機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書

1、2017屆機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計連接座工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 學(xué)生姓名 李白軍 學(xué) 號 8011213326 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 機械17-3班 指導(dǎo)老師 廖結(jié)安 日 期 2016.11.25 塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院制目 錄機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書序 言1一、零件的分析2（一）零件的作用2（二）零件的工藝分析2二、工藝規(guī)程設(shè)計2（一）確定毛坯的制造形式2（二）基面的選擇2（三）制定工藝路線3（四）機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定5（五）確定切削用量及工時5三、專用夾具設(shè)計9（一）設(shè)計宗旨9（二）夾具設(shè)計9（三）夾具操作說明10總 結(jié)

2、11致 謝12參考文獻13塔里木大學(xué)機械電氣化學(xué)院機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：連接座機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計（生產(chǎn)綱領(lǐng)中批或大批）設(shè)計內(nèi)容： 1、產(chǎn)品零件圖 1張 2、產(chǎn)品毛坯圖 1張 3、機加工工藝過程卡 1套 4、機加工工序卡 1套 5、夾具設(shè)計裝配圖 1份 6、夾具設(shè)計零件圖 1-10張 7、課程設(shè)計說明書 1份 班 級 機械設(shè)計17-3班 設(shè) 計 者 李白軍 指 導(dǎo) 教 師 廖結(jié)安 2016年10月10日塔里木大學(xué)-機械電氣化工程學(xué)院-機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人

3、們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標。連接座零件加工工藝及夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造工藝學(xué)、機械設(shè)計、機械工程材料等的基礎(chǔ)下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所

4、以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)計水平有限，其中難免有很多缺點錯誤，還望老師批評指正。一、零件的分析（一）零件的作用 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外圓與水泵泵殼連接，水泵葉輪在100孔內(nèi)，通過4個螺釘固定；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。（二）零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強度，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。零件的

5、裝配基準為125h6的外圓，右端121h7的外圓和中間40h6的孔，其加工精度要求高。該類零件在加工和使用過程中都要重點考慮零件的圓跳動問題。連接座零件主要加工表面為：1.車125h6外圓及端面，表面粗糙度值為3.2。2.車121h7外圓及端面，表面粗糙度值3.2。3.車軸承裝配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精車側(cè)面，保證尺寸23及表面粗糙度值3.2。5.磨削零件左右兩外圓面，保證尺寸5，69和9，兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。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)敘述如下：(1)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)

6、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。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。 (2).右端面的加工表面 這一組加工表面包括：右端面；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，粗糙度為3.2，并帶有倒角；32的小凹槽，粗糙度為25；鉆17.5的中心孔，鉆7通孔。其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，17.5、40的孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。二、工藝規(guī)程設(shè)計（一）確定毛坯的制造形式零件材料為，鑄件的特點

7、是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點是適應(yīng)性強，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件?？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，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。（二）基面的選擇1、 粗基準的選擇對像連接座這樣的零件來說，選好粗基準是至關(guān)重要的。對本零件來說，如果以外圓的端面做基準，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關(guān)粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工

8、表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。零件圖中給出了以中心軸線為基準，加工時零件繞基準軸線作無軸向移動旋轉(zhuǎn)一周時，在任一測量平面內(nèi)的徑向跳動量均不得大于公差值0.04。最后選取做為粗基準，利用內(nèi)鉗式三爪卡盤卡住這個面做主要定位面。2、 精基準的選擇對于精基準，主要應(yīng)該考慮基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復(fù)。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用

9、萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1、工藝路線方案一工序1： 粗車的端面及外圓，粗鏜的孔，粗車距離為8的面，倒角為。工序2：掉頭，粗車的端面及外圓，粗車的端面，粗車距離為的面，粗鏜。工序3：半精車端面及外圓，半精車距離為的面，半精鏜的孔。工序4：掉頭，半精車的端面及外圓，半精車距離為的端面，半精鏜的孔。工序5：精鏜。工序6：精車，精鏜，倒角。工序7：鉆孔，鉆孔。工序8：鉆螺紋孔及攻螺紋。工序9：鉗去毛刺。工序10： 終檢。工序11：入庫。2、工藝路線方案二工序1： 機器砂模造型。工序2：時效處理。工序3：劃粗加工線。工序

10、4：按劃線車端面，尺寸保持，車至，車至，深。工序5：掉頭，卡，車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車端面，粗糙度值為，尺寸保持；車至；成；車至。工序6： 按線車端面，粗糙度值為，尺寸保持69成；車距離為的面成；車至，深。工序7：掉頭，卡。車端面，粗糙度值為，尺寸保持成；車外圓至；車孔至。工序8：磨成；磨成。工序9：鉆孔，鉆孔，鉆螺紋孔以及攻螺紋。工序10：終檢。工序11：入庫。3、 工藝方案的比較上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設(shè)備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、

11、鉆孔等等，需要換上相應(yīng)的刀具。而且在磨削過程有一定難度，要設(shè)計專用夾具。因此綜合兩個工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下：工序1：機器砂模造型。工序2：時效處理。工序3：劃粗加工線。工序4：按劃線粗車端面，尺寸保持，粗車至，粗鏜至，深。工序5：掉頭，卡，粗車端面，粗糙度值為，尺寸保持；粗車端面，粗糙度值為，尺寸保持；粗車至；锪成；粗車至。工序6：半精車端面，粗糙度值為，尺寸保持70；半精車距離為的面成；半精鏜至，深。工序7：掉頭，卡，半精車端面，粗糙度值為，尺寸保持成；半精車外圓至；半精車孔至。工序8：精鏜成。工序9：鉆孔，鉆孔，鉆螺紋底孔及攻螺紋。工序10：磨成；磨成；磨成。工序11：終檢入

12、庫。以上工藝過程詳見機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片（四）機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇鑄造類型的主要特點要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，根據(jù)各種鑄造方法的經(jīng)濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。1、外圓加工表面及端面 由零件圖已知數(shù)據(jù)可知，對外圓和外圓的要求精度較高，經(jīng)過粗車半精車磨削。由機械加工工藝手冊表3.126可知，單邊余量已能滿足加工要求。兩端面的精度要求也較高，也由機械加工工藝手冊表3.126可知，單邊余量已能滿足加工要求。2、兩孔的加工余量 孔的精度要求相對不高，孔內(nèi)粗糙度值為

13、25，直接采用直徑為的麻花鉆頭鉆孔即可。 孔的精度要求相對較高，孔壁粗糙度值為3.2，需要經(jīng)過細加工過程，由機械加工工藝手冊可知，余量為5已能滿足加工要求。由于毛坯及以后各道工序（或工布）的加工都有加工公差，因此上述確定的加工余量只是名義上的加工余量，用調(diào)整法加工方式確定最大、最小加工余量，基準面A面與17H6孔的中心線之間的尺寸公差根據(jù)調(diào)整法為毛坯名義尺寸：105+3=108（mm） 毛坯最大尺寸：108+1.8=109.8（mm） 毛坯最小尺寸：108-1.8=106.2（mm）粗銑后最大尺寸：105+0.61=105.61（mm）粗銑后最小尺寸：105.61-0.22=105.39（mm

14、） 精銑后尺寸即達到105mm（五）確定切削用量及工時1、確定粗車左端面（1）加工條件1）工件材料：加工材料為灰鑄鐵，鑄件，有外皮2）加工要求：粗糙度Ra=6.33）機床選擇：機床C6201普通車床4）刀具選擇：YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀（2）確定切削用量由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故切削深度=由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知進給量=根據(jù)切削用量簡明使用手冊，切削速度v=49.72、車端面 （1）加工條件1）工件材料：加工材料為灰鑄鐵2）加工要求：粗糙度值為3）機床選擇：機床C6201普通車床4）刀具選擇：YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀 （2）確定切削

15、用量采用工序確定切削用量的方法，得本工序的切削用量如下：切削深度=2.5 進給量=0.65 切削速度v=50.4 3、半精車端面（1） 加工條件1）工件材料：加工材料為灰鑄鐵2）加工要求：粗糙度值為3）機床選擇：機床C6201普通車床4）刀具選擇：所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面（2）確定切削用量由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故切削深度=根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知：進給量=0.7切削速度可根據(jù)公式計算 4、半精車端面（1）加工條件1）工件材料：加工材料為灰鑄鐵2）加工要求：粗糙度值為6.33）機床選擇：機床C6201普通車

16、床4）刀具選擇：YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀（2）確定切削用量根據(jù)單邊余量尺寸，精銑走刀一次，ap=0.85mm根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知：進給量=0.7切削速度可根據(jù)公式計算=35.4 5、鉆孔（1）加工條件1）工件材料：加工材料為灰鑄鐵2）加工要求：粗糙度Ra=6.33）機床選擇：X308025搖臂鉆床4）刀具選擇：標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。（2）確定切削用量根據(jù)單邊余量尺寸，ap=0.91mm根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知：進給量=0.6查機械加工工藝手冊，切削速度V=120.8

17、5=10.326、確定鉆孔（1）加工條件1）工件材料：加工材料為灰鑄鐵2）加工要求：粗糙度Ra=6.33）機床選擇：Z308025搖臂機床4）刀具選擇：GB1436-85直柄短麻花鉆,鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.200.35（2）確定切削用量根據(jù)單邊余量尺寸，精銑走刀一次，ap=0.68mm根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知：進給量=0.6根據(jù)機械加工工藝手冊,切削速度=2.647、鉆螺紋底孔及攻螺紋（1）加工條件1）工件材料：加工材料為灰鑄鐵2）加工要求：粗糙度Ra=6.33）機床選擇：Z308025搖臂機床4）刀具選擇：GB1436-85直柄短麻花鉆（2）確定切削用量進給量切削速度 （）直

18、徑14的孔的表面粗糙度：Ra=12.5,只需一次鉆出，所以經(jīng)濟精度IT12，其鉆削余量為Z=14/2=7mm8、磨外圓（1）加工條件1）工件材料：加工材料為灰鑄鐵2）加工要求：粗糙度Ra=12.53）機床選擇：磨的機床選擇為M2110A4）刀具選擇：刀具選擇代號為MY的圓柱磨頭，砂輪 A46GV69 35040127，砂輪磨料為棕剛玉，粒度為46號，硬度為中軟1級，陶瓷結(jié)合劑.（2）確定切削用量砂輪速度： n=1500r/min，V=30m/s查機械加工工藝設(shè)計實用手冊表，得軸向進給量：f=0.2B=8mm，徑向進給量： f=0.02（雙線程）工件速度V1.737r/m9、磨外圓（1）加工條件

19、1）工件材料：加工材料為灰鑄鐵2）加工要求：粗糙度Ra=12.53）機床選擇：機床選擇為M2110A4）刀具選擇：刀具選擇代號為MY的圓柱磨頭，砂輪 A46GV69 350 （2）確定切削用量參考上一步數(shù)據(jù)砂輪速度： n=1800r/min，V=35m/s查表，得軸向進給量：f=0.2B=8mm徑向進給量： f=0.02（雙線程）另外，根據(jù)機械加工工藝設(shè)計實用手冊得，工件速度V=1.929r/m10、磨內(nèi)圓（1）加工條件1）工件材料：加工材料為灰鑄鐵2）加工要求：粗糙度Ra=12.53）機床選擇：機床為M2110A4）刀具選擇：刀具為MY的圓柱磨頭，砂輪 A46GV69 350 ，A46GV6

20、9 35040127（2）確定切削用量參考以上數(shù)據(jù)砂輪速度： n=1500r/min，V=30m/s查表，得軸向進給量：fa=0.2B=9.2mm徑向進給量： fr=0.03（雙線程）另外，根據(jù)機械加工工藝設(shè)計實用手冊得，工件速度V=1.375r/m。三、專用夾具設(shè)計（一）設(shè)計宗旨為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度及生產(chǎn)成本，需要設(shè)計專用夾具，現(xiàn)設(shè)計右端面的加工夾具。在本次夾具設(shè)計中，設(shè)計鉆 孔的夾具，在工件夾緊方面要求手動夾緊。這類夾具的特點是：針對性強，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產(chǎn)效率高和定位精度高，但是設(shè)計制造周期長，產(chǎn)品更新?lián)Q代時往往不能繼續(xù)使用適應(yīng)性差，費用較高

21、。（2） 夾具設(shè)計 1、設(shè)計準則設(shè)計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計的夾具完全符合要求。本夾具主要用來對40孔進行加工，這個孔尺寸精度要求為IT7，表面粗糙度Ra25，鉆、粗鉸、精鉸以可滿足其精度。所以設(shè)計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率，降低勞動強度。 2、工件的定位 機械加工中，為了保證工件的位置精度和用調(diào)整法獲得尺寸精度時，工件相對于機床與道具必須占有一正確位置，即工件的定位。工件裝夾具定位的方法有：直接找正、劃線找正和用夾具裝夾,顯然、此處采用夾具裝夾。 工件定位時應(yīng)限制的自由度與加工要求的關(guān)系，

22、工件的定位都采用了六個支承點，限制了工件全部六個自由度，使工件在夾具中占有唯一確定的位置，稱為完全定位。當工件在x、y、z三個方向都有尺寸精度或位置精度要求時，需采用這種完全定位方式。但是，并不是所有加工都必須設(shè)置六個支承點，來限制工件的六個自由度。若軸為沒有鍵槽的光軸且油槽為通槽時，則只需限制；x、y、z、z四個自由度，x、y、z的自由度可不限制，只需用長V形鐵定位即可。，只需限制四個自由度，不需限制x、y、z自由度，用三爪自動定心卡盤裝夾即可。如在乎面磨床上磨平面，當工件只有厚度和平行度要求時，工件只需限制三個自由度，綜上所述，加工時工件的定位需要限制幾個自由度，完全由工件的技術(shù)要求所決定

23、。根據(jù)加工要求，工件不需要限制的自由度而沒有限制的定位，稱為不完全定位。不完全定位在加工中是允許的。在考慮定位方案時，為簡化夾具結(jié)構(gòu)，對不需限制的自由度，一般不設(shè)置定位支承點。 3、工件的定位原理1）六點定位 任一工件在夾具中未定位前，可以看成空間直角坐標系中的自由物體，它可以沿三個坐標軸平行方向放在任意位置，即具有沿三個坐標軸移動的自由度X，Y，Z；同樣，工件沿三個坐標軸轉(zhuǎn)角方向的位置也是可以任意放置的，即具有繞三個坐標軸轉(zhuǎn)動的自由度X，Y，Z。因此，要使工件在夾具中占有一致的正確位置，就必須限制工件的X，Y，Z；X，Y，Z六個自由度。為了限制工件的自由度，在夾具中通常用一個支承點限制工件一

24、個自由度，這樣用合理布置的六個支承點限制工件的六個自由度，使工件的位置完全確定，稱為“六點定位規(guī)則”，簡稱“六點定則”。2）欠定位和過定位欠定位根據(jù)工件的加工技術(shù)要求，應(yīng)該限制的自由度而沒有限制的定位稱為欠定位。欠定位必然會不能保證本工序的加工技術(shù)要求，是不允許的。過定位工件的同一自由度被二個以上不同定位元件重復(fù)限制的定位，稱為過定位。 4、定位分析（1）定位基準的選擇據(jù)夾具手冊知定位基準應(yīng)盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準進行加工。故加工10孔時，采用端蓋右端面和25孔內(nèi)圓柱面作為定位基準。（2）定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一

25、個面與兩個孔定位，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合b=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差：j=（TD+T d+S）/2TD =0.050mmT d =0.011mmS=0.010mmj=0.0355mm（三）夾具操作說明此次設(shè)計的夾具夾緊原理為：通過25孔和側(cè)面為定位基準，在圓柱銷、平面和定位銷實現(xiàn)完全定位，以鉆模板引導(dǎo)刀具進行加工。采用手動螺旋快速夾緊機構(gòu)夾緊工件。定位元件：定位元件是用以確定正確位置的元件。用工件定位基準或定位基面與夾具定位元件接觸或配合來實現(xiàn)工件定位。總 結(jié)課程設(shè)計使我們認識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計的機會，它將是我們課程設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。在本次課程設(shè)計的過程中，我深深的體會到一個看似簡單的機構(gòu)其實并不像我們想象中的那么簡單，它所以考慮的東西還有很多。在設(shè)計過程中，老師給予了悉心指導(dǎo)，提出了更好的建議，使我受益良多。同學(xué)之間相互研討，共同解決問題，互相幫助，互相學(xué)習(xí)，使我體會到了團隊的可貴，懂的了團隊的重要性。總的來說，這