机械制造工艺学课程设计连接座零件的机械加工工艺规程及钻3x7的孔工序的专用机床夹具全套图纸

全套完整版，加153893706课程设计设 计 题 目： 连接座夹具设计 系部： 机电工程系 专 业： 机械设计及其自动化 学 生 姓 名： 班 级：机械三班学号 同 组 者：指导教师姓名：职称 教授 最终评定成绩： 长沙学院教务处 二一一年二月制机械制造技术基础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 钻3x7的孔 工序的专用机床夹具。设计要求：熟练使用计算机辅助(软件自选)，独立完成（1） 毛坯图、零件毛坯合图各一张(3或4号图CAD出图，手工图为2号)（2） 关键工序机械加工工艺规程卡片一张(4号图，CAPP出图)（3） 指定工序夹具装配图一张(2或3号图，CAD出图可拼接)（4） 夹具部分零件图12张(图幅自定)（5） 设计说明书(一份，10页，正文五号字，含插图)（6） 夹具3D装配效果图一张(3或4号图，可渲染)以上均需输出，以书面交设计资料，保留软盘待查。原始资料：零件图样，生产纲领，每月班次、生产条件等。班级 机本3班 学生 指导教师 2012年 06 月 29 摘要夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。一个好的夹具设计能提高加工任务的效率和零件加工质量。我们的课程设计任务是加工连接座孔，该零件用来连接水泵和电机的，零件的左端125外圆和水泵壳相连，水泵叶轮通过4个螺钉固定在的孔内；零件的右端121的外圆通过3个螺栓固定和电动机机座相连，零件上40孔是用来和轴承配合的。该零件就是这样实现水泵和电动机的连接，起到连接和固定作用。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125外圆与水泵泵壳连接，水泵叶轮在孔内，通过4个螺钉固定;右端121外圆与电动机机座连接,40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我的设计任务是设计加工3x7的孔的专用夹具。我的定位原理采用的是一面两孔的，用零件上加工好的2个7的孔定位，用一个圆柱销和一个菱形销和两孔孔配合，用以加工好的125端面作为面定位。从而限制了工件的6个自由度，用夹紧机构夹住工件，用三个钻套对零件加工。关键词：连接座 ,夹具,钻模夹具目录摘要第一部分 连接座加工工艺规程 第1章 零件分析1 1.1 零件的生产纲领2 1.2 零件的作用2第2章 零件的工艺分析4第3章 毛坯尺寸的设计53.1毛坯选择53.2确定加工余量和毛坯尺寸53.3分析铸造零件公差等级53.4确定加工余量63.5确定毛坯尺寸63.6毛坯图7第4章 选择加工方法和拟定工艺路线84.1定位基准的选择84.2制定工艺路线9第5章 加工的设备和刀具的选择105.1加工设备选择105.2刀具选择11第6章 确立切削用量及基本工时126.1工序车削切削用量126.2工序钻3X7孔切削用量及基本时间的确定136.2.1钻孔切削用量136.2.2确定进给量136.2.3确定切削速度136.2.4确定基本工时14第二部分 夹具设计 第7章 夹具体总体设计15 7.1夹具总体设计157.2定位基准的选择及定位原理16 7.3夹具定位误差分析16 7.4确定夹紧机构17设计心得18参考文献19附录一.工序卡二.工艺过程卡第1章 零件分析1.1零件的生产纲领依据设计要求Q=6000件/年，结合生产实际，由公式可得N=Qn（1+）（1+） （1-1）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 备品率 废品率图1.1 连接座三维图图1.2 连接座图备品率=10%和废品率=1%分别取和代入公式得该工件的生产纲领 N=6666件/年1.2 零件的作用该零件用来连接水泵和电机的，零件的左端125外圆和水泵壳相连，水泵叶轮通过4个螺钉固定在的孔内；零件的右端121的外圆通过3个螺栓固定和电动机机座相连，零件上40孔是用来和轴承配合的。该零件就是这样实现水泵和电动机的连接，起到连接和固定作用。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125外圆与水泵泵壳连接，水泵叶轮在孔内，通过4个螺钉固定;右端121外圆与电动机机座连接,40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。第2章 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： 右端面的加工表面工艺要求： 此处已删除 其具体过程如下表：表2.1加工表面表面粗糙度公差/精度等级加工方法M5-7H螺纹孔无IT11以下钻孔并攻丝121外圆Ra3.2IT7粗车-半精车-精车1250-0.025外圆Ra6.3IT6粗车-半精车-精车17.5中心孔无IT11以下钻孔-粗镗半精镗32的小凹槽Ra25IT11以下粗镗的内圆Ra25IT7粗镗半精镗精镗倒角无IT11以下粗车小凸台端面Ra25IT11以下粗车小凸台内侧40Ra3.2IT6粗镗-半精镗-精镗右端面Ra6.3IT11以下粗车-半精车右端面7通孔无IT11以下钻通孔左7通孔 无IT11以下钻通孔左端面Ra6.3IT8IT10粗车-半精车 第3章 毛坯尺寸的设计3.1毛坯选择对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。而对于若干个不加工表面的工件,则应以 与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准,根据这个原则,现在取78为粗基准,利用三爪卡盘 作为加工A面的定位基准,限制6个自由度,达到完全定位。3.2确定加工余量和毛坯尺寸根据零件的材料，推荐用型材或铸件，但从经济方面着想，型材中的棒料，加工余量太大，浪费材料，增加机床的损耗，刀具及能源等消耗，而铸件具有较高的抗拉、抗扭强度，冲击韧性好，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，所以选择灰铸铁铸造。3.3分析铸造零件公差等级查手册铸造方法按金属型浇铸，铸件材料按灰铸铁，得铸件公差等级为1112级。3.4确定加工余量以单边端面的加工余量确定为例表3.1工序名称工序余量工序经济精度工序尺寸工序尺寸以公差和Ra精车0.5IT76969 Ra=1.6m半精车1.5IT869+0.5=69.569.5Ra=3.2精车0.5IT1069.5+1.5=7171Ra=12.5m毛坯IT1171+5=7676 Ra=25m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。3.5确定毛坯尺寸依照上面个的余量计算方法可以的出零件的毛坯尺寸，他们的加工面粗糙度大于1.5，而小于1.6的加工表面，余量要适当增大。该零件年生产6000件，故生产类型为大批量，查表采用两箱砂型铸造毛坯。零件的所有孔不必铸造，是通过加工出来的，所以铸造不要安放型心。为了消除零件的残余应力，再铸造完会应该对零件进行时效处理。3.6 毛坯图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。为消除残余应力，铸造后应安排人工进行时效处理，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。 图3.1毛坯图第4章 选择加工方法和拟定工艺路线4.1定位基准的选择精基准的选择要遵循基准重合原则，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:因为40孔要和轴承配合，配合精度高，故40孔是装配基准,又是设计基准,用它作精基准,加工符合“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125的外圆和149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，在加工时首先用通用夹具三爪自定心卡盘来夹装零件，加工精基准40，后面的加工，用精基准40来做定位基准。4.2制定工艺路线工序1：沙型铸造，进行人工时效处理，涂漆。工序2：粗车右端面至78，粗车右端外圆1257，钻通孔16，粗镗内孔3829。工序3：粗车小凸台端面至65，粗车左端面至73，车左端外圆12811。工序4：粗镗内孔989, 半精车右端外圆面121.55.5， 半精镗内孔3927.5。工序5：半精镗内孔3927.5，半精镗内孔3228，半精镗内孔17。工序6：半精车左端面至70，半精车左端外圆125.59.5，半精镗内孔1007.5。工序7：精车右端面至69.5，精车左端外圆1259，精镗内孔1007。工序8：攻螺纹4M5,深10钻通孔67,钻孔494.2, 深12钻通孔37。工序9：去毛刺，检验，入库。第5章 加工的设备和刀具的选择5.1加工设备选择车床CA6140本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。具体数据如下床身上最大工件回转直径 400mm中滑板上最大工件回转直径210mm工件最大长度（四种规格） 750；1000；1500；2000m主轴中心高度205mm主轴内孔直径 48mm主轴前端锥孔的锥度 莫氏6号锥主轴 正转（24级） 101400r/min反转（12级） 141580r/min车削螺纹范围普通螺纹螺距（44） 1192mm英制螺纹螺距（20） 224牙/英寸模数螺纹 （39）0.2548mm径节螺纹 （37） 196牙/英寸进给量 纵向 6一般进给量 0.081.59mm/小进给量 0.0280.054mm/r加大进给量 1.716.33mm/r一般进给量 0.040.79mm/r小进给量 0.0140.027mm/r加大进给量 0.863.16mm/r主电动机功率/转速 7.5KW 1450r/min快速电动机功率/转速 250KW 2800r/min 尾座顶尖套锥孔锥度 莫氏5号机床工作精度 0.0020.005mm精车端面平面度 0.0050.01mm表面粗糙度 Ra 3.20.8m摇臂钻床 Z3025机床性能:机械加紧,机械变速,自动升降,自动进刀,定程切削.机床主要技术参数如下：最大钻孔直径: 80mm 主轴中心线至立柱母线距离： 500-2500mm主轴端面至底座工作面距离： 550-1800mm主轴行程: 450mm 主轴锥孔: 莫氏6号主轴箱水平移动距离: 2000mm 主电机功率: 4kw 主轴转速范围： 16-1250r/min升降电机功率: 7.5kw 净重: 11000kg机床外形尺寸： 36000*1400*3223mm5.2刀具选择根据加工要求，选用硬质合金刀，硬质合金钻头，硬质合金锪钻。由于零件材料为灰铸铁，故采用钨钴类硬质合金钢YG8.第6章 确定切削用量及基本工时6.1工序车削切削用量切削用量包括：切削速度，进给量和切削速度。他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， 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。 对铸件毛坯进行粗车加工，由于工件表面有硬皮，为了保护刀具，首先车端面和倒角，切削深度应大于硬皮厚度。如果工件被夹持的部分短或者表面凹凸不平的话，切削用量应该较小。粗车后的精度能达到IT11-IT14，表面粗糙度为12.5-6.3m。粗车此处已删除 其中 为切削速度 f 为进给量 为切削深度以粗车1255外圆及其右端面为例：由文献【2】中的表13-14查的为2mm，f为0.3r/mm。在由参考文献【2】表4.3-1查的CA6140车床的转速为400 r/min，在由=计算出实际切削速度v=45.2m/s。6.2工序钻3X7孔切削用量及基本工时6.2.1钻孔切削用量本工序为钻37。切屑用量为3.5mm。6.2.2确定进给量本工序为钻孔，钻孔使用直柄麻花钻(GB/T6135.3-1996)，根据2.32钻头的直径为d0=11.00,HBS200,根据2.7，f=0.051.6，根据2.32，选取Z3025钻床的主轴进给量为f=1.00。6.2.3 确定切削速度此处已删除 (6-6)则根据2.32,取 n=250 r/min实际 (6-7)6.2.4确定基本工时间根据2.32, (6-8)取,，。第7章 夹具体总体设计7.1夹具总体设计本夹具具体以加工4XM5螺纹工序专用夹具的设计进行说明，夹具为专用夹具，其他具体见工序卡。（夹具装配图） 图7.1 夹具装配图7.2定位基准的选择及定位原理由于孔40已经精加工过了且工件的大部分基准都以40作为定位基准，所以以40作为周向定位基准，同时以121的端面作为定位基准。此设计采用的是一面两孔定位，以125的端面作为一面的定位，2个7的孔用定位销定位，这样工件就实现了完全定位。 图7.2定位原理图7.3夹具定位误差分析(1) 工序基准为两孔中心连线，与定位基准一致，不存在基准不重合误差。下面计算基准位置误差。下图中画出了工件两孔中心连线O1O2与夹具上两销中心连线O1O2偏移的情况。当两孔直径为最大，而两销直径为最小时，可能出现的最大偏移角为：此处已删除0.1mm。又定位端面都已加工过，其基准位置误差可近似为等于零，故定位误差为：7.4确定夹紧机构 图7.4夹紧机构图 设计心得经过两周的艰苦奋斗，我们的夹具课程设计终于结束了。在这一次号称史上最难的课程设计上，我从一开始对设计没有概念，到后来逐渐明白夹具的设计知识，设计方向慢慢明确起来。在这一过程中，我学到了很多的东西，总结出来有一下几点：1. 这次课程设计是一个系统工程。它要求我所对以前的大部分专业课进行一次重新的复习、学习。例如机械制图、互换性与技术测量基础、机械原理、机械设计等，对大学学的专业知识全面的温习了一次。2.在这次设计中，我从老师那里学到了，搞设计不能随意设计，不能脱离书本，很多理论中很好的设计，在实际情况下不一定就能实现。在学习的过程中，要更加注重知识的全面性 ，这样才能设计出合理的夹具。3.设计不是一两次就能设计好的，搞设计需要耐心，好的设计是一蹴而就的，而是在无数次修改中改出来的。最后要衷心感谢张志强老师的精心指导,通过本次机械制造工艺学的夹具设计的课程设计，使我对这门课程有了更加全新的认识。对于即将毕业的大三学生，这次设计是给予我们历练的机会，好让我们在大四的毕业设计少走弯路，以及在以后的工作上给我们带来了丰富的经验。 参考文献【1】 李昌年. 机床夹具设计与制造M.机械工业出版社,2007.【2】 李益民.机械制造工艺设计简明手册M.机械工业出版社,1999.【3】 艾兴,肖诗纲.切削用量简明手册第三版M.机械工业出版社,2007.【4】 孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具M.冶金工业出版社,2002.【5】机械制造工艺学 郑修本主编 北京 机械工业出版社 1999【6】机械加工工艺师手册 杨叔子 主编 北京 机械工业出版社 2003