水泵盖的钻Ф15孔专用夹具设计及加工工艺装备说明书.doc
水泵盖的钻Ф15孔专用夹具设计及加工工艺装备含非标7张CAD图
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水泵
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水泵盖的钻Ф15孔专用夹具设计及加工工艺装备含非标7张CAD图,水泵,15,专用,夹具,设计,加工,工艺,装备,非标,CAD
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XX 设 计（说明书）题目 水泵盖钻15孔夹具设计专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 时 间： 摘要本文选择水泵盖作为研究对象，水泵盖是泵组成部分之一，它与泵体以及其他零件装配在一起工作，水泵盖主要的作用是密封、紧固。为泵的正常工作提供保障。本文主要研究内容是水泵盖的工艺规程设计及钻15孔夹具设计。制定了加工水泵盖的机械加工工艺路线，详细计算了加工余量、切削用量、尺寸公差，确定各工序尺寸、工序加工余量、加工工时、机械加工三要素等，选择其加工设备。通过本设计掌握零件的加工过程分析、工艺卡片的编制和步骤。学会应用手册、标准、规范等资料。认识到工艺在机械制造中的重要性。了解刀具的选用规则，产品质量、精度、寿命等属性和节约材料，降低成本，最重要的是提高生产效率。设计加工15孔钻床专用夹具，设计内容有：定位方案和夹紧方案的确定，定位元件和夹紧元件的选择，夹具体的设计，钻削力的计算等等。关键词：水泵盖、工艺规程、钻15孔、夹具设计、钻床I目 录摘要I第一章 绪论11.1 本课题研究的目的及意义11.2 机械加工工艺规程11.3 机床夹具的发展21.4 机床夹具设计的基本要求3第二章 水泵盖零件的分析42.1 零件的作用42.2 零件的分析42.2.1零件的工艺分析42.2.2零件结构分析42.2.3零件的技术要求分析52.2.4零件的组成表面52.2.5零件的技术要求62.2.6零件的形位公差6第三章 水泵盖工艺规程的设计73.1 零件生产类型的确定73.2 确定零件的材料及制造方式73.3 选择加工的定位基准83.4 加工工艺路线的选择、比较与确定83.4.1加工工艺路线方案一93.4.2加工工艺路线方案二93.4.3加工工艺路线的比较与确定93.5 加工设备、加工刀具及量具的选用103.6 各工序工步加工余量的计算103.7 确定切削用量及基本工时12第四章 专用夹具设计244.1 定位方案及定位元件的确定与选择244.1.1定位方案的确定244.1.2定位元件的选择244.2 夹紧方案及元件的确定与选择254.2.1夹紧方案的确定254.2.2夹紧元件的选择254.3 夹具体的确定254.4 导向装置钻套的确定264.5 钻削力和夹紧力的计算284.5.1钻削力的计算284.5.2夹紧力的计算284.6 定位误差的分析29结论30致谢31参考文献32II第一章 绪论1.1 本课题研究的目的及意义通过对水泵盖图纸的分析，对水泵盖零件的加工工艺建立初步的方案；也可以培养自己树立正确的对产品的加工能力，完成加工及组装工艺。它一方面可使自己进一步加深对所学理论的认识，并在老师的指导下，学会运用所学知识去分析和解决一些实际问题。通过本设计，掌握复杂零件的加工过程分析、工艺卡片的编制、专用夹具的设计方法和步骤；学会应用手册、标准、规范等资料；认识到工艺在机械制造中的重要性；了解夹具的设计和刀具的选用规则，产品质量、精度、寿命等属性和节约材料，降低成本，最重要的是提高生产经验；同时加深对本专业知识的了解。其目的是使学生能融会贯通掌握所学习的专业知识，提高学生的动手能力达到活学活用，做一个合格的应用型工程师。1.2 机械加工工艺规程1、机械加工工艺规程的概述机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。2、机械加工艺规程的作用（1）指导生产的重要技术文件工艺规程是依据工艺学原理和工艺试验，经过生产验证而确定的，是科学技术和生产经验的结晶。所以，它是获得合格产品的技术保证，是指导企业生产活动的重要文件。正因为这样，在生产中必须遵守工艺规程，否则常常会引起产品质量的严重下降，生产率显著降低，甚至造成废品。（2）生产组织和生产准备工作的依据生产计划的制订，产品投产前原材料和毛坯的供应、工艺装备的设计、制造与采购、机床负荷的调整、作业计划的编排、劳动力的组织、工时定额的制订以及成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据的。（3）新建和扩建工厂的技术依据在新建和扩建工厂时，生产所需要的机床和其它设备的种类、数量和规格等都是以工艺规程为基础，根据生产类型来确定。除此以外，先进的工艺规程也起着推广和交流先进经验的作用，典型工艺规程可指导同类产品的生产。3、制定机械加工工艺规程的原则工艺规程制订的原则是优质、高产和低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。在具体制定时，还应注意下列问题：（1）技术上的先进性在制订工艺规程时，要了解国内外本行业工艺技术的发展，通过必要的工艺试验，尽可能采用先进适用的工艺和工艺装备。（2）经济上的合理性在一定的生产条件下，可能会出现几种能够保证零件技术要求的工艺方案。此时应通过成本核算或相互对比，选择经济上最合理的方案，使产品生产成本最低。（3）良好的劳动条件及避免环境污染在制订工艺规程时，要注意保证工人操作时有良好而安全的劳动条件。因此，在工艺方案上要尽量采取机械化或自动化措施，以减轻工人繁重的体力劳动。同时，要符合国家环境保护法的有关规定，避免环境污染。产品质量、生产率和经济性这三个方面有时相互矛盾，因此，合理的工艺规程应用该处理好这些矛盾，体现这三者的统一。1.3 机床夹具的发展机床夹具是在金属切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧，以接受加工的工艺装备。它的主要作用：可靠的保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。机床夹具可以分为多种类型，其中最有代表性的就是专用夹具、组合夹具。专用夹具为某一工件的某道工序设计制造的夹具。组合夹具采用标准的组合夹具元、部件，组装而成的夹具。论实用性，组合夹具要远大于专用夹具。组合夹具大部分的部件都是采用标准件，跟换容易，成本低效益高。近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，机床夹具提出了如下新的更高的要求：1、可快速，方便地装备新产品投入生产，以降低生产成本，缩短生产准备周期；2、可夹持一组具有相似特征的零件；3、可用于高精密加工精密夹具及固定装置；4、可用于各种现代制造夹具和新技术的装置；5、提高机床夹具的标准化程度。1.4 机床夹具设计的基本要求夹具设计的原则是经济和使用，它可以概括为“好用、好造、好修”这六个字，其中好用主要的，但好用也必须以不脱离生产现场的实际制造和维修水平为前提。具体要求为：1、夹具的构造应与其用途和生产规模相适应，正确处理好质量、效率、方便性与经济性四者的关系。2、保证工件精度。3、保证使用方便，要便于装卸、便于夹紧、便于测量、便于观察、便于排屑排液、便于安装运输，保证安全第一。4、注意结构工艺性，对加工、装配、检验和维修等问题应通盘考虑，以降低制造成本。33第二章 水泵盖零件的分析2.1 零件的作用水泵盖是泵的组成部分之一，它与泵体以及其他零件装配在一起工作，水泵盖主要的作用是密封、紧固。为泵的正常工作提供保障。具体结构详见下图2-1所示：图2-1 水泵盖零件图2.2 零件的分析2.2.1零件的工艺分析在制订零件的机械加工工艺规程时，首先要对照产品装配图分析零件图，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确零件在产品中的位置、作用及相关零件的位置关系；了解并研究各项技术条件制定的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证。然后着重对零件进行结构分析和技术要求的分析。2.2.2零件结构分析零件的结构分析主要包括以下三方面：1、零件表面的组成和基本类型尽管组成零件的结构多种多样，但从形体上加以分析，都是由一些基本表面和特形表面组成的。在零件结构分析时，根据机械零件不同表面的组合形成零件结构上的特点，就可选择与其相适应的加工方法和加工路线，例如外圆表面通常由车削或磨削加工；内孔表面则通过钻、扩、铰、镗和磨削等加工方法获得。2、主要表面与次要表面区分根据零件各加工表面要求的不同，可以将零件的加工表面划分为主要加工表面和次要加工表面；这样，就能在工艺路线拟定时，做到主次分开以保证主要表面的加工精度。3、零件的结构工艺性所谓零件的结构工艺性是指零件在满足使用要求的前提下，制造该零件的可行性和经济性。功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大差异。所谓结构工艺性好，是指在现有工艺条件下，既能方便制造又有较低的制造成本。2.2.3零件的技术要求分析零件图样上的技术要求，既要满足设计要求，又要便于加工，而且齐全和合理。其技术要求包括下列几个方面：1、加工表面的尺寸精度、形状精度和表面质量；2、各加工表面之间的相互位置精度；3、工件的热处理和其它要求，如动平衡、镀铬处理、去磁等。2.2.4零件的组成表面1、26外圆所在的表面及端面；SR11圆球面所在的表面及端面；2、15孔及20.5H7台阶孔所在的表面及端面；3、13孔所在的表面及端面；4、厚度为4mm及30组成加强筋所在的表面及端面；5、尺寸8所在的表面及端面；22外圆所在的表面及端面；6、R6、R22圆弧所在的表面及端面；4-7孔所在的表面及端面；7、左视图尺寸21上下端面及后端面所在的表面及端面；8、15，尺寸8和22组成的表面及端面；2.2.5零件的技术要求1、15孔及20.5H7台阶孔所在的表面，其表面粗糙度公差为Ra6.3um；2、13孔所在的表面，其表面粗糙度公差为Ra6.3um；3、尺寸8所在下端面，其表面粗糙度公差为Ra1.6um；4、左视图尺寸21上下端面及后端面，其表面粗糙度公差为Ra12.5um；5、3孔所在的表面，其表面粗糙度公差为Ra6.3um；6、4-7孔所在的表面，其表面粗糙度公差为Ra6.3um；7、其余未注表面粗糙度公差的表面，均采用不去除材料的方法获得。2.2.6零件的形位公差1、零件下端面，其平面度公差为0.05；2、4-7孔所在轴线，其位置度公差为0.1。第三章 水泵盖工艺规程的设计3.1 零件生产类型的确定零件生产纲领N可按下式计算：通过上面的分析，结合任务书、确定零件水泵盖的生产类型是批量生产。3.2 确定零件的材料及制造方式水泵盖的材料选用HT200，属于常用的灰铸铁，经调质处理后有良好的综合机械性能和加工工艺性能，零件材料的选择主要是考虑到满足使用要求，同时兼顾材料的工艺性和经济性，HT200满足以上要求，所以选用HT200。具体的毛坯图详见下图3-1：图3-1 水泵盖毛坯图3.3 选择加工的定位基准基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1、粗基准的选择原则为保证工件某重要表面余量均匀，应选重要表面为粗基准。应尽量选光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。2、精基准的选择原则“基准重合”原则尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起定位误差。“基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。“自为基准“原则某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。“互为基准“原则当两个表面相互位置精度及尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。根据上述定位基准的选择原则，分析本零件，根据零件图，本零件是形状比较简单的零件。本零件选择零件下端面为粗加工基准。本零件选择4-7内孔及端面为精加工基准。3.4 加工工艺路线的选择、比较与确定制定工艺路线的出发点，应当是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。由于生产类型为大批生产，可以考虑采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。根据零件的结构形状和技术要求，现初步制定两种工艺路线方案：3.4.1加工工艺路线方案一工序1、铸造；工序2、热处理；工序3、铣零件下端面；工序4、铣尺寸21上下端面及后端面；工序5、钻4-7孔；工序6、钻15孔及20.5H7台阶孔；工序7、钻13孔；工序8、钻3孔；工序9、清洗；工序10、终检；工序11、入库；3.4.2加工工艺路线方案二工序1、铸造；工序2、热处理；工序3、钻4-7孔；工序4、钻15孔及20.5H7台阶孔；工序5、钻13孔；工序6、钻3孔；工序7、铣零件下端面；工序8、铣尺寸21上下端面及后端面；工序9、清洗；工序10、终检；工序11、入库；3.4.3加工工艺路线的比较与确定方案一先加工端面，而后将其作为下面工序定位和加工的基准，生产出来的产品尺寸要求以及形位公差能够得到很好的保证。方案二先对零件的内孔进行加工，而后将孔作为零件外圆和端面加工的基准。看似定位较好，但毛坯的内孔及端面采用的是备料，外圆和端面尺寸公差、平面度和垂直度都不能得到保证。经过对2种加工方案的选择和分析，最终确定方案1作为本次零件加工方案。3.5 加工设备、加工刀具及量具的选用水泵盖是设计专用夹具的主要的零件，它的零件的材料是HT200。需要完成车削、钻削。下面对其加工设备、加工刀具及量具进行选择，具体如下：1、铣削加工（1）设备：X52K立式铣床；（2）夹具：专用夹具；（2）刀具：三面刃铣刀；（3）量具：游标卡尺。2、钻削加工（1）设备：Z3040摇臂钻床；（2）夹具：专用夹具；（2）刀具：麻花钻、扩孔钻、铰孔钻及平头钻；（3）量具：游标卡尺。3.6 各工序工步加工余量的计算工序1、铸造；工序2、热处理；工序3、铣零件下端面；工步1：粗铣零件下端面；查阅切削加工手册，取本工步加工余量为1mm；工步2：半精铣零件下端面；查阅切削加工手册，取本工步加工余量为0.75mm；工步3：精铣零件下端面；查阅切削加工手册，取本工步加工余量为0.25mm；工序4、铣尺寸21上下端面及后端面；查阅切削加工手册，取本工步加工余量为2mm；工序5、钻4-7孔；工步1：钻4-7孔的底孔；查阅切削加工手册，取本工步单边的加工余量为2.5mm；工步2：扩4-7孔；查阅切削加工手册，取本工步单边的加工余量为0.9mm；工步3：铰4-7孔；查阅切削加工手册，取本工步单边的加工余量为0.1mm；工序6、钻15孔及20.5H7台阶孔；工步1：钻15孔的底孔；查阅切削加工手册，取本工步单边的加工余量为2.5mm；工步2：扩15孔；查阅切削加工手册，取本工步单边的加工余量为4.9mm；工步3：铰15孔；查阅切削加工手册，取本工步单边的加工余量为0.1mm；工步4：钻20.5H7台阶孔；查阅切削加工手册，取本工步单边的加工余量为2.75mm；工序7、钻13孔；工步1：钻13孔的底孔；查阅切削加工手册，取本工步单边的加工余量为2.5mm；工步2：扩13孔；查阅切削加工手册，取本工步单边的加工余量为3.9mm；工步3：铰13孔；查阅切削加工手册，取本工步单边的加工余量为0.1mm；工序8、钻3孔；工步1：钻3孔的底孔；查阅切削加工手册，取本工步单边的加工余量为1.3mm；工步2：扩3孔；查阅切削加工手册，取本工步单边的加工余量为0.1mm；工步3：铰3孔；查阅切削加工手册，取本工步单边的加工余量为0.1mm；工序9、清洗；工序10、终检；工序11、入库；3.7 确定切削用量及基本工时工序1、铸造；工序2、热处理；工序3、铣零件下端面；工步1：粗铣零件下端面；1、设备：X52K立式铣床。2、刀具：三面刃铣刀；3、量具：游标卡尺；4、背吃刀量1mm；5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度，其主轴转速为n=300r/min；实际切削速度8、基本时间 式中：l=69.4，则9、辅助时间 式中：，则工步2：半精铣零件下端面；1、设备：X52K立式铣床。2、刀具：三面刃铣刀；3、量具：游标卡尺；4、背吃刀量0.75mm；5、进给量。6、切削速度=90m/min。7、实际转速、切削速度，其主轴转速为n=375r/min；实际切削速度8、基本时间 式中：l=69.4，则9、辅助时间 式中：，则工步3：精铣零件下端面；1、设备：X52K立式铣床。2、刀具：三面刃铣刀；3、量具：游标卡尺；4、背吃刀量0.25mm；5、进给量。6、切削速度=100m/min。7、实际转速、切削速度，其主轴转速为n=375r/min；实际切削速度8、基本时间 式中：l=69.4，则9、辅助时间 式中：，则工序4、铣尺寸21上下端面及后端面；1、设备：X52K立式铣床。2、刀具：三面刃铣刀；3、量具：游标卡尺；4、背吃刀量2mm；5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、实际转速、切削速度，其主轴转速为n=300r/min；实际切削速度8、基本时间 式中：l=11，则9、辅助时间 式中：，则工序5、钻4-7孔；工步1：钻4-7孔的底孔；1、加工设备：摇臂钻床，型号Z3040；这样一个摇臂钻床能够对不同零件完成内孔、螺纹孔、平头孔等等多种工序的加工。虽然钻床的型号有Z3080、Z3050、Z525等等，但该钻床依然是性价比比较好的。在对机械制造机械这本书的查看，确定在进行第一次初加工其精度要求在Ra80-10um；在进行第二次半精加工其精度要求在Ra10-2.5um；在进行第三次精加工其精度要求在Ra5-1.25um。显然加工精度要求能够满足本工步。2、加工刀具：麻花钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量2.5mm；5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度，查Z3040摇臂钻床转速图，取n=525r/min；取实际切削速度8、基本时间 式中：l=8，则9、辅助时间 式中：，则工步2：扩4-7孔；1、加工设备：摇臂钻床，型号Z3040；2、加工刀具：扩孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量0.9mm；5、进给量。6、切削速度=10m/min。7、主轴转速及实际切削速度，查Z3040摇臂钻床转速图，取n=465r/min；取实际切削速度8、基本时间 式中：l=8，则9、辅助时间 式中：，则工步3：铰4-7孔；1、加工设备：摇臂钻床，型号Z3040；2、加工刀具：铰孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量0.1mm；5、进给量。6、切削速度=12.5m/min。7、主轴转速及实际切削速度，查Z3040摇臂钻床转速图，取n=525r/min；取实际切削速度8、基本时间 式中：l=8，则9、辅助时间 式中：，则工序6、钻15孔及20.5H7台阶孔；工步1：钻15孔的底孔；1、加工设备：摇臂钻床，型号Z3040；2、加工刀具：麻花钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量2.5mm；5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度，查Z3040摇臂钻床转速图，取n=525r/min；取实际切削速度8、基本时间 式中：l=49.5，则9、辅助时间 式中：，则工步2：扩15孔；1、加工设备：摇臂钻床，型号Z3040；2、加工刀具：扩孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量4.9mm；5、进给量。6、切削速度=10m/min。7、主轴转速及实际切削速度，查Z3040摇臂钻床转速图，取n=267r/min；取实际切削速度8、基本时间 式中：l=49.5，则9、辅助时间 式中：，则工步3：铰15孔；1、加工设备：摇臂钻床，型号Z3040；2、加工刀具：铰孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量0.1mm；5、进给量。6、切削速度=12.5m/min。7、主轴转速及实际切削速度，查Z3040摇臂钻床转速图，取n=331r/min；取实际切削速度8、基本时间 式中：l=49.5，则9、辅助时间 式中：，则工步4：钻20.5H7台阶孔；1、加工设备：摇臂钻床，型号Z3040；2、加工刀具：平头钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量2.75mm；5、进给量。6、切削速度=20m/min。7、主轴转速及实际切削速度，查Z3040摇臂钻床转速图，取n=331r/min；取实际切削速度8、基本时间 式中：l=9，则9、辅助时间 式中：，则工序7、钻13孔；工步1：钻13孔的底孔；1、加工设备：摇臂钻床，型号Z3040；2、加工刀具：麻花钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量2.5mm；5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度，查Z3040摇臂钻床转速图，取n=525r/min；取实际切削速度8、基本时间 式中：l=28，则9、辅助时间 式中：，则工步2：扩13孔；1、加工设备：摇臂钻床，型号Z3040；2、加工刀具：扩孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量3.9mm；5、进给量。6、切削速度=10m/min。7、主轴转速及实际切削速度，查Z3040摇臂钻床转速图，取n=267r/min；取实际切削速度8、基本时间 式中：l=28，则9、辅助时间 式中：，则工步3：铰13孔；1、加工设备：摇臂钻床，型号Z3040；2、加工刀具：铰孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量0.1mm；5、进给量。6、切削速度=12.5m/min。7、主轴转速及实际切削速度，查Z3040摇臂钻床转速图，取n=331r/min；取实际切削速度8、基本时间 式中：l=28，则9、辅助时间 式中：，则工序8、钻3孔；工步1：钻3孔的底孔；1、加工设备：摇臂钻床，型号Z3040；2、加工刀具：麻花钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量1.3mm；5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度，查Z3040摇臂钻床转速图，取n=735r/min；取实际切削速度8、基本时间 式中：l=21，则9、辅助时间 式中：，则工步2：扩3孔；1、加工设备：摇臂钻床，型号Z3040；2、加工刀具：扩孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量0.1mm；5、进给量。6、切削速度=10m/min。7、主轴转速及实际切削速度，查Z3040摇臂钻床转速图，取n=735r/min；取实际切削速度8、基本时间 式中：l=21，则9、辅助时间 式中：，则工步3：铰3孔；1、加工设备：摇臂钻床，型号Z3040；2、加工刀具：铰孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量0.1mm；5、进给量。6、切削速度=10m/min。7、主轴转速及实际切削速度，查Z3040摇臂钻床转速图，取n=735r/min；取实际切削速度8、基本时间 式中：l=21，则9、辅助时间 式中：，则工序9、清洗；工序10、终检；工序11、入库；第四章 专用夹具设计4.1 定位方案及定位元件的确定与选择4.1.1定位方案的确定1、水泵盖定位方案的确定（1）零件下端面与夹具体凸台端面定位，限制3个自由度。（2）4-7内孔其中一个孔和7圆柱销定位，限制2个自由度。（3）4-7内孔对角线方向上一个孔和7菱形销定位，限制1个自由度。完成零件完全定位。2、钻模板定位方案的确定采用的定位方案是“一面两销”。4.1.2定位元件的选择1、水泵盖定位元件的选择：夹具体，圆柱销和菱形销。2、钻模板定位元件的选择：采用圆柱销和菱形销。具体构造见图4.1定位装置。图4.1 定位装置4.2 夹紧方案及元件的确定与选择4.2.1夹紧方案的确定1、水泵盖夹紧方案的确定利用夹紧座、内六角螺母、方头螺栓和V型夹紧块对工件进行上下夹紧。2、钻模板夹紧方案的确定在对角线方向上采用内六角螺栓对其进行夹紧。4.2.2夹紧元件的选择1、水泵盖夹紧元件的选择：夹紧座、内六角螺母、方头螺栓和V型夹紧块。2、钻模板夹紧元件的选择：采用2个内六角螺栓。4.3 夹具体的确定通过资料的查阅，确定夹具的制造形式为铸造夹具体。该类夹具体的优点是工艺性好，可铸出各种复杂形状，具有较好的抗压强度、刚度和抗振性，但生产周期长，需进行处理，消除内应力。常用材料为灰铸铁（如HT200），要求强度高时用铸钢，要求重量轻时铸铝。目前铸造夹具体应用较多。具体构造见图4.2：图4.2 夹具体图4.4 导向装置钻套的确定对零件4-7孔进行钻削加工，除了钻模板外，还应有钻头的导向装置钻套。钻套是钻模上特有的元件，它的作用是确定钻头，铰刀等刀具的轴线位置，防止刀具在加工过程中发生偏斜，保证被加工孔的位置精度和提高工艺系统的刚度。根据使用特点，钻套可分为固定式，可换式，快换式等多种结构形式。1、固定钻套固定钻套（如图4.3）直接被压在钻模板上，其位置精度要求较高，但磨损后不易更换，钻模板较薄时，为使钻套具有足够的引导长度，应采用有肩钻套。图4.3 固定钻套2、可换钻套可换钻套（如图4.4）用于零件单一、大批量生产中，方便更换磨损的钻套。钻套和衬套之间采用F7/m6或F7/k6配合，衬套和钻模板之间采用H7/n6配合。当钻套磨损后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉能防止钻套加工时转动及退刀时脱出。图4.4 可换钻套3、快换钻套在工件的一次装夹中，若顺序进行钻孔、扩孔、铰孔或攻丝等多个加工工步，需要不同孔径的钻套来引导刀具，此时应使用快换钻套（如图4.5）。更换钻套时，只需逆时针转动钻套使削边平面转至螺钉位置，即可向上快速取出钻套。图4.5 快换钻套4、特殊钻套因工件的形状或被加工孔的位置需要而不能使用标准钻套时，需自行设计的钻套称为特殊钻套。图4.6加长钻套为常见的特殊钻套，在加工凹面上的孔时使用，为减少刀具与钻套的摩擦，可将钻套引导高度H以上的孔径放大，钻套的高度H增大，则导向性能好，刀具刚度提高，加工精度高，但钻套与刀具的磨损加剧，一般取H=12.5d。图4.6 加长钻套本次选快换钻套作为钻头的导向元件。4.5 钻削力和夹紧力的计算4.5.1钻削力的计算根据相关设计资料和设计指南，得钻削力计算方法：其中P钻削力；D钻头直径，7mm；S进给量，0.1mm；HB布氏硬度，163-229HB，取220HB。所以4.5.2夹紧力的计算。基本安全系数，取1.5；加工性质系数，取1.1；刀具钝化系数，取1.1；继续切削系数，取1.1；夹紧力稳定系数，取1.3；手动夹紧位置系数，取1.0。所以=2.6实际夹紧力应为：。其中及为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，。所以取螺栓预紧力。选M8方头螺栓。则，小于45钢许用应力。选M8方头螺栓，合适。4.6 定位误差的分析零件的主要定位元件为夹具体、圆柱销和菱形销1、圆柱销和菱形销的尺寸与公差通过对机床夹具设计手册的查阅，能够确定和保证圆柱销和菱形销的尺寸要求及形位公差要求。2、夹具体的尺寸与公差根据结构特点和相关资料，确定夹具体的结构和尺寸，具体见夹具体零件图。通过对零件图的分析，其加工精度为6.3um，因此上述定位误差在范围内。结论综上所述，本文通过对水泵盖的加工工艺规程及专用夹具设计，让我们了解在机械加工之前，在熟悉图纸的同时，对零件的每一个加工部位也要详细的了解，该部位在整个机械加工中的精度要求是否是高精度的，要分析出那些部位的加工是整体工艺中的难点和重点。同时在编制时还要考虑工厂的生产条件。该零件加工时综合了多个工种和多道工序，涉及到了铣、钻等工序。因此对每道加工工序的加工余量，以及允许的偏差，零
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