連接座零件的機械加工工藝規(guī)程及相關工序的專用夾具設計

1、南通廣播電視大學機械制造工藝學課程設計說明書設計題目：連接座 班 級： 09數控學 號： 090503351118姓 名： 劉 鵬指導老師： 陸麗麗2011年10月11日至2011年10月30日目 錄一任務書. 3二零件的工藝分析4三毛坯設計6四選擇加工方法，制定工藝路線8五工序設計. 11六確定切削用量及基本時間. 12七夾具設計.15八設計小結16九參考文獻16 一課程設計任務書題目：設計“連接座”零件的機械加工工藝規(guī)程及相關工序的專用夾 具內容 ： 1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3.機械加工工藝過程綜合卡片 1張 4.夾具裝配圖 1張 5.夾具體零件圖 1張 6.課程設計說明書 1

2、份二零件的工藝性分析零件的三維圖如下：零件的實際形狀如上圖所示， 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單。 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和要求耐磨零件。連接座共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F分述如下：1左端(大的一端)的加工表面：    這一組加工表面包括：左端面，1250外圓，100內圓，倒角，鉆通孔7，鉆孔并攻絲M5。這一部份只有外端面有6.3的粗糙度要求， 1250-0.025外圓面有3.2的粗糙度要求。其要求并不很高，粗車后半精車或精車就可以達到精度要求。而

3、鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求。2.右端面的加工表面： 這一組加工表面包括：右端面，粗糙度為12.5；121h7的外圓，粗糙度為3.2、6.3；外徑為50、內徑為40的小凸臺，內徑圓面粗糙度為3.2，內外徑端面為25，并帶有倒角；32的小凹槽，粗糙度為25；17.5的中心通孔，粗糙度為25；鉆 7通孔。這些要求，粗車后半精車或精車就可以達到精度要求。其中，17.5、40的孔或內圓直接在車床上鏜孔就行了。其具體過程如下表：加工表面表面粗糙度公差/精度等級加工方法左端面Ra6.3 IT8IT10車削-半精車1250-0.025外圓Ra3.2IT8IT10粗車-半精車100內

4、圓無IT11以下粗鏜倒角無IT11以下粗車左7通孔無IT11以下鉆通孔M5-7H螺紋孔無IT11以下鉆孔并攻絲右端面Ra12.5IT9IT11車削-半精車121h7外圓Ra3.2IT8IT10粗車-半精車小凸臺內側40無IT11以下粗鏜-半精鏜小凸臺端面Ra25IT11以下銑削17.5中心孔Ra25IT11以下粗鏜右7通孔無IT11以下鉆通孔32的小凹槽Ra25IT11以下粗鏜三毛坯設計1、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，所受載荷，生產性質以及在生產中獲得可能性。毛坯的制造方法主要有：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據零件的材料，推薦用型材或鑄件，但從

5、經濟方面著想，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。2、確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差（1）求最大輪廓尺寸 根據零件圖計算輪廓的尺寸，最大直徑149mm，高69mm。（2）選擇鑄件公差等級查手冊鑄造方法按手工造型，鑄件材料按灰鑄鐵，得鑄件公差等級為812級取為11級。（3）求鑄件尺寸公差公差帶相對于基本尺寸對稱分布。（4）求機械加工余量等級查手冊鑄造方法按手工造型、鑄件材料為HT200得機械

6、加工余量等級E-G級選擇F級。3、確定機械加工余量 根據鑄件質量、零件表面粗糙度、形狀復雜程度，取鑄件加工表面的單邊余量為5mm，。4、確定毛坯尺寸上面查得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。采用兩箱砂型鑄造毛坯。由于大的孔需鑄造出來，故需要安放型心。鑄造后應安排人工進行時效處理。以消除殘余應力。5、確定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根據鑄件質量、材質系數、形狀復雜系數查手冊得，本零件毛坯尺寸允許偏差見下表：毛坯尺寸允許公差/mm鑄件尺寸偏差參考資料149

7、77;1.3機械制造工藝設計手冊79±1.36、設計毛坯圖（1） 確定拔模斜度 根據機械制造工藝設計手冊查出拔模斜度為5度。（2） 確定分型面 由于毛坯形狀前后對稱，且最大截面在回轉截面，為了起模及便于發(fā)現上下模在鑄造過程中的錯移所以選前后對稱的中截面（回轉截面）為分型面。（3） 毛坯的熱處理方式 為了去除內應力，改善切削性能，在鑄件取出后要做時效處理。該零件的毛坯圖:（參見相應的圖紙）四選擇加工方法，擬定工藝路線1粗基面的選擇粗基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要設計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，還會造成零件大批報廢，使

8、生產無法進行。2精基面的選擇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。3.制定機械加工工藝路線：方案一：工序一：1.粗車右端面，2.車外圓121，3. 車右臺階面,4. 粗鏜40.工序二：1.粗車左端面，2.粗鏜100H7，3.車臺階面，4.車外圓125工序三：1.半精鏜40,2.半精車外圓1213.半精車右臺階面4.半精車右端面工序四：1.半精鏜100H72.半精鏜100H7臺階面3.半精車左端面4.半精車外圓1255.半精車100

9、H7倒角工序五：粗銑50端面 工序六：粗車40端面倒角工序七：鉆孔到10 擴孔到17.4工序八：鏜孔至17.5 工序九：鏜孔32工序十：在6個工位上鉆孔7工序十一：在3個工位上鉆孔7工序十二：在4個工位上鉆孔4.5 攻螺紋4M5方案二：工藝路線二：工序一1. 粗車右端面2. 粗車外圓121及階面工序二1. 粗車左端面2. 粗車外圓125及階面3. 粗鏜內孔1004. 半精車左端面5. 半精車外圓125及階面6. 半精鏜內孔1007. 車100的端面倒角8. 鉆16的中心通孔工序三1粗銑50的端面工序四1. 半精車右端面2. 半精車外圓121及階面3 粗鏜內孔324 粗鏜內孔405 粗鏜內孔17

10、.56 半精鏜內孔407 車40的端面倒角工序五1. 鉆通孔3×72. 工序六3. 鉆通孔6×7工序七1.鉆孔4×4.134深122.攻螺紋4-M5深1兩種工藝路線比較：上述兩個工藝路線， 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，適合中大批量生產；第二條工藝路線比較籠統(tǒng)，工序較少，基本上可以達到精度要求，半精車(鏜)就可以達到目的 ，適合小量生產。依照中大批量生產的要求，這里選擇第一種方案。五工序設計江南大學機械工程及自動化專業(yè)機械加工工藝過程卡片產品型號零件圖號產品名稱支架零件名稱共1頁第1頁材料牌號HT200毛胚種類鑄件毛胚外形尺寸158*71.

11、5每毛胚可制件數1每臺件數1工序號工 序 名 稱工序內容車間設備工藝裝備工 時準終單件0毛胚10粗車粗車右端面，粗鏜40，32車工CA61401.三爪卡盤，車刀，鏜刀，游標卡尺20粗車粗車大端面車工CA61401.三爪卡盤，車刀，游標卡尺30半精車半精鏜40，32車工CA6140半精車右端面1.三爪卡盤，車刀，鏜刀，游標卡尺40半精車半精車大端面車工CA61401.三爪卡盤，車刀，游標卡尺50精車精車右端面，精鏜40，32車工CA61401.三爪卡盤，車刀，游標卡尺60精車精車大端面車工80鉆鉆孔17.4金工Z515鉆夾具，游標卡尺，麻花鉆90鏜精鏜孔至17.5金工Z515鉆夾具，游標卡尺，麻

12、花鉆91鉆在6個工位上鉆孔7金工CA6140專用夾具，游標卡尺，麻花鉆92鉆在4個工位上鉆孔4.5，攻螺紋4M5金工Z515專用夾具，游標卡尺，麻花鉆93熱處理局部淬火熱處理94檢終檢六確定切削用量及基本時間加工設備及刀具、夾具、量具的選擇因加工的零件不是很復雜，加工任務及精度能夠在通用機床上實現，故加工設備以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產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。1、選擇機床，根據不同的工序選擇機床：由于本零件加工精度不高，普通機床就可以達到加工要求。因此我們選用最常用的機床：車床用CA6140,鉆床用

13、Z5125A。下面是這兩臺機床的具體資料：1.車床用CA6140本系列車床適用于車削內外圓柱面，內錐面及其它旋轉面。車削各種公制、英制、模數和徑節(jié)螺紋，并能進行鉆孔和拉油槽等工作。 CA6140 結構特點：  1>.CA系列產品，以“A”型為基型，派生出幾種變形產品。B型：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，導軌面經中頻淬火，經久耐磨。  3>.機床操作靈便集中，滑板設有快移機構。采用單手柄形象化操作，宜人性好。  4>.機床結構剛度與傳動

14、剛度均高于一般車床，功率利用率高，適于強力高速切削。主軸孔徑大，可選用附件齊全。2.鉆床用Z525A產品說明：型號Z525A最大鉆孔直徑25mm主軸最大進給抗力8829N主軸最大扭距160N·m主電機功率2.8kw主軸轉速9(級)50-2000r主軸箱行程(手動)200mm工作臺行程310mm工作臺尺寸400×550mm2、選擇刀具：選用硬質合金銑刀，硬質合金鉆頭，硬質合金擴孔鉆、硬質合金鉸刀、硬質合金锪鉆,加工鑄鐵零件采用YG類硬質合金，粗加工用YG8，半精加工為YG6。具體見工序卡。3 選擇量具主要的量具：游標卡尺切削用量選擇切削速度、進給量和切削深度三者稱為切削用量。

15、它們是影響工件加工質量和生產效率的重要因素。 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工件待加工表面的直徑（mm） n車床主軸每分鐘的轉速（r/min） 工件每轉一周，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，稱為切削深度，以ap(mm)表示。 為了保證加工質量和提高生產率，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。粗車以提高生產率為主，在生產中加大切削深度，對提高生

16、產率最有利，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=

17、3.20.8m,所以精車是以提高工件的加工質量為主。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

18、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。基本時間的確定工時定額是指完成零件加工的就一個工序的時間定額其中：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（27）%估算 是指休息及生理需要時間，一般按作業(yè)時間（24）%估算 是準備與終結時間，大量生產時，準備與終結時間忽略不計 N是指一批零件的個數七夾具設計1.確定設計方案（4） 該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現“基準重合”原則；（5） 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力夾與切削力之間的關系夾（6） 軸向力：夾 （N）（7） 扭矩：（8）（9） Nm（10） 在計算切削力時必須把安全系數考慮在內，安全系數（11） 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動，因此采用壓板壓緊工件即可。為降低勞動強度，提高生產率，壓板用液壓泵控制。2.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