水泵叶轮夹具及工艺的设计目录摘要 (Ⅱ)第一章前言 (1)1.1 机床技术各方面的发展 (1)1.2 铣床加工的特点 (1)1.3 铣床加工的顺序 (2)第二章零件的分析 (3)2.1 零件的作用 (3)2.2 零件的工艺分析 (3)第三章车床夹具与铣床夹具的设计 (7)3.1 CA6140车夹具的设计 (7)3.2 夹具的设计 (7)3.3 夹具结构的设计 (7)3.4 夹具设计及操作的简要说明 (9)3.5 卧式铣床夹具的设计 (9)3.6 夹具设计及操作的简单说明 (11)第四章总结 (12)致谢 (13)参考文献 (14)摘要本课题主要是对水泵叶轮的机械加工工艺规程的设计及工艺装备的设计（年产量为10000件），为企业解决实际的问题。
本课题的设计综合运用了我们所学的机械制图、机械设计基础、机床概论、机械制造工艺学、机床夹具设计等专业理论知识、通过设计提高了我的基础理论知识和查阅各种资料的综合分析的能力，使我得到了一次运用所学知识的综合训练。
关键词：水泵叶轮工艺夹具第一章前言1.1机床技术各方面的发展装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，机床技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其他产业、生物技术及起产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。
马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产。
”制造技术的装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而车床技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。
当今世界各国制造产业广泛采用数控车床技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。
效率、质量是先进制造技术的主体。
高速、高精加工技术可极大的提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。
为此日本先端技术研究会将其列为５大现代制造技术之一，国际生产工程学会（ＣＩＲＰ）将其确定为２１世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域，年产３０万辆的生产节拍是４０秒／辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，起加工的零件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削里很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。
近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性的到提高。
这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从EM02001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。
目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分代替组合机床。
美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大可达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g，主轴转速已达60000r/min。
加工一薄壁飞机零件，只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴转速及加速度分别达12000r/mm和1g。
在加工精度方面，近10年来，普通级机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密加工中心则从3-5μm,提高到1-1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01μm）。
在可靠性方面，国外数控车床装置的MTBF值已达6000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现非常高的可靠性。
为了实现告诉、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。
1.2 铣床加工的特点1）零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具类零件、壳体类零件等。
2）能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。
3）能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。
4）加工精度高、加工质量稳定可靠。
5）生产自动化程度高，可以减轻操作者的劳动强度。
有利于生产管理自动化。
6）生产效率高。
7）从切削原理上讲，无论是端铣或周铣都属于断续切削方式，而不像车削那样连续切削，因此对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。
在干切削状况下，还要求有良好的红硬性。
1.3 铣床加工的顺序加工顺序通常包括切削加工工序、热处理工序和辅助工序等，工序安排的科学与否将直接影响到零件的加工质量、生产率和加工成本。
切削加工工序通常按以下原则安排：1）先粗后精当加工零件精度要求较高是都要经过粗加工、半精加工、精加工阶段，如果精度要求更高，还包括光整加工等几个阶段。
2）基准面先行原则用作精基准的表面应先加工。
任何零件的加工过程总是先对定位基准进行粗加工和精加工，例如轴类零件总是先加工中心孔，在以中心孔为精基准加工外圆和端面箱体类零件总是先加工定位用的平面及两个定位孔，再一平面和定位孔为精基准加工孔系和其他平面。
3）先面后孔对于箱体、支架等零件，平面尺寸轮廓较大，用平面定位比较稳定，而且孔的深度尺寸有是以平面为基准的，故应先加工平面，然后加工孔。
4）先主后次即先加工主要表面，然后加工次要表面。
我的毕业设计就是利用机床对水泵叶轮进行的加工设计相应的夹具。
本文从水泵叶轮的工艺分析、车床夹具的设计、铣床夹具的设计几个方面予以阐述。
第二章零件的分析2.1零件的作用题目所给的零件是水泵叶轮，位于传动轴的端部安装在十字槽内。
主要用于传递扭矩，使水泵获得动力，另外通过Φ12H8的孔配合，传递动力之用。
2.2零件的工艺分析2.2.1零件的结构、形状、技术要求零件的结构如图1所示：回转类零件水泵叶轮共有三个地方要加工，他们之间有一定的位置要求。
现分述如下：图1水泵叶轮A）其一是水泵议论的两个相互垂直的十字槽，要求两条槽的对称度相对与Φ12H8的轴线是0.02，表面粗糙度是6.3，其四个槽的宽度尺寸为宽11mm、深11mm。
其二Φ10铸孔，表面粗糙度是3.2。
Φ10孔的上偏差0.027、下偏差0。
B)其三是水泵叶轮的地面，加工的基本尺寸是4mm，表面粗糙度是6.3。
零件的技术要求：1.水泵叶轮的材料为HT200。
2.未注铸造圆角R3-5。
3.铸件不允许有夹渣、裂纹、气孔等缺陷。
2.2.2零件的加工方法选择表1 零件的加工方法选择2.2.3 零件的加工方案的选择表2 零件的加工方法的选择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6.3c 、机床：CA6140卧式车床=d 、刀具：刀片材料硬质合金450车刀，刀杆尺寸16X25mm2,k r=90, γ0=150，α0=120，rε=0.5mm。
2.切学用量的计算（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25.17.1+-mm，一次加工a p=2mm既长度加工公差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 p）≤3mm以及工件直径为80mm时，f=1-2mm/rc 、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=60min）V c=C v K V/T m a p xv f yv(m/min)其中C v=242，X V=0.15,yv=0.35,m=0.2。
修正系数K v见《切削手册》表1.28即K mv=1.44,Ksv=0.8,Kkv=1.04,Kkrv=0.81,kbv=0.97。
所以Vc=240×1.44×0.8×1.04×0.18×0.97/802.0×215.0×1.535.0=102.6(m/min)d 、确定机床主轴转速ns=1000vc/3.14dw=1000×102.6/3.14×65=523(r/min)按机床说明书（见《工艺手册》表4.2-8）,与523r/min相近的机床转速为480r/min 及600r/min。
现取nw=600r/min如果选nw=480r/min,则速度损失太大。
所以实际切削速度为vc=122m/min3.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钻v=(1/2-1/3)v钻式中f钻，v钻—加工实心孔是的切削用量。
现以知：f钻=0.56mm/r v钻=19.25m/min并令f=1.35 f钻=0.76mm/r 按机床选取 f=0.76mm/rv=0.4 v钻=7.7m/minns=1000/3.14D=1000×7.7/3.14×12=204r/min按机床选取 n w=200r/min所以实际切削速度v=3.14×12×200/1000=75m/min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900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450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。
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