机械制造工艺学课程设计任务书资料

1、2017届机械制造工艺学课程设计连接座工艺规程及夹具设计学生姓名李白军学号 8011213326所属学院机械电气化工程学院专业机械设计制造及其自动化班 级机械17-3班指导老师廖结安日 期 2016.11.25塔里木大学机械电气化工程学院制目录机械制造工艺学课程设计任务书 TOC o 1-5 h z 序 言 1 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 一、零件的分析 2（一）零件的作用 2（二）零件的工艺分析 2 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 二、工艺规程设计 2（一）确定毛坯的制造形式 2（二）基面

2、的选择 2（三）制定工艺路线 3（四）机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定 5（五）确定切削用量及工时 5 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 三、专用夹具设计 9（一）设计宗旨 9（二）夹具设计 9（三）夹具操作说明 10总 结 11致 谢 12 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 参考文献 13塔里木大学机械电气化学院机械制造工艺学课程设计任务书设计题目：连接座机械加工工艺规程及夹具设计（生产纲领中批或大批）设计内谷：1、产品零件图12、产品毛坯图13、机加工工艺过程卡14、机加工工序卡15、

3、夹具设计装配图16、夹具设计零件图1-107、课程设计说明书1张张套套份张份班级机械设计17-3班设计者 李白军指导教师 廖结安2016年10月10日机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。 机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业， 是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。连接座零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造工

4、艺学、机械设计、机械工程 材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培 养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好 的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有很多缺点错误，还望老师批评指正。、零件的分析（一）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

5、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。（二）零件的工艺分析由零件图可知，其材料为 HT20Q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和要求耐磨零件。零件的装配基准为125h6的外圆，右端121h7的外圆和中间40h6的孔，其加工精度要求 高。该类零件在加工和使用过程中都要重点考虑零件的圆跳动问题。连接座零件主要加工表面为：1.车125h6外圆及端面，表面粗糙度Ra值为3.2 m。2.车121h7外圆及端面，表面粗糙度Ra值3.2 m。3.车轴承装配孔，表面粗糙度Ra值3.2 m。

6、4.半精车侧面，保证尺寸 23 mm及表面粗糙度Ra值3.2 m。5.磨削零件左右两外圆面，保证尺寸 5mm , 69 mm和9 mm，两侧面粗糙度 Ra值6.3 m、12.5 m，法兰面粗糙度 Ra值6.3 m。连接座共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现叙述如下：（1）.左端的加工表面这一组加工表面包括：左端面，125外圆，100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，100的内圆孔有25的粗糙度要求。其要求并不高， 粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。（2）. 右端面的加工表面

7、这一组加工表面包括：右端面； 121h7的外圆，粗糙度为 3.2、6.3 ;外径为50、内径为 40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。其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。其中，17.5、40的孔或内圆直接在上做镗工就行了。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件

8、工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。（二）基面的选择1、粗基准的选择对像连接座这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果以125h6外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准）。零件图中给出了以中心轴线为基准，加工时零件绕基准轴线作无轴向移动旋转一周时，在任一测量平面内的径向跳动量均不得大于公

9、差值0.04 mm。最后选取 110H 7做为粗基准，利用内钳式三爪卡盘卡住这个面做主要定位面。2、精基准的选择对于精基准，主要应该考虑基准重合的问题, 换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1、工艺路线方案一工序1：粗车 125的端面及外圆，粗镗 100H7的孔，粗车距离为8 mm的面，倒

10、角为1 4弓。工序2：掉头，粗车 121的端面及外圆，粗车50的端面，粗车距离为 6mm的面，粗镗40,25。工序3：半精车 125端面及外圆，半精车距离为 8mm的面，半精镗 100H7的孔。工序4：掉头，半精车121的端面及外圆，半精车距离为 6mm的端面，半精镗 40的孔。工序5：精镗 100。工序6：精车 121，精镗 40，倒角1 45。工序7：钻孔67,钻孔37。工序&钻螺纹孔及攻螺纹 4 M5。工序9：钳去毛刺。工序10： 终检。工序11：入库。2、工艺路线方案二工序1:机器砂模造型。工序2 :时效处理。工序3:划粗加工线。工序4:按划线车125h6(0.025)端面，尺寸保持9

11、mm，车125h6(0.025)至127.5，车100H7（00.035 ）至 97.5，深 9mm。工序5 :掉头，卡125h 6( 00.025)，车121h7(00.018)端面，粗糙度值为6.3 m，尺寸保持12mm；车121h7(00.0!8)端面，粗糙度值为12.5 m,尺寸保持71mm；车 伐仆了化.。)至123.5 ；32成；车 40H6至 37.5。工序6:按线车125h6(0.025)端面，粗糙度值为6.3 m，尺寸保持69成；车距离为8mm的 面成；车 100H 7(oO.O35)至 99.5，深 7mm。工序7:掉头，卡125h 6 ( 0.025)。车121h7( 0

12、.018)端面，粗糙度值为6.3 m，尺寸保持5 .i 成；车 121h7(00.018)外圆至 121.5 ；车 40h5孔至 39.5。工序 8 :磨 125h6(00.025)成；磨 40H6(00.018)成。工序9 :钻孔 25 mm，钻孔67mm,3 7mm，钻螺纹孔以及攻螺纹 4 M5。工序10：终检。工序11：入库。3、工艺方案的比较上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便，但是要更换多台设备，加工过程比较繁琐，而且在加工过程中位置精度不易保证。方案二减少了装夹次数，但是要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。而且在磨削过

13、程有一定 难度，要设计专用夹具。因此综合两个工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下：工序1 ：机器砂模造型。工序2 :时效处理。工序3:划粗加工线。工序4 :按划线粗车125h6(00.025)端面，尺寸保持10mm，粗车125h6(00.025)至127.5，粗镗100H 7(00.035)至 97.5，深 9mm。工序5:掉头，卡 125h6(0.025)，粗车 121h7(00.018)端面，粗糙度值为6.3 m，尺寸保持12mm；粗车121h7(0018)端面，粗糙度值为12.5 m，尺寸保持71mm；粗车121h7(0.018)至123.5 ；锪 32 成；粗车 40H6 至 37.5

14、。工序6:半精车125h6(0025)端面，粗糙度值为6.3 m，尺寸保持70mm ；半精车距离为8mm 的面成；半精镗100 h 7 ( 0 0 035 )至 99.5，深7mm。工序7:掉头，卡125h6(00.025)，半精车121h7(00.018)端面，粗糙度值为6.3 m，尺寸保持5。.1成；半精车121h7(00.018)外圆至121.5 ；半精车 40h6孔至 39.5。工序 8:精镗 100H 7(00.035 )成。工序9 :钻孔 25 mm，钻孔67mm,37mm，钻螺纹底孔及攻螺纹 4 M5。工序 10:磨 125h 6 ( 00.025)成；磨 40H6(00.018

15、)成；磨 121h7(0018)成。工序11:终检入库。以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定根据生产纲领，选择铸造类型的主要特点要生产率高，适用于大批生产，根据各种铸造方法的经济合理性，采用机器砂模造型铸件。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。1、 外圆加工表面及端面由零件图已知数据可知，对外圆125h6(0.025)和外圆121h7(00.018)的要求精度较高，经过粗车一半精车一磨削。由机械加工工艺手册表3.1 26可知，单边余量7.5mm已能满足加工要求。两端面的精度要求也较高，也由机械

16、加工工艺手册表3.1 26可知，单边余量2mm已能满足加工要求。2、 两孔的加工余量孔 25的精度要求相对不高，孔内粗糙度值为25 m，直接采用直径为25mm的麻花钻头钻孔即可。孔40H6的精度要求相对较高，孔壁粗糙度值为3.2 m，需要经过细加工过程，由机械加工工艺手册可知，余量为5 mm已能满足加工要求。由于毛坯及以后各道工序(或工布)的加工都有加工公差，因此上述确定的加工余量只是名义 上的加工余量，用调整法加工方式确定最大、最小加工余量，基准面A面与C 17H6孔的中心线之间的尺寸公差根据调整法为毛坯名义尺寸：105+3=108 ( mm)毛坯最大尺寸：108+1.8=109.8 ( m

17、m)毛坯最小尺寸：108-1.8=106.2 (mm)粗铳后最大尺寸：105+0.61=105.61 ( mm)粗铳后最小尺寸：105.61-0.22=105.39 (mm)精铳后尺寸即达到 105mm确定切削用量及工时1、确定粗车左端面(1 )加工条件工件材料：加工材料为灰铸铁，铸件，有外皮加工要求：粗糙度 Ra=6.3机床选择：机床 C620 1普通车床刀具选择：YG6硬质合金可转位车刀(2)确定切削用量由于单边余量为5mm，可在一次走刀内完成，故切削深度ap = 3.75mm由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，根据切削加工简明实用手册可知进给量f= 0.7mm r根据切削用量简

18、明使用手册，切削速度 v=49.7 m min2、车 121h7(0.018 )端面(1 )加工条件工件材料：加工材料为灰铸铁加工要求：粗糙度值为 6.3 m机床选择：机床 C620 1普通车床刀具选择：YG6硬质合金可转位车刀(2)确定切削用量采用工序I确定切削用量的方法，得本工序的切削用量如下：切削深度 ap=2.5 mm 进给量f =0.65 mm r 切削速度 v=50.4 m min3、 半精车125h 6 ( 0.025)端面(1 )加工条件工件材料：加工材料为灰铸铁加工要求：粗糙度值为 6.3 m机床选择：机床 C620 1普通车床 刀具选择：所选刀具为 YG6硬质合金可转位车刀

19、刀杆尺寸B H =16mm 25mm，刀片厚 度为4.5mm。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面(2)确定切削用量由于单边余量为2.5mm，可在一次走刀内完成，故切削深度ap =1.25mm根据切削加工简明实用手册可知：进给量 f =0.7 mm r切削速度可根据公式计算 Vc 50 m min4、半精车121h7(00.018)端面(1 )加工条件工件材料：加工材料为灰铸铁 加工要求：粗糙度值为6.3 6.3 m机床选择：机床 C620 1普通车床刀具选择：YG6硬质合金可转位车刀(2)确定切削用量根据单边余量尺寸，精铳走刀一次，ap=0.85mm根据切削加工简明实用手册可知：进给量 f

20、 =0.7 mm r切削速度可根据公式计算 Vc=35.4 m min5、钻孔 25 mm（1 ）加工条件1）工件材料：加工材料为灰铸铁2）加工要求：粗糙度 Ra=6.33）机床选择：X3080 25摇臂钻床4）刀具选择：标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻25，则螺旋角 =300，锋交 2 =118，后角 af=10,横刃斜角=50，L=197mm,l 1=116mm（2）确定切削用量根据单边余量尺寸，ap=0.91mm根据切削加工简明实用手册可知：进给量 f =0.6 mm r查机械加工工艺手册，切削速度 V=12 0.85=10.32 m min6、确定钻孔6 7mm3 7mm（

21、1 ）加工条件1）工件材料：加工材料为灰铸铁2）加工要求：粗糙度 Ra=6.33）机床选择：Z3080 25摇臂机床4） 刀具选择：GB1436-85直柄短麻花钻，钻头直径小于10mm的钻孔进给量为0.200.35 mm r（2）确定切削用量根据单边余量尺寸，精铳走刀一次，ap=0.68mm根据切削加工简明实用手册可知：进给量 f =0.6 mm r根据机械加工工艺手册，切削速度Vc=2.64 m min7、钻螺纹底孔及攻螺纹 4 M5（1）加工条件1）工件材料：加工材料为灰铸铁2）加工要求：粗糙度 Ra=6.33）机床选择：Z3080 25摇臂机床4）刀具选择：GB1436-85直柄短麻花钻

22、（2）确定切削用量进给量 f 0.2mm r 0.50 0.1 mm r切削速度 v 0.25m s （15m min）直径14的孔的表面粗糙度：Ra=12.5,只需一次钻出，所以经济精度IT12，其钻削余量为Z=14/2=7mm8、磨外圆125h6（00.o25）（1 ）加工条件1）工件材料：加工材料为灰铸铁2）加工要求：粗糙度 Ra=12.53） 机床选择：磨40的机床选择为 M2110A4） 刀具选择：刀具选择代号为MY的圆柱磨头，砂轮 A46GV69 350 40 127,砂轮磨料为棕 刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂（2）确定切削用量砂轮速度：n=1500r/min，V

23、=30m/s查机械加工工艺设计实用手册表，得轴向进给量：fa=0.2B=8mm，径向进给量：fr =0.02（双线程）工件速度Vw1.737r/m9、磨外圆4OH6（00。18）（1 ）加工条件1）工件材料：加工材料为灰铸铁2）加工要求：粗糙度 Ra=12.53） 机床选择：机床选择为M2110A4） 刀具选择：刀具选择代号为MY的圆柱磨头，砂轮 A46GV69 350（2）确定切削用量参考上一步数据砂轮速度：n=1800r/min，V=35m/s查表，得轴向进给量：fa=0.2B=8mm径向进给量：fr=0.02 （双线程）另外，根据机械加工工艺设计实用手册得，工件速度Vw=1.929r/m

24、 10、磨内圆 121h7（0.018）（1 ）加工条件1）工件材料：加工材料为灰铸铁2） 加工要求：粗糙度Ra=12.53） 机床选择：机床为M2110A4）刀具选择：刀具为 MY的圆柱磨头，砂轮 A46GV69 350 ，A46GV69 350 40127（2）确定切削用量参考以上数据砂轮速度：n=1500r/min ， V=30m/s查表，得轴向进给量：fa=0.2B=9.2mm径向进给量：fr=0.03 （双线程）另外，根据机械加工工艺设计实用手册得，工件速度Vw=1.375r/m 。三、专用夹具设计（一）设计宗旨为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度及生产成本，需要设计专用夹

25、具，现设计 右端面的加工夹具。在本次夹具设计中，设计钻孔的夹具，在工件夹紧方面要求手动夹紧。这类夹具的特点是：针对性强，刚性好，容易操作，装夹速度较快以及生产效率高和定位精度高，但是设计制造周期长，产品更新换代时往往不能继续使用适应性差，费用较高。（二）夹具设计、设计准则设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对0 40孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为IT7,表面粗糙度Ra25,钻、粗铰、 精铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。、工件的定

26、位机械加工中，为了保证工件的位置精度和用调整法获得尺寸精度时，工件相对于机床与道具必须占有一正确位置，即工件的定位。工件装夹具定位的方法有：直接找正、划线找正和用夹具装夹， 显然、此处采用夹具装夹。工件定位时应限制的自由度与加工要求的关系，工件的定位都采用了六个支承点，限制了工件全部六个自由度，使工件在夹具中占有唯一确定的位置，称为完全定位。当工件在x、y、z三个方向都有尺寸精度或位置精度要求时，需采用这种完全定位方式。但是，并不是所有加工都必须设置六个支承点，来限制工件的六个自由度。若轴为没有键槽的光轴且油槽为通槽时，则只需限制；x、y、z、z四个自由度，x、y、z的自由度可不限制，只需用长

27、V形铁定位即可。，只需限制四个自由度，不需限制x、y、z自由度，用三爪自动定心卡盘装夹即可。如在乎面磨床上磨平面，当工件 只有厚度和平行度要求时，工件只需限制三个自由度，综上所述，加工时工件的定位需要限制几个自由度，完全由工件的技术要求所决定。根据加工要求，工件不需要限制的自由度而没有限制的定位，称为不完全定位。不完全定位在加工中是允许的。在考虑定位方案时，为简化夹具结构，对不 需限制的自由度，一般不设置定位支承点。、工件的定位原理1六点定位任一工件在夹具中未定位前，可以看成空间直角坐标系中的自由物体，它可以沿三个坐标轴平行方向放在任意位置，即具有沿三个坐标轴移动的自由度X，Y, Z;同样，工

28、件沿三个坐标轴转角方向的位置也是可以任意放置的，即具有绕三个坐标轴转动的自由度X，Y，Z。因此，要使工件在夹具中占有一致的正确位置，就必须限制工件的X，Y，Z； X，Y，Z六个自由度。为了限制工件的自由度， 在夹具中通常用一个支承点限制工件一个自由度，这样用合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度， 使工件的位置完全确定， 称为六点定位规则”， 简称六点 定则”。2）欠定位和过定位欠定位根据工件的加工技术要求，应该限制的自由度而没有限制的定位称为欠定位。欠定位必然会不能保证本工序的加工技术要求，是不允许的。过定位工件的同一自由度被二个以上不同定位元件重复限制的定位，称为过定位。、定位分析（1

29、）定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用 同一定位基准进行加工。故加工010孔时，采用端盖右端面和$25孔内圆柱面作为定位基准。（2 ）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合厶b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差：j= （TD+T d+A S） /2TD =0.050mmT d =0.011mmS=0.010mmj=0.0355mm（三）夹具操作说明此次设计的夹具夹紧原理为：通过025孔和侧面为定位基准，在圆柱销、平面和定位销实现完全定位，以钻模板引导刀具进行加工。采用手动螺旋快速夹紧机构夹紧工件。定位元件：定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合 来实现工件定位。总结课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了很多，也非常珍惜大学给我们的 这次设计的机会，它将是我们课程设计完成的更出色的关键一步。在本次课程设计的过程中