【正文】 .......................................................513 / 63第 1 章 緒論水泵是應(yīng)用廣泛的通用機(jī)械，而且隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍正在迅速擴(kuò)大。建設(shè)部提出，未來(lái)三年我國(guó)縣城及鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將有一個(gè)大的發(fā)展，全國(guó) 2 萬(wàn)個(gè)建制鎮(zhèn)污水處理總投資額將高達(dá) 1 萬(wàn)億。本設(shè)計(jì)是 490 型柴油機(jī)的水泵，用于對(duì)柴油機(jī)工作時(shí)的水冷卻系統(tǒng)，水泵的效率、耗能、水泵各部件等方面的設(shè)計(jì)有利于提高柴油機(jī)水泵的工作效率，減少能源的消耗，對(duì)柴油機(jī)的整體冷卻系統(tǒng)更加完善。機(jī)械的加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)是在完成了大學(xué)的本專(zhuān)業(yè)全部課程之后，進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的綜合運(yùn)用，使我對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求。夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過(guò)程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于被加工零件的定位、夾緊等主要問(wèn)題,設(shè)計(jì)人員一般都會(huì)考慮的比較周全，但是，夾具設(shè)計(jì)還經(jīng)常會(huì)遇到一些小問(wèn)題，這些小問(wèn)題如果處理不好，也會(huì)給夾具的使用造成許多不便，甚至?xí)绊懙焦ぜ募庸ぞ?。端面和定位外圓分為兩體時(shí)無(wú)此問(wèn)題,。如果零件定位內(nèi)孔孔口倒角較小或無(wú)倒角,則必須清根,如果零件定位孔孔口倒角較大或孔口是空位，則不需要清根，而且交界處可以倒為圓角 R。讓刀問(wèn)題在設(shè)計(jì)圓盤(pán)類(lèi)刀具(如銑刀、砂輪等)加工的夾具時(shí)，會(huì)存在讓刀問(wèn)題。更換問(wèn)題在設(shè)計(jì)加工結(jié)構(gòu)相同或相似，尺寸不同的系列產(chǎn)品零件夾具時(shí)，為了降低生產(chǎn)成本,提高夾具的利用率，往往會(huì)把夾具設(shè)計(jì)為只更換某一個(gè)或幾個(gè)零件的通用型夾具。特別像后蝸殼泵體類(lèi)不規(guī)則零件的加工還處于落后階段。在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。33(2)壓力 ≈揚(yáng)程 8m(3)轉(zhuǎn)速 n=2800r/min(4)490 型柴油機(jī)水泵(5)批量生產(chǎn) 確定泵的總體結(jié)構(gòu)形式和泵的進(jìn)出口直徑（1）確定進(jìn)口直徑 由注 2 根據(jù)表 4—1 第七節(jié)入口流速一般取 V m/s 代入公式注 2（43）S?D = = = Q??取離心泵系列中標(biāo)準(zhǔn)口徑 D =40 mms則吸入的流速 = = = m/(2)確定泵的排出口徑由于該泵揚(yáng)程不高考慮到排水管系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性取排出口徑與吸入口徑相同 mm?SyD排出流速 m/sSdUV 計(jì)算比轉(zhuǎn)速 ,確定級(jí)數(shù)sn = =. ??HQ 由于壓力、流量、功率不大比轉(zhuǎn)速 30 時(shí)采用單級(jí)由圖 220，這樣的比轉(zhuǎn)速是有可能達(dá)sn到預(yù)定效率的，因此水泵的級(jí)數(shù)為單級(jí)。d 17 mm 14 mm 8mm ?52d?43d?6 葉輪輪轂直徑 =（～） =27mmhj具體形狀如下簡(jiǎn)圖 葉輪主要尺寸的確定 葉輪的初步確定 （1）進(jìn)口當(dāng)量直徑 0D =41mm???3302845..nQK式中兼顧效率和氣蝕 ～ 葉輪進(jìn)口直徑 =46mm221?hJd葉輪外徑（注 3 公式 819b） = mm?3nQD?328045.式中 ～) ≈(2?Dk210???????sn 精算葉輪的外徑及出口寬度（1）出口圓周速度 =?gHKU22 ?（2）出口軸面速度 （3）進(jìn)口軸面速度 式中查注 3 圖 814 ?0vK所以 =?3m= 取 =84mmnUD?22608014.?2D=‘3 / 63葉片為開(kāi)式因此葉片寬度可近似為 =18mm2b其中 c 為葉輪安裝盤(pán)的厚度取 c=3mm 葉片數(shù)的選擇由注 1 表 52 離心泵的葉片數(shù) Z，當(dāng) =60～180 時(shí)，取 Z=6sn 葉片厚度和角度的選擇由離心泵的相關(guān)說(shuō)明取 S=4mm 葉片進(jìn)口安放角的選擇 一般 = ～ 葉輪安放角 = ～ 因此取 =??‘’1???03151?041?09 葉片出口安放角的選擇= ～ 取 =208420 葉片包角的選擇當(dāng) =60～220 時(shí)，一般取 = ～sn?08501 葉片的繪制（具體形狀尺寸如零件圖所示） 泵體的設(shè)計(jì) 蝸室的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) （1）基園直徑 3D=(～) =（～）=～ 取 =88mm 32 3D其中 為葉輪外徑 =84mm2(2)蝸室進(jìn)口寬度 3b= +（5～10）=18+5=23mm ，其中 =18mm3b2 2b（3）蝸室隔舌起始角由注 3 表 91 當(dāng) =70～130 ，可取 = ～ sn0?150（4）隔舌螺旋角 339。 21umUVtg??t0其中 = =， =?K2uV（5）蝸室斷面形狀和斷面面積5 / 63 蝸室型體各斷面面積內(nèi)的平均速度相等且為式中由注 3 圖 910 當(dāng)時(shí)，代入上式 = = =?式中 由注 3 圖 910 當(dāng) = 時(shí) =蝸形體隔舌起始角 = ，共分 8 各斷面，其中 ～ 取0?16015??20??C= = B= =)29(??tg??cos)(20C??通過(guò)最大斷面面積的流量為 = = =?= =?VQ2m各斷面面積 = = = 1 223A2= = ， = =（6）蝸室擴(kuò)散管的設(shè)計(jì)計(jì)算擴(kuò)散角 = ～ 取 =?08?09=2tgLDVy3?壓從直徑為 40mm， = ???VVAL= == =50mm23?tgVy? 蝸室繪制具體形狀尺寸如零件圖所示如下是零件形狀簡(jiǎn)圖：B ─ADD BBCC─ D ─ 其他水泵零件的選擇軸封裝置：選有骨架的橡膠密封 HG469267 的水封件。 蝸殼是 490 柴油機(jī)水泵的一個(gè)主要零件渦形體斷面形狀是梯形蝸殼的以最小的損失將從葉輪中高速冷卻水收集起來(lái)引向壓從口同時(shí)將一部分液體變?yōu)閴耗?，蝸殼為分開(kāi)式一部分與柴油機(jī)箱體連為一體，一部分通過(guò)螺釘連在柴油機(jī)箱體上形成封閉的壓從室，這部分蝸殼分開(kāi)面為中開(kāi)面。該零件主要加工表面及技術(shù)要求分析如下（1） 內(nèi)裝有滾動(dòng)軸承，軸向不易移動(dòng)具有一定的穩(wěn)定性精度等級(jí)為 7 級(jí)圓柱740H?度為 表面粗糙度 =，孔肩↗， （2） 內(nèi)裝有彈性擋環(huán)端面跳動(dòng)↗ 精度為 11 粗糙度為 aR(3) 表面粗糙度為 =，端面 =(4) 表面粗糙度為 = 與 有同軸度要求⊙，端面 =?a(5)4 表面粗糙度為 =?aR（6）中開(kāi)面表面粗糙度為 = 與 有垂直度要求⊥ 確定生產(chǎn)類(lèi)型 生產(chǎn)類(lèi)型為批量生產(chǎn)，顧初步確定其本傾向?yàn)榧庸み^(guò)程中工序恰當(dāng)集中，加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，采用專(zhuān)用工裝，這樣生產(chǎn)準(zhǔn)備工作及投資快，生產(chǎn)率高。 確定鑄件余量根據(jù)表 157 選為 MAGG 級(jí)查表 158 確定各加工表面的鑄件，機(jī)械加工余量，具體如下表單位：mm加工表面 鑄件的尺寸 鑄件等級(jí) 加工余量 說(shuō)明1D40 H 3 孔，降一級(jí)，雙側(cè)加工231 H 孔，降一級(jí)，雙側(cè)加工335 H 孔，降一級(jí)，雙側(cè)加工1T0 H 頂面，降一級(jí)，單側(cè)加工2 H 3 頂面，降一級(jí)，單側(cè)加工3T36 G 底面，單側(cè)加工456 G 底面，單側(cè)加工5T104 G 底面，單側(cè)加工641 G 底面，單側(cè)加工對(duì)于砂型鑄造根據(jù) 159 鑄件最小孔的直徑，故本零件鑄造孔不小于 22mm. 畫(huà)鑄件零件綜合圖 機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 選擇定位基準(zhǔn)（1）選擇精基準(zhǔn) 由于蝸殼 孔及大端面 是零件的主要加工部位其余加工表面要求加工精度740H?1T不高，如果選擇 及端面，則產(chǎn)生定位差，基準(zhǔn)不重合的誤差。（2）選擇粗基準(zhǔn)由于大端面 處于毛坯分型面且屬于澆注的頂面，缺陷多，誤差大，考慮保證1T和 外圓不需加工表面間的壁厚均勻及大端面 的精度，因此選擇740H?5 1T軸線(xiàn)及 外圓端面為粗基準(zhǔn)011 / 63 擬定工藝過(guò)程1 選擇表面加工方法根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度查 1532～表 1434 選擇零件主要表面加工方法與方案如下內(nèi)孔 : 粗?jǐn)U（IT12）—半精鏜（IT8）—精鏜（IT7） ? ?Ra內(nèi)孔 : 粗?jǐn)U（IT12）—半精鏜（IT8）—精鏜（IT7） ,由于用于定16位加工 因此提高了 的精度等級(jí)46?內(nèi)孔 : 粗?jǐn)U（IT12）—半精鏜（IT8）2內(nèi)孔槽 : 粗車(chē)（IT12）4125.4 鉆（IT12） ，粗鉸（IT9）9F?螺紋孔：鉆（IT12）用絲錐攻內(nèi)螺紋(ITF7)710M粗銑（IT11）—精銑（IT7）T粗車(chē)（IT12）—半精車(chē)（IT8）2粗車(chē)（IT12）—半精車(chē)（IT8）3粗車(chē)（IT12）—半精車(chē)（IT8）4粗車(chē)（IT12）—半精車(chē)（IT8）5T锪端面（IT12）62 制定工藝過(guò)程⑴擬定方案由于各表面加工方法及粗基準(zhǔn)的確定，現(xiàn)按“先粗后精啊” ， “先主后次” 、 “先面后孔” 、“基準(zhǔn)先行” 、的原則，初步擬定工藝方案如下在生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)時(shí)考慮采用通用機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，刀具并考慮工序集中以提高生產(chǎn)率，減少機(jī)床數(shù)量降低成本。還有 工序Ⅰ粗車(chē)端面 、 、 ，粗?jǐn)U內(nèi)孔 、 中由于端面 不連續(xù)面在采用車(chē)時(shí)1T231D21T會(huì)產(chǎn)生切削力的不平衡和空行程對(duì)加工刀具影響很大，因此改為銑削比較可適合，方案二基本遵循粗精加工劃分階段的原則，工序粗精加工明確，將精鏜 及精車(chē) 移在工序3D1V 前面為后續(xù)加工提高了精基準(zhǔn)使 與 平行度及與 的垂直度710F?1T98F?13 / 63方案二的不足是將Ⅶ等工序至于內(nèi)孔 最終精鏜之后，對(duì)其精度可能有影響但考慮鉆3D孔攻螺紋的余量不大，工件剛性好孔軸距加工表面較遠(yuǎn)顧對(duì)其影響不大。 確定工序尺寸，加工余量1 徑向各圓柱表面加工時(shí)工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的的總加工余量有相關(guān)資料確定各加工方法的加工余量由后向前推工序尺寸并確定其公差，如下表所示工序余量加工表面 加工內(nèi)容精度等級(jí)工序尺寸 加工余量表面粗糙度最小加工余量最大加工余量1D746H?鑄件粗?jǐn)U半精鏜精鏜IT12IT9IT740177。3鑄件粗車(chē)半精車(chē)IT9CT12CT827177。1鑄件粗車(chē)半精車(chē)IT9CT12CT856177。1鑄件锪端面IT9CT1241177。8???05?rX03?reK 039。339。??dV?按機(jī)床 Z35A 搖臂鉆床說(shuō)明 n=25～1250r/min,選用 =125r/minwn則實(shí)際切削速度為 V= =??wdn?⑨機(jī)床功率校核經(jīng)校核計(jì)算 Z35A 搖臂鉆床的功率是足夠的⑩量具：專(zhuān)用規(guī)塞 夾具：專(zhuān)用鉆床夾具 ○11時(shí)間定額○12基本工時(shí)： = =??其中 =9mm , = , 取 4mm, =125=150mm/minl1?ctgdDl 2lfn輔助工時(shí)： 裝夾時(shí)間取 , 卸下工件 ,測(cè)量時(shí)間 ,各項(xiàng)操作時(shí)間=++++=工步 3 粗?jǐn)U內(nèi)孔 2D①加工材料：HT2040 灰鑄鐵 =196N/b?2m②加工要求：粗?jǐn)U內(nèi)孔 表面粗糙度 精度 IT112③機(jī)床：選用 Z35A 鉆床 n=25～1250r/min 功率 P=4KW④刀具：由《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 1》選高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆 Z=3, , 0?r08?a = , , d=35mm,L=344mm, =195mm, =22mm,莫氏號(hào)為 ?rK‘r 01?wl1d⑤背吃刀量：毛坯余量為 5mm, 內(nèi)孔 分為擴(kuò)，半精鏜，二道工序，半精鏜余量為2D1mm、 ，所以擴(kuò)鉆加工余量為 4mm 可一次加工完成因此， =2mmpa24⑥確定進(jìn)給量：由《金屬切削手冊(cè)》查表 =（～）表f=～?z⑦選擇擴(kuò)孔鉆磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命《金屬切削手冊(cè)》可選最大磨損量取為 ，耐用度 T=40min⑧確定切削速度《金屬切削手冊(cè)》V 及 n 根據(jù) 取 V=19 / 63速度應(yīng)乘一下修正系數(shù) 所以 =V =, n=,.?pvavK‘VpavK?=184r/39。339。??dV?按機(jī)床 Z35A 搖臂鉆床說(shuō)明 n=25～1250r/min,選用 =160r/minwn則實(shí)際切削速度為 V= =??wdn?⑨機(jī)床功率校核擴(kuò)孔鉆削 F= = 其中 ,/1,8. ??PpKrmfa力矩 M：M=D =?功率 P：P= =經(jīng)校核計(jì)算 Z35A 搖臂鉆床的功率是足夠的⑩量具：專(zhuān)用規(guī)塞 夾具：專(zhuān)用鉆床夾具 ○11時(shí)間定額○12基本工時(shí)： = =??其中 =15mm