機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)-水泵葉輪機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目：水泵葉輪工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。水泵葉輪加工工藝規(guī)程及鉆孔的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。ABSTRCTThisdesigncontenthasinvolvedthemachinemanufacturecraftandtheenginebedjigdesign,themetal-cuttingmachinetool,thecommondifferencecoordinationandthesurveyandsoonthevariousknowledge.Thereductiongearboxbodycomponentstechnologicalprocessanditstheprocessingholejigdesignisincludesthecomponentsprocessingthetechnologicaldesign,theworkingproceduredesignaswellastheunitclampdesignthreeparts.Mustfirstcarryontheanalysisinthetechnologicaldesigntothecomponents,understoodthecomponentsthecraftredesignsthesemifinishedmaterialsthestructure,andchoosesthegoodcomponentstheprocessingdatum,designsthecomponentsthecraftroute;Afterthatiscarryingonthesizecomputationtoacomponentseachlaborstepofworkingprocedure,thekeyisdecideseachworkingprocedurethecraftequipmentandthecuttingspecifications;Thencarriesontheunitclampthedesign,thechoicedesignsthejigeachcompositionpart,likelocatesthepart,clampsthepart,guidesthepart,toclampconcreteandtheenginebedconnectionpartaswellasotherparts;Positionerrorwhichcalculatesthejiglocateswhenproduces,analyzesthejigstructuretherationalityandthedeficiency,andwilldesigninlaterpaysattentiontotheimprovement.Keywords:Thecraft,theworkingprocedure,thecuttingspecifications,clamp,thelocalization,theerror目錄ABSTRCT 3序言 1一零件的分析 21.1零件的作用 21.2零件的工藝分析 2二.工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 32.1確定毛坯的制造形式 32.2基面的選擇 32.3制定工藝路線 42.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 62.5確定切削用量及基本工時(shí) 7三夾具設(shè)計(jì) 123.1擬定定位方案和選擇定位元件 123.2夾具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 133.3夾具體的設(shè)計(jì) 133.4誤差分析 133.5切削力和夾緊力的計(jì)算 153.6夾具的使用說(shuō)明 15總結(jié) 17致謝 19參考文獻(xiàn) 20序言機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。水泵葉輪的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。一零件的分析1.1零件的作用水泵葉輪的作用：定位，支撐的作用。1.2零件的工藝分析水泵葉輪有2個(gè)加工面他們相互之間沒(méi)有任何位置度要求。1：以右端面和外圓為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是粗精車左端面，車外圓。2：以左端面和外圓為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是其他端面及內(nèi)孔的加工。二.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1確定毛坯的制造形式HT200的可鑄性好，因此可用鑄造的方法因?yàn)槭浅膳a(chǎn)，采用砂型鑄造的方法生產(chǎn)鑄件毛坯，既可以提高生產(chǎn)率，又可以提高精度而且加工余量小等優(yōu)點(diǎn)。2.2基面的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。（3）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。（5）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度?；鶞?zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取左端面和外圓作為定位基準(zhǔn)，。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：（1）“基準(zhǔn)重合”原則應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。（2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。（3）“自為基準(zhǔn)”原則某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4）“互為基準(zhǔn)”原則當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。（5）所選的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。以已經(jīng)加工好的右端面和外圓為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)算，在此不再重復(fù)。2.3制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來(lái)。制定以下兩種工藝方案：方案一1鑄造鑄造2處理時(shí)效處理3車粗車-半精車-精車左端面4車車右端面5車車外圓6車粗精車內(nèi)孔，車M22螺紋孔7銑銑槽8磨磨左端面9檢驗(yàn)檢驗(yàn)10入庫(kù)入庫(kù)方案二1鑄造鑄造2處理時(shí)效處理3車粗車左端面4車車右端面5車車外圓6車粗精車內(nèi)孔，車M22螺紋孔7銑銑槽8檢驗(yàn)檢驗(yàn)9入庫(kù)入庫(kù)工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一對(duì)左端面采用粗車，半精車和精車加工，對(duì)左端面采用磨床加工，工序安排緊湊合理，可以更好的保證加工精度要求和位置度要求。而方案二只采用粗車一個(gè)工序，不能保證加工精度要求，綜合考慮我們選擇方案一。具體的加工路線如下1鑄造鑄造2處理時(shí)效處理3車粗車-半精車-精車左端面4車車右端面5車車外圓6車粗精車內(nèi)孔，車M22螺紋孔7銑銑槽8磨磨左端面9檢驗(yàn)檢驗(yàn)10入庫(kù)入庫(kù)2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。水泵葉輪的端面由于水泵葉輪端面要與其他接觸面接觸，查相關(guān)資料知余量留2mm比較合適。3、水泵葉輪的孔毛坯為空心，鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數(shù)文獻(xiàn)，確定工藝尺寸余量為2mm2.5確定切削用量及基本工時(shí)工序：粗車左端面1)切削深度單邊余量為Z=2mm2)進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.8mm/r3)計(jì)算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊(cè)》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=89m/min4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns==753r/min與753r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為750r/min?，F(xiàn)選取=750r/min。所以實(shí)際切削速度==5)切削工時(shí)，t=i;其中l(wèi)=25mm;=4mm;=0mm;t=i=x2=0.966(min)工序：半精車左端面1)切削深度單邊余量為Z=0.5mm2)進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r3)計(jì)算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=92m/min4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns==545r/min與545r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為575r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。所以實(shí)際切削速度==5)切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。t=i;其中l(wèi)=25mm;=4mm;=0mm;t=i==0.4833(min)工序：精車左端面1)切削深度單邊余量為Z=0.3mm2)進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r3)計(jì)算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97=96m/min4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns==585r/min與585r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。所以實(shí)際切削速度==5)切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。t=i;其中l(wèi)=25mm;=4mm;=0mm;t=i==0.4833(min)工序：磨左端面1)選擇砂輪。見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第三章中磨料A46KV6P35040127其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x1272)切削用量的選擇。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表33-42有工件速度＝18m/min縱向進(jìn)給量＝0.5B＝20mm(雙行程)切削深度＝0.0157mm/st3)切削工時(shí)式中D被加工直徑b加工寬度Z--單邊加工余量K系數(shù)V工作臺(tái)移動(dòng)速度--工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量--工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量＝0.55(min)三夾具設(shè)計(jì)3.1擬定定位方案和選擇定位元件基準(zhǔn)是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2.工藝基準(zhǔn)零件在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。（1）裝配基準(zhǔn)裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。（2）測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)量時(shí)用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾位置的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。（3）工序基準(zhǔn)在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。（4）定位基準(zhǔn)工件定位時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)定位元件為液性塑料、柱塞、薄壁套。這樣可以保證完全定位。3.2夾具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)夾具由夾具體、螺母套、螺釘、柱塞、液性塑料等組成。3.3夾具體的設(shè)計(jì)夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具上的所有組成部分都必須最終通過(guò)這幾基礎(chǔ)件鏈接成一個(gè)有機(jī)整體。設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)滿足如下基本要求：（1）足夠的剛度和強(qiáng)度（2）夾具安裝穩(wěn)定（3）夾具體結(jié)構(gòu)工藝性良好（4）便于清除切屑夾具體可用鑄造或焊接的方法制造。鑄造夾具體材料，一般采用HT150或HT200兩種。夾具體應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。3.4誤差分析使用夾具的首要目的在于保證工件的加工質(zhì)量，具體來(lái)說(shuō)，使用夾具加工時(shí)必須保證工件的尺寸精度、形狀精度和位置精度。用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工件精度的因素很多。有定位誤差、對(duì)刀誤差、夾具在機(jī)床上的安裝誤差、影響加工精度的其他因素綜合稱為加工方法誤差、夾具誤差、加工總誤差∑△。（1）定位誤差。此工件的定位誤差為，工件定位孔與定位液性塑料的最大配合間隙。工件定位孔的尺寸為 ?76H7（?mm），定位液性塑料的尺寸為?76g6（?mm）。=（2）對(duì)刀誤差。因?yàn)榈毒呦鄬?duì)于刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱為對(duì)刀誤差。=（3）夾具的安裝誤差。因夾具在機(jī)床上安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。因?yàn)榘惭b基面為平面，所以安裝誤差，為0.（4）夾具誤差。因夾具上定位元件、對(duì)刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準(zhǔn)之間的位置而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。該夾具的夾具誤差為=0.03mm。（5）加工方法誤差。因機(jī)床精度、刀具精度、刀具與機(jī)床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)=/3。（6）根據(jù)在夾具加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和∑△==0.0798mm保證工件加工精度的條件是：∑△=，所以加工總誤差應(yīng)小于工件尺寸公差。為了保證夾具的使用壽命，防止夾具過(guò)早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)，需要留出一定的精度儲(chǔ)備量。所以將上式改寫為∑△或-∑△0當(dāng)JC≥0時(shí)，夾具能滿足工件的加工要求。JC值的大小還表示了夾具使用壽命的長(zhǎng)短和夾具總圖上各項(xiàng)公差值確定得是否合理。因?yàn)?∑△=0.02.20所以該夾具能保證加工3.5切削力和夾緊力的計(jì)算由于本道工序主要完成工藝孔的磨端面加工，切削力。由《切削手冊(cè)》得：切削力式（5-2）切削力矩式（5-3）式中：代入公式（5-2）和（5-3）得本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與切削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無(wú)太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。3.6夾具的使用說(shuō)明夾具通過(guò)螺栓安裝在機(jī)床的工作臺(tái)上，用螺栓固定。夾具裝配圖總結(jié)這次設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識(shí)系統(tǒng)的組織起來(lái)，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。同時(shí)也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實(shí)踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，來(lái)完成本次設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鑄煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計(jì)算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等；也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)與工藝等方面的知識(shí)；以及自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鑄煉與提高；再次體會(huì)到理論與實(shí)踐相結(jié)合時(shí)，理論與實(shí)踐也存在差異?；仡櫰鸫舜卧O(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實(shí)踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說(shuō)學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實(shí)用，在生產(chǎn)過(guò)程中得到應(yīng)用。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了許多