基于CAD技术的齿轮泵壳体镗孔夹具设计和工艺设计论文.doc

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毕业设计说明书(论文)
作者:
学号:
学院:
机械工程学院
专业:
机械设计制造及其自动化
题目:
基于CAD技术的齿轮泵壳体
镗孔夹具设计和工艺设计
指导者:
评阅者:
2015
年
6
月
毕业设计说明书(论文)中文摘要
机床夹具在机械加工中有着重要的作用,是机械加工工艺系统的重要组成部分,是机械制造中的一项重要工艺装备。机床夹具直接影响着机械加工的质量、生产率和生产成本以及工人的劳动强度等,因此机床夹具的设计在机械加工工艺过程中的处于关键位置。
在本次毕业设计中,根据设计任务完成了齿轮泵壳体的镗孔夹具设计,包括夹具中的一些非标准零件的设计,并用Soidworks对零件进行了三维建模,生成二维图纸。本次的夹具设计,根据工件结构特点及加工要求,设计出了相对合理的夹具,基本上可以满足成产需要,并保证加工精度。
关键词齿轮泵,机床夹具,定位,夹紧,加工工艺
毕业设计说明书(论文)外文摘要
TitleTheBoringFixtureDesignandProcessDesignofCBNSeries
GearPumpCasingBasedonCADTechnology
Abstract
,productivity,,thedesignofmachinetoolfixtureisinakeypositionduringthemachiningprocess.
Duringthisgraduationdesign,wehavecompletedtheboringfixturedesignofthegearpumpshell,includingthedesignofsomenon-,Ihaveconductedthree-.
Keywordsgearpump,machinetoolfixture,positioning,clamping,processingtechnoligy
目录
1引言……………………………………………………………………………………………1
……………………………………………………1
………………………………………………………………………………1
………………………………………………………………………2
2机床夹具的概述……………………………………………………………………2
…………………………………………………………………2
…………………………………………………………………4
…………………………………………………………………5
3工件在夹具中的定位方式………………………………………………………5
…………………………………………………………………5
…………………………………………………6
………………………………………………………12
4工件在夹具中的夹紧方式………………………………………………………13
………………………………………………………………13
…………………………………………………………13
…………………………………………………………………13
…………………………………………………………………15
………………………………………………………18
5镗孔夹具的三维设计……………………………………………………………18
………………………………………………………18
……………………………………………………20
6镗孔夹具的***设计……………………………………………………………21
…………………………………………………………………21
…………………………………………………………………23
7齿轮泵壳体工艺设计……………………………………………………………25
…………………………………………………………25
……………………………………………………………………25
………………………………………………………………27
结论…………………………………………………………………………………33
致谢…………………………………………………………………………………34
参考文献………………………………………………………………………………35
附录齿轮泵壳体机械加工工艺过程卡………………………………………36
1引言

齿轮泵由于结构简单、制造维护方便,并且具有自吸能力强、对油污不敏感等特点,因而应用广泛。目前关于齿轮泵的研究现状主要集中以下几个方面:
齿轮参数以及泵体结构的优化设计;
齿轮泵间隙优化设计以及补偿面的计算机辅助设计;
困油冲击以及卸荷措施;
齿轮泵噪声的控制技术;
齿轮泵流量脉动的研究;
轮齿的表面涂覆技术及其特点;
齿轮泵的弯曲应力以及接触疲劳强度的研究;
齿轮泵的寿命及其影响因素;
齿轮泵的变量方法研究;
齿轮泵高压化的途径。
齿轮泵的发展方向:(1)高压化;(2)低流量脉动;(3)低噪声;(4)大排量;(5)变排量;(6)节能化。
与国外的齿轮泵行业相比,我国齿轮泵行业的竞争优势有:一是我国齿轮泵拥有成本低的优势;二是国内相关市场的高速发展以及重大调水工程也为我国齿轮泵行业的不断发展提供了重要支撑;第三方面我国持续增长的市场空间也是国内齿轮泵行业保持优势的先决条件。

按齿轮啮合的形式可分为:外啮合式和内啮合式
按齿形曲线可分为:渐开线式和摆线式
按齿面形式可分为:直齿齿轮式、斜齿齿轮式、人字齿齿轮式、
圆弧齿面的齿轮式
按啮合齿轮的个数分:二齿轮式和多齿轮式
按齿轮级数可分为:单级齿轮泵和多级齿轮泵
本课题主要研究CBN系列齿轮泵,属于外啮合齿轮泵。

齿轮泵是依靠密封在一个壳体中的两个或两个以上齿轮,在相互啮合过程中所产生的工作空间容积变化来输送液体的泵。齿轮泵是容积泵的一种,由两个齿轮、泵体和前后端盖组成两个封闭空间。,啮合点右侧啮合着的齿逐渐退出啮合,空间增大,形成局部真空,油箱中的油在外界大气压的作用下逐渐进入吸油腔;啮合点左侧的齿逐渐进入啮合,把齿间的油液挤压出来,从压油口强迫流出,这就是齿轮泵的吸油和压油过程。当齿轮不断转动时,齿轮泵就不断的吸油和压油。

2机床夹具的概述
在机械制造工业中,为了达到保证产品质量,提高劳动生产率,改善劳动条件的同时降低成本的目的,在加工过程中,除了使用机床等设备以外,还广泛使用着其他各种工艺装备。它包括:夹具、***、模具、各种辅助工具以及测量工具等。因此,夹具是一种在保证产品质量的同时方便和提高工艺过程速度的一种工艺装备。不同的夹具,其结构形式、工作情况、设计原则都不同,但从数量以及在加工过程中的地位方面而言,“机床夹具”占在首位。
机床夹具是机床上用以装夹工件和***的一种装置,作用是定位工件,使工件在获得相对于机床和***的正确位置的同时把工件可靠的夹紧。

按专门化程度分类
通用夹具
通用夹具指的是已经标准化的,具有一定通用性并且在一定范围内可用于加工不同种类工件的夹具。这类夹具通常由专业的工厂生产制造,并作为机床的附件提供给用户。其特点是生产效率比较低,但适应性广,主要适用于单件或小批量生产。
专用夹具
专用夹具指的是为某个工件的某一道工序特别专门设计的夹具。其特点是,操作快速、方便、省力,结构紧凑,加工精度高,生产效率高,但设计制造周期较长、制造费也相对较高。专用夹具主要适用于定型产品的成批大量生产。
通用可调夹具和成组夹具
两者的共同点是,在加工完一种工件后,只需对夹具进行适当调整或更换个别零件,即可用于加工形状、尺寸相近或加工工艺过程相似的多种工件。这两种夹具的不同之处在于,前者的加工对象并不明确,适用范围较广;后者专为某一零件组的成组加工而设计,加工对象明确,针对性强,结构更加紧凑。
组合夹具
组合夹具指的是根据零件的加工需求,将一套原先生产完成的标准元件和部件组装在一起而形成的夹具。特点是拥有万能性,组合方式不固定,生产周期较短、元件能够被反复使用,特别适用于新产品的初试制造和单个零件的小批生产。
随行夹具
随行夹具指的是一种在自动生产线上广泛使用的夹具。该夹具在和工件连成一体的情况下沿自动线从一个工位移动到下一个工位,与此同时也要起到工件装夹的作用,完成不同工序的加工任务。
按使用的机床分类
由于各种机床本身的工作特点和结构形式各不相同,所以对所用的机床夹具的结构也有不同的要求特点。按所使用的机床,夹具又可以分为:镗床夹具、铣床夹具、钻床夹具、磨床夹具、车床夹具、齿轮加工机床夹具以及其他种类机床夹具等。
按夹紧动力源分类
根据每个夹具所使用的夹紧动力源的不同,机床夹具可分为:手动夹具、电动夹具、液压夹具、气动夹具、磁力夹具、气液夹具、真空夹具等。
本课题所设计的夹具主要是针对齿轮泵壳体的镗孔夹具,属于专用夹具。

机床夹具一般由以下几个部分组成:
定位元件用于确定工件在夹具中的位置。
夹紧装置用于夹紧工件。
对刀、导引元件或装置用于确定***相对于夹具定位元件的位置,防止***在加工过程中产生偏斜。
连接元件用于确定夹具自身在工作台或机床主轴上的正确位置。
其他装置或元件如用于分度的分度元件等,用于自动上下料的上下料装置等。
夹具体用于将夹具上的各种元件和装置连接成一个有机的整体。夹具体是夹具的基座和骨架。
对于不同种类的机床夹具,以上的这些组成部分并不是缺一不可的,但是任何夹具都必须具有定位元件、夹紧装置,它们是保证工件的加工精度的关键,目的是使工件定位准确、夹紧牢固。
机床夹具的各个组成部分与机床、***以及工件之间的联系,。

该图为正确设计夹具提供了思考问题的线索:例如,定位、夹紧装置直接与工件有关,故在设计时必须掌握与工件形状、尺寸、技术要求等有关的资料;设计确认夹具在机床上位置的元件时,则应依据机床工作台或主轴端部的结构形式和尺寸;在设计对刀导相元件时,应考虑加工所用***的类型、结构和尺寸等。


用夹具装夹工件时,夹具保证了工件相对于***和机床的位置精度,也避免了工人操作水平对加工精度的影响,使一批工件保持了相对一致的加工精度。
,提高劳动生产率
使用夹具装夹工件时,方便快速,工件不需要划线找正,辅助工时显著减少;经过夹具装夹后,工件的刚性得到提高,可加大切削用量;可使用多件、多工位装夹工件的夹具,并采用使用高效夹紧机构,进一步提高劳动生产率。
,实现一机多能
根据加工机床的成形运动,加上不同类型的夹具,可使机床原有的工艺范围增大。
3工件在夹具中的定位方式
在分析工件定位方案是,主要利用六点定位原理,根据工件的具体结构特点和工序加工精度要求去正确选择定位方式、设计定位元件、进行定位误差的分析与计算。

任何一个受约束的物体,在空间都具有六个自由度,即沿三个互相垂直坐标轴的移动(用、、表示)和绕这三个坐标轴的转动(用、、表示),。因此要使物体在空间具有确定的位置(即定位),就必须对这六个自由度加以约束。
理论上讲,工件的六个自由度可以用六个支承点加以限制,前提是六个支承点在空间按一定规律分布,并保持与工件的定位基面相接触。,在XOY平面上布置三个支承点1、2、3,当六方体工件的底面与这三个支承点接触时,工件的、、三个自由度就被限制;然后在XOZ平面上布置两个支承点4、5,当工件侧面与之接触时,工件的和两个自由度就被限制;再在YOZ平面上布置一个支承点6,使工件背面靠在这个支承点上,工件的自由度就被限制。在图中如此设置的六个支承点,去分别限制工件的六个自由度,从而使工件在空间得到确定位置的方法,称为工件的六点定位原理。