连接座说明书

目录任务书 TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章.零件分析 21.1零件的作用 21.2零件的工艺分析 31.3零件的技术条件分析 3\o"CurrentDocument"第2章.选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 3选择毛坯 4确定零件的加工余量 5设计毛坯图 6第3章. 机械加工工艺过程 6基准的选择 6表面加工方法的选择 7拟定机械加工工艺路线 7加工方案的比较与优化 9\o"CurrentDocument"第4章.工序设计 9选择加工设备 10选择刀具、量具及夹具 11确定切削用量 11确定工序尺寸 12确定时间定额 13第5章夹具设计 13\o"CurrentDocument"本工序的加工要求与应限制的自由度 13确定定位方案及定位误差的分析与计算 13夹紧方案的确定及夹紧装置的选择与设计 13确定夹具的对刀（或导向）装置 14夹具上其它装置的设计 14\o"CurrentDocument"夹具体的设计 15夹具技术条件的制定 夹具的操作说明 参考文献 心得体会 第一章零件分析1.1零件的作用题目所给的零件是连接座零件，它主要起连接作用，使主轴电机回转运动按工作者要求工作。零件左端中126%外圆与水泵泵壳连接，水泵叶轮在中10H7孔内；右端中12功7外圆与电动机座连接，中间中40H6与轴承连接，使电机传动达到平稳。1.2、零件的工艺分析三维图由零件图可知，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.右端面的加工表面：这一组加工表面包括：右端面；0121-00007的外圆，粗糙度为3.2、6.3；外径为。50、内径为。40+0*06的小凸台，粗糙度为3.2，并带有倒角;032的小凹槽，粗糙度为25；钻。17.5的中心孔，钻。7通孔。其工序采取先粗车-半精车-精车。其中。17.5、040的孔或内圆直接在车床上做镗工就行。2.左端的加工表面：这一组加工表面包括：左端面，01250外圆，0100+0.-06内圆，倒角,-0.025

钻通孔e7,钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，e100+0双26的内圆孔有25的粗糙度要求。采用的工序可以是先粗车-半精车-精车。孔加工为钻孔-扩钻-扩孔。其具体过程如下表：加工表面表面粗糙度公差/精度等级加工方法右端面无IT11以下粗车-半精车-精车e121-0004h7外圆Ra3.2IT8~IT10粗车-半精车-精车小凸台内侧e40无IT11以下粗镗-半精镗-精镗小凸台端面Ra25IT11以下粗镗e17.5中心孔无IT11以下钻孔-扩钻-精车右e7通孔无IT11以下钻通孔e32的小凹槽Ra25IT11以下粗镗左端面Ra6.3IT8~IT10粗车-半精车-精车1.3零件的技术条件分析一、 此工件毛坯铸造出来后，如果进行车削加工的话由于车削力比较大。为了工件在加工过程中保证良好的表面质量应先进行时效处理。二、 在钻e17.5的孔之前，由于表面质量要求高，应先钻中心孔的条件下。钻孔之后必须铰孔。第2章.选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图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0和废品率。分别取10%和1%代入公式得该工件的生产纲领N=50005555件/年2确定毛坯加工余量(确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差)求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓的尺寸，最大直径©142mm，高69mm。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。求铸件尺寸公差公差带相对于基本尺寸对称分布。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，取铸件加工表面的单边余量为7mm，。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建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建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。（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。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158±1.3机械制造工艺设计手册71.5±1.32.3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：第3章.机械加工工艺过程3.1基准的选择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。3.2表面加工方法的选择见零件工艺分析图表3.2拟定机械加工工艺路线工艺路线一：工序一：粗车右端面车外圆e121车右台阶面车外圆e130车端面粗镗e40工序二：L粗车大端面车外圆e125车台阶面粗镗e100H7…车外圆e125工序三：L半精车右端面半精车外圆e121半精车右台阶面半精车右台阶面半精车外圆e130半精车端面半精镗e40工序四：半精车大端面半精车外圆e125半精车右台阶面半精车e100H7工序五：精车右端面精车外圆e121精镗①40精车外圆e130精车端面精车右台阶面工序六精车大端面精车①100H7精车右台阶面精车外圆e125工序七精铣B面工序八粗铣e100面工序九精铣^100面工序十钻孔到e10扩钻到e16扩孔到e17.4工序十一精镗孔至17.5工序十二在6个工位上钻孔e7工序十三L在4个工位上钻孔e4.5攻螺纹4-M5工艺路线二：工序一粗车右端面至78粗车外圆e125X5钻通孔e16粗镗内孔e34X29粗车小凸台端面至20工序二粗车右端面至71粗车外圆e128X9粗车内孔e98X6.8工序三半精车端面保70半精车外圆e121.4X5法精镗内孔e39.6X27半精镗内孔e32X28半精镗内孔保e17.5半精车小凸台端面保16工序四半精车右端面到69半精车外圆e125.4长9半精镗内孔e199.6长7工序五钻通孔3Xe7工序六钻通孔3Xe7钻孔4Xe4.134深12攻螺纹4-M5深10工序七磨内孔保e40X5磨外圆保e12X5工序八磨内孔保e100X7磨外圆保e125X93.4加工方案的比较与优化工艺路线比较：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，可以较高的保证精度；第二条工艺路线比较简洁明了，但精度要求不高，最后的磨工不好。相比之下我们选择第一条工艺路线。第4章.工序设计4.1 选择加工设备由于生产类型为中批量，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。1、选择机床，根据不同的工序选择机床：根据本零件加工精度要求，我们选用最常用的机床：车床用CA620-1,立式钻床用Z535。下面是这两台机床的具体资料：1.车床用CA620-1本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。CA620-1结构特点：1>.CA系列产品，以“A”型为基型，主轴孔径38mm.2>.床身宽于一般车床，具有较高的刚度，导轨面经中频淬火，经久耐磨。3>.机床操作灵便集中，滑板设有快移机构。采用单手柄形象化操作，宜人性好。4>.机床结构刚度与传动刚度均高于一般车床，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。2.钻床用Z5125A产品说明：立式钻床型号Z535最大钻孔直径35mm主轴最大进给抗力15696N主轴最大扭距392.4N・m主电机功率4.5kw主钻孔锥度4主轴转速68-1100主轴每转进给量0.11-1.6工作台行程325mm工作台尺寸450X500mm4.2 选择刀具、量具及夹具选用硬质合金铣刀，硬质合金钻头，硬质合金扩孔钻、硬质合金铰刀加工铸铁零件采用YG类硬质合金，粗加工用丫68,半精加工为丫仔6。具体见工序卡。车左右外圆端面用90度端面车刀，车外圆，采用45度外圆车刀。量具采用分度为o.o2的游标卡尺，及千分尺。直径为3的中心钻，直径为7的麻花钻，测量孔用孔用塞规。此零件为中批量生产，为了提高生产质量，提高生产率也为了减轻生产工人的体力劳动，又考虑的生产成本。合理的使用夹具。车钻磨都采用专用夹具。4.3 确定切削用量切削速度、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/min)表示。其计算公式：v=ndn/1000(m/min)式中：d——工件待加工表面的直径(mm)n一车床主轴每分钟的转速(r/min)工件每转一周，车刀所移动的距离，称为进给量，以f(mm/r)表示；车刀每一次切去的金属层的厚度，称为切削深度，以ap(mm)表示。为了保证加工质量和提高生产率，零件加工应分阶段，中等精度的零件，一般按粗车一精车的方案进行。粗车的目的是尽快地从毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形状和尺寸。粗车以提高生产率为主，在生产中加大切削深度，对提高生产率最有利，其次适当加大进给量，而采用中等或中等偏低的切削速度。使用高速钢车刀进行粗车的切削用量推荐如下：切削深度ap=0.8〜1.5mm，进给量f=0.2〜0.3mm/r，切削速度v取30〜50m/min(切钢)。粗车铸、锻件毛坯时，因工件表面有硬皮，为保护刀尖，应先车端面或倒角，第一次切深应大于硬皮厚度。若工件夹持的长度较短或表面凸不平，切削用量则不宜过大。粗车应留有0.5〜1mm作为精车余量。粗车后的精度为IT14-IT11，表面粗糙度Ra值一般为12.5-6.3pm。精车的目的是保证零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生产率应在此前提下尽可能提高。一般精车的精度为IT8〜IT7，表面粗糙度值Ra=3.2〜0.8pm,所以精车是以提高工件的加工质量为主。切削用量应选用较小的切削深度ap=0.1〜0.3mm和较小的进给量f=0.05〜0.2mm/r，切削速度可取大些。精车的另一个突出的问题是保证加工表面的粗糙度的要求。减上表面粗糙度Ra值的主要措施有如下几点。合理选用切削用量。选用较小的切削深度ap和进给量f,可减小残留面积，使Ra值减小。机械制作课程设计一夹具设计（2） 适当减小副偏角Kr',或刀尖磨有小圆弧，以减小残留面积，使Ra值减小。（3） 适当加大前角Y0,将刀刃磨得更为锋利。（4） 用油后加机油打磨车刀的前、后刀面，使其Ra值达到0.2〜0.1pm,可有效减小工件表面的Ra值。（5） 合理使用切削液，也有助于减小加工表面粗糙度Ra值。低速精车使用乳化液或机油；若用低速精车铸铁应使用煤油，高速精车钢件和较高切速精车铸铁件，一般不使用切削液。具体计算略，详见工序卡。4.4 确定工序尺寸本加工工序为钻6X7的孔见图4.4 确定工序尺寸本加工工序为钻6X7的孔见图4.5 确定时间定额）工时定额的计算工时定额是指完成零件加工的就一个工序的时间定额T=T+T+T+T+T/Ndjfbxz其中：Td是指但见时间定额Tj是指基本时间（机动时间），通过计算求得Tf是指辅助时间，一般取（15~20）%Tj；jTf和称为作业时间Tb是指布置工作时间，一般按作业时间的（2~7）%估算Tx是指休息及生理需要时间，一般按作业时间（2~4）%估算二是准备与终结时间，大量生产时，准备与终结时间忽略不计N是指一批零件的个数具体计算略，详见工序卡。第5章 夹具设计5.1 本工序的加工要求与应限制的自由度本工序指导老师指定设计钻6-①7mm孔与4-直径为4MM的孔的夹具。应限制X、Y、Z的移动，X、Y、Z的旋转。属于完全定位。5.1夹具的设计在本次夹具设计中，指导老师指定设计钻6-①7mm孔的夹具，在工件夹紧方面要求液压或汽动夹紧或者螺旋夹紧，最后定为利用螺旋夹紧。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，设计制造周期短，产品更新换代时往往不能继续使用适应性差，费用较底。5.2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，工件一圆孔定位，工件以外圆定位，工件以锥孔定位等。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①110H7（+0.018）mm的内表面以及①121h7（0 ）的端面为定位基准。0 -0.0185.3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：（4） 使一批工件在夹具中都占有一致的正确的加工位置；（5） 使夹具在机床上占有正确的位置；（6） 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X、Y、Z来表示；绕三个坐标轴的转动的自由度，分别用X、Y、Z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。5.4定位元件的分析在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。5.5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。①.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H7n6或H7..r6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H7...n6或H7r6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②.夹具底座与工作台的连接由于6-①7mm的加工过程中选用的机床为Z3080x25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，AxB=2450x1200，t=276，a=28，b=46，c=20，h=48，LxKxH=800x1000x560，'=150，%=36，＜=175，c2=115，％=22，b=36。5.6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差，因此，虽然工件已经定位，但每个被定位的工件上的一些表面的位置仍然会产生变化，这就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工误差。本次定位是典型的两面一孔定位，在分析计算定位误差时，应该按配合间隙为最大的情况来考虑。基准位移误差包括两类：1呼面内任意方向移动的基准位移误差△丫；2.转动的基准位移误差函。工件两面中心距的平均尺寸，其公差一般为：5=(1〜1)5TOC\o"1-5"\h\zL3 5站因LD=(69土0.015)mm，取Ld=Go+0.0075\nm配合一般取h6或h7，所以：d=。24.976h6mm=。24.976。 mm⑤.计算定位误差2 0'013加工尺寸的定位误差，由于定位基准与工序基准重合，故AB=0.AD=AY=5d+5d+X1.(4-1) 1 1=(0.021+0.013+0.006)=0.039mm定位误差小于工件公差的l/S]-x0.331=0.0366k35