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1、泵壳体零件的机械加工工艺及其典泵壳体零件的机械加工工艺及其典型夹具设计型夹具设计摘要摘要本设计的目的是通过完成此次毕业设计，熟练掌握机械加工的流程，为成为合格工艺工程师打下坚实的基础。泵壳零件的加工工艺规程及夹具设计是包括零件加工工艺设计、工序设计及专用夹具的设计三部分。通过对零件进行分析设计了两条工艺路线，通过分析比较选择了一个更加合理的方案；设计出毛坯的结构和零件的加工基准，计算各个工步的工序进行尺寸并且决定出各个工序的工艺装备及切削用量；设计了钻夹具与镗夹具两套专用夹具，计算出夹具定位时所产生的定位误差。本设计的加工工艺合理夹具可行、高效、省力，能够满足零件的 加工要求，保证其加工质量。
2、关键字：关键字：切削用量；定位误差；专用夹具；工艺规程.TheThe MachiningMachining ProcessProcess OfOf A A PumpPump BodyBody PartsParts AndAnd ItsIts TypicalTypical F Fixtureixture DesignDesignAbstractAbstractThe purpose of this design is by completing the graduation design, familiar with machining process, in order to become q
3、ualified process engineer to lay a solid foundation. Pump shell parts processing procedures and fixture design is including special fixture parts processing process design, process design and the design of three parts. Through the analysis of parts designed two process route, through the analysis an
4、d comparison have chosen a more reasonable solution; To design blank of the structure and parts processing benchmark, size and calculate each work step process to determine the process equipment for each process and cutting parameter; Designed the drill clamp and boring and two sets of special fixtu
5、re, calculate the generated when the fixture positioning positioning error. The design of the reasonable processing technology and fixture is feasible and efficient, energy saving, can satisfy the machining requirements of parts, ensure the quality of its processing.KeyKey Words:Words:cutting condit
6、ion；positional error；special fixture；Process planning.目目 录录1 绪论 11.1 选题背景和意义 11.1.1 选题的背景 11.2 夹具设计发展概况 11.3 本文主要研究工作 42.1 零件的作用 52.2 零件的工艺分析 52.3 泵壳零件加工的主要问题与工艺过程设计所应采取的相应措施 62.4 泵壳体的材料、毛坯以及热处理.63 工艺规程的设计.93.1 确定毛坯的制造形式 93.2 基面的选择 93.3 制定工艺路线 93.4 各工序加工设备、刀具、量具选用以及机械加工余量的确定 .113.5 确定切削用量以及基本工时114 粗
7、镗孔专用夹具的设计254.1 专用夹具设计的基本要求 . .254.2 定位基准的选择. 254.3 定位方案的选择. 254.4 定位误差分析与计算 .264.5 工件夹紧方式的确定 .264.6 导引方式以及导引元件的确定 .274.7 夹具体的设计 .275 钻孔专用夹具的设计295.1 定位基准的选择295.2 定位方案的选择295.4 工件夹紧方式的确定325.5 导引方式以及导引元件的确定 .335.6 夹具体的设计 .336 总结.35参考文献.36致 谢.371 绪论1.1 选题背景和意义 1.1.1 选题的背景 机械制造工艺对产品的质量控制起着重要作用，夹具是能够使产品按一定
8、的技术要求准确定位和牢固加紧的工艺装置，它主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等。工件的工艺分析及夹具设计是工艺工程师必备的专业素质。通过完成毕业设计，可以使设计者掌握机械加工的流程，为成为合格工艺工程师打下良好的基础。研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的 85%左右。现代生产企业所制造的产品品种经常换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的夹具，一般具有中等生产能力的工厂里，大约拥有数千甚至上万套夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔三到四年就要有 50%到 80%左右的夹具需要更新，而夹具实际的磨
9、损量仅为 10%到 20%左右。1.1.2 选题的意义对夹具创新设计的研究，在机械制造方面当中有着重要的意义：A 保证加工精度 用机床夹具装夹工件，能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系，可以保证加工精度。 B 提高生产效率 机床夹具能快速地将工件定位和夹紧，可以减少辅助时间，提高生 产效率。C 减轻劳动强度 机床夹具采用机械、气动、液动夹紧装置，可以减轻工人的劳动强度。 D 扩大机床的工艺范围 利用机床夹具，能扩大机床的加工范围，例如，在车床或钻床上使用镗模可以代替镗床镗孔，使车床、钻床具有镗床的功能.1.2 夹具设计发展概况1.2.1 国内夹具发展史我国国内的夹具源于 20 世纪 6
10、0 年代，当时创办了面向机械行业的天津组合夹具厂，和面向航空工业的保定向阳机械厂，以后又建立了多个生产组合夹具元件的工厂。在当时全国年产组合夹具元件量曾达到 800 万件的水平。20 世纪 80 年代以后，两厂又各自独立研发了适合 NC 机床、加工中心的孔系组合夹具系统，不仅满足了我国国内的需求，而且还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口一些 NC 机床、加工中心，而由国外所生产的配套孔系夹具，价格非常昂贵，现大都由国内配套，节省了大量外汇。1.2.2 国外夹具发展史从国际上看俄国、德国和美国是生产组合夹具的主要国家。当前国际上的夹具企业多为中小企业，专用夹具、可调整夹具大多只能接受本地区与
11、国内订货，而通用性强的组合夹具已渐渐成为国际贸易中的一个品种。有关夹具和组合夹具的产值与贸易额尚缺乏统计资料，但欧美市场上一套用于加工中心的夹具，而组合夹具的大型基础件更为昂贵。由于我国在组合夹具技术上有历史的积累与性能价格比的优势，随着我国加入 WTO 与制造业全球一体化的趋势，尤其是电子商务的日益发展，其中蕴藏着很大的商机，具有进一步扩大出口量的良好前景。1.2.3 国内外机床夹具发展现状研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的 85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，大多数企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一
12、般在具有中等规模的工厂，里约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业当中，每隔 34 年就要更新 50%80左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 10%20左右。近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统、等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下一些新的要求：A 能迅速并方便地装备新产品的投产，以缩短生产所准备的周期，降低生产成本；B 能装夹一组有相似性特征的工件；C 能适用精密加工的高精度机床夹具；D 能适用各种现代化制造技术的新型机床夹具；E 采用以液压站等为动力源的高效夹紧机构，以进一步减轻劳动强度，提高劳动生产率；F 提高机床夹具的标准化程度。1.2.4 机床夹
13、具的发展方向 随着国民经济的高速发展，对机械装备制造业提出了越来越高的要求。作为生产各种工业产品与民用产品的重要工艺装备，夹具已发展成为了一门产业。专用机床夹具产品的应用也愈来愈广泛了，优秀夹具的应用对产品的加工成本质量和生产效率产生了很大的影响。现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化模块化和通用经济化等四个方面。A 精密化随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m，夹具支承面的垂直度达到 0.01mm/300mm，平行度高达 0.01mm/500mm。德国戴美乐公司制造的4m 长 、2m 宽的孔系列组合焊接夹具平
14、台，其等高误差为0.03mm；精密平口钳的平行度 和垂直度在 5m 以内；夹具重复安装的定位精度高达5m；瑞士 EROWA 柔性夹具 的重复定位精度高达 25m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制 造公司都是精密机械制造企业。诚然为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。B 高效化为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气 动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧 和松开工件只用 12 秒，夹具结构简化，为机床进行多
15、工位、多面和多件加工创造 了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R 夹具仅用 1 分钟，即可 完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国杰金斯公司的球锁装夹系 统，1 分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产 线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。 C 模块化 夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节 能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与 组装打下基础，应用 CAD 技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户
16、使用档案 库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既 能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需 求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创 建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台 ，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。 D 通用经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。1.3 本文主要研究工作某泵壳体零件机械加工工艺及其典型夹具设计是本次课题的研究内容，对此研究翻阅大量的资料，首先了解机械加
