水泵叶轮座说明书.pdf

.工业职业技术学院机械加工工艺设计说明书机械加工工艺设计说明书设计题目：水泵叶轮座机械加工工艺设计姓姓名：名：学学号：号：年年级：级：二年级二年级专专业：业：数控技术数控技术学生类别：学生类别：专科专科指导教师：指导教师：锡锋锡锋教学单位：教学单位：数控工程学院数控工程学院2013 年 1 月 4 日.课程设计的目的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，进行的一项重要的实践性教学环节。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，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，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。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。.一、零件的分析一、零件的分析1.11.1、零件的作用、零件的作用题目给的零件是离心式微电机水泵上的，它位于水泵泵壳，主要作用是固定水泵叶轮连接零件1.21.2、零件的形状、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：2.12.1 左端的加工表面左端的加工表面0.026这一组加工表面包括：左端面，1250外圆，100圆，倒角，钻通0.0250.0.026孔7，钻孔并攻丝。这一部份只有端面有 6.3 的粗糙度要求，1000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。2.22.2 右端面的加工表面右端面的加工表面这一组加工表面包括：右端面；12100.04的外圆，粗糙度为 3.2、6.3；外0.016径为50、径为400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，粗车后半精车就可以达到精度要求。其中，17.5、40 的孔或圆直接在车床上做镗工就行了。其具体过程如下表：加工表面左端面12500.025外圆0.0261000圆表面粗糙度Ra6.3Ra6.3Ra25无无无无Ra3.2无公差/精度等级IT8IT10IT8IT10IT11 以下IT11 以下IT11 以下IT11 以下IT11 以下IT8IT10IT11 以下加工方法粗车-半精车粗车-半精车粗镗粗车钻通孔钻孔并攻丝粗车-半精车粗车-半精车粗镗倒角左7 通孔M4-7H 螺纹孔右端面12100.04外圆小凸台侧40.小凸台端面17.5 中心孔右7 通孔32 的小凹槽Ra25无无Ra25IT11 以下IT11 以下IT11 以下IT11 以下粗镗粗镗钻通孔粗镗三、毛坯设计三、毛坯设计3.13.1、毛坯的选择、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，备品率和 废品率分别取 10%和 1%代入公式得该工件的生产纲领 N=5000 5555 N=5000 5555 件件/年年3.23.2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差、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。3.33.3、确定机械加工余量、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，。3.43.4、确定毛坯尺寸、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 Ra1.6。Ra1.6 的表面，余量要适当加大。分析本零件，加工表面 Ra1.6，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。3.53.5、确定毛坯尺寸公差、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14283偏差1.31.3参考资料机械制 造工艺 设计手册.3.63.6、设计毛坯图、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。下图为该零件的毛坯图下图为该零件的毛坯图:.四、选择加工方法，拟定工艺路线四、选择加工方法，拟定工艺路线4.14.1、基面的选择、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。4.24.2、精基面的选择、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。.4.34.3、制定机械加工工艺路线、制定机械加工工艺路线工艺路线一工艺路线一工序一：工序一：1.粗车右端面2.车外圆1213.车右台阶面4.车外圆1305.车端面6.粗镗40工序二：工序二：1.粗车大端面2.粗镗100H73.车台阶面4.车外圆125工序三：工序三：1.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：工序四：.1.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：工序五：1.精车右端面2.精车外圆1213.精镗404.精车外圆1305.精车端面6.精车右台阶面工序六：工序六：1.精车大端面2.精车100H73.精车右台阶面4.精车外圆125工序七：工序七：精铣 B 面工序八粗铣100 面.工序九：工序九：精铣100 面工序十：工序十：1.钻孔到102.扩钻到163.扩孔到17.4工序十一：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：工序十三：1.在 4 个工位上钻孔4.52.攻螺纹 4M5工艺路线二：工艺路线二：工序一：工序一：1.粗车右端面至 782.粗车外圆1255工序二：工序二：1.粗车左端面至 712.粗车外圆12893.粗车孔986.8工序三：工序三：.1.钻通孔162.粗镗孔34293.粗车小凸台端面至 20工序四：工序四：1.半精车端面保 702.半精车外圆121.453.半精镗孔39.6274.半精镗孔32285.半精镗孔保17.56.半精车小凸台端面保 16工序五：工序五：1.半精车左端面到 692.半精车外圆125.4 长 93.半精镗孔99.6 长 7工序六：工序六：1.钻通孔 37工序七：工序七：1.钻通孔 372.钻孔 44.134 深 123.攻螺纹 4-M5 深 10工序八：工序八：1.去毛刺.工序九：工序九：1.磨孔保40162.磨外圆保1215工序十：工序十：1.磨孔保1007工艺路线比较：2.磨外圆保1259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：拟定工艺过程：工序号01工序容粗车右端面至 78粗车外圆125502粗车左端面至 71粗车外圆1289粗车孔986.803钻通孔16粗镗孔3429粗车小凸台端面至 20简要说明.04半精车端面保 70半精车外圆121.45半精镗孔39.627半精镗孔3228半精镗孔保17.5半精车小凸台端面保 1605半精车左端面到 69半精车外圆125.4 长 9半精镗孔99.6 长 70607钻通孔 37钻通孔 67钻孔 44 深 12攻螺纹 4-M5 深 100809去毛刺磨孔保4016磨外圆保1215钳工10磨孔保1007磨外圆保12591112分别倒角小凸台和左圆检验，入库.五、加工设备及刀具、夹具、量具的选择五、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。5.15.1、选择机床，根据不同的工序选择机床、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：车床用 CA6140,钻床用 Z512。下面是这两台机床的具体资料：1.1.车床用车床用 CA6140CA6140本系列车床适用于车削外圆柱面，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，可选用附件齐全。2.2.钻床用钻床用 Z512Z512产品说明：.型号最大钻孔直径主轴行程主轴轴线至立柱表面距离 L主轴端面至工作台距离 H主轴莫氏圆锥进给方式工作台面尺寸工作台绕立柱回转角度主电机功率Z512512mm100mm230mm430mm1手动进给350350mm0.6kw5.25.2、选择刀具、选择刀具选用硬质合金车刀、加工铸铁零件采用 YG 类硬质合金，粗加工用 YG8，半精加工为 YG6。具体见工序卡。六、切削用量的选择六、切削用量的选择切削速度、进给量和背吃刀量三者称为切削用量。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=dn/1000(m/min)v=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，称为背吃刀量，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=0.81.5mm，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 12.56.3m。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=3.20.8m,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=0.10.3mm 和较小的进给量 f=0.050.2mm/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。减小表面粗糙度 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 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 0.20.1m,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。七、基本时间的确定七、基本时间的确定7.17.1 工时定额的计算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 TjTfTbTxTz/N其中：Td是指单件时间定额TjTf是指基本时间（机动时间），通过计算求得是指辅助时间，一般取（1520）%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（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工序一：1、粗车右端面至 78mm.取则n ap 6.5mmf=1mm/rvc 50m/minv5010001000 115r/min d3.14138tjl l1 l25 2 0i 2 0.122minfn11152、粗车外圆1255mmtjl l1 l25 2 0i 1 0.061minfn1115tj 0.122 0.061 0.122min工序二：1、粗车左端面至 71mm取ap 6.5mmf 1mm/rvc 50m/min则n v5010001000 102r/min d3.14156tjl l1 l27 2 0i 4 0.353minfn11022、粗车外圆1289mmtjl l1 l29 2 0i 2 0.216minfn11023、粗车孔986.8mmn v5010001000 168r/min d3.1495l l1 l26.8 2 0 0.052minfn1168tjt2 0.353 0.216 0.052 .621min工序三.1、钻通孔16mm取v 20m/min f=1mm/r则n l1tjv2010001000 398r/min d3.1416d16cot Kr 2 cot 60o 2 2.577mm22l l1 l211 2.577 0 0.114minfn0.33982、粗镗孔3429mm取v 60m/min f=0.7mm/r则n v6010001000 735r/min d3.1426tjl l1l229 20i 1 0.06minfn0.77353、粗车小凸台端面至 20mmn v5010001000 318.5r/min d3.1450l l1 l215 2 0i 1 0.053minfn1318.5tjt3 0.114 0.06 0.053 .0227mm工序四：1、半精车端面保 70mm取ap 4mm f=0.5mm/rvc 80m/min则n v8010001000 204r/min d3.14125tjl l1 l21 2 0i 2 0.06minfn0.5204.2、半精车外圆121.45mmtjl l1 l25 2 02 0.07minfn0.52043、半精镗孔39.627mm取v 80m/min f=0.5mm/r则n v8010001000 749r/min d3.1434tjl l1 l227 2 0i 1 0.077minfn0.57494、半精镗孔3228mmn v8010001000 796r/min d3.1432l l1 l228 2 0 0.075minfn0.5796tj5、半精镗孔保17.5mmn v8010001000 1592r/min d3.1416l l1 l25 2 0i 1 0.01minfn11592tj6、半精车小凸台端面保 16mmn v8010001000 510r/min d3.1450l l1 l24 2 0 0.047minfn0.5510tjt4 0.06 0.07 0.077 0.075 0.01 0.047 0.339min工序五：1、半精车左端面至 69mm.取ap 4mm f=0.5mm/rvc 80m/min则n v8010001000 199r/min d3.14128tjl l1 l21 2 0i 4 0.12minfn0.51992、半精车外圆125.4 长 9mmtjl l1 l29 2 0i 1 0.018minfn11993、半精镗孔99.6 长 7mmn v8010001000 269r/min d3.1498l l1 l27 2 0 0.01minfn0.5269tjt5 0.12 0.018 0.01 0.148min工序六：1、钻通孔 37mm取v 20m/min f=0.16mm/r则l1n D7cot Kr1.5 cot 60o1.5 3.5195mm22v2010001000 910r/min d3.147l l1 l210 3.5195 3 0.113minfn0.16910tjt6 0.1133 0.339min工序七：1、钻通孔 67mm.同工序六，则tj 0.1136 0.678min2、钻孔 44mm 深 12mm取v 20m/min f=0.1mm/r则lD12cot K4r1.5 2cot 60o1.5 2.654mmn v d1000 2010003.1441592r/mintl l1 l2jfi 12 2.654 00.115924 0.36minn3、攻螺纹 4-M5 深 10mm取v 20m/min f=0.1mm/rl1 2p 1.6mml2 0则n v d1000 6.810003.145 433r/mintl l1 l2jfi2 10 1.6 043324 0.268minn0.8t7 0.678 0.36 0.268 1.306min工序九：1、磨孔保4016mmtj1min2、磨外圆保1215mmtj1mint911 2min工序十：1、磨孔保1007mmtj1.2min.l 10.2、磨外圆保1259mmtj1.4mint101.2 1.4 2.6min工序十一：1、倒角t11 0.5min取tf 20%tb 5%tx 2%tz 3%则作业时间：t工序一 0.220mint工序二 0.745mint工序三 0.272mint工序四 0.407mint工序五 0.178mint工序六 0.407mint工序七1.567mint工序九 2.400mint工序十 3.120mint工序十一 0.600min其他详细资料见加工过程卡。八、心得八、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，希望各位老师给予指导。九、参考文献九、参考文献设计资料及主要参考书1.蔡兰.机械零件工艺性手册 M.:机械工业,1995.2.王先逵.机械加工工艺手册.：机械工业，20073.宏钧.实用机械加工工艺手册 M.：机械工业，2009.4.宏钧.机械加工工艺方案设计及案例.：机械工业，2011.5.黄如林.切削加工简明实用手册.:化学工业，2010.6.严敏德.金属切削加工技能.：机械工业，2009.7.黄鹤汀.金属切削机床.：机械工业，2003.8.王平嶂.机械制造工艺与刀具.：清华大学，2005.9.丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导书.：冶金工业，2002.10.倪森寿.机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书.：化学工业，2008.