机械制造工艺学连接座及其夹具课程设计

重庆理工大学机械工程系机械制造技术课程设计题目：连接座零件的机械加工工艺规程制订及4XM5螺纹工序专用夹具设计内容：1.机械加工工艺过程卡片 1套2.机械加工工序卡片 1套3.专用夹具装配图及其零件图纸 1份4.零件图及其毛坯图 1份5.设计说明书 1份姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化指导教师：杨翔宇目录1 课程设计的题目 (1)2 课程设计时间 (1)3 课程设计的目的及其要求 (1)4 设计内容 (2)4.1 零件的分析 (2)4.2零件的工艺分析 (3)4.3毛坯设计 (5)4.4选择加工方法，拟定工艺路线 (7)4.5加工设备及刀具、夹具、量具的选择 (11)4.6切削用量的选择 (14)4.7基本加工时间的确定 (16)5、心得体会 (17)6、参考文献 (18)1、课程设计的题目连接座零件的机械加工工艺规程制订及 4XM5螺纹工序专用夹具设计2、课程设计时间第十六周——第十八周3、课程设计的目的及其要求3.1 课程设计的目地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：3.1.1 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。

.从而培养制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，3.1.2通过夹具设计的训练，进一步提高夹具结构设计(包括设计计算、工程制图等方面)的能力。

3.1.3熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。

3.1.4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。

3.2 课程设计的内容要求3.2.1对零件图进行工艺分析。

3.2.2对零件进行分析后，初步拟定工艺路线、确定切削余量、绘制零件的毛坯图，填写机械加工工艺过程卡。

3.3.3进行切削用量、机械加工时间等的计算和查表。

3.3.4填写机械加工工序卡片。

3.3.5对指定工序提出工装设计任务书。

3.3.6根据工装设计任务书（教师指定）进行机床专用夹具设计，包括设计方案的确定、结构设计、定位误差和夹紧力的计算，绘制夹具装配图、零件图等等。

3.3.7编写课程设计说明书。

3.3.8进行课程设计答辩。

4，设计内容4.1、零件的分析（见下图）4.1.1.零件的生产纲领依据设计要求Q=4000件/年，结合生产实际，根据参考文献【2】公式N=Qn （1+α）（1+β）其中： N 零件的年产量Q 产品的年产量n 每台产品中该零件的数量α备品率β废品率连接座三维图连接座零件图备品率α和废品率β分别取10%和1%代入公式得该工件的生产纲领N=4400件/年4.1.2、零件的作用该零件是离心式微电机水泵上的连接座，是用来连接水泵和电机的.左端Ф125外圆与水泵泵壳连接，水泵叶轮在Ф100孔内，通过4个螺钉固定;右端Ф121外圆与电动机机座连接,Ф40孔与轴承配合,通过3个螺栓固定，实现水泵与电动机的连接，从而起连接固定作用4.1.3、零件的形状及其具体尺寸、公差如上图所示。

4.2零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,要求耐磨的零件,通常可用作机座、泵体的连接座等。

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：右端面的加工表面：这一组加工表面包括：右端面、Φ1210-0.04的外圆，粗糙度为 3.2、6.3；外径为Φ50、内径为Φ40+0.016-0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。

其工序采取先粗车——半精车——精车。

其中Φ17.5、Φ40+0.016-0的孔或内圆直接在车床上进行初镗——半精镗，Φ40+0.016-0的内圆的半精镗的基础上再精镗就可以了。

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+0.026-0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+0.026-0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。

该零件上的主要加工面是Φ40+0.016 -0的孔，Φ1250-0.025的外圆和Φ1210-0.04的外圆。

Φ40+0.016-0孔的尺寸精度直接影响连接座与轴承的配合精度，Φ1250-0.025的尺寸精度直接影响连接座与水泵的接触精度和密封性，1210-0.04的尺寸精度直接影响连接座与电机的接触精度和密封性。

由参考文献【5】中有关和孔加工的经济加工精度及机床能达到的位置精度可知,上要求是可以达到的。

零件的结构工艺性也是可行的。

其具体过程如下表：4.3毛坯设计4.3.1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：a型材、b锻造、c铸造、d焊接、f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。

4.3.2确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差4.3.2.1 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。

4.3.2.2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。

4.3.2.3 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。

4.3.3、确定机械加工余量以单边端面的加工余量确定为例工序名称工序基本余量工序的经济精度工序尺寸工序尺寸及其公差和Ra精车0.5 H7 69 69 Ra=1.6μm半精车 1.5 H8 69+0.5=69.5 69.5 Ra=3.2μm粗车 5 H10 69.5+1.5=71 71 Ra=12.5μm 毛坯H12 71+5=76 76 Ra=25μm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。

所以工件的总长为14+69=83mm。

其他的加工余量以此类推（实际上就是乱来了，自己编一串数字就好了，但是要学会方法）4.3.4、确定毛坯尺寸由上面的计算方法可以得出其他的毛皮尺寸，他们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。

（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。

4.3.5、设计毛坯图根据机械制造工艺设计手册查出拔模斜度为5度。

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。

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。

（毛坯图见附页）4.4、选择加工方法，拟定工艺路线4.4.1 基面及其精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。

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。

精基准的选择: Ф40孔既是装配基准,又是设计基准,用它作精基准,能使加工遵循“基准重合”的原则.其余各面和孔的加工也能用它定位,这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则.粗基准的选择:选择Ф125的外圆和Ф149凸耳的左侧作粗基准,这样保证各加工面均有加工余量,此外,还能保证定位准确,加紧可靠，在加工时最先进行机械加工的表面是精基准Ф40孔和右端面,这时可用通用夹具三爪自定心卡盘来装夹,靠Ф149凸耳的左侧定位.4.4.2制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车外圆Φ125 3车台阶面204粗镗Φ100H7…5车外圆Φ125工序三：1半精车右端面2半精车外圆Φ121 3半精车右台阶面4半精车外圆Φ130 5半精镗Φ40工序四：1半精车大端面2半精车外圆Φ1253半精车右台阶面4半精车Φ100H7工序五：1精车右端面2精车外圆Φ1213精镗Φ404精车外圆Φ1305精车端面6精车右台阶面工序六1精车大端面2精车Φ100H73精车右台阶面4精车外圆Φ125工序七1精铣B面工序八1粗铣Φ100面工序九1精铣Φ100面工序十1钻孔到Φ102扩钻到Φ163扩孔到Φ17.4工序十一1精镗孔至17.5工序十二1在6个工位上钻孔Φ7工序十三1在4个工位上钻孔Φ4.52攻螺纹4－M5工艺路线二：工序一1 粗车右端面至782粗车外圆Φ125×53钻通孔Φ164粗镗内孔Φ34×29 5粗车小凸台端面至20工序二1粗车右端面至712粗车外圆Φ128×93粗车内孔Φ98×6.8工序三半1精车端面保70半2精车外圆Φ121.4×5 法3精镗内孔Φ39.6×27 半4精镗内孔Φ32×28半5精镗内孔保Φ17.5半6精车小凸台端面保16 工序四半1精车右端面到69半2精车外圆Φ125.4长9 半3精镗内孔Φ199.6长7 工序五1钻通孔3×Φ7工序六1钻通孔3×Φ72钻孔4×Φ4.134深123攻螺纹4-M5深10工序七1磨内孔保Φ40×52磨外圆保Φ12×5工序八1磨内孔保Φ100×72磨外圆保Φ125×9工艺路线三：工序一：1.粗车右端面至782.粗车外圆Φ125×53.钻瞳孔Φ164.粗镗内孔Φ34×295.粗车小凸台端面至20工序二：1粗车左端面至732车外圆Φ128×93.粗镗内孔Φ98×6.8工序三：1.半精车右端面Φ121.4×52. 半精镗内孔Φ38×273. 半精镗内孔Φ32×284半精镗内孔Φ175半精镗小凸台端面至20工序四：1.半精车左端面至702. 半精车外圆Φ125.5×93. 半精镗内孔Φ100×6.9 工序五：1精车右端面至69.52精车外圆Φ121×53精镗Φ40×274.精镗小凸台端面至16 工序六1精车右端面至692精车外圆Φ125×93精镗内孔Φ100×7工序七1钻通孔3×Φ7工序八1钻通孔6×Φ7工序九1钻孔4×Φ4.2 深12 2攻螺纹4×M5 深1工艺路线比较：上述三个工艺路线，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；但是工艺过程比较复杂，第二条工艺路线比较简洁明了，但精度不高，尤其是最后的磨工又使工艺变得复杂。