毕业设计（论文）-水泵叶轮零件的工艺规程及夹具设计（全套图纸）.doc

水泵叶轮零件的工艺规程及夹具设计学生姓名: 学生学号: 院（系）: 年级专业: 指导教师: 目录 摘要1Abstract:2第一章 绪论3第二章 水泵叶轮的分析42.1分析水泵叶轮工艺性能42.1.2水泵叶轮作用的分析：42.1.2研究水泵叶轮零件的图纸42.1.3 重要技术的要求52.2 确定水泵叶轮毛坯的构造5第三章 水泵叶轮的加工工艺设计63.1 选取加工基面63.1.1选择粗加工基准63.1.2使用精制造的基面73.2制定工艺路线73.3切削制造用量与基本工时的计算9第四章 专用夹具设计(铣76mm端面)183.1问题提出183.2专用夹具设计183.2.1定位基准的选择183.2.2定位元件的设计183.2.3定位误差分析183.2.4铣削力与夹紧力计算193.2.5夹具体槽形与对刀装置设计193.2.6夹紧装置及夹具体设计223.2.7夹具设计及操作的简要说明23第四章 总结24参考书籍25致 谢261 摘要这次我所做的设计的内容，主要就是机器上面的零件，水泵叶轮的金属加工的机械加工工艺规程的编制。在做水泵叶轮设计前面，我们学习了全部的专业的课程以及完成了生产实地学习，经过本次的水泵叶轮零件的设计，把学过的所有的理论上的知识。与生产实地的学习相互结合在一起，对本人考虑与解决实际制造问题的能力有所提高，而且也为毕业以后从事的实践工作，打下比较牢靠的基础、是在走上工作前进行一次综合的理论与实践学习。通过此次设计，我自己要在下面各个方面都能够有所加强：一.使自己具有能够有合理编制工艺过程的水平。利用自己所学过的专业知识制定正确简单工件的加工的过程。二.具有一定零件结构所设计的能力，以及具有绘制零件专用工装夹具的水平。三.经过对制造加工过程的具体的考虑，能够飞快的使用工艺制造计算的公式，能够准确对工艺来进行计算，列如制造工艺的数据与制造时的力，生产的功率以及的速度，专用夹具定位的误差以及压紧的力等。四.增强查找参考书籍的能力，能够比较熟练地运用参考书籍等各个方面的能力。五.通过水泵叶轮零件设计的全部的过程，使我们能够进行工艺设计的程序和方法，提高了自己独立思考与实际工作的水平。关键词: 工艺规程 零件结构 水泵叶轮零件 金属加工全套图纸加153893706Abstract: The design of the main content is above the lathe parts, making the machining process of the lever of metal processing, special fixture design and special milling groove. In the design we studied the lever in front of all professional courses and the completion of the production field study, through the design of the the lever part, have learnt all the theoretical knowledge and learning. Tha prodution fiald togather, develop their own research questions and the ability to solve problems, but also after graduation engaged in practical work, solid foundation of theory and practice, is a comprehensive work before going to Through the design, I want to be able to strengthen all aspects of the following:Make oneself have the ability to have a reasonable level of the preparation process. The use of their own expertise to develop the process of making a correct and simple workpieceTwo. Have the ability to design a certain part of the structure, as well as the ability to draw parts of the special fixtureThree. Through analyzing the machining process, can be calculated by using method of process faster, can accurately calculate the process, such as machining process parameters and the cutting force, cutting power and cutting speed, special clamp The error and the clamping forceFour. Enhance the ability to find reference books, the ability to skillfully use reference books and other aspects of the abilityFive. Through the whole process of the design of the lever parts, we can carry on the procedure and the method of the process design, and cultivate the independence of thought and the ability of independent workKey words: process specification parts structure lever parts metal processing第一章 绪论随着世界上经济的飞速的发展,建筑的行业已经成为我们国家经济的建设当中的主要的产业。架子工种是建筑行业的比较基础的一个工种，水泵叶轮是在建筑作业当中非常主要的临时的设施,是在干活的现场为了安全的保护，工人的操作与解决楼层之间少量的垂直与水平的运输而搭建的水泵叶轮。经过实地的调研与查找相对应的设计的数据，拟研究解决的比较重点的问题如下（1）经过对水泵叶轮零件的工艺的研究，确定设计的难点，也就是重点主要的集中在水泵叶轮工艺的设计上面、每个加工工序的设计与对相关的尺寸进行计算以及和校对；（2）设计的前与后个工序的关联性，正确的编制工艺方案成为了本水泵叶轮设计的难点；（3）研究代加工水泵叶轮的实用性能以及和经济性能，使水泵叶轮设计能够更合理化。我的这个水泵叶轮的设计，主要就是培养,我自学以及创新的知识水平。我的这个设计是综合层次性,实习所起到的作用很大,所要用到的学问也不少。故在制造的时候,不仅对基本的制造原理与基础的理论化知识要多加注意,也要考虑到生产制造现实的需要,只有把许多种理论以及现实生产相互结合起来,这样才可以更好地完成本个设计。因为我自己的设计水准不是太好,能力有有限制,所以难免容易出现些许缺陷等问题,在这我能够给我批评以及指导。第二章 水泵叶轮的分析2.1分析水泵叶轮工艺性能2.1.2水泵叶轮作用的分析：这大学最后一次的设计，我分到的设计的题目，是最普通的水泵叶轮的工件，水泵叶轮是在建筑作业当中非常主要的临的时的设施,是在干活的现场为了安全的保护，工人的操作与解决楼层之间少量的垂直与水平的运输而搭建的水泵叶轮。所以，故水泵叶轮的制造的质量，对机器的精度要求与寿命有比较大的影响。2.1.2研究水泵叶轮零件的图纸（1）主要的制造面：1）加工水泵叶轮76端面，保证33.5mm尺寸，位置度的误差达到0.032）加工M22孔的端平面，加工的定位的基准，为28孔的端面，保证33.5mm的工序加工尺寸。3）加工28孔的端面, 定位的基准为M22孔端面，保证33.5mm工序的尺寸，光洁度为3.22.1.3 重要技术的要求15.8孔的所要求的精度：15.8孔的位置度的误差，对水泵叶轮使用的状态有影响，所以15.8孔的制造 要求不高，15.8孔的大小公差是 76mm面所要求的精度：76mm面的平面对水泵叶轮联接时的密封性能有影响，而且作为定位的加工基面，对孔的制造的精度要求，具有比较大的影响，故就要要求它制造的要求。2.2 确定水泵叶轮毛坯的构造水泵叶轮的材质选用HT200。因为水泵叶轮为中批量每年的生产的水平，并且水泵叶轮的轮廓的尺寸并不是太大，铸造件表面的质量要达到的要求比较高，因此可以选择铸造件质量比较平稳的机器砂模铸造，不仅实用中批量生产。也方便了铸造的加工程序，并而且还能够增加劳动的生产校率。2.2.1确定水泵叶轮毛坯的余量根据参考书籍的表1.5-12，可得水泵叶轮毛坯的端面的余量为，平面的余量为，水泵叶轮毛坯的尺寸的偏差根据附表1.4-6可得到 第三章 水泵叶轮的加工工艺设计3.1 选取加工基面3.1.1选择粗加工基准因为水泵叶轮工件为叉型类的工件，通常以平面来作为粗加工的基准。通常以不加工的表面来作为粗加工的基准，但水泵叶轮各个面都需要加工，就应该以加工的余量比最小的面，来作为粗加工的基准，因此对水泵叶轮零件，先以水泵叶轮的端面及右端面来作为粗加工的基准，使用夹具来夹紧可以同时去掉几个自由度，然后在以端面来定位可以去掉自由度。使用水泵叶轮的端面当作重要的定位的粗制造的基面，以侧平面来作为粗制造的辅助的基面。3.1.2使用精制造的基面分析考虑水泵叶轮零件的制造的精度要求，与方便装夹与准确性能，根据基面相重合的原理，与基面统一制造的原理，定位精制造基面使用完成后的平面3.2制定工艺路线从制造工艺路线的编制为开始，使用专用夹具，使水泵叶轮的外形，和工件的各个精度制造的的要求，并且尽可能的使生产的成本尽可能的减少，使工件的加工工序能够集中起来，增加零件的生产的效率。制定水泵叶轮的制造的工艺要分析：定位制造基面的使用，水泵叶轮每个工序的制造的使用的方法，分析水泵叶轮阶段的划分零件加工的工序所集中与分散，以及要加工的零件工序顺序的合理的安排。思路一工序号工序名称工 序 内 容10铸造铸造成型20热处理时效处理，去除铸造应力30铣精铣76端，以76端面及侧面为基准，保证工序尺寸及粗糙度要求40车加工M22孔成型，以侧面28面为基准，保证工序尺寸及粗糙度3.2要求50铣铣13.5mm台阶，以76端面及侧面为基准，保证工序尺寸及粗糙度要求60铣铣76mm端，以28面为基准，保证工序尺寸及粗糙度要求70铣铣28mm端面，以76平面及侧面为基准，保证工序尺寸及粗糙度3要求80钳工去除工件表面毛刺90检检验工件尺寸，及表面质量等是否合格思路二10铸造铸造成型20热处理时效处理，去除铸造应力30铣铣76mm端，以28面为基准，保证工序尺寸及粗糙度要求40铣铣28mm端面，以76平面及侧面为基准，保证工序尺寸及粗糙度3要求50铣铣13.5mm台阶，以76端面及侧面为基准，保证工序尺寸及粗糙度要求60铣精铣76端，以76端面及侧面为基准，保证工序尺寸及粗糙度要求70车加工M22孔成型，以侧面28面为基准，保证工序尺寸及粗糙度3.2要求80钳工去除工件表面毛刺90检检验工件尺寸，及表面质量等是否合格思路方案的选取在水泵叶轮制造路线的编制中，依据机械制造的编制的方法：1 先基准后其它的原理2 先粗后精加工的原理3 先面后孔的原理4 先主要后次要的原理全面的研究水泵叶轮，选取思路二合适。3.3切削制造用量与基本工时的计算工序：铣76mm端保证尺寸35.5mm，以28面为基准，保证工序尺寸及粗糙度6.3要求使用机床：铣床X61切削刀具：硬质合金YG8铣刀， 齿。选择切削刀具后角前角，副后角，刀齿倾斜角,主刃,和过渡刃 副刃过 渡刃宽10。制造的深度：一个边的余量， 2次走刀可以完成加工 ；制造时进给的距离：依据教科书籍机械加工工艺手册14-19能够知道：使用；制造时速度得： 主轴制造时速度：依据铣床使用说明书，实际制造时的速度：制造所耗费的时间: 当中工序：精铣76平面使用X61铣床对76平面加工选择刀具为面铣刀，因为是精加工平面 ，每一个齿机械加工时后的机床的进给量是，齿的个数选择，切削加工刀具的使用极限是， , 。制造的深度：一个边余量， 次加工可以完成；制造加工进给的距离；制造速度得制造时速度得：依据铣床的使用说明得，制造的实际速度：制造所耗费的时间: 公式当中故工序 : 铣13.5mm台阶，以76端面及侧面为基准，保证工序尺寸及粗糙度要求以76平面及侧面为基准，保证工序尺寸13.5及粗糙度6.3要求使用机床：铣床X61刀具选择：选择硬质合金材料制造的铣刀，按照参考资料9附表2.4-71， ，齿的个数使用，粗齿外形的铣刀。一个边单边的余量： 制造加工的深度：一个齿的进给距离：依据教科书籍7资料表2.5-79，使用，制造的速度：依据教科书籍7资料表3037，使用制造加工时的速度： 式（2.1）制造的速度； 铣刀的尺寸。制造加工时速度：依据教科书籍3资料表3.2-77 制造的速度：制造时进给距离： 工作台60秒的进给距离： ：依据教科书籍7资料表2.1-83 切削层的尺寸：依据水泵叶轮毛坯的大小得铣刀切入时尺寸得： ，铣刀切出时尺寸得：查参考书籍7的表知：查参考书籍表3.2-7机床使用的时间： min查参考书籍表3.2-4：水泵叶轮测量用时： min得精铣13.5平面时使用机床：铣床X61刀具使用合金材质做的铣刀， ，齿的个数使用，使用细齿形状的铣刀制造的用量： 依据教科书籍表6.2-5使用： 依据教科书籍表6.3-21铣刀对灰铸铁制造时制造时铣床的速度所耗费的时间：依据教科书籍表6.1-4得：依据教科书籍表3.4-3制造的用时为依据教科书籍表3.5-7；测量水泵叶轮的用时为： 工序 加工M22孔成型，以侧面28面为基准，保证工序尺寸及粗糙度3.2要求粗加工28孔端面使用机床：铣床X61因为零件的材质是HT200，所以使用硬质合金材料做的铣刀，直径为，齿数为。依据文教科书籍使用了铣刀基本的外形为 ， ，它和表面的粗糙精度，都要留的精加工制造的余量制造的深度：每一齿制造进给距离：依据文教科书籍7资料2.3.79，得制造的速度：依据文教科书籍7资料表2.2.89，使用制造时的转速：，使用制造实际的速度：制造时进给距离：每60秒制造进给的距离：依据文教科书籍7的表2.2.86,刀具切入的长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：精铣28孔端面。 使用机床：铣床X61选硬质合金材料做的铣刀，直径为，齿数为。依据教科书籍使用了铣刀外形为, ， ， 前面知道铣削的宽度，铣削的深度 1.每齿的进给量f的确定按照参考书籍能知，X61式机床的功率以及工艺的系统。得出每一个齿的进给量、选择。2.铣刀磨损标准以及耐用度的选择按照参考书籍得出，铣刀的刀齿的后刀面最大的损耗量是，刀具的直径，最大的使用量。3.确定切削速度 根据参考书籍得出，X61的机床的功率是为7.5kw，工艺的加工和传动的系统的刚性为中等的。查得知每齿的进给量、现取。 参照X61铣床主传动轴的转速说明表来查取， , 。则实际切削： 实际进给量： 3.校验机床功率 参照相关书籍所知，制造的功率得: , , 参照相关X61铣床说明书可知：铣床主传动轴的主要电动机是允许的功率 P 机床功率能够达到制造的要求。基本时间 参照相关资料了解到铣刀它铣面时的基本时间为： 工序：加工M22孔成型, 以28外圆及其平面为基准，保证工序尺寸及粗糙度3.2要求，采用CA6140车床 钻15.8孔采用直柄麻花钻， 1）钻削深尺寸与宽尺寸 因为宽尺寸不小，两次加工可以完成 2）每一个齿进给距离 依据教科书籍7的表3.8 3）制造速度与每60秒钟的进给距离 制造速度：依据教科书籍7的表4-32，使用 得 所以使用CA6140式车床，依据教科书籍5的表4.1-34使用，制造的实际速度是 当时，工作台每60秒的进给距离得 由车床参考书，使用 4）制造所耗费的时间：，依据教科书籍5的表3.27故，依据教科书籍5的表所以 车端面：端面车刀：使用合金材料做成的车刀， 1）制造的深度与宽度 因为尺寸不小，两次加工可以成 2）每一个的制造进给距离 依据教科书籍的表3.5 3）制造的速度月每60秒的制造进给距离 制造的速度：依据教科书籍7（下面简称机械手册）附表3-34，确定 得所以 现选择X61式铣床，依据机床使用的说明书的表4.1-37，使用，故实际制造的速度为 当时，工作台每60秒钟的制造进给距离得 依据机床使用说明书，使用 4）制造所耗费的时间：依据教科书籍的表3.28，故依据教科书籍的表3.29，故 镗M22螺纹底孔1制造的深度与宽度 2）每一个齿的制造进给距量 3）制造时的速度与每60秒的制造进给距离制造的速度：依据教科书籍7的表4-38， m/s故m/min因此 依据铣床的参考书7的表4.1-39，使用，制造时实际的速度为 当时，工作台的每60秒制造进给距离得 依据铣床参考书，使用4）制造所耗费的时间：依据教科书籍7的表3.27，得 故 车M22螺纹：采用CA6140车床， YG6硬质合金材料制作的车刀依据教科书籍7资料表得公式： ,； ，选择 ，车螺纹M18时，依据教科书籍7资料表公式：依据教科书籍7资料表公式：按照教科书表3.2-9知道：水泵叶轮装夹的时间为由教科书表3.4-11知道松开以及取下水泵叶轮的时间为由教科书表3.4-15知道机床操作的时间为： 工序 钳工，全尺寸检验第四章 专用夹具设计(铣76mm端面)3.1问题提出 本夹具主要用来铣76mm端。由于加工本道工序的工序简图可知。铣水泵叶轮方孔时，粗糙度要求，水泵叶轮上平面与下平面有平行度要求,并与工艺孔轴线分别垂直度的要求，本道工序是对水泵叶轮方孔进行加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。3.2专用夹具设计3.2.1定位基准的选择由零件图可知孔的轴线所在平面有垂直度的要求，从定位和夹紧的角度来看，本工序中，定位基准是下平面与外圆，设计基准也是要求保证方孔应与上,下两平面的垂直度要求，定位基准与设计基准重合，不需要重新计算上下平面的垂直度，便可保证垂直度的要求。在本工序只需保证下平面放平就行，保证下平面与两定位板正确贴合就行了。3.2.2定位元件的设计本工序选用的定位基准为外圆与平面定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面与V型。因此进行定位元件的设计主要是对V型和压头进行设计。3.2.3定位误差分析本夹具选用的定位元件为一面与V型块定位,不存在定位误差.可见这种定位方案是可行的。3.2.4铣削力与夹紧力计算本夹具是在铣床上使用的，用于定位压头螺钉的不但起到定位用，还用于夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对压头施加一定的夹紧力。由计算公式 Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) 式（3.2）Fj沿螺旋轴线作用的夹紧力 Fs作用在六角螺母L作用力的力臂(mm) d0螺纹中径(mm)螺纹升角()1螺纹副的当量摩擦()2螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角()r螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径()根据参考文献6其回归方程为 FjktTs其中Fj螺栓夹紧力(N)； kt力矩系数(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =52000=10000N3.2.5夹具体槽形与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台U形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据参考文献11定向键的结构如图3.7所示。图3.7 定向键根据参考文献11夹具U型槽的结构如图3.8所示。图3.8 U型槽主要结构尺寸参数如下表3.5所示。表3.5 U型槽的结构尺寸螺栓直径12143020对刀装置由对刀块来实现，用来确定刀具与夹具的相对位置。选用对刀块。根据GB224380对到刀块的结构和尺寸如图3.9所示。对刀块塞尺选用平塞尺，其结构如图3.10所示。平塞尺塞尺尺寸如表3.6所示。表 平塞尺结构尺寸公称尺寸H允差dC3-0.0060.253.2.6夹紧装置及夹具体设计夹紧装置采用移动的压头来夹紧工件，采用的移动螺栓的好处就是加工完成后，可以将工件松开，然后退后一定距离把工件取出。夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构夹具装配图如上所示。3.2.7夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在立式铣床上加工水泵叶轮，工件以与此相垂直的下平面为及其侧面和水平面