连接座机械加工工艺规程制订及专用夹具设计

机械制造工艺学课程设计计算说明书设计题目：连接座机械加工工艺规程制订及钻孔6×Φ7专用夹具设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：10级机制本科（3）班姓名：王浦舟学号：1001210307指导老师：李玉平完成日期：2012年12月28日新余学院机械制造工艺学课程设计——连接座机械加工工艺规程制订及专用夹具设计-2-目录一、任务书…………………………………………………………………………3二、序言……………………………………………………………………………3三、零件分析………………………………………………………………………41、零件的功用分析……………………………………………………………42、零件的工艺分析……………………………………………………………4四、机械加工工艺规程制定………………………………………………………61、生产类型……………………………………………………………………62、毛胚制造形式………………………………………………………………63、选择定位基准………………………………………………………………64、选择加工方法………………………………………………………………75、制订工艺路线………………………………………………………………76、确定加工余量及毛胚尺寸…………………………………………………87、工序设计……………………………………………………………………98、确定切削用量和基本时间…………………………………………………11五、专用机床夹具设计……………………………………………………………181、接受计划任务、明确加工要求……………………………………………182、确定定位方案、选择定位元件……………………………………………183、确定夹紧方案、设计夹紧机构……………………………………………194、确定导向方案和选择导向元件……………………………………………195、钻模板结构类型的确定……………………………………………………196、夹具体的设计………………………………………………………………197、夹具精度分析………………………………………………………………208、绘制夹具装配图，标注有关尺寸及技术要求……………………………20致谢………………………………………………………………………………21参考文献…………………………………………………………………………22机械制造工艺学课程设计——连接座机械加工工艺规程制订及专用夹具设计-3-一、设计任务设计课题：接座机械加工工艺规程制定及钻孔6×Φ7专用夹具设计如图所示是连接座简图。毛坯材料为HT200。中批量生产，采用通用机床进行加工。试完成该零件的机械加工工艺设计及加工6-Φ7孔钻床夹具设计。二、序言机械制造工艺学课程设计是在我们对《机械制造基础》和《机械制造工艺学等》进行学习以后进行的。这是对我们所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会岗位前的一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学课程学习中占有重要的地位。此次课程设计需要我们熟练掌握基础课程知识以及充分了解专业学科知识，如应用软件绘制零件图、毛坯图零件加工工艺路线的定制等。同时通过设计让我们学会查询各种专业相关资料，有助于扩展我们的知识面。总的来说，就是要让所学理论知识在实际设计过程中得到充分地利用，并不断提高自己解决问题的能力。本次课程设计的任务之一是制订连接座机械加工工艺规程。通过分析连接座从毛坯到成品的机械加工工艺过程，总结其结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程。针对连接座零件的主要技术要求选择适当的夹具进行装夹以及设计钻孔用的钻床夹具。该零件的工艺过程包括车端面、车外圆、镗内孔、钻孔、倒角、攻螺纹等工序，工艺范围广，难易程度适合于工艺课程设计的需要。本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次课程设计达到了综合应用基本理论知识，解决实际生产问题的目的。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足之处，望老师给予指教。机械制造工艺学课程设计——连接座机械加工工艺规程制订及专用夹具设计-4-三、零件分析1、零件的功用分析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M5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。2、零件的工艺分析下图为连接座的零件图，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：连接座零件图机械制造工艺学课程设计——连接座机械加工工艺规程制订及专用夹具设计-5-1、右端面的加工表面：这一组加工表面包括：右端面Φ121的外圆，粗糙度为3.2、6.3；外径为Φ50、内径为Φ40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的通孔。其工序采取先粗车——半精车——精车。其中Φ17.5、Φ40的孔或内圆直接在车床上进行初镗——半精镗，Φ40的内圆的半精镗的基础上再精镗就可以了。2、左端的加工表面：这一组加工表面包括：左端面，Φ125外圆，Φ100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的孔Φ125的外圆和Φ121的的外圆。Φ40孔的尺寸精度直接影响连接座与轴承的配合精度，Φ125的尺寸精度直接影响连接座与水泵的接触精度和密封性，Φ121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【1】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。归纳如下表：加工表面表面粗糙度公差/精度等级加工方法右端面Ra12.5IT11以下粗车Φ121外圆Ra3.2IT8～IT10粗车-半精车小凸台内侧Φ40无IT11以下粗镗-半精镗—精镗小凸台端面无IT11以下粗镗Φ17.5通孔R25IT11以下钻孔-粗镗3×Φ7通孔Ra25IT11以下钻通孔Φ32的小凹槽R25IT11以下粗镗左端面Ra6.3IT8～IT10粗车-半精车Φ125外圆Ra3.2IT8～IT10粗车-半精车Φ100的内圆无IT11以下粗车—半精车倒角无IT11以下粗车6×Φ7通孔Ra25IT11以下钻通孔M5-7H螺纹孔无IT11以下钻孔并攻丝机械制造工艺学课程设计——连接座机械加工工艺规程制订及专用夹具设计-6-四、机械加工工艺规程制定1、生产类型依设计任务可知，产品的年产量为4000台/年，每台产品中该零件数量为1件/台；结合生产实际，备品率和废品率分别取8%和1%，由公式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废品率零件年生产量为N=4000台/年(1+8%)(1+1%)=4360件/年该连接座质量约为3kg，连接座属于轻型零件。查教材知，该连接座的生产为中批生产,选用砂型铸造。2、毛胚制造形式零件材料为HT200，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。3、选择定位基准定位基准选择是工艺规程制订中的重要工作，它是工艺路线是否正确合理的前提。正确与合理的选择定位基准，可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化工艺装备结构与种类、提高生产率。（1）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.（2）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.机械制造工艺学课程设计——连接座机械加工工艺规程制订及专用夹具设计-7-4、选择加工方法（1）端面的加工该零件为回转体，在这里选用车床，为减少使用机床的种类和装夹次数，提高加工精度、生产效率，所以这里选择车削的方式加工端面。（2）外圆的加工连接座上外圆表面及外台阶面仍在车床上采取车削的方式进行加工。（3）内圆表面及内台阶面的加工连接座个内圆表面及内台阶面应采用在车床上进行镗削的方式加工。（4）孔的加工①通孔的加工连接座上9个Φ7的通孔应采取钻床上钻孔的方式进行加工。②盲孔的加工连接座上孔Φ32应采取先钻孔，再扩孔，最后镗孔到要求的尺寸的方式进行加工。（5）4×M5螺纹孔的加工连接座上4个M5螺纹孔应采取攻螺纹的方式，先在钻床上钻4个Φ4.5的基孔，再用丝锥攻丝，需要注意的是在攻丝前应设置一道倒角工序，以避免折断丝锥，使攻螺纹顺利进行。（6）倒角、去毛刺等零件需要倒角的地方用车床加工，去毛刺用锉刀、砂纸等。5、制订工艺路线（1）工序顺序安排①机械加工工序遵循“基准先行”原则，首先加工精基准——Ф400.0160孔，遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排半精加工工序，遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——Φ40孔、右端面、左端面、Φ121外圆、Φ125外圆、Φ100内圆，后加工次要表面——各孔和倒角；遵循“先面后孔”原则，先加工连接座的右、左端面，后加工孔。②辅助工序粗加工连接座两端面和热处理后，应安排校直处理工序；在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该连接座的工序安排顺序为：基准加工——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）确定工艺路线：机械制造工艺学课程设计——连接座机械加工工艺规程制订及专用夹具设计-8-工序05:①粗车右端面定位基准：左端面②钻通孔Φ17.5定位基准：主轴轴线③粗镗内孔Φ40定位基准：主轴轴线④粗车右外圆Φ121定位基准：右端面⑤粗车小凸台端面、倒角定位基准：右端面⑥粗镗内孔Φ17.5定位基准：主轴轴线工序10:半精镗Φ40mm定位基准：右端面工序15:①粗车左端面定位基准：左端面②粗车左外圆Φ125定位基准：左端面③粗镗内孔Φ100定位基准：右端面工序20:①精镗内孔Φ40定位基准：右端面②半精车右外圆Φ121定位基准：右端面③粗镗内孔Φ32定位基准：主轴轴线工序25:①半精车左端面定位基准：左端面②半精镗内孔Φ100定位基准：左端面③半精车左外圆Φ125定位基准：右端面工序30:钻通孔3×Φ7定位基准：主轴轴线工序35:①钻通孔6×Φ7定位基准：主轴轴线②钻孔4×Φ4.2mm定位基准：主轴轴线③攻螺纹4×M5工序40:去毛刺、清洗、检验6、确定加工余量及毛胚尺寸（1）零件表面粗糙度及机械加工余量等级，由零件图可知，该连接座各加工表面的粗糙度Ra≧3.2。（2）根据铸件用砂型铸造，材料为灰铸铁，其加工精度等级可取CT9，加工余量等级为G级。确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量见如下表：连接座机械加工余量及铸造毛坯尺寸公差mm零件尺寸单边余量毛坯公差毛坯尺寸备注0025.01252.52.5φ130±1.25双侧加工016.00403.51.8φ33±0.9双侧加工004.01212.52.5φ126±1.25侧加工055.001002.51.5φ95±1.25双侧加工0.202711.828±0.9单侧加工机械制造工艺学课程设计——连接座机械加工工艺规程制订及专用夹具设计-9-毛坯简图7、工序设计（一）选择加工设备与工艺装备机床和