連接座機械加工工藝規(guī)程制訂及鉆孔夾具設計說明書

1、 項 目 課 程 說 明 書設計題目：連接座機械加工工藝規(guī)程制訂及鉆孔夾具設計學 院：機械工程學院專 業(yè)：機械設計制造及其自動化班 級：12級機制本（2）班姓 名：黃開相學 號：1201212040指導老師：敖培云完成日期：2014年12月25日目錄一、任務書1二、序言4三、零件分析51、零件的功用分析52、零件的工藝分析5四、機械加工工藝規(guī)程制訂61、確定生產(chǎn)類型62、確定毛胚制造形式63、選擇定位基準64、選擇加工方法75、制訂工藝路線76、確定加工余量及毛胚尺寸87、工序設計98、確定切削用量和基本時間12五、專用機床夾具設計141、接受計劃任務、明確加工要求142、確定定位方案、選擇定

2、位元件143、確定夾緊方案、設計夾緊機構(gòu)144、確定分度方案、設計分度裝置145、確定導向方案和選擇導向元件146、鉆模板結(jié)構(gòu)類型的確定157、夾具體的設計158、夾具精度分析159、繪制夾具裝配圖，標注有關(guān)尺寸及技術(shù)要求16六、 個人總結(jié)17七、 參考文獻18一、任務書學 號1201212040學生姓名黃開相專業(yè)（班級）12級機制二班設計題目連接座機械加工工藝規(guī)程制訂及鉆孔夾具設計設計技術(shù)參數(shù)圖一 連接座簡圖圖一所示是連接座簡圖。毛坯材料為鑄鋼。中批量生產(chǎn)，采用通用機床進行加工。試完成該零件的機械加工工藝設計及加工37孔鉆床夾具設計。設計要求一、 設計者必須發(fā)揮獨立思考能力，禁止抄襲他人成果

3、,不允許雷同。積極主動與指導教師流，每一進展階段至少與指導教師交流二次。二、設計成果：1、夾具裝配圖一張， A1;2、設計說明書一份;3、工藝規(guī)程卡一套，工序卡若干張。設計說明書應包括下列內(nèi)容：（1） 封面（2） 目錄（3） 摘要和關(guān)鍵詞、（4） 設計任務書（5） 機械加工工藝規(guī)程制定的詳細過程主要包括：） 零件的結(jié)構(gòu)分析） 生產(chǎn)類型的確定） 毛坯的選擇與毛坯簡圖的繪制） 工藝路線的擬定） 各工序的加工余量及工序尺寸的確定。） 切削用量的計算和確定） 時間定額的計算和確定（6）專用夾具設計的詳細過程1）明確夾具的功用，選擇夾具的類型2）定位方案的選擇、分析、比較和確定3）夾緊方案的選擇、分析、

4、比較和確定4）對定方案的選擇、分析、比較和確定5）夾具各部分元件的選擇6）夾具的精度分析7）夾具的特點（7）設計心得（8）參考文獻（要包含資料的編號、作者名、書名、出版地、出版者、出版年月）。三、 定稿完成后，按照學校要求打印、裝訂，裝袋，并和電子稿一起交給老師，并準備答辯。工作量1、夾具裝配圖一張， A1;2、設計說明書一份;3、工藝規(guī)程卡一套，工序卡若干張。工作計劃序號環(huán)節(jié)時間分配備注1設計準備工作0.52機械加工工藝規(guī)程制定1.03填寫機械加工工藝卡片0.54專用夾具設計25撰寫設計說明書0.56答辯0.5小 計5天參考資料1、金屬切削加工手冊；2、機床夾具設計手冊；3、機械制造工藝學；

5、4、機械制造工藝學課程設計指導書。指導教師簽字敖培云教研室主任簽字二、序言機械制造工藝學課程設計是在我們對機械制造基礎和機械制造工藝學等進行學習以后進行的。這是對我們所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是我們在走進社會崗位前的一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在我們的大學課程學習中占有重要的地位。本次課程設計的任務是針對生產(chǎn)實際中的一個零件離心式微電機水泵上的連接座，制定其加工工藝規(guī)程以及設計加工37孔鉆床夾具。該零件的工藝過程包括了車端面、車外圓、鏜內(nèi)孔、鉆孔、攻螺紋等工序，工藝范圍廣，難易程度適合于工藝課程設計的需要。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

6、課程設計，使我們在下述各方面得到鍛煉： （1）熟練的運用機械制造基礎、機械制造工藝學和其他有關(guān)課程中的基本理論，以及在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。 （2）通過夾具設計的訓練，進一步提高結(jié)構(gòu)設計(包括設計計算、工程制圖等方面)的能力。 （3）能比較熟練的查閱和使用各種技術(shù)資料，如有關(guān)國家標準、手冊、圖冊、規(guī)范等。 （4）在設計過程中培養(yǎng)我們嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和獨立工作的能力。三、零件分析1、零件的功用分析零件是離心式微電機水泵上的連接零件，它位于水泵泵殼內(nèi)，主要作

7、用是固定水泵葉輪。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M5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。2、零件的工藝分析由任務書可知，毛胚材料為鑄鋼，中批量生產(chǎn)，采用通用機床進行加工。連接座共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求。加工表面表面粗糙度公差/精度等級加工方法左端面Ra6.3IT8IT10粗車-半精車125外圓Ra3.2IT8IT10粗車-半精車100內(nèi)圓Ra25IT11以上粗鏜倒角無IT11以上粗車左7通孔Ra25IT11以上鉆通孔M5-H7螺紋孔無IT11以上鉆孔并攻絲右端面

8、Ra12.5IT11以上粗車-半精車121外圓Ra3.2IT8IT10粗車-半精車40孔無IT11以上粗鏜小凸臺端面Ra25IT11以上粗鏜17.5中心孔無IT11以上粗鏜右7通孔Ra25IT11以上鉆通孔32的小凹槽Ra25IT11以上粗鏜四、機械加工工藝規(guī)程制訂1、確定生產(chǎn)類型依設計任務可知，產(chǎn)品為中批量生產(chǎn)，年產(chǎn)量約為4000臺/年，每臺產(chǎn)品中該零件數(shù)量為1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率和廢品率分別取8%和1%，由公式N=Qn（1+）（1+）零件年生產(chǎn)量為N=4000臺/年(1+8%)(1+1%)=4360件/年2、確定毛胚制造形式由任務書可知，該零件毛胚材料為鑄鋼，且零件形狀較為復雜，故

9、采用鑄鋼鑄造。3、選擇定位基準定位基準選擇是工藝規(guī)程制訂中的重要工作，它是工藝路線是否正確合理的前提。正確與合理的選擇定位基準，可以確保加工質(zhì)量、縮短工藝過程、簡化工藝裝備結(jié)構(gòu)與種類、提高生產(chǎn)率。（1）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.（2）粗基準的選擇選擇125的外圓和142凸耳的左側(cè)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142凸耳的左

10、側(cè)定位.4、選擇加工方法（1）端面的加工該零件為回轉(zhuǎn)體，在這里選用車床，為減少使用機床的種類和裝夾次數(shù)，提高加工精度、生產(chǎn)效率，所以這里選擇車削的方式加工端面。（2）外圓的加工連接座上外圓表面及外臺階面仍在車床上采取車削的方式進行加工。（3）內(nèi)圓表面及內(nèi)臺階面的加工連接座個內(nèi)圓表面及內(nèi)臺階面應采用在車床上進行鏜削的方式加工。（4）孔的加工通孔的加工連接座上9個7的通孔應采取鉆床上鉆孔的方式進行加工。盲孔的加工連接座上孔32應采取先鉆孔，再擴孔，最后鏜孔到要求的尺寸的方式進行加工。（5）4×M5螺紋孔的加工連接座上4個M5螺紋孔應采取攻螺紋的方式，先在鉆床上鉆4個4的基孔，再用絲錐攻絲

11、，需要注意的是在攻絲前應設置一道倒角工序，以避免折斷絲錐，使攻螺紋順利進行。（6）倒角、去毛刺等零件需要倒角的地方用車床加工，去毛刺用銼刀、砂紙等。5、制訂工藝路線、鑄車鉆、工序安排工序號工序內(nèi)容設備1粗車右端面至78粗車外圓125×5CA61362粗車左端面至71粗車外圓128×9粗車內(nèi)孔98×6.8CA61363鉆通孔16粗鏜內(nèi)孔34×29粗車小凸臺端面至20CA61364半精車端面保70半精車外圓121.4×5半精鏜內(nèi)孔39.6×27半精鏜內(nèi)孔32×28半精鏜內(nèi)孔保17.5半精車小凸臺端面保16CA61365半精車左端

12、面到69半精車外圓125.4長9半精鏜內(nèi)孔99.6長7CA61366去毛刺鉗工7磨外圓保125×9磨外圓保121×5M1320-5208磨內(nèi)孔保100×7磨內(nèi)孔保40×16MD2110C9鉆通孔6×7鉆孔4×4深12攻螺紋4-M5深10Z302510鉆通孔3×7Z30256、確定加工余量及毛胚尺寸該零件材料選用ZG310-570，屈服強度310MPa，抗拉強度570MPa，采用砂型機器造型，且為成批生產(chǎn)。由參考文獻【2】表5-2可知，鑄鋼件采用砂型機器造型時，鑄件尺寸公差為CT8-CT12級，此處選為CT9級。由表5-3選擇

13、加工余量為H級，根據(jù)機械加工后鑄件的最大輪廓尺寸由表5-4可查得各表面加工余量以及確定毛胚尺寸零件尺寸單邊余量毛胚尺寸備注2.5130±1.25雙側(cè)加工2.595±1.25雙側(cè)加工3.533±0.9雙側(cè)加工2.5126±1.25雙側(cè)加工128±0.9單側(cè)加工7、工序設計（一）選擇加工設備與工藝裝備選擇加工設備車端面、外圓，考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設計等問題,采用車床，選擇CA6136臥式車床。加工內(nèi)圓要用到內(nèi)圓車刀，外圓用外圓車刀。加工17.5，32，40孔時同樣選擇CA6136臥式車床進行鉆孔、鏜孔，所以要用到鏜刀。加工3×

14、;7、6×7和4×M5使用搖臂鉆床ZQ3025，需要用到鉆頭，加工螺紋孔還需要使用絲錐，并需要用臺虎鉗夾緊。選擇夾具連接座的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，可以選用高效的專用設備，所選用的夾具均為專用夾具選擇刀具粗車右端面和左端面都使用45°偏頭端面可轉(zhuǎn)位車刀，粗車右端外圓及左側(cè)外圓則使用90°偏頭外圓可轉(zhuǎn)位車刀。精加工時，只需把角度換成60°相應車刀即可。選擇量具4×M5螺紋孔用塞規(guī)測量，孔用內(nèi)徑千分表測量，其他尺寸均用游標卡尺測量。（二）確定工序尺寸由于工序尺寸是零件在加工時各工序應保證的加工尺寸，因此，正確地確定工序尺寸及其公差是工序設計

15、的一項重要工作。工序尺寸的計算要根據(jù)零件圖上的設計尺寸、巳確定的各工序的加工余量及定位基準的轉(zhuǎn)換關(guān)系來進行。工序尺寸公差則按各工序加工方法的經(jīng)濟精度選定。工序尺寸及偏差標注在各工序的工序簡圖上，作為加工和檢驗的依據(jù)。對于各工序的定位基準與設計基準重合時的表面的多次加工，其工序尺寸的計算比較簡單，此時只要根據(jù)零件圖上的設計尺寸、各工序的加工余量、各工序所能達到的精度，由最后一道工序開始依次向前推算，直至毛坯為止，即可確定各工序尺寸及公差。、125外圓及121外圓采用車削加工，分為粗車和半精車。查手冊取半精加工余量為2，精度等級為h10；粗加工的加工余量取為3。詳細如下表：工序單邊余量工序尺寸Ra

16、磨Ra3.2半精車0.4Ra6.3粗車2Ra15毛胚5Ra25、100內(nèi)圓在車床上用內(nèi)圓車刀加工，分為半精加工和粗加工。查手冊取半精加工余量為2，精度等級為H10；粗加工的加工余量取為3。詳細如下表：工序雙邊余量工序尺寸Ra磨Ra3.2半精鏜0.4Ra36.3粗鏜2Ra15毛胚5Ra25、40孔作為其他加工表面的基準，精度要求較高，用鏜刀，分為粗加工，半精加工和精加工。查手冊取精加工余量為0.5，精度為H7;半精加工余量為2.5，精度等級為H10；粗加工的加工余量取為4，精度為H13。詳細結(jié)果如下表：工序單邊余量工序尺寸Ra磨Ra3.2半精鏜0.4Ra6.3粗鏜2Ra16毛胚7Ra25、其他尺

17、寸如，通過粗車和半精車右端面間接保證其精度要求，可通過尺寸鏈的知識對其計算。下面列出加工左右兩端面的工序尺寸：粗車右端面至76，加工余量為7；粗車左端面至71，加工余量為5；半精車右端面至69，加工余量為2,精度為.、螺紋孔，鉆通孔3×7，鉆通孔6×7mm均用專用夾具裝夾加工，其位置公差由專用夾具的精度決定，尺寸公差要求不高。8、確定切削用量和基本時間切削速度、進給量和背吃刀量三者稱為切削用量。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=dn/1000(m/min) 式中：d工件

18、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，稱為進給量，以f(mm/r)表示；車刀每一次切去的金屬層的厚度，稱為背吃刀量，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=0.81.5mm，進給量f=0.20.3mm/r，切削速度v取

19、3050m/min(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，切削用量則不宜過大。 粗車應留有0.51mm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12.56.3m。 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IT8IT7，表面粗糙度值Ra=3.20.8m,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=0.10.3mm和較小的進給量f=0.050.2mm/r，切削速度可取大些。 精車的另一個突出的

20、問題是保證加工表面的粗糙度的要求。減小表面粗糙度Ra值的主要措施有如下幾點。 （1）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。 （2）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。 （3）適當加大前角0，將刀刃磨得更為鋒利。 （4）用油后加機油打磨車刀的前、后刀面，使其Ra值達到0.20.1m,可有效減小工件表面的Ra值。 （5）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。 具體數(shù)據(jù)見機械加工工藝過程卡片及機械加工工序卡片

21、。五、專用機床夾具設計1、接受計劃任務、明確加工要求本次設計為連接座鉆床專用夾具。以便在加工過程中提高工作效率、保證加工質(zhì)量。本次夾具設計為加工3×7孔的加工設計專用夾具。本工序加工要求如下：3個7孔尺寸公差無要求；表面粗糙度要求為Ra25；孔深均為6mm通孔；零件毛胚材料為ZG210-570。2、確定定位方案、選擇定位元件為滿足基準重合要求，需要100孔軸線為定位基準。由零件圖可知，鉆3×7孔時，必須限制六個自由度，選100孔為第一定位基準只限制4個自由度。這里再選已加工好的左端面為定位基準，外加一個定位銷，實現(xiàn)完全定位。因此定位元件就有平底座、芯軸及定位銷，即一面兩孔定

22、位。3、確定夾緊方案、設計夾緊機構(gòu)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4、確定分度方案、設計分度裝置要加工的孔在同一圓周面內(nèi)，采用一平面鉆模板即可，無需分度裝置。5、確定導向方案和選擇導向元件本次設計采用鉆套導向，既可以保證被加工孔的位置精度，同時還可以起到減少加工過程中的振動作用，而且可換鉆套的互換性好，磨損后可迅速更換，可提高加工效率，適用于成批大量生產(chǎn)，所以這里選用可換鉆套進行導向。6、鉆模板結(jié)構(gòu)類型的確定要加工的孔在同一平面內(nèi)，為使用方便，只需一塊能覆蓋零件左側(cè)端面的矩形板便可7、夾具體的設計根據(jù)零件的尺寸，設置兩個耳座間距為T形槽間距的整數(shù)倍，根據(jù)選取的機床

23、Z3025可查得其工作臺上的T型槽的槽間距，由參考文獻表5-72知機床的T型槽的槽間距e=200mm，故夾具總長400mm。8、夾具精度分析該夾具以底面、側(cè)面為定位基準，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差?？着c左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由參考文獻互換性與技術(shù)測量表可知：?。ㄖ械燃墸┘?：尺寸偏差為、由機床夾具設計手冊可得：、定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故、夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： 、磨損造成的加工誤差：通常不超過、夾具相對刀具位置誤

24、差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應尺寸公差的五分之一取。即誤差總和：從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。定位精度分析定位誤差主要由基準不重合，基準位置誤差引起。DW=BC+JW由于基準重合，不考慮BCJW=Td/2sin(/2)Td-工件外圓尺寸的公差 Td=0.025a-V形塊的夾角 a=60JW=0.025/2sin(30)=0.025所以夾具能滿足零件加工精度的要求。9、繪制夾具裝配圖，標注有關(guān)尺寸及技術(shù)要求見夾具裝配圖。6、 個人總結(jié)經(jīng)過兩個星期的努力，我們終于完成了機械制造工藝學課程設計，在這個過程中，遇到了很多的困難，也產(chǎn)生了一系列的錯誤，但我們沒有因為這些困難和錯誤而退縮，而是積極查找資料，與同學一起探討，克服了諸多難關(guān)。使我對零件加工過程中工藝的編制以及相關(guān)夾具的設計有了更加深入的了解，為我以后更好的學習相關(guān)知識奠定了良好的基礎。在本次課程設計過程中，我主要擔任加工工藝的編制、鉆孔夾具的設計和繪圖工作。機械加工工藝過程卡的編制過程中，需要考慮到加工的先后順序，先加工哪個位置，后加工哪個位置，每一個工序的定位基準以及夾緊位置，所使用的機床種類，以及定位誤差的分析。在機械加工工序卡的