齒輪泵泵體的設計

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1、 畢業(yè)設計〔論文〕 課 題 名 稱齒輪泵泵體的設計 院 系 機械制造系 專 業(yè) 機械設計與制造 班 級 10機設一班 學 號 1 學 生 姓 名 繼常 指 導 教 師 臥波 二O一三年 四 月二十日 職業(yè)學院 畢業(yè)論文〔設計〕任務書 課 題 名 稱齒輪泵泵體的設計 系 部 ：

2、 機械制造系 專 業(yè) ： 機械設計與制造 姓 名 ：繼常 學 號 ：1 指 導 教 師 ： 臥波 二O一三 年 四 月二十日 前言 齒輪泵是發(fā)動機中的潤滑油泵,是液壓系統(tǒng)中廣泛采用的一種液壓泵,可分為外嚙合齒輪泵和嚙合齒輪泵,而以外嚙合齒輪泵應用最廣,其設計與生產(chǎn)技術水平也最成熟,外嚙合齒輪泵結構簡單,加工方便,體積小,重量輕而且有自吸能力,對油污污染不敏感,因而應用廣泛。但由于運動部件與固定部件存在間隙,工作過程中必然存在泄漏,所以齒輪泵泵體的

3、加工精度將直接會影響到齒輪泵的工作狀況,因此加工精度要求較高,而最重要的影響因素是齒輪泵泵體的加工精度。為了減小泄漏量,提高齒輪泵工作效率,必須保證加工精度,減小間隙。近年來隨著產(chǎn)量的不斷增大,在齒輪泵向高壓化、高可靠性方向發(fā)展的推動下,我國齒輪泵技術有了新的發(fā)展和突破。而齒輪泵泵體制造工藝設計合理與否將直接影響齒輪泵的工作效率。制定合理的泵體制造工藝設計是很重要的。齒輪泵殼體對兩個孔的加工精度有很高的要求,殼體孔加工精度的高低將會影響齒輪泵的工作效率,若精度達不到指定要求的話將會導致齒輪泵油液泄漏,達不到理想的潤滑效果,如果用傳統(tǒng)加工方法用通用車床和專用裝備來加工的話,此種加工方法很難達到精

4、度要求,所以可以從產(chǎn)品的設計、加工方法、工藝設備等方面進行改進,可以選用數(shù)控機床進行加工,即可以節(jié)省時間又可以提高生產(chǎn)效率。 2 零件的測繪 2.1 零件的基本尺寸 基本尺寸的測量長為114mm,寬為90mm,高為92mm,圓弧半徑分別為R11;R22;R66孔直徑分別為11;7;11;以及M8的螺紋孔 2.2 孔軸配合 2.2.1 有關尺寸的數(shù)據(jù)定義 A． 基本尺寸 ：D.d B． 實際尺寸 ： C． 極限尺寸 ：... 2.2.2 有關尺寸偏差和公差的術語和定義 D． 上偏差：對孔：Es=-D 對軸：es=

5、-d E． 下偏差：對孔：EI=-D 對軸：ei=- d F． 尺寸公差：對孔：=-=ES—EI 對軸：==es—ei 注意： Ⅰ.公差為正值,等于零則無意義 Ⅱ．零值表示公差不存在,是不可能的。 Ⅲ．極限偏差用于控制實際偏差,是判斷加工 后零件尺寸合格性的依據(jù)。 Ⅳ．公差的大小控制著同一批零件實際尺寸的差異程度。 Ⅴ．對同一尺寸公差的大小反應其加工的難易程度。 即：加工精度的高低公差是制定加工工藝選擇機床,刀具,夾具,量具的主要依據(jù)。而極限偏差則是調整機床時選擇切削刀具與

6、確定工件相對位置的依據(jù)。 2.2.3 尺寸公差帶 在尺寸公差帶中代表上偏差和下偏差或最小極限尺寸,和最大極限尺寸的兩條直線之間所圍成的區(qū)域。大小和位置是公差帶的兩要素。大小由尺寸公差確定,位置由基本偏差確定。 2.2.3 間隙和過盈 軸和孔相互配合時,當孔尺寸減去相配合的尺寸所得代數(shù)差值為正值時是間隙。用Xa表示為負值時是過盈,用Ya表示。 配合是指基本尺寸相同且相互配合時孔和軸公差之間的位置關系。 間隙配合：其變動的最大最小間隙配合分別為： =ES-ei =EI-es 則配合公差為： 過盈配合：其最大最小過盈分別為： 配合公差為：

7、 過度配合：其最大過盈,間隙分別為： 由上可知 配合公差與孔軸公差的關系為 2.3 公差 指確定尺寸精確度等級,分為20個等級,用IT表示與阿拉伯數(shù)字,其中IT01精度最高IT08精度最低。 T=ES—EI〔ei〕 且 T=IT 2.3.1 公差及極限偏差的運算 泵體部兩孔需要與座圈和齒輪軸配合,通過粗糙度樣板比對確定,孔徑的表面粗糙度為Ra0.8 上下表面的表面粗糙度為Ra0.4 ,前后表面的表面粗糙度為Ra3.2 由《機械制造技術》查的孔的精度等級為IT8,選擇基軸制。 由《公差與配合手冊》查得 選用孔為44H8h7 極限間隙

8、為Xmax=64 Xmax — Xmin = Th + Ts =64 由《公差配合與測量》查得 Th = 39 Ts = 25 0 -0.025 +0.039 0 由《公差配合與測量》查得 偏差為H8 h7 +0.039 0 所以泵體與座圈配合的孔為44 2.3.2 檢驗合格方法 檢驗：已知Da da ∵Dmin

9、 2.3.2形位公差與誤差 1. 形位公差形位公差的研究對象是構成零件的點·線·面統(tǒng)稱為幾何要素 2. 公差帶形狀指公差帶所具有的最小包容區(qū)域的形狀 3. 公差帶方向 指公差帶的寬度方向,通常表示檢測方向,由框格指引線箭頭指示。 4. 形位公差 A.平面度 用以限制實際平面的形狀誤差,限制平面變動的區(qū)域是; 兩平行平面形成的包容區(qū)域。 即：本零件的形狀可知零件高為24.查《公差配合與測量》表3.8可知平面度為0.02 B. 平行度《公差配合與測量》表3.6可知其平行度為0.1 2.4 零件的作用 題目給出的零件是液壓齒輪泵的泵體,齒輪泵泵體在齒輪潤滑系

10、統(tǒng)中起支撐齒輪的作用,將兩個齒輪裝在殼體,齒輪兩側有端蓋,殼體、端蓋和齒輪的各個齒間槽組成了許多密封工作腔。當齒輪旋轉時輪齒相互嚙合和脫開時,形成工作腔,將油液吸入和壓出從而達到不斷潤滑油泵的作用,所以齒輪泵泵體在實現(xiàn)齒輪泵潤滑過程中起著相當重要的作用,是整個潤滑系統(tǒng)的承載基體,泵體制造精度對整個潤滑系統(tǒng)有很大的影響,尤其是殼體上兩個孔的精度要求比較的高,齒輪油泵在工作過程中存在著泄漏,其中齒輪外圓和殼體孔間就是泄漏之一處,所以對殼體孔的加工精度有一定的精度要求。泵體的主要作用是支撐各傳動軸,保證各軸之間的中心距及平行度,并保證泵體部件與底座正確安裝。因此泵體的加工質量,不但直接影響齒輪泵泵體

11、的裝配精度,而且還會影響齒輪泵的工作精度、使用性能和壽命。齒輪泵由裝在泵體的一對齒輪、泵體及齒輪端面上的兩個端蓋所組成。當電機帶動主動齒輪旋轉時,從動齒輪也跟著旋轉。這時由泵體、兩個端蓋和齒輪三者所形成的吸油腔工作空間的容積,隨齒輪旋轉牙齒逐漸分離面增加,吸油腔形成真空,將油箱中的液體在外界大氣壓力作用下吸進吸油腔,然后通過兩個齒輪的齒槽送到壓油腔。在壓油腔里隨著牙齒逐漸嚙合,壓油腔工作空間逐漸減小,把油液擠出輸送到壓力管道上。如此,隨著兩嚙合齒輪的旋轉連續(xù)不斷地從油箱吸入油液并輸送出去,這就是齒輪泵的工作原理。由此可見,齒輪泵的工作原理就是依靠兩個互相隔離著的吸油腔與壓油腔工作空間的容積變化

12、進行工作的。 2.5 繪制零件圖 2.5.1視圖的選擇 通過對零件作用的分析,發(fā)現(xiàn)該泵體上下面,左右面都有不對稱的部分,所以僅用主、俯、左三個視圖不能清晰的表達出零件的正確形狀,所以應在主、俯、左視圖的基礎上加一個對底面C的向視圖,繪制視圖時,主視圖選擇階梯剖視,左視圖選擇全部剖視,用以正確表達零件的具體形狀,對零件進行測繪,并查閱有關標準將測繪結果繪制成零件二維圖。為了更加準確的表示出泵體的各部分形狀還要須畫出一三維圖

13、 3 零件的工藝分析 泵體零件圖可知。此泵體是一個簿壁殼體零件,它的外表面上有四個平面需要進行加工。支承孔系在前后端面上,各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為四組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。 3.1 結構的工藝性 不同的材料用不同的制造方法,在制造過程中應避免一些問題,比如在鑄造過程中要注意分型面要力求簡單,避免起模發(fā)生困難,力求鑄造件的壁厚均勻等。 3.2 技術要求分析 零件由于是鑄件要進行時效處理以消除殘余應

14、力,要改善造毛坯組織,起到消振作用及良好的耐磨性,獲得零件使用的性能,鑄件表面應光潔,不得有氣孔、疏松等缺陷影響零件的工作性能,鑄件飛邊、毛刺要鏟平。 3.3 生產(chǎn)類型 根據(jù)齒輪泵泵體零件圖,按照中批量生產(chǎn)綱領,加工對象可以周期性的進行交換,采用專用刀具和量具,選用毛坯制造方法、機床種類、工具、加工和裝配方法以及工藝過程要求。 3.1.1 關于生產(chǎn)綱領 企業(yè)在計劃期應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃稱為生產(chǎn)領。產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領確定后,就可以根據(jù)各種零件在該產(chǎn)品中的數(shù)量,備品及允許的廢品來確定零件的生產(chǎn)綱領。根據(jù)車間具體情況,每次投入或產(chǎn)出的產(chǎn)品〔或零件〕數(shù)量,稱為生產(chǎn)批量。

15、生產(chǎn)綱領的大小對加工過程和生產(chǎn)組織起著重要的作用,它決定了各個工序所需的專業(yè)化和自動化的程度,決定了所選用的工藝方法和機床設備。 零件的生產(chǎn)綱領可按下式計算 N=Qn<1+α+β> 式中 N ——零件的年產(chǎn)量,單位為件/年； Q ——產(chǎn)品的年生產(chǎn)量,單位為臺/年； n ——每臺產(chǎn)品中,該零件的數(shù)量,單位為件/年； α——備品的百分率； β——廢品的百分率。 3.1.2 生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。一般分為單件小批量生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)。 單件小批量生產(chǎn) 產(chǎn)品品種很多,同一產(chǎn)品的產(chǎn)量很少,各

16、個工作地的加工對象經(jīng)常改變,而且很少重復生產(chǎn)。例如,新產(chǎn)品試制,工、夾、模具制造,重型機械制造,專用設備制造都屬于這種類型。 中批生產(chǎn) 產(chǎn)品周期地成批生產(chǎn),每種產(chǎn)品均有一定的數(shù)量,工作地的加工對象呈周期性的重復。例如,機床、機車、電機的制造常屬中批生產(chǎn)。 大批量生產(chǎn) 產(chǎn)品產(chǎn)量很大,大多數(shù)工作地按照一定的生產(chǎn)節(jié)拍〔在流水生產(chǎn)中,相繼完成兩件制品之間的時間間隔〕進行某種零件的某道工序的重復加工。例如汽車、拖拉機、自行車、手表的制造常屬大量生產(chǎn)。 3.1.3 工藝特征 生產(chǎn)類型不同,產(chǎn)品和零件的制造工藝、所用設備及工藝裝備、采取的技術措施、達到的技術經(jīng)濟效果也不同。在制訂零件

17、機械加工工藝規(guī)程時,先確定生產(chǎn)類型,在分析該零件的生產(chǎn)類型的工藝特征,以使所制訂的工藝規(guī)程正確合理。隨著科學技術的進步和人們生活水平的提高,產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短,產(chǎn)品的品種規(guī)格不斷增加。因此,這就要求機械制造業(yè)能尋找到既能高效生產(chǎn)又能快速轉產(chǎn)的"柔性"制造方法,而數(shù)控加工就是為了滿足這種需要而發(fā)展起來的。 3.4 確定毛坯的種類 根據(jù)零件材料確定毛坯鑄件。并依其結構形狀、尺寸大小和生產(chǎn)類型,毛坯的鑄造方法選用金屬模機器造型。鑄件尺寸公差等級采用CT9級。 3.4.1 毛坯選擇的原則 ??? 毛坯選擇的原則,應在滿足使用要求的前提下,盡可能地降低生產(chǎn)成本,使產(chǎn)品在市場上具有

18、競爭能力。 3.4.1.1工藝性原則 ??? 零件的使用要求決定了毛坯形狀特點,各種不同的使用要求和形狀特點,形成了相應的毛坯成形工藝要求。零件的使用要求具體體現(xiàn)在對其形狀、尺寸、加工精度、表面粗糙度等外部質量,和對其化學成分、金屬組織、力學性能、物理性能和化學性能等部質量的要求上。對于不同零件的使用要求,必須考慮零件材料的工藝特性〔如鑄造性能、鍛造性能、焊接性能等〕來確定采用何種毛坯成形方法。例如,不能采用鍛壓成形的方法和避免采用焊接成形的方法來制造灰口鑄鐵零件；避免采用鑄造成形方法制造流動性較差的薄壁毛坯；不能采用普通壓力鑄造的方法成形致密度要求較高或鑄后需熱處理的毛坯；不能采用錘上模

19、鍛的方法鍛造銅合金等再結晶速度較低的材料；不能用埋弧自動焊焊接仰焊位置的焊縫；不能采用電阻焊方法焊接銅合金構件；不能采用電渣焊焊接薄壁構件等等。選擇毛坯成形方法的同時,也要兼顧后續(xù)機加工的可加工性。如對于切削加工余量較大的毛坯就不能采用普通壓力鑄造成形,否則將暴露鑄件表皮下的孔洞；對于需要切削加工的毛坯盡量避免采用高牌號珠光體球墨鑄鐵和簿壁灰口鑄鐵,否則難以切削加工。一些結構復雜,難以采用單種成形方法成形的毛坯,既要考慮各種成形方案結合的可能性,也需考慮這些結合是否會影響機械加工的可加工性。 3.4.1.2 適應性原則??? 在毛坯成形方案的選擇中,還要考慮適應性原則。既根據(jù)零件的結構形狀、

20、外形尺寸和工作條件要求,選擇適應的毛坯方案。 零件的工作條件不同,選擇的毛坯類型也不同。如機床主軸和手柄都是軸類零件,但主軸是機床的關鍵零件,尺寸形狀和加工精度要求很高,受力復雜且在長期使用過程中只允許發(fā)生很微小的變形,因此要選用具有良好綜合力學性能的45鋼或40Cr,經(jīng)鍛造制坯及嚴格切削加工和熱處理制成；而機床手柄則采用低碳鋼圓棒料或普通灰口鑄鐵件為毛坯,經(jīng)簡單的切削加工即可完成,不需要熱處理。再如燃機曲軸在工作過程中承受很大的拉伸、彎曲和扭轉應力,應具有良好的綜合力學性能,故高速大功率燃機曲軸一般采用強度和韌性較好的合金結構鋼鍛造成形,功率較小時可采用球墨鑄鐵鑄造成形或用中碳鋼鍛造成形。

21、對于受力不大且為圓形曲面的直軸,可采用圓鋼下料直接切削加工成形。 3.4.1.3生產(chǎn)條件兼顧原則??? 毛坯的成形方案要根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)條件選擇?，F(xiàn)場生產(chǎn)條件主要包括現(xiàn)場毛坯制造的實際工藝水平、設備狀況以及外協(xié)的可能性和經(jīng)濟性,但同時也要考慮因生產(chǎn)發(fā)展而采用較先進的毛坯制造方法。 ??? 為此,毛坯選擇時,應分析本企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件,如設備能力和員工技術水平,盡量利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件完成毛坯制造任務。若現(xiàn)有生產(chǎn)條件難以滿足要求時,則應考慮改變零件材料和〔或〕毛坯成形方法,也可通過外協(xié)加工或外購解決。 因此我們通過以上的分析,結合我們的實際,我們決定采用鑄件,來做我們的零件所用的毛坯。這樣

22、比較符合我們的這個零件的特點,也便于加工,提高效率。根據(jù)齒輪泵的工作狀況,泵體要有好的耐熱性和良好的減震性,要有好的鑄造性能,需要進行人工時效處理,所以選擇機鋁合金,泵體外形較特殊,械加工很困難,所以采用較精密的毛坯制造方法,泵體選用熔模鑄造,以最大限度的減少機械加工量。 4 加工工藝 4.1 孔和平面的加工順序 泵體類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工箱體上的基準平面,以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。泵體的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大,用平面定位可以確位可靠夾緊牢固,因而容易保證孔

23、的加工精度。其次,先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件,便于對刀及調整,也有利于保護刀具。 4.2基準的選擇 在制定工藝規(guī)程時,基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一,基面選擇的正確與合理,可以使加工質量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,不但使加工工藝過程中的問題百出,更有甚者,還會造成零件大批報廢,使生產(chǎn)無常進行。定位基準選擇的正確與否,對能否保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求,以及對零件各表面間的加工順序都有很大影響,定位基準的選擇是一個很重要的工藝問題。 4.2.1 粗基準的選擇 在選擇粗基準時,主要要求保證各加工面有足夠的余量,并注意盡快

24、獲得精基準,并且要按一定的原則進行選擇,為保證泵體的寬度,在泵體加工過程中是先以上端面A粗基準加工下端面B然后以上端面A為基準加工下端面B,獲得精基準。 4.2.2 精基準的選擇 選擇基準時,是從保證工件加工精度要求出發(fā)的,因此,定位基準的選擇應先選擇精基準,再選擇粗基準,選擇精基準時要按照一定的選擇原則進行精基準的選擇,在泵體孔加工中是先以上端面為基準加工下端面,然后再以下端面為精基準加工其他平面,以下端面為定位精基準加工孔。 4.3 各表面加工方法 通過研究零件的圖樣和技術要求以及粗糙度要求,采用如下加工方法,現(xiàn)在數(shù)控車床上用通用夾具裝夾粗、精銑上端面,然后以上端面為基準定

25、位粗、精銑下端面,在以下端面為定位基準加工上端面的孔,然后再以上端面為精基準加工其他的面和孔。 4.4 工序集中與分散 一般情況下,單件小批量生產(chǎn)和中批量生產(chǎn)都是采用工序集中,而大批量生產(chǎn)則可以集中,也可以分散,各表面的加工方法確定以后,可以考慮哪些表面的加工適合在一道工序中完成,哪些則應分散在不同的工序,從而初步確定零件加工工藝過程中的工序總數(shù)和容,在泵體零件加工工藝過程中可以采用工序集中來加工。對于中批量生產(chǎn)的零件,一般首先總是通過劃線加工出統(tǒng)一的基準。泵體加工的第一、二個工序也就是劃線和加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和定平面為初基準定位粗、精加工底平面。第三個工序是加工定位用的

26、兩個工藝孔,泵體與底座裝配的4個通孔之中的其中一對角孔。由于底平面加工完成后一直到泵體加工完成為止,除了個別工序外,都要用作定位基準。因此,底平面上的另一對裝配通孔也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面,再粗加工孔系。螺紋底孔都在鉆床上鉆套定位鉆出,因切削深度比較深,所受的切削力較大,也應該在粗加工階段完成。對于泵體,需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系,但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此,實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系,然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面,這樣容易保證零

27、件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲,由于切削力較小,可以安排在粗、精加工階段中分散進行。 4.5初擬加工工藝路線 制定訂工藝咯線的出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能用工夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應當考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。加工順序的安排一般應按"先粗后精,先面后孔,先主后次,基準先行"的原則進行,工藝路線安排, 擬定工序方案〔1〕 工序010 鑄造 工序020 粗精銑上端面A 工序030 鉆、擴、鉸上端面A的4×11的通孔和2×7深22的定位銷孔, 粗精銑A端面上兩個

28、場20,深10的兩個R13的圓弧凹槽 工序040 粗精銑下端面B 工序050 鉆鉸下端面的2—M8×1.25深22的螺紋孔 工序060 銑側端面C 工序070 鉆、擴、鉸、側平面C上4—M8×1.25深22的螺紋孔和一個20的 出油孔 工序080 銑側端面D 工序090 鉆、擴、鉸、側平面D上4—M8×1.25深22的螺紋孔和一個24的出油孔 +0.039 0 工序100 粗精銑泵體腔44 的孔 工序110 粗精銑A、B端面寬4mm深3mm的封油槽 工序120 檢驗 工序130 入庫。 擬定工序方案〔2〕 工序

29、010 鑄造 工序020 銑側端面C 工序030 銑側端面D 工序040 粗精銑上端面A 工序050 粗精銑下端面B 工序060 鉆、擴、鉸上端面A的4×11的通孔和2×7深22mm的定位銷孔,粗精銑A端面上兩個場20mm,深10mm的兩個R13的圓弧凹槽 工序070 鉆鉸下端面的2—M8×1.25深22mm的螺紋孔 工序080 鉆、擴、鉸、側平面C上4—M8×1.25深22mm的螺紋孔和一個20的出油孔 工序090 鉆、擴、鉸、側平面D上4—M8×1.25深22mm的螺紋孔和一個24的出油孔 工序100 粗精銑泵體腔44

30、工序110 粗精銑A、B端面寬4mm深3mm的封油槽 工序120 檢驗 工序130 入庫 4.6 工藝方案的比較與分析 上述兩個工序方案的特點是：方案一擬定為加工完畢一個平面的同時連帶該平面上的孔一起加工完畢,在重新裝夾加工其他平面上及平面上的孔。方案二擬定為所有平面依次加工完畢后再分別加工各個平面上的孔。經(jīng)比對后發(fā)現(xiàn),方案一加工效率較高,但是加工精度會有所降低,方案二雖然工序步驟整齊,但是較方案一而言增加了許多裝夾次數(shù),降低了生產(chǎn)效率。所及綜合方案一和方案二確定加工工序為： 工序010 鑄造 工序 020 粗上銑端面 工序 030

31、 粗下銑端面 工序 040 粗前銑端面 工序 050 粗后銑端面 工序 060 以端面下為基準,精銑端面上鉆、擴、鉸上端面A的4×11的通孔和2×7深22mm的定位銷孔,粗精銑上端面上兩個長20mm,深10mm的兩個R13的圓弧凹槽,粗精銑上端面寬4mm深3mm的封油槽,粗精銑泵體腔44 的孔 工序 070 以端面上為基準,精銑下端面鉆、鉸下端面的2—M8×1.25深22mm的螺紋孔以及粗精銑B端面寬4mm深3mm的封油槽 工序 080 以前端面為基準,精銑后端面 鉆、擴、鉸、后端面上4—M8×1.25深22mm的

32、螺紋孔和一個20的出油孔 工序 090 以后端面為基準,精銑前端面鉆、擴、鉸、前平面上4—M8×1.25深22mm的螺紋孔和一個24的出油孔 工序100 清洗、檢驗 工序110 入庫 4.7 加工設備的選擇 選擇加工設備的原則是根據(jù)生產(chǎn)類型與加工要求,使所選擇的加工設備既能保證加工質量,又經(jīng)濟合理,中批生產(chǎn)條件下,通常采用通用機床和部分高效率機床加通用夾具；大批生產(chǎn)條件下,多采用高效專用機床、組合機床,在齒輪泵泵體加工中,選用數(shù)控機床,使用通用夾具進行加工生產(chǎn),從而提高加工精度和縮短時間以提高生產(chǎn)效率。由于此次設計的泵體為鋁合金材料,質地較軟,所以所需的銑

33、、鉆、鏜等工序均可在數(shù)控加工中心上進行。 5 確定加工余量和切削用量 首先選擇毛坯余量〔加工總余量〕,某表面的設計尺寸與其毛坯尺寸之差稱為毛坯機械加工余量。在不考慮其它因素的條件下,其大小取決于加工過程中各個工序應切除金屬層的總和,要特別注意第一個切削工序的加工余量還取決于毛坯需要加工表面層的狀況,表面金屬層不同于表皮部的金屬,齒輪泵泵體材料為鋁合金,鋁合金件有較韌性的外殼查《機械制造工藝與機床夾具手冊》表 2-13可知鑄件毛坯的單邊加工余量為2mm,根據(jù)生產(chǎn)類型,工藝方法,泵體為鑄件,是熔模鑄造。確定工序余量的方法有三

34、種：計算法、經(jīng)驗估算法和查表法。其中查表法是常用的方法,這種方法是根據(jù)大量的實驗和生產(chǎn)中的經(jīng)驗而匯編的數(shù)據(jù)制成表格而進行選用的。 5.1 確定各個表面的加工余量和工序余量 5.1.1 上端面 上端面〔零件厚度為92mm,表面粗糙度 Ra 為0.4〕精度要求Ra為1.6mm,用粗精銑的加工方法就可以到達要求,余量較小,為節(jié)省材料,毛坯尺寸確定為A、B面高96mm,C、D面厚94mm,按照《機械制造工藝與機床夾具手冊》表2-14確定各工序的工序余量為： 粗銑 Z = 1.5mm 半精銑 Z = 0.3mm 精銑 Z = 0.2mm 總余量

35、 2mm 各工序的基本尺寸為 精銑后 由零件圖可知 泵體A、B面之間高度為92mm C、D面之間的厚度為90 粗銑后 96 - 1.5 = 94.5mm 94 – 1.5 =92.5mm 5.1.2定位銷孔 兩尺寸為7的定位銷孔的工序尺寸及其公差查表確定各工序的雙邊工序余量為： 鉆孔 6.8mm 粗鉸 0.2mm 精鉸 0.01mm 總余量 7.01mm 各工序的基本尺寸分別為： 半精鉸后 由技術要求可知 7mm 粗鉸后 7 — 0.0

36、1 = 6.9mm 鉆孔后 6.9 — 0.2 = 6.7mm 5.1.3下端面 上一工序已經(jīng)加工好A端面,此道工序中以A端面分別作為粗、精基準加工下端面,按照《機械制造工藝與機床夾具》確定各工序的工序余量為： 粗銑 Z = 1.5mm 半精銑 Z = 0.3mm 精銑 Z = 0.2mm 總余量 2mm 各工序基本尺寸為： 精銑后 有零件圖可知 A、B面高度92mm C、D面厚度為90mm

37、粗銑后 94.5 — 1.5 = 93mm 92.5 — 1.5 = 91mm +0.039 0 5.1.4 泵體腔孔 泵體腔為兩個44 的通孔相交,孔的精度等級為IT8,加工難度較大,對粗糙度要求也較高,查《實用機械制造工藝設計手冊》的表7—13確定各工序的尺寸。查表確定44孔各工序的雙邊工序余量為： 第一次鉆孔 25mm 第二次鉆孔 43mm 擴孔 44.75mm 粗鉸 44.93mm 精鉸 44H8 總余量為 44mm 各工序的尺寸公差按

38、加工方法的經(jīng)濟精度確定,并標注為： +0.039 0 鉸 由圖可知 44 +0.062 0 粗鏜后 按IT9 44 5.1.5 螺栓孔 加工A端面上的4×11的通孔,由于不要求尺寸精度,所以選用鉆孔,鏜孔就可以達到尺寸要求和位置要求,按照《實用機械制造工藝設計手冊》確定各工序的雙邊余量為： 鉆孔 9.8mm 擴孔 11.0mm 各工序的基本尺寸為： 鏜孔后 由圖可知 11 鉆孔后 11 — 9.8 = 1.2mm 5.1.6

39、 進、出油口 分別加工C、D端面上20 和24的出、進有口,由零件圖可知端面上兩孔沒有很高的精度要求,所以鉆孔、鉸孔就可以達到 各工序的雙邊余量為： （1） 鉆20的孔 鉆孔 18.0mm 擴孔 19.8mm 粗鉸 20.0mm （2） 鉆24的孔 鉆孔 22.0mm 擴孔 23.8mm 粗鉸 24.0mm 5.1.7 螺紋和封油槽 側平面上的M8的螺紋孔可直接用6.8的鉆頭鉆出孔后,再交于鉗工攻絲。上下A、B面寬4mm深3mm的封油槽,A端面上兩個場20mm,深10mm的兩個R13的圓弧凹槽切削量都不多,可一次銑

40、出。 5.2 確定切削用量 〔1〕 銑A端面、鉆4 —11的通孔、鉆2 —7的定位銷孔 加工條件 工件材料：鋁合金；加工要求：粗銑、精銑A端面,鉆4—7的定位銷孔；機床：立式數(shù)控加工中心；刀具：鑲齒面銑刀 ；刀具材料：硬質合金。查《切削用量簡明手冊》和《機械制造工藝與機床夾具》切削用量與主軸轉速如表1-1 加工參數(shù)表1-1 進給量f 切削速度Vc〔m,min-1〕 背吃刀量〔ap,mm-1〕 主軸轉速ns 粗銑 0.5mm 400m/min 0.5mm 1300r/min 精銑 0.1mm 500m/min 0.1

41、mm 1600r/min 主軸轉速計算公式ns=式中dw為96,查《機械制造工藝與機床夾具手冊》表2 – 23得出切削速度Vc 為400～600m/min 由此可計算出主軸轉速 粗加工時Vc = 400m/min ns= = 1326.9r/min 取1300r/min 精加工時Vc = 500m/min ns= = 1658.7r/min 取1600r/min 鉆4 —11的通孔 加工條件 工件材料：鋁合金；加工要求：鉆孔、擴孔；機床：數(shù)控加工中心西門子802S 刀具：麻花鉆 材料：高速鋼。 查《切削用量簡明手

42、冊》和《機械制造工藝與機床夾具》切削用量及主軸轉速如表1-2 加工參數(shù)表1-2 進給量f〔mm,r-1〕 切削速度Vc〔m,min-1〕 背吃刀量〔ap,mm-1〕 主軸轉速ns〔r,min-1〕 鉆孔 0.5 0.5 2 600 擴孔 0.20 0.3 4 260 由主軸計算公式ns = 中,dw = 11 鉆孔時,Vc = 0.5m/min 則 ns = = 618.4 r/min 選定為600r/min 擴孔時, Vc = 9m/min 則 ns

43、= = 260.5 r/min 選定為260r/min 鉆、鉸7的定位銷孔 加工條件 工件材料：鋁合金 ；加工要求：鉆孔、鉸孔；機床：數(shù)控加工中心西門子802S 刀具：麻花鉆 材料：高速鋼。查《切削用量簡明手冊》和《機械制造工藝與機床夾具》切削速度及主軸轉速如表1-3 加工參數(shù)表1-3 進給量f〔mm,r-1〕 切削速度Vc〔m,min-1〕 背吃刀量〔ap,mm-1〕 主軸轉速ns〔r,min-1〕 鉆孔 0.36 0.5 5 420 粗鉸 0.18 0.4 2 300 精鉸 0.1 0.3 1 150 由

44、主軸計算公式ns = ,dw = 7 鉆孔時,Vc = 0.5 m/min 則 ns = = 418.4 m/min 選定為420m/min 粗鉸孔時,Vc = 0.4 m/min 則 ns = = 300.4 選定為300 m/min 精鉸孔時,Vc = 0.5 m/min 則 ns = = 150.7 m/min 選定為150 m/min 〔2〕銑B端面 加工7的定位銷孔 鉆2×M8的螺紋孔 加工條件：銑B端面以及加工7定位銷孔可采用與A端面相同的加

45、工方式 鉆M8的螺紋孔 工件材料：鋁合金；加工要求：鉆孔；機床：數(shù)控加工中心西門子802S 刀具：麻花鉆 材料：高速鋼。查《切削用量簡明手冊》和《機械制造工藝與機床夾具》切削用量及主軸轉速如表1-4 加工參數(shù)表1-4 進給量f〔mm,r-1〕 切削速度Vc〔m,min-1〕 背吃刀量〔ap,mm-1〕 主軸轉速ns〔r,min-1〕 鉆孔 2.0 0.5 4 800 由主軸計算公式ns = dw=6.8 ns = = 702.5 r/min 選取 800 r/min 〔3〕銑端面C和端面D ,鉆8×

46、M8的螺紋孔,鉆、擴、鉸C端面上20的出油口和D端面上24的進油口 銑前端面C和后端面D可采用同樣加工方式,所以也可用相同進給量、切削速度和轉速。鉆M8的螺紋孔也可采用與B端面相同的加工方式 鉆、擴、鉸C端面上的20的出油口 工件材料：鋁合金 、熔模鑄造；加工要求：鉆孔、擴孔、鉸孔；機床：數(shù)控加工中心西門子802S 刀具：麻花鉆 材料：高速鋼。查《切削用量簡明手冊》和《機械制造工藝與機床夾具》切削用量及主軸轉速如表1-5 加工參數(shù)表1-5 進給量f〔mm,r-1〕 切削速度Vc〔m,min-1〕 背吃刀量〔ap,mm-1〕 主軸轉速ns〔r,min-1〕 鉆孔

47、0.43 27 5 430 擴孔 0.32 20 3 320 粗鉸 0.20 15 1 240 由主軸計算公式 ns = dw = 20mm 鉆孔時 Vc = 27 m/min 則 ns = = 429.6 m/min 選取430 m/min 擴孔時 Vc = 20 m/min 則 ns = = 318.4m/min 選取320 m/min 鉸孔時 Vc = 15 m/min 則 ns = = 238.6 m/min 選取 240 m/min

48、鉆、擴、鉸24的進油口 工件材料：鋁合金；加工要求：鉆孔、擴孔、鉸孔；機床：數(shù)控加工中心西門子802S 刀具：麻花鉆 材料：高速鋼；查《切削用量簡明手冊》和《機械制造工藝與機床夾具》切削用量及主軸轉速如表1-6 加工參數(shù)表1-6 進給量f〔mm,r-1〕 切削速度Vc〔m,min-1〕 背吃刀量〔ap,mm-1〕 主軸轉速ns〔r,min-1〕 鉆孔 0.43 27 5 430 擴孔 0.32 20 3 320 粗鉸 0.20 15 1 240 加工24的進油口時,可采用與加工20出油口是相同的方式 〔4〕加工44的中心通孔 工件材料：鋁合金

49、；加工要求：鉆孔、擴孔、鉸孔；機床：數(shù)控加工中心西門子802S 刀具：麻花鉆 材料：高速鋼； 查《切削用量簡明手冊》和《機械制造工藝與機床夾具》切削用量及主軸轉速如表1-7 加工參數(shù)表1-7 進給量f〔mm,r-1〕 切削速度Vc〔m,min-1〕 背吃刀量〔ap,mm-1〕 主軸轉速ns〔r,min-1〕 鉆孔 0.7 30 8 220 擴孔 0.6 40 5 290 粗鉸 0.4 45 3 320 精鉸 0.1 52 1 375 由主軸計算公式ns = 其中dw = 44 鉆孔時 Vc = 30 則 ns =

50、 = 217.1 r/min 選取220 r/min 擴孔時 Vc = 40 則 ns = = 291.2 r/min 選取 290r/min 粗鉸時Vc = 45 則 ns = = 325.7 r/min 選取320 r/min 精鉸時Vc = 52 則 ns = = 376.3 r/min 選取375 r/min 〔5〕加工封油槽和弧形凹槽 加工條件： 工件材料：鋁合金 、；加工要求：銑削；機床：數(shù)控加工中心西門子802S 刀具：立銑刀； 材料：高速鋼；查《切削用量簡明手冊》和《機械制造

51、工藝與機床夾具》切削用量及主軸轉速如表1-8 加工參數(shù)表1-8 進給量f〔mm,r-1〕 切削速度Vc〔m,min-1〕 背吃刀量〔ap,mm-1〕 主軸轉速ns〔r,min-1〕 封油槽 0.06 20 1 2100 弧形凹槽 0.15 55 2 1750 由主軸轉速計算公式ns = 銑削封油槽時,dw = 3 Vc = 20 m/min 則 ns = = 2123.1 m/min 選取2100 m/min 銑削弧形凹槽時,dw = 10 Vc = 55 m/min 則

52、ns = = 1751.1m/min 選取 1750 m/min 6 數(shù)控編程 利用CAXA制造工程師軟件對零件加工部分進行后置處理,加工程序如下：<西門子802S數(shù)控加工中心> 0618 N10G90G54G00Z100.000 N12S3000M03 N14X0.000Y0.000Z100.000 N16X64.500Y-39.634 N18Z97.000 N20G01Z87.000F100 N22X63.244F800 N24G02X58.226Y-50.541I-32.1

53、01J8.161 N26G01Y-52.399 N28Z50.000F100 N30G00X-58.226 N32G01Z87.000F100 N34Y-50.607F800 N36G02X-62.063Y-43.266I25.926J18.226 N38G02X-62.662Y-41.167I14.095J5.154 N40G03X-63.272Y-39.634I-4.663J-0.969 N42G01X-64.500 N44Z50.000F100 N46G00Y39.634 N48G01Z87.000F100 N50X-63.244F800 N52G02X-58

54、.226Y50.541I32.101J-8.161 N54G01Y52.399 N56Z50.000F100 N58G00X58.226 N60G01Z87.000F100 N62Y50.607F800 N64G02X62.063Y43.266I-25.926J-18.226 N66G02X62.662Y41.167I-14.095J-5.154 N68G03X63.272Y39.634I4.663J0.969 N70G01X64.500 N72Z50.000F100 N74G00Y-34.634 N76G01Z87.000F100 N78X61.161F800 N

55、80X61.142Y-34.648 N82G03X58.523Y-37.891I4.780J-6.541 N84G02X57.000Y-42.530I-27.385J6.419 N86G02X55.798Y-45.000I-25.871J11.063F1000 N88G02X53.226Y-48.886I-24.671J13.539F800 N90G01Y-52.500 N92Z50.000F100 N94G00X-53.226 N96G01Z87.000F800 N98Y-48.950 N100G02X-55.820Y-45.000I20.926J16.568 N102

56、G02X-57.000Y-42.496I23.552J12.633F1000 N104G02X-57.367Y-41.549I24.653J10.098F800 N106G02X-57.766Y-40.149I9.414J3.441 N108G03X-59.852Y-35.853I-9.558J-1.987 N110G02X-61.238Y-34.634I25.580J30.478 N112G01X-64.500 N114Z50.000F100 N116G00Y34.634 N118G01Z87.000F800 N120X-61.161 N122X-61.142Y34.64

57、8 N124G03X-58.523Y37.891I-4.780J6.541 N126G02X-57.000Y42.530I27.385J-6.419 N128G02X-55.798Y45.000I25.871J-11.063F1000 N130G02X-53.226Y48.886I24.671J-13.539F800 N132G01Y52.500 N134Z50.000F100 N136G00X53.226 N138G01Z87.000F800 N140Y48.950 N142G02X55.820Y45.000I-20.934J-16.574 N144G02X57.000

58、Y42.496I-23.522J-12.620F1000 N146G02X57.367Y41.549I-24.839J-10.170F800 N148G02X57.766Y40.149I-9.414J-3.441 N150G03X59.852Y35.853I9.558J1.987 N152G02X61.238Y34.634I-25.580J-30.478 N154G01X64.500 N156Z50.000F100 N158G00Y-29.634 N160G01Z87.000F800 N162X59.292 N164G02X58.515Y-30.354I-11.203J11

59、.319 N166G02X58.192Y-30.611I-3.280J3.791 N168G03X57.000Y-31.595I7.716J-10.561 N170G03X53.741Y-36.365I8.921J-9.592F1000 N172G02X49.895Y-45.000I-22.594J4.890 N174G02X48.226Y-47.055I-18.770J13.542F800 N176G01Y-52.500 N178Z50.000F100 N180G00X-48.226 N182G01Z87.000F800 N184Y-47.108 N186G02X-49

60、.943Y-45.000I15.929J14.728 N188G02X-52.671Y-39.831I17.644J12.619F1000 N190G02X-52.871Y-39.132I4.695J1.717 N192G03X-56.349Y-32.263I-14.454J-3.004 N194G02X-57.000Y-31.715I21.880J26.654 N196G02X-59.209Y-29.634I22.799J26.418F800 N198G01X-64.500 N200Z50.000F100 N202G00Y29.634 N204G01Z87.000F800

61、 N206X-59.292 N208G02X-58.515Y30.354I11.203J-11.319 N210G02X-58.192Y30.611I3.280J-3.791 N212G03X-57.000Y31.595I-7.716J10.561 N214G03X-53.741Y36.365I-8.921J9.592F1000 N216G02X-49.895Y45.000I22.594J-4.890 N218G02X-48.226Y47.055I18.770J-13.542F800 N220G01Y52.500 N222Z50.000F100 N224G00X48.226

62、 N226G01Z87.000F800 N228Y47.108 N230G02X49.943Y45.000I-15.929J-14.728 N232G02X52.671Y39.831I-17.639J-12.616F1000 N234G02X52.871Y39.132I-4.678J-1.712 N236G03X56.349Y32.263I14.454J3.004 N238G02X57.000Y31.715I-21.880J-26.654 N240G02X59.209Y29.634I-22.799J-26.418F800 N242G01X64.500 N244Z50.000F

63、100 N246G00Y-24.634 N248G01Z87.000F800 N250X57.000 N252G02X55.242Y-26.574I-8.855J6.258F1000 N254G03X48.926Y-34.962I10.679J-14.614 N256G02X43.415Y-44.807I-17.778J3.487 N257G02X2.561Y9.995I-6.017J4.522 N258G01X-2.561 N259G02X-5.775Y11.688I0.944J5.689 N260G01Z10.000F100 N261G00Z100.000 N262

64、X0.000Y0.000 N263M05 N264M30 7 總結 時針急轉,伴隨著我們畢業(yè)設計的尾聲,我們的大學生活也即將結束,此次的畢業(yè)設計可以說是對我們三年所學的一次歸納和總結,在鞏來所學知識的基礎上更加深了對數(shù)控加工這一領域的認知。 我所在的小組此次設計的是一個液壓齒輪泵,該齒輪泵由前泵蓋、后泵蓋、泵體、側板、齒輪軸五個重要部分組成,我所設計的部分為齒輪泵泵體,本以為作為齒輪泵最大的一個部分,泵體會是最簡單的零件,測繪的時候才發(fā)現(xiàn)泵體是最難的部分,雖然外表面為鑄件成型,不要求加工精度,但是其外輪廓的5段圓弧測量就讓我犯了難,但是在老師的知道和同學的幫助下最終我們還是利用R尺和

65、找切點等方法測出了各段圓弧的半徑；在繪制零件圖的時候,重點要注意齒輪泵泵體的上下端面,前后端面都不是對稱圖形,所以不能鏡像,要分別繪制出來,而且齒輪泵泵體的出油口小于進油口,這些都是在我測繪之后才了解到的知識。在設計期間我們大量查閱工具書,教科書,真正地把三年來所學知識用到了實處,所謂"書到用時方恨少"我們在設計期間真切的體會到了這句話的含義,每當設計遇到難點的時候總是會埋怨自己會的太少。 經(jīng)歷了種種曲折,在同學們的相互幫助和老師的輔導之下我們終于克服了一個個難關,完成了畢業(yè)設計。相信此次設計對我們今后的工作一定有著不可估量的作用。 致 經(jīng)過了九

66、周的努力,我們的畢業(yè)設計和我們的大學生活共同接近了尾聲,可以說此次設計對我們來說意義非凡,短短的九個星期讓我們把三年來的所學所得提煉的更加精純,使我們更加懂得了所學知識的用處,更加認識到所學課程的重要性。 在此要特別感老師對我們的辛勤知道和幫助,才讓我們能夠克服一個個難題,最終設計出理想的東西。 參考文獻 [1] 王先逵.機械加工工藝手冊, 機械 [2] 遼工大職業(yè)技術學院機械教研室,機械制造工藝與機床卡具課程設計指導書 [3] 馬立克,麗華。數(shù)控加工技術。第1版,理工大學,2009 [4] 王志泉,項仁昌。機械制圖與公差。第1版,清華大學,2006 [5] 胡瑢華,甘澤新。公差配合與測量。清華大學。 [6] 周樹銀,秀文,月鳳,史清衛(wèi)。CAXA制造工程師實例教程。理工大學。 第1版,2010 [7] 任嘉卉,公差與配合手冊,第2版, 機械工業(yè),2000 [8] 王茂元,機械制造技術, 第1版, 機械工業(yè),2010 [9] 呂天玉,公差配合與測量技術,第3版,理工大