設(shè)計離心式微電機(jī)水泵上連接座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備說明書(可編輯優(yōu)質(zhì)文檔)

1、設(shè)計離心式微電機(jī)水泵上連接座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備說明書（可編輯優(yōu)質(zhì)文檔）（可以直接使用，可編輯 完整版資料，歡迎下載）機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 : 設(shè)計離心式微電機(jī)水泵上連接座 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝 裝備設(shè) 計 者: 薛 云指導(dǎo)教師 : 司堯華河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校2021 年 2 月 24 日機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目：設(shè)計離心式微電機(jī)水泵上連接座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及粗車、半精車125h6端面及其外圓和100h7孔及孔口倒角工序的專用夾具內(nèi)容：（ 1 ）零件毛坯合圖1 張（2） 機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片1 套（3） 夾具裝配總圖1張（4） 夾具零件圖2張（

2、5） 課程設(shè)計說明書1份原始資料 :該零件圖樣一張；生產(chǎn)綱領(lǐng)為 5000 件/年；每日一班（ 8 小時） .班級：數(shù)控 065 班學(xué)生：薛 云指導(dǎo)老師：司 堯 華2021 年 2 月 24 日.、八、一刖言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)（含機(jī)床夾具設(shè)計）和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這 次設(shè)計使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐知識,獨(dú)立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件（連接 座）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方 案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)

3、資料 及編寫技術(shù)文件等基礎(chǔ)技能的一次實(shí)踐機(jī)會，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事 的工作打下了良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計中還有許多不足之處，望老師多加指教、零件的分析（ 一） 零件的作用該零件是離心式微電機(jī)水泵上的連接座零件左端125h6外圓與水泵泵 殼用4個螺釘和6個銷定位及固定連接，水泵葉輪在100H7孔內(nèi)，右端 121h7外圓與電動機(jī)機(jī)座用3個銷定位連接，40H6孔與軸承配合。此連接 座起到連接電動機(jī)和水泵的作用 .（二）零件的工藝分析由附圖1可知，其材料為HT20Q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。該零件上的主要加工面為12

4、1h7端面及其外圓，125h6端面及外圓, 和40H6孔.121h7端面及其外圓與電動機(jī)機(jī)座連接，其加工精度直接影響其與電動 機(jī)機(jī)座的接觸精度121h7端面及其外外圓相對于基準(zhǔn)軸線 A均有一定的 徑向圓跳動誤差要求 .因此,在加工它們時 ,最好能在一次裝夾下同時加工出 來.125h6端面及其外外圓與水泵泵殼連接，其加工精度直接影響其與水泵 的接觸精度125h6端面及其外外圓相對于基準(zhǔn)軸線 A均有一定的徑向圓 跳動誤差要求 . 因此, 在加工它們時 , 最好能在一次裝夾下同時加工出來 .40H6孔用于與軸承的配合.其孔表面粗糙度為3.2，鉆孔后需再用擴(kuò)孔 以滿足其精度要求 . 此孔與軸承配合 ,

5、 將決定軸的平穩(wěn)性 , 進(jìn)而影響電動機(jī)和 水泵的平穩(wěn)性 .由參考文獻(xiàn)【 4】中有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的二、確定毛坯、畫毛坯-零件合圖(附圖2)根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。又由題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年。通過計算，該零件的質(zhì)量約為 2kg。由參考文獻(xiàn)【1】表1-3可知, 其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。由于連接座的 內(nèi)腔及17.5孔均需鑄出，所以要安放型芯。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造 后應(yīng)安排人工時效。由參考文獻(xiàn)【2】表11-4得知，該種鑄件的尺寸公差等級為 CT11-13級, 加工

6、余量等級MA為G H J三個等級。大批量生產(chǎn)時,采用砂型造型方法 鑄出的灰鑄鐵件CT與 MA勺配套關(guān)系為CT11-13/H.故取CT為11級，MA 為H級。鑄件的分型面選擇為連接座的121h7端面,澆冒口位置分別位于分型 面最大圓端面的兩側(cè).由參考文獻(xiàn)【2】表11-4,用查表法確定各表面加工總余量如表 2-1所示表2-1 各加工表面總余量加工表面基本尺寸(mm)加工余量等級加工余量數(shù)值(mm)說明121h7端面69H2單側(cè)加工121h7外圓121H3雙側(cè)加工125h6端面69H2單側(cè)加工125h6外圓125H3雙側(cè)加工40H6孔40H1雙側(cè)加工32臺階圓32H1單側(cè)加工100H7孔100H2雙

7、側(cè)加工由參考文獻(xiàn)【2】表11-4,可得鑄件主要尺寸的公差，如表 2-2所示表2-2主要毛坯尺寸及公差(mrh主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差CT121h7端面692+2732.8121h7外圓1213+31273.0125h6外圓1253+31313.040H6孔401 + 1382.8三、工藝規(guī)程設(shè)計（一）定位基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇：連接座的125h6端面及其軸線既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè) 計基準(zhǔn),用它們作為精基準(zhǔn)，加工遵循“基準(zhǔn)重合”原則，各孔的加工分別以 兩端面為精基準(zhǔn) ,工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則.此外,兩端面的面積較 大, 定位比較穩(wěn)定 , 夾緊方案簡單 , 可靠 , 操作方便

8、.粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇125h6端面作為粗基準(zhǔn)：第一，在保證各加工面均有加工余量的前提下， 使各孔的加工余量盡量均勻； 第二，此表面較平整，沒有澆口、冒口等缺陷，保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。（二）制定工藝路線 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度， 確定各面的加 工方法如下：121h7端面：粗車一半精車；121h7外圓：粗車一半精車；125h6 端面：粗車一半精車；125h6外圓：粗車一半精車；40H6孔:擴(kuò)；100h7 孔： 粗車半精車 ； 32 臺階孔： 粗車；未鑄出孔 ：鉆；螺紋孔： 鉆孔攻螺 紋.因121h7端面及其外圓,125h6端面及其外圓,100H7孔表

9、面和A 面均有較高的徑向圓跳動要求 , 故它們的加工應(yīng)盡可能地采用工序集中原則 , 以保證其位置精度 .另外, 為保證各孔的加工精度 , 應(yīng)盡量減少工件受力變形和受熱變形對其 的影響.因此,孔所在的平面加工和孔的加工之間應(yīng)盡可能多的空留時間 ,使 平面加工后有較多的時間進(jìn)行自然時效 .要考慮到整個生產(chǎn)線的節(jié)拍 , 每道工序中工步不宜過多 , 工時不宜過長 . 綜合考慮上述因素 ,根據(jù)基準(zhǔn)先行 , 先粗后精,先主后次,先面后孔的加工 原則 , 擬定加工工藝路線如下 ：序號工序內(nèi)容簡要說明鑄造 時效消除內(nèi)應(yīng)力涂底漆防止生銹10粗車、半精車121h7端面及外圓基準(zhǔn)先仃，先粗后精20擴(kuò)40H6孔至要求

10、深度,車32臺階孔先加工面，先粗后精30粗車、半精車125h6端面及其外圓和更換加工設(shè)備加工40100h7孔及孔口倒角鉆3-7孔后加工孔50鉆6-7孔更換鉆模板60鉆4-M5螺紋底孔，攻螺紋70檢驗(yàn)80入庫（三）選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主。其生產(chǎn)方式 為以通用機(jī)床加專用夾具為主的流水生產(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。粗車、半精車各端面及其外圓選用通用的加工范圍廣的萬能型臥式車床 CA6140.采用材料為高速鋼的45°車刀、專用夾具和游標(biāo)卡尺粗車、半精車100h7孔及孔口倒角.選用通用的加工范圍廣的萬能型 臥式

11、車床CA6140采用主偏角為93°的不通孔內(nèi)孔車刀、專用夾具、游標(biāo)卡 尺及塞規(guī).擴(kuò)40H6孔至要求深度，車32臺階孔.選用通用的加工范圍廣的萬能 型臥式車床CA6140采用主偏角為93°的不通孔內(nèi)孔車刀、專用夾具、游標(biāo) 卡尺及塞規(guī).鉆3-7、6-7孔和4-M5螺紋底孔.選用搖臂鉆床Z3025加工.采用錐 柄復(fù)合麻花鉆、專用夾具、游標(biāo)卡尺及塞規(guī)攻螺紋選用搖臂鉆床Z3025加工.采用機(jī)用絲錐夾頭、專用夾具和螺紋塞規(guī).(四)加工工序設(shè)計1、工序10粗車、半精車121h7端面工序定位基準(zhǔn)為125h6端面及其軸線.定為基準(zhǔn),設(shè)計基準(zhǔn),裝配基準(zhǔn)重合,因此不需用工藝尺寸鏈計算參考文獻(xiàn)【1

12、】可得，進(jìn)給量f(mm/r)背吃刀量ap(mm)切削速度v(m/min)粗車0.5380半精車0.10.2100校核機(jī)床功率(只校核粗加工時)根據(jù)CA614C車床主電動機(jī)效率Pe=7.5kw.取機(jī)床效率取0.8,故機(jī)床有效功率為:7.5*0.8=6kw由參考文獻(xiàn)【1】得,ve=80m/mi n,f=0.5mm/rn=1000v/ n D=1000*80/3.14*121=210r/min貝U Pm仁4.74*210/320=3.11kwPm1<Pm故選擇的車削用量可在該機(jī)床上使用，機(jī)床功率足夠.2、工序10粗車、半精車121h7外圓工序定位基準(zhǔn)為125h6端面及其軸線.設(shè)計基準(zhǔn)為121h

13、7端面.定為基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，因此需用工藝尺寸鏈計算.尺寸鏈如圖4-1所示：封閉環(huán)為A0;A仁15為增環(huán),A2=5為減環(huán).則圭寸閉環(huán)A0的尺寸，用尺寸鏈可算得為A0=10 mm查參考文獻(xiàn)【2】得，公差等級為IT9的公差值為0.062mm.所以此加工可滿足公差要求 .3、工序20擴(kuò)40H6孔至要求深度，車32臺階孔工序.定位基準(zhǔn)為125h6端面及其外圓.設(shè)計基準(zhǔn)為121h7端面.定為基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合 , 因此需用工藝尺寸鏈計算 . 尺寸鏈如圖 4-2 所示 :封閉環(huán)為AO;A仁28為增環(huán),A2=27為減環(huán).則圭寸閉環(huán)A0的尺寸,用尺寸鏈可算得為A0=1 .mm查參考文獻(xiàn)【 2】得, 公差

14、等級為 IT9 的公差值為 0.062mm. 所以此加工可滿足公差要求 .4、工序30粗車、半精車125h6端面及其外圓所選用的車削用量與工 序10粗車、半精車121h7端面及外圓工序選用的一致.5、工序30粗車、半精車100h7孔及孔口倒角所選用的車削用量與工序20擴(kuò)40H6孔至要求深度，車32臺階孔工序選用的一致6、工序40鉆3-7孔工序.定位基準(zhǔn)為 125h6 端面及其外圓 . 定為基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合 , 因此不需 用工藝尺寸鏈計算 .3-7孔因一次鉆出,故其鉆削余量為Z=7/2=3.5mm 孔與孔之間的位置度要求由鉆模保證 .由參考文獻(xiàn)【 1 】表 5-3 高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量 ,

15、可得 鉆7 孔時進(jìn)給量 f 選為 0.360.44mm/r, 選 f 為 0.40mm/r.主軸轉(zhuǎn)速選為 n=600r/min.7、工序50鉆6-7孔和工序60鉆4-M5螺紋底孔工序定位基準(zhǔn)為121h7端面及其外圓.定為基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，因此不需用工藝尺寸鏈計算 .6-7孔因一次鉆出,故其鉆削余量為Z=7/2=3.5mm4-M5螺紋底孔因一次鉆出,故其鉆削余量為Z=5/2=2.5mm 孔與孔之間的位置度要求由鉆模保證 .由參考文獻(xiàn)【 1 】表 5-3 高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量 , 可得鉆7孔時進(jìn)給量f選為0.36 0.44mm/r,選f為0.40mm/r.鉆M5螺紋底孔時進(jìn)給量f選為0.27

16、0.33mm/r,選f為0.30mm/r.主軸轉(zhuǎn)速選為 n=600r/min.8、時間定額計算 根據(jù)本次設(shè)計要求，只確定一個工序的單件時間定額 . 下面計算工序 50 鉆 6- 7 孔的時間定額。(1) 機(jī)動時間由參考文獻(xiàn)【 1】表 5-7, 鉆、擴(kuò)、鉸加工機(jī)動時間的計算公式 ,得鉆孔的 計算公式為Tm=(lw+lf+l1)/f*nLf=dm*cotkr/2,l1=23其中,lm=8mm,l1=3,dm=7mm,kr=(118/2) °將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式,得Lf=7*cot(118/2)° /2=2.1mmTm=(8+2.1+3)/0.4*600=0.0

17、5min6Tm=6*0.05min=0.3min機(jī)動時間即為基本時間 ,Tb=0.3min(2) 輔助時間。參考文獻(xiàn)【 5】表 2-5 確定如表 2-3 所示。表2-3輔助時間(min)操作內(nèi)容每次需用時間鉆6-7孔操作次數(shù)時間主軸變速0.025變換進(jìn)給量0.02510.025移動搖臂0.01560.09升降鉆桿0.01560.09裝卸套筒刀具0.0610.06卡尺測量0.160.6塞規(guī)測量0.25開停車0.015主軸運(yùn)轉(zhuǎn)0.02清除銃屑0.04則鉆6-7孔的輔助時間為0.865min裝卸工件時間取1.5 min 。所以，輔助時間Ta為：Ta=0.865+0.015+0.02+0.04+1.5

18、=2.775mi n作業(yè)時間。Tb= Tb +Ta=0.3+2.775=3.075 min布置工作地時間Ts。參考文獻(xiàn)【4】取a =3%。貝Ts= TBa =4.6 x 3% =0.14 min 休息與生理需要時間Tr。參考文獻(xiàn)【4】取B =3%。貝U：Tr= TbB =4.6 x 3% =0.14 min(6) 準(zhǔn)備與終結(jié)時間Te.參考文獻(xiàn)【3】表2.5-44 ,取各部分時間為:中等件33 min升降搖臂1 min深度定位0.3 min使用回轉(zhuǎn)夾具10 min由題目已知生產(chǎn)批量5000件，貝Ue/n=(33+1+0.3+7)/5000 min=0.009min(7) 單件時間 Tp.Tp=T

19、b+Ta+Ts+Tr=0.3+2.775+0.14+0.14=3.355min(8) 單件計算時間 TC 。TC=Tp+Te/n=3.355+0.009=3.364min(五)填寫機(jī)械加工工藝過程卡和機(jī)械加工工序卡工藝文件詳見附表 1、附表 2四、夾具設(shè)計本次設(shè)計的夾具為第30道工序一一粗車、半精車125h6端面及其外 圓和100h7孔及孔口倒角.該夾具用于CA6140臥式車床。1. 確定夾具方案此道工序的定位基準(zhǔn)為121h7端面及其軸線.由于121h7端面并不是 連接座下端的最大圓端面 . 其上有三個均布的圓弧凸臺 . 故采用墊圈卡住 121h7外圓,土臺上用壓板及三個夾爪壓緊工件,可使定位

20、、夾緊都比較穩(wěn)定、 可靠.由于連接座是殼體薄壁零件 , 故采用心軸既可增加其剛性 , 又可進(jìn)一步保 證其定位 .夾具以夾具體、心軸、壓板定位 , 用三個夾爪夾緊工件 . 由于在大批生產(chǎn)中 , 不緊要考慮工件的質(zhì)量問題 , 還要解決工件的產(chǎn)量問 題.因此,在設(shè)計夾具時,應(yīng)采用高效、省時的夾具結(jié)構(gòu) .為此,本夾具采用氣動 或液壓裝置帶動三個卡爪夾緊工件 .2、夾緊力的計算參考文獻(xiàn)【 6】表 2-13, 可得所用壓板所要承受的夾緊力為 :W=M*K/l*f粗加工時 , 轉(zhuǎn)速 n=210r/min, 由文獻(xiàn)可知 K=3,f=0.2精加工時, 轉(zhuǎn)速 n=270r/min, 由文獻(xiàn)可知 K=2,f=0.1

21、5W=270*47.5*2/50*0.15=3420N.mm取夾緊力為 W=3420N.mm則每個螺栓承受的夾緊力為 W/2=1710N.mm由文獻(xiàn)【2】可知,M10螺栓的許用夾緊力為3924N.mm因此采用M10螺栓.對于心軸 , 其上螺栓所要承受的夾緊力為W=n*K/2f=270*2/2*0.15=1800N.mm因已加工出的通孔直徑為17.5,故采用M20的螺栓夾緊.3、操作說明工件以121h7端面和孔17.5為基準(zhǔn),考夾具定位心軸4及支承1定位.用氣動或液動裝置向左拉動連接套 5和連接盤 2,帶動三個夾爪 3同時壓緊工 件. 松開時 , 夾爪可以自動張開 .參考文獻(xiàn)1、杜可可主編 .機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) . 北京: 人民郵電出版社 ,20072、游文明主編 .工程材料與熱加工 . 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 ,20073、趙長明,劉萬菊主編.數(shù)控加工工藝及設(shè)備 .