连接座课程设计报告说明书

1、-. z. . - .可修编 .Hefei University夹具课程设计COURSE PROJECT题目： 连接座课程设计 系别： 机械工程系 专业： 机械设计制造及自动化 学制： 四 年 *：晨露*：指导教师：2012 年6 月24日*学院机械制造技术学课程设计任务书题目：连接座零件的机械加工工艺规程及工艺装备年产量为6000件 内容：1.零件图1*2.毛坯图1* 3.机械加工工艺过程综合卡片1* 4.构造设计装配图1* 5.构造设计零件图1* 6.课程设计说明书1*-. z. . - .可修编 .设计内容及要求在指导教师的指导下，面向机械加工类企业所具备的条件，针对给定零件图样及其生产

2、纲领制定该零件的机械加工工艺过程及其一道工序的工艺规程，并设计该道工序的专用机床夹具指导教师指定，具体完成的内容、形成和要求如下：撰写课程设计计算说明书 说明书局部的内容包括：零件图分析：确定毛坯钟类、制造方法、加工余量；拟定该零件的机械加工工艺过程，包括定位基准选择、外表加工方案的比照分析，各工序的加工设备和工艺装备刀具、夹具、量具和辅具确定；各工序的加工余量、工序尺寸及公差确实定；工序的切削用量选择；工序的时间定额计算；工艺过程技术经济分析；夹具的定位方案、夹紧方案和主要参数拟定；定位元件选择；定位误差计算；夹紧力计算；夹具的其他分析、计算和校核等。要求说明书字数不少于8000字。加工工艺

3、规程卡片该零件的机械加工工艺过程卡该零件机械加工工艺过程指定工序的工序卡提出专用机床夹具设计任务书。图纸局部绘制该零件毛坯图1*。指定工序的专用机床夹具装配图1*。专用机床夹具的主要零件图1*指导教师指定。工艺工装课程设计目录零件分析1.零件的作用52.零件的工艺分析53.确定零件的生产类型6二、确定毛坯类型绘制毛坯草图1.选择毛坯72.确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量73.绘制连接座铸造毛坯简图8三、工艺规程设计1.定位基准的选择82.拟定工艺路线93.加工设备及工艺装备的选用124.加工余量、工序尺寸和公差确实定135.切削用量的计算156.时间定额的计算16四、专用钻床夹具设计1.夹具设

4、计任务192.拟定钻床夹具构造方案与绘制夹具草图203.绘制夹具装配总图224.夹具专用零件图设计绘制225.工序卡片23致谢26参考文献26零件分析1. 零件的作用该零件是离心式微电机水泵上的连接座，是用来连接水泵和电机的.左端125外圆与水泵泵壳连接，水泵叶轮在100孔内，通过4个螺钉固定;右端121外圆与电动机机座连接,40孔与轴承配合,通过3个螺栓固定，实现水泵与电动机的连接，从而起连接固定作用2. 零件的工艺分析由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力,要求耐磨的零件,通常可用作机座、泵体的连接座等。连接座共有两组加工

5、外表，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： 右端面的加工外表： 这一组加工外表包括：右端面121eq o(sup 12(0),sdo 4(-0.04)的外圆，粗糙度为3.2、6.3；外径为50、内径为40eq o(sup 12(+0.016),sdo 4(-0)的小凸台，粗糙度为3.2，并带有倒角；32的小凹槽，粗糙度为25；钻17.5的中心孔，钻7通孔。其工序采取先粗车半精车精车。其中17.5、40的孔或内圆直接在车床上进展初镗半精镗，40eq o(sup 12(+0.016),sdo 4(-0)的内圆的半精镗的根底上再精镗就可以了。左端的加工外表： 这一组加工外表包括：左端面，1250-

6、0.025外圆，1000+0.035内圆，倒角，钻通孔7，钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，1000+0.035的内圆孔有25的粗糙度要求。采用的工序可以是先粗车半精车精车。孔加工为钻孔-扩钻-扩孔。加工外表外表粗糙度公差/精度等级加工方法左端面Ra6.3IT8IT10粗车-半精车125外圆Ra6.3IT8IT10粗车-半精车100内圆Ra25IT11以下粗镗倒角无IT11以下粗车左7通孔无IT11以下钻通孔M4-7H螺纹孔无IT11以下钻孔并攻丝右端面无IT11以下粗车-半精车121外圆Ra3.2IT8IT10粗车-半精车小凸台内侧40无IT11以下粗镗小凸台端面Ra25IT

7、11以下粗镗17.5中心孔无IT11以下粗镗右7通孔无IT11以下钻通孔32的小凹槽Ra25IT11以下粗镗该零件上的主要加工面是40的孔，1250-0.025的外圆和121eq o(sup 12(0),sdo 4(-0.04)的外圆。40eq o(sup 12(+0.016),sdo 4(-0)孔的尺寸精度直接影响连接座与轴承的配合精度，1250-0.025的尺寸精度直接影响连接座与水泵的接触精度和密封性，121eq o(sup 12(0),sdo 4(-0.04)的尺寸精度直接影响连接座与电机的接触精度和密封性。由参考文献【5】中有关和孔加工的经济加工精度及机床能到达的位置精度可知,上要求

8、是可以到达的。零件的构造工艺性也是可行的。 零件的生产类型依设计任务可知：零件的年产量为60000台/年；结合生产实际，备品率和废品率分别取5%和1%，由公式N=Qn1+1+其中： N 零件的年产量 Q 产品的年产量 n 每台产品中该零件的数量 备品率 废品率零件年生产量为N=60000台/年(1+5%)(1+1%)=63630件/年该连接座质量约为3kg,查表2.2知连接座属于轻型零件。查表2.3知，该连接座的生产为大批生产,由表2.6查得选用机器砂型铸造。确定毛坯类型绘制毛坯简图1.毛坯的选择毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要

9、有以下几种：a型材、b锻造、c铸造、d焊接、f其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或铸件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而铸件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。 该零件材料为HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量零件外表粗糙度及机械加工余量等级，由零件图可知，该连接座各加工外表的粗糙度Ra3.2。2根据铸件采用砂型铸造，材料为灰铸铁，其加工外表的铸造尺寸精度等级查表2.2-3成批和大量生产铸件的尺寸公差等级机械制造工艺设计简明

10、手册可知为CT8-CT10,取CT10，其机械加工余量等级为G级。由表2.2-4确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量单边余量为4具体尺寸见下表：连接座机械加工余量及铸造毛坯尺寸公差 mm零件尺寸机械加工余量毛坯公差极限偏差毛坯尺寸双侧余量一半42.5双侧余量一半32.6双侧余量一半32.5单侧余量41.8单侧余量41.5绘制连接座铸造毛坯简图根据机械制造工艺设计手册查出拔模斜度为5度。由于毛坯形状前后对称，且最大截面在中截面，为了起模及便于发现上下模在铸造过程中的错移所以选前后对称的中截面为分型面。为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后要做时效处理。工艺规程设计3.1定位基准的选择定位基准有

11、精基准和粗基准之分，通常先确定精基准在确定粗基准。1.精基准的选择121孔是装配基准,又方便定位，用它作精基准,能使加工遵循基准重合的原则.其余各面和孔的加工也能用它定位,这样使工艺路线遵循了基准统一的原则.2.粗基准的选择选择125的外圆和149凸耳的左侧作粗基准,这样保证各加工面均有加工余量,此外,还能保证定位准确,加紧可靠，在加工时最先进展机械加工的外表是精基准121的外圆和右端面,这时可用通用夹具三爪自定心卡盘来装夹,靠149凸耳的左侧定位.3.2拟定工艺路线工艺路线的拟定是制定工艺规程的总体布局，包括确定加工方法、划分加工阶段、确定工序的集中与分散、加工顺序的安排以及安排热处理、检验

12、及其他辅助工序去毛刺、倒角等。他不但影响加工的质量和效率，而且还影响工人的劳动强度、设备的投资、车间的面积、生产本钱等。 因此，拟定工艺路线是制订工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究的根底上提出工艺方案，并加以分析比拟，最终确定一个最经济合理的方案。1.外表加工方法确实定根据零件图上各加工外表的尺寸精度和外表粗糙度，查表2.25平面加工方案的经济精度和外表粗糙度；查表2.24孔加工方案的经济精度和外表粗糙度，确定各连接座的各外表加工方法，如下表所示：连接座各外表加工方案加工外表外表粗糙度公差/精度等级加工方法右端面Ra12.5IT11以下粗车121eq o(sup 12(0),sdo 4(

13、-0.04)外圆Ra3.2IT8IT10粗车-半精车小凸台内侧40eq o(sup 12(+0.016),sdo 4(-0)无IT11以下粗镗-精镗小凸台端面Ra25IT11以下粗车17.5中心孔无IT11以下钻孔右7通孔无IT11以下钻通孔32的小凹槽Ra25IT11以下粗镗左端面Ra6.3IT8IT10粗车-半精车1250-0.025外圆Ra6.3IT8IT10粗车-半精车的内圆Ra25IT11以下粗镗-精镗倒角无IT11以下粗车左7通孔无IT11以下钻通孔M5-7H螺纹孔无IT11以下钻孔并攻丝加工阶段的划分该连接座的加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。

14、在粗加工阶段首先将精基准121外圆准备好，使后续工作都可以采用即基准进展定位加工保证其他加工外表的精度要求；然后分别粗车连接座右端面、40孔、中心孔、左端面125外圆、倒角，粗镗小凸台内侧、小凸台端面，钻17.5中心孔、粗镗，钻右7通孔，粗镗32的小凹槽、100内圆、钻左7通孔，钻M5-7H螺纹孔并攻丝，半精加工完成半精车121外圆、左端面、125外圆。工序的集中与分散选用工序集中原则安排连接座的加工工序。该连接座的生产类型为大批量生产，可以采用万能型机床配上专用工、夹具，以提高生产效率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且在一次装夹中加工了许多外表，有利于保证个

15、加工外表之间的相对位置准确度要求。工序顺序安排1机械加工工序遵循先基准后其他原则，首先加工精基准121外圆，遵循先粗后精原则，先安排粗加工工序，后安排半精加工工序，遵循先主后次原则，先加工主要外表40孔、右端面、左端面、121外圆、125外圆、100内圆，后加工次要外表各孔和倒角；遵循先面后孔原则，先加工连接座的右、左端面，后加工孔。2辅助工序粗加工连接座两端面和热处理后，应安排校直处理工序；在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该连接座的工序安排顺序为：基准加工主要外表粗加工及一些余量大的外表粗加工主要外表半精加工和次要外表加工。确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的根底

16、上，拟定连接座的机械加工工艺路线，见下表：连接座机械加工工艺路线工序号工序内容定位基准面测量基准面1粗车右端面至73左凸缘端面右端面2粗车1215外圆至124左凸缘端面右端面3粗车小凸台端面至16、倒角左凸缘端面右端面4钻通孔17.5左凸缘端面右端面5粗镗内孔4027至3927左凸缘端面右端面6粗镗内孔3828至尺寸左凸缘端面右端面7粗车左端面至71mm右凸缘端面右端面8粗车外圆1289至1319右凸缘端面左端面9粗镗内孔1007至986右凸缘端面左端面10半精车121的外圆至尺寸左凸缘端面右端面11精镗40的孔至尺寸左凸缘端面右端面12半精车左端面至尺寸右凸缘端面左端面13半精车外圆1259

17、至尺寸右凸缘端面左端面14半精车距离为8的端面，倒角为。右凸缘端面左端面15半精镗内孔1007至尺寸右凸缘端面左端面16钻通孔67121的外圆及右凸耳端面17钻孔44.2深12121的外圆及右凸耳端面18攻螺纹4M5深1019钻通孔37125的外圆及左凸耳端面3.3加工设备及工艺装备的选用机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需求和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和分析利用现有条件，以降低生产准备费用。连接座的生产类型为大批量生产，可以选用高效的专用设备，所选用的夹具均为专用夹具。各 工艺加工设备及工艺装备的选用见下表：加工设备及

18、工艺装备工序号工序内容加工设备工艺装备1粗车右端面至73车床CA6140外圆车刀、游标卡尺2粗车外圆1235车床CA6140外圆车刀、游标卡尺3粗车小凸台端面至16、倒角车床CA6140内圆车刀、游标卡尺4钻通孔16摇臂钻床ZQ305013钻头、游标卡尺5粗镗内孔3927车床CA6140镗刀、内径千分表6粗镗内孔3828车床CA6140镗刀、内径千分表7粗车左端面至71摇臂钻床ZQ305013外圆车刀、游标卡尺8粗车外圆1289车床CA6140外圆车刀、游标卡尺9粗镗内孔1007车床CA6140镗刀、内径千分表10半精车右外圆1215车床CA6140外圆车刀、游标卡尺11半精镗内孔4027 车

19、床CA6140镗刀、内径千分表12半精车左端面至69车床CA6140外圆车刀、游标卡尺13半精车外圆1259车床CA6140外圆车刀、游标卡尺14半精车左凸耳保证尺寸9并倒角15半精镗内孔1007车床CA6140镗刀、内径千分表16钻通孔67摇臂钻床Z5125A137钻头17钻孔44.2深12摇臂钻床Z5125A13钻头、游标卡尺18攻螺纹4M5深10台虎钳丝锥、游标卡尺19钻通孔37钻床Z5125A137钻头3.4加工余量、工序尺寸和公差确实定 1.工序10粗精车右端面和工序130半精车左端面工序10和工序130的加工过程如图3.1所示。工序10：以左端面定位，粗车右端面，保证工序尺寸L1,

20、；以右端面定位，粗车左端面，保证工序尺寸L2；工序130：以右端面定位，半精车左端面，保证工序尺寸L3,；到达零件图设计尺寸L的要求，L=。由图3.1所示加工过程示意图建立分别以Z2和Z3为封闭环的工艺尺寸链，如图3.2所示。求解工序尺寸L2；查表2.64平面精加工余量，得半精车余量Z3=1.2；由图3.1知，L3=L=；从图3.2b知Z3=L2-L3,则L2=L3+Z3=121+1.2mm=122.2mm。由于工序尺寸L2是在粗车加工中保证的，查表2.25平面加工方案的经济精度和外表粗糙度知，粗车工序的经济加工精度等级可到达右端面的最终加工要求IT8，因此确定改工序尺寸公差为IT8，其公差值

21、为0.063，故L2=1220.2315mm求解工序尺寸L1：由于右端面的加工余量是经粗车一次切除的，故Z2应等于右端面的毛坯余量，即Z2=7.8mm。由图3.2b知，Z2=L1-L2，则L1=L2+Z2=122.2+7.8mm=130mm。有由表2.25平面加工方案的经济精度和外表粗糙度，确定该粗车工序的经济加工精度等级IT10,其公差值为0.160mm，故L1=1300.080mm。2.工序40粗镗工序40的加工过程如图3.1所示。工序40：以中心轴定位，粗镗外轮廓面，保证工序尺寸L1,；以外轮廓面定位，粗镗内轮廓面，保证工序尺寸L2；工序120：以内轮廓面定位，半精镗外轮廓面，保证工序尺

22、寸L3,；到达零件图设计尺寸L的要求，L=。由图3.1所示加工过程示意图建立分别以Z2和Z3为封闭环的工艺尺寸链，如图3.2所示。求解工序尺寸L2；查表2.64平面精加工余量，得粗车余量Z3=5；由图3.1知，L3=L=38；从图3.2b知，Z3=L2-L3,则L2=L3+Z3=38-5mm=33mm。由于工序尺寸L2是在粗车加工中保证的，查表2.25平面加工方案的经济精度和外表粗糙度知，粗车工序的经济加工精度等级可到达右端面的最终加工要求IT11，因此确定改工序尺寸公差为IT11，其公差值为0.160，故L2=330.080mm。为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进展校核。余

23、量Z3的校核：在图3.2b所示尺寸链中，Z3是封闭环，由竖式法见表3.7计算可得：Z3=4.8895.111mm。表3.7余量Z3的校核计算表环的名称根本尺寸上偏差下偏差L2减环L3增环-3338+0.008+0.031-0.008-0.031Z35+0.111-0.111余量校核结果外表，所确定的工序尺寸公差是合理的。工序120半精镗工序120的加工过程如图3.1所示。工序120：以中心轴定位，粗镗外轮廓面，保证工序尺寸L1,；以外轮廓面定位，粗镗内轮廓面，保证工序尺寸L2；工序160：以内轮廓面定位，半精镗外轮廓面，保证工序尺寸L3,；到达零件图设计尺寸L的要求，L=39。由图3.1所示加

24、工过程示意图建立分别以Z2和Z3为封闭环的工艺尺寸链，如图3.2所示。(图略)求解工序尺寸L2；查表2.64平面精加工余量，得半精镗余量Z3=1；由图3.1知，L3=L=39；从图3.2b知，Z3=L2-L3,则L2=L3+Z3=39-1mm=38mm。由于工序尺寸L2是在粗镗加工中保证的，查表2.25平面加工方案的经济精度和外表粗糙度知，粗车工序的经济加工精度等级可到达右端面的最终加工要求IT9，因此确定改工序尺寸公差为IT9，其公差值为0.062，故L2=380.031mm。为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进展校核。余量Z3的校核：在图3.2b所示尺寸链中，Z3是封闭环，

25、由竖式法见表3.6计算可得：Z3=1.1962.039mm。表3.6余量Z3的校核计算表环的名称根本尺寸上偏差下偏差L2减环L3增环-3839+0.031+0.008-0.031-0.008Z32+0.039-0.039余量校核结果外表，所确定的工序尺寸公差是合理的。5.工序160精镗工序50的加工过程如图3.1所示。工序160：以中心轴定位，粗镗外轮廓端面，保证工序尺寸L1,；以外轮廓面定位，粗镗内轮廓面，保证工序尺寸L2；工序170：以内轮廓面定位，半精镗外轮廓面，保证工序尺寸L3,；到达零件图设计尺寸L的要求，L=38。由图3.1所示加工过程示意图建立分别以Z2和Z3为封闭环的工艺尺寸链

26、，如图3.2所示。图略求解工序尺寸L2；查表2.64平面精加工余量，得精镗余量Z3=1；由图3.1知，L3=L=；从图3.2b知，Z3=L2-L3,则L2=L3+Z3=40-1mm=39mm。由于工序尺寸L2是在粗车加工中保证的，查表2.25平面加工方案的经济精度和外表粗糙度知，粗镗工序的经济加工精度等级可到达右端面的最终加工要求IT6，因此确定改工序尺寸公差为IT6，其公差值为0.016，故L2=390.008mm。为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进展校核。余量Z3的校核：在图3.2b所示尺寸链中，Z3是封闭环，由竖式法见表3.5计算可得：Z3=0.9921.024mm。表

27、3.5余量Z3的校核计算表环的名称根本尺寸上偏差下偏差L2减环L3增环-3940+0.008+0.016-0.0080Z31+0.024-0.008余量校核结果外表，所确定的工序尺寸公差是合理的。3.5 切削用量的计算工序110粗车两端面该工序分两个工步，工步1是以右端面定位，粗车左端面；工步2是以左端面定位，粗车右端面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度Vc和进给量f是一样的，只有背吃刀量不同。背吃刀量初加工时的背吃刀量ap取Z1，Z1等于总的余量减去精加工、半精加工余量Z1=13.5-0.5-0.5=12.5mm。进给量查表3.1取纵向进给1mm/z

28、，横向进给取0.5mm/z。工序40粗镗背吃刀量粗加工时的背吃刀量ap取Z2，Z2等于总的余量减去精加工、半精加工余量Z2=3.5-0.5-0.25=2.75mm。进给量粗加工纵向进给查表3.1取1.5mm/z，横向取0.5mm/z。3车削速度由于本工序采用硬质合金刀，,，查表5.2取，则 查表3.2，取，则3工序120半精镗 1背吃刀量半精加工时的背吃刀量ap=Z3=0.5mm。进给量半精加工纵向进给查表3.1取1mm/z，横向取0.3mm/z。3车削速度，则查表3.2，取，则工序160精镗背吃刀量精加工时的背吃刀量ap=Z4=0.25mm.进给量精加工纵向进给查表3.1取0.5mm/z，横

29、向取0.1mm/z。3车削速度车削速度=92m/min.，则本工序采用CA6140型卧式车床，查表3.2，取=710r/min,则3.6时间定额的计算1.根本时间的计算工序40粗镗，主偏角，由表5.37，工序120半精镗，查表5.37知，工序160精镗，由表5.37知，辅助时间的计算取，则工序40：工序120：工序160：其他时间的计算除了作业时间根本时间与辅助时间之和以为，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于连接座的生产类型为大批生产，分担到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作地时间是工作时间的2%7%，休息与生理需要时间是作业时间

30、的2%4%，均取为3%，则各工序的其他时间可按关系式计算，它们分别为：工序40：工序120：工序160：单件时间的计算各工序的单件时间分别为：工序40：工序120：工序160：时间定额中其他的时间还可以按指导书中表5.44表5.63的相关规定进展计算。四 专用钻床夹具设计4.1 夹具设计任务为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。为工序180钻通孔67设计钻床夹具，所用机床为Z5125型立式钻床，大批生产类型。工序尺寸和技术要求通孔67的径向跳动量不大于公差值0.05mm，外表粗糙度值为.生产类型生产类型为大批量生产，要求所设计的夹具的生产效率和自动化程度较高。设计任务书根据工序180钻通孔67工序卡，提出该工序的专用机床夹具设计任务书，其格式如下表所示。任务书中按工艺规程要求，提出定位基面。尺寸及公差、加工部位、工艺要求、等作为夹具设计的依据。略4.2 拟定钻床夹具构造方案与绘制夹具草图确定定位方案，设计定位装置分析工艺简图可知，加工通孔67，它相对于左端面的径向跳动量均不大于公差值0.05；它距离中心轴为71mm。从基准的重合原则和定位的稳定性、可靠性出发，选择右凸耳端面为主要定位基准面，并选择121轴线为另一个定位基准，并加止转块。定位元件采用分度盘上的孔、及外表定位，如下图。