機械制造工藝學連接座及其夾具畢業(yè)課程設計

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)重慶理工大學機械工程系機械制造技術課程設計題目：連接座零件的機械加工工藝規(guī)程制訂及4XM5螺紋工序?qū)Ｓ脢A具設計內(nèi)容： 1. 機械加工工藝過程卡片1套2.機械加工工序卡片1套3.專用夾具裝配圖及其零件圖紙1份4.零件圖及其毛坯圖1份5.設計說明書1份姓名：學號：專業(yè)：機械設計制造及其自動化指導教師：楊翔宇1目錄1 課程設計的題目··················

2、················· 12 課程設計時間·······························&#

3、183;······ 13 課程設計的目的及其要求· ··························· 14 設計內(nèi)容···········&#

4、183;······························ 2 4.1 零件的分析·················&#

5、183;···················· 24.2 零件的工藝分析···························&

6、#183;·······34.3 毛坯設計········································

7、3;54.4 選擇加工方法，擬定工藝路線· ······················74.5 加工設備及刀具、夾具、量具的選擇· ···············114.6 切削用量的選擇·

8、3;································144.7 基本加工時間的確定· ··············

9、···················165、心得體會·····························

10、3;··········· 176、參考文獻·····································&

11、#183;··· 181、課程設計的題目連接座零件的機械加工工藝規(guī)程制訂及4XM5 螺紋工序?qū)Ｓ脢A具設計2、課程設計時間第十六周第十八周3、課程設計的目的 及其要求3.1課程設計的目地機械加工工藝課程設計是機械類學生在學完了機械制造技術，進行了生產(chǎn)實習之后的一項重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。本課程設計主要培養(yǎng)學生綜合運用所學的知識來分析處理生產(chǎn)工藝問題的能力，使學生進一步鞏固有關理論知識，掌握機械加工工藝規(guī)程設計的方法，提高獨立工作的能力，為將來從事專業(yè)技2術工作打好基礎。另外，這次課程設計也為以后的畢業(yè)設計進行了一次綜合訓練和準備。通過本次課程設計，應使學生在下述各方面

12、得到鍛煉：熟練的運用機械制造基礎、機械制造技術和其他有關先修課程中的基本理論，以及在生產(chǎn)實習中所學到的實踐知識，正確的分析和解決某一個零件在加工中基準的選擇、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)濟性。. 從而培養(yǎng)制定零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力，通過夾具設計的訓練，進一步提高夾具結構設計( 包括設計計算、工程制圖等方面 ) 的能力。熟悉有關標準和設計資料，學會使用有關手冊和數(shù)據(jù)庫。在設計過程中培養(yǎng)學生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和獨立工作的能力。3.2課程設計的內(nèi)容要求對零件圖進行工藝分析。對零件進行分析后，初步擬定工藝路線、確定切削余量、繪

13、制零件的毛坯圖，填寫機械加工工藝過程卡。進行切削用量、機械加工時間等的計算和查表。填寫機械加工工序卡片。對指定工序提出工裝設計任務書。根據(jù)工裝設計任務書（教師指定）進行機床專用夾具設計，包括設計方案的確定、結構設計、定位誤差和夾緊力的計算，繪制夾具裝配圖、零件圖等等。編寫課程設計說明書。進行課程設計答辯。4，設計內(nèi)容4.1 、零件的分析（見下圖）零件的生產(chǎn)綱領依據(jù)設計要求Q=4000件年，結合生產(chǎn)實際，根據(jù)參考文獻【2】公式 N=Qn（ 1+）（1+）其中：N零件的年產(chǎn)量Q產(chǎn)品的年產(chǎn)量3n每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量備品率廢品率連接座三維圖連接座零件圖備品率 和 廢品率 分別取 10%和 1%代入公

14、式得該工件的生產(chǎn)綱領N=4400件年、零件的作用該零件是離心式微電機水泵上的連接座，是用來連接水泵和電機的. 左端 125 外圓與水泵泵殼連接，水泵葉輪在100 孔內(nèi)，通過 4 個螺釘固定 ; 右端 121 外圓與電動機機座連接 , 40 孔與軸承配合 , 通過 3 個螺栓固定，實現(xiàn)水泵與電動機的連接，從而起連接固定作用、零件的形狀及其具體尺寸、公差如上圖所示。4.2 零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性， 適用于承受較大應力 , 要求耐磨的零件 , 通?？捎米鳈C座、4泵體的連接座等。 連接座共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置

15、要求?，F(xiàn)分述如下：右端面的加工表面：這一組加工表面包括：右端面、 1210的外圓，粗糙度為 3.2 、6.3 ；-0.04+0.016的小凸臺，粗糙度為3.2 ，并帶有倒角； 32外徑為 50、內(nèi)徑為 40-0的小凹槽，粗糙度為 25；鉆 17.5的中心孔，鉆 7通孔。其工序采取先粗車半精車精車。其中 17.5+0.016的孔或內(nèi)圓直接在車床上進、40-0+0.016行初鏜半精鏜， 40-0的內(nèi)圓的半精鏜的基礎上再精鏜就可以了。左端的加工表面：0+0.026內(nèi)圓，這一組加工表面包括： 左端面， 125-0.025外圓，100-0倒角，鉆通孔 7，鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3 的粗糙度要

16、求， +0.026的內(nèi)圓孔有 25 的粗糙度要求。采用的工序可以是先粗車半精車100 -0精車?？准庸殂@孔 - 擴鉆 - 擴孔。該零件上的主要加工面是40+0.0160的外圓和-0的孔， 125 -0.025121 0的外圓。 40+0.016 孔的尺寸精度直接影響連接座與軸承的配合精-0.04-0度， 12500-0.025 的尺寸精度直接影響連接座與水泵的接觸精度和密封性，121-0.04的尺寸精度直接影響連接座與電機的接觸精度和密封性。由參考文獻【5】中有關和孔加工的經(jīng)濟加工精度及機床能達到的位置精度可知 , 上要求是可以達到的。零件的結構工藝性也是可行的。其具體過程如下表：加工表面表

17、面粗糙度公差精度等級加工方法右端面Ra12.5IT11 以下粗車-半精車-精車0外圓Ra3.2IT8 IT10粗車-半精車-精車121-0.04+0.016無IT11 以下粗鏜-半精鏜-精鏜小凸臺內(nèi)側 40-05小凸臺端面Ra25IT11 以下粗鏜 17.5 中心孔無IT11 以下鉆孔 - 粗鏜半精鏜右7 通孔無IT11 以下鉆通孔 32 的小凹槽Ra25IT11 以下粗鏜左端面Ra6.3IT8 IT10粗車-半精車-精車0Ra6.3IT8 IT10粗車-半精車-精車 125 -0.025 外圓的內(nèi)圓Ra25IT11 以下粗鏜半精鏜倒角無IT11 以下粗車左7 通孔無IT11 以下鉆通孔M5-

18、7H螺紋孔無IT11 以下鉆孔并攻絲4.3 毛坯設計毛坯的選擇毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，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：a 型材、 b 鍛造、 c 鑄造、 d 焊接、 f 其他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鑄件，但從經(jīng)濟方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，刀具及能源等消耗，而鑄件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。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。確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差求最大輪廓尺寸根據(jù)零件圖計算輪廓的尺寸，

19、最大直徑 142mm，高 69mm。選擇鑄件公差等級查手冊鑄造方法按機器造型，鑄件材料按灰鑄鐵，得鑄件公差等級為812級取為 11 級。求機械加工余量等級6查手冊鑄造方法按機器造型、鑄件材料為HT200 得機械加工余量等級E-G級選擇 F 級。、確定機械加工余量以單邊端面的加工余量確定為例工序名稱工序基本余工序的經(jīng)濟精度工序尺寸工序尺寸及其公差和 Ra量精車0.5H76969Ra=1.6m半精車1.5H869+0.5=69.569.5Ra=3.2 m粗車5H1069.5+1.5=7171Ra=12.5m毛坯H1271+5=7676Ra=25 m根據(jù)鑄件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復雜程度，取鑄件

20、加工表面的單邊余量為 7mm。所以工件的總長為 14+69=83mm。其他的加工余量以此類推（實際上就是亂來了，自己編一串數(shù)字就好了，但是要學會方法）、確定毛坯尺寸由上面的計算方法可以得出其他的毛皮尺寸，他們的加工余量適用于機械加工表面粗糙度Ra1.6。Ra1.6的表面，余量要適當加大。分析本零件，加工表面Ra1.6，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）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，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工進行時效處理。、設計毛坯圖根據(jù)機械制造工藝設計手

21、冊查出拔模斜度為5 度。由于毛坯形狀前后對稱，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7前后對稱的中截面為分型面。為了去除內(nèi)應力，改善切削性能，在鑄件取出后要做時效處理。（毛坯圖見附頁）4.4 、選擇加工方法，擬定工藝路線8基面及其精基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要設計之一，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)無法進行。精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設計基準不重合引起的基

22、準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。精基準的選擇 : 40 孔既是裝配基準 , 又是設計基準 , 用它作精基準 , 能使加工遵循“基準重合”的原則 . 其余各面和孔的加工也能用它定位 , 這樣使工藝路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則 .粗基準的選擇 : 選擇 125 的外圓和 149 凸耳的左側作粗基準 , 這樣保證各加工面均有加工余量 , 此外 , 還能保證定位準確 , 加緊可靠，在加工時最先進行機械加工的表面是精基準 40 孔和右端面 , 這時可用通用夾具三爪自定心卡盤來裝夾 , 靠 149 凸耳的左側定位 .4.4.2 制定機械加工工藝路線：工藝路線一：工序一：工序三：1

23、粗車右端面1 半精車右端面2 車外圓 1212 半精車外圓 1213車右臺階面3 半精車右臺階面4車外圓 1304半精車外圓 1305車端面5半精鏜 406粗鏜40工序四：工序二：1半精車大端面1粗車大端面2半精車外圓 1252車外圓 1253半精車右臺階面3車臺階面 204半精車 100H74,工序五：粗鏜 100H75車外圓 1251精車右端面92精車外圓 1212粗車外圓 125×53精鏜 403鉆通孔 164精車外圓 1304粗鏜內(nèi)孔 34×295精車端面5粗車小凸臺端面至 206精車右臺階面工序二工序六1粗車右端面至 711精車大端面2粗車外圓 128×

24、92精車 100H73粗車內(nèi)孔 98× 6.83精車右臺階面工序三4精車外圓 125半 1 精車端面保 70工序七半 2 精車外圓 121.4 × 51精銑 B面法 3 精鏜內(nèi)孔 39.6 ×27工序八半 4 精鏜內(nèi)孔 32× 281 粗銑 100 面半 5 精鏜內(nèi)孔保 17.5工序九半 6 精車小凸臺端面保 161 精銑 100 面工序四工序十半 1 精車右端面到 691 鉆孔到 10半 2 精車外圓 125.4長 92 擴鉆到 16半 3 精鏜內(nèi)孔 199.6長 73 擴孔到 17.4工序五工序十一1鉆通孔 3×71 精鏜孔至 17.5工序

25、六工序十二1鉆通孔 3×71 在 6 個工位上鉆孔 72鉆孔 4×4.134深 12工序十三3攻螺紋 4-M5 深 101在 4 個工位上鉆孔 4.5工序七2 攻螺紋 4M51磨內(nèi)孔保 40×5工藝路線二：2磨外圓保 12×5工序一工序八1粗車右端面至 781磨內(nèi)孔保 100× 7102 磨外圓保 125×9工藝路線三：工序一：1. 粗車右端面至 782. 粗車外圓 125×53. 鉆瞳孔 164. 粗鏜內(nèi)孔 34×295. 粗車小凸臺端面至 20工序二：1 粗車左端面至732 車外圓 128×93. 粗

26、鏜內(nèi)孔 98×6.8工序三：1. 半精車右端面 121.4 ×52. 半精鏜內(nèi)孔 38× 273. 半精鏜內(nèi)孔 32× 284 半精鏜內(nèi)孔 175 半精鏜 小凸臺端面至 20工序四：1. 半精車左端面至 702. 半精車外圓 125.5 × 93. 半精鏜內(nèi)孔 100×6.9工序五：1 精車右端面至69.52 精車外圓 121×53 精鏜 40×274. 精鏜 小凸臺端面至 16工序六1 精車右端面至 692 精車外圓 125×93 精鏜 內(nèi)孔 100×7工序七1 鉆通孔 3×7工序八

27、1 鉆通孔 6×7工序九1 鉆孔 4×4.2深 122 攻螺紋 4×M5 深 111工藝路線比較：上述三個工藝路線，第一條工藝路線做得比較精細，每一道工序都安排的很到位，可以較高的保證精度；但是工藝過程比較復雜，第二條工藝路線比較簡潔明了，但精度不高，尤其是最后的磨工又使工藝變得復雜。第三條工藝既保證了加工精度，同時工藝過程比較簡單，相比之下我們選擇第三條工藝路線。工序號0102030405060708091011121314151617181920擬定工藝過程工序內(nèi)容簡要說明沙型鑄造進行人工時效處理消除內(nèi)應力涂漆防止生銹粗車右端面至 78粗車外圓 125

28、5;5鉆通孔 16粗鏜內(nèi)孔 34×29粗車小凸臺端面至20粗車左端面至 73車外圓 128×9粗鏜內(nèi)孔 98×6.8半精車右端面 121.4 ×5半精鏜內(nèi)孔 38×27半精鏜內(nèi)孔 32×28半精鏜內(nèi)孔 17半精鏜 小凸臺端面至 20半精車左端面至70半精車外圓 125.5 ×9半精鏜內(nèi)孔 100× 6.9精車右端面至 69.51221精車外圓 121×522精鏜 40× 2723精鏜 小凸臺端面至 1624精車右端面至 6925精車外圓 125×926精鏜 內(nèi)孔 100×72

29、71 鉆通孔 3×728鉆通孔 6×729鉆孔 4× 4.2深 1230攻螺紋 4×M5 深 1031去毛刺鉗工32檢驗，入庫4.5 、加工設備及刀具、夾具、量具的選擇由于生產(chǎn)類型為大批量，故加工設備以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產(chǎn)方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。選擇機床，根據(jù)不同的工序選擇機床：根據(jù)本零件加工精度要求，我們選用最常用的機床： 車床用 CA6140,搖臂鉆床用×，下面是這兩臺機床的具體資料：車床 CA6140本車床適用于車削內(nèi)外圓柱面，內(nèi)錐面及其

30、它旋轉面。車削各種公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋，并能進行鉆孔和拉油槽等工作。具體數(shù)據(jù)如下床身上最大工件回轉直徑400mm中滑板上最大工件回轉直徑13210mm工件最大長度（四種規(guī)格）750 ；1000；1500；2000m主軸中心高度205mm主軸內(nèi)孔直徑48mm主軸前端錐孔的錐度莫氏 6號錐主軸正轉（24級）101400rmin反轉（12級）141580rmin車削螺紋范圍普通螺紋螺距（ 44）1192mm英制螺紋螺距 （ 20）224牙英寸模數(shù)螺紋（ 39）0.2548mm徑節(jié)螺紋（ 37）196牙英寸進給量縱向 6一般進給14量0.081.59mm小進給量0.0280.054mmr加大進給

31、量1.716.33mmr一般進給量0.040.79mmr小進給量0.0140.027mmr加大進給量0.863.16mmr主電動機功率轉速7.5KW1450rmin快速電動機功率轉速250KW2800rmin尾座頂尖套錐孔錐度莫氏 5號機床工作精度圓度0.0020.005mm精車端面平面度150.0050.01mm表面粗糙度Ra3.20.8 m搖臂鉆床×機床性能 : 機械加緊 , 機械變速 , 自動升降 , 自動進刀 , 定程切削 .機床主要技術參數(shù)如下：最大鉆孔直徑 :50mm主軸行程 :220mm主軸錐孔 :莫氏 5號主軸箱水平移動距離 :1250mm主軸進給量 :0.10,0.

32、16,0.22,0.25,0.35,0.56主電機功率 :4kw升降電機功率 :1.5kw凈重 :2500kg機床外形尺寸：2170*950*2450mm4.5.2 、選擇刀具：選用硬質(zhì)合金銑刀，硬質(zhì)合金鉆頭，、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)合金為 YG6。鉆頭選用硬質(zhì)合金麻花鉆， 具體見工序卡。夾具的設計本夾具具體以加工4XM5螺紋工序?qū)Ｓ脢A具的設計進行說明，夾具為專用夾具，其他具體見工序卡。 （夾具裝配圖）16定位方案及定位元件的選擇和設計由于孔 40 已經(jīng)精加工過了且工件的大部分基準都以 40 作為定位基準，所以以 40 作為周向定位基準，同時以121 作為軸向

33、的定位基準。定位元件的確定中心孔采用圓柱定位銷，為了保證定位精度采用過渡配合夾緊機構采用直角壓塊用螺栓實現(xiàn)將工件與夾具體的夾緊。定位誤差分析根據(jù)我的定位關系主要定位元件為一個定位銷和平面組成，由于圓柱銷和中心孔的配合精度較高，而且對工件的所加工尺寸精度要求不高，在使用鉆模版對刀具進行對刀，在此條件下足可以滿足要求的加工精度。夾緊力的計算首先我們進行切削力計算，刀具我們選用高速鋼麻花鉆，直徑為4.217根據(jù)參考文獻【 5】公式則軸向力： F=Cdfk 再根據(jù)參考文獻【 3】中查表（ HB)n F200)1.31.07k =(190190F = 600 71.00.160.81.07 1037(N

34、 )在計算切削力時 , 必須考慮安全系數(shù) , 安全系數(shù) K=KKKK 式中： K 基本安全系數(shù)， 1.5;K 加工性質(zhì)系數(shù)， 1.1; K刀具鈍化系數(shù) , 1.1;K斷續(xù)切削系數(shù) , 1.1則：F=KF=1.5 1037=1555.5（ N）；由于在加工孔和攻螺紋的過程中，切削力不是很大，用螺栓靠摩擦力夾緊就可以了量具因為工件的所加工工序加工精度不是很高，所以用游標卡尺等量具就可以了具體見工序卡4.6 、切削用量的選擇切削速度、進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， 工件每轉一周，車刀所移動的距離，稱為

35、進給量，以 f(mmr) 表示；車刀每一次切去的金屬層的厚度，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，零件加工應分階段，中等精度的零件，一般按粗車一精車的方案進行。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，其次適當加大進給量，而采用中等或中等偏低的切削速度。使用高速鋼車刀進行粗車的切削用量推薦如下：切削深度 ap=0.8 1.5mm，進給量 f=0.2 0.3mmr，切削速度 v 取 3050mmin(切鋼 ) 。粗車鑄、鍛件毛坯時，因工件表面有硬皮，為保護刀尖，應先

36、車端面或倒角，第一次切深應大于硬皮厚度。若工件夾持的長度較短或表面凸不平，18切削用量則不宜過大。粗車應留有0.5 1mm作為精車余量。粗車后的精度為IT14-IT11,表面粗糙度 Ra值一般為 12.5 6.3 m。精車的目的是保證零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生產(chǎn)率應在此前提下盡可能提高。一般精車的精度為IT8 IT7 ，表面粗糙度值 Ra=3.2 0.8 m,所以精車是以提高工件的加工質(zhì)量為主。切削用量應選用較小的切削深度ap=0.1 0.3mm和較小的進給量f=0.05 0.2mmr，切削速度可取大些。精車的另一個突出的問題是保證加工表面的粗糙度的要求。減上表面粗糙度 Ra值的主要措

37、施有如下幾點。合理選用切削用量。 選用較小的切削深度ap 和進給量 f, 可減小殘留面積，使 Ra值減小。適當減小副偏角Kr, 或刀尖磨有小圓弧，以減小殘留面積，使Ra 值減小。適當加大前角 0，將刀刃磨得更為鋒利。用油后加機油打磨車刀的前、后刀面，使其Ra 值達到0.2 0.1 m,可有效減小工件表面的 Ra值。合理使用切削液，也有助于減小加工表面粗糙度 Ra值。低速精車使用乳化液或機油；若用低速精車鑄鐵應使用煤油，高速精車鋼件和較高切速精車鑄鐵件，一般不使用切削液。根據(jù)參考文獻【 3】切削用量、切削時間之間的關系如下：=dn318= n f= （） 2其中為切削速度f為進給量為切削深度以粗

38、車 125×5 外圓及其右端面為例：其中進給量的確定采用參考文獻【5】表 3-13 可得粗車外圓和端面進給量，查表 3-14 可得精車、半精車外圓和端面進給量；切削速度運用 v= (mmin) 公式計算，公式中的 t 、 m、 Cv、Xv、Yv、Kv 由參考文獻【 3】表 3-4 和表 3-5 可查得，計算機床主軸轉速由 = (rmin) 公式計算可得 n=398 rmin ，在由參考文19獻【 5】表 4.3-1 查的 CA6140車床的轉速為400 rmin ，在由 =計算出實際切削速度 v=45.2ms。其它的計算過程如上所示，具體見工藝卡。（實際上以上計算過程就是亂來了，自己編的一串數(shù)字，現(xiàn)在數(shù)字不重要，重要的是要學會計算方法）4.7 、基本時間的確定根據(jù)參考文獻【 2】來確定工時定額的計算工時定額是指完成零件加工的就一個工序的時間定額TdT jTfTbTxTz / N其中：是指但見時間定額是指基本時間（機動時間） ，通過計算求得是指輔助時間，一般?。?520）%；與和稱為作業(yè)時間是指布置工作時間，一般按作業(yè)時間的（