　　3.3、確定機(jī)械加工余量</p><p>　　根據(jù)鑄件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜程度，取鑄件加工表面的單邊余量為7mm，。</p><p>　　3.4、確定毛坯尺寸</p><p>　　上面查得的加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度Ra≥1.6 。Ra﹤1.6 的表面，余量要適當(dāng)加大。&

20、lt;/p><p>　　分析本零件，加工表面Ra≥1.6 ，因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查的余量即可。（由于有的表面只需粗加工，這時可取所查數(shù)據(jù)的小值）</p><p>　　生產(chǎn)類型為大批量，可采用兩箱砂型鑄造毛坯。由于所有孔無需鑄造出來，故不需要安放型心。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工進(jìn)行時效處理。</p><p>　　3.5、確定毛坯尺寸公差

21、</p><p>　　毛坯尺寸公差根據(jù)鑄件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復(fù)雜系數(shù)查手冊得，本零件毛坯尺寸允許偏差見下表：毛坯尺寸允許公差/mm</p><p><b>　　3.6、設(shè)計毛坯圖</b></p><p>　?。?）確定拔模斜度 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊查出拔模斜度為5度。</p><p>　?。?）確定分型面 由于

22、毛坯形狀前后對稱，且最大截面在中截面，為了起模及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯移所以選前后對稱的中截面為分型面。</p><p>　　（3）毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，在鑄件取出后要做時效處理。</p><p>　　下圖為該零件的毛坯圖:</p><p>　　第4章、選擇加工方法，擬定工藝路線</p><p><b

23、>　　4.1、基面的選擇</b></p><p>　　基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要設(shè)計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。</p><p>　　4.2、精基面的選擇</p><p>　　精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。選擇加工表面的設(shè)

24、計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。</p><p>　　4.3、制定機(jī)械加工工藝路線</p><p><b>　　工藝路線一</b></p><p><b>　　工序一：</b></p>&l

25、t;p><b>　　粗車右端面</b></p><p><b>　　車外圓Φ121</b></p><p><b>　　車右臺階面</b></p><p><b>　　車外圓Φ130</b></p><p><b>　　車端面</b&

26、gt;</p><p><b>　　粗鏜Φ40</b></p><p><b>　　工序二：</b></p><p><b>　　粗車大端面</b></p><p><b>　　粗鏜Φ100H7</b></p><p><b&

27、gt;　　車臺階面</b></p><p><b>　　車外圓Φ125</b></p><p><b>　　工序三：</b></p><p><b>　　半精鏜Φ40</b></p><p><b>　　半精車外圓Φ121</b></p&

28、gt;<p><b>　　半精車右臺階面</b></p><p><b>　　半精車外圓Φ130</b></p><p><b>　　半精車端面</b></p><p><b>　　半精車右端面</b></p><p><b>　　

29、工序四：</b></p><p><b>　　半精車大端面</b></p><p><b>　　半精車Φ100H7</b></p><p><b>　　半精車右臺階面</b></p><p><b>　　半精車外圓Φ125</b></p&

30、gt;<p><b>　　工序五：</b></p><p><b>　　精車右端面</b></p><p><b>　　精車外圓Φ121</b></p><p><b>　　精鏜Φ40</b></p><p><b>　　精車外圓Φ

31、130</b></p><p><b>　　精車端面</b></p><p><b>　　精車右臺階面</b></p><p><b>　　工序六：</b></p><p><b>　　精車大端面</b></p><p>

32、;<b>　　精車Φ100H7</b></p><p><b>　　精車右臺階面</b></p><p><b>　　精車外圓Φ125</b></p><p><b>　　工序七：</b></p><p><b>　　1.精銑B面</b&g

33、t;</p><p><b>　　2.工序八</b></p><p><b>　　3.粗銑Φ100面</b></p><p><b>　　工序九：</b></p><p><b>　　精銑Φ100面</b></p><p><

34、b>　　工序十：</b></p><p><b>　　鉆孔到Φ10</b></p><p><b>　　擴(kuò)鉆到Φ16</b></p><p><b>　　擴(kuò)孔到Φ17.4</b></p><p><b>　　工序十一：</b></p

35、><p><b>　　精鏜孔至17.5</b></p><p><b>　　工序十二:</b></p><p>　　在6個工位上鉆孔Φ7</p><p><b>　　工序十三：</b></p><p>　　在4個工位上鉆孔Φ4.5</p>&l

36、t;p><b>　　攻螺紋4－M5</b></p><p><b>　　工藝路線二</b></p><p><b>　　工序一：</b></p><p><b>　　粗車右端面至78</b></p><p>　　粗車外圓Φ125×5<

37、/p><p><b>　　鉆通孔Φ16</b></p><p>　　粗鏜內(nèi)孔Φ34×29</p><p>　　粗車小凸臺端面至20</p><p><b>　　工序二：</b></p><p><b>　　粗車右端面至71</b></p>

38、;<p>　　粗車外圓Φ128×9</p><p>　　粗車內(nèi)孔Φ98×6.8</p><p><b>　　工序三：</b></p><p><b>　　半精車端面保70</b></p><p>　　半精車外圓Φ121.4×5</p><

39、;p>　　法精鏜內(nèi)孔Φ39.6×27</p><p>　　半精鏜內(nèi)孔Φ32×28</p><p>　　半精鏜內(nèi)孔保Φ17.5</p><p>　　半精車小凸臺端面保16</p><p><b>　　工序四：</b></p><p><b>　　半精車右端面到69

40、</b></p><p>　　半精車外圓Φ125.4長9</p><p>　　半精鏜內(nèi)孔Φ199.6長7</p><p><b>　　工序五：</b></p><p><b>　　鉆通孔3×Φ7</b></p><p><b>　　鉆通孔3&#

41、215;Φ7</b></p><p>　　鉆孔4×Φ4.134深12</p><p>　　攻螺紋4-M5深10</p><p><b>　　工序六：</b></p><p><b>　　磨內(nèi)孔保Φ40×5</b></p><p><b&g

42、t;　　磨外圓保Φ12×5</b></p><p><b>　　工序七：</b></p><p>　　磨內(nèi)孔保Φ100×7</p><p>　　磨外圓保Φ125×9</p><p><b>　　工藝路線比較：</b></p><p>

43、　　上述兩個工藝路線， 第一條工藝路線做得比較精細(xì)，每一道工序都安排的很到位，但是做起來很復(fù)雜；第二條工藝路線比較簡潔明了，基本上可以達(dá)到精度要求，但最后的磨工感覺有點(diǎn)多余。相比之下我們選擇第二條工藝路線，然后對其進(jìn)行修改：去掉磨式。因為零件精度要求不高，半精車就可以達(dá)到目的。 </p><p><b>　　擬定工藝過程：</b></p><p>　　第5章、加工設(shè)備

44、及刀具、夾具、量具的選擇</p><p>　　由于生產(chǎn)類型為大批量，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。</p><p>　　5.1、選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床</p><p>　　由于本零件加工精度不高，普通機(jī)床就可以達(dá)到加工要求。因此我

45、們選用最常用的機(jī)床：車床用CA6140,鉆床用Z5125A。下面是這兩臺機(jī)床的具體資料：</p><p>　　1.車床用CA6140</p><p>　　本系列車床適用于車削內(nèi)外圓柱面，內(nèi)錐面及其它旋轉(zhuǎn)面。車削各種公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋，并能進(jìn)行鉆孔和拉油槽等工作。 CA6140 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：  1>.CA系列產(chǎn)品，以“A”型為基型，派生出幾種變形產(chǎn)品。B型

46、：主軸孔徑80mm，C型：主軸孔徑104mm。F型：液壓仿形。M型：精密型。  2>.床身寬于一般車床，具有較高的剛度，導(dǎo)軌面經(jīng)中頻淬火，經(jīng)久耐磨。  3>.機(jī)床操作靈便集中，滑板設(shè)有快移機(jī)構(gòu)。采用單手柄形象化操作，宜人性好。  4>.機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度與傳動剛度均高于一般車床，功率利用率高，適于強(qiáng)力高速切削。主軸孔徑大，可選用附件齊全。</p><p>　　2.鉆

47、床用Z5125A</p><p><b>　　5.2、選擇刀具</b></p><p>　　選用硬質(zhì)合金銑刀，硬質(zhì)合金鉆頭，硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆、硬質(zhì)合金鉸刀、硬質(zhì)合金锪鉆,加工鑄鐵零件采用YG類硬質(zhì)合金，粗加工用YG8，半精加工為YG6。具體見工序卡。</p><p>　　第6章、切削用量的選擇 </p><p>　　切削

48、速度、進(jìn)給量和切削深度三者稱為切削用量。它們是影響工件加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要因素。 車削時，工件加工表面最大直徑處的線速度稱為切削速度，以v(m/min)表示。其計算公式： v=πdn/1000(m/min) 式中：d——工件待加工表面的直徑（mm） n——車床主軸每分鐘的轉(zhuǎn)速（r/min） 工件每轉(zhuǎn)一周，車刀所移動的距離，稱為進(jìn)給量，以f(mm/r)表示；車刀每一次切去的金屬層的

49、厚度，稱為切削深度，以ap(mm)表示。 為了保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，零件加工應(yīng)分階段，中等精度的零件，一般按粗車一精車的方案進(jìn)行。 粗車的目的是盡快地從毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形狀和尺寸。粗車以提高生產(chǎn)率為主，在生產(chǎn)中加大切削深度，對提高生產(chǎn)率最有利，其次適當(dāng)加大進(jìn)給量，而采用中等或中等偏低的切削速度。使用高速鋼車刀進(jìn)行粗車的切削用量推薦如下：切削深度ap=0.8～1.5mm，進(jìn)給量f=0.2～0.3

50、mm/r，切削速度v取30～50m/min(切鋼)。 粗車鑄、鍛件毛坯時，因工件表面有硬皮，為保護(hù)刀尖，應(yīng)</p><p>　　具體計算略，詳見工序卡。</p><p>　　第7章、基本時間的確定</p><p>　　7.1、工時定額的計算</p><p>　　工時定額是指完成零件加工的就一個工序的時間定額</p>&

51、lt;p>　　其中：是指但見時間定額</p><p>　　是指基本時間（機(jī)動時間），通過計算求得</p><p>　　是指輔助時間，一般?。?5~20）%；與和稱為作業(yè)時間</p><p>　　是指布置工作時間，一般按作業(yè)時間的（2~7）%估算</p><p>　　是指休息及生理需要時間，一般按作業(yè)時間（2~4）%估算</p>

52、;<p>　　是準(zhǔn)備與終結(jié)時間，大量生產(chǎn)時，準(zhǔn)備與終結(jié)時間忽略不計</p><p>　　N是指一批零件的個數(shù)</p><p>　　具體計算略，詳見工序卡。</p><p><b>　　第8章、夾具設(shè)計</b></p><p>　　本次設(shè)計的夾具為鉆模。</p><p>　　8.1、確

53、定設(shè)計方案</p><p>　　該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；　</p><p>　　參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力Ｆ夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系Ｆ夾＝ＫＦ</p><p>　　軸向力：Ｆ夾＝ＫＦ （N）</p><p><b>　　扭矩：</b></p&g

54、t;<p><b>　　Nm</b></p><p>　　在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)</p><p>　　夾緊力：在此夾具中，只是為了防止工件在加工過程中的振動和轉(zhuǎn)動，因此采用壓板壓緊工件即可。為降低勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，壓板用液壓泵控制。</p><p>　　8.2、定位精度分析</p><

55、;p>　　定位誤差主要由基準(zhǔn)不重合，基準(zhǔn)位置誤差引起。</p><p>　　ΔDW=ΔBC+ΔJW</p><p>　　由于基準(zhǔn)重合，不考慮ΔBC</p><p>　　ΔJW=Td/[2sin(α/2)]</p><p>　　Td---工件外圓尺寸的公差 Td=0.025</p><p>　　a---V形塊的

56、夾角 a=60</p><p>　　ΔJW=0.025/[2sin(30)]=0.025</p><p>　　所以夾具能滿足零件加工精度的要求。</p><p>　　第9章、設(shè)計心得體會</p><p>　　機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進(jìn)行的。這是進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的一項重要

57、的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，和一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)三年生活中占有重要的地位。</p><p>　　就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　由于能力有限、時間有限，設(shè)