连接座课程设计书.docx

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连接座课程设计书

第一章 零件的分析 

1.1 零件的作用 1.2 零件的形状 

第二章 零件的工艺分析 

2.1 左端的加工表面 2.2 右端的加工表面 

第三章 毛坯设计 

3.1 毛坯的选择 

3.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 3.3 确定机械加工余量 3.4 确定毛坯尺寸 3.5 确定毛坯尺寸公差 3.6 设计毛坯图 

第四章 选择加工方法，拟定工艺路线 

4.1 基面的选择 4.2 精基面的选择 

4.3 制定机械加工工艺路线 

第五章 加工设备及刀具、夹具、量具的选择 

5.1 选择机床，根据不同的工序选择机床 5.2 选择刀具 

第六章切削用量的选择  第七章基本时间的确定 

7.1 工时定额的计算 

第八章夹具设计 

8.1 确定设计方案 8.2 定位精度分析 

第九章 设计心得体会 参考文献

序    言 

机械加工工艺课程设计是机械类学生在学完了机械制造技术，进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节。

本课程设计主要培养学生综合运用所学的知识来分析处理生产工艺问题的能力，使学生进一步巩固有关理论知识，掌握机械加工工艺规程设计的方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。

    另外，这次课程设计也为以后的毕业设计进行了一次综合训练和准备。

通过本次课程设计，应使学生在下述各方面得到锻炼：

（1）熟练的运用机械制造基础、汽车制造工艺学和其他有关先修课程中的基本理论，以及在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决某一个零件在加工中基准的选择、工艺路线的拟订以及工件的定位、夹紧，工艺尺寸确定等问题，从而保证零件制造的质量、生产率和经济性。

（2）通过夹具设计的训练，进一步提高结构设计（包括设计计算、工程制图等方面）的能力。

（3）能比较熟练的查阅和使用各种技术资料，如有关国家标准、手册、图册、规等。

（4）在设计过程中培养学生严谨的工作作风和独立工作的能力。

第1章、零件的分析 

1.1、零件的作用 

题目给的零件是离心式微电机水泵上的连接零件，它位于水泵泵壳，主要作用是固定水泵叶轮

  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和要求耐磨零件。

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：

2.1、左端的加工表面 

    这一组加工表面包括：

左端面，Φ1250025.0外圆，Φ100026

.00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，Φ100026.00的

圆孔有25的粗糙度要求。

其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。

而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。

2.2、右端面的加工表面 

   这一组加工表面包括：

右端面；Φ121004.0的外圆，粗糙度为3.2、6.3；外

径为Φ50、径为Φ40016.00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的中心孔，钻Φ7通孔。

其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。

其中，Φ17.5、Φ40的孔或圆直接在车床上做镗工就行了。

其具体过程如下表：

加工表面 表面粗糙度 公差/精度等级 加工方法 

左端面 Ra6.3 IT8～IT10 粗车-半精车 

Φ1250

-0.025外圆 Ra6.3 IT8～IT10 粗车-半精车 

Φ100+0.026

0圆 Ra25 IT11以下 粗镗

 倒角 无 IT11以下 粗车 

左Φ7通孔 无 IT11以下 钻通孔

 M4-7H螺纹孔 无 IT11以下 钻孔并攻丝 

右端面 无 IT11以下 粗车-半精车 

Φ1210

-0.04外圆 Ra3.2 IT8～IT10 粗车-半精车 

小凸台侧Φ40 无 IT11以下 粗镗 

小凸台端面 Ra25 IT11以下 粗镗

 Φ17.5中心孔 无 IT11以下 粗镗 

右Φ7通孔 无 IT11以下钻通孔

 Φ32的小凹槽 Ra25 IT11以下 粗镗

第3章、毛坯设计 

3.1、毛坯的选择 

毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：

1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。

根据零件的材料，推荐用型材或铸件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而铸件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性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，所以选择铸铁铸造。

依据设计要求Q=5000台/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率α和 废品率β分别取10%和1%代入公式得该工件的生产纲领               N=5000 5555件/年  

3.2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 

（1）求最大轮廓尺寸  

   根据零件图计算轮廓的尺寸，最大直径Ф142mm，高69mm。

（2）选择铸件公差等级 

查手册铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得铸件公差等级为8～12级取为11级。

（3）求铸件尺寸公差 

公差带相对于基本尺寸对称分布。

 （4）求机械加工余量等级 

查手册铸造方法按机器造型、铸件材料为HT200得机械加工余量等级E-G级选择F级。

3.3、确定机械加工余量 

   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，。

3.4、确定毛坯尺寸 

上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra≥1.6 。

Ra﹤1.6 的表面，余量要适当加大。

分析本零件，加工表面Ra≥1.6 ，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可。

（由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据的小值） 

生产类型为大批量，可采用两箱砂型铸造毛坯。

由于所有孔无需铸造出来，故不需要安放型心。

此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工进行时效处理。

3.5、确定毛坯尺寸公差 

毛坯尺寸公差根据铸件质量、材质系数、形状复杂系数查手册得，本零件毛坯尺寸允许偏差见下表：

毛坯尺寸允许公差/mm

铸件尺寸偏差参考资料

142+-1.3机械制造工艺设计手册

83+—1.3

3.6、设计毛坯图 

（1）确定拔模斜度  根据机械制造工艺设计手册查出拔模斜度为5度。

（2）确定分型面  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。

（3）毛坯的热处理方式  为了去除应力，改善切削性能，在铸件取出后要做时效处理。

第4章、选择加工方法，拟定工艺路线 

4.1、基面的选择 

基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。

否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。

4.2、精基面的选择 

精基准的选择主要考虑基准重合的问题。

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。

4.3、制定机械加工工艺路线 

工艺路线二 

工序一：

1. 粗车右端面至78 2. 粗车外圆Φ125×5 3. 钻通孔Φ16 4. 粗镗孔Φ34×29 5. 粗车小凸台端面至20 

工序二：

1. 粗车右端面至71 2. 粗车外圆Φ128×9 3. 粗车孔Φ98×6.8 

工序三：

1. 半精车端面保70 2. 半精车外圆Φ121.4×5 3. 法精镗孔Φ39.6×27 4. 半精镗孔Φ32×28 5. 半精镗孔保Φ17.5 

6. 半精车小凸台端面保16 

工序四：

1. 半精车右端面到69 2. 半精车外圆Φ125.4长9 3. 半精镗孔Φ199.6长7

 工序五：

1. 钻通孔3×Φ7 2. 钻通孔3×Φ7 3. 钻孔4×Φ4.134深12 4. 攻螺纹4-M5深10

 工序六：

1. 磨孔保Φ40×5 2. 磨外圆保Φ12×5 工序七：

1. 磨孔保Φ100×7 2. 磨外圆保Φ125×9

工序号工序容简要说明

01沙型铸造

02进行人工时效处理消除应力

03 涂漆防止生锈

04粗车右端面至78 

粗车外圆Φ125×5 

钻通孔Φ16 

粗镗孔Φ34×29 

粗车小凸台端面至20 

05粗车右端面至71 

粗车外圆Φ128×9 

粗车孔Φ98×6.8 

06半精车端面保70 

半精车外圆Φ121.4×5 

法精镗孔Φ39.6×27 

半精镗孔Φ32×28 

半精镗孔保Φ17.5 

半精车小凸台端面保16 

07半精车右端面到69 

半精车外圆Φ125.4长9 

半精镗孔Φ199.6长7 

08钻通孔3×Φ7 

钻通孔3×Φ7 

钻孔4×Φ4.134深12 

攻螺纹4-M5深10 

09去毛刺钳工

10 检验，入库

第6章、切削用量的选择   

切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。

它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，以v（m/min）表示。

其计算公式：

                  v=πdn/1000（m/min）  式中：

d——工件待加工表面的直径（mm）  n——车床主轴每分钟的转速（r/min）  

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。

    粗车的目的是尽快地从毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形状和尺寸。

粗车以提高生产率为主，在生产中加大切削深度，对提高生产率最有利，其次适当加大进给量，而采用中等或中等偏低的切削速度。

使用高速钢车刀进行粗车的切削用量推荐如下：

切削深度ap=0.8～1.5mm，进给量f=0.2～0.3mm/r，切削速度v取30～50m/min（切钢）。

    粗车铸、锻件毛坯时，因工件表面有硬皮，为保护刀尖，应先车端面或倒角，第一次切深应大于硬皮厚度。

若工件夹持的长度较短或表面凸不平，切削用量则不宜过大。

粗车应留有0.5～1mm作为精车余量。

粗车后的精度为IT14-IT11,表面粗糙度Ra值一般为12.5～6.3μm。

精车的目的是保证零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生产率应在此前提下尽可能提高。

一般精车的精度为IT8～IT7，表面粗糙度值Ra=3.2～0.8μm,所以精车是以提高工件的加工质量为主。

切削用量应选用较小的切削深度ap=0.1～0.3mm和较小的进给量f=0.05～0.2mm/r，切削速度可取大些。

    精车的另一个突出的问题是保证加工表面的粗糙度的要求。

减上表面粗糙度Ra值的主要措施有如下几点。

（1）合理选用切削用量。

选用较小的切削深度ap和进给量f,可减小残留面积，

使Ra值减小。

（2）适当减小副偏角Kr′,或刀尖磨有小圆弧，以减小残留面积，使Ra值减小。

（3）适当加大前角γ0，将刀刃磨得更为锋利。

（4）用油后加机油打磨车刀的前、后刀面，使其Ra值达到0.2～0.1μm,可有效减小工件表面的Ra值。

（5）合理使用切削液，也有助于减小加工表面粗糙度Ra值。

低速精车使用乳化液或机油；若用低速精车铸铁应使用煤油，高速精车钢件和较高切速精车铸铁件，一般不使用切削液。

 第7章、基本时间的确定 

7.1、工时定额的计算 

工时定额是指完成零件加工的就一个工序的时间定额 

Td=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz/N 

其中：

Td是指但见时间定额 

      Tj是指基本时间（机动时间），通过计算求得       

Tf是指辅助时间，一般取（15~20）%Tj；

Tj与Tf和称为作业时间 

      Tb是指布置工作时间，一般按作业时间的（2~7）%估算       

Tx是指休息及生理需要时间，一般按作业时间（2~4）%估算 

      Tz是准备与终结时间，大量生产时，准备与终结时间忽略不计      

 N是指一批零件的个数

第8章、夹具设计 

本次设计的夹具为钻模。

8.1、确定设计方案 

该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则；  参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力Ｆ夹与切削力Ｆ之间的关系Ｆ夹＝ＫＦ 

轴向力：

Ｆ夹＝ＫＦ （N） 

扭矩：

M=Cmd0

在计算切削力时必须把安全系数考虑在，安全系数321KKKK 夹紧力：

在此夹具中，只是为了防止工件在加工过程中的振动和转动，因此采用压板压紧工件即可。

为降低劳动强度，提高生产率，压板用液压泵控制。

8.2、定位精度分析 

定位误差主要由基准不重合，基准位置误差引起。

ΔDW=ΔBC+ΔJW 

由于基准重合，不考虑ΔBC 

ΔJW=Td/[2sin（α/2）] 

Td---工件外圆尺寸的公差   Td=0.025 a---V形块的夹角          a=60 ΔJW=0.025/[2sin（30）]=0.025 

所以夹具能满足零件加工精度的要求。

第9章、设计心得体会 

机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课、专业基础课以及专业课后进行的。

这是进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节，也是在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，和一次理论联系实际的训练。

因此，它在我们的大学三年生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。

由于能力有限、时间有限，设计尚有很多不足之处，希望老师给予指导