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CA6140发动机连接座零件加工工艺及钻床夹具设计【全套CAD图纸+word说明书】
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学 课程设计论文 连接座零件加工工艺及夹具 设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 要 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 录 摘 要 . 录 . 1 章 序 言 . 7 第 2 章 零件的分析 . 8 . 8 . 9 第 3 章 工艺规程设计 . 10 定毛胚的制造形式 . 10 面的选择 . 10 定工艺路线 . 11 艺路线方案一 . 11 艺路线方案二 . 12 艺方案的比较与分析 . 12 择加工设备和工艺装备 . 14 床选用 . 14 择刀具 . 14 择量具 . 14 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 14 圆加工表面及端面 . 16 孔的加工余量 . 16 定切削用量及基本工时 . 16 序 . 16 定粗车左端面的切削用量 . 17 定粗镗 100 的切削用量及基本工时 . 19 序 . 19 序 . 20 定半精车左端面的切削用量 . 20 定半精镗 )(7100 . 22 序 . 23 序 . 23 定钻孔 的切削用量 . 23 定钻孔 3,76 的切削用量 . 25 螺纹底孔及攻螺纹 54 M . 25 序 . 26 第四章 钻床夹具设计 . 27 具的设计 . 27 位分析 . 27 位原理 . 27 位元件的分析 . 28 紧元件的选择 . 28 位误差的分析 . 29 . 30 具设计及操作的简要说明 . 31 总 结 . 32 7 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。 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。 8 第 2 章 零件的分析 件的形状 题目给的零件是连接 座 零件，泵壳 零件 ，主要作用是 起 固定 连接作用。 零件左端6126h 外圆与泵壳连接，在 7100 H 孔内；右端 7121h 外圆与机座连接，中间 640H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 9 件的工艺分析 由零件图可知，其材料为 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 6125h 的外圆，右端 7121h 的外圆和中间 640H 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： 125h 外圆及端面，表面粗糙度.2 m 。121h 外圆及端面，表面粗糙度.2 m 。 40H 轴承装配孔，表面粗糙度.2 m 。 证尺寸 23表面粗糙度.2 m 。 证尺寸 5 69 9两侧面粗糙度.3 m 、12.5 m ，法兰面粗糙度.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 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) 这一组加工表面包括：右端面； 121外圆，粗糙度为 径为 50、内径为 40 的小凸台，粗糙度为 带有倒角； 32 的小凹槽，粗糙度为25；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， 40的孔或内圆直接在上做镗工就行了。 10 第 3 章 工艺规程设计 本连接座来自 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 每日工作班次为 2班。 该零件材料为 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 入公式得该工件的生产纲领 N=2+ )（ 1+ )=238595件 /年 定毛胚的制造形式 零件材料为 200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。 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 11 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 6125h 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，最后选取 7110H 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。 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。 艺路线方案一 工序 粗车 125 的端面及外圆，粗镗 7100 H 的孔，粗车距离为 8面，倒角为 0451 。 工序 掉头，粗车 121 的端面及外圆，粗车 50 的端面，粗车距离为 面，粗镗 25,40 。 工序 半精车 125 端面及外圆，半精车距离为 面，半精镗 7100 H 的孔。 工序 掉头，半精车 121 的端面及外圆，半精车距离为 端面，半精镗 40的孔。 工序 精镗 100 。 工序 精车 121 ，精镗 40 ，倒角 1 045 。 工序 钻孔 76 ，钻孔 73 。 工序 钻螺纹孔及攻螺纹 54 M 。 工序 钳去毛刺。 工序 终检。 12 工序 入库。 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 )(6125 寸保持 车 )(6125 0025.0，车 )(7100 ，深 工序 掉头，卡 )(6125 h，车 )(7121 糙度值为 m尺寸保持 车 )(7121 0018.0糙度值为 m尺寸保持 车 )(7121 ； 32 成；车 640H 至 。 工序 按线车 )(6125 糙度值为 m尺寸保持 69 成；车距离为面成；车 )(7100 H 至 ，深 工序 掉头，卡 )(6125 h。车 )(7121 糙度值为 6.3 m尺寸保持 ；车 )(7121 ；车 540h 孔至 。 工序 磨 )(6125 )(640 工序 钻孔 25 钻孔 3,76 ，钻螺纹孔以及攻螺纹 54 M 。 工序 终检。 工序 入库。 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 )(6125 寸保持 车 )(6125 0025.0，车 )(7100 ，深 工序 掉头，卡 )(6125 h，车 )(7121 糙度值为 m尺寸 13 保持 车 )(7121 0018.0糙度值为 m尺寸保持 车 )(7121 ；钻 25 ， 32 成；车 640H 至 。 工序 按线车 )(6125 糙度值为 m尺寸保持 69 成；车距离为面成；车 )(7100 H 至 ，深 工序 掉头，卡 )(6125 h。车 )(7121 糙度值为 6.3 m尺寸保持 ；车 )(7121 ；车 540h 孔至 。 工序 磨 )(6125 )(640 工序 钻孔 3,76 ，钻螺纹孔以及攻螺纹 54 M 。 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 )(6125 寸保持 粗车 )(6125 0025.0，粗镗 )(7100 H 至 ，深 工序 掉头，卡 )(6125 h，粗车 )(7121 糙度值为 m尺寸保持 粗车 )(7121 0018.0糙度值为 m尺寸保持 粗车)(7121 0 h 至 ；锪 32 成；粗车 640H 至 。 工序 半精车 )(6125 糙度值为 m尺寸保持 70半精车距离为 面成；半精镗 )(7100 ，深 工序 掉头，卡 )(6125 h，半精车 )(7121 糙度值为 m尺寸保持 ；半精车 )(7121 ；半精车 640h 孔至 。 工序 精镗 )(7100 工序 钻孔 25 钻孔 3,76 ，钻螺纹底孔及攻螺纹 54 M 。 工序 磨 )(6125 )(640 )(7121 工序 终检入库。 14 择加工设备和工艺装备 床选用 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 考根据机械制造设计工工艺简明手册表 。 钻孔，选用 摇臂钻床。 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 。 择刀具 一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用 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 ( 考机械加工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表 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择双斜边二号砂轮。 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。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “连接座” 零件材料为 机械加工工艺手册（以后简称工艺 手册），表 种铸铁的性能比较，灰铸铁的硬度 43 269，表 铸铁的物理性能， 3，计算零件毛坯的重量约为 2 表 3械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量 件 15 重型 （零件重 2000 中型 （零件重1002000 轻型 （零件重 120250 、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。 圆 加工表面及端面 由零件图已知数据可知，对外圆 )(6125 (7121 过粗车 半精车 磨削。由机械加工工艺手册表 26 可知，单边余量 两端面的精度要求也较高，也由机械加工工艺手册表 26 可知，单边余量 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 的麻花钻头钻孔即可。 孔 640H 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表 26可知，余量为 5能满足加工要求。 详细尺寸标注见零件毛坯图 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。 序 本工序为粗车 )(6125 )(6125 0025.0，粗镗 粗镗 )(7100 ，已知加工材料为灰铸铁，铸件，有外皮，机床 1 普通车床，工件用内钳式卡盘固定。 17 定粗车左端面的切削用量 所选刀具为 据切削用量简明手册表 于 1机床的中心高为 200表 故选刀杆尺寸 = 516 ，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0V= 012 ，后角0= 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径 可在一次走刀内完成，故 = （ 3 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 杆尺寸为 ，pa 工件直径 10 400之间时， 进给量 f =1.0 按 1机床进给量（表 9）在机械制造工艺设计手册可知： f =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 1 30， 1机床进给机构允许进给力530N 。 根据表 强度在 174 207，pa f 045 时，径向进给力： 950N 。 切削时.0，1.0， 2），故实际进给力为： 50 = （ 3 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 f = 用。 根据切削用量简明使用手册表 刀后刀面最大磨损量取为 车刀寿命 T = 也可直接有表中查出。 根据切削用量简明使用手册表 6质合金刀加工硬度 200 219pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0，故： 18 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127481000 =120 （ 3 根据 1车床说明书选择 0n=125 这时实际切削速度 0001000 125127 m（ 3 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 160 245 ，pa f 切削速度 时， 切削功率的修正系数实际切削时间的功率为： = （ 3 根据表 n = r 时，机床主轴允许功率为 所选切削用量可在 1机床上进行，最后决定的切削用量为： f = n = r = V = m 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 式中 L =l +y + ， l = 由切削用量 简明使用手册表 削时的入切量及超切量 y + = 则L =127 +1 = （ 3 19 定粗镗 100 的切削用量及基本工时 粗镗 100 ，本工序采用计算法。 所选用刀具为硬质合金（钨钴类） 6直径为 圆形镗刀。 5= f 根据切削用量简明使用手册表 知，当粗镗铸件时，镗刀直径 pa 镗刀伸出长度为 ： f =按 1机床的进给量（表 9），选择， f = V =（ 3 式中 m =0.2，T = x =V（ 3 =37 000=71000 = （ 3 按 1机床的转速，选择 n =160 2.6 选镗刀的主偏角 045 ，则 1L = 9 ， 2 ， 03 L， ， 1i ，则： =117s 序 车 )(7121 糙度值为 m尺寸保持 车 )(7121 0018.0糙度值为 m尺寸保持 车 )(7121 ；车 640H 至 。 20 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： f= n=3.8 v=50.4 6s 序 半精车 )(6125 糙度值为 m尺寸保持 69；车距离为 精镗 )(7100 ，深 定半精车左端面的切削用量 所选刀具为 据切削用量简明手册表 于 1机床的中心高为 200表 故选刀杆尺寸 = 516 ，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0V= 012 ，后角0= 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径 可在一次走刀内完成，故 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 杆尺寸为 ，pa 工件直径 10 400之间时， 进给量 f =1.0 按 1机床进给量（表 9）在机械制造工艺设计手册可知： f =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 1 30， 1机床进给机构允许进给力530N 。 根据表 强度在 174 207，pa f 045 时，径向进给力： 950N 。 切削时.0，1.0， 2），故实际进给力为： 50 = 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 f = 用。 21 根据切削用量简明使用手册表 刀后刀面最大磨损量取为 车刀寿命 T = 可直接有表中查出。 根据切削用量简明使用手册表 15质合金刀加工硬度 200 219pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0，故： 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127100048=120 （ 3 根据 1车床说明书选择 0n=125 这时实际切削速度 0001000 125127 m（ 3 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 160 245 ，pa f 切削速度 时， 切削功率的修正系数实际切削时间的功率为： = 根据表 n = r 时，机床主轴允许功率为 所选切削用量可在 1机床上进行，最后决定的切削用量为： f = n = r = V = m 3 式中 L =l +y + ， l = 由切削用量简明使用手 册表 削时的入切量及超切量 y + = 则 22 L =126+1 = 定半精镗 )(7100 所选用的刀具为 质合金圆形镗刀，主偏角为 50 ，直径为 16圆形镗刀，其耐用度为 60T ap ， 当半精镗铸料，镗刀直径为 镗刀伸出长度 给量为： 。 按表 的计算公式确定 V = （ 3 式中 m = V=124.6 选择 n= n =1200 20 实际切削速度为： v = 确定半精镗孔 的基本时间 50s 10 00 r 23 序 半精车 )(7121 糙度值为 6.3 m尺寸保持 ；半精车)(7121 0 h 外圆至 ；车 540h 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。 序 钻孔 25 钻孔 3,76 ，钻螺 纹孔以及攻螺纹 54 M 。 定钻孔 的切削用量 钻孔 ，本工序采用计算法。 表 3速钢麻花钻的类型和用途 标准号 类型 直径范围（ 用途 柄麻花钻 各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 柄长麻花钻 各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 柄麻花钻 各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 柄长麻花钻 各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔 选用 25摇臂钻床，查机械加工工艺手册 孟少农 主编，查机表 用度为 4500，表 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 =1180 ，后角 00 ,横刃斜角 =500 ， L=197mm,116 表 3准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自 径范 围 直柄麻花钻 l 51 101 表 3用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据 （ ） 24 d ( 2 f 0 118 12 40 60 表 3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 具材料 加工材料 钻头 直径 20 高速钢 铸铁 2）单刃加工刀具耐用度 T 具类型 加工材料 刀具材料 刀具直径 11 20 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 = 60 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，第二卷表 速钢钻头钻孔的进给量为 f=根据表 中可知，进给量取 f= 查机械加工工艺手 册 孟少农 主编，表 190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 V=12 = （ 3 则 n = =131 （ 3 查表 可知， 取 n = 150 则实际切削速度 = =11.8 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 孔时加工机动时间计算公式： Ti= （ 3 25 1000 1000 25 其中 2 2 3则： t= =定钻孔 3,76 的切削用量 钻孔 3,76 选用机床为 25 摇臂机床，刀具选用 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 得钻 1 机械制造技术课程设计 题 目： 连接座机械加工工艺规程设计 内 容 ： 1 套 1 套 1 份 1 份 专 业 ： 机械设计制造及其自动化 年 级： 2009 级 学生姓名： 指导教师： 二一一年五月 2 课 程设计的目的 机械加工工艺课程设计是机械类学生在学完了机械制造技术，进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节。本课程设计主要培养学生综合运用所学 的知识来分析处理生产工艺问题的能力，使学生进一步巩固有关理论知识，掌握机械加工工艺规程设计的方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。 另外，这次课程设计也为以后的毕业设计进行了一次综合训练和准备。通过本次课程设计，应使学生在下述各方面得到锻炼： （ 1）熟练的运用机械制造基础、汽车制造工艺学和其他有关先修课程中的基本理论，以及在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决某一个零件在加工中基准的选择、工艺路线的拟订以及工件的定位、夹紧，工艺尺寸确定等问题，从而保证零件制造的质量、生产 率和经济性。 （ 2）通过夹具设计的训练，进一步提高结构设计 (包括设计计算、工程制图等方面 )的能力。 （ 3）能比较熟练的查阅和使用各种技术资料，如有关国家标准、手册、图册、规范等。 （ 4）在设计过程中培养学生严谨的工作作风和独立工作的能力。 第 1章、 零件的分析 零件的作用 题目给的零件是离心式微电机水泵上的连接零件，它位于水泵泵壳内，主要作用是固定水泵叶轮 3 零件 的形状 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 。 4 第 2 章、 零件 的工艺分 析 由零件图可知，其材料为 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。 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： 端的加工表面 这一组加工表面包括： 左端面， 圆， 100 圆，倒角，钻 通 孔 7，钻孔并攻丝。这一部份只有端面有 度要求， 100 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。 5 端面的加工表面 这一组加工表面包括：右端面； 外圆，粗糙度为 径为 50、内径为 40 小凸台，粗糙度为 带有倒角； 32 的小凹槽，粗糙度为 25；钻 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， 40 的孔或内圆直接在车床上做镗工就行了。 其具体过程如下表： 加工表面 表面粗糙度 公差 /精度等级 加工方法 左端面 车 车 圆 车 车 100 圆 粗镗 倒角 无 粗车 左 7通 孔 无 钻 通 孔 无 钻孔并攻丝 右端面 无 粗车 车 圆 车 车 小凸台内侧 40 无 粗镗 小凸台端面 粗镗 无 粗镗 右 7通孔 无 钻 通 孔 32的小凹槽 粗镗 第 3 章、毛坯设计 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 6 中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种： 1、型材 2、锻造 3、铸造 4、焊接 5、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 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=5000台 /年， n=1件 /台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取 10%和 1%代入公式得该工件的生产纲领 N=5000 5555 件 /年 定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 （ 1）求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓的尺寸，最大直径 142 69 （ 2）选择铸件公差等级 查手册铸造方法按机器造型，铸件材料按灰 铸铁，得铸件公差等级为 8 12级取为 11级。 （ 3）求铸件尺寸公差 公差带相对于基本尺寸对称分布。 （ 4）求机械加工余量等级 查手册铸造方法按机器造型、铸件材料为 级。 定机械加工余量 根据铸件质量、零件表面粗糙度、形状复杂程度，取铸件加工表面的单边余量为 7 7 定毛坯尺寸 上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度 表面，余量要适当加大。 分析本零件，加工表面 因此这些表面的毛坯尺寸只需将 零件的尺寸加上所查的余量即可。（由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据的小值） 生产类型为大批量，可采用两箱砂型铸造毛坯。由于所有孔无需铸造出来，故不需要安放型心。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工进行时效处理。 定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根据铸件质量、材质系数、形状复杂系数查手册得，本零件毛坯尺寸允许偏差见下表：毛坯尺寸允许公差 /件尺寸 偏差 参考资料 142 械制造工艺设计手册 83 计毛坯图 （ 1）确定拔模斜度 根据机械制造工艺 设计手册查出拔模斜度为 5度。 （ 2）确定分型面 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。 （ 3）毛坯的热处理方式 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。 下图为该零件的毛坯图 : 8 9 第 4 章、选择加工方法，拟定工艺路线 面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无 法进行。 基面的选择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。 定机械加工工艺路线 工艺路线一工序一： 1. 粗车右端面 2. 车外圆 121 3. 车右台阶面 4. 车外圆 130 5. 车端面 6. 粗镗 40 工序二： 1. 粗车大端面 2. 粗镗 100. 车台阶面 4. 车外圆 125 工序三： 1. 半精镗 40 2. 半精车外圆 121 3. 半精车右台阶面 4. 半精车外圆 130 5. 半精车端面 6. 半精车右端面 10 工序四： 1. 半精车大端面 2. 半精车 100. 半精车右台阶面 4. 半精车外圆 125 工序五： 1. 精车右端面 2. 精车外圆 121 3. 精镗 40 4. 精车外圆 130 5. 精车端面 6. 精车右台阶面 工序六： 1. 精车大端面 2. 精车 100. 精车右台阶面 4. 精车外圆 125 工序七： 精铣 工序八 : 粗铣 100面 工序九： 精铣 100面 工序十： 1. 钻孔到 10 2. 扩钻到 16 3. 扩孔到 序十一： 精镗孔至 序十二 在 6个工位上钻孔 7 工序十三： 1. 在 4个工位上钻孔 . 攻螺纹 4 艺路线二： 工序一： 1. 粗车右端面至 78 2. 粗车外圆 125 5 3. 钻通孔 16 4. 粗镗内孔 34 29 5. 粗车小凸台端面至 20 工序二： 1. 粗车右端面至 71 2. 粗车外圆 128 9 3. 粗车内孔 98 序三： 1. 半精车端面保 70 2. 半精车外圆 5 3. 法精镗内孔 27 11 4. 半精镗内孔 32 28 5. 半精镗内孔保 . 半精车小凸台端面保 16 工序四： 1. 半精车右端面到 69 2. 半精车外圆 3. 半精镗内孔 工序五： 1. 钻通孔 3 7 2. 钻通孔 3 7 3. 钻孔 4 2 4. 攻螺纹 40 工序六： 1. 磨内孔保 40 5 2. 磨外圆保 12 5 工序七： 1. 磨内孔保 100 7 2. 磨外圆保 125 9 工艺路线比较： 上述两个工艺路线， 第一条工艺路线做得比较精细，每一道工序都安排的很到位，但是做起来很复杂；第二条工艺路线比较简洁明了，基本上可以达到精度要求，但最后的磨工感觉有点多余。相比之下我们选择第二条工艺路线，然后对其进行修改：去掉磨式。因为零件精度要求不高，半精车就可以达到目的。 拟定工艺过程： 工序号 工序内容 简要说明 01 沙型铸造 02 进行人工时效处理 消除内应力 03 涂漆 防止生锈 04 粗车右端面至 78 粗车外圆 125 5 钻通孔 16 粗镗内孔 34 29 粗车小凸台端面至 20 05 粗车右端面至 71 粗车外圆 128 9 12 粗车内孔 98 6 半精车端面保 70 半精车外圆 5 法精镗内孔 27 半精镗内孔 32 28 半精镗内孔保 精车小凸台端面保 16 07 半精车右端面到 69 半精车外圆 半精镗内孔 08 钻通孔 3 7 钻通孔 3 7 钻孔 4 2 攻螺纹 40 09 去毛刺 钳工 10 检验，入库 第 5 章、加工设备及刀具、夹具、量具的选择 由于生产类型为大批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。 择机床，根据不同的工序选择机床 由于本零件加工精度不高，普通机床就可以达到加工要求。因此我们选用最常用的机床：车床用 床用 面是这两台机床的具 体资料： 系列车床适用于车削内外圆柱面，内锥面及其它旋转面。车削各种公制、英制、模数和径节螺纹，并能进行钻孔和拉油槽等工作。 13 构特点： 1列产品，以“ A”型为基型，派生出几种变形产品。 B 型：主轴孔径80轴孔径 104压仿形。 密型。 2有较高的刚度，导轨面经中频淬火，经久耐磨。 3板设有快移机构。采用单手柄形象化操作，宜人性好。 4于一般车床，功率利用率高，适于强力高速切削。主轴孔径大，可选用附件齐全。 5125A 产品说明： 型号 大钻孔直径 25轴最大进给抗力 9000N 主轴最大扭距 160N m 主电机功率 钻孔锥度 3 主轴转速 9(级 )50轴每转进给量 9(级 ) 主轴行程 200轴箱行程 (手动 ) 200作台行程 310作台尺寸 400 550型尺寸 /包装尺寸 980 807 2302400 1030 1360床净重 /毛重 950/1300择刀具 选用硬质合金铣刀，硬质合金钻头，硬质合金扩孔钻、硬质合金铰刀、硬质合金锪钻 ,加工铸铁零件采用 硬质合金，粗加工用 精加工为 体见工序卡。 14 第 6 章 、切削用量的选择 切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。它们是影响工件加工质量和生产效率的重要因素。 车削时，工件加工表面最大直径处的线速度称为切削速度，以 v(m/示。其计算公式： v= 000(m/ 式中： d 工件待加工表面
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