摘要：制造技術(shù)的核心是制造工藝，也是生產(chǎn)最活躍的組成部分。這個工藝用金屬切削工具和磨削工具等加工方法加工零部件，使之達到必要的形狀，尺寸，表面粗糙度，機械和物理的性能的成功的零部件的生產(chǎn)。采用夾具生產(chǎn)工藝可保證生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)質(zhì)量，降低成本，進一步廣泛應(yīng)用車床技術(shù)，降低了員工工作強度，確保生產(chǎn)過程安全。該項目為片葉子泵體的過程和鉗制設(shè)計。這個零件是支撐傳動裝置的泵體的部件。在設(shè)計上，對部件的結(jié)構(gòu)和工序進行分析，通過對部件的粗加工、精加工的參照、加工余量及底座的計算，然后對各處理的切削量和工作時間。關(guān)鍵詞：泵體；零件；夾具；切割20第1章 序言由于加工工藝的布置和夾具的使用直接影響到泵體的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，因此對泵體機械加工工藝和夾具設(shè)計的研究具有特別大的作用。隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，加工工藝變得越來越靈活，現(xiàn)代機床夾具也變得越來越精密、高效、靈活。當(dāng)今社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展非常迅速，加工控制和測量技術(shù)也在不斷提高。國外先進的制造技術(shù)是分別對泵體和泵蓋進行加工，然后將它們組合在一起進行產(chǎn)品的最終裝配，在保證精度的前提下大大提高了精度，生產(chǎn)效率也變得更高。在大型泵的零部件加工技術(shù)上，采用先進的設(shè)備、工裝和檢測手段，確保產(chǎn)品的質(zhì)量，是泵行業(yè)不斷追求技術(shù)創(chuàng)新和突破的動力。第2章 零件的工藝設(shè)計2.1 零件的功用及工藝分析2.1.1 零件的功用泵零件，功能是支撐，包含，保護運動零件或其他零件，也用于定位和密封，其三維形狀和零件圖如下：三維模型如下：圖2.1 三維模型圖二維零件圖如下：圖2.2 泵體零件圖部件的實際形狀如上所述，從零部件圖來看，構(gòu)成了復(fù)雜的構(gòu)造。2.1.2零件的工藝分析泵體零件有兩組加工表面，彼此有一定的加工要求。現(xiàn)分如下。(1)以20毫米孔中心軸線為中心的加工表面。該加工面包括兩個直徑50毫米的外端面和與兩個直徑90毫米的外端面相反的角，8個15毫米的通孔，主要的加工面是8個15毫米的通孔。(2)以18毫米孔中心軸線為中心的加工表面。同加工表面有50mm的外圓端面、1mm的孔、1:7梯形孔和脫刀槽。這兩個加工表面之間有一定的加工要求。主要是：mm孔的粗糙度要求是6.3； 1:7梯形孔的粗糙度要求是1.6；其余各面及孔的粗糙度要求是12.5。2.2 工藝規(guī)程的設(shè)計2.2.1 確定生產(chǎn)類型(1)機械產(chǎn)品在計劃期間內(nèi)本應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品的生產(chǎn)量及進度計劃被稱為產(chǎn)品的生產(chǎn)方針。在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)方法中，除計劃期間內(nèi)的生產(chǎn)外，包含一定的備份率和平均廢物率，計算公式如3.1。 （3.1）式中n為零件計劃期內(nèi)的產(chǎn)量；a為備品率；b平均廢品率。由生產(chǎn)任務(wù)得：,，代入公式計算，（2)確定生產(chǎn)類型:最終轉(zhuǎn)運箱泵體長屬于110mm，寬80mm，高100mm的中間配件，泵體生產(chǎn)方法為108件，屬于少量生產(chǎn)。2.2.2確定毛坯的生產(chǎn)過程胚體的鑄造:這個泵體的零部件采用批量制造，優(yōu)選使用模具，模具，壓力鑄造等進行底座的制造。這次使用模具。該鑄造方法的特征是鑄造的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和高機械性能，單位面積的高產(chǎn)量，用于制造泵體、泵體、減速槽、汽缸等小型鑄造。毛坯的材料是HT200。2.2.3基準(zhǔn)的選擇工件選擇的位置基準(zhǔn)實際上決定工件的定位基準(zhǔn)。取決于所選擇的基面是否進行處理，位置基準(zhǔn)被區(qū)分為粗糙基準(zhǔn)和精細基準(zhǔn)。在初始處理中，可以僅將未處理的空白表面選擇為定位基準(zhǔn)。把這個參考稱作粗略的參考。定位參考指的是加工方面的精細參考。選擇了位置決定基準(zhǔn)的情況下，該要求基于精確度保證。因此，位置分析的選擇次序應(yīng)當(dāng)是粗略參考中的精細參考。2.2.4工序的合理組合確定標(biāo)準(zhǔn)后，基于具體的生產(chǎn)條件，確定工藝數(shù)，例如生產(chǎn)類型、零部件結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求、機床等。確定操作次數(shù)的基本原則:(1)工程分散原則過程內(nèi)容簡單，選擇合理的切割量是有利的。典型的設(shè)備可以促進使用。簡單的機床加工設(shè)備。生產(chǎn)準(zhǔn)備小，產(chǎn)品容易調(diào)換。工人的技術(shù)要求水平不高。但是，大量的設(shè)備和工人，大的生產(chǎn)區(qū)域，長過程路線，復(fù)雜的生產(chǎn)管理。(2)工程集中原則加工數(shù)量少，加工工數(shù)少，治具數(shù)少，工藝途徑短，操作人員數(shù)和生產(chǎn)面積分別減少，生產(chǎn)管理簡化了。在一個設(shè)定中，同時處理多個面對這些面的相互位置有利。精度高。用設(shè)備少、效率高的專用機床批量生產(chǎn)，可以提高生產(chǎn)率。然而，使用復(fù)雜的特殊設(shè)備和處理設(shè)備將增加成本，維護成本被調(diào)整，從而需要大量的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量。通常，對于單位的小批量生產(chǎn)，該過程恰當(dāng)?shù)丶杏诤喕a(chǎn)管理。專業(yè)設(shè)計的車床和鉗位組織生產(chǎn)線。2.2.5制定工藝路線工藝路線原則是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，最大限度地提高生產(chǎn)效率，降低成本，充分利用已有的生產(chǎn)條件。過程路線的起始點是確保能夠合理確保零部件的幾何形狀和尺寸精度、位置精度等技術(shù)要求。2.3機械加工的剩余量和毛坯的尺寸確定加工余量是指加工過程中從被加工表面切下的金屬層厚度。加工余量分為加工余量和總加工余量。工業(yè)余量是指在給定工藝中被切斷的金屬層的厚度。加工總剩余量是指加工表面被切割的金屬層的總厚度。 (1)粗銑面加工余量:該平面的加工余量見機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書表2-35，認(rèn)為鑄件在鑄造過程中表面會產(chǎn)生氣泡等零件。因此，加工余量應(yīng)較大。因此，粗銑各面加工余量為3mm。(2)粗車床左右兩側(cè)50mm端面加工余量:從加工余量實用手冊表5-25中可以看出，粗糙車左右兩側(cè)的加工余量為1.6mm。(3)粗車床左右各50mm直徑15mm圓柱圓的加工余量:從機械制造技術(shù)校核用直徑為90mm的圓柱加工余量為2mm。（4）36mm孔加工余量:參照機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.3-10，鏜削加工余量為0.3mm。(5)梯形孔加工余量:機械制造工藝設(shè)計簡明手冊檢查表2.3-8。先鉆出梯形孔，再粗鉸。粗鉸鏈加工余量為0.04mm。(6) M8孔的加工余量:如機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計導(dǎo)則表2-29所示，攻絲M8的加工余量為1.3mm。（1）粗銑各表面的加工余量：可以通過上述各個加工余量確定出零件的鑄件尺寸，毛坯圖2.3：圖2.3 毛坯圖第3章 加工設(shè)備與工藝裝備選擇3.1選擇機床機床選型原則:機床加工范圍應(yīng)與零件外形尺寸相適應(yīng);機床的精度應(yīng)與工藝要求的精度相一致。機床的生產(chǎn)率應(yīng)根據(jù)所生產(chǎn)零件的類型進行調(diào)整。在泵體的加工過程中，為了提高生產(chǎn)率，將使用大量的專用機床，如鉆孔和鏜孔，并將使用專用鉆床和專用鉆床。萬能機床用于銑削端面、倒角和攻絲。通用機床可在加工手冊中找到。3.2選擇夾具機床夾具是加工設(shè)備，準(zhǔn)確確定工作位置，并在加工過程中牢牢夾住工作。其主要功能是:保證工作加工的精確度;提高處理效率。減少勞動強度。充分發(fā)揮機床的性能并擴展。在單件小批量生產(chǎn)中，應(yīng)盡量使用通用夾具。為了提高生產(chǎn)力，還可以在任何可能的情況下使用組合夾具。中上生產(chǎn)時，應(yīng)采用專用夾具提高生產(chǎn)效率，夾具的精度應(yīng)與工藝的加工精度相匹配。泵體的產(chǎn)量是小批量生產(chǎn)的。為了提高生產(chǎn)率，在加工過程中應(yīng)使用專用夾具。為此，我們專門為生產(chǎn)線上的工藝設(shè)計了一套夾具。對于動力源，由于泵體加工是小批量生產(chǎn)，它可以手動旋轉(zhuǎn)六角螺母夾緊，操作方便，降低了工作強度和材料成本。3.3選擇刀具刀具的選擇主要取決于所使用的處理方法在加工過程中,加工表面的大小,材料的工件,所需的精度和表面粗糙度,生產(chǎn)力和經(jīng)濟等,選擇時,一般使用標(biāo)準(zhǔn)工具在必要時為高生產(chǎn)力的綜合工具和其他專業(yè)工具。端面套筒面銑刀材料為硬質(zhì)合金。麻花鉆、擴孔、沉孔、絲錐均采用高速鋼制造。第4章 零件的車床夾具設(shè)計4.1車床夾具設(shè)計車床夾具主要用于零部件的回轉(zhuǎn)面和末端面。因此，車床夾具的主要特征是機材加工面的中心線和車床的主軸的旋轉(zhuǎn)軸相同軸。4.1.1車床夾具的主要類型安裝在車床主軸上的夾具，對中車床夾具，角鐵車床夾具，花盤車床夾具;裝在托盤上的固定裝置。生產(chǎn)中需要設(shè)計的產(chǎn)品大多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以泵類零件是用專用夾具在車床上加工的。4.1.2總體設(shè)計(1)夾具整體結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，懸臂尺寸短，重心盡量靠近主軸。(2)當(dāng)上部工件和夾具不平衡，相對于機床主軸的轉(zhuǎn)動軸,將生成大的離心力和振動,這將影響到工件的加工質(zhì)量和工具的使用壽命,機床的精度和生產(chǎn)的安全,尤其是遇到更高的速度時情況更加嚴(yán)重。因此，對于非對稱重量的夾具，必須有一個平衡的要求。有兩種平衡方式:設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產(chǎn)中，一般采用適當(dāng)?shù)姆椒▽A具進行平衡設(shè)置來保持工作正常運行。(3)為確保安全，夾具上的各部件一般不超過夾具的圓形輪廓。因此，還應(yīng)注意防止切削和冷卻液飛濺。必要時應(yīng)加防護罩。4.2問題的提出 夾具主要用于左右端面的粗加工，當(dāng)使用粗車左右端面時，另一種是粗面。為了保證技術(shù)要求，我們首先要找到一個定位基線。同時，我們應(yīng)該考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，如下圖所示：圖4.1 工序圖4.3定位基準(zhǔn)從元器件圖上可以看出，粗車的左右端面只有長尺寸的要求，設(shè)計參考是部件的左端面，左右兩側(cè)的自由度方向需要限制，設(shè)計的根據(jù)和步驟必須統(tǒng)一。這樣的位置誤差范圍為了達到要求,軸的左部分零件在膨脹支持部和彈性墨盒中被支持,3個自由度被限制,因此零件的位置誤差在一個小范圍內(nèi)可以很容易確認(rèn)。4.4誤差的分析由于生產(chǎn)類型是小批量生產(chǎn)，考慮到成本節(jié)約，使用手動夾緊機構(gòu)，并且通過手動彈簧心軸機構(gòu)緊固內(nèi)孔的定位，并且工件定位在彈性套筒和心軸端部上面向20mm的通孔，擰緊螺釘。螺母穿過椎體和套筒，使彈性套筒向外均勻變形，工件膨脹，進行工件的定心夾緊。如下圖所示：圖4.2 車夾具裝配圖夾具主要用于定位套筒外圓和主軸端面。軸與襯套，即端面與軸是否垂直。4.5車床夾具的截圖圖4.3 三維夾具爆炸圖圖5.6 三維夾具零件裝配圖第5章 鉆床夾具的設(shè)計5.1問題的提出本夾具用于在上下端面上通下4根15mm的通孔。由于位置精度的要求不高，表面粗糙度要求低精度，為了保證技術(shù)要求，找到位置標(biāo)準(zhǔn)很重要。必須考慮勞動生產(chǎn)率的提高和勞動強度的下降。如下圖所示:圖5.1 工序圖5.2定位的基準(zhǔn)選擇從工序圖中可以看出,孔加工前,底面和天花板面車加工,因此左端端面加工方面,最右邊面加工表面,而是中心通孔在加工通孔,而是中心通孔軸位置精為基礎(chǔ),可以確保待加工孔的尺寸。從零件圖可以看出，孔的加工不需要位置公差請求，可以僅基于尺寸請求設(shè)計以中心通孔軸線為位置基準(zhǔn)的鉆石圖案，從而滿足加工對象的孔軸線尺寸要求。組件位置限制底面、左端面以及心軸上的5個自由度。5.3切削力及夾緊力的計算（1）切削力的計算查機床夾具設(shè)計手冊表可得：切削力公式： （6.1）式中D=15mm（孔的直徑），f=0.36mm/r（主軸進給率）查表得： （6.2）即：Ff=3206(N)（2）夾緊力的計算實際所需夾緊力的來源為機床夾具設(shè)計手冊表： （6.3）安全系數(shù)K可按下式計算： （6.4）式中：為各種因素的安全系數(shù)，可以詳見機床夾具設(shè)計手冊表 ： K=1.2×1.0×1.0×1.1×1.3×1.0×1.0=1.72所以WK=Ff ×K= 3206(N) ×1.72=5500(N)由計算可知實際需要的夾力并沒有那么大，但是為了方便操作這個夾字結(jié)構(gòu)，選擇了手動插入夾的機構(gòu)。取，螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力公式： （6.5）式中參數(shù)由機床夾具設(shè)計手冊可查得：原始作用力作用力臂螺旋生角螺紋處摩擦角螺紋處摩擦系數(shù)螺桿端部與零件的摩擦系數(shù)螺紋處當(dāng)量摩擦角則螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力：由公式6.5得：由上述計算易得： 因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。5.4定位誤差的分析位置基準(zhǔn)方面，雖說以中心通孔軸為中心并不要求部件尺寸的共性，但為了盡可能提高部件的適用性，將使加工誤差最小化。從機床夾具設(shè)計手冊可以得出：（1）位置誤差:定位尺寸公差、處理尺寸方向的投影、這里與處理方向一致。也就是說：故（2）夾緊封裝誤差，對工程尺寸的影響很小。也就是說： （3）磨損造成的加工誤差：通常不超過（4）夾具相對工具位置誤差:在鉆孔間的距離上按公差、工作品大小取公差的五分之一。即。誤差總和： 從上訴的分析我們得以得出，我們設(shè)計的夾具的加工誤差很小，實用性非常的強。5.5夾具總體方案 此次的畢業(yè)設(shè)計是設(shè)計了“鉆4個15mm孔”這道工序的鉆床夾具。零件的結(jié)構(gòu)特點進行了分析和零件的小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)方式,決定采用螺旋壓板組合夾緊零件，左螺旋壓板組合配件的出口位置,螺旋壓板上下的心牢牢抱軸配合的零件,這樣可以保證零件可以更緊實,另外一邊配合夾具的精密配合,延長夾具使用時間。這個夾具限制了五個自由度。由于4個15mm的孔全部為互相連通孔，加工的深度不大，且到下一個表面的距離也不大，因此容易發(fā)生鉆頭折斷或與下一個表面相摩擦的、容易產(chǎn)生部件成本。為了解決該問題，在加工4個15mm的孔時，采用通過鋼鉆觀察滑動部件并手動供給的方式。 5.6夾緊裝置該零件的生產(chǎn)程序為小批量生產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模不大，且夾緊面平整，因此，可以直接考慮手動夾緊裝置，也可以采用螺桿夾緊零件的組合。夾緊裝置如下圖：1開槽圓柱頭螺釘 2鉸鏈座 3墊圈 4菱形螺母 5六角頭螺栓 6六角螺母 7壓板 8彈簧 9心軸 10墊板圖5.2 主要夾緊裝置5.7壓板的有限元分析壓板的三維造型如圖6.3：圖5.3 心軸的三維造型導(dǎo)入模型文件，在應(yīng)用程序中選擇Mechanica命令，靜力分析并取得圖5.4 心軸的靜力學(xué)分析在這里面，壓板主要由板和槽組成。左端圓弧板的顏色為紫色到淺綠色。在最大應(yīng)力為3.530100Mpa到1.553102Mpa之間，也是最危險的部位。這樣壓板就可以安全工作了。中間槽與右端板受力與左端圓板受力基本相同，也在3.530100Mpa 1.553102Mpa之間，滿足強度要求。這樣壓板就可以安全工作了。5.8鉆套的選擇鉆套安裝在模板或夾具上，用于確定工件上加工孔的位置，把工具導(dǎo)引加工，加工中提高了工藝系統(tǒng)的剛性防止振動。鉆頭有標(biāo)準(zhǔn)鉆套和特殊鉆套兩種。此外，還分為固定型鉆套、交換式鉆套、快速鉆套、特殊鉆套4種。根據(jù)鉆床夾具的設(shè)計要求、部件的結(jié)構(gòu)特征、少量生產(chǎn)的生產(chǎn)綱領(lǐng)，決定采用固定鉆套。這樣一來孔的加工精度也變好，孔的加工也變得方便。因為鉆孔的直徑是15mm，根據(jù)“機械穿孔設(shè)計手冊”的鉆規(guī)格表的調(diào)查，內(nèi)徑是15mm，外徑是22mm，鉆孔的高度是15mm。其三維模型圖如下：圖6.5 鉆套5.9鉆模板的設(shè)計鉆孔模板用于安裝鉆孔套筒，確保鉆孔套筒在鉆孔模具上的正確位置：（1）可固定的鉆模板（2）鉸鏈?zhǔn)姐@模板（3）可卸（分離）式鉆模板 （4）懸掛式鉆模板 根據(jù)鉆床夾具的設(shè)計要求、零件的結(jié)構(gòu)特點和小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)方案，我們決定采用固定鉆模。在導(dǎo)向裝置中，由于鉆套安裝在鉆孔模板上，因此鉆孔模板必須具有足夠的剛度和強度，以防止變形，影響鉆孔精度。本套鉆模夾具選用鉸接鉆模。裝、卸工件時，可通過鉸鏈銷旋轉(zhuǎn)鉆孔模板，方便零件夾緊。鉆孔模板為H8/g7，適用于鉆孔襯套。具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖5.6 鉆模板示意圖5.10夾具的裝夾與拆卸5.10.1 夾具的裝夾首先放松夾具螺母,然后把鉸鏈鉆模板,芯棒上的部分,調(diào)整位置,然后收緊槽縫螺栓防止部分旋轉(zhuǎn),然后擰緊六角螺母,使壓板收緊,然后降低鉆模板,最后收緊夾具螺母，收緊鉆模板。5.10.2 夾具的拆卸過程先松開菱形螺母，然后轉(zhuǎn)動鉸接鉆模板，再松開六角螺母和開槽固定螺釘，取出零件，然后放入下一個坯料。5.11鉆床夾具截圖1夾具體 2開口槽緊盯螺釘 3彈簧 4防轉(zhuǎn)釘 5鉸鏈銷 6支撐釘 7菱形螺母 8鉸鏈座 9六角螺母 10壓板 11錐套 12鉆模板 13零件 14心軸圖5.7 鉆模夾具裝配圖圖6.8 三維夾具裝配圖圖6.9 三維夾具零件裝配圖總 結(jié)本文設(shè)計中，首先進行部件的結(jié)構(gòu)和工藝分析，確定零件的粗加工和精加工參考以及加工余量和坯料尺寸，從而獲得零件的加工過程，然后計算每個過程的切削量和工作時間。在實踐過程中收獲了很多。致謝為了完成這篇論文遇到了不少困難，但對我而言，這份經(jīng)歷真的十分寶貴。首先感謝我的指導(dǎo)老師。本論文是在老師的指導(dǎo)下和同學(xué)們的幫助下修改完成的。在此，我要向他們的親善幫助和指導(dǎo)表示由衷的感謝。在這段時間里，我從他們身上不僅學(xué)到了許多的專業(yè)知識，更感受到他們工作中的兢兢業(yè)業(yè)，生活中的平易近人。此外，他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和忘我的工作精神值得我去學(xué)習(xí)。非常感謝大家在我的畢業(yè)設(shè)計中，給予我極大的幫助，使我對整個畢業(yè)設(shè)計的思路有了總體的把握，并耐心的幫我解決了許多實際問題，使我有了很大的收獲。同時，他們在整個研究過程中提出了許多建設(shè)性意見，并給我解決了一些專業(yè)性問題。再次感謝多年來傳授我知識的老師們，更要感謝那些對我學(xué)習(xí)上支持和鼓勵的人。同時感謝所有關(guān)心幫助過我的同學(xué)、老師和學(xué)校?？傊?，在以后的學(xué)習(xí)生活中我將以加倍的努力對給予我?guī)椭膶W(xué)校、老師及同學(xué)們的回報。參考文獻1 蔡光起. 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)M. 沈陽: 東北大學(xué)出版社，2002.2 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