海量機械畢業設計，請聯系Q99872184水泵葉輪夾具及工藝的設計課題來源對車間的觀察，及自己的興趣愛好，對不規則零件和形狀較復雜零件如何加工和裝夾產生了濃厚的興趣。現在決定以此為課題，進行水泵葉輪夾具及加工工藝的設計。科學依據（包括課題的科學意義；國內外研究概況、水平和發展趨勢；應用前景等） 專用夾具操作方便、省力、安全便于零件裝夾加工同時能保證零件的加工精度，降低了勞動生產強度，降低生產成本，提高生產效率。研究內容目前要解決如下問題：定位水泵葉輪的加工工藝過程。設計夾具滿足零件加工要求能提高加工生產率，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，具有良好的結構工藝性：便于制造、檢驗、裝配、調整、維修。擬采取的研究方法、技術路線、實驗方案及可行性分析按照設計任務，根據調查研究所提供的權據和有關技術資料，進行以下工作：進行數據計算、繪制有關圖紙，編寫技術文件等。其基本內容如下：1）繪制被加工零件工序圖。2）部件裝配圖設計。3）按規定格式編制設計計算說明書。研究計劃及預期成果加工工藝符合實際生產情況，夾具滿足零件加工要求能提高加工生產率，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，具有良好的結構工藝性：便于制造、檢驗、裝配、調整、維修。特色或創新之處專用夾具是根據工件的加工要求，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，能提高加工生產率，操作方便、省力、安全。 已具備的條件和尚需解決的問題設計零件為：水泵葉輪，按圖中加工位置加工80底面和兩條相互垂直的槽，材料為HT200。本文詳細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，切削用量的計算，機床的選擇。 摘要在實際生產過程中，很多行業中一些形狀較復雜產品特別是加工批量較大的零件，利用通用夾具難以裝夾。即便勉強可以裝夾但零件的裝夾和加工難度也同時提高，精度難以保證，工人勞動強度提高，所耗工時增加，成本提高，加工生產效率低。為了便于零件的裝夾和加工同時保證加工質量，降低工人勞動強度，降低成本，提高生產加工效率需要使用專用夾具。本課題主要是對水泵葉輪的機械加工工藝規程的設計及工藝裝備的設計（年產量為10000件），為企業解決實際的問題。針對該水泵葉輪的尺寸特殊性、加工工序和機床的良好使用，則需設計一套專用夾具，從而確保車削水泵葉輪80底面和銑削水泵葉輪兩條相互垂直的槽的精度，提高生產效率，保證零件的產量。本課題的設計綜合運用了我們所學的機械制圖、機械設計基礎、機床概論、機械制造工藝學、機床夾具設計等專業理論知識。關鍵詞：水泵葉輪、工藝、夾具。Abstract In the actual production process, many industries in the shape of some of the more complex products, particularly large quantities of spare parts processing, use common fixture to fixture. But even if barely fixture parts of the fixture and also improve the processing difficulty, it is difficult to guarantee the accuracy, increased labor intensity of workers, increase working hours by consumption, increased cost, low efficiency of the production process.In order to facilitate the processing and parts of the fixture at the same time ensure that the processing quality, reduce labor intensity of workers, reduce costs and improve efficiency of production and processing need to use special fixture.The main topic of the pump impeller machining process planning the design and the design of equipment (annual production of up to 10,000), for enterprises to solve practical problems. Against the size of the pump impeller particularity, processing and the good use of machine tools required to design a special fixture, so as to ensure that turning pump impeller 80 milling pump impeller and the bottom two mutually perpendicular to the trough of accuracy, increase productivity and ensure Part of the output.The design of the integrated use of the topics that we have learned mechanical drawing, mechanical design basis, machine Studies, machinery manufacturing technology, machine tool fixture design professionals such as theoretical knowledge. Key words: pump impeller, process, fixture.第一章前言1.1 機床技術各方面的發展 裝備工業的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度，機床技術及裝備是發展新興高新技術產業和尖端工業（如信息技術及其他產業、生物技術及起產業、航空、航天等國防工業產業）的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經說過“各種經濟時代的區別，不在于生產什么，而在于怎樣生產，用什么勞動資料生產。”制造技術的裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料，而車床技術又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國制造產業廣泛采用數控車床技術，以提高制造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大的提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為大現代制造技術之一，國際生產工程學會（）將其確定為世紀的中心研究方向之一。 在轎車工業領域，年產萬輛的生產節拍是秒輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，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，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性的到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。 從EM02001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min,甚至更高，空運行速度可達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，已經采用以高速加工中心組成的生產線部分代替組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大可達60m/min,快速為100m/min,加速度達2g，主軸轉速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件，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速及加速度分別達12000r/mm和1g。 在加工精度方面，近10年來，普通級機床的加工精度已由10m提高到5m，精密加工中心則從3-5m,提高到1-1.5m，并且超精密加工精度已開始進入納米級（0.01m）。 在可靠性方面，國外數控車床裝置的MTBF值已達6000h以上，伺服系統的MTBF值達到30000h以上，表現非常高的可靠性。為了實現告訴、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。1.2銑床加工的特點：1） 零件加工的適應性強、靈活性好，能加工輪廓形狀特別復雜或難以控制尺寸的零件，如模具類零件、殼體類零件等。2） 能加工普通機床無法加工或很難加工的零件，如用數學模型描述的復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，需進行多道工序加工的零件。4） 加工精度高、加工質量穩定可靠。5） 生產自動化程度高，可以減輕操作者的勞動強度。有利于生產管理自動化。6） 生產效率高。7） 從切削原理上講，無論是端銑或周銑都屬于斷續切削方式，而不像車削那樣連續切削，因此對刀具的要求較高，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，工序安排的科學與否將直接影響到零件的加工質量、生產率和加工成本。切削加工工序通常按以下原則安排：1）先粗后精 當加工零件精度要求較高是都要經過粗加工、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階段。2）基準面先行原則 用作精基準的表面應先加工。任何零件的加工過程總是先對定位基準進行粗加工和精加工，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定位孔，再一平面和定位孔為精基準加工孔系和其他平面。3）先面后孔 對于箱體、支架等零件，平面尺寸輪廓較大，用平面定位比較穩定，而且孔的深度尺寸有是以平面為基準的，故應先加工平面，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。 我的畢業設計就是利用機床對水泵葉輪進行的加工設計相應的夾具。本文從水泵葉輪的工藝分析、車床夾具的設計、銑床夾具的設計幾個方面予以闡述。第二章 零件的分析2.1零件的作用此處刪減NNNNNNNNNNNNNNNN字 需要整套設計請聯系q：99872184。圖3-1水泵葉輪3.3夾具的結構設計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的定位，定位面是平面。材料為45cr優質碳素結構鋼，支撐釘與工件定位基面的接觸的表面，尺寸精度不低于IT8，定位元件支撐釘的工作表面粗糙度大于Ra1.6微米，選用Ra0.8或Ra0.4，采用調整法和修配法提高裝配精度，保證支撐釘在同一個平面上。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，并經過調質處理，提高表面硬度和耐磨性。硬度HRC55-62。該心軸為剛性心軸的結構形式。是間隙配合的心軸，多用于定心精度不高生產批量不大的場合，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、墊圈與心軸聯結夾緊，通過于心軸的聯結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。當工件加工完畢后，松開螺母，卸下工件。在裝上下一個工件，夾緊后即可加工下底面。由于采用手動夾緊，也只能用于中小批生產的場合。3.3.3夾具體的設計 夾具體是與車床聯結的元件，車床夾具體材料為HT200，盤形零件，夾具體為鑄件。3.3.4支架的設計： 加工前，水泵葉輪在夾具上獲得正確的位置后，還必須在夾具上設置夾緊機構，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，根據加工要求，以水泵葉輪底面的對面為主要定位面，夾緊里的方向應該朝向底面，這樣能保證定位可靠，滿足上述要求。 b)夾緊里的作用點：夾緊力的作用點應正對定位元件或落在定位元件的支撐范圍內，以保證水泵葉輪的定位可靠。夾緊力的作用點應處在水泵葉輪剛性較好的部位，減小了夾緊變形。這種措施對于剛性較差的水泵葉輪很重要，夾緊水泵葉輪時，若夾緊力作用在水泵葉輪的圓柱薄壁上，會使水泵葉輪產生交大的變形，所以夾緊里作用在剛性較好的凸臺處，因為他的軸向剛度比徑向剛度大。 c)夾緊力的大小：夾緊力的大小，對工件的定位可靠性，工件和夾具的變形，夾緊機構的復雜程度和傳動裝置的選擇都有很大的影響。 夾緊力的大小涉及復雜的動態平衡問題，所以只能作粗略估算。計算是以主切削力為依據與夾緊力建立靜平衡方程，解此方程來求夾緊里的大小。考慮到切削力大小在加工過程中受到工件材質不均勻、刀具磨損等因素影響，在考慮到工件在實際加工工程中還會受到慣性力和來自工件自重等外力因素。所以對按靜力平衡求得的夾緊力大小還必須乘以安全系數加以修正，作為實際所需要的夾緊力數值。即：F=KF式中：F為實際所需的夾緊力，單位：N ；F為理論上的夾緊力；K為安全系數，通常K=1.5-1.3。F=12000（N）3.3.5夾緊元件結構： 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夾具與工作臺的聯結方式： 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床上的位置。用4個M16的螺栓將夾具安裝在車床主軸上。3.4夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率。但由于是中小批生產，所以著眼與手動夾緊而不是采用自動、機動夾緊，因為這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，避免積聚結構過于龐大。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。選擇合理的夾緊機構，盡量增加夾緊力。結果，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臥式銑床夾具的設計 根據第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。機床型號為X63臥式銑床。刀具為10的指狀銑刀。3.5.1問題的提出槽寬 11mm、深11mm這兩條槽對12H8的孔有一定的技術要求，要求每條槽相對于12H8的軸線的對稱度為0.2，表面粗糙度為6.3。在加工本道工序時，兩條十字槽未經加工，主要應考慮機械加工的精度，而提高勞動生產率，降低勞動強度為其次要因素。3.5.2定位基準的選擇： 精基準的選擇主要應考慮基準重合問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。現設計計算如下： 方案1：工件以底面及800.05mm外圓為定位基準，共限制了工件的5個自由度。 a) 定位誤差的分析 如圖紙所示，工件以800.05mm外圓柱面在定位元件的80mm止口中定位，加工寬11mm的槽，要求槽的對稱度的定位誤差。（a）分析：對稱度的工序基準12H8的軸線與定位基準800.05mm的軸線不重合，0。工件定位基準與止口定位基準（80mm）不重合，0。定位基準可以任意方向移動。（b）計算： =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，很難保證槽的對稱度要求。其原因：一方面是定位基準與工序基準不重合，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12H8孔定位，使=0。同時，由于12H8孔的公差較小，也將縮小。 計算： 此時 =0(同軸度誤差) =D-d =80.1-79.95 =0.15mm =+ =0.15+0 =0.15mm 方案三：提高定位基準面的制造精度，縮小，如可將800.05mm提高到800.02mm，止口定位基準面的直徑改為80mm經過計算比較，通過方案二的這種方式，能夠滿足槽的對稱度要求。3.5.3夾具的結構設計： 夾具的總體結構為盤類形狀。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定位銷和一個定位盤。定位銷采用的短圓柱銷，因為這種類型的銷適用與直徑在50mm以下的孔定位。限制了水泵葉輪2個自由度。用一個定位盤上的面限制水泵葉輪底面的3個自由度。定位盤的定位基準面必須有足夠的精度，因為工件的定位是通過定位副的接觸實現的，定位盤的精度直接影響工件的定位精度，因此，該定位盤基面應有足夠的精度，以適應水泵葉輪的加工要求。 該定位盤應有足夠的剛度和強度，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，所以應該有足夠的剛度和強度，以免使用中變形或破壞。 定位盤的耐磨性要好，水泵葉輪的裝卸會磨損定位元件的定位基面，導致定位精度下降。 定位盤的工藝性要好，定位盤的結構要求簡單，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，采用移動壓板。3.5.6夾具體的設計： 夾具材料選用HT200，盤類結構。夾具體采用鑄件。3.5.7夾緊方案的設計： 夾緊力的作用點在水泵葉輪定位基面的對面，落在定位盤的支撐范圍內，保證定位可靠，作用點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生的摩擦力矩平衡，軸向力和重力所產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。 夾緊力對工件定位可靠性、工件和夾具的變形、夾緊機構的復雜程度和傳動裝置的選擇有很大的影響。夾緊力的大小計算涉及到復雜的動力平衡問題，這里只作粗略的估算。F=KF=1.5600=900N1. 夾緊元件的結構：在夾緊機構中多數是以斜契夾緊機構、螺旋夾緊機構以及偏心夾緊機構為基礎構成的，這三種夾緊機構合稱為基本夾緊機構。 本夾緊機構采用螺旋夾緊機構，他的結構形式變化最多，選用典型的移動壓板，他的結構緊湊，使用方便。2. 夾具與工作臺安裝聯結方式：本銑夾具通過定位鍵與銑床工作臺T形槽的配合來確定夾具在機床上的位置。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，兩定位鍵的距離比較遠，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T形槽配合 部分）可留有余量進行修配，或者在安裝夾具時使定位鍵一側與工作臺T形槽靠緊，以減小軸間隙的影響。 銑床夾具的夾具體設計有耳座，并通過四個M16的螺栓將夾具緊固在機床的工作態T形槽中，耳座的間距與T形槽的間距一致。3.6夾具設計及操作的簡單說明 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12H8的孔及底面在定位銷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中，夾緊時，旋轉螺母，通過杠桿聯動使兩壓板同時夾緊工件。 當一條槽加工完畢后，扳手順時針轉動，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度為1/4周長的斜槽。然后逆時針轉動分度盤，在斜槽面的推壓下定位銷逐漸退入夾具體的襯套中，當分度盤轉過90位置時，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分度。 該夾具結構簡單，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 總結通過一段時間的設計研究，整個設計工作已經完成。本人設計了一套車夾具和一套銑夾具。其設計本方案與實際生產相吻合，能夠解決企業一些基本的實際問題。 本設計方案和類似的夾具相比，能正確的解決一個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，保證零件的加工質量。但是還有一些地方做的不夠完善，需要進一步改進和研究，本夾具設計