3.2零件右端面的加工表面分析：
这一组加工表面包括：右端面；Φ121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。
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，Φ125外圆，Φ100内圆，倒角，钻通孔Φ7，钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，Φ100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；Φ121h7的外圆，粗糙度为3.2、6.3；外径为Φ50、内径为Φ40的小凸台，粗糙度为3.2，并带有倒角；Φ32的小凹槽，粗糙度为25；钻Φ17.5的中心孔，钻Φ7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，Φ17.5、Φ40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α和 废品率β分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领
N=2XQn(1+α)（1+β)=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Ⅰ 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Ⅱ 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Ⅲ 半精车端面及外圆，半精车距离为的面，半精镗的孔。
工序Ⅳ 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Ⅴ 精镗。
工序Ⅵ 精车，精镗，倒角1。
工序Ⅶ 钻孔，钻孔。
工序Ⅷ 钻螺纹孔及攻螺纹。
工序Ⅸ 钳去毛刺。
工序Ⅹ 终检。
工序Ⅺ 入库。
3.3.2 工艺路线方案二
工序Ⅰ 机器砂模造型。
工序Ⅱ 时效处理。
工序Ⅲ 划粗加工线。
工序Ⅳ 按划线车端面，尺寸保持，车至，车至，深。
工序Ⅴ 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Ⅵ 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Ⅶ 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Ⅷ 磨成；磨成。
工序Ⅸ 钻孔，钻孔，钻螺纹孔以及攻螺纹。
工序Ⅹ 终检。
工序Ⅺ 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Ⅰ 机器砂模造型。
工序Ⅱ 时效处理。
工序Ⅲ 划粗加工线。
工序Ⅳ 按划线车端面，尺寸保持，车至，车至，深。
工序Ⅴ 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Ⅵ 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Ⅶ 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Ⅷ 磨成；磨成。
工序Ⅸ 钻孔，钻螺纹孔以及攻螺纹。
工序Ⅹ 终检。
工序Ⅺ 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Ⅰ 机器砂模造型。
工序Ⅱ 时效处理。
工序Ⅲ 划粗加工线。
工序Ⅳ 按划线粗车端面，尺寸保持，粗车至，粗镗至，深。
工序Ⅴ 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Ⅵ 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Ⅶ 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Ⅷ 精镗成。
工序Ⅸ 钻孔，钻孔，钻螺纹底孔及攻螺纹。
工序Ⅹ 磨成；磨成；磨成。
工序Ⅺ 终检入库。
3.4 选择加工设备和工艺装备
3.4.1 机床选用
①.工序Ⅳ和工序Ⅵ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Ｃ６２０-１型卧式车床。参考根据《机械制造设计工工艺简明手册》表４.２-７。
②.工序Ⅸ是钻孔，选用Ｚ３０８０×２５摇臂钻床。
③.工序Ⅹ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
①.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)。
②.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。
③.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143～269，表2.2-23 灰铸铁的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（），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100~2000kg） 轻型
（零件重<100kg）
单件生产 5以下 10以下 100以下
小批生产 5~100 10~200 100~500
中批生产 100~300 200~500 500~5000
大批生产 300~1000 500~5000 5000~50000
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30～50，毛坯重量2<100为轻型，确定为大批生产。
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，查《工艺手册》表3.1-19 特种铸造的类别、特点和应用范围，再根据表3.1-20 各种铸造方法的经济合理性，采用机器砂模造型铸件。
表3-2 成批和大量生产铸件的尺寸公差等级
铸造方法 公差等级CT
灰铸铁
砂型手工造型 11~13
砂型机器造型及壳型 8~10
金属型 7~9
低压铸造 7~9
熔模铸造 5~7
根据上表选择金属型公差等级为7级。
3-3 铸件尺寸公差数值
铸件基本尺寸 公差等级CT
大于 至 8
63
100
160 100
160
250 1.6
1.8
2.0
根据上表查得铸件基本尺寸大于100至160，公差等级为8级的公差数值为1.8。
表3-4 铸铁件机械加工余量（JB2854-80）如下
铸件基本尺寸 加工余量等级 6 浇注时位置
>120~250 6.0
4.0 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3.1—26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3.1—26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3.1—26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Ⅳ
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C620—1普通车床，工件用内钳式卡盘固定。
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C620—1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=。
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