棒哥设计QQ 29467473
课程设计说明书
设计题目：连接座设计
设计者：
学号：
指导老师：
目 录
课程设计的目的
一、零件的分析
二、零件的工艺分析
三、毛坯设计
四、选择加工方法，拟定工艺路线
五、加工设备及刀具、夹具、量具的选择
六、切削用量及基本时间的确定
七、夹具设计
八、设计小结
九、参考文献
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、机械制造技术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。
一、零件的分析
1、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。
2、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。
二、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。
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，Φ1250-0.025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。其要求并不高，粗车后半精车再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；Φ36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，粗车后半精车再精车就可以达到精度要求。其中，Φ17.5的空在钻床上打孔、Φ40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Ra6.3?IT8~IT10粗车-半精车-精车
Φ1250-0.025外圆Ra6.3IT8~IT10粗车-半精车-精车
Φ100内圆Ra25IT11以下粗镗-半精镗-精镗
倒角无IT11以下粗车
左Φ7通孔无IT11以下钻通孔
M5-7H螺纹孔无IT11以下钻孔并攻丝
右端面无IT11以下粗车-半精车-精车
Φ121h7外圆Ra3.2IT8~IT10粗车-半精车-精车
小凸台内侧Φ40无IT11以下粗镗-半精镗-精镗
小凸台端面Ra25IT11以下粗车-半精车-精车
Φ17.5中心孔无IT11以下钻孔-扩钻-扩孔
右Φ7通孔无IT11以下钻通孔
Φ32的小凹槽Ra25IT11以下精铣
三、毛坯设计
1、毛坯的选择
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HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择灰铸铁铸造。
2、确定机械加工余量、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Ф142mm，高69mm。
（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HT200得机械加工余量等级E-G级选择F级。
3、确定机械加工余量
根据铸件质量、零件表面粗糙度、形状复杂程度，根据查表5-4取铸件加工表面的单边余量为1.5mm，所以最后铸件加工表面的单边余量取2mm。
4、确定毛坯尺寸
上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra≧1.6 。Ra﹤1.6 的表面，余量要适当加大。
分析本零件，加工表面Ra≧1.6 ，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。
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。
5、确定毛坯尺寸公差
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/mm
铸件尺寸偏差参考资料
142±1.3机械制造工艺设计手册
73±1.3
6、设计毛坯图
（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:
四、选择加工方法，拟定工艺路线
1、基面的选择
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。
2、精基面的选择
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。
3、制定机械加工工艺路线：
工艺路线：
工序一：
1.粗车右端面
2.车外圆Φ121
3.车右台阶面
4.车外圆Φ130
5.车端面
6.粗镗Φ40
工序二：
1.粗车大端面
2.车台阶面
3.车外圆Φ125
4.粗镗Φ100H7
工序三：
1.半精镗Φ40
2.半精车外圆Φ121
3.半精车右台阶面
4.半精车外圆Φ130
5.半精车端面
6.半精车右端面
工序四：
1.半精车大端面
2.半精车Φ100H7
3.半精车右台阶面
4.半精车外圆Φ125
工序五：
1.精车右端面
2.精车外圆Φ121
3.精镗Φ40
4.精车外圆Φ130
5.精车端面
6.精车右台阶面
工序六
1.精车大端面
2.精车Φ100H7
3.精车右台阶面
4.精车外圆Φ125
工序七
精铣B面
工序八
粗铣Φ100面
工序九
精铣Φ100面
工序十
1.钻孔到Φ10
2.扩钻到Φ16
3.扩孔到Φ17.4
工序十一
精镗孔至17.5
工序十二
在6个工位上钻孔Φ7
工序十三
1.在4个工位上钻孔Φ4.5
2.攻螺纹4－M5
工序十四
在三个工位上钻孔Φ7
上述工艺路线做得比较精细，每一道工序都安排的很到位，工艺路线比较简洁明了，基本上可以达到精度要求，然后对其进行修改：确定工艺过程。
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 车外圆Φ121 车右台阶面 车外圆Φ130 车端面 粗镗Φ40
05粗车大端面 车外圆Φ125 车台阶面 粗镗Φ100H7
06半精车右端面 半精车外圆Φ121 半精车右台阶面 半精车外圆Φ130 半精车端面 半精镗Φ40
07半精车大端面 半精车外圆Φ125 半精车右台阶面 半精镗Φ100H7
08精车右端面 精车外圆Φ121 精车右台阶面 精车外圆Φ130 精车端面 精镗Φ40
09精车大端面 精车外圆Φ125 精车右台阶面 精车Φ100H7
10精铣B面
11粗铣Φ100面
12精铣Φ100面
13钻孔到Φ10 扩钻到Φ16 扩孔到Φ17.4
14精镗孔至17.5
15在6个工位上钻孔Φ7
16在4个工位上钻孔Φ4.5 攻螺纹4－M5
17在三个工位上钻孔Φ7
18去毛刺
19检查、入库
五、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。
（一）选择加工设备及工艺装备
1、选择机床，根据不同的工序选择机床：
（1）工序4、5、6、7、8、9主要是粗车、半精车、精车、粗镗精镗，由于加工零件的外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔。各工序的工步不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求，所以选用的C620-1型卧式车床即可。
（2）工序10、11、12为粗铣、精铣，由于零件的外廓尺寸不大，所以选用X62型铣床即可
（3）工序13为钻孔、扩钻和扩孔，选用立式钻床Z535即可。
（4）工序14为精镗孔，加工精度要求较高，所以选用金刚镗床T740才能满足要求。
（5）工序15、16、17为钻孔、攻螺纹，要求精度较高，所以选用立式钻床Z518，可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工。
2、选择夹具
本零件除粗铣、精铣、钻孔、攻螺纹需要专用夹具外，其他各工序均可使用通用夹具，比如三爪自定心卡盘。
3、选择刀具，根据不同的工序选择刀具。
（1）在车床上加工的工序一般都选用硬质合金车刀和镗刀，加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30。为提高身产率及经济性，应选用可转位车刀。
（2）铣刀：铣右端B面时，铣削深度为1mm，选用直柄立铣刀，精铣工序铣刀直径d=8mm，孔径32mm，粗齿齿数=3，中齿齿数=4细齿齿数=5.宽L=63mm。
（3）钻Φ7孔，根据表5-83选用直柄麻花钻头Φ7，l=109mm,l1=69mm,d=7mm。
（4）钻Φ4.5孔，根据资料，选用麻花钻头Φ4.5，及公称直径=Φ5的丝锥。
4、选择量具 本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考资料，选择如下。
（1）选择各外圆的加工面得量具
加工所有外圆时的量具选用读数值0.02，测量范围0-150的游标卡尺。
（2）选择加工孔用量具。
Φ17.5、Φ40孔各经过三次加工，所以各选用5-30的内径千分尺和25-50的内径千分尺。
（3）选择加工轴向尺寸所用量具
根据零件尺寸可选用读数值0.02、测量范围0-150的游标卡尺。
（二）确定工序尺寸
1．确定圆柱面的工序尺寸 圆柱面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关，前面已确定总加工余量，应将毛坯余量分为各个工序的加工余量,计算工序尺寸。如下表：
加工表面工序单边余量
粗半精精
车外圆Φ1211.250.750.25
车外圆Φ1301.250.750.25
镗Φ40
车外圆Φ1251.250.750.25
镗Φ100H
孔Φ17.5————7.5(扩孔)0.1
2.确定轴向工序尺寸
前面总加工余量已经确定，将毛坯余量分为各个工序的加工余量，如下表：
加工表面工序单边余量
粗半精精
车右端面1.250.750.25
车右台阶面1.250.750.25
车内端面1.250.750.25
粗车左大端面1.250.750.25
车左台阶面1.250.750.25
铣B面----------1
六、确定切削用量及基本时间的确定
切削用量包括背吃刀量ap、进给量f和切削速度v。确定顺序是先确定ap、f，再确定v。
（一）工序1切削用量及基本时间的确定
1、切削用量 本工序为粗车（车端面、外圆、镗孔）。已知加工材料为HT200，铸件，机床为C620-1型卧式车床，工件卡在三爪自定心卡盘中。
（1）确定粗车右端面得切削用量。所选刀具为YT5的硬质合金可转位车刀，由于C620-1车床的中心高为200mm（表5-55）故选刀杠尺寸B*H=16mm*25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表5-113，选择车刀几何形状为平面带倒菱型前刀面，前角r0=5-15，所以取前角
，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径mm。
a.确定背吃刀量 粗车单边余量为 1.25mm 。
b.确定进给量f 根据表5-114，在粗车铸件，刀杠尺寸为16mm*25mm、，
工件直径为40-400时，f=0.4-1.4,按C620-1车床的进给量，选择f=0.52mm\r
c.确定切削速度v 根据表5-120，，，时切削速度v=0.52m/min, 。
最后确定=1.25，f=0.52，n=1.5r/min，v=0.52m/min.
（2）确定粗车外圆Φ121mm，右台阶面，Φ130，内端面的切削用量 采用上道工序的道具加工这些表面。加工余量皆可一次走刀完成，所以切削用量与上一道工序相同。
（3）粗镗Φ40的孔的切削用量 所选刀具为YT5硬质合金
a.确定背吃刀量 双边余量为3mm，所以。
b.确定进给量 f 根据表5-115，f=0.5mm/r
c．确定切削速度v，按表2-8的计算公式确定
式中Cv=291，m=2,Xv=0.15,Yv=0.2,T=60min。Kv=0.468，则
由此得v=0.2
n/s
2.基本时间
（1）确定粗车右端面的基本时间：
i=1，则
=15s，
（2）确定粗车外圆Φ121的基本时间
所以
（3）确定粗车台阶面的基本时间
所以
（4）确定粗车外圆Φ130的基本时间：
所以
（5）确定车内端面的基本时间
所以
（6）确定粗镗Φ40的基本时间
所以
（7）确定工序的基本时间
（二）工序2切削用量及基本时间的确定
由工序一的步骤可知工序2中各个工步的切削用量个基本时间如下：
1、粗车大端面的切削用量及基本时间
v1=0.69m/s n1=2r/s f1=0.52mm/n
T1=11s
2、粗车外圆Φ125的切削用量及基本时间
v2=0.69m/s n2=2r/s f2=0.65mm/n
T2=10s
3、粗车台阶面的切削用量及基本时间
v3= 0.74m/s n3=2r/s f3=0.52mm/n
T3=21s
4、粗镗Φ100H7的切削用量及基本时间
v4=1.13 m/s n4=3.83r/s f4=0.2mm/n
T3=19s
5、工序的基本时间
（三）工序3的切削用量及基本时间
1、半精车右端面
v1=2.33m/s n1=6.33r/s f1=0.3mm/n
T1=6s
2、半精车外圆Φ121
v2=2.33m/s n2=6.33r/s f2=0.3mm/n
T2=5s
3、半精车右台阶面
v3= 2.33m/s n3=6.33r/s f3=0.3mm/n
T3=7s
4、半精车外圆Φ130
v4=2.33m/s n4=6.33r/s f4=0.3mm/n
T4=6s
5、半精车端面
v5=2.33m/s n5=6.33r/s f5=0.3mm/n
T5=6s
6、半精镗Φ40
V6=2.67m/s n6=14.49r/s f6=0.1mm/n
T6=36s
7、工序时间
（四）工序4的切削用量及基本时间
1、半精车大端面
v1=2.33m/s n1=6.33r/s f1=0.3mm/n
T1=11s
2、半精车外圆Φ125
v2=2.33m/s n2=6.33r/s f2=0.3mm/n
T2=7s
3、半精车右台阶面
v3= 2.33m/s n3=6.33r/s f3=0.3mm/n
T3=10s
4、半精镗Φ100H7
v4=2.58m/s n4=9.7r/s f4=0.1mm/n T4=16s
5、工序时间
（五）工序5的切削用量及基本时间
1、精车右端面
v1=0.68m/s n1=400r/s f1=0.16mm/n
T1=21s
2. 精车外圆Φ121
v2=0.68m/s n2=400r/s f2=0.16mm/n
T2=19s
3、精车右台阶面
v3=0.68m/s n3=400r/s f3=0.16mm/n
T3=17s
4、精车外圆Φ130
v4=0.68m/s n4=400r/s f4=0.16mm/n
T4=23s
5、精内车端面
v5=0.68m/s n5=400r/s f5=0.16mm/n
T5=15s
6、精镗Φ40
V6=4.98m/s n6=1598r/s f6=0.04mm/n
T6=36s
7、工序时间
（六）工序6的切削用量及基本时间
1、精车大端面
v1=0.68m/s n1=6.67r/s f1=0.16mm/n
T1=34s
2、精车外圆Φ125
v2=0.68m/s n2=6.67r/s f2=0.16mm/n
T2=18s
3、精车右台阶面
v3=0.68m/s n3=6.67r/s f3=0.16mm/n
T3=21s
4、精车Φ100H7
v4=0.68m/s n4=6.67r/s f4=0.16mm/n
T4=17s
5、工序时间
（七）工序7的切削用量及基本时间
1、精铣B面
v1=74.2m/s n1=375r/s f1=0.018mm/n
（八） 工序8的切削用量及基本时间
1、粗铣Φ100面
v1=33.1m/s n1=210r/s f1=0.512mm/n
（九） 工序9的切削用量及基本时间
1. 精铣Φ100面
v1=37.2m/s n1=375r/s f1=0.018mm/n
（十）工序10的切削用量及基本时间
1、钻孔到Φ10
v1=15.3m/s n1=229r/s f1=0.25mm/n
2、扩钻到Φ16
v2=7.9m/s n2=68r/s f2=0.57mm/n
3、扩孔到Φ17.4
v3=8.26m/s n3=68r/s f3=0.72mm/n
（十一）工序11的切削用量及基本时间
1、精镗孔至17.5
v1=1000m/s n1=816r/s f1=0.1mm/n
（十二）工序12的切削用量及基本时间
1、在6个工位上钻孔Φ7
v1=1020m/s n1=1360r/s f1=0.22mm/n
（十三）工序13的切削用量及基本时间
1、在4个工位上钻孔Φ4.5
v1=1212m/s n1=960r/s f1=0.1mm/n
2、攻螺纹4－M5
v2=4.9m/s n2=195r/s f2=1.25mm/n
（十四）工序14的切削用量及基本时间
1、在三个工位上钻孔Φ7
v1=1020m/s n1=1360r/s f1=0.22mm/n
七、夹具设计
本夹具是工序14用钻头给端面打三个孔的专用夹具，在立式钻床Z518上加工这三个孔，所设计夹具装配图及工序简图如下图
15手柄1T8
14连杆1Q235
13挡板1Q235
12V形块1Q235
11钻套345
10钻模1Q235
9零件1HT200
8卡爪1T10
7外壳1HT200
6GB5786-86M5螺钉4
5GB5786-86M3螺钉235
4连杆1145
3弹簧1T8
2凸轮145
1底座1HT200
序号代号名称件数材料备注
连接座夹具总装配图比例
件数
设计韩明重量
指导江南大学
审核
1、定位方案
工件以一个端面和一个侧面为定位基准，采用平面与V形块组合定位方案，在定位面上定位，其中定位面限制3个自由度，V形块限制两个自由度，挡板限制一个自由度，共限制了6个自由度。
2、夹紧机构
根据生产率的要求，运用手动夹紧就可以满足要求。采用二位压板联动夹紧机构，通过向下压手柄是压紧力通过1：1的杠杆带动联动机构，使联动的压板同时夹紧工件，实现夹紧，有效提高了工作效率。
夹紧力分析
夹紧机构的结构图如下图：
偏心圆机构根据机床夹具设计手册选用数据如下
D=40mm，e=2mm，L=95mm，W=202，，S=1公斤力
夹紧力公式如下：
式中
注如上符号:
W-------夹紧力（公斤力）
Q----作用力（公斤力）
L——力臂（mm）
——回转中心到接触点距离
——接触点升角
——偏心轮与夹紧面得摩擦角
——偏心轮与轴销的摩擦角
R——偏心轮半径
e——偏心距
S——夹紧行程
——偏心轮转角
其中L=(2---2.5)D; 取L=2.5D=100；==；Q=15公斤力
带入各个数据得：
因此该偏心圆机构满足要求
3、对刀装置
采用钻模上面得三个钻套对刀。选用JB/T 8045.1——1999固定钻套通过钻模固定在夹具体上，保证加工过程中孔的被加工的位置精度。
4、夹具体
夹具体是整个家具基体，夹具体上要安装组成改家具体的各种元件、机构和装置等，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具体上各个组成元件的分布情况、零件形状和尺寸、加工特性等。该夹具体上的V形块固定在定位平面上，挡板固定在外壳上，钻套定位在钻模上，手柄和连杆都通过支架定位在底座上，这样该夹具体便有机的连接起来，实现定位、夹紧、对刀等功能。
5、误差分析
定位误差主要由基准不重合和基准位置误差引起。
ΔD=ΔB+ΔY
由于基准重合，所以
ΔY=Td/[2sin(α/2)]
Td---工件外圆尺寸的公差 Td=0.025
a---V形块的夹角 a=60
ΔY=0.025/[2sin(30)]=0.025
ΔD=ΔB+ΔY=0.025mm
所以夹具能满足零件加工精度的要求。
6、使用说明
安装工件时，保持手柄在上方，将工件从侧面沿定位面移进定位板的中心，然后将工件靠在V形块上，以实现定位，将压板压在工件上，用适当的力将手柄向下压，将工件固定在定位面上，移实现夹紧，然后进行钻孔加工。加工完毕后，将手柄向上抬起，松开工件，将工件沿定位面取下即可。
八、设计小结
机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的大部分基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节，也是在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，和一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学四年生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。
由于能力有限、时间有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。
九、参考文献
设计资料及主要参考书
参考书：
《机械制造装备设计》第二版
冯辛安主编 机械工业出版社
《机械制造工艺学课程设计指导书》
崇凯主编 机械工业出版社
设计资料：
《实用机械加工工艺手册》
《机床夹具设计原理》
等资料
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