摘要
本次课程设计的目的是通过课程设计，对所学习的知识进行一次综合性的应用，通过在课程设计中，不断发现问题，并且解决问题来提高自己的水平。
本次设计主要内容：设计连接座的机械加工工艺规程和铣削座端面的工艺装备并绘制出支架零件图、毛坯图、夹具装配图，夹具中的一个零件图，填写工艺卡片，编制课程设计说明书。
我主要铣削连接座的左端面，通过气压缸与圆盘对工件进行夹紧，用定位板以及定位销对工件进行定位，这样工件就会在稳定的状态下被加工。
Abstract
This course is designed through the curriculum design, to study the knowledge on a comprehensive application, through in the curriculum design, and constantly find out problems, and solves the problem to improve their level.
This design main contents: the design of the seat connection machining process planning and milling seat face of process equipment and draw the support part drawing, blank drawing, clamp assembly drawing, fixture of one of the part drawing, fill in process card, compile curriculum design specification.
I mainly milling connection seat left face, through the pneumatic cylinder and disc to workpiece clamping, with locating plate and positioning pin on the location, so that the workpiece will be in the stable state is processing.
目录
1.零件的工艺分析及生产类型的确定 5
1.1零件的工艺分析 5
1.2确定零件的生产类型 7
2选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 8
2.1选择毛坯 8
2.2确定毛坯尺寸 8
2.3设计毛坯图 9
3工艺规程的设计 10
3.1选择定位基准 10
3.2零件表面加工方法的选择 10
4机械加工余量、工序尺寸的确定 15
五、确立切削用量及基本工时 17
5.1工序六 17
5.2工序八 19
5.3工序十 21
5.4车φ40H7的端面及孔至φ39H8 21
5.5工序十四 23
5.6工序十五 24
六、夹具的设计 25
心得体会 26
参考文献 27
1.零件的工艺分析及生产类型的确定
1.1零件的工艺分析
题目所给的零件是离心式微电机水泵上的连接座。该零件的作用由其名称可知，是在两个机器部件中间起连接过渡作用的。通过连接座传递扭矩，以达到带动相连零件转动目的。零件图如下所示
根据零件图，可以初步拟定零件的加工表面其间有一定位置要求。为此以下是此连接座需要机械加工的表面以及加工表面之间相对位置要求的分析，分述如下：
1、在零件图中，主视图上φ40H7的孔表面粗糙度上限值均为3.2um，有尺寸公差要求，其轴线为该零件形位公差的基准A；
2、在零件图中，主视图上的φ40H7的孔右端面的表面粗糙上限值为25um，无尺寸公差要求，且都无形位公差要求；
3、在零件图中，主视图上的φ121h7的外圆面，其表面粗糙度上限值为3.2um，与基准A之间有跳动要求，其公差为0.04mm；其左端台阶面的表面粗超度上限值为6.3um，与基准A之间有跳动要求，其公差为0.05mm；
4、在零件图中，主视图上φ17.5的孔，其表面粗糙度上限值为25um，无尺寸公差要求，也无形位公差要求；其孔的右端为深度1mmφ32的沉孔，其表面粗超度上限值为25um；
5、在零件图中，主视图上，φ125h6的外圆面，表面粗糙度上限值为3.2um，有尺寸公差要求，也有相对于基准A的形位公差跳动要求，公差值为0.05mm；其左端面和右端台阶面的表面粗糙度上限值都为6.3um，都有相对于基准A跳动形位公差要求，公差值为0.05mm；
6、在零件图中，主视图上，φ100H7的内孔面，表面粗糙度上限值为3.2um，有尺寸公差要求，也有相对于基准A的形位公差跳动要求，公差值为0.05mm；其孔的右端台阶面，表面粗糙度值上限值为25um；
7、在零件图中，左视图上，有6个φ7mm的孔，其表面粗糙度上限值为25um，无尺寸公差要求，也无位置度要求；
8、在零件图中，左视图上，有3个φ7mm的孔，其表面粗糙度上限值为25um，无尺寸公差要求，也无位置度要求；
9、在零件图中，左视图上，有4个7级精度的M5螺纹孔，螺纹底孔深度为12mm，螺纹深度为10mm，其表面粗糙度上限值为25um，无尺寸公差要求，也无位置度要求；
10、有零件的使用情况和加工要求可知，该零件的不加工表面为不去出材料，其表面粗糙度质量由铸造工艺保证；
11、零件的材料为 HT200灰铸铁；
12、零件毛坯通过铸造得到，不许有气孔、疏松、夹渣、裂纹等缺陷，并要求铸造后进行时效处理。
根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们的位置精度要求。
1.2确定零件的生产类型
零件材料为HT200。考虑零件在使用过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。假定该零件的生产纲领是5000件每年。
假设：Q=5000台/年，m=1件/台；结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取4%和7%。代入公式N=Qm（1+a%）（1+b%）得：
N=5000台/年1件/台（1+10%）（1+1%）=5237件/年
该连接座的重量约为3kg，由附表（1）知，连接座属轻型零件；由附表（2）知，该拨叉的生产类型为大批生产。
附表（1）不同机械产品的零件质量型别表
机械产品类型 加工零件的质量/kg
重型零件 中型零件 轻型零件
电子工业机械 >30 4～30 <4
机床 >50 15～50 <15
重型机械 >2000 100～2000 <100
附表（2）机械加工零件生产类型的划分
零件特征
年生产纲
领/件
生产类型
产品类型
重型零件 中型零件 轻型零件
单件生产 5以下 20以下 100以下
成
批
生
产 小批 5～10 20～200 100～500
中批 100～300 200～500 500～5000
大批 300～1000 500～5000 5000～50000
大量生产 1000以上 5000以上 50000以上
2选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
2.1选择毛坯
该零件材料为HT200，参照零件图上所给的该零件不加工表面的粗糙度要求，对于不进行机械加工的表面的粗糙度由铸造工艺保证，又由于该零件年产量为5000件，属大批生产，且该零件的外形尺寸不复杂，故采用金属型铸造。这从提高生产率，保证加工精度上考虑也是应该的。
2.2确定毛坯尺寸
由参考文献[1]表5-1可知，该种铸件的尺寸公差等级CT为8～10级，加工余量等级由表5-5查得MA为D～F级，故取CT为10级，MA为E级。
参阅文献资料可知，可用查表得方法确定各加工表面的总余量，但由于查表确定的总余量值各不相同，一般情况下，除非有另有规定，要求的机械加工余量适用于整个毛坯铸件，即对所有需要机械加工的表面只规定一个值，且该值应根据最终机械加工后成品铸件的最大轮廓尺寸，在相应的尺寸范围内选取。
由尺寸图可知，该零件的最大轮廓尺寸为156mm，由参考文献[1]表5-3查得，CT为3.6mm，由表5-4查得RMA为1.1mm。故取所有加工表面额单边余量为4mm。
本零件的毛坯，虽然根据标准设计要求来说，机械加工余量应该是4mm，但有几个尺寸，根据零件的结构特征需要需要适当调整，比如φ125h6的毛坯外圆尺寸，由零件图可知，应该设计为φ138mm，φ121h7的毛坯外圆尺寸，由零件图可知，应该设计为φ130mm，φ17.5mm的孔，有铸造技术要求可知，应该铸造成实心的。9个φ7mm的孔及4个M5的螺纹孔，都铸造成实心的。无需考虑机械切削余量的设计。
其毛坯图外型尺寸的公差要求及公差值详见毛坯图。
2.3设计毛坯图
根据上面毛坯尺寸的确定，将零件图转变为毛坯图。详见毛坯零件图
3工艺规程的设计
3.1选择定位基准
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。
1、粗基准的选择：对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，选取零件的φ125h6mm外圆的左端端面为粗基准。
2、精基准的选择：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。
3.2零件表面加工方法的选择
由上诉的零件分析和查阅有关文献，根据本零件的加工面要求，主要用到的机床有铣床和钻床，铣床主要是用来铣削端面的，钻床是用来钻孔和攻丝的！
根据零件的表面粗糙度质量要求和尺寸公差要求，对需要机械加工的各端面和孔，现制定加工方法如下：
1、对于φ125h6的左端面和φ121h6的右端面，其表面粗糙度上限值分别为6.3um和12.5um，根据附表（3）、（4）可知，这些端面可通过粗铣和半精铣能获得要求的表面粗糙度质量，这里采用铣削的原因是考虑到基准的确定及工艺方面的需求；
2、对于φ40H7的孔，其内表面的表面粗糙度上下值为3.2um，根据由附表（3）、（4）可知，此孔可通过粗车、半精车的加工方法，获得要求的表面粗糙度质量和尺寸公差要求；
3、对于φ17.5的孔,其内表面的表面粗糙度上限值为25um，根据由附表（3）、（4）可知，此孔可通过钻的加工方法，获得要求的表面粗糙度质量和尺寸公差要求；
4、对于φ32深1mm的沉孔，其内表面的表面粗糙度上限值为25um，根据由附表（3）、（4）可知，此孔可通过扩孔的加工方法，获得要求的表面粗糙度质量和尺寸公差要求；
5、对于φ121h7的外圆，其表面的表面粗糙度上限值为3.2um，根据由附表（3）、（4）可知，此外圆表面可通过粗车、半精车的加工方法，获得要求的表面粗糙度质量和尺寸公差要求；
6、对于φ121h7外圆的左端台阶面，其表面的表面粗糙度上限值为6.3um，根据由附表（3）、（4）可知，此面可通过粗车、半精车的加工方法，获得要求的表面粗糙度质量和尺寸公差要求；
7、对于φ125h6的外圆，其表面的表面粗糙度上限值为3.2um，根据由附表（3）、（4）可知，此外圆表面可通过粗车、半精车的加工方法，获得要求的表面粗糙度质量和尺寸公差要求；
8、对于φ125h6外圆的右端台阶面，其表面的表面粗糙度上限值为6.3um，根据由附表（3）、（4）可知，此面可通过粗车、半精车的加工方法，获得要求的表面粗糙度质量和尺寸公差要求；
9、对于φ100H7的内圆，其表面的表面粗糙度上限值为3.2um，根据由附表（3）、（4）可知，此外圆表面可通过粗车、半精车的加工方法，获得要求的表面粗糙度质量和尺寸公差要求；
10、对于6-φ7的孔，其表面的表面粗糙度上限值为25um，根据由附表（3）、（4）可知，此孔可通过一次钻削的加工方法，获得要求的表面粗糙度质量和尺寸公差要求；
11、对于3-φ7的孔，其表面的表面粗糙度上限值为25um，根据由附表（3）、（4）可知，此孔可通过一次钻削的加工方法，获得要求的表面粗糙度质量和尺寸公差要求；
12、对于4-M5-7H的螺纹孔，可先用钻床钻削底孔，然后钳工攻丝获得。
附表（3）平面加工的经济精度与表面粗糙度
序号 加工方法 经济精度（IT） 表面粗糙度 选用范围
1 粗车 11～13 12～6.3 未淬硬钢、铸铁、有色金属端面加工
2 粗车-半精车 8～9 6.3～3.2
3 粗车-半精车-精车 6～7 1.6～0.8
4 粗车-半精车-磨削 7～9 0.8～0.2 钢、铸铁端面加工
5 粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣） 11～12 6.3～1.6 不淬硬的表面
6 粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣） 7～9 6.3～1.6
7 粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣）-精刨（精铣） 7～8 3.2～1.6
8 粗铣-拉 6～9 0.8～0.2 大量生产未淬硬的小平面
9 粗刨（粗铣）-精刨（精铣）-宽刃精刨 6～7 0.8～0.2 未淬硬的钢件、铸铁件及有色金属件
10 粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣）-精刨（精铣）-宽刃精刨 5 0.8～0.2
附表（4）内圆表面加工的经济精度与表面粗糙度
序号 加工方法 经济精度（IT） 表面粗糙度
Ra（μm） 适用范围
1 钻 12～13 12.5 加工未淬硬钢及铸铁的实心毛坯，孔径<15-20mm
2 钻-铰 8～10 3.2～1.6
3 钻-粗铰-精铰 7～8 1.6～0.8
4 钻-扩 10～11 12.5～6.3 同上，孔径>（15-20）mm
5 钻-扩-粗铰-精铰 7～8 1.6～0.8
6 钻-扩-铰 8～9 3.2～1.6
7 钻-扩-机铰-手铰 6～7 0.4～0.1
8 钻-（扩）-拉 7～9 1.6～0.1 大批量生产，精度视拉刀精度决定
9 粗镗（或扩孔） 11～13 12.5～6.3 毛坯有铸孔或锻孔的未淬火钢及铸件
10 粗镗（粗扩）-半精镗（精扩） 9～10 3.2～1.6
11 扩（镗）-铣 9～10 3.2～1.6
12 粗镗（扩）-半精镗（精扩）-精镗（铰） 7～8 1.6～0.8
3.3制定工艺路线
制定工艺路线，在生产纲领确定的情况下, 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求来制定工艺路线。可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
根据老师给的参考工艺，现制定两种工艺路线：
工艺路线一：
工序一 铸造
工序二 喷砂
工序三 人工时效
工序四 铣 以左端面为粗基准 粗铣右端面；
工序五 铣 以右端面为精基准 铣左端面，保证总长70mm；
工序六 半精铣 以左端面为精基准半精铣右端面；
工序七 半精铣 以右端面为精基准半精铣左端面；
工序八 车 以左端面及φ125h6的毛坯外圆定位夹紧，钻φ17.5的孔至图示尺寸，车φ40H7的端面及孔至图示尺寸。车φ32×1mm的沉台，倒角；
工序九 车 以φ40H7的孔及其端面为定位基准，车φ125h6的端面及外圆至图示尺寸，车阶梯左端面9mm，车φ100H7的孔至图示尺寸，倒角；
工序十 以φ100H7的孔及端面定位夹紧，车φ121h7的端面，保证总长69mm，车φ121h7的外圆及5mm的沉台，倒角；
工序十一 以φ100H7的孔及端面定位，钻6-φ7的孔；
工序十二 以φ121h7的孔及端面定位，钻3-φ7的孔；
工序十三 以φ100H7的孔，钻4-M5的螺纹底孔，攻4-M5-7H深10的螺纹；
工序十四 按图纸检验各部尺寸；
工序十五 入库。
工艺路线二：
工序一 铸造
工序二 喷砂
工序三 人工时效
工序四 对非加工表面涂刷防锈漆；
工序五 划线 照顾各部尺寸，划线；
工序六 铣 以左端面为粗基准，根据划线粗铣右端面；
工序七 铣 以右端面为精基准，根据划线铣左端面，保证总长73mm；
工序八 半精铣 以左端面为精基准半精铣右端面；
工序九 半精铣 以右端面为精基准半精铣左端面，保证总长70mm；
工序十 车 以左端面及φ125h6的毛坯外圆定位夹紧，钻φ17.5的孔至图示尺寸，车φ40H7的端面及孔至φ39H8；
工序十一 车 以φ39H8的孔及右端面定位，车左端面，车φ125h6的外圆至φ128h8，并车其深度为8.5mm（同时车右端台阶面），车φ100H7的孔至φ99H8保证深度7mm；
工序十二 车 调头，以φ99H8的孔定位，车φ121h7的右端面，保证总长69mm，车φ40H7的右端面，保证尺寸16mm及mm，车φ40H7的孔至尺寸，车φ32深度为1mm的沉孔，车φ121h7的外圆至尺寸，车其左台阶面至尺寸，倒角；
工序十三 车 调头，以φ40H7的孔及其端面为定位基准，车φ125h6的端面及外圆至图示尺寸，车阶梯左端面9mm，车φ100H7的孔至图示尺寸，倒角；
工序十四 以φ100H7的孔及端面定位，钻6-φ7的孔；
工序十五 以φ121h7的孔及端面定位，钻3-φ7的孔；
工序十六 以φ100H7的孔，钻4-M5的螺纹底孔，攻4-M5-7H深10的螺纹；
工序十七 按图纸检验各部尺寸；
工序十八 入库。
对比工艺路线一和工艺路线二，显然是工艺路线二较为合理和细致，在工艺路线一中，很明显，对于基准A，是φ40H7的轴线，这个基准没有很好的进行确定。因为，在以φ125h6的毛坯外圆定位时，是以粗基准来确定基准A的，这样的基准由于装夹和加工误差较大，之后再以此基准加工其他表面时，必然会造成误差。而工艺路线二，采用了互为基准的原则，安排了粗精加工过程，这样先是粗基准的表面在一次互换后就变成了精基准，这样保证了各自的精度，从而保证了零件的质量。
4机械加工余量、工序尺寸的确定
连接座，零件材料为HT200，硬度157～236HB，生产类型大批量，砂型铸造属型铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸如下：
4.1查《机械制造工艺设计简明手册》得：
铣削加工余量为：
粗铣 2-4mm
半精铣 1-2mm
精铣 0-1mm
车削加工余量为：
粗 车 1-2mm
半精车 0.8mm
精车 0.3mm
圆孔拉削余量为：
D>18-25 0.6mm
D>25-30 0.7mm
D>30-40 0.8mm
镗孔加工余量为：
粗镗 0.3mm
半精镗 0.2mm
精镗 0.1mm
4.2根据查《机械制造工艺设计简明手册》所得的加工余量可以确定毛配总加工余量如下表：
工序号 工步号 加工内容 加工余量/mm 精度等级 工序尺寸/mm 表面粗糙度
1 铸造
2 喷砂
3 人工时效
4 对非加工表面涂刷防锈漆
5 照顾各部尺寸，划线
6 以左端面为粗基准，按划线粗铣右端面 2.5 IT9 74.5 12.5
7 以右端面为精基准，按划线粗铣左端面 2.5 IT9 72 12.5
8 以左端面为粗基准，半精铣铣右端面 1 IT9 71 12.5
9 以右端面为精基准，半精铣铣左端面 1 IT9 70 12.5
10 01 以左端面及φ125h6的毛坯外圆定位夹紧，钻φ17.5的孔至图示尺寸 8.75 IT9 φ17.5 25
02 车φ40H7的端面及孔至φ39H8 3.5 IT8 φ39H8 6.3
11 01 以φ39H8的孔及右端面定位，车左端面 0.5 IT7 69.5 6.3
02 车φ125h6的外圆至φ128h8，并车其深度为8.5mm（同时车右端台阶面） 5 IT8 φ128h8 6.3
03 车φ100H7的孔至φ99H8保证深度7mm 2 IT8 φ99H8 6.3
12 01 调头，以φ99H8的孔定位，车φ121h7的右端面，保证总长69mm 0.5 IT7 69 6.3
02 车φ40H7的右端面，保证尺寸16mm及mm， 4 TI9 16 12.5
03 车φ40H7的孔至尺寸， 0.5 IT7 φ40H7 3.2
04 车φ32深度为1mm的沉孔， 1 IT9 φ32 12.5
05 车φ121h7的外圆至φ122，车其左台阶面至尺寸，倒角 4.5 IT8 φ121h7 6.3
13 01 调头，以φ40H7的孔及其端面为定位基准，车φ125h6的端面及外圆至图示尺寸 1.5 IT7 φ125h6 3.2
02 车阶梯左端面9mm，车φ100H7的孔至图示尺寸，倒角 0.5 IT7 φ100H7 3.2
14 以φ100H7的孔及端面定位，钻6-φ7的孔； 3.5 IT9 φ7 25
15 以φ121h7的孔及端面定位，钻3-φ7的孔 3.5 IT9 φ7 25
16 以φ100H7的孔，钻4-M5的螺纹底孔，攻4-M5-7H深10的螺纹
17 钳工去毛刺
18 按图纸检验各部尺寸
19 入库
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