連接座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及相關(guān)工序的專用夾具設(shè)計(jì)

1、南通廣播電視大學(xué)機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：連接座 班 級： 09數(shù)控學(xué) 號： 090503351118姓 名： 劉 鵬指導(dǎo)老師： 陸麗麗2011年10月11日至2011年10月30日目 錄一任務(wù)書. 3二零件的工藝分析4三毛坯設(shè)計(jì)6四選擇加工方法，制定工藝路線8五工序設(shè)計(jì). 11六確定切削用量及基本時(shí)間. 12七夾具設(shè)計(jì).15八設(shè)計(jì)小結(jié)16九參考文獻(xiàn)16 一課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)“連接座”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及相關(guān)工序的專用夾 具內(nèi)容 ： 1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3.機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1張 4.夾具裝配圖 1張 5.夾具體零件圖 1張 6.課程設(shè)計(jì)說明書 1

2、份二零件的工藝性分析零件的三維圖如下：零件的實(shí)際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。 由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。連接座共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：1左端(大的一端)的加工表面： 這一組加工表面包括：左端面，1250外圓，100內(nèi)圓，倒角，鉆通孔7，鉆孔并攻絲M5。這一部份只有外端面有6.3的粗糙度要求， 1250-0.025外圓面有3.2的粗糙度要求。其要求并不很高，粗車后半精車或精車就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達(dá)

3、到要求。2.右端面的加工表面： 這一組加工表面包括：右端面，粗糙度為12.5；121h7的外圓，粗糙度為3.2、6.3；外徑為50、內(nèi)徑為40的小凸臺(tái)，內(nèi)徑圓面粗糙度為3.2，內(nèi)外徑端面為25，并帶有倒角；32的小凹槽，粗糙度為25；17.5的中心通孔，粗糙度為25；鉆 7通孔。這些要求，粗車后半精車或精車就可以達(dá)到精度要求。其中，17.5、40的孔或內(nèi)圓直接在車床上鏜孔就行了。其具體過程如下表：加工表面表面粗糙度公差/精度等級加工方法左端面Ra6.3IT8IT10車削-半精車1250-0.025外圓Ra3.2IT8IT10粗車-半精車100內(nèi)圓無IT11以下粗鏜倒角無IT11以下粗車左7通孔

4、無IT11以下鉆通孔M5-7H螺紋孔無IT11以下鉆孔并攻絲右端面Ra12.5IT9IT11車削-半精車121h7外圓Ra3.2IT8IT10粗車-半精車小凸臺(tái)內(nèi)側(cè)40無IT11以下粗鏜-半精鏜小凸臺(tái)端面Ra25IT11以下銑削17.5中心孔R(shí)a25IT11以下粗鏜右7通孔無IT11以下鉆通孔32的小凹槽Ra25IT11以下粗鏜三毛坯設(shè)計(jì)1、毛坯的選擇毛坯種類的選擇決定與零件的實(shí)際作用，材料，形狀，所受載荷，生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性。毛坯的制造方法主要有：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鑄件，但從經(jīng)濟(jì)方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣

5、不僅浪費(fèi)材料，而且還增加機(jī)床，刀具及能源等消耗，而鑄件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強(qiáng)度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。 該零件材料為HT200，考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。2、確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差（1）求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓的尺寸，最大直徑149mm，高69mm。（2）選擇鑄件公差等級查手冊鑄造方法按手工造型，鑄件材料按灰鑄鐵，得鑄件公差等級為812級取為11級。（3）求鑄件尺寸公差公差帶相對于基本尺寸對稱分布。（4）求機(jī)械加工余量等級查手冊鑄造方法按手工造型、鑄件材料為HT200得機(jī)械加工余量等級E-G級選擇F級。3、確定機(jī)械加工余量

6、 根據(jù)鑄件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜程度，取鑄件加工表面的單邊余量為5mm，。4、確定毛坯尺寸上面查得的加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度Ra1.6 。Ra1.6 的表面，余量要適當(dāng)加大。分析本零件，加工表面Ra1.6 ，因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查的余量即可。采用兩箱砂型鑄造毛坯。由于大的孔需鑄造出來，故需要安放型心。鑄造后應(yīng)安排人工進(jìn)行時(shí)效處理。以消除殘余應(yīng)力。5、確定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根據(jù)鑄件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復(fù)雜系數(shù)查手冊得，本零件毛坯尺寸允許偏差見下表：毛坯尺寸允許公差/mm鑄件尺寸偏差參考資料1491.3機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊791.36、設(shè)計(jì)毛坯圖（1）

7、 確定拔模斜度 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊查出拔模斜度為5度。（2） 確定分型面 由于毛坯形狀前后對稱，且最大截面在回轉(zhuǎn)截面，為了起模及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯(cuò)移所以選前后對稱的中截面（回轉(zhuǎn)截面）為分型面。（3） 毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，在鑄件取出后要做時(shí)效處理。該零件的毛坯圖:（參見相應(yīng)的圖紙）四選擇加工方法，擬定工藝路線1粗基面的選擇粗基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要設(shè)計(jì)之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會(huì)問題百出，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。2精基面的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。選擇加工表

8、面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。3.制定機(jī)械加工工藝路線：方案一：工序一：1.粗車右端面，2.車外圓121，3. 車右臺(tái)階面,4. 粗鏜40.工序二：1.粗車左端面，2.粗鏜100H7，3.車臺(tái)階面，4.車外圓125工序三：1.半精鏜40,2.半精車外圓1213.半精車右臺(tái)階面4.半精車右端面工序四：1.半精鏜100H72.半精鏜100H7臺(tái)階面3.半精車左端面4.半精車外圓1255.半精車100H7倒角工序五：粗銑50端面 工序六：粗車40端面倒角工序七：鉆孔到10

9、擴(kuò)孔到17.4工序八：鏜孔至17.5 工序九：鏜孔32工序十：在6個(gè)工位上鉆孔7工序十一：在3個(gè)工位上鉆孔7工序十二：在4個(gè)工位上鉆孔4.5 攻螺紋4M5方案二：工藝路線二：工序一1. 粗車右端面2. 粗車外圓121及階面工序二1. 粗車左端面2. 粗車外圓125及階面3. 粗鏜內(nèi)孔1004. 半精車左端面5. 半精車外圓125及階面6. 半精鏜內(nèi)孔1007. 車100的端面倒角8. 鉆16的中心通孔工序三1粗銑50的端面工序四1. 半精車右端面2. 半精車外圓121及階面3 粗鏜內(nèi)孔324 粗鏜內(nèi)孔405 粗鏜內(nèi)孔17.56 半精鏜內(nèi)孔407 車40的端面倒角工序五1. 鉆通孔372. 工序

10、六3. 鉆通孔67工序七1.鉆孔44.134深122.攻螺紋4-M5深1兩種工藝路線比較：上述兩個(gè)工藝路線， 第一條工藝路線做得比較精細(xì)，每一道工序都安排的很到位，適合中大批量生產(chǎn)；第二條工藝路線比較籠統(tǒng)，工序較少，基本上可以達(dá)到精度要求，半精車(鏜)就可以達(dá)到目的 ，適合小量生產(chǎn)。依照中大批量生產(chǎn)的要求，這里選擇第一種方案。五工序設(shè)計(jì)江南大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱支架零件名稱共1頁第1頁材料牌號HT200毛胚種類鑄件毛胚外形尺寸158*71.5每毛胚可制件數(shù)1每臺(tái)件數(shù)1工序號工 序 名 稱工序內(nèi)容車間設(shè)備工藝裝備工 時(shí)準(zhǔn)終單件0毛胚10粗車粗車右端面

11、，粗鏜40，32車工CA61401.三爪卡盤，車刀，鏜刀，游標(biāo)卡尺20粗車粗車大端面車工CA61401.三爪卡盤，車刀，游標(biāo)卡尺30半精車半精鏜40，32車工CA6140半精車右端面1.三爪卡盤，車刀，鏜刀，游標(biāo)卡尺40半精車半精車大端面車工CA61401.三爪卡盤，車刀，游標(biāo)卡尺50精車精車右端面，精鏜40，32車工CA61401.三爪卡盤，車刀，游標(biāo)卡尺60精車精車大端面車工80鉆鉆孔17.4金工Z515鉆夾具，游標(biāo)卡尺，麻花鉆90鏜精鏜孔至17.5金工Z515鉆夾具，游標(biāo)卡尺，麻花鉆91鉆在6個(gè)工位上鉆孔7金工CA6140專用夾具，游標(biāo)卡尺，麻花鉆92鉆在4個(gè)工位上鉆孔4.5，攻螺紋4M

12、5金工Z515專用夾具，游標(biāo)卡尺，麻花鉆93熱處理局部淬火熱處理94檢終檢六確定切削用量及基本時(shí)間加工設(shè)備及刀具、夾具、量具的選擇因加工的零件不是很復(fù)雜，加工任務(wù)及精度能夠在通用機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。1、選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床：由于本零件加工精度不高，普通機(jī)床就可以達(dá)到加工要求。因此我們選用最常用的機(jī)床：車床用CA6140,鉆床用Z5125A。下面是這兩臺(tái)機(jī)床的具體資料：1.車床用CA6140本系列車床適用于車削內(nèi)外圓柱面，內(nèi)錐面及其它旋

13、轉(zhuǎn)面。車削各種公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋，并能進(jìn)行鉆孔和拉油槽等工作。CA6140 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1.CA系列產(chǎn)品，以“A”型為基型，派生出幾種變形產(chǎn)品。B型：主軸孔徑80mm，C型：主軸孔徑104mm。F型：液壓仿形。M型：精密型。 2.床身寬于一般車床，具有較高的剛度，導(dǎo)軌面經(jīng)中頻淬火，經(jīng)久耐磨。 3.機(jī)床操作靈便集中，滑板設(shè)有快移機(jī)構(gòu)。采用單手柄形象化操作，宜人性好。 4.機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度與傳動(dòng)剛度均高于一般車床，功率利用率高，適于強(qiáng)力高速切削。主軸孔徑大，可選用附件齊全。2.鉆床用Z525A產(chǎn)品說明：型號Z525A最大鉆孔直徑25mm主軸最大進(jìn)給抗力8829N主軸最大扭距160Nm主電機(jī)功率

14、2.8kw主軸轉(zhuǎn)速9(級)50-2000r主軸箱行程(手動(dòng))200mm工作臺(tái)行程310mm工作臺(tái)尺寸400550mm2、選擇刀具：選用硬質(zhì)合金銑刀，硬質(zhì)合金鉆頭，硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆、硬質(zhì)合金鉸刀、硬質(zhì)合金锪鉆,加工鑄鐵零件采用YG類硬質(zhì)合金，粗加工用YG8，半精加工為YG6。具體見工序卡。3 選擇量具主要的量具：游標(biāo)卡尺切削用量選擇切削速度、進(jìn)給量和切削深度三者稱為切削用量。它們是影響工件加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要因素。 車削時(shí)，工件加工表面最大直徑處的線速度稱為切削速度，以v(m/min)表示。其計(jì)算公式： v=dn/1000(m/min) 式中：d工件待加工表面的直徑（mm） n車床主軸每分鐘的

15、轉(zhuǎn)速（r/min） 工件每轉(zhuǎn)一周，車刀所移動(dòng)的距離，稱為進(jìn)給量，以f(mm/r)表示；車刀每一次切去的金屬層的厚度，稱為切削深度，以ap(mm)表示。 為了保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，零件加工應(yīng)分階段，中等精度的零件，一般按粗車一精車的方案進(jìn)行。 粗車的目的是盡快地從毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形狀和尺寸。粗車以提高生產(chǎn)率為主，在生產(chǎn)中加大切削深度，對提高生產(chǎn)率最有利，其次適當(dāng)加大進(jìn)給量，而采用中等或中等偏低的切削速度。使用高速鋼車刀進(jìn)行粗車的切削用量推薦如下：切削深度ap=0.81.5mm，進(jìn)給量f=0.20.3mm/r，切削速度v取3050m/min(切鋼)。 粗車鑄、鍛件毛

16、坯時(shí)，因工件表面有硬皮，為保護(hù)刀尖，應(yīng)先車端面或倒角，第一次切深應(yīng)大于硬皮厚度。若工件夾持的長度較短或表面凸不平，切削用量則不宜過大。 粗車應(yīng)留有0.51mm作為精車余量。粗車后的精度為IT14-IT11,表面粗糙度Ra值一般為12.56.3m。 精車的目的是保證零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生產(chǎn)率應(yīng)在此前提下盡可能提高。一般精車的精度為IT8IT7，表面粗糙度值Ra=3.20.8m,所以精車是以提高工件的加工質(zhì)量為主。切削用量應(yīng)選用較小的切削深度ap=0.10.3mm和較小的進(jìn)給量f=0.050.2mm/r，切削速度可取大些。 精車的另一個(gè)突出的問題是保證加工表面的粗糙度的要求。減上表面粗

17、糙度Ra值的主要措施有如下幾點(diǎn)。 （1）合理選用切削用量。選用較小的切削深度ap和進(jìn)給量f,可減小殘留面積，使Ra值減小。 （2）適當(dāng)減小副偏角Kr,或刀尖磨有小圓弧，以減小殘留面積，使Ra值減小。 （3）適當(dāng)加大前角0，將刀刃磨得更為鋒利。 （4）用油后加機(jī)油打磨車刀的前、后刀面，使其Ra值達(dá)到0.20.1m,可有效減小工件表面的Ra值。 （5）合理使用切削液，也有助于減小加工表面粗糙度Ra值。低速精車使用乳化液或機(jī)油；若用低速精車鑄鐵應(yīng)使用煤油，高速精車鋼件和較高切速精車鑄鐵件，一般不使用切削液。基本時(shí)間的確定工時(shí)定額是指完成零件加工的就一個(gè)工序的時(shí)間定額其中：是指但見時(shí)間定額 是指基本時(shí)

18、間（機(jī)動(dòng)時(shí)間），通過計(jì)算求得 是指輔助時(shí)間，一般?。?520）%；與和稱為作業(yè)時(shí)間 是指布置工作時(shí)間，一般按作業(yè)時(shí)間的（27）%估算 是指休息及生理需要時(shí)間，一般按作業(yè)時(shí)間（24）%估算 是準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間，大量生產(chǎn)時(shí)，準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間忽略不計(jì) N是指一批零件的個(gè)數(shù)七夾具設(shè)計(jì)1.確定設(shè)計(jì)方案（4） 該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；（5） 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力夾與切削力之間的關(guān)系夾（6） 軸向力：夾 （N）（7） 扭矩：（8）（9） Nm（10） 在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)（11） 夾緊力：在此夾具中，只是為了防止工件在加工過程中的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，因此采用壓板壓緊工件即可。為降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，壓板用液壓泵控制。2.定位精度分析定位誤差主要由基準(zhǔn)不重合，基準(zhǔn)位置誤差引起。DW=BC+JW由于基準(zhǔn)重合，不考慮BCJW=Td/2sin(/2)Td-工件外圓尺寸的公差 Td