机械5

课题来源 对车间的观察，及自己的兴趣爱好，对不规则零件和形状较复杂零件如何加工和装夹产生了浓厚的兴趣。现在决定以次为课题，进行水泵叶轮夹具及加工工艺的设计。 科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等） 专用夹具操作方便、省力、安全便于零件装夹加工同时能保证零件的加工精度，降低了劳动生产强度，降低生产成本，提高生产效率。 研究内容 目前要解决如下问题： 定位水泵叶轮的加工工艺过程。设计夹具满足零件加工要求能提高加工生产率，操作方便、省力、安全，具有一定使用寿命和较低的夹具制造成本，具有良好的结构工艺性：便于制造、检验、装配、调整、维修。 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 按照设计任务，根据调查研究所提供的权据和有关技术资料，进行以下工作：进行数据计算、绘制有关图纸，编写技术文件等。其基本内容如下： 1）绘制被加工零件工序图。 2）部件装配图设计。 3）按规定格式编制设计计算说明书。 研究计划及预期成果 加工工艺符合实际生产情况，夹具满足零件加工要求能提高加工生产率，操作方便、省力、安全，具有一定使用寿命和较低的夹具制造成本，具有良好的结构工艺性：便于制造、检验、装配、调整、维修。 特色或创新之处 专用夹具是根据工件的加工要求，以通用部件与一些定制部件组合而成的。它能满足零件加工工序的精度要求，能提高加工生产率，操作方便、省力、安全。 已具备的条件和尚需解决的问题 设计零件为：水泵叶轮，按图中加工位置加工Ф80底面和两条相互垂直的槽，材料为HT200。 本文详细论述了零件加工工艺以及零件装夹方案方面的探讨，包括加工工艺的确定，工件夹紧方案的选择，切削用量的计算，机床的选择。 2.2.4确定切削用量及基本工时 1.工序3：车削水泵叶轮端面。本工序采用计算法确定切削用量。 a 、加工条件 工件材料：HT200铸造 b 、加工要求 精车Φ80的底面，表面粗糙度为6.3 c 、机床：CA6140卧式车床 d 、刀具：刀片材料硬质合金45车刀，刀杆尺寸16X25mm ,k =90, γ =15 ，α =12 ，r =0.5mm。 2.切削用量的计算 （1）粗车水泵叶轮Φ80的底面 a 、以知毛坯长度方向的加工余量为2 mm，一次加工a =2mm即长度加工公差IT12级，取-0.46mm(入体方向)。 b 、进给量f根据《切削用量简明手册》（第三版）（以下简称《切削手册》，当刀杆尺寸为16mmX25mm，a ）≤3mm以及工件直径为80mm时 f=1-2mm/r c 、计算切削速度按《切削手册》表1.27，切削速度的计算的计算公式为（寿命选T=60mi
n） V =C K /T a f (m/mi
n) 其中C =242，X =0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系数K见《切削手册》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/mi
n) d 、确定机床主轴转速
ns=1000vc/3.14dw=1000×102.6/3.14×65=523(r/mi
n) 按机床说明书（见《工艺手册》表4.2-8）,与523r/mi
n相近的机床转速为480r/mi
n及600r/mi
n。现取
nw=600r/mi
n如果选
nw=480r/mi
n,则速度损失太大。 所以实际切削速度为vc=122m/mi
n 3.钻孔Φ12mm 根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻孔同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度的关系为： f=(1.2-1.8)f v=(1/2-1/3)v 式中f钻，v钻加工实心孔是的切削用量。 现以知： f =0.56mm/r (《切削手册》表2-7) v =19.25m/mi
n (《切削手册》表2.13) 并令 f=1.35 f =0.76mm/r按机床选取f=0.76mm/r v=0.4 v =7.7m/mi
n
ns=1000/3.14D=1000×7.7/3.14×12=204r/mi
n 按机床选取
n =200r/mi
n 所以实际切削速度v=3.14×12×200/1000=75m/mi
n 第三章车床夹具与铣床夹具的设计 为提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，设计专用夹具。 经过老师的知道与协商，决定设计第3道工序与第5道工序，它们分别是精车水泵叶轮的底面和精铣水泵叶轮的两条互成90的槽。 3.1 CA6140车夹具的设计 根据第3道工序本夹具将用于CA6140卧式车床，刀具为45硬质合金车刀，对工件的端面进行加工。 3.1.1问题的提出 本夹具主要用于精车水泵叶轮的底面，这个面只要求加工到尺寸4mm，对其他的孔以及面没有一定的技术要求。在加工本道工序是，是作为其他工序的粗基准，应此，在加工本道工序是，主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度不是最主要的问题。 3.2夹具设计 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程会问题百出，甚至造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择：对于一般的回转体零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。对于本零件来说，由零件图可知，如果以Φ42mm的外圆表面做基准（4点定位），否则可能造成外圆表面的变形。按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面是，应以这些不加工表面作为粗基准），现在水泵叶轮的底面只对它的对面有4mm的厚度要求，其设计基准应该是叶轮的底面对面作诶主要定位面，是该工件的粗基准，限制工件的3个自由度，其次选择水泵叶轮的中心孔定位，限制2个自由度，总共限制了工件的5个自由度。工件的径向移动对加工面没有任何影响。定位尺寸从定位面到水泵叶轮毛坯的底面是6mm。 因为该夹具用于加工批量不大的场合，加工要求相对来说并不高，应此，决定采用手动夹紧。