水泵葉輪夾具及工藝的畢業(yè)設(shè)計(jì)

水泵葉輪夾具及工藝的畢業(yè)設(shè)計(jì),水泵,葉輪,夾具,工藝,畢業(yè)設(shè)計(jì) 水泵葉輪夾具及工藝的設(shè)計(jì) 水泵葉輪夾具及工藝的設(shè)計(jì)報(bào)告書 課題來源 對(duì)車間的觀察，及自己的興趣愛好，對(duì)不規(guī)則零件和形狀較復(fù)雜零件如何加工和裝夾產(chǎn)生了濃厚的興趣?，F(xiàn)在決定以次為課題，進(jìn)行水泵葉輪夾具及加工工藝的設(shè)計(jì)。 科學(xué)依據(jù)（包括課題的科學(xué)意義；國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢(shì)；應(yīng)用前景等） 專用夾具操作方便、省力、安全便于零件裝夾加工同時(shí)能保證零件的加工精度，降低了勞動(dòng)生產(chǎn)強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。 研究?jī)?nèi)容 目前要解決如下問題： 定位水泵葉輪的加工工藝過程。設(shè)計(jì)夾具滿足零件加工要求能提高加工生產(chǎn)率，操作方便、省力、安全，具有一定使用壽命和較低的夾具制造成本，具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性：便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修。 擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析 按照設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)調(diào)查研究所提供的權(quán)據(jù)和有關(guān)技術(shù)資料，進(jìn)行以下工作：進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、繪制有關(guān)圖紙，編寫技術(shù)文件等。其基本內(nèi)容如下： 1）繪制被加工零件工序圖。 2）部件裝配圖設(shè)計(jì)。 3）按規(guī)定格式編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 研究計(jì)劃及預(yù)期成果 加工工藝符合實(shí)際生產(chǎn)情況，夾具滿足零件加工要求能提高加工生產(chǎn)率，操作方便、省力、安全，具有一定使用壽命和較低的夾具制造成本，具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性：便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修。 特色或創(chuàng)新之處 專用夾具是根據(jù)工件的加工要求，以通用部件與一些定制部件組合而成的。它能滿足零件加工工序的精度要求，能提高加工生產(chǎn)率，操作方便、省力、安全。 已具備的條件和尚需解決的問題 設(shè)計(jì)零件為：水泵葉輪，按圖中加工位置加工Ф80底面和兩條相互垂直的槽，材料為HT200。 本文詳細(xì)論述了零件加工工藝以及零件裝夾方案方面的探討，包括加工工藝的確定，工件夾緊方案的選擇，切削用量的計(jì)算，機(jī)床的選擇。 摘要 在實(shí)際生產(chǎn)過程中，很多行業(yè)中一些形狀較復(fù)雜產(chǎn)品特別是加工批量較大的零件，利用通用夾具難以裝夾。即便勉強(qiáng)可以裝夾但零件的裝夾和加工難度也同時(shí)提高，精度難以保證，工人勞動(dòng)強(qiáng)度提高，所耗工時(shí)增加，成本提高，加工生產(chǎn)效率低。 為了便于零件的裝夾和加工同時(shí)保證加工質(zhì)量，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低成本，提高生產(chǎn)加工效率需要使用專用夾具。 本課題主要是對(duì)水泵葉輪的機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)及工藝裝備的設(shè)計(jì)（年產(chǎn)量為10000件），為企業(yè)解決實(shí)際的問題。本課題的設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用了我們所學(xué)的機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)床概論、機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)等專業(yè)理論知識(shí)、通過設(shè)計(jì)提高了我的基礎(chǔ)理論知識(shí)和查閱各種資料的綜合分析的能力，使我得到了一次運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的綜合訓(xùn)練。 關(guān)鍵詞：水泵葉輪、工藝、夾具。 第一章　前言 1.1 機(jī)床技術(shù)各方面的發(fā)展 　裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，機(jī)床技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其他產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及起產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)?！敝圃旒夹g(shù)的裝備就是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而車床技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造產(chǎn)業(yè)廣泛采用數(shù)控車床技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。 　　效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大的提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為５大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（ＣＩＲＰ）將其確定為２１世紀(jì)的中心研究方向之一。 　 在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)３０萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是４０秒／輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，起加工的零件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削里很小的情況下，才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性的到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。 從EM02001展會(huì)情況來看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min,甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分代替組合機(jī)床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大可達(dá)60m/min,快速為100m/min,加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國DMG公司的雙主軸車床的主軸轉(zhuǎn)速及加速度分別達(dá)12000r/mm和1g。 在加工精度方面，近10年來，普通級(jí)機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密加工中心則從3-5μm,提高到1-1.5μm，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí)（0.01μm）。 在可靠性方面，國外數(shù)控車床裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)非常高的可靠性。為了實(shí)現(xiàn)告訴、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。 1.2銑床加工的特點(diǎn)： 1） 零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好，能加工輪廓形狀特別復(fù)雜或難以控制尺寸的零件，如模具類零件、殼體類零件等。 2） 能加工普通機(jī)床無法加工或很難加工的零件，如用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線零件以及三維空間曲面類零件。 3） 能加工一次裝夾定位后，需進(jìn)行多道工序加工的零件。 4） 加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。 5） 生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。有利于生產(chǎn)管理自動(dòng)化。 6） 生產(chǎn)效率高。 7） 從切削原理上講，無論是端銑或周銑都屬于斷續(xù)切削方式，而不像車削那樣連續(xù)切削，因此對(duì)刀具的要求較高，具有良好的抗沖擊性、韌性和耐磨性。在干切削狀況下，還要求有良好的紅硬性。 1.3銑床加工的順序： 加工順序通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序等，工序安排的科學(xué)與否將直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和加工成本。切削加工工序通常按以下原則安排： 1）先粗后精 當(dāng)加工零件精度要求較高是都要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工階段，如果精度要求更高，還包括光整加工等幾個(gè)階段。 2）基準(zhǔn)面先行原則 用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)先加工。任何零件的加工過程總是先對(duì)定位基準(zhǔn)進(jìn)行粗加工和精加工，例如軸類零件總是先加工中心孔，在以中心孔為精基準(zhǔn)加工外圓和端面箱體類零件總是先加工定位用的平面及兩個(gè)定位孔，再一平面和定位孔為精基準(zhǔn)加工孔系和其他平面。 3）先面后孔 對(duì)于箱體、支架等零件，平面尺寸輪廓較大，用平面定位比較穩(wěn)定，而且孔的深度尺寸有是以平面為基準(zhǔn)的，故應(yīng)先加工平面，然后加工孔。 4）先主后次 即先加工主要表面，然后加工次要表面。 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)就是利用機(jī)床對(duì)水泵葉輪進(jìn)行的加工設(shè)計(jì)相應(yīng)的夾具。本文從水泵葉輪的工藝分析、車床夾具的設(shè)計(jì)、銑床夾具的設(shè)計(jì)幾個(gè)方面予以闡述。 第二章 零件的分析 2.1零件的作用 題目所給的零件是水泵葉輪，位于傳動(dòng)軸的端部安裝在十字槽內(nèi)。主要用于傳遞扭矩，使水泵獲得動(dòng)力，另外通過Φ12H8的孔配合，傳遞動(dòng)力之用。 2.2零件的工藝分析 2.2.1零件的結(jié)構(gòu)、形狀、技術(shù)要求 零件的結(jié)構(gòu)如圖（1-1）所示：回轉(zhuǎn)類零件水泵葉輪共有三個(gè)地方要加工，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： 圖1-1水泵葉輪 A） 其一是水泵議論的兩個(gè)相互垂直的十字槽，要求兩條槽的對(duì)稱度相對(duì)與Φ12H8的軸線是0.02，表面粗糙度是6.3，其四個(gè)槽的寬度尺寸為寬11mm、深11mm。其二Φ10鑄孔，表面粗糙度是3.2。Φ10孔的上偏差0.027、下偏差0。 B)其三是水泵葉輪的地面，加工的基本尺寸是4mm，表面粗糙度是6.3。 零件的技術(shù)要求： 1.水泵葉輪的材料為HT200。 2.未注鑄造圓角R3-5。 3.鑄件不允許有夾渣、裂紋、氣孔等缺陷。 2.2.2零件的加工方法選擇 表1-1零件的加工方法選擇 加工面 加工方法 設(shè)備 刀具 定位夾緊 兩條十字槽 銑 立銑X62 Φ10指狀銑刀 以底面3點(diǎn)及其鑄孔2點(diǎn)定位在其底面對(duì)面夾緊 水泵葉輪底面 車，銑 CA6140，臥銑X52 45車刀，100端銑刀 以底面對(duì)底面及其孔定位，在孔軸線方向沉孔處夾緊 孔 鉆 鉆床 Φ12麻花鉆 以底面及其止口定位，在底面對(duì)底面夾緊 2.2.3 零件的加工方案的選擇 表1-2零件的加工方法的選擇 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備及工藝裝備 說明 1 鑄 鑄造 2 時(shí)效 3 車 車水泵葉輪底面至尺寸4mm 車底面夾具，CA6140車床，45車刀 工件以毛坯對(duì)面為粗基準(zhǔn) 4 鉆 鉆Φ12的中心孔 鉆床，Φ12麻花鉆，鉆孔夾具 工件以底面及其止口定位 5 銑 銑兩條十字槽，槽寬11mm深11mm對(duì)稱度要求0.2 立式銑床 立銑刀Φ101 工件以底面及中心孔定位 6 清洗、去毛刺 7 檢驗(yàn) 2.2.4確定切削用量及基本工時(shí) 1. 工序3：車削水泵葉輪端面。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。 a 、 加工條件 工件材料：HT200鑄造 b 、加工要求 精車Φ80的底面，表面粗糙度為6.3 c 、機(jī)床：CA6140臥式車床= d 、刀具：刀片材料硬質(zhì)合金45車刀，刀桿尺寸16X25mm,k=90, γ=15，α=12 ，r=0.5mm。 2.切學(xué)用量的計(jì)算 （1）粗車水泵葉輪Φ80的底面 a 、以知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為2mm，一次加工a=2mm既長(zhǎng)度加工公差I(lǐng)T12級(jí)，取-0.46mm(入體方向)。 b 、進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版）（以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mmX25mm，a）≤3mm以及工件直徑為80mm時(shí) f=1-2mm/r c 、計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》表1.27，切削速度的計(jì)算的計(jì)算公式為（壽命選T=60min） V=CK/Taf(m/min) 其中C=242，X=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系數(shù)K見《切削手冊(cè)》表1.28即 K=1.44,Ksv=0.8,Kkv=1.04,Kkrv=0.81,kbv=0.97。 所以Vc=240×1.44×0.8×1.04×0.18×0.97/80×2×1.5=102.6(m/min) d 、確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/3.14dw=1000×102.6/3.14×65=523(r/min) 按機(jī)床說明書（見《工藝手冊(cè)》表4.2-8）,與523r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min。現(xiàn)取nw=600r/min如果選nw=480r/min,則速度損失太大。 所以實(shí)際切削速度為vc=122m/min 3.鉆孔Φ12mm 根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆孔同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的進(jìn)給量與切削速度的關(guān)系為： f=(1.2-1.8)f v=(1/2-1/3)v 式中f鉆，v鉆—加工實(shí)心孔是的切削用量。 現(xiàn)以知： f=0.56mm/r (《切削手冊(cè)》表2-7) v=19.25m/min (《切削手冊(cè)》表2.13) 并令 f=1.35 f=0.76mm/r 按機(jī)床選取 f=0.76mm/r v=0.4 v=7.7m/min ns=1000/3.14D=1000×7.7/3.14×12=204r/min 按機(jī)床選取 n=200r/min 所以實(shí)際切削速度 v=3.14×12×200/1000=75m/min 第三章 車床夾具與銑床夾具的設(shè)計(jì) 為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)專用夾具。 經(jīng)過老師的知道與協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第3道工序與第5道工序，它們分別是精車水泵葉輪的底面和精銑水泵葉輪的兩條互成90的槽。 3.1 CA6140車夾具的設(shè)計(jì) 根據(jù)第3道工序本夾具將用于CA6140臥式車床，刀具為45硬質(zhì)合金車刀，對(duì)工件的端面進(jìn)行加工。 3.1.1 問題的提出 本夾具主要用于精車水泵葉輪的底面，這個(gè)面只要求加工到尺寸4mm，對(duì)其他的孔以及面沒有一定的技術(shù)要求。在加工本道工序是，是作為其他工序的粗基準(zhǔn)，應(yīng)此，在加工本道工序是，主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而精度不是最主要的問題。 3.2 夾具設(shè)計(jì) 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程會(huì)問題百出，甚至造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)于一般的回轉(zhuǎn)體零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。對(duì)于本零件來說，由零件圖可知，如果以Φ42mm的外圓表面做基準(zhǔn)（4點(diǎn)定位），否則可能造成外圓表面的變形。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面是，應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)在水泵葉輪的底面只對(duì)它的對(duì)面有4mm的厚度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)應(yīng)該是葉輪的底面對(duì)面作誒主要定位面，是該工件的粗基準(zhǔn)，限制工件的3個(gè)自由度，其次選擇水泵葉輪的中心孔定位，限制2個(gè)自由度，總共限制了工件的5個(gè)自由度。工件的徑向移動(dòng)對(duì)加工面沒有任何影響。定位尺寸從定位面到水泵葉輪毛坯的底面是6mm。 因?yàn)樵搳A具用于加工批量不大的場(chǎng)合，加工要求相對(duì)來說并不高，應(yīng)此，決定采用手動(dòng)夾緊。 定位方案和夾緊如圖（3-1）所以： 圖3-1水泵葉輪 3.3夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.3.1定位元件的選用： 本夾具定位元件采用平頭支撐釘（A型）和定位心軸，套類和盤類工件加工是，為保證外圓和端面與內(nèi)孔軸線間的位置精度，常以孔定位，在心軸上定位。 支撐釘主要用于精基準(zhǔn)的定位，定位面是平面。材料為45cr優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，支撐釘與工件定位基面的接觸的表面，尺寸精度不低于IT8，定位元件—支撐釘?shù)墓ぷ鞅砻娲植诙却笥赗a1.6微米，選用Ra0.8或Ra0.4，采用調(diào)整法和修配法提高裝配精度，保證支撐釘在同一個(gè)平面上。 定位心軸的材料選用45鋼，心軸外圓柱表面與工件定位面配合的表面，尺寸精度不低于IT8，選用IT7或IT6制造，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，提高表面硬度和耐磨性。硬度HRC55-62。該心軸為剛性心軸的結(jié)構(gòu)形式。是間隙配合的心軸，多用于定心精度不高生產(chǎn)批量不大的場(chǎng)合，要求水泵葉輪以孔和端面組合定位。 3.3.2 夾緊方案的選擇 本夾緊方案采用夾緊螺母、墊圈與心軸聯(lián)結(jié)夾緊，通過于心軸的聯(lián)結(jié)把水泵葉輪固定到夾具上，心軸的具體形狀尺寸等見圖紙車夾具中心軸。當(dāng)工件加工完畢后，松開螺母，卸下工件。在裝上下一個(gè)工件，夾緊后即可加工下底面。由于采用手動(dòng)夾緊，也只能用于中小批生產(chǎn)的場(chǎng)合。 3.3.3夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體是與車床聯(lián)結(jié)的元件，車床夾具體材料為HT200，盤形零件，夾具體為鑄件。 3.3.4支架的設(shè)計(jì)： 加工前，水泵葉輪在夾具上獲得正確的位置后，還必須在夾具上設(shè)置夾緊機(jī)構(gòu)，將水泵葉輪夾緊，以保證水泵葉輪在切削力、離心力等外力作用下仍然保持定位是所占據(jù)的位置不變。 a)夾緊里的方向：夾緊里的方向朝向向工件的主要定位面，以保證水泵葉輪的定位精度。根據(jù)加工要求，在水泵葉輪的底面上車削，要保證孔與端面的垂直度和4mm的厚度，根據(jù)加工要求，以水泵葉輪底面的對(duì)面為主要定位面，夾緊里的方向應(yīng)該朝向底面，這樣能保證定位可靠，滿足上述要求。 b)夾緊里的作用點(diǎn)：夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)定位元件或落在定位元件的支撐范圍內(nèi)，以保證水泵葉輪的定位可靠。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)處在水泵葉輪剛性較好的部位，減小了夾緊變形。這種措施對(duì)于剛性較差的水泵葉輪很重要，夾緊水泵葉輪時(shí)，若夾緊力作用在水泵葉輪的圓柱薄壁上，會(huì)使水泵葉輪產(chǎn)生交大的變形，所以夾緊里作用在剛性較好的凸臺(tái)處，因?yàn)樗妮S向剛度比徑向剛度大。 c)夾緊力的大?。簥A緊力的大小，對(duì)工件的定位可靠性，工件和夾具的變形，夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度和傳動(dòng)裝置的選擇都有很大的影響。 夾緊力的大小涉及復(fù)雜的動(dòng)態(tài)平衡問題，所以只能作粗略估算。計(jì)算是以主切削力為依據(jù)與夾緊力建立靜平衡方程，解此方程來求夾緊里的大小?？紤]到切削力大小在加工過程中受到工件材質(zhì)不均勻、刀具磨損等因素影響，在考慮到工件在實(shí)際加工工程中還會(huì)受到慣性力和來自工件自重等外力因素。所以對(duì)按靜力平衡求得的夾緊力大小還必須乘以安全系數(shù)加以修正，作為實(shí)際所需要的夾緊力數(shù)值。 即： F=KF 式中：F為實(shí)際所需的夾緊力，單位：N ；F為理論上的夾緊力；K為安全系數(shù)，通常K=1.5-1.3。F=12000（N）（計(jì)算略） 3.3.5夾緊元件結(jié)構(gòu)： 本夾具夾緊元件采用夾緊螺母、墊圈與中心定位心軸夾緊。 3.3.6夾具與工作臺(tái)的聯(lián)結(jié)方式： ? 夾具是通過過渡盤固定在車床主軸上的，以此來確定夾具在機(jī)床上的位置。用4個(gè)M16的螺栓將夾具安裝在車床主軸上。 3.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。但由于是中小批生產(chǎn)，所以著眼與手動(dòng)夾緊而不是采用自動(dòng)、機(jī)動(dòng)夾緊，因?yàn)檫@是降低成本的重要途徑。本道工序是精車水泵葉輪底面，切削力較小，為了夾緊工件，避免積聚結(jié)構(gòu)過于龐大。目前采取的措施是：提高毛坯制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。選擇合理的夾緊機(jī)構(gòu)，盡量增加夾緊力。結(jié)果，本夾具總的感覺比較緊湊。車夾具的裝配圖以及零件圖分別見圖紙。 3.5臥式銑床夾具的設(shè)計(jì) 根據(jù)第5道工序夾具將用在臥式銑床上加工水泵葉輪上兩條互成90的十字槽。機(jī)床型號(hào)為X63臥式銑床。刀具為Φ10的指狀銑刀。 3.5.1問題的提出 槽寬 11mm、深11mm這兩條槽對(duì)Φ12H8的孔有一定的技術(shù)要求，要求每條槽相對(duì)于Φ12H8的軸線的對(duì)稱度為0.2，表面粗糙度為6.3。在加工本道工序時(shí)，兩條十字槽未經(jīng)加工，主要應(yīng)考慮機(jī)械加工的精度，而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度為其次要因素。 3.5.2定位基準(zhǔn)的選擇： 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算?，F(xiàn)設(shè)計(jì)計(jì)算如下： 方案1：工件以底面及Φ800.05mm外圓為定位基準(zhǔn)，共限制了工件的5個(gè)自由度。 a) 定位誤差的分析 如圖紙所示，工件以Φ800.05mm外圓柱面在定位元件的Φ80mm止口中定位，加工寬11mm的槽，要求槽的對(duì)稱度的定位誤差。 （a）分析：對(duì)稱度的工序基準(zhǔn)Φ12H8的軸線與定位基準(zhǔn)Φ800.05mm的軸線不重合，△≠0。工件定位基準(zhǔn)與止口定位基準(zhǔn)（Φ80mm）不重合，△≠0。定位基準(zhǔn)可以任意方向移動(dòng)。 （b）計(jì)算： △=0.02mm （同軸度誤差） △=T+T+X =0.03+0.1+0.02 =0.15mm △=△+△ =0.15+0.02 =0.17mm 這種定位方式的定位誤差太大，很難保證槽的對(duì)稱度要求。其原因：一方面是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，另一方面是定位基面的公差太大。解決以上問題的措施是： 方案二：改用Φ12H8孔定位，使△=0。同時(shí)，由于Φ12H8孔的公差較小，△也將縮小。 計(jì)算： 此時(shí) △=0(同軸度誤差) △=D-d =80.1-79.95 =0.15mm △=△+△ =0.15+0 =0.15mm 方案三：提高定位基準(zhǔn)面的制造精度，縮小△，如可將Φ800.05mm提高到Φ800.02mm，止口定位基準(zhǔn)面的直徑改為Φ80mm經(jīng)過計(jì)算比較，通過方案二的這種方式，能夠滿足槽的對(duì)稱度要求。 3.5.3夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 夾具的總體結(jié)構(gòu)為盤類形狀。 3.5.4定位元件的選擇及要求： 本夾具選用的定位元件是一個(gè)定位銷和一個(gè)定位盤。定位銷采用的短圓柱銷，因?yàn)檫@種類型的銷適用與直徑在Φ50mm以下的孔定位。限制了水泵葉輪2個(gè)自由度。用一個(gè)定位盤上的面限制水泵葉輪底面的3個(gè)自由度。定位盤的定位基準(zhǔn)面必須有足夠的精度，因?yàn)楣ぜ亩ㄎ皇峭ㄟ^定位副的接觸實(shí)現(xiàn)的，定位盤的精度直接影響工件的定位精度，因此，該定位盤基面應(yīng)有足夠的精度，以適應(yīng)水泵葉輪的加工要求。 該定位盤應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，定位盤不僅限制工件的自由度，還有支撐工件，承受夾緊力和切削力的作用，所以應(yīng)該有足夠的剛度和強(qiáng)度，以免使用中變形或破壞。 定位盤的耐磨性要好，水泵葉輪的裝卸會(huì)磨損定位元件的定位基面，導(dǎo)致定位精度下降。 定位盤的工藝性要好，定位盤的結(jié)構(gòu)要求簡(jiǎn)單，合理，便于加工，裝配和更換。 定位盤的材料：HT200。 3.5.5夾緊元件的選擇： 本夾具夾緊元件，采用移動(dòng)壓板。 3.5.6夾具體的設(shè)計(jì)： 夾具材料選用HT200，盤類結(jié)構(gòu)。夾具體采用鑄件。 3.5.7夾緊方案的設(shè)計(jì)： 夾緊力的作用點(diǎn)在水泵葉輪定位基面的對(duì)面，落在定位盤的支撐范圍內(nèi)，保證定位可靠，作用點(diǎn)處在水泵葉輪剛性較好的部位，減小了夾緊變形。 夾緊力的方向：夾緊力的方向朝向水泵葉輪定位底面以保證水泵葉輪的定位精度。該夾緊力方向有利于減小夾緊力，在工件上銑床上銑削，夾緊力因于銑削軸向力工件的重力同向，切削力、重力由夾具的固定支承承受。切削扭矩由夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力矩平衡，軸向力和重力所產(chǎn)生的摩擦力矩有利于減小所需夾緊力。故所需夾緊力可最小。 夾緊力對(duì)工件定位可靠性、工件和夾具的變形、夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度和傳動(dòng)裝置的選擇有很大的影響。夾緊力的大小計(jì)算涉及到復(fù)雜的動(dòng)力平衡問題，這里只作粗略的估算。 F=KF=1.5×600=900N 1. 夾緊元件的結(jié)構(gòu)：在夾緊機(jī)構(gòu)中多數(shù)是以斜契夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)以及偏心夾緊機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)構(gòu)成的，這三種夾緊機(jī)構(gòu)合稱為基本夾緊機(jī)構(gòu)。 本夾緊機(jī)構(gòu)采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，他的結(jié)構(gòu)形式變化最多，選用典型的移動(dòng)壓板，他的結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便。 2. 夾具與工作臺(tái)安裝聯(lián)結(jié)方式：本銑夾具通過定位鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合來確定夾具在機(jī)床上的位置。定位鍵采用沉頭螺釘固定在夾具體底面的縱向槽中，使用兩個(gè)，兩定位鍵的距離比較遠(yuǎn)，定位精度較好。定位鍵與夾具體的配合為H7/H6。為提高夾具安裝精度，定位鍵的下部（與工作臺(tái)T形槽配合 部分）可留有余量進(jìn)行修配，或者在安裝夾具時(shí)使定位鍵一側(cè)與工作臺(tái)T形槽靠緊，以減小軸間隙的影響。 銑床夾具的夾具體設(shè)計(jì)有耳座，并通過四個(gè)M16的螺栓將夾具緊固在機(jī)床的工作態(tài)T形槽中，耳座的間距與T形槽的間距一致。 3.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)單說明 本夾具用在臥式銑床上加工水泵葉輪上兩條互成90的十字槽。 工件以底面Φ12H8的孔及底面在定位蕭和定位盤的端面上定位，并使葉輪上的葉片與壓板頭部的缺口對(duì)中，夾緊時(shí)，旋轉(zhuǎn)螺母，通過杠桿聯(lián)動(dòng)使兩壓板同時(shí)夾緊工件。 當(dāng)一條槽加工完畢后，扳手順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使分度盤與夾具體之間松開。分度盤下端沿圓周方向分布有四條長(zhǎng)度為1/4周長(zhǎng)的斜槽。然后逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤，在斜槽面的推壓下定位銷逐漸退入夾具體的襯套中，當(dāng)分度盤轉(zhuǎn)過90位置時(shí)，定位銷依靠彈簧彈出，落入第二條斜槽中，再反靠分度盤使定位銷與槽壁貼緊，用扳手把分度盤拉緊在夾具體上，即可加工另一條槽。由于分度盤上的四條槽為單向升降，因此分度盤也只能單向旋轉(zhuǎn)分度。 該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。但分度精度受到分度盤的四條斜槽制造精度的影響，故適用于加工要求精度不高的情況下。另外采用鑄鐵定位盤，也只能用于加工批量不大的場(chǎng)合。 銑床夾具的裝配圖及夾具主要零件圖分別見圖紙。 第四章 總結(jié) 通過一段時(shí)間的設(shè)計(jì)研究，整個(gè)設(shè)計(jì)工作已經(jīng)完成。本人設(shè)計(jì)了一套車夾具和一套銑夾具。其設(shè)計(jì)本方案與實(shí)際生產(chǎn)相吻合，能夠解決企業(yè)一些基本的實(shí)際問題。 本設(shè)計(jì)方案和類似的夾具相比，能正確的解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。但是還有一些地方做的不夠完善，需要進(jìn)一步改進(jìn)和研究，本夾具設(shè)計(jì)對(duì)夾緊力的計(jì)算只是粗略的估算，車夾具安裝還需要調(diào)試，夾具的夾緊改為其他夾緊方式可能會(huì)更好的提高生產(chǎn)效率。此外經(jīng)過最后檢查發(fā)現(xiàn)銑夾具上缺少一個(gè)對(duì)刀塊根據(jù)銑床夾具的結(jié)構(gòu)我選擇了側(cè)裝對(duì)刀塊JB/T8031。4-1995在此補(bǔ)充說明。 我在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，專業(yè)知識(shí)得到一次全賣弄的復(fù)習(xí)和提高。在以下各個(gè)方面得到了很好的鍛煉： 1. 能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的知識(shí)。 2. 提高了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，通過設(shè)計(jì)夾具訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。 3. 學(xué)會(huì)使用手冊(cè)以及圖表資料，掌握與夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處，做到了熟練運(yùn)用。 總而言之，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)自己不久未來將要從事的工作進(jìn)行了一次很好的適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉了自己獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，也為以后從事的工作鋪墊了基石。 由于本人能力、經(jīng)驗(yàn)等各方面不足的限制，所在設(shè)計(jì)中難免有不足之處，歡迎參考、查閱者給予批評(píng)指正。 致謝 論文脫稿之際，特此感謝指導(dǎo)張佳興老師為我講解新技術(shù)、提供具有代表性的課題，材料，以及在我遇到難題時(shí)及時(shí)的精心為我解答，使我順利的完成了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。對(duì)張佳興老師嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、認(rèn)真的作風(fēng)致以崇高的敬意。對(duì)張佳興老師細(xì)心的指導(dǎo)和付出的心血表示衷心的感謝！ 南通職業(yè)大學(xué)的諸位老師在我撰寫畢業(yè)論文過程中以及在學(xué)校期間，給予了很多幫助和支持。為此再次向他們表示誠摯的謝意！ 向所有關(guān)心、支持、幫助過我的各位老師、同學(xué)、朋友們表示感謝！ 最后，向熱心評(píng)審本論文和參加答辯的各位老師致以由衷的感謝！ 參考文獻(xiàn) [1]沒康燾，機(jī)械制圖，上海，上海交通大學(xué)出版社，2000 [2]陳立德 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