連接座機械加工工藝規(guī)程制訂及鉆孔夾具設計

1、 課 程 設 計 說 明 書題目：連接座機械加工工藝規(guī)程制定及鉆孔夾具設計二級學院年級專業(yè)學 號學生姓名指導教師 教師職稱 歡迎下載目 錄第一部分 緒論1第二部分 零件分析21、零件的功用分析22、零件的工藝分析2第三部分 機械加工工藝規(guī)程制訂41、生產(chǎn)類型42、毛坯制造形式43、選擇定位基準44、選擇加工方法45、制訂工藝路線56、確定加工余量及毛坯尺寸67、工序設計88、確定切削用量和基本時間10第四部分 專用機床夾具設計151、接受計劃任務、明確加工要求152、確定定位方案、選擇定位元件153、確定夾緊方案、設計夾緊機構(gòu)154、確定分度方案、設計分度裝置 165、確定導向方案和

2、選擇導向元件166、鉆模板結(jié)構(gòu)類型的確定167、夾具體的設計168、夾具精度分析179、繪制夾具裝配圖，標注有關尺寸及技術(shù)要求1710、夾具的使用說明，操作要領及特點17第五部分 總結(jié)19參 考 文 獻20第一部分 緒論機械制造工藝學課程設計是在我們對機械制造基礎和機械制造工藝學等進行學習以后進行的。這是對我們所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是我們在走進社會崗位前的一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在我們的大學課程學習中占有重要的地位。此次課程設計需要我們熟練掌握基礎課程知識以及充分了解專業(yè)學科知識，如應用軟件繪制零件圖、毛坯圖零件加工工藝路線的定制等。同時通過設計讓我們學會查詢各種專業(yè)

3、相關資料，有助于擴展我們的知識面。總的來說，就是要讓所學理論知識在實際設計過程中得到充分地利用，并不斷提高自己解決問題的能力。本次課程設計的任務之一是制訂連接座機械加工工藝規(guī)程。通過分析連接座從毛坯到成品的機械加工工藝過程，總結(jié)其結(jié)構(gòu)特點、主要加工表面，并制定相應的機械加工工藝規(guī)程。針對連接座零件的主要技術(shù)要求選擇適當?shù)膴A具進行裝夾以及設計鉆孔用的鉆床夾具。該零件的工藝過程包括車端面、車外圓、鏜內(nèi)孔、鉆孔、倒角、攻螺紋等工序，工藝范圍廣，難易程度適合于工藝課程設計的需要。歡迎下載第二部分 零件分析1、零件的功用分析該零件是離心式微電機水泵上的連接座，是用來連接水泵和電機的。左端125外圓與水泵

4、泵殼連接，水泵葉輪在100孔內(nèi)，通過4個M5螺釘固定；右端121外圓與電動機機座連接，40孔與軸承配合，通過3個螺栓固定，實現(xiàn)水泵與電動機的連接，從而起連接固定作用。2、零件的工藝分析下圖為連接座的零件圖，毛坯材料為鑄鋼，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力,要求耐磨的零件,通?？捎米鳈C座、泵體的連接座等。連接座共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：連接座零件圖（1）、右端面的加工表面：這一組加工表面包括：右端面121的外圓，粗糙度為3.2、6.3；外徑為50、內(nèi)徑為40的小凸臺，粗糙度為3.2，并帶有倒角；32的小凹槽，粗糙度為25；鉆17.5的通孔。其

5、工序采取先粗車半精車精車。其中17.5、40的孔或內(nèi)圓直接在車床上進行初鏜半精鏜，40的內(nèi)圓的半精鏜的基礎上再精鏜就可以了。（2）、左端的加工表面：這一組加工表面包括：左端面，125外圓，100內(nèi)圓，倒角，鉆通孔7，鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，100的內(nèi)圓孔有25的粗糙度要求。采用的工序可以是先粗車半精車精車。孔加工為鉆孔擴鉆擴孔。該零件上的主要加工面是40的孔125的外圓和121的的外圓。40孔的尺寸精度直接影響連接座與軸承的配合精度，125的尺寸精度直接影響連接座與水泵的接觸精度和密封性，121的尺寸精度直接影響連接座與電機的接觸精度和密封性。由參考文獻1中有關和孔加

6、工的經(jīng)濟加工精度及機床能達到的位置精度可知,上要求是可以達到的。零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。歸納如下表：加工表面表面粗糙度公差/精度等級加工方法右端面Ra12.5IT11以下粗車121外圓Ra3.2IT8IT10粗車-半精車小凸臺內(nèi)側(cè)40無IT11以下粗鏜-半精鏜精鏜小凸臺端面無IT11以下粗鏜17.5通孔R25IT11以下鉆孔-粗鏜3×7通孔Ra25IT11以下鉆通孔32的小凹槽R25IT11以下粗鏜左端面Ra6.3IT8IT10粗車-半精車125外圓Ra3.2IT8IT10粗車-半精車100的內(nèi)圓無IT11以下粗車半精車倒角無IT11以下粗車6×7通孔Ra25IT11以

7、下鉆通孔M5-7H螺紋孔無IT11以下鉆孔并攻絲第三部分 機械加工工藝規(guī)程制訂1、生產(chǎn)類型依設計任務書可知，該零件為中批量生產(chǎn)，采用通用機床進行加工。2、毛坯制造形式零件材料為鑄鋼，鑄件的特點是鑄造成形，其優(yōu)點之一是設計的靈活性，即設計人員對鑄件的形狀和尺寸有最大的設計選擇自由，特別是形狀復雜和中空截面的零件。其二，鑄鋼件冶金制造適應性和可應變性最強，可以選擇不同的化學成分和組織控制，適應各種不同工程的要求?？梢酝ㄟ^不同熱處理工藝在較大的范圍內(nèi)選擇力學性能和使用性能?？紤]到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄鋼，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠?？紤]到

8、零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鋼鑄造。3、選擇定位基準定位基準選擇是工藝規(guī)程制訂中的重要工作，它是工藝路線是否正確合理的前提。正確與合理的選擇定位基準，可以確保加工質(zhì)量、縮短工藝過程、簡化工藝裝備結(jié)構(gòu)與種類、提高生產(chǎn)率。 （1）精基準的選擇40孔既是裝配基準,又是設計基準,用它作精基準,能使加工遵循“基準重合”的原則.其余各面和孔的加工也能用它定位,這樣使工藝路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則. （2）粗基準的選擇選擇125的外圓和149凸耳的左側(cè)作粗基準,這樣保證各加工面均有加工余量,此外,還能保證定位準確,加緊可靠，在加工時最先進行機械加工的表面是精基準40孔和右端面,這時可用通用夾具三

9、爪自定心卡盤來裝夾,靠149凸耳的左側(cè)定位.4、選擇加工方法 （1）端面的加工該零件為回轉(zhuǎn)體，在這里選用車床，為減少使用機床的種類和裝夾次數(shù)，提高加工精度、生產(chǎn)效率，所以這里選擇車削的方式加工端面。 （2）外圓的加工連接座上外圓表面及外臺階面仍在車床上采取車削的方式進行加工。 （3）內(nèi)圓表面及內(nèi)臺階面的加工連接座個內(nèi)圓表面及內(nèi)臺階面應采用在車床上進行鏜削的方式加工。 （4）孔的加工通孔的加工 連接座上9個7的通孔應采取鉆床上鉆孔的方式進行加工。 盲孔的加工連接座上孔32應采取先鉆孔，再擴孔，最后鏜孔到要求的尺寸的方式進行加工。 （5）4×M5螺紋孔的加工連接座上4個M5螺紋孔應采取攻

10、螺紋的方式，先在鉆床上鉆4個4.5的基孔，再用絲錐攻絲，需要注意的是在攻絲前應設置一道倒角工序，以避免折斷絲錐，使攻螺紋順利進行。 （6）倒角、去毛刺等零件需要倒角的地方用車床加工，去毛刺用銼刀、砂紙等。5、制訂工藝路線 （1）工序順序安排 機械加工工序遵循“基準先行”原則，首先加工精基準40孔，遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排半精加工工序，遵循“先主后次”原則，先加工主要表面40孔、右端面、左端面、121外圓、125外圓、100內(nèi)圓，后加工次要表面各孔和倒角；遵循“先面后孔”原則，先加工連接座的右、左端面，后加工孔。輔助工序粗加工連接座兩端面和熱處理后，應安排校直處理工序；在半

11、精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該連接座的工序安排順序為：基準加工主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工。（2）確定工藝路線：工序05:粗車右端面定位基準：左端面鉆通孔16定位基準：主軸軸線粗鏜內(nèi)孔34定位基準：主軸軸線粗車右外圓123定位基準：右端面粗車小凸臺端面定位基準：右端面粗鏜內(nèi)孔17.5定位基準：主軸軸線工序10:半精鏜39.6mm定位基準：右端面工序15:粗車左端面定位基準：左端面粗車左外圓128定位基準：左端面粗鏜內(nèi)孔98定位基準：右端面工序20:精鏜內(nèi)孔40定位基準：右端面半精車右外圓121定位基準：右端面精鏜內(nèi)孔35定位基準：主軸

12、軸線工序25:半精車左端面定位基準：左端面半精鏜內(nèi)孔100定位基準：左端面半精車左外圓125定位基準：右端面工序30:鉆通孔3×7定位基準：主軸軸線工序35:鉆通孔6×7定位基準：主軸軸線鉆孔4×4.2定位基準：主軸軸線攻螺紋4×M5工序40:去毛刺、清洗、檢驗6、確定加工余量及毛坯尺寸 （1）零件表面粗糙度及機械加工余量等級，由零件圖可知，該連接座各加工表面的粗糙度Ra3.2。（2） 根據(jù)鑄件用砂型鑄造，材料為灰鑄鐵，其加工精度等級可取CT9，加工余量等級為G級。確定該鑄件的尺寸公差和機械加工余量見如下表：連接座機械加工余量及鑄造毛坯尺寸公差(mm)零

13、件尺寸單邊余量毛坯公差毛坯尺寸備注2.52.5130±1.25雙側(cè)加工3.51.833±0.9雙側(cè)加工2.52.5126±1.25側(cè)加工2.51.595±1.25雙側(cè)加工11.828±0.9單側(cè)加工毛坯簡圖7、工序設計（一）選擇加工設備與工藝裝備機床和工藝裝備的選擇應在滿足零件加工工藝的需求和可靠地保證零件加工質(zhì)量的前提下，與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應，并應優(yōu)先考慮采用標準化的工藝裝備和分析利用現(xiàn)有條件，以降低生產(chǎn)準備費用。選擇加工設備車端面、外圓，考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設計等問題,采用車床，選擇CA6140臥式車床。加工內(nèi)圓要用到內(nèi)

14、圓車刀，外圓用外圓車刀。加工17，32，40孔時同樣選擇CA6140臥式車床進行鉆孔、鏜孔，所以要用到鏜刀。加工3×7、6×7和4×M5使用搖臂鉆床ZQ3050×13，需要用到鉆頭，加工螺紋孔還需要使用絲錐，并需要用臺虎鉗夾緊，需要用到鉆頭。選擇夾具2連接座的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，可以選用高效的專用設備，所選用的夾具均為專用夾具選擇刀具粗車右端面和左端面都使用900偏頭端面可轉(zhuǎn)位車刀，粗車右端外圓及左側(cè)外圓則使用900偏頭外圓可轉(zhuǎn)位車刀。精加工時，只需把角度換成600相應車刀即可。選擇量具4×M5螺紋孔用塞規(guī)測量，孔用內(nèi)徑千分表測量，其他尺寸均

15、用游標卡尺測量。（二）確定工序尺寸由于工序尺寸是零件在加工時各工序應保證的加工尺寸，因此，正確地確定工序尺寸及其公差是工序設計的一項重要工作。工序尺寸的計算要根據(jù)零件圖上的設計尺寸、巳確定的各工序的加工余量及定位基準的轉(zhuǎn)換關系來進行。工序尺寸公差則按各工序加工方法的經(jīng)濟精度選定。工序尺寸及偏差標注在各工序的工序簡圖上，作為加工和檢驗的依據(jù)。對于各工序的定位基準與設計基準重合時的表面的多次加工，其工序尺寸的計算比較簡單，此時只要根據(jù)零件圖上的設計尺寸、各工序的加工余量、各工序所能達到的精度，由最后一道工序開始依次向前推算，直至毛坯為止，即可確定各工序尺寸及公差。1、121外圓及121外圓采用車削

16、加工，分為粗車和半精車。查手冊取半精加工余量為2，精度等級為h10；粗加工的加工余量取為3。詳細如下表：工序單邊余量工序尺寸Ra半精車0.5Ra3.2粗車2Ra6.3毛坯5Ra252、100內(nèi)圓在車床上用內(nèi)圓車刀加工，分為半精加工和粗加工。查手冊取半精加工余量為2，精度等級為H10；粗加工的加工余量取為3。詳細如下表：工序雙邊余量工序尺寸Ra半精車Ra3.2粗車2Ra6.3毛坯5Ra253、40孔作為其他加工表面的基準，精度要求較高，用鏜刀，分為粗加工，半精加工和精加工。查手冊取精加工余量為0.5，精度為H7;半精加工余量為2.5，精度等級為H10；粗加工的加工余量取為4，精度為H13。詳細結(jié)

17、果如下表：工序單邊余量工序尺寸Ra精鏜Ra3.2半精鏜2Ra6.3粗鏜5Ra15毛坯7Ra254、其他尺寸如，通過粗車和半精車右端面間接保證其精度要求，可通過尺寸鏈的知識對其計算。下面列出加工左右兩端面的工序尺寸：粗車右端面至76，加工余量為7；粗車左端面至71，加工余量為5；半精車右端面至69，加工余量為2,精度為.5、螺紋孔，鉆通孔3×7，鉆通孔6×7mm均用專用夾具裝夾加工，其位置公差由專用夾具的精度決定，尺寸公差要求不高。夾具設計具體討論，在此對這三者的加工不贅述。8、確定切削用量和基本時間 （一）工序05 工步1：粗車右端面至78mm取 f=1mm/r 則 工步2

18、：鉆通孔16mm 取 f=1mm/r 則 工步3：粗鏜內(nèi)孔34×29mm 取 f=0.7mm/r 則 工步4：粗車右外圓123×5mm 工步5：粗車小凸臺端面至20mm 工步6：粗鏜內(nèi)孔保17.5mm （二）工序10:半精鏜內(nèi)孔39.6×27mm 取 f=0.5mm/r 則 （三）工序15 工步1：粗車左端面至71mm 取 則 工步2：粗車左外圓128×9mm 工步3：粗車內(nèi)孔98×6.8mm （四）工序20： 工步1：精鏜內(nèi)孔40×16mm 取 f=0.5mm/r 則 工步2：半精車外圓121×5mm 工步3：精鏜內(nèi)孔35

19、×29mm 取 f=0.7mm/r 則 （五）工序25: 工步1：半精車左端面至69mm 取 f=0.5mm/r 則 工步2：半精鏜內(nèi)孔100長7mm 工步3：半精車外圓125長9mm （六）工序30：鉆通孔3×7mm 取 f=0.16mm/r 則 （七）工序35: 工步1：鉆通孔6×7mm 同工序六，則 工步2：鉆孔4×4.2mm深12mm 取 f=0.1mm/r 則 工步3：攻螺紋4-M5深10mm 取 f=0.1mm/r 則 工序40: 去毛刺、清洗、檢驗 第四部分 專用機床夾具設計1、接受計劃任務、明確加工要求本次設計為連接座鉆床專用夾具。以便在

20、加工過程中提高工作效率、保證加工質(zhì)量。本次夾具設計為加工6×7孔的加工設計專用夾具。專用夾具的特點：針對性強、結(jié)構(gòu)簡單、剛性好、容易操作、裝夾速度快、以及生產(chǎn)效率高和定位精度高；但是設計和制造周期長；產(chǎn)品更新?lián)Q代時往往不能繼續(xù)使用，適應性差；費用高等特點。2、確定定位方案、選擇定位元件為滿足基準重合要求，需要40孔軸線為定位基準。由零件圖可知，鉆×37孔時，必須限制六個自由度，選40孔為第一定位基準只限制4個自由度。這里再選已加工好的右端面為定位基準，外加一個V型塊，實現(xiàn)完全定位。因此定位元件就有平底座、芯軸及V型塊。3、確定夾緊方案、設計夾緊機構(gòu) 該孔的設計基準為中心軸，

21、故以回轉(zhuǎn)面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則；參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力之間的關系F夾KF 軸向力：F夾KF （N） 扭距： 在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù) 由資料機床夾具設計手冊查表可得： 切削力公式： 式中 查表得： 即：實際所需夾緊力：由參考文獻機床夾具設計手冊表 得： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻機床夾具設計手 冊表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用液壓泵螺旋夾緊機構(gòu)。 取， 夾緊時產(chǎn)生的夾緊力： 式中參數(shù)由參考文獻機床夾具設計手冊可查得：

22、 其中： 由機床夾具設計手冊表得：原動力計算公式： 由上述計算易得： 因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。 在此夾具中，只是為了防止工件在加工過程中的振動和轉(zhuǎn)動，因此采用壓板壓緊工件即可。為降低勞動強度，提高生產(chǎn)率，壓板用液壓泵控制。本次設計采用，卡夾、手柄、搖桿、偏心輪等的組合裝置進行夾緊。（夾緊機構(gòu)具體結(jié)構(gòu)如夾具裝配圖所示）4、確定分度方案、設計分度裝置  要加工的孔在同一圓周面內(nèi)，采用一平面鉆模板即可，無需分度裝置。5、確定導向方案和選擇導向元件 本次設計采用鉆套導向，既可以保證被加工孔的位置精度，同時還可以起到減少加工過程中的振動作用，而且可換鉆套的互換性好，磨損后可迅速更換，可

23、提高加工效率，可用于中批量生產(chǎn)，所以這里選用可換鉆套進行導向。6、鉆模板結(jié)構(gòu)類型的確定 要加工的孔在同一平面內(nèi)，為使用方便，只需一塊能覆蓋零件左側(cè)端面的矩形板便可7、夾具體的設計 根據(jù)零件的尺寸，設置兩個耳座間距為T形槽間距的整數(shù)倍，夾具總長400mm。8、夾具精度分析 該夾具以底面、側(cè)面為定位基準，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 孔與左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由參考文獻6互換性與技術(shù)測量表可知： ?。ㄖ械燃墸┘?：尺寸偏差為、 由11機床夾具設計手冊可得： 、定位誤差：定位尺寸公差，在加工

24、尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故 、夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： 、磨損造成的加工誤差：通常不超過 、夾具相對刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應尺寸公差的五分之一取。即 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 定位精度分析 定位誤差主要由基準不重合，基準位置誤差引起。DW=BC+JW 由于基準重合，不考慮BCJW=Td/2sin(/2) Td-工件外圓尺寸的公差 Td=0.025 a-V形塊的夾角 a=60 JW=0.025/2sin(30)=0.025 所以夾具能滿足零件加工精度的要求。9、繪制夾具裝配圖，標注有關尺寸及

25、技術(shù)要求 （1）、兩鉆套的軸線與夾具體的底面垂直度垂直度不能大于0.03mm 。 （2）、中心孔距誤差不能大于0.05mm。10、夾具的使用說明，操作要領及特點 使用夾具時，將要鉆孔的的零件從正視圖的側(cè)面平放入內(nèi)，通過已加工好的40孔和零件右端面為基準，再利用圖示中的16V型塊將零件完全定位；通過15手柄，帶動14連桿2，帶動4連桿1，使得8卡爪加緊零件；再通過11鉆套導向，既可以保證被加工孔的位置精度，同時還可以起到減少加工過程中的振動作用。加工完成后只需搖動15手柄，即可將8卡爪松開，零件便可順利從側(cè)面取出，十分方便。 該夾具既保證了加工的精確度，又加快了加工孔時的效率，大大的節(jié)省了生產(chǎn)時

26、間和成本。1底座； 2凸輪； 3彈簧； 4連桿1； 5M3螺釘；6M5螺釘； 7外殼； 8卡爪； 9零件； 10 鉆模； 11鉆套； 12圓錐銷； 13擋板； 14連桿2； 15手柄； 16V型塊。第五部分 總結(jié)機械制造工藝學課程設計是機械制造工藝學課程當中一個很重要的環(huán)節(jié)，我們平時上課就是按部就搬地學習，學的比較散、知識掌握得不是很牢固、沒有真正地聯(lián)系貫通和通過實踐檢驗過。此次設計課程將我們所學的知識系統(tǒng)地聯(lián)系起來，讓我們用自身所學的知識去處理實際生活中的問題，真正地做到“學以致用”。在2周的課程設計實踐里，我不僅鞏固了所學課程，比如機械制造工藝學，機械制造基礎，還讓我熟悉了機械加工工藝規(guī)程制訂的過程和各個環(huán)節(jié)之間應注意的問題，提高了我的動手能力和大局思維能力。在工序設計方面我們沒有經(jīng)驗，理論知識學的不夠牢固，在工序設計中難免會出現(xiàn)這樣那樣的問題，例如選擇加工