K024-連接座機械加工工藝規(guī)程及鉆3-φ7孔夾具設計

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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(guī)范等。(4)在設計過程中培養(yǎng)學生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和獨立工作的能力。3第2章 零件的分析2.1 零件的作用 我們選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。2.2 零件的形狀 圖2.1 工件圖零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的回轉體零件，結構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。第3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。現(xiàn)分述如下：3.1零件左端的加工表面分析： 這一組加工表面包括：左端面，1250-0.025外圓，100內圓，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的內圓孔有2.5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。3.2零件右端面的加工表面分析：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2.5；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的孔或內圓直接在車床上做鏜工就行了。其具體過程如下表3.1： 表3.1 加工表面表面粗糙度公差/精度等級加工方法左端面Ra6.3IT8IT10粗車-半精車1250-0.025外圓Ra6.3IT8IT10粗車-半精車100內圓Ra2.5IT10IT11粗車-半精鏜倒角無IT11以下粗車左7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121h7外圓Ra3.2IT8IT10粗車-半精車小凸臺內側40無IT11以下粗鏜小凸臺端面Ra25IT11以下粗鏜17.5中心孔無IT11以下粗鏜右7通孔無IT11以下鉆通孔32的小凹槽Ra25IT11以下粗鏜第4章 毛坯設計4.1 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(jù)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(jù)設計要求Q=5000臺/年，n=1件/臺；結合生產實際，備品率和 廢品率分別取10%和1%代入公式得該工件的生產綱領 N=5000 5555件/年4.2 毛坯分析4.2.1 求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖計算輪廓的尺寸，最大直徑142mm，高69mm。4.2.2 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812級取為11級。4.2.3 求鑄件尺寸公差公差帶相對于基本尺寸對稱分布。4.2.4 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。4.3 確定機械加工余量 根據(jù)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7mm，。4.4 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Ra1.6 。Ra1.6 的表面，余量要適當加大。分析本零件，加工表面Ra1.6 ，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(shù)據(jù)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。4.5確定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根據(jù)鑄件質量、材質系數(shù)、形狀復雜系數(shù)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鑄件尺寸偏差參考資料1421.3機械制造工藝設計手冊831.34.6設計毛坯圖 4.6.1 確定拔模斜度 根據(jù)機械制造工藝設計手冊查出拔模斜度為5度。 4.6.2 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(fā)現(xiàn)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。 4.6.3 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:未注鑄造圓角為R2-3第5章 選擇加工方法，擬定工藝路線5.1 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)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，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。所以先以左端面作粗基準加工。5.2 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。、5.3制定機械加工工藝路線： 工藝路線一長沙學院畢業(yè)設計工序一：1. 粗車右端面2. 車外圓1213. 車右臺階面4. 車小凸臺端面5. 粗鏜406. 鏜內圓32工序二：1. 粗車左端面2. 車左臺階面3. 車外圓1254. 車內圓100工序三：1. 半精車外圓1212. 半精車右臺階面3. 半精車右端面4. 半精車內圓40工序四：1. 半精車左端面2. 半精車100H73. 半精車左臺階面4. 半精車外圓125工序五鉆17.5孔工序六1. 在6個工位上鉆7孔2. 鉆4M5深12盲孔，攻螺紋45深10工序七1. 在3個工位上鉆7孔工序八終檢工藝路線二：工序一1. 粗車右端面2. 粗車右臺階面3. 粗車121h7外圓4. 粗車小凸臺端面5. 粗車內圓面40工序二1. 粗車左端面2. 粗車左臺階面3. 粗車外圓1254. 粗車內孔100工序三1. 鉆17.5孔2. 锪32的孔工序四1. 半精鏜40內圓孔工序五1. 半精車右端面2. 半精車右臺階面3. 半精車121h7外圓4. 倒角145工序六1. 半精車左端面2. 半精車左臺階面3. 半精車內圓面1004. 倒角145工序七1. 鉆67通孔工序八1. 鉆4M5低孔4013mm螺紋2. 攻螺紋M5工序九鉆37通孔工序十終檢5.4工藝路線比較：上述兩個工藝路線的特點在于：方案一是嚴格遵循先加工端面，后鉆孔的加工原則。而方案二先將孔17.5和40加工出來，然后再半精加工左右端面。對比起來：由于兩端面都有對基準A（軸線）的跳度要求0.05，先將主要孔鉆出來，然后在精加工兩端面，這樣反復加工既保證了端面的跳度要求，又能滿足端面的各項精度要求。為了提高端面的加工精度，也便于工件的加工，將半精車改為半精銑。 所以最終方案路線如下表格所示：擬定工藝過程工序號工序內容簡要說明01砂型鑄造02進行人工時效處理消除內應力03涂漆防止生銹041. 粗車右端面2. 粗車右臺階面3. 粗車小凸臺端面4. 粗車121h7外圓5. 粗鏜內圓面40051. 粗車左端面2. 粗車左臺階面3. 粗車外圓1254. 粗車內孔100061. 鉆17.5孔2. 锪32的孔071. 半精鏜40內圓孔081. 半精車121外圓面2. 半精車右端面3. 半精車右臺階面4. 倒角145091. 半精車左端面2. 半精車左臺階面3. 半精車內圓面1004. 半精車外圓面1255. 倒角145111. 鉆67通孔121. 鉆4M5底孔4.013mm螺紋2. 攻螺紋M513 鉆37通孔14 去毛刺鉗工15檢驗，入庫第6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。6.1機床的選擇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：6.1.1 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(shù)和徑節(jié)螺紋，并能進行鉆孔和拉油槽等工作。6.1.1.1 CA6140 結構特點：6.1.1.1.1 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。6.1.1.1.2 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。 6.1.1.1.3 機床操作靈便集中，滑板設有快移機構。采用單手柄形象化操作，宜人性好。6.1.1.1.4 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。6.1.2 鉆床用Z5125A 表6.1：鉆床Z5125A參數(shù)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160Nm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400550mm外型尺寸/包裝尺寸9808072302mm/240010301360mm機床凈重/毛重950/1300kg6.2刀具的選擇選用硬質合金銑刀，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7章 確定切削用量和基本工時的確定 7.1 加工分析 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=dn/1000(m/min) 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=0.81.5mm，進給量f=0.20.3mm/r，切削速度v取3050m/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0.51mm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12.56.3m。 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IT8IT7，表面粗糙度值Ra=3.20.8m,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=0.10.3mm和較小的進給量f=0.050.2mm/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: 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。 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。 適當加大前角0，將刀刃磨得更為鋒利。 用油后加機油打磨車刀的前、后刀面，使其Ra值達到0.20.1m,可有效減小工件表面的Ra值。 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；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。7.2 確定切削用量和基本工時7.2.1 車右端面7.2.1.1進給量f：根據(jù)加工要求，查工藝手冊表10.4-1，可得f=0.8mm/r。7.2.1.2 切削速度v：根據(jù)切削手冊表2.4-41，查得切削速度v=53m/min。所以根據(jù)機床說明書，取n=160r/min，故實際切削速度為 7.2.1.3切削工時：t=L/nf，根據(jù)切削用量手冊表2.29，查得L=17mm+3.73mm=20.73mm，所以7.2.2 粗車小凸臺 :7.2.2.1進給量f：根據(jù)加工要求，查工藝手冊表，可得f=0.50mm/r。7.2.2.1 切削速度v：根據(jù)切削手冊表，查得切削速度v=68m/min。所以根據(jù)機床說明書，取n=450r/min，故實際切削速度為7.2.2.3 切削工時：t=L/nf，根據(jù)切削用量手冊表，查得L=15.5mm，所以7.2.3 鉆通孔7.2.3.1進給量f：根據(jù)加工要求，查工藝手冊，可得f=0.60mm/r。7.2.3.2切削速度v：根據(jù)切削手冊表2.4-41，查得切削速度v=18m/min。所以根據(jù)機床說明書，取n=400r/min，故實際切削速度為7.2.3.3切削工時：t=L/nf，根據(jù)切削用量手冊表2.29，查得L=201.12mm，所以7.2.4粗鏜內孔7.2.4.1 進給量f：根據(jù)加工要求，查工藝手冊表10.4-1，可得f=.0197in/r。7.2.4.2 切削速度v：根據(jù)切削手冊表2.4-41，查得切削速度v=57m/min。所以根據(jù)機床說明書，取n=500r/min，故實際切削速度為7.2.4.3切削工時：t=L/nf，根據(jù)切削用量手冊表2.29，查得L=67.5mm，所以7.2.5 半精車左端面端面及外圓 進給量f：f=0.3（mm/r）（工藝手冊表2.10）機床主軸轉速，取n=250r/min，其切削速度為v=100r/min機動工時：t=L/nf=0.162min7.2.6半精車左端內孔進給量f：f=0.3（mm/r）（工藝手冊表2.10）機床主軸轉速，取n=200r/min，其切削速度為v=60r/min機動工時：t=L/nf=0.11min7.2.7 半精車右端面及外圓 進給量f：f=0.3（mm/r）（工藝手冊表2.10）機床主軸轉速，取n=250r/min，其切削速度為v=100r/min機動工時：t=L/nf=0.162min 第8章 夾具設計為了提高勞動生產率，保證質量，降低勞動強度，需設計專用夾具。經過與指導老師協(xié)商，決定設計-鉆37的孔的專用夾具。本夾具將用Z525立式鉆床，刀具為麻花鉆。8.1確定設計方案在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。而且生產只是中等規(guī)模，所以主要考慮的是夾具的制造工藝簡單。本夾具主要用來鉆37孔，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。由于零件的特殊性，我特意在軸盤上打個孔使與37孔匹配然后用銷釘匹配，這就使每加工完一個工件后鉆頭與37孔自動對齊。這就解決了上面的難題。為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對3個孔進行加工。同時，為了對均布的3孔進行分度，采用分度盤對定分度。8.2 切削力和夾緊力的計算刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為7 則軸向力：見工藝師手冊表28.4F=Cdfk（3.1） 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=F=420轉矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK式中 K基本安全系數(shù)，1.5; K加工性質系數(shù)，1.1;K刀具鈍化系數(shù), 1.1;K斷續(xù)切削系數(shù), 1.1；則 F=KF=1.51.11.11.12123=4329N氣缸選用。當壓縮空氣單位壓力P=0.6MP,夾緊拉桿。N=4416N NF鉆削時 T=17.34 Nm切向方向所受力: F=T/L=267N取f=0.1 F=44160.1=441.6(N)F F所以,鉆削時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。8.3 校驗扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗成立。設計心得 與以往的畢業(yè)設計相比,對于此次畢業(yè)設計,我有一些不同的認識和看法,這不僅僅是在專業(yè)知識的學習方面,，更重要的是在面對困難的態(tài)度，解決問題的方法等方面有了一進步的認識和提高。具體說來有以下方面： 首先，通過這次畢業(yè)設計，對于自己的專業(yè)知識有了進一步的鞏固和提高。以前有點不明白自己這幾年來到底學到了什么，學了有什么用，但經過設計，發(fā)現(xiàn)學的東西還是比較全面，也明白了每門功課具體學了什么，學了到底是做什么的?？傊?，可以說這次畢業(yè)設計是對我以往的學習的一次檢驗，也對我的知識起到了查漏補缺的作用。 其次，我發(fā)現(xiàn)勇于面對困難、接受挑戰(zhàn)對一個人能否成功很重要。說實話，剛開始時，沒有頭緒，不知道要做什么，要怎樣做，達到什么樣的目標。但是，慢慢的通過老師的指導、自己多方面的查閱資料，終于有了一點點頭緒，激情也有所增長，隨著任務一步步的完成，收獲一點點的增加，自己興趣倍增。到了這時候，發(fā)現(xiàn)許多問題迎刃而解了，并不是想象的那么困難。因此，我說勇于面對困難、接受挑戰(zhàn)對與一個人的成功起很重要的作用。 再次，在工作和學習中要有團隊精神，遇到自己真正難于解決的問題要和同事、同行共同探討、虛心請教。雖然此次畢業(yè)設計的課題不盡不同，但是通過討論總能互幫解決。在設計過程中,任何人不可能不遇到困難。這時請教指導老師是一種途徑，但和同學共同探討也是一種很好的方法，通過討論可以發(fā)現(xiàn)自己的設計的優(yōu)點和不足，同時也可以得到一些啟發(fā)，也可以幫助有困難的同學?？傊?，一個人的力量是有限的，當自己不能解決的時候，共同探討、團結合作對于解決問題是很有效的。 總的說來，這次畢業(yè)設計我覺得不僅比較系統(tǒng)、比較全面的對我專業(yè)知識鞏固和提高，而且對于自己的學習、工作態(tài)度起到很大的改進作用。我希望自己在以后的學習、工作生活中都有這種勇于面對困難、接受挑戰(zhàn)的精神。致 謝經過唐勇、張志強兩位教授的悉心指教。為期兩周的畢業(yè)設計終于結束了,在此要感謝老師的辛勤指導。通過這次畢業(yè)設計走向畢業(yè)設計前的一次綜合練兵。使我們對自己的專業(yè)有了更進一步的認識,清楚了自己在今后工作中的努力方向,熟悉了所學的基礎技術知識,加深了解了自己在專業(yè)工作中一般工作方法,了解解決問題的一般常規(guī)程序,基本上具備了一定的分析和解決問題的能力,鍛煉了設計計算,繪圖的能力,以及建立了自己獨立思考。查閱大量資料的習慣及方法。 學生簽名： 日 期： 年6月19日參考文獻1 馬賢智.實用機械加工手冊M.遼寧:遼寧科學技術出版社,2002.2 李洪.機械加工工藝手冊M.北京:北京出版社,1990.3 徐圣群.簡明機械加工手冊M.上海:上海科技出版社,1991.4張龍勛主編.機械制造工藝學畢業(yè)設計指導書.機械工業(yè)出版社5趙如福主編.金屬機械加工工藝人員手冊.第四版.上?？茖W技術出版社.20066李洪主編.機械加工工藝手冊.北京出版社.19967陳心昭主編.機械加工工藝裝備設計手冊.機械工業(yè)出版社.19988張世昌 李旦 高航主編.機械制造技術基礎.第二版.高等教育出版社9 韓榮第.金屬切削原理與刀具M.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,2004.26 第 26 頁