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离心式微电机水泵连接座加工工艺及钻6-φ7孔夹具设计-版本3[含CAD图纸,工艺工序卡,说明书等资料全套]

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含CAD图纸,工艺工序卡,说明书等资料全套 离心式微电机水泵 连接座夹具设计工序卡 连接座夹具设计 离心式微电机水泵连接座 加工工艺及夹具设计 加工工序卡及夹具
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离心式微电机水泵连接座零件加工工艺及夹具设计

摘  要

   离心式微电机水泵连接座零件加工工艺及钻床夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。

   

关键词:工艺,工序,切削用量,夹紧,定位,误差


   Micro centrifugal motor pump connecting seat parts processing technology and fixture design

Abstract

   Micro centrifugal motor pump connecting seat parts processing technology and design of drilling jig design is the process design, including machining process design and fixture three. In the process of design should first understand the analysis of parts, parts of the process to design a blank structure, and choose the good components the processing datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each labor step process size calculation, is the key to decide the craft equipment and the cutting process of the various design parameters; then the special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as connecting parts positioning device, clamping element, guiding element, clamp and machine tools and other components; positioning error is calculated when the fixture, analysis the rationality and shortcoming of fixture structure, improve and design in later.


Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning, error

                 目  录

摘  要 II

Abstract III

第1章 序   言 1

第2章 零件的分析 2

2.1零件的形状 2

2.2零件的工艺分析 3

第3章 工艺规程设计 4

3.1 确定毛胚的制造形式 4

3.2 基面的选择 4

3.3 制定工艺路线 5

3.3.1 工艺路线方案一 5

3.3.2 工艺路线方案二 6

3.3.3 工艺方案的比较与分析 6

3.4 选择加工设备和工艺装备 8

3.4.1 机床选用 8

3.4.2 选择刀具 8

3.4.3 选择量具 8

3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 8

3.5.1 外圆加工表面及端面 10

3.5.2 两孔的加工余量 10

3.6确定切削用量及基本工时 10

3.6.1 工序Ⅳ 11

3.6.2 工序Ⅴ 14

3.6.3 工序Ⅵ 14

3.6.4 工序Ⅶ 17

3.6.5 工序Ⅸ 17

3.6.6 工序Ⅹ 20

第4章  钻床夹具设计 22

4.1 夹具的设计 22

4.1.1 定位分析 22

4.1.2 定位原理 22

4.1.3 定位元件的分析 23

4.1.4 夹紧元件的选择 23

4.1.5定位误差的分析 24

4.1.6切削力及夹紧力的计算 25

4.2 夹具设计及操作的简要说明 26

总    结 27

致   谢 28

参 考 文 献 29



 第1章 序   言

   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。

   离心式微电机水泵连接座零件加工工艺及钻床夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、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,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。


内容简介:
文件编号机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共11页产品名称连接座零(部)件名称第1页车间工序号工件名称材料牌号铸造车间0连接座HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件156X156X8311设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称冷却液工序时间准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度 (m/min)进给量(mm/r)进给深度(mm)走刀次数工时定额描图机动辅助1铸造毛坯保证各尺寸游标卡尺描校2清砂底图号装订号编制审核会签标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期文件编号机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共11页产品名称连接座零(部)件名称第2页车间工序号工件名称材料牌号热处理车间5连接座HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件156X156X8311设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称冷却液工序时间准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度 (m/mim)进给量(mm/r)进给深度(mm)走刀次数工时定额描图机动辅助1时效处理,硬度要求达到HBS1187-220游标卡尺描校底图号装订号5.28编制审核会签标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期文件编号机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共11页产品名称连接座零(部)件名称第3页车间工序号工件名称材料牌号机加工车间10连接座HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件156X156X8311设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称冷却液三爪自定心卡盘工序时间机动单件63工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度 (m/min)进给量(mm/r)进给深度(mm)走刀次数工时定额描图基本辅助1粗车右端面至7890度偏刀、16钻头、盲孔车刀、游标卡尺6601100.450.9111描校2粗车外圆115深56601430.450.91103钻通孔161000450.483.5111底图号4粗镗内孔34深29510550.30.91195粗车小凸台断面至206601100.450.9111装订号编制审核会签标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期文件编号机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共11页产品名称连接座零(部)件名称第4页车间工序号工件名称材料牌号机加工车间15连接座HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件156X156X8311设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称冷却润滑液三爪自定心卡盘工序时间准终单件63工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度 (m/mim)进给量(mm/r)进给深度(mm)走刀次数工时定额描图机动辅助1粗车右端面至7190度偏刀,盲孔偏刀,游标卡尺6601100.450.9115描校2粗车外圆118深96601430.450.9193粗车内孔98深6.8510550.37.3139底图号装订号编制审核会签标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期文件编号机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共11页产品名称连接座零(部)件名称第5页车间工序号工件名称材料牌号机加工车间20连接座HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件156X156X8311设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称冷却润滑液三爪自定心卡盘工序时间准终单件113工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度 (m/min)进给量(mm/r)进给深度(mm)走刀次数工时定额描图机动辅助1半精车端面保证长70YT5 90度偏刀,YT5镗刀,游标卡尺,内径百分尺6601100.450.9121描校2半精车外圆111.456601430.450.91193半精镗内孔39.627510550.30.9136底图号4半精镗内孔3228510510.30.91305半精镗内孔17.5510260.30.9110装订号6半精车小凸台端面深166601100.450.917编制审核会签标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期文件编号机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共11页产品名称连接座零(部)件名称第6页车间工序号工件名称材料牌号机加工25连接座HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件156X156X8311设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA61401夹具编号夹具名称冷却润滑液三爪自定心卡盘工序时间准终单件51工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度 (m/min)进给量(mm/r)进给深度(mm)走刀次数工时定额描图机动辅助1半精车右端面至6990度偏刀,盲孔偏刀,游标卡尺6601100.450.916描校2半精车外圆115.4长96601430.450.9193半精镗内孔99.6长7510550.30.9136底图号装订号编制审核会签标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期文件编号机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共11页产品名称连接座零(部)件名称第7页车间工序号工件名称材料牌号机加工车间30连接座HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件156X156X8311设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5115A1夹具编号夹具名称冷却润滑液专用夹具工序时间准终单件72工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度 (m/min)进给量(mm/r)进给深度(mm)走刀次数工时定额描图机动辅助1钻通孔377钻头 游标卡尺1000450.483.5172描校底图号装订号编制审核会签标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期文件编号机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共11页产品名称连接座零(部)件名称第8页车间工序号工件名称材料牌号机加工车间35连接座HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件156X156X8311设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5115A1夹具编号夹具名称冷却润滑液专用夹具工序时间准终单件218工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度 (m/min)进给量(mm/r)进给深度(mm)走刀次数工时定额描图机动辅助1钻通孔6深77钻头,4.1钻头,M5丝锥,游标卡尺,螺纹塞规100017.10.222.5172描校2钻孔4深4.134深1196020.20.13.3511163攻螺纹4-M5深101954.91.25130底图号装订号5.28编制审核会签标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期文件编号机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共11页产品名称连接座零(部)件名称第9页车间工序号工件名称材料牌号机加工车间40连接座HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件156X156X8311设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称工序时间准终单件10工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度 (m/mim)进给量(mm/r)进给深度(mm)走刀次数工时定额描图机动辅助1去毛刺10描校底图号装订号5.28编制审核会签标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期文件编号机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共11页产品名称连接座零(部)件名称第10页车间工序号工件名称材料牌号机加工车间45连接座HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件156X156X8311设备名称设备型号设备编号同时加工件数万能外圆磨床1夹具编号夹具名称冷却润滑液专用夹具工序时间准终单件29工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度 (m/min)进给量(mm/r)进给深度(mm)走刀次数工时定额描图机动辅助1磨内孔40深5砂轮,内径千分尺,外径千分尺,16描校2磨外圆111深513底图号装订号编制审核会签标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期文件编号机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共11页产品名称连接座零(部)件名称第11页车间工序号工件名称材料牌号机加工车间50连接座HT200毛坯种类毛坯外形寸每坯件数每台件数铸件156X156X8311设备名称设备型号设备编号同时加工件数万能外圆磨床1夹具编号夹具名称冷却润滑液专用夹具工序时间准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度 (m/mim)进给量(mm/r)进给深度(mm)走刀次数工时定额描图机动辅助1磨内孔100深7保证尺寸精度砂轮,内径千分尺,外径千分尺描校2磨外圆115深9保证尺寸精度底图号编制审核会签标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期XX大学机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 2页产品名称零(部)件名称离心式微电机水泵连接座第 1页材料牌号HT200毛坯种类铸造件毛坯外形尺寸156X156X83每坯件数1每台件数1工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工序时间准终单件0备料铸造毛坯铸造车间5热处理时效处理铸造车间10粗车粗车右端面至78,粗车外圆125深5钻通孔16,粗镗内孔34深29,粗车小凸台端面至20机加工车间CA6140三爪卡盘15粗车粗车右端面至71粗车外圆128深9粗车内孔98深6.8机加工车间CA6140三爪卡盘,90度偏刀,盲孔偏刀,游标卡尺底图号20半精车半精车端面保证尺寸70半精车外圆121.4深5法精镗内孔39.6深27半精镗内孔32深28半精镗内孔保证尺寸17.5半精车小凸台端面保证尺寸16机加工车间CA6140三爪卡盘,YT590度偏刀,YT5镗刀,游标卡尺,内径百分尺25半精车半精车右端面到69半精车外圆125.4长9半精镗内孔199.6长7机加工车间CA6140三爪卡盘,90度偏刀,盲孔偏刀,游标卡尺设计(日期)审核(日期)会签(日期)a标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 田宇XX大学机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 2页产品名称零(部)件名称离心式微电机水泵连接座第 2页材料牌号HT200毛坯种类铸造件毛坯外形尺寸156X156X83每坯件数1每台件数1工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工序时间准终单件30钻钻通孔机加工车间Z5125A钻模,7钻头, 游标卡尺35钻钻孔、攻螺纹机加工车间Z5125A钻模,7钻头,4.1钻头,M5丝锥,游标卡尺,螺纹塞规40钳去毛刺机加工车间45磨磨内孔保证尺寸40深5 磨外圆保证尺寸121深5机加工车间万能外圆磨床专用夹具,砂轮,内径千分尺,外径千分尺,底图号50磨磨内孔保证尺寸100深7磨外圆保证尺寸125深9机加工车间万能外圆磨床专用夹具,砂轮,内径千分尺,外径千分尺,55检验机加工车间装订号设计(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 田宇黄河科技学院本科毕业设计(论文)任务书 工 学院 机械 系 机械设计制造及其自动化 专业 11 级 3 班学 号 1101050118 学生 郑大林 指导教师 李帅 毕业设计(论文)题目 离心式微电机水泵连接座加工工艺及夹具设计 毕业设计(论文)工作内容与基本要求(目标、任务、途径、方法,应掌握的原始资料(数据)、参考资料(文献)以及设计技术要求、注意事项等)(纸张不够可加页)一、设计技术要求、原始资料(数据)、参考资料(文献) 1、设计要求:主要是离心式微电机水泵连接座加工工艺及夹具设计,以结构设计和关键零部件设计为主线,以理论计算及计算机辅助设计为辅的综合性题目。 2、参考文献:机械设计,金属工艺学及热处理、机械设计手册、机械工程手册等资料。 二、设计目标与任务 1、查阅文献资料不少于12篇,其中外文资料不少于2篇;编写文献综述(不少于3000字)。2、翻译外文科技资料,不少于3000字。3. 完成开题报告。4、完成离心式微电机水泵连接座加工工艺及夹具设计,绘制装配图、部件图和零件图,折合A1图纸3张以上。5、编写设计说明书,不少于8000汉字。 三、时间安排13周 完成开题报告、文献翻译、文献综述等411周 完成总体设计、撰写说明书等1213周 修改论文、资格审查等14周 毕业答辩毕业设计(论文)时间: 2015 年 2 月 17 日至 2015 年 5 月 16 日计 划 答 辩 时 间: 2015 年 5 月 17 日专业(教研室)审批意见:审批人签名:单位代码 学号 分 类 号 密 级 毕业设计(论文)离心式微电机水泵连接座零件加工工艺及夹具设计 院(系)名称 专业名称 学生姓名 指导教师 年 月 日黄河科技学院毕业设计(论文) 第 17 页离心式微电机水泵连接座零件加工工艺及夹具设计摘 要离心式微电机水泵连接座零件加工工艺及钻床夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。关键词:工艺,工序,切削用量,夹紧,定位,误差Micro centrifugal motor pump connecting seat parts processing technology and fixture designAbstractMicro centrifugal motor pump connecting seat parts processing technology and design of drilling jig design is the process design, including machining process design and fixture three. In the process of design should first understand the analysis of parts, parts of the process to design a blank structure, and choose the good components the processing datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each labor step process size calculation, is the key to decide the craft equipment and the cutting process of the various design parameters; then the special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as connecting parts positioning device, clamping element, guiding element, clamp and machine tools and other components; positioning error is calculated when the fixture, analysis the rationality and shortcoming of fixture structure, improve and design in later.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning, error目 录摘 要IIAbstractIII第1章 序 言1第2章 零件的分析22.1零件的形状22.2零件的工艺分析3第3章 工艺规程设计43.1 确定毛胚的制造形式43.2 基面的选择43.3 制定工艺路线53.3.1 工艺路线方案一53.3.2 工艺路线方案二63.3.3 工艺方案的比较与分析63.4 选择加工设备和工艺装备83.4.1 机床选用83.4.2 选择刀具83.4.3 选择量具83.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定83.5.1 外圆加工表面及端面103.5.2 两孔的加工余量103.6确定切削用量及基本工时103.6.1 工序113.6.2 工序143.6.3 工序143.6.4 工序173.6.5 工序173.6.6 工序20第4章 钻床夹具设计224.1 夹具的设计224.1.1 定位分析224.1.2 定位原理224.1.3 定位元件的分析234.1.4 夹紧元件的选择234.1.5定位误差的分析244.1.6切削力及夹紧力的计算254.2 夹具设计及操作的简要说明26总 结27致 谢28参 考 文 献29 第1章 序 言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。离心式微电机水泵连接座零件加工工艺及钻床夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、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,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。第2章 零件的分析2.1零件的形状题目给的零件是离心式微电机水泵连接座零件,泵壳零件,主要作用是起固定连接作用。零件左端外圆与泵壳连接,在孔内;右端外圆与机座连接,中间与轴承连接,使电机传动达到平稳。零件的实际形状如上图所示,从零件图上看,该零件是典型的零件,结构比较简单。具体尺寸,公差如下图所示。零件主视图零件左视图2.2零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和要求耐磨零件。零件的装配基准为的外圆,右端的外圆和中间的孔,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。离心式微电机水泵连接座零件主要加工表面为:1.车外圆及端面,表面粗糙度值为3.2。2.车外圆及端面,表面粗糙度值3.2。3.车轴承装配孔,表面粗糙度值3.2。4.半精车侧面,保证尺寸23及表面粗糙度值3.2。5.磨削零件左右两外圆面,保证尺寸5,69和9,两侧面粗糙度值6.3、12.5,法兰面粗糙度值6.3。离心式微电机水泵连接座共有两组加工表面,他们之间有一定的位置要求。现分述如下:(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: 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。第3章 工艺规程设计本离心式微电机水泵连接座来自CA6140车床,车床年产量为10万台,每台车床需要该零件1个,备品率为19%,废品率为0.25%,每日工作班次为2班。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。依据设计要求Q=100000件/年,n=1件/台;结合生产实际,备品率和 废品率分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=2XQn(1+)(1+)=238595件/年3.1 确定毛胚的制造形式零件材料为,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。3.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。粗基准的选择,对像离心式微电机水泵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差值0.04。最后选取做为粗基准,利用内钳式三爪卡盘卡住这个面做主要定位面。对于精基准而言,主要应该考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不在重复。3.3 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。3.3.1 工艺路线方案一工序 粗车的端面及外圆,粗镗的孔,粗车距离为8的面,倒角为。工序 掉头,粗车的端面及外圆,粗车的端面,粗车距离为的面,粗镗。工序 半精车端面及外圆,半精车距离为的面,半精镗的孔。工序 掉头,半精车的端面及外圆,半精车距离为的端面,半精镗的孔。工序 精镗。工序 精车,精镗,倒角1。工序 钻孔,钻孔。工序 钻螺纹孔及攻螺纹。工序 钳去毛刺。工序 终检。工序 入库。3.3.2 工艺路线方案二工序 机器砂模造型。工序 时效处理。工序 划粗加工线。工序 按划线车端面,尺寸保持,车至,车至,深。工序 掉头,卡,车端面,粗糙度值为,尺寸保持;车端面,粗糙度值为,尺寸保持;车至;成;车至。工序 按线车端面,粗糙度值为,尺寸保持69成;车距离为的面成;车至,深。工序 掉头,卡。车端面,粗糙度值为6.3,尺寸保持成;车外圆至;车孔至。工序 磨成;磨成。工序 钻孔,钻孔,钻螺纹孔以及攻螺纹。工序 终检。工序 入库。3.3.3 工艺方案的比较与分析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 机器砂模造型。工序 时效处理。工序 划粗加工线。工序 按划线车端面,尺寸保持,车至,车至,深。工序 掉头,卡,车端面,粗糙度值为,尺寸保持;车端面,粗糙度值为,尺寸保持;车至;钻,成;车至。工序 按线车端面,粗糙度值为,尺寸保持69成;车距离为的面成;车至,深。工序 掉头,卡。车端面,粗糙度值为6.3,尺寸保持成;车外圆至;车孔至。工序 磨成;磨成。工序 钻孔,钻螺纹孔以及攻螺纹。工序 终检。工序 入库。以上加工方案大致看来大致还是合理的,但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题。在加工过程要防止圆跳动的问题,上述方案在防止圆跳动方面仍不佳,而且在磨削过程中有一定难度,夹具设计有一定困难,所以经过再一次详细的分析,最终确定加工路线如下:工序 机器砂模造型。工序 时效处理。工序 划粗加工线。工序 按划线粗车端面,尺寸保持,粗车至,粗镗至,深。工序 掉头,卡,粗车端面,粗糙度值为,尺寸保持;粗车端面,粗糙度值为,尺寸保持;粗车至;锪成;粗车至。工序 半精车端面,粗糙度值为,尺寸保持70;半精车距离为的面成;半精镗至,深。工序 掉头,卡,半精车端面,粗糙度值为,尺寸保持成;半精车外圆至;半精车孔至。工序 精镗成。工序 钻孔,钻孔,钻螺纹底孔及攻螺纹。工序 磨成;磨成;磨成。工序 终检入库。3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1 机床选用.工序和工序是粗车、粗镗和半精车、半精镗。各工序的工步数不多,成批量生产,故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大,精度要求属于中等要求,选用最常用的-型卧式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表.-。.工序是钻孔,选用摇臂钻床。.工序是磨零件左右外圆面,这两个面的要求精度都比较高,从经济角度看,采用万能磨床。3.4.2 选择刀具.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀,它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.钻孔时选用高速钢麻花钻,参考机械加工工艺手册(主编 孟少农),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。.磨具的选用:磨具通常又称为砂轮。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取决于磨具的磨料、结合剂、粒度、硬度、组织以及砂轮的形状和尺寸。参考简明机械加工工艺手册(主编 徐圣群) 表12-47,选择双斜边二号砂轮。3.4.3 选择量具本零件属于成批量生产,一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种:一是按计量器具的不确定度选择;二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“离心式微电机水泵连接座” 零件材料为HT200,查机械加工工艺手册(以后简称工艺手册),表2.2-17 各种铸铁的性能比较,灰铸铁的硬度HB为143269,表2.2-23 灰铸铁的物理性能,HT200密度=7.27.3(),计算零件毛坯的重量约为2。表3-1 机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型(零件重2000kg)中型(零件重1002000kg)轻型(零件重100kg)单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据,该零件的月工序数不低于3050,毛坯重量21202506.04.0顶、侧面底 面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。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。3.5.1 外圆加工表面及端面由零件图已知数据可知,对外圆和外圆的要求精度较高,经过粗车半精车磨削。由机械加工工艺手册表3.126可知,单边余量已能满足加工要求。两端面的精度要求也较高,也由机械加工工艺手册表3.126可知,单边余量已能满足加工要求。3.5.2 两孔的加工余量孔的精度要求相对不高,孔内粗糙度值为25,直接采用直径为的麻花钻头钻孔即可。孔的精度要求相对较高,孔壁粗糙度值为3.2,需要经过细加工过程,由机械加工工艺手册表3.126可知,余量为5已能满足加工要求。详细尺寸标注见零件毛坯图3.6确定切削用量及基本工时切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量,再确定切削速度。现根据切削用量简明手册(第三版,艾兴、肖诗纲编,1993年机械工业出版社出版)确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号,与机械制造设计工工艺简明手册的表区别。3.6.1 工序本工序为粗车端面,车至,粗镗粗镗至,已知加工材料为灰铸铁,铸件,有外皮,机床C6201普通车床,工件用内钳式卡盘固定。3.6.1.1确定粗车左端面的切削用量所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1,由于C6201机床的中心高为200(表1.30),故选刀杆尺寸=,刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃倾角=,刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为,可在一次走刀内完成,故 = (3-1).确定进给量根据切削加工简明实用手册可知:表1.4刀杆尺寸为,工件直径400之间时, 进给量=0.51.0按C6201机床进给量(表4.29)在机械制造工艺设计手册可知: =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求,故需进行校验根据表130,C6201机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21,当强度在174207时,=时,径向进给力:=950。切削时的修正系数为=1.0,=1.0,=1.17(表1.292),故实际进给力为: =950=1111.5 (3-2)由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力,故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为,车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算,也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11,当硬质合金刀加工硬度200219的铸件,切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(见表1.28),故: =63 (3-3) =120 (3-4)根据C6201车床说明书选择 =125这时实际切削速度为: = (3-5).校验机床功率切削时的功率可由表查出,也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25,=,切削速度时, =切削功率的修正系数=0.73,=0.9,故实际切削时间的功率为: =1.7=1.2 (3-6)根据表1.30,当=时,机床主轴允许功率为=,故所选切削用量可在C6201机床上进行,最后决定的切削用量为:=3.75,=,=,=.倒角 为了缩短辅助时间,取倒角时的主轴转速与钻孔相同 换车刀手动进给。. 计算基本工时 (3-7)式中=+,=由切削用量简明使用手册表1.26,车削时的入切量及超切量+=,则=+= = (3-8)3.6.1.3 确定粗镗的切削用量及基本工时粗镗,本工序采用计算法。所选用刀具为硬质合金(钨钴类),直径为的圆形镗刀。.确定切削深度 =.确定进给量根据切削用量简明使用手册表1.5可知,当粗镗铸件时,镗刀直径,镗刀伸出长度为时: =0.150.40按C6201机床的进给量(表4.29),选择, =0.25.确定切削速度 = (3-9)式中=,=0.2,=0.20,=,=0.15 (3-10) =37 = (3-11)按C6201机床的转速,选择 =160=2.6.计算基本工时选镗刀的主偏角=,则=,则: =117 3.6.2 工序车端面,粗糙度值为,尺寸保持;车端面,粗糙度值为,尺寸保持;车至;车至。本工序仍为粗车。已知条件与工序相同,车端面及倒角,可采用工序相同的可转位车刀。采用工序确定切削用量的方法,得本工序的切削用量及基本时间如下:a=2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T=563.6.3 工序半精车端面,粗糙度值为,尺寸保持69成;车距离为的面成;半精镗至,深。3.6.3.1确定半精车左端面的切削用量所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1,由于C6021机床的中心高为200(表1.30),故选刀杆尺寸=,刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃倾角=,刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为,可在一次走刀内完成,故 = .确定进给量根据切削加工简明实用手册可知:表1.4刀杆尺寸为,工件直径400之间时, 进给量=0.51.0按C6201机床进给量(表4.29)在机械制造工艺设计手册可知: =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求,故需进行校验根据表130,C6201机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21,当强度在174207时,=时,径向进给力:=950。切削时的修正系数为=1.0,=1.0,=1.17(表1.292),故实际进给力为: =950=1111.5 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力,故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为,车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算,也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11,当硬质合金刀加工硬度200219的铸件,切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(见表1.28),故: =63 (3-12) =120 (3-13)根据C6201车床说明书选择 =125这时实际切削速度为: = (3-14).校验机床功率切削时的功率可由表查出,也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25,=,切削速度时, =切削功率的修正系数=0.73,=0.9,故实际切削时间的功率为: =1.7=1.2 根据表1.30,当=时,机床主轴允许功率为=,故所选切削用量可在C6201机床上进行,最后决定的切削用量为:=1.25,=,=,=.计算基本工时 (3-15)式中=+,=由切削用量简明使用手册表1.26,车削时的入切量及超切量+=,则=126+= =3.6.3.2确定半精镗的切削用量所选用的刀具为YG6X硬质合金圆形镗刀,主偏角为K=45,直径为16mm的圆形镗刀,其耐用度为。.确定切削深度 a.根据表1.5,当半精镗铸料,镗刀直径为,a,镗刀伸出长度时,进给量为:。 .确定切削速度 按表1.27的计算公式确定 V = (3-16)式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20 V=124.6 选择C620-1机床转速:n= n =1200=20实际切削速度为: v = 2.08 .确定基本时间确定半精镗孔的基本时间50s 1717黄河科技学院毕业设计(论文) 第 29 页3.6.4 工序半精车端面,粗糙度值为6.3,尺寸保持成;半精车外圆至;车孔至。本工序仍半精车。已知条件与工序相同,车端面,可采用工序相同的可转位车刀。3.6.5 工序 钻孔,钻孔,钻螺纹孔以及攻螺纹。3.6.5.1 确定钻孔的切削用量钻孔,本工序采用计算法。表3-5高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围(mm)用途GB1436-85直柄麻花钻2.020.0在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔GB1437-85直柄长麻花钻1.031.5在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔GB1438-85锥柄麻花钻3.0100.0在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔GB1439-85锥柄长麻花钻5.050.0在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔选用X308025摇臂钻床,查机械加工工艺手册 孟少农 主编,查机表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得,耐用度为4500,表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长,麻花钻,则螺旋角=30,锋交2=118,后角a=10,横刃斜角=50,L=197mm,l=116mm。表3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度(摘自GB6137-85) mm直径范围直柄麻花钻ll111.8013.20151101表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值(根据GB6137-85) ()d (mm)2f8.618.0030118124060表3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度(1)后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径d0(mm)20高速钢铸铁0.50.8(2)单刃加工刀具耐用度T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0(mm)1120钻头(钻孔及扩孔)铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头后刀面最大磨损限度为0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.确定进给量查机械加工工艺手册 孟少农 主编,第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.250.65,根据表4.13中可知,进给量取f=0.60。.确定切削速度 查机械加工工艺手册 孟少农 主编,表10.4-17高速钢钻头在灰铸铁(190HBS)上钻孔的切削速度轴向力,扭矩及功率得,V=12,参考机械加工工艺手册 孟少农 主编,表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0,R=0.85。 V=12=10.32 (3-17)则 = =131 (3-18) 查表4.2-12可知, 取 n = 150则实际切削速度 = = =11.8.确定切削时间查机械加工工艺手册 孟少农 主编,表10.4-43,钻孔时加工机动时间计算公式: T= (3-19)其中 l= l=5 l=23则: t= =9.133.6.5.2 确定钻孔的切削用量钻孔选用机床为Z308025摇臂机床,刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻,机械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10的钻孔进给量为0.200.35。 则取确定切削速度,根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-9切削速度计算公式为 (3-20)查得参数为,刀具耐用度T=35则 =1.6所以 =72选取 所以实际切削速度为=2.64确定切削时间(一个孔) =3.6.5.3 钻螺纹底孔及攻螺纹钻螺纹底孔 取 ()所以 ()按机床选取= ()所以实际切削速度 ()切削工时(一个孔): 攻螺纹根据表4-32选取所以 (293)按机床选取所以实际切削速度所以切削时间(一个孔): 3.6.6 工序磨外圆成;磨外圆成;磨内圆成。.选择砂轮 由机械加工工艺手册4.8中磨料的选择各表选取:A46GV69 350其含义为: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,6号组织手型砂轮其尺寸为350(DBd).切削用量的选择 砂轮速度: n=1500r/min,V=30m/s轴向进给量:f=0.2B=8mm(双线程)机械加工工艺设计实用手册表15-67径向进给量: f=0.02(双线程)工件速度 v=100V=0.3(m/s) N=1.737r/m (3-21).切削工时 查机械加工工艺手册表2.5-11 k=1.1表2.5-12t=(s) (3-22)磨的机床选择为M2110A,刀具选择代号为MY的圆柱磨头,根据机械加工工艺设计实用手册表13.4-16确定砂轮直接为20,则工件速度=20,纵向进给量,工作台一次往复行程磨削深度,根据以上数据计算出所耗工时为41.5 s。30第4章 钻床夹具设计4.1 夹具的设计在本次夹具设计中,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。4.1.1 定位分析在工件的定位中有很多种不同的定位方法,如:工件以平面定位,工件一心轴定位,工件以小V型块定位等。根据零件的形状,我们可以选择以平面定位或以工件中心圆孔定位。在夹具设计过程中尽量以设计基准为定位基准,以便减小加工误差。所以在这道设计中采用以的内表面以及的端面为定位基准。4.1.2 定位原理在机械加工过程中,为了保证工件某道工序的加工要求,必须使工件在机床上相对于刀具处于正确的相对位置。当采用机床夹具安装一批工件时,是通过夹具来实现这些要求的。要实现工件在机床上相对于刀具占有一个正确的加工位置,必须做到以下三点:(1) 使一批工件在夹具中都占有一致的正确的加工位置;(2) 使夹具在机床上占有正确的位置;(3) 使刀具相对于夹具占有正确的位置。工件在夹具中定位,就是要使工件在夹具中占据正确的加工位置,这就可以通过设置定位支承点,限制工件的相对运动来实现。工件在没有采取定位措施之前,可视为一个处于空间自由状态的刚体,根据运动原理学可知,任一刚体在空间直角坐标系中都有六个自由度,即沿三个坐标轴轴向移动的自由度,分别用、来表示;绕三个坐标轴的转动的自由度,分别用、来表示。由此看来,未限制六个自由度的工件的位置是不确定的,当然也是无法加工的。因此要使工件在夹具中处于正确的位置,必须对影响工件加工面位置精度的相应自由度进行限制。工件的六个自由度都是客观存在的,是工件在夹具中所占空间位置确定的最高程度。也就是说。工件最多只有六个自由度,限制工件在某一方向的自由度,工件在夹具中该方向的位置就确定下来。工件在夹具中定位,意味着通过定位元件限制工件相应的自由度。4.1.3 定位元件的分析在离心式微电机水泵连接座的加工过程中,因为该零件较为复杂,加上零件的特殊性,因此在设计过程中设计定位板一块来限制零件的自由度,定位板限制了零件的X 、Y的移动方向和旋转方向,设计一拉杆限制了零件绕Z轴旋转的方面,一共限制了零件的五个自由度,达到不完全定位状态。不完全定位可分为下列两种情况:. 由于工件的加工前的结构特点,无法也没有必要限制某些方面的自由度;. 由于加工工序的加工精度要求,工件在定位时允许某些方面的自由度不被限制。4.1.4 夹紧元件的选择工件在夹紧过程中应避免夹紧元件跟工件进行点接触。因为在点接触的过程中,即使有很小的夹紧力也可以产生很大的应力,由于定加工过程产生的误差在夹紧上经常会出现点接触的情况。但是后面还要考虑液压缸的活塞杆与工作台的相对位置安装误差,必须进行自位平衡,则钻模板和夹具体之间采用铰链连接,使钻模板形成自位平衡。本次设计中钻模板材料为45钢,其外还有自制导轨。.选择钻套钻套装在衬套中,而衬套则是压配在夹具体上或钻模板中。钻套有固定钻套,固定钻套直接压入钻模板采用或配合,磨损后不容易更换,适用于中、小批量生产或用来加工孔距较小以及孔距精度较高的孔。可换钻套:可换钻套装在衬套中,而衬套则是压配在夹具体或钻模板中。钻套由螺钉固定,以防止转动。钻套与衬套间采用或配合,钻套磨损后,可以迅速更换。适于大批量生产。快换钻套:当要取出钻套时,只要将钻套朝逆时方向转动使螺钉头部刚好对准钻套上的削边上面,即可取出钻套。在这次设计中我选择可换钻套,因为是大批量生产。但是本道工序里要用自制钻套和衬套,必须把钻套和衬套加长来保证精度和它的高度。快换钻套如图所示:图4-1 快换钻套.夹具底座与工作台的连接 由于的加工过程中选用的机床为Z3080摇臂钻床,机械加工工艺手册 孟少农 主编第二卷,表10.1-5摇臂钻床联系尺寸可得,底座T型槽数为5个,工作台上面T型槽数为5个,工作台侧面槽数为3个,。4.1.5定位误差的分析定位误差是指由于定位不准而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工误差。对夹具设计中采用的某一定位方案,只要其可能产生的定位误差小于工件相关尺寸或位置公差的1/3,即可认为该定方案符合加工精度的要求。在用夹具装夹工件时,当工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触或相配合时,工件的位置即由定位元件确定下来。而对一批工件来说,因各工件的有关表面本身和它们之间在尺寸和位置上都存在公差,且夹具上的定位元件本身及相互间存在尺寸和位置公
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