機械制造工藝學微電機水泵連接座夾具設計說明書

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1、 機械知道工藝課程設計說明書 連接座 學院： 班級： 姓名： 學號： 課程設計的目的 機械加工工藝課程設計是機械類學生在學完了機械制造技術，進行了生產實習之后的一項重要的實踐性教學環節。本課程設計主要培養學生綜合運用所學的知識來分析處理生產工藝問題的能力，使學生進一步鞏固有關理論知識，掌握機械加工工藝規程設計的方法，提高獨立工作的能力，為將來從事專業技術工作打好基礎。 另外，這次課程設計也為以后的畢業設計進行了一次綜合訓練和準備。通過本次課程設計，應使學生在下述各方面得到鍛煉： （1）熟練

2、的運用機械制造基礎、和其他有關選修課程中的基本理論，以及在生產實習中所學到的實踐知識，正確的分析和解決某一個零件在加工中基準的選擇、工藝路線的擬訂以及工件的定位、夾緊，工藝尺寸確定等問題，從而保證零件制造的質量、生產率和經濟性。 （2）通過夾具設計的訓練，進一步提高結構設計(包括設計計算、工程制圖等方面)的能力。 （3）能比較熟練的查閱和使用各種技術資料，如有關國家標準、手冊、圖冊、規范等。 （4）在設計過程中培養學生嚴謹的工作作風和獨立工作的能力。 第1章、零件的分析 1.1、零件的作用 題目給的零件是離心式微電機水泵上的連接零件，它位于水泵泵殼內，主要作用是固定水泵葉輪 1.

3、2、零件的形狀 零件的實際形狀如上圖所示，?從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。 第2章、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?，F分述如下： 2.1左端的加工表面 ? ? 這一組加工表面包括：左端面，Φ125外圓，Φ100內圓，倒角，鉆通孔Φ7，鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，Φ100的內圓孔有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

4、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。 2.2右端面的加工表面 這一組加工表面包括：右端面；Φ121的外圓，粗糙度為3.2、6.3；外徑為Φ50、內徑為Φ40的小凸臺，粗糙度為3.2，并帶有倒角；Φ32的小凹槽，粗糙度為25；鉆Φ17.5的中心孔，鉆Φ7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，Φ17.5、Φ40的孔或內圓直接在車床上做鏜工就行了。 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 Ra6.3 IT8～IT10 粗車-半精車 Φ125外圓 Ra6.3 IT8～IT10

5、粗車-半精車 Φ100內圓 Ra25 IT11以下 粗鏜 倒角 無 IT11以下 粗車 左Φ7通孔 無 IT11以下 鉆通孔 M4-7H螺紋孔 無 IT11以下 鉆孔并攻絲 右端面 無 IT11以下 粗車-半精車 Φ121外圓 Ra3.2 IT8～IT10 粗車-半精車 小凸臺內側Φ40 無 IT11以下 粗鏜 小凸臺端面 Ra25 IT11以下 粗鏜 Φ17.5中心孔 無 IT11以下 粗鏜 右Φ7通孔 無 IT11以下 鉆通孔 Φ32的小凹槽 Ra25 IT11以下 粗鏜 第3章、毛坯設計 3.1、

6、毛坯的選擇 毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產性質以及在生產中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據零件的材料，推薦用型材或鑄件，但從經濟方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，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要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據設計要求Q=5000臺/年，n=1件/臺；結合生產實際，備品率α和 廢品率β分別取10%和1%代入公式得該工件的生產綱領

7、 N=5000 5555件/年 3.2、確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差 （1）求最大輪廓尺寸 根據零件圖計算輪廓的尺寸，最大直徑Ф142mm，高69mm。 （2）選擇鑄件公差等級 查手冊鑄造方法按機器造型，鑄件材料按灰鑄鐵，得鑄件公差等級為8～12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）求機械加工余量等級 查手冊鑄造方法按機器造型、鑄件材料為HT200得機械加工余量等級E-G級選擇F級。 3.3、確定機械加工余量 根據鑄件質量、零件表面粗糙度、形狀復雜程度，取鑄件加工表面的單邊余量為7

8、mm，。 3.4、確定毛坯尺寸 上面查得的加工余量適用于機械加工表面粗糙度Ra≥1.6 。Ra﹤1.6 的表面，余量要適當加大。 分析本零件，加工表面Ra≥1.6 ，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。（由于有的表面只需粗加工，這時可取所查數據的小值） 生產類型為大批量，可采用兩箱砂型鑄造毛坯。由于所有孔無需鑄造出來，故不需要安放型心。此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工進行時效處理。 3.5、確定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根據鑄件質量、材質系數、形狀復雜系數查手冊得，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

9、考資料 142 ±1.3 機械制造工藝設計手冊 83 ±1.3 3.6、設計毛坯圖 （1）確定拔模斜度 根據機械制造工藝設計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，且最大截面在中截面，為了起模及便于發現上下模在鑄造過程中的錯移所以選前后對稱的中截面為分型面。 （3）毛坯的熱處理方式 為了去除內應力，改善切削性能，在鑄件取出后要做時效處理。 下圖為該零件的毛坯圖: 第4章、選擇加工方法，擬定工藝路線 4.1、基面的選擇 基面選擇是工藝規程設計中的重要設計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，

10、加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。 4.2、精基面的選擇 精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。 4.3、制定機械加工工藝路線 工藝路線一 15 工序一： 1. 粗車右端面 2. 車外圓Φ121 3. 車右臺階面 4. 車外圓Φ130 5. 車端面 6. 粗鏜Φ40 工序二： 1. 粗車大端面 2. 粗鏜Φ100H7 3. 車臺階面 4. 車外圓Φ125

11、 工序三： 1. 半精鏜Φ40 2. 半精車外圓Φ121 3. 半精車右臺階面 4. 半精車外圓Φ130 5. 半精車端面 6. 半精車右端面 工序四： 1. 半精車大端面 2. 半精車Φ100H7 3. 半精車右臺階面 4. 半精車外圓Φ125 工序五： 1. 精車右端面 2. 精車外圓Φ121 3. 精鏜Φ40 4. 精車外圓Φ130 5. 精車端面 6. 精車右臺階面 工序六： 1. 精車大端面 2. 精車Φ100H7 3. 精車右臺階面 4. 精車外圓Φ125 工序七： 精銑B面 工序八: 粗銑Φ100面 工序九： 精銑Φ1

12、00面 工序十： 1. 鉆孔到Φ10 2. 擴鉆到Φ16 3. 擴孔到Φ17.4 工序十一： 精鏜孔至17.5 工序十二 在6個工位上鉆孔Φ7 工序十三： 1. 在4個工位上鉆孔Φ4.5 2. 攻螺紋4－M5 工藝路線二： 工序一： 1. 粗車右端面至78 2. 粗車外圓Φ125×5 3. 鉆通孔Φ16 4. 粗鏜內孔Φ34×29 5. 粗車小凸臺端面至20 工序二： 1. 粗車右端面至71 2. 粗車外圓Φ128×9 3. 粗車內孔Φ98×6.8 工序三： 1. 半精車端面保70 2. 半精車外圓Φ121.4×5 3. 法精鏜內孔Φ39

13、.6×27 4. 半精鏜內孔Φ32×28 5. 半精鏜內孔保Φ17.5 6. 半精車小凸臺端面保16 工序四： 1. 半精車右端面到69 2. 半精車外圓Φ125.4長9 3. 半精鏜內孔Φ199.6長7 工序五： 1. 鉆通孔3×Φ7 2. 鉆通孔3×Φ7 3. 鉆孔4×Φ4.134深12 4. 攻螺紋4-M5深10 工序六： 1. 磨內孔保Φ40×5 2. 磨外圓保Φ12×5 工序七： 1. 磨內孔保Φ100×7 2. 磨外圓保Φ125×9 工藝路線比較： 上述兩個工藝路線， 第一條工藝路線做得比較精細，每一道工序都安排的很到位，但是做起來很

14、復雜；第二條工藝路線比較簡潔明了，基本上可以達到精度要求，但最后的磨工感覺有點多余。相比之下我們選擇第二條工藝路線，然后對其進行修改：去掉磨式。因為零件精度要求不高，半精車就可以達到目的。 擬定工藝過程： 工序號 工序內容 簡要說明 01 沙型鑄造 02 進行人工時效處理 消除內應力 03 涂漆 防止生銹 04 粗車右端面至78 粗車外圓Φ125×5 鉆通孔Φ16 粗鏜內孔Φ34×29 粗車小凸臺端面至20 05 粗車右端面至71 粗車外圓Φ128×9 粗車內孔Φ98×6.8 06 半精車端面保70 半精車外圓Φ121.4×5

15、 法精鏜內孔Φ39.6×27 半精鏜內孔Φ32×28 半精鏜內孔保Φ17.5 半精車小凸臺端面保16 07 半精車右端面到69 半精車外圓Φ125.4長9 半精鏜內孔Φ199.6長7 08 鉆通孔3×Φ7 鉆通孔3×Φ7 鉆孔4×Φ4.134深12 攻螺紋4-M5深10 09 去毛刺 鉗工 10 檢驗，入庫 第5章、加工設備及刀具、夾具、量具的選擇 由于生產類型為大批量，故加工設備以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 5.1、選

16、擇機床，根據不同的工序選擇機床 由于本零件加工精度不高，普通機床就可以達到加工要求。因此我們選用最常用的機床：車床用CA6140,鉆床用Z5125A。下面是這兩臺機床的具體資料： 1.車床用CA6140 本系列車床適用于車削內外圓柱面，內錐面及其它旋轉面。車削各種公制、英制、模數和徑節螺紋，并能進行鉆孔和拉油槽等工作。 ?CA6140 結構特點： ? 1>.CA系列產品，以“A”型為基型，派生出幾種變形產品。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，導軌面經中頻淬火，經久耐磨。 ? 3>.機床操作

17、靈便集中，滑板設有快移機構。采用單手柄形象化操作，宜人性好。 ? 4>.機床結構剛度與傳動剛度均高于一般車床，功率利用率高，適于強力高速切削。主軸孔徑大，可選用附件齊全。 2.鉆床用Z5125A 產品說明： 型號 Z5125A 最大鉆孔直徑 25mm 主軸最大進給抗力 9000N 主軸最大扭距 160N·m 主電機功率 2.2kw 主鉆孔錐度 3 主軸轉速 9(級)50-2000r 主軸每轉進給量 9(級) 主軸行程 200mm 主軸箱行程(手動) 200mm 工作臺行程 310mm 工作臺尺寸 400×550mm 外型尺寸/

18、包裝尺寸 980×807×2302mm/2400×1030×1360mm 機床凈重/毛重 950/1300kg 5.2、選擇刀具 選用硬質合金銑刀，硬質合金鉆頭，硬質合金擴孔鉆、硬質合金鉸刀、硬質合金锪鉆,加工鑄鐵零件采用YG類硬質合金，粗加工用YG8，半精加工為YG6。具體見工序卡。 第6章、切削用量的選擇 切削速度、進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量和生產效率的重要因素。 車削時，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。其計算公式： v=πdn/1000(m/min)

19、 式中：d——工件待加工表面的直徑（mm） n——車床主軸每分鐘的轉速（r/min） 工件每轉一周，車刀所移動的距離，稱為進給量，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。 為了保證加工質量和提高生產率，零件加工應分階段，中等精度的零件，一般按粗車一精車的方案進行。 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。粗車以提高生產率為主，在生產中加大切削深度，對提高生產率最有利，其次適當加大進給量，而采用中等或中等偏低的切削速度。使用高速鋼車刀進行粗車的切削用量推薦如下：切削深度ap=0.8～1.5

20、mm，進給量f=0.2～0.3mm/r，切削速度v取30～50m/min(切鋼)。 粗車鑄、鍛件毛坯時，因工件表面有硬皮，為保護刀尖，應先車端面或倒角，第一次切深應大于硬皮厚度。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。 粗車應留有0.5～1mm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12.5～6.3μm。 精車的目的是保證零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生產率應在此前提下盡可能提高。一般精車的精度為IT8～IT7，表面粗糙度值Ra=3.2～0.8μm,所以精車是以提高工件的加工質量為主。切削用量應選用較小的切削深度ap=0.1～0

21、.3mm和較小的進給量f=0.05～0.2mm/r，切削速度可取大些。 精車的另一個突出的問題是保證加工表面的粗糙度的要求。減上表面粗糙度Ra值的主要措施有如下幾點。 （1）合理選用切削用量。選用較小的切削深度ap和進給量f,可減小殘留面積，使Ra值減小。 （2）適當減小副偏角Kr′,或刀尖磨有小圓弧，以減小殘留面積，使Ra值減小。 （3）適當加大前角γ0，將刀刃磨得更為鋒利。 （4）用油后加機油打磨車刀的前、后刀面，使其Ra值達到0.2～0.1μm,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油；

22、若用低速精車鑄鐵應使用煤油，高速精車鋼件和較高切速精車鑄鐵件，一般不使用切削液。 具體計算略，詳見工序卡。 第7章、基本時間的確定 7.1工時定額的計算 工時定額是指完成零件加工的就一個工序的時間定額 其中：是指但見時間定額 是指基本時間（機動時間），通過計算求得 是指輔助時間，一般取（15~20）%；與和稱為作業時間 是指布置工作時間，一般按作業時間的（2~7）%估算 是指休息及生理需要時間，一般按作業時間（2~4）%估算 是準備與終結時間，大量生產時，準備與終結時間忽略不計 N是指一批

23、零件的個數 具體計算略，詳見工序卡。 第8章、夾具設計 本次設計的夾具為鉆模。 8.1、確定設計方案 該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現“基準重合”原則；　 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力Ｆ夾與切削力Ｆ之間的關系Ｆ夾＝ＫＦ 軸向力：Ｆ夾＝ＫＦ （N） 扭矩： Nm 在計算切削力時必須把安全系數考慮在內，安全系數 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和轉動，因此采用壓板壓緊工件即可。為降低勞動強度，提高生產率，壓板用液壓泵控制。 8.2、定位精度分析 定位誤差主要由基準不重合，基準位置誤差引起。 ΔD

24、W=ΔBC+ΔJW 由于基準重合，不考慮ΔBC ΔJW=Td/[2sin(α/2)] Td---工件外圓尺寸的公差 Td=0.025 a---V形塊的夾角 a=60 ΔJW=0.025/[2sin(30)]=0.025 所以夾具能滿足零件加工精度的要求。 第9章、心得 機械制造技術基礎課程設計是我們在學完了大學的全部基礎課、專業基礎課以及專業課后進行的。這是進行了生產實習之后的一項重要的實踐性教學環節，也是在進行畢業設計之前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復習，和一次理論聯系實際的訓練。因此，它在我們的大學三年生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進一步適應性的訓練，希望自己在設計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎。 由于能力有限、時間有限，設計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導。 參考文獻 設計資料及主要參考書 [1]張龍勛.機械制造工藝學課程設計指導書及習題[M]. 機械工業出版社，2009，1月. [2]李華.機械制造技術[M].高等教育出版社，2008，4月.