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1、机械制造工艺学课程设计设计计算说明书设计题目：设计连接座零件的机械加工工艺规程 10082735 张小飞指导老师：陈老师湖州师范学院信息和工程学院目 录第一章 序 言3第二章 零件分析32.1 零件的作用32.2 零件的工艺分析3第三章 机械加工工艺规程制订33.1 毛坯的选择33.2 确定毛坯的制造形式33.3 选择定位基准33.4 制定工艺路线33.5 确定加工余量及毛坯尺寸13.5.1 确定加工余量13.5.2 确定毛坯基本尺寸13.5.3 绘制毛坯简图23.6 选择加工设备和工艺装备23.7确定切削用量及基本工时33.7.1 工序一33.7.2 工序二63.7.3 工序三63.7.4
2、工序四93.7.5 工序五93.7.6工序六11第四章 心得体会12第五章 参考文献12附：机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片第一章 序 言本次课程设计的任务是针对生产实际中的一个零件离心式微电机水泵上的连接座，制订其机械加工工艺规程。该零件的工艺过程包括了铣平面，镗内孔，钻孔，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。机械制造工艺学课程设计是我们大学课程中的最后一个环节，是综合了大学三年所学的知识，对机械加工工艺规程进行制订，制作机械加工工艺过程卡，机械加工工序卡等，让我们对机械加工过程有一个全面的了解。就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一
3、次适应性的训练，希望在设计过程中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。第二章 零件分析2.1 零件的作用该零件是离心式微电机水泵上的连接座，用来连接水泵和电机。左端125外圆和水泵泵壳连接，水泵叶轮在100孔内，通过4个螺钉固定；右端121外圆和电动机机座连接，40孔和轴承配合，通过3个螺栓固定，实现水泵和电动机的连接，从而起连接固定作用。2.2 零件的工艺分析 离心式微电机水泵上的连接座零件属于壳体类零件，零件的装配基准为的外圆，右端的外圆和中间的孔，其加工精度要求较高。离心式微电机水泵上的连接座零件主要加工表面为：左端的加工表面：左端
4、面（粗糙度Ra6.3），外圆（粗糙度Ra3.2），内圆（粗糙度Ra25），倒角，钻通孔并攻丝（粗糙度Ra25）。右端面的加工表面：右端面（粗糙度Ra12.5）、的外圆（粗糙度Ra3.2）；的小凹槽（粗糙度Ra25）；外径为、内径为的小凸台（粗糙度无），并带有倒角；钻的中心孔（粗糙度Ra25），钻通孔（粗糙度Ra25）。连接座零件图如图2.1所示：图2.1 连接座零件第三章 机械加工工艺规程制订3.1 确定生产类型根据零件的材料，推荐用铸件，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。
5、依据设计要求Q=5000台/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和废品率分别取10%和1%代入公式得该工件的生产纲领：件/年3.2 确定毛坯的制造形式零件材料为，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。由于零件每月担负工序数不低于3050，则年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型机器造型及壳型，有利于提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑。3.3 选择定位基
6、准基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确和合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。粗基准的选择，零件图中给出了以中心轴线为基准，加工时零件绕基准轴线作无轴向移动旋转一周时，在任一测量平面内的径向跳动量均不得大于公差值0.04。最后选取做为粗基准，利用内钳式三爪卡盘卡住这个面做主要定位面。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。3.4 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工
7、序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。确定最终的工艺路线为：工序一：粗车左端面，粗车外圆，粗镗内孔定位基准：外圆，右端法兰盘端面工序二：粗车右端面，粗车外圆，粗镗内孔，粗车凸台定位基准：左端面，毛坯外圆工序三：半精车左端面，半精车外圆，半精镗内孔，倒角定位基准：外圆，右端法兰盘端面工序四：半精车右端面，半精车外圆，半粗镗内孔，半粗镗内孔，凸台倒角定位基准：外圆，左端法兰盘边缘工序五：钻右面通孔，钻左面通孔，钻通孔，钻孔深12，攻螺纹定位基准：外圆，端面，左端法兰盘边缘工序六：磨外圆121，磨内孔100，磨外圆125定位基准：外圆，左端法兰盘边缘具体的工艺路线
8、如下：工序一：1. 粗车左端面至70.52. 粗车外圆1283.23. 粗镗内孔984.8工序二：1. 粗车右端面至702. 粗车外圆1265.23. 粗镗内孔34284. 粗车小凸台端面至16工序三：1. 半精车左端面到69.52. 半精车外圆125 .58.93. 半精镗内孔99.56.9工序四：1. 半精车右端面保692. 半精车外圆3. 半精镗内孔40274. 半精镗内孔3228工序五：1. 钻通孔672. 钻通孔373. 钻通孔4. 钻孔44.134深125. 攻螺纹4-M5深10工序六：1.磨外圆保12152.磨内孔保10073.磨外圆保12593.5 确定加工余量及毛坯尺寸（1）
9、求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓的尺寸，最大直径142mm，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812级取为10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。3.5.1 确定加工余量由零件图已知数据可知，对外圆和外圆的要求精度较高，经过粗车半精车磨削。根据铸件质量、零件表面粗糙度、形状复杂程度，由机械制造工艺学课程设计指导书表5-4可知，取铸件加工表面的单边余量为1mm，。所以工件的总长为1+1+69=71mm。3.5
10、.2 确定毛坯基本尺寸加工表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查取的相应加工余量即可，所得毛坯尺寸如表3.1所示。表3.1 毛坯尺寸零件尺寸/mm单边加工余量/mm毛坯尺寸/mm1301.59769171280.5291211.51243.5.3 绘制毛坯简图该连接座的毛坯简图如图3.1所示。图3.1 连接座毛坯图3.6 选择加工设备和工艺装备1. 选择加工设备.工序三和工序四是粗车、粗镗和半精车、半精镗。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的C620-1型卧式车床。.工序五是钻孔，选用Z308025摇臂钻床。.工序六是
11、磨零件左右外圆面,这两个面的要求精度都比较高,从经济角度看,采用外圆磨床。2. 选择刀具.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀，它的主要使用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀。.钻孔时选用高速钢麻花钻。磨具的选用：磨具通常又称为砂轮。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取决于磨具的磨料、结合剂、粒度、硬度、组织以及砂轮的形状和尺寸。选择双斜边二号砂轮。3. 选择量具本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差
12、选择。采用其中的一种方法即可。3.7确定切削用量及基本工时切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。3.7.1 工序一本工序为粗车端面，车至，粗镗至，已知加工材料为灰铸铁，机床C6201普通车床，工件用内钳式卡盘固定。一确定粗车左端面的切削用量所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-26，由于C6201机床的中心高为200（表5-46），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为，可在一次
13、走刀内完成，故 = .确定进给量根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-27可知：刀杆尺寸为，工件直径400之间时，进给量=0.51.0根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-42：可知：C6201机床进给量=0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表5-43，C6201机床进给机构允许进给力=3530。当强度在174207时，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17，故实际进给力为： =950=1111.5 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-40
14、，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-43，当硬质合金刀加工硬度200219的铸件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0，故：=63 =120根据C6201车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = .校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由机械制造工艺学课程设计指导书表5-30和表5-31，=，切削速度时， =切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 根据表1.30，当=时，机床主轴允许
15、功率为=，故所选切削用量可在C6201机床上进行，最后决定的切削用量为：=3.75，=，=，=.倒角 为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速和钻孔相同 换车刀手动进给。. 计算基本工时 式中=+，=由机械制造工艺学课程设计指导书公式得，车削时的入切量及超切量+=，则=+= = 二 确定粗镗的切削用量及基本工时粗镗，本工序采用计算法。所选用刀具为硬质合金（钨钴类），直径为的圆形镗刀。.确定切削深度 =.确定进给量根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-24可知，当粗镗铸件时，镗刀直径，镗刀伸出长度为时： =0.150.40按C6201机床的进给量（表5-24），选择， =0.25.确定切削速度 =
16、式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15 =37 = 按C6201机床的转速，选择 =160=2.6.计算基本工时选镗刀的主偏角=，则=，则： =117 3.7.2 工序二车端面，车外圆，车至；车至。本工序仍为粗车。已知条件和工序相同，车端面及倒角，可采用工序相同的可转位车刀。采用工序确定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本时间如下：a=2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T=563.7.3 工序三半精车端面，车距离为的面成；半精镗至，深。一确定半精车左端面的切削用量所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-26，由于C6021机床的中心高为
17、200，故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故 = .确定进给量根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-27可知：刀杆尺寸为，工件直径400之间时， 进给量=0.51.0按C6201机床进给量（表5-42）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表130，C6201机床进给机构允许进给力=3530。当强度在174207时，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17
18、，故实际进给力为： =950=1111.5 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-40，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-43，当硬质合金刀加工硬度200219的铸件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0，故： =120 根据C6201车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = .校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由机械制造工艺学课程设计指
19、导书表5-30和表5-31，=，切削速度时， =切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故所选切削用量可在C6201机床上进行，最后决定的切削用量为：=1.25，=，=，=.计算基本工时 式中=+，=由机械制造工艺学课程设计指导书公式，车削时的入切量及超切量+=，则=126+= =二确定半精镗的切削用量所选用的刀具为YG6X硬质合金圆形镗刀，主偏角为K=45，直径为16mm的圆形镗刀，其耐用度为。.确定切削深度 a.根据表1.5，当半精镗铸料，镗刀直径为，a，镗刀伸出长度时，进给量为：。 .确定切削速度
20、按机械制造工艺学课程设计指导书的计算公式确定： V = 式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20 V=124.6 选择C620-1机床转速：n= n =1200=20实际切削速度为： v = 2.08 .确定基本时间确定半精镗孔的基本时间50s3.7.4 工序四半精车端面；半精车外圆至；车孔至。本工序仍半精车。已知条件和工序相同，车端面，可采用工序三相同的可转位车刀。3.7.5 工序五 钻孔，钻孔，钻螺纹孔以及攻螺纹。一 确定钻孔的切削用量钻孔，由于该孔的加工精度Ra25，可以直接钻孔得到。由机械制造工艺学课程设计指导书表5-19选取锥柄麻花钻，直径系列选择锥柄麻花钻，
21、则螺旋角=30，锋交2=118，后角a=10,横刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。表3.2 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度（1）后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径d0（mm）20高速钢铸铁0.50.8（2）单刃加工刀具耐用度T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0（mm）1120钻头（钻孔及扩孔）铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头后刀面最大磨损限度为0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.确定进给量由机械制造工艺学课程设计指导书 表5-50得，高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.250.65,进给量取f=0.60。.确定切削速度由机械制造工艺学课程设计指导
22、书表5-55高速钢钻头在灰铸铁（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考机械制造工艺学课程设计指导书表5-53钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 则 =131 取n = 150则实际切削速度 =11.8.确定切削时间由机械制造工艺学课程设计指导书表5-57，钻孔时加工机动时间计算公式： T= 其中 l= l=5 l=23则： t= =9.13二确定钻孔的切削用量钻孔选用机床为Z308025摇臂机床，孔的粗糙度为Ra25，直接钻孔即可。根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-50，选取直径为。钻头直径小于10的钻孔进给量为0
23、.200.35。 则取根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-52切削速度计算公式为查得参数为，刀具耐用度T=35则 =1.6所以 =72选取 所以实际切削速度为=2.64确定切削时间（一个孔） =三 钻螺纹底孔及攻螺纹钻螺纹底孔 取 （）所以 （）按机床选取= （）所以实际切削速度 （）切削工时（一个孔）： 攻螺纹，选取所以 （293）按机床选取所以实际切削速度所以切削时间（一个孔）： 3.7.6工序六磨外圆；磨外圆；磨内圆。.选择砂轮 由机械加工工艺手册中磨料的选择各表选取:A46GV69 350其含义为：砂轮磨料为棕刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织手型砂轮其尺寸为3
24、50（DBd）.切削用量的选择 砂轮速度： n=1500r/min，V=30m/s轴向进给量： f=0.2B=8mm（双线程）径向进给量： f=0.02（双线程）工件速度 v=100V=0.3（m/s） N=1.737r/m .切削工时 t=（s） 磨的机床选择为M2110A，刀具选择代号为MY的圆柱磨头，确定砂轮直接为20，则工件速度=20，纵向进给量，工作台一次往复行程磨削深度，根据以上数据计算出所耗工时为41.5s。第四章 心得体会两周的机械课程设计结束了，作为一名机械设计制造及自动化专业大四的学生，我觉得能做这样的课程设计是十分有意义。在已度过的三年半大学生活里我们大多数接触的是专业基
25、础课，我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论，通过在做本次课程设计的过程中，我们对工艺过程有了一定的了解。由于课堂上也有部分知识不太清楚，于是我又不得不边学边用，时刻巩固所学知识，这也是我作本次课程设计的第二大收获。就我个人而言，这次课程设计是进行生产实习之前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，它在我们的大学四年生活中占有重要的地位。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，希望各位老师给予指导。第五章 参考文献1 王栋主编. 机械制造工艺学设计指导书M.北京:机械工业出版社,20102 王先逵主编. 机械制造工艺学M. 北京:机械工业出版社,2006
