连接座说明书

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1、课程设计说明书设计题目：设计“连接座”零件机械加工工艺规程及工艺装备设计者：衣明华班级学号：09指导教师：袁艳玲江南大学2009年7月2日目录课程设计的目的一、零件的分析二、零件的工艺分析三、毛坯设计四、选择加工方法，拟定工艺路线五、加工设备及刀具、夹具的选择六、工艺计算七基本时间的确定 、八、夹具设计 九、心得十、参考文献课程设计的目的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，

2、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、机械制造技术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、规范等。（4）在设计过程中培养学生严谨的

3、工作作风和独立工作的能力。一、零件的分析零件的形状零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的 零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示。二、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：1. 左端的加工表面：这一组加工表面包括：左端面，612503外圆，饥0+0004内 圆，倒角，钻通孔7，钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3的粗 糙度要求，100+0004的内圆孔有25的粗糙度要求。其要求并不高， 考虑到尺寸精度，粗车后半

4、精车再精车就可以达到精度要求。而钻孔 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. 右端面的加工表面：这一组加工表面包括：右端面；121-0004h7的外圆，粗糙 度为3.2、6.3;外径为50、内径为40+06的小凸台，粗糙 度为3.2,并带有倒角；32的小凹槽，粗糙度为25;钻17.5的 中心孔，钻7通孔。其要求也不高，粗车后半精车再精车就可以达 到精度要求。其中，32的凹槽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Ra6.3IT8IT10粗车半精车1250 0 025外圆Ra6.3IT6粗车-半精车-精车100

5、+0004内圆Ra25IT7IT8粗车-半精车-精车倒角无IT11以下粗车左7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IT8IT10粗车-半精车 121-0004h7 外圆Ra3.2IT6粗车-半精车-精车小凸台内侧040+0#16Ra3.2IT6粗车-半精车-精车小凸台端面Ra25IT11以下粗车-半精车0 17.5中心孔无IT11以下钻孔右0 7通孔无IT11以下钻通孔0 32的小凹槽Ra25IT11以下半精镗三、毛坯设计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

6、、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,假设Q=3000台/年，n=1件/台；结合 生产实际，备品率a和 废品率。分别取10%和1%代入公式得该 工件的生产纲领N=3000 3333 件/年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

7、材料按灰铸铁，得铸件公差等 级为812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。（5）求RMA（要求的机械加工余量）对所有加工面取同一值， 由指导书表5-4，查最大尺寸为69mm，机械加工余量为F级，得RMA 为 1.0mm.（6）求毛坯基本尺寸，7，17.5孔尺寸小铸成实心，由公 式（5-2）求出双边加工余量R=F+2RMA+CT/2内腔加工余量R=F-2RMA-CT/2单侧加工余量R=F+RMA+CT/2 各面加工余量见表项目左右端面125外圆左台阶面100内孔

8、右台阶面121外圆小凸台端面40内孔公差等级CT1111111111111111加工面基本尺 寸69125810061211640铸件尺寸公差4.452.84.42.853.63.6加工余量等级FFFFFFFFRMA1.01.01.01.01.01.01.01.O毛坯基本尺寸73.2129.510.495.88.4125.518.836.23、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 为了去除内应力，

9、改善切削性能，在铸 件取出后要做时效处理。卜图为该零件的毛坯图:四、选择加工方法，拟定工艺路线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。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。3、制定机械加工工艺路线:工艺路线一：工序一：1. 粗车右端面2. 车外圆1213

10、. 车右台阶面4. 车外圆1305. 车端面6. 粗镗40工序二：L粗车大端面2. 粗镗100H73. 车台阶面4. 车外圆125L半精镗402. 半精车外圆1213. 半精车右台阶面4. 半精车外圆1305. 半精车端面6. 半精车右端面工序四：L半精车大端面2. 半精车100H73. 半精车右台阶面4. 半精车外圆125工序五：L精车右端面2.精车外圆121工序三3-精镗404.精车外圆1305-精车端面6.精车右台阶面工序六L精车大端面2. 精车100H73. 精车右台阶面4. 精车外圆125工序七精铣B面工序八粗铣100面工序九精铣100面工序十L钻孔到102. 扩钻到163. 扩孔到

11、17.4工序十一精镗孔至17.5工序十二在6个工位上钻孔7工序十三L在4个工位上钻孔4.52. 攻螺纹4-M5工艺路线二：工序一1. 粗车右端面至71.92. 粗车右台阶面至73. 粗车外圆122.1X44. 粗车小凸台端面至16.75. 粗车内孔39X16.76. 倒角7钻通孔16工序二1. 粗车右端面至70.62. 粗车右台阶面至93. 粗车外圆126.1X84. 粗车内孔98.9X75. 倒角C1工序三1. 半精车端面保69.82. 半精车右台阶面至63. 半精车外圆121.5X54. 半精车小凸台端面保165. 半精车内孔39.5 X 166. 半精镗内孔32X17. 半精镗内孔保17

12、.5工序四1. 半精车右端面到692. 半精车右台阶面至83. 半精车外圆125.5X94. 半精车内孔99.5X7工序五1. 精车外圆121X52. 精车内孔40X16工序六1. 精车外圆125 X92. 精车内孔100 X7工序七1. 钻3X0 7通孔工序八1. 钻0 7 X6通孔2. 钻四个0 4.5 X103. 攻螺纹4XM5X深10工艺路线比较：上述两个工艺路线，第一条工艺路线做得比较精细，每一道工 序都安排的很到位，但是做起来很复杂；第二条工艺路线比较简洁明 了，基本上可以达到精度要求，相比之下我们选择第二条工艺路线。拟定工艺过程工序号工序内容简要说明01沙型铸造02进行人工时效处

13、理消除内应力03涂漆防止生锈041. 粗车右端面至71.92. 粗车右台阶面全73. 粗车外圆122.1X44. 粗车小凸台端面全16.75. 粗车内孔39X16.76. 倒角7钻通孔16051. 粗车右端面至70.62. 粗车右台阶面全93. 粗车外圆126.1X84. 粗车内孔98.9X75. 倒角C1061. 半精车端面保69.82. 半精车右台阶面至63. 半精车外圆121.5X54. 半精车小凸台端面保165. 半精车内孔39.5 X 166. 半精镗内孔32X17. 半精镗内孔保17.5071. 半精车右端面到692. 半精车右台阶面至83. 半精车外圆125.5X94. 半精车内

14、孔99.5X7081. 精车外圆121X52. 精车内孔40X16091. 精车外圆125 X92. 精车内孔100 X7101.钻3X0 7通孔111. 钻7 X6通孔2. 钻四个0 4.5 X103. 攻螺纹 4XM5X深 1009去毛刺钳工10检验，入库五、加工设备及刀具、夹具、量具的选择由于生产类型为大批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量 专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完 成。1、选择机床，根据不同的工序选择机床：由于本零件加工精度不高，普通机床就可以达到加工要求。因此 我们选用最常用的机床：车

15、床用CA6140,钻床用Z5125A。下面是这两 台机床的具体资料：1.车床用CA6140本系列车床适用于车削内外圆柱面，内锥面及其它旋转面。车削 各种公制、英制、模数和径节螺纹，并能进行钻孔和拉油槽等工作。CA6140结构特点：1.CA系列产品，以“A”型为基型，派生出几种变形产品。B型： 主轴孔径80mm，C型：主轴孔径104mm。F型：液压仿形。M型：精 密型。2.床身宽于一般车床，具有较高的刚度，导轨面经中频淬火，经 久耐磨。3.机床操作灵便集中，滑板设有快移机构。采用单手柄形象化操 作，宜人性好。4.机床结构刚度与传动刚度均高于一般车床，功率利用率高，适 于强力高速切削。主轴孔径大，

16、可选用附件齐全。2.钻床用Z5125A产品说明：型号Z5125A最大钻孔直径25mm主轴最大进给抗力9000N主轴最大扭距160N - m主电机功率2.2kw主钻孔锥度3主轴转速9（级）50-2000r主轴每转进给量9（级）主轴行程200mm主轴箱行程（手动）200mm工作台行程310mm工作台尺寸400X550mm外型尺寸/包装尺寸980 X 807 X 2302mm/2400 X1030X 1360mm机床净重/毛重950/1300kg2、选择刀具:选用硬质合金铣刀，硬质合金钻头，硬质合金扩孔钻、硬质合 金铰刀、硬质合金锪钻，加工铸铁零件采用YG类硬质合金，粗加工用 YG8,半精加工为YG

17、6。具体见工序卡。六、工艺计算一.机械加工余量的计算与确定查表法确定加工余量工序加工余量（半精加工和精加工）查指导书第五章第三节，粗加工余量由毛坯余量半精加工余量和精加工余量而得到，具体详见下表项目左端面右端面125外圆左台阶面100内孔右台阶面121外圆小凸台端面40内孔粗加工1.31.41.71.41.61.41.71.91.4余量半精加工余量0.80.70.31.00.251.00.30.70.25精加工余量000.2500.2500.2500.25(注:外圆和内孔为半径余量)二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

18、，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= n dn/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

19、 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=0.81.5mm，进给量f=0.20.3mm/r，切削速度v取3050m/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0.51mm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12.5-6.3p m。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IT8IT7，表面粗糙度值 Ra=3.20.8p m,所以精车是以提

20、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=0.10.3mm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Y 0，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 0.1p m,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

21、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。具体切削用量的计算粗车切削用量包括背吃刀量ap，进给量f和切削速度V。确定顺序是先 确定ap，f，在确定V。工序I切削用量及基本时间的确定切削用量 本工序为粗车（车端面，外圆及镗孔）。已知加工材料 为铸铁HT200，机床为CA6140型卧式车床，工件装卡在三爪自定心 卡盘中。确定粗车外圆125mm的切削用量。所选刀具为YG6硬质合金可 转位车刀。根据表5-112，由于CA6140车床的中心高为200mm，故选 刀杠尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表5-113

22、，选择 车刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀面，前角Y。=12，后角a。=6， 主偏角Kr =10，刃倾角入s=0，刀尖圆弧半径Y =0.8mm。确定背吃刀量ap粗车双边余量为2.5mm，显然ap为单边余量， ap=1.7mm。确定进给量f 根据表5-114，在粗车钢料，刀杠尺寸为 16mmX25mm, ap=3mm,工件直径为 100400 时，f=0.61.2mm/r，按 CA6140车床的进给量，选择f=0.61mm/r。进给量满足机床进给机构强度的要求。确定切削速度V，根据表5-121，当用YG6硬质合金车刀加工 HT200 铸铁时，ap=3mm，f=0.75mm/r 时，切削速度 V=63

23、m/min。切 削 速 度 的 修 正 系 数 为 Ksv=0.8,Ktv=0.65,Kktv=o 8gtv=1.15,Kmv=Kkv=1.0（表 2-9），故v=63X0.8X0.65X0.81X1.15=34.4m/minn=1000v/n d=1000X34.4/n X125=87.64r/min按CA6140车床的转速（表5-56）,选择n=100r/min，则实际切削 速度 v=100r/mino最后确定的切削用量为a p=1.7mm,f=0.61mm/r,n=100r/min,v=34.4m/min其他数据按上述方法一一算出，详细见工序图。半精车切削用量 本工序为半精加工（车端面，

24、外圆，镗孔及倒角0已知条 件与粗加工工序相同。确定半精车外圆125mm的切削用量。所选刀具为YG6硬质合金可 转位车刀。车刀形状，刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。根据表 5-113，车刀几何形状为Y。=12，a。=8，Kr =5，入 s=0， Y =0.5mm。确定背吃刀量a p=0.3mm确定进给量f，根据表5-116及CA6140车床的进给量（表5-57）， 选择f=0.2mm/r。由于是半精加工，切削力较小，故不需校核机床进 给机构强度。选择车刀磨钝标准及耐用度，根据表5-119,车刀后刀面最大磨损量取为0.4mm，耐用度T=30min。确定切削速度v,根据表5-121,当用YG6硬质合

25、金车刀加工HT200 铸件，ap=0.3mm,f=0.2mm/r 时，切削速度 v=114m/min.切削速度的修正系数为，KkY v=0.81,Ktv=1.15,其余的修正系数均为1 （表2-9），故v=114X0.81X1.15=106.2m/minn=1000v/n d=1000X106.2/n X125=270.57r/min按CA6140车床的转速（表5-56），选择n=320r/min。最后决定的切削用量为：ap=0.3mm,f=0.2mm/r，n=320r/min， v=106.2m/min其他数据算法同上，详细参照工序卡。精加工确定精车外圆125mm的切削用量。所选刀具为YG6

26、硬质合金可转 位车刀。根据表5-113，车刀几何形状为Y。=12，a。=8，Kr =5，入 s=0， Y =0.5mm。确定背吃刀量a p=0.25mm确定进给量f，根据表5-116及CA6140车床的进给量（表5-57）， 选择f=0.2mm/r.由于是精加工，切削力较小，故不需要校核机床进 给机构强度。选择车刀磨钝标准及耐用度，根据表5-119，车刀后刀面最大磨 损量取为0.4mm，耐用度T=30min。确定切削速度v，根据表5-121，当用YG6硬质合金车刀加工HT200,a p=0.25mm，f=0.2mm/r，切削速度 v=114m/min。切削速度的修正系数为，叩丫 v=0.81,

27、Ktv=1.15，其余的修正系数均为1（表2-9），故v=114X0.81X1.15=106.2m/min n=1000v/n d=1000X106.2/n X125=270.57r/min按CA6140车床的转速（表5-56）,选择n=320r/min。最后 决定的切削用 量为：ap=0.25mm,f=0.2mm/r，n=320r/min，v=106.2m/min同理算出精加工其他数据，详细见工序卡。七、基本时间的确定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T = T + T + T + T + T / N d j f b x z其中：七是指但见时间定额Tj是指基本时

28、间（机动时间），通过计算求得Tf是指辅助时间，一般取（1520）%Tj ； Tj与七和称为作业时间Tb是指布置工作时间，一般按作业时间的（27）%估算Tx是指休息及生理需要时间，一般按作业时间（24）%估算七是准备与终结时间，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确定粗车基本时间1.粗车外圆122.1mm的基本时间。根据表2-21,车外圆基本时间为Tj1 =Li/fn=(l+l 1 +12+13)i/fn式中，l=4mm, l1=ap/tankr+(23),kr=90, l1=2mm, l2=0, ls=0,f=0.66mm/r, n=100r/mim,i=1.Tj1=5.45

29、s2.粗车端面的时间。Tj2=Li/fn,L=(d-d1)/2+ l1+l2+l3式中d=122.1mm,d1=110mml1=2mm,l2=4mm,l3=0,f=0.61mm/r,n=100r/min, i=1。则 Tj2=11.85s3. 车台阶面的时间Tp=Li/fn,L=(d-d1)/2+ l1+l3式 中 ，d=138mm, d1=121mm,l1=0,l2=4mm,l3=0,f=0.61mm, n=80r/min, i=1则Tj3=15.36s4粗车小凸台端面的时间 Tj4=Li/fn,L=(d-d1)/2+ h+b式 中，d=50mm,d1=40mm,l1=2mm, l2=4mm

30、, l3=0,f=0.56mm/r, n=250r/min，i=1。则 Tj4=4.7s 5 粗车内孔的时间Tj5=Li/fn=(l+l1+l2+l3)i/fn式中，l=16.7mm，l1=ap/tankr+(23),kr=90，l1=2mm, l2=0, l3=0,f=0.46mm/r, n=320r/mim,i=1.则 Tj5=7.6s同理可求的其他粗加工的基本时间，详见工序卡。确定精加工基本时间1 半精车端面时间Tj1=（6.05+4+2）/0.2X5.3=11.36s2 半精车台阶面时间 Tj2=（6+2+4）/0.3X3.33=12s3 半精车外圆时间Tj3=（5+2）/0.2X5.

31、3=6.6s4 半精车小凸台端面 Tj4=（5+2+4）/0.3X11.8=3.1s5 半精车内孔时间Tj5二（16.7+4）/0.2X15=6.9s其他半精车和精车时间按上述方法一一求出，详见工序卡。八、夹具设计本次设计的夹具为钻模。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；夹紧力的确定由指导书表3-6,夹紧力与切削力方向一致，仅需较小的夹紧力来防止加工工程中振动和转动，可不做计算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。Adw=Abc+Ajw采用平面和销定位，平面定位，基准重合误差为零销定位基准重合，只要考虑基准位移误差Aw= E + T

32、d)/2Td-工件外圆尺寸的公差 Td=0.025，Td=0.016Aw=.25所以夹具能满足零件加工精度的要求。九、心得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 们的大学四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，希望各位老 师给予指导。十、参考文献设计资料及主要参考书参考书：机械制造技术基础程设计指南崇凯主编化学工业出版社设计资料：实用机械加工工艺手册机床夹具设计原理等资料