连接座零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计

《机械制造技术》课程设计说明书设计题目：连接座零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计设计者：指导教师：《机械制造技术》课程设计任务书题目：设计连接座零件的机械加工工艺规程及工序专用夹具内容：（1）机械加工工艺规程卡片一套（2）夹具总装配图一张（3）夹具零件图一张（4）课程设计说明书一份原始资料：该零件图样一张；生产纲领为10000件/年;每日一班。

班级：学号：姓名：指导教师：目录课程设计的目的 (4)一、零件的分析 (5)二、零件的工艺分析 (7)三、毛坯设计 (9)四、选择加工方法，拟定工艺路线 (12)五、加工设备及刀具、夹具、量具的选择 (15)六、切削用量的选择 (17)七、基本时间的确定 (18)八、夹具设计 (19)九、心得 (20)十、参考文献 (21)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+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。

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；Φ1210-0.04h7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的孔或内圆直接在车床上做镗工就行了。

其具体过程如下表：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=5000 5555件/年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，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≧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。

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/mm6、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：工艺路线一工序一：1.粗车右端面2.车外圆Φ1213.车右台阶面4.车外圆Φ1305.车端面6.粗镗Φ40工序二：1.粗车大端面2.粗镗Φ100H73.车台阶面4.车外圆Φ125工序三：1.半精镗Φ402.半精车外圆Φ1213.半精车右台阶面4.半精车外圆Φ1305.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Φ100H73.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Φ102.扩钻到Φ163.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Φ4.52.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Φ34×295.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工序三1.半精车端面保702.半精车外圆Φ121.4×53.法精镗内孔Φ39.6×274.半精镗内孔Φ32×285.半精镗内孔保Φ17.56.半精车小凸台端面保16 工序四1.半精车右端面到692.半精车外圆Φ125.4长93.半精镗内孔Φ199.6长7 工序五1.钻通孔3×Φ72.工序六3.钻通孔3×Φ74.钻孔4×Φ4.134深125.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，但是做起来很复杂；第二条工艺路线比较简洁明了，基本上可以达到精度要求，但最后的磨工感觉有点多余。

相比之下我们选择第二条工艺路线，然后对其进行修改：去掉磨式。

因为零件精度要求不高，半精车就可以达到目的。

拟定工艺过程：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。

1、选择机床，根据不同的工序选择机床：由于本零件加工精度不高，普通机床就可以达到加工要求。

因此我们选用最常用的机床：车床用CA6140,钻床用Z5125A。

下面是这两台机床的具体资料：1.车床用CA6140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。

CA6140 结构特点：1>.CA系列产品，以“A”型为基型，派生出几种变形产品。

B型：主轴孔径80mm，C型：主轴孔径104mm。

F型：液压仿形。

M型：精密型。

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、选择刀具：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、硬质合金锪钻,加工铸铁零件采用YG类硬质合金，粗加工用YG8，半精加工为YG6。

具体见工序卡。

六、切削用量的选择切削速度、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=πdn/1000(m/min)式中：d——工件待加工表面的直径（mm）n——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。