基于CAD技術的齒輪泵油槽畢業(yè)論文

1、 淮 陰 工 學 院畢業(yè)設計說明書（論文）作 者:學 號：學 院:機械工程學院專 業(yè):機械設計制造及其自動化題 目:基于CAD技術的齒輪泵油槽仿形加工結構設計-夾具設計和工藝設計指導者： 評閱者： 2015年6月畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要齒輪泵是機械加工業(yè)常用裝備之一，具有品種多、批量小、更新?lián)Q代快的特點。正是因為其特點，為了克服其過去設計計算復雜，繪圖量大等設計缺陷，縮短夾具設計周期，本課題將針對齒輪泵油槽仿形之夾具部分進行分析設計，包括選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接件等等。通過分析夾具結構的合理性和不足再進行進一步改善，最后采取計算機輔

2、助制造技術對該夾具部分進行三維造型，并生成二維圖紙。在零件結構分析的基礎上設計出合理的毛坯結構，然后選擇合理的加工基準，最后設計出殼體油槽的加工工藝路線，從而完成夾具設計以及工藝設計。關鍵詞 計算機輔助設計（CAD），齒輪泵，夾具設計，工藝設計畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要Title The designing of gear pump sump profiling structure processing based on computer aided design AbstractThegearpumpisthemainequipmentinmechanicalprocessingindu

3、stry. It has the features of more variety,small batch,fast updating,etc.And it is exactly the reason why we need to overcome the design defects of complex design and calculation and enormous plotting,and shorten the period of fixture designing.This paper will focus on analyzing and designing the fix

4、ture part of the gear pump sump profiling,which includes the design of the parts of the fixture such as locating element,clamping element,guiding element,connecting piece of the clamp part and the machine tool,and so on;the further improvement through analyzing the rationalization and deficiency of

5、the clamping structure;the three-dimension modeling and two-dimension drawing of the fixture by designing the computer aided design.Complete the fixture and the technology design by designing the rational billet structure basded on the analysis of part structural,choosing the reasonable processing b

6、enchmarks and working out the processing craft route of pump case sump. Keywords computer aided design(CAD), the gear pump, the designing of the fixture,the designing of the technology 目 錄1 引言11.1課題來源及背景12 CAD技術概況22.1 CAD技術發(fā)展過程22.2 CAD技術發(fā)展趨勢22.3 機械CAD技術應用23 齒輪泵33.1 齒輪泵的現(xiàn)狀和發(fā)展前景34 夾具設計44.1設計夾具的目的和分類44

7、.2 夾具的基本組成54.3 工件的裝夾方式54.4 基準及其分類64.5 工件的定位74.6 夾緊裝置的組成和設計要求84.7 夾具的發(fā)展趨勢94.8 本課題夾具設計94.8.1 問題的提出94.8.2 定位方法及定位元件的選用94.8.3定位誤差分析與計算104.8.4 夾緊裝置設計和夾緊力的計算114.8.5夾具總體設計方案和元件的選用125 齒輪泵殼體的加工工藝145.1 齒輪泵殼體的結構性分析145.2 齒輪泵殼體的工藝性分析155.3 毛坯的設計和選擇165.4 定位基準的選擇175.5 加工工藝路線的制定18結論19致謝20參考文獻21附錄 A機械加工工藝卡221 引言1.1課題

8、來源及背景齒輪泵具有結構簡單緊湊、體積小、質(zhì)量輕、工藝性好、價格便宜、自吸力強、對油液污染不敏感、轉(zhuǎn)速范圍大、能耐沖擊性負載，維護方便、工作可靠等等優(yōu)點，這些優(yōu)點使得齒輪泵在液壓動力傳動和流體運輸?shù)阮I域占有不可替代的地位。其簡單的結構和原理讓齒輪泵在其他眾多方面得到廣泛的應用，同時這也要求齒輪泵要適應不同的工作環(huán)境，而這也恰好造就了齒輪泵的多樣性，齒輪泵發(fā)展到如今，它已具有讓人數(shù)不勝數(shù)的型號分類，如外嚙合齒輪泵、內(nèi)嚙合齒輪泵；單聯(lián)齒輪泵、雙聯(lián)齒輪泵；漸開線齒輪泵、圓弧齒輪泵等等，型號多樣性必然決定了設計多樣性，因此針對多變復雜的齒輪泵家族，我們現(xiàn)在的研究設計手段不能再是以前的手工繪圖、人工計算

9、等效率較低的方法了，鑒于現(xiàn)今流行的計算機輔助設計（CAD）計算機輔助制造（CAM）以及計算機輔助工程（CAE）技術，我們再也按捺不住想要試試用計算機來幫助我們進行有關齒輪泵的相關方面如油槽夾具的設計。我們在大學期間有經(jīng)歷過機械設計課程設計，那時候老師要求我們用手工方法繪制減速器的裝配結構圖，想想是很恐怖的事，我們花了幾周的時間手工繪圖，然而繪圖質(zhì)量并不如意，花了大把時間而成果卻少的可憐，因此我接下來將要用三維軟件來完成齒輪泵油槽仿形加工夾具部分的設計和造型，繪制的裝配圖以及零件圖?，F(xiàn)如今機床夾具發(fā)展也是非常迅速，其中通用夾具使用最為廣泛，而且這些夾具都有標準化的尺寸規(guī)則，并且有專門的工廠批量生

10、產(chǎn)，但專門為某種零件加工服務的專用夾具則需要各制造廠根據(jù)加工工藝自行設計制造，因此要求我們要掌握一定的夾具設計基礎知識。對于一個零件的加工，不同的加工工序和加工工藝會得到不同質(zhì)量和精度的零件，因此對于加工工藝的安排和設計也是一門需要研究的學問。設計出合理的、高效的、高質(zhì)量的工藝路線是我們最終的目的，這對于零件的加工是非常重要的。本課題不僅能培養(yǎng)我們自學和創(chuàng)新的能力，更能發(fā)揮我們綜合運用不同學科知識解決問題的創(chuàng)造力，這是對我們綜合能力的考驗和考核。綜合運用機械制圖、夾具設計及工藝設計等方面的知識是完成本設計的關鍵。2 CAD技術概況2.1 CAD技術發(fā)展過程在CAD軟件發(fā)展初期，CAD的含義僅僅

11、是圖板的替代品，即：意指Computer Aided Drawing(or Drafting)而非現(xiàn)在我們經(jīng)常討論的CAD(Computer Aided Design)所包含的全部內(nèi)容。CAD技術以二維繪圖為主要目標的算法一直持續(xù)到70年代末期，以后作為CAD技術的一個分支而相對單獨、平穩(wěn)地發(fā) 展。早期應用較為廣泛的是CADAM軟件，近十年來占據(jù)繪圖市場主導地位的是 Autodesk公司的AutoCAD軟件。在今天中國的CAD用戶特別是初期CAD用戶中，二維繪圖仍然占有相當大的比重。從其發(fā)展歷程可分為以下四個階段：一 第一次CAD技術革命貴族化的曲面造型系統(tǒng)二 第二次CAD技術革命生不逢時的實

12、體造型技術三 第三次CAD技術革命 一鳴驚人的參數(shù)化技術四 第四次CAD技術革命更上層樓的變量化技術CAD技術基礎理論的每次重大進展，無一不帶動了CAD/ CAM/CAE整體技術的提高以及制造手段的更新。技術發(fā)展，永無止境。沒有一種技術是常青樹，CAD技術一直處于不斷的發(fā)展與探索之中。正是這種此消彼長的互動與交替，造就了今天CAD技術的興旺與繁榮，促進了工業(yè)的高速發(fā)展。今天，越來越多的人認識到CAD是一種巨大的生產(chǎn)力，不斷加入到用戶行列之中。愿CAD技術的發(fā)展伴隨著人們對它認識及應用水平的提高，日新月異，更上層樓。而學好CAD是我們以后研究發(fā)展的必備手段，是我們與時俱進的基本素質(zhì)。2.2 CA

13、D技術發(fā)展趨勢 CAD技術作為較成熟的技術已在企事業(yè)中得到廣泛的應用，并已成為企業(yè)的現(xiàn)實生產(chǎn)力。圍繞企業(yè)創(chuàng)新設計能力的提高和網(wǎng)絡計算環(huán)境的普及和應用，CAD 技術的發(fā)展趨勢將主要圍繞在標準化、開放式、集成式、智能化、網(wǎng)絡化五個方面。而現(xiàn)今流行的詞匯CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))正是許多工業(yè)發(fā)達國家CAD技術發(fā)展最直接的目標，估計不久的將來就可以實現(xiàn)。2.3 機械CAD技術應用CAD/CAM(計算機輔助設計與制造)技術產(chǎn)生于20世紀50年代后期發(fā)達國家的航空和軍事工業(yè)中。隨著計算機技術和信息技術的發(fā)展，CAD/CAM技術在全球迅速普及開來。對制造業(yè)來說，CAD/CAM是提高產(chǎn)品設計品質(zhì)和制造品質(zhì)

14、、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低產(chǎn)品開發(fā)成本的強有力手段，已成為企業(yè)贏得市場的制勝法寶。自從CAD技術進入機械行業(yè)，其優(yōu)點：1） 符合人的思維過程2） 縮短了機械設計周期3） 零件設計和修改非常方便4） 提高了機械產(chǎn)品的技術含量和質(zhì)量，帶動了機械的飛速發(fā)展。3 齒輪泵3.1 齒輪泵的現(xiàn)狀和發(fā)展前景齒輪泵的工作原理：齒輪泵是依靠泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動來輸送液體或使之增壓的回轉(zhuǎn)泵。由兩個齒輪、泵體與前后蓋組成兩個封閉空間，當齒輪轉(zhuǎn)動時，齒輪脫開側(cè)的空間的體積從小變大，形成真空，將液體吸入，齒輪嚙合側(cè)的空間的體積從大變小，而將液體擠入管路中去。吸入腔與排出腔是靠兩個齒輪的嚙合線來隔開的。

15、齒輪泵的排出口的壓力完全取決于泵出口處阻力的大小。圖3.1為齒輪泵的工作原理圖，如下所示：圖3.1 外嚙合齒輪泵工作原理圖齒輪泵工作優(yōu)缺點：優(yōu)點：結構簡單緊湊、體積小、質(zhì)量輕、工藝性好、價格便宜、自吸力強、對油液污染不敏感、轉(zhuǎn)速范圍大、能耐沖擊性負載，維護方便、工作可靠。缺點：徑向力不平衡、流動脈動大、噪聲大、效率低，零件的互換性差，磨損后不易修復，不能做變量泵用。由于齒輪泵在液壓傳動系統(tǒng)中的表現(xiàn)的顯著性能以及廣泛的應用，因此，它吸引了大量的學者對其進行研究和專研。目前，國內(nèi)外關于齒輪泵的研究主要集中在以下方面：（1）齒輪泵間隙優(yōu)化及補償技術（2）困油沖擊及卸荷措施（3）齒輪泵的壽命及其影響因

16、素研究（4）水介質(zhì)齒輪泵基礎理論研究針對提高工作壓力帶來的軸承壽命縮減和泵泄漏加劇問題，國內(nèi)研究如下：(1) 對齒輪泵的徑向間隙進行補償(2)減小齒輪泵的徑向液壓力, 如優(yōu)化齒輪參數(shù)、縮小排液口尺寸等;(3)提高軸承承載能力齒輪泵未來的發(fā)展方向：高壓化低流量脈動 低噪聲大排量變排量等。4 夾具設計4.1設計夾具的目的和分類在機械制造領域的諸多加工和處理過程中，使用著大量的夾具。所謂就是用來定位和夾緊加工對象的裝置。在機械制造中采用大量的夾具，機床夾具就是其中一種。它裝在床體上，使工件相對刀具與機床保持正確的相對位置，并能承受切削力的作用。機床夾具的作用主要有以下幾個方面：較容易和穩(wěn)定地保證加工

17、精度，因為用夾具裝夾工件時，工件相對機床的位置是由夾具來保證的，基本不受加工人員技術影響，故能保證裝夾精度進而保證加工精度；能提高勞動生產(chǎn)率，采用夾具后，工件不需要劃線找正，裝夾也方便迅速，顯著地減少了輔助工時，提高了效率；擴大了機床的適用范圍，使用專用夾具可以改變機床的用途，擴大其使用范圍；最后對夾具的使用可以改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全，使用夾具后可以大大地減輕工人的勞動強度、改善勞動條件，降低對工人操作技術水平的要求，保證安全。機床夾具的種類和形式很多，可以按照不同的方法分類。若依據(jù)夾具的使用特點來分，則有通用夾具(其中典型的有三爪卡盤，如圖4.1三爪卡盤)、專用夾具（如圖4.2軸套加工專

18、用夾具圖）、組合夾具、通用可調(diào)整夾具和成組夾具等。若按照使用夾具的機床類型分類，則為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪加工機床夾具、組合機床夾具等。若按夾具夾緊動力源的不同來劃分，則有手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣壓夾具、電動夾具、電磁夾具和真空夾具等。圖4.1 三爪卡盤 圖4.2 軸套加工專用夾具夾具設計的基本要求：機床夾具設計是工藝裝備設計的重要組成部分。設計的夾具應能夠達到可靠的保證零件的加工質(zhì)量；生產(chǎn)效率高；結構工藝性好、便于制造和維護；成本低；操作方便、安全、省心和排屑方便。4.2 夾具的基本組成夾具組成部分：1、定位原件及定位裝置。它與工件的定位基準相接觸，用

19、于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時工件相對刀具和機床加工運動間的相對正確位置。2、夾緊裝置。用于夾緊工件，在切削時使工件在夾具中保持既定的位置。3、對刀與導引元件。這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。4、夾具體。用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件。它與機床有關部件進行相連定位，使夾具相對機床具有確定的位置。5、其他原件及裝置。有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有分度機構，銑床夾具還要有定位鍵等4.3 工件的裝夾方式工件在機床上的裝夾方式有以下三種方法：1.直接找正法在機床上根據(jù)工件上有關基準直接找正工件，使工件獲得加工的正確未知的方法。直接找正法的定位精

20、度和工作效率，取決于被找工件表面的精度、找正方法和所用工具及工人的技術水平。此法多用于單件小批生產(chǎn)和精度要求特別高的場合。2.劃線找正法在機床上按毛坯或工件上所劃線找正工件，使工件獲得正確位置的方法。此法由于受到劃線精度的限制，定位精度比較低，多用于單件小批量生產(chǎn)、毛坯精度較低以及大型零件等不使用的粗加工中。3.用夾具裝夾即通過夾具上的定位元件使工件相對于刀具及機床獲得正確位置的方法。此法使工件定位迅速方便，定位精度較高，廣泛用于成批和大量生產(chǎn)。上述用于裝夾工件的方法有以下幾個特點：工件在夾具中的定位，是通過工件上的定位基準與夾具上的定位元件相接觸而實現(xiàn)的。由于夾具預先在機床上已調(diào)整好位置，因

21、此，工件通過夾具相對于機床也就有了正確的位置。通過夾具上對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀具的正確位置。4.4 基準及其分類機器零件是由若干個表面組成的。這些表面之間的相對位置關心包括兩方面的要求：表面間的位置尺寸精度和相對位置精度。研究零件表面的相對位置關系，是離不開基準的。不明確基準就不無法確定表面的位置?；鶞适怯脕泶_定生產(chǎn)對象上幾何要素的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面。根據(jù)基準的不同功能，基準分為設計基準和工藝基準兩大類。1.設計基準在零件圖樣上所采用的基準，稱為設計基準。2.工藝基準零件在工藝過程中所采用的基準，稱為工藝基準。工藝基準按用途不同，又分為裝配基準、測量基準、工序基準和定

22、位基準。(1)裝配基準裝配時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準，稱為裝配基準(2)測量基準測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾何位置的基準，稱為測量基準(3)工序基準在加工工序中，用以確定本工序被加工表面加工后的尺寸、形狀及位置的基準，稱為工序基準。(4)定位基準工件定位時所采用的基準，稱為定位基準。需要說明的是，作為基準的點、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線、對稱面等，它們是由某些具體表面來體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準的表面稱為定位基準。4.5 工件的定位工件定位的基本原理：工件裝夾在機床上必須使工件相對于刀具和機床處于正確的加工位置，它包括工件在夾具的定位、夾具在機床上的安裝以及夾具相對于刀

23、具和整個工藝系統(tǒng)的調(diào)整等工作過程。明確夾具在機床的位置，即定位是極為重要的。定位中我們最常用到的就是六點定位原理，定位就是限制自由度。通常是用支承點限制工件的一個自由度，用合理設置的六個支承點，限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是工件定位的“六點定位原則”，如圖4.3.圖4.3 六點定位原理圖工件定位中可能出現(xiàn)以下情況1.完全定位六個支承點限制了工件的全部自由度2.不完全定位根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位稱為不完全定位3.欠定位根據(jù)工件的加工要求，應該限制的自由度沒有被限制的定位，稱為欠定位。欠定位無法保證加工要求和精度，是絕對不允許的。4.

24、過定位夾具上兩個或兩個以上的定位元件，重復限制工件的同一個自由度或幾個自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。過定位中常出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。應盡量避免。而解決過定位引起的干涉一般有兩種方法：一種是提高定位基準之間已經(jīng)定位元件工件表面之間的位置精度；另一種是改變定位元件的結構，使定位元件在重復限制自由度的部分不起定位作用。常用定位方式及定位元件定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結構、形狀、尺寸及布置形式等，他們主要取決于工件的加工要求和外力作用等因素。工件上常被選作定位基準的表面有平面、圓柱面、面錐面、成型面以及它們的組合。平面定位主要用支承元件來限制自由度，起定位作用，包括支承板、調(diào)節(jié)支承、自位支承、輔助

25、支承等；工件以圓柱面定位，主要用定位銷定位包括圓柱銷、圓錐銷、定位心軸等；工件以外圓柱面定位元件主要為V型塊、圓孔等等。4.6 夾緊裝置的組成和設計要求夾緊裝置一般由力源裝置、中間傳力機構、夾緊元件與夾緊機構所組成，手動壓緊裝置的夾緊機構則由傳力機構和夾緊元件所組成。設計夾緊裝置時，一般應滿足以下基本要求：1）夾緊過程中不改變工件定位時所占據(jù)的正確位置。2）夾緊力的大小適當，既要保證加工過程中工件不會產(chǎn)生位移和振動，又要使工件不產(chǎn)生不允許的變形和損傷。3)夾緊裝置的自動化程度應當與工件的生產(chǎn)批量相適應。4)結構要簡單，力求體積小、質(zhì)量輕、并有足夠的強度；工藝性好便于制造和維修。5)使用性能好，

26、操作方便、省力、安全可靠。夾緊裝置的主要類型有斜楔夾緊機構、螺旋夾緊機構、偏心夾緊機構、端面凸輪夾緊機構、絞鏈夾緊機構、聯(lián)動夾緊機構等等，本夾具設計方案考慮成本和機構簡單等方面決定采用螺旋夾緊更為簡單實用，螺旋加緊機構具有結構簡單、通用性好、加緊可靠、増比力大、行程不受限制等優(yōu)點，在夾具中得到廣泛的使用，其主要缺點是夾緊和松開較為費力費時，但是本此設計由于夾緊力較小，故對加工生產(chǎn)影響不大。夾緊裝置夾緊力的確定計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受的切削力、夾緊力（大型工件應考慮重力、慣性力等）的作用狀況，找出在加工中對夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力，再

27、乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力。即WK=WK式中：Wk實際所需夾緊力（N） W理論夾緊力（N） K安全系數(shù)安全系數(shù)K可按下式計算K=K0K1K2K3K4K5K6式中K0K6為各種因素的安全系數(shù)，具體可查表，以上夾緊力校核見徐鴻本主編的機床夾具設計手冊第二章夾緊裝置設計30頁螺旋夾緊機構。4.7 夾具的發(fā)展趨勢夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。高精隨著機床加工精度的提高；高效為了提高機床的生產(chǎn)效率；模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎；通用、經(jīng)濟夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性

28、。當然也有其他的說法，現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面，這里就不展開說明了。4.8 本課題夾具設計4.8.1 問題的提出 由于數(shù)控機床對小型的企業(yè)來說成本過高，而老式機床（這里是指仿形機床）的價格相對便宜，因此對于結構簡單精度要求不高的零件我們可以采用普通機床來加工，選用普通機床，如果選用通用夾具不僅會增加成本而且不一定達到預期的夾緊效果，本課題是針對齒輪泵油槽仿形加工設計出一個合適的專用夾具體，并且在對齒輪泵殼體結構分析的基礎上設計出合理的殼體加工工藝方案。4.8.2 定位方法及定位元件的選用一個自由剛體，在空間直角坐標系中，有六個方向活動的可能性，即

29、沿三個坐標軸方向的移動和繞三個坐標軸的轉(zhuǎn)動。一般把某一個活動的可能性稱為一個自由度，自由剛體在空間共有六個自由度。工件可近似看成為自由剛體。工件在沒有采取定位措施時，其位置具有六個可活動方向。要使工件在某個方向有確定的位置，就必須限制該方向的自由度?？梢酝ㄟ^布置支承點的方式來限制自由度。若使以個六方體工件在空間占有唯一確定的位置，可在空間直角坐標的三個垂直平面上，適當布置六個支承點，即在底面布置三個支承點限制工件三個自由度，在側(cè)面布置兩個支撐點限制工件兩個自由度，再在后面布置一個支撐點，限制工件一個自由度，則實現(xiàn)了限制工件在空間六個方向的活動性，使工件在空間占了唯一確定的位置。我們把在工件的適

30、當位置，布置六個支撐點，限制了工件的六個自由度，從而確定工件唯一確定的規(guī)則，成為六點定位規(guī)則。本課題根據(jù)被加工的軸套零件如下圖所示，由于該零件有兩個圓柱孔，結合實際的生產(chǎn)加工故決定采用一面兩銷定位，兩銷為短圓柱銷，如下圖4.4定位塊即可限制六個自由度。圖4.4 定位元件4.8.3定位誤差分析與計算在設計方案中，要求定位誤差小于相應加工要求的公差的1/51/3,這樣的方案才是合理的。使用夾具加工工件時，加工表面的位置誤差與工件在夾具中的定位等因素密切相關。為了保證工件的加工精度，必須使工序中各項加工誤差的總和小于或等于該工序規(guī)定的公差值。 j+w = g式中 j與機床夾具有關的加工誤差； w與工

31、序中夾具以外其他因素有關的誤差； g工序公差。（出自機床夾具設計手冊15頁定位誤差的計算）與機床夾具有關的加工誤差，一般包括工件夾具中的定位誤差（D）；工件在夾具中夾緊時產(chǎn)生的誤差；夾具相對于機床成形運動的位置誤差：夾具相對于刀具位置的誤差；以及夾具磨損造成的加工誤差等。為了給加工中其他誤差因素能占有更大一些比例，因此，應該盡量減小與夾具有關的誤差。其中除了在夾具的制造、安裝、調(diào)整、使用中減小所產(chǎn)生的誤差外，在夾具設計時正確地計算和減小工件在夾具中的定位誤差，是必須解決的重要問題之一。定位誤差是工件在家居中定位時，工序基準位置在工序尺寸方向或沿加工要求方向的變動所引起的，故在設計夾具時，應盡可

32、能選擇工序基準為定位基準；并選擇精度較高的表面作為定位基準。根據(jù)機床夾具設計手冊，定位誤差的計算，其中一面兩銷（如下圖4.5面兩銷定位簡圖）的定位誤差計算公式： 圖4.5一面兩銷定位簡圖在任意方向上：y=d1+D1+1min=1max=arctan（1max+2max）/2（兩銷成角度）由于定位銷配合時采用H7/g7，所以y方向上的允許誤差：y=0.021-0.007+0.028=0.042mm由于設計時要求孔的位置公差為+-0.2mm， 0.042mm 7080N 故M16螺柱夾緊力可行。4.8.5夾具總體設計方案和元件的選用以下是圖4.6具總體的爆炸圖，不難看出其使用的各個零件。圖4.6爆

33、炸圖調(diào)節(jié)支承的選用（GB 2230-1991）技術條件：45鋼，L50mm頭部HRC40-50，支承型號M12X60 GB2230-1991.六角螺母與調(diào)整支承配合的六角螺母M12 45鋼 （GB 54-1988） 配合公差為5H/5h6h.與螺柱配合的球面帶肩螺母AM16 45鋼 （GB 2149-1991）配合公差為5H/5g6g.與螺柱配合用于緊固的六角雙螺母M16 (GB 54-1988) 配合公差5H/7g6g.轉(zhuǎn)動壓板轉(zhuǎn)動壓板選擇A型，45鋼，基于夾具的尺寸，選用轉(zhuǎn)動壓板A16X100 （GB 2176-1991）.雙頭螺柱螺柱采用等長雙頭螺柱，35CrMoA,M16X280 (G

34、B 900-1988).錐面墊圈與球面帶肩螺母配合的墊圈，采用錐面墊圈，型號B d1=18mm，D1=28mm，h2=6mm （GB850-1988）平墊圈內(nèi)徑d1=17mm，外徑d2=30mm，h=3mm (GB97-1985).圓柱銷用以限制螺柱最大鎖緊距離，其直徑為d=12mm，L=12mm。夾具零件的整體造型我們采用的是三維軟件solidworks進行的夾具總體的裝配，完成了其整體造型圖4.7體裝配圖如下圖4.7總體裝配圖5 齒輪泵殼體的加工工藝5.1 齒輪泵殼體的結構性分析齒輪泵是一種將機械能轉(zhuǎn)換為液壓能的能量轉(zhuǎn)換裝置。適用于輸送不含固體顆粒和纖維，無腐蝕性的高溫液體，介質(zhì)溫度可達2

35、50，粘度為5-1500cst。本課題所研究的齒輪泵是外嚙合齒輪泵，其工作原理是依靠泵體和齒輪之間形成的容積區(qū)變化來就進行吸油和排油的，但是對于不同類型的齒輪泵其結構和其他技術參數(shù)都是有很大差別的。以下是我們所要研究的齒輪泵殼體二維簡圖5.1，可以看出該課題在結構上較為簡單，是常見的近于對稱的結構類型，從圖中不難看出，中間類似八字形結構的區(qū)域是安放兩個外嚙合的齒輪的，兩齒輪在此區(qū)域里運動，完成吸油和排油，殼體端面上有6個空，其中周圍的四角上的孔是用于殼體和端蓋連接的螺栓孔，其為光孔，孔內(nèi)表面精度要求并不高，但是其對端蓋是有垂直度要求的，這樣才能保證良好的密封，位于端面上下的是兩個短的定位銷孔，

36、其作用不容小覷，如果少了這兩個定位銷孔，則殼體在加工過程中的精度要求很難得到保證，通常這兩個孔是在端面精度達到要以后加工的，用以殼體加工中的定位。在殼體中間是八字型結構的孔結構，這一部分的精度是齒輪泵中加工要求最高的，因為它是用于兩嚙合的齒輪在里面高速旋轉(zhuǎn)的，其表面精度達到0.8，這樣的內(nèi)孔，要經(jīng)過粗加工，擴孔加工，鏜刀的半精加工，最后是微刃鏜刀的精加工，只有這樣才能保證齒輪泵在告訴運轉(zhuǎn)時，減少因摩擦而發(fā)生的過熱。八字形外面是用于密封的密封槽，其作用顯而易見，是為了保證齒輪泵殼體的密封性能，它的加工也是我這個課題涉及到的仿形加工，由于要求不是很高，所以用仿形機可以降低生產(chǎn)成本。最后看到的是殼體

37、左右端面上的進出油口孔和4個螺紋孔，進出油口用于齒輪泵進行流體的輸送，進出口的方向跟齒輪泵的嚙合方向有關，精度要求還是挺高的，對于螺紋孔，是用于連接的，要求相對較低，但是不能有明顯的誤差。圖5.1 殼體二維簡圖5.2 齒輪泵殼體的工藝性分析由結構分析我們可以很清楚的看出來，其加工精度要求高的是兩個定位銷孔，在其零件圖標注上定位銷孔的尺寸為8H7 ，其精度等級為7級，兩孔的中心距由位置公差控制，要求高，加工難度大；還有垂直度公差要求。除了定位銷孔的精度要求高，還有就是泵體中間八字形的齒輪孔加工精度也同樣具有較高的精度要求，當然它的加工精度與定位精度有關也即定位銷用于定位時的精度，其精度等級應當小

38、于定位基準的精度，八字形孔的尺寸為39H8，由經(jīng)驗得知，產(chǎn)生泵壓力偏低的主要因素是孔徑、孔深的誤差，使泵軸轉(zhuǎn)動不靈活的主要因素是同軸度、垂直度、位置度等誤差。綜上所述，這兩個關鍵孔的加工是泵體加工的關鍵工序，工藝中需采取特別措施。其他的表面用一般的加工方法就能達到其使用要求和精度要求。加工工藝方案選擇：為提高殼體關鍵工序的加工精度，有的企業(yè)購買數(shù)控機床和加工中心，這樣雖然滿足了加工精度的要求，但是卻增加了生產(chǎn)成本，對于小型企業(yè)是不可取的，這些企業(yè)可以這樣的工藝方案：選用企業(yè)中精度較高的機床（銑床、鏜床等等）作為關鍵工序的加工機床，采用專用的刀具、夾具以及量具來保證作為后續(xù)基準的點、線、面的加工

39、精度，很顯然這種方案投資小，經(jīng)濟效益好，生產(chǎn)質(zhì)量也較高。實踐中也證明這是能穩(wěn)定可靠地保證關鍵工序的加工精度，該方案為：第一步以毛坯的任意表面作為粗基準，用精度較高的銑床銑削其對應的另一個表面然后以加工好的表面為精基準加工對應面，這樣互為基準可以保證兩個表面的平行度接下里就是以加工好的其中一個表面作為基準鉆兩個定位銷孔8由于定位銷孔的精度高，所以以兩個銷孔為新的定位基準加工11.3的4個光孔，用于連接螺栓接著鉆中間的八字形孔、絞孔、擴孔、半精鏜孔、精鏜孔使其到達39H8的精度用仿形加工機床加工寬度4mm的密封槽（油槽）對于左右端面的進出油口和幾個螺紋孔，雖然它們精度要求不高，但是還是有位置和一定

40、的精度誤差的，如果出現(xiàn)過大的誤差，則該齒輪泵在安裝時會出現(xiàn)較大的問題，因此這里我們使用中間精度較高的定位銷孔和上下面作為定位基準加工14和18的進出油口和4個M8的螺紋孔，以使其位置到達要求。綜合可得，我們工藝方案的設計要滿足實際的生產(chǎn)要求和現(xiàn)實的生產(chǎn)條件，在滿足加工要求的基礎上進一步優(yōu)化工藝路線，由主到次、先粗后精、由點到面、先面后孔等原則合理安排加工順序力求設計出切合實際又聯(lián)系理論的工藝方案。5.3 毛坯的設計和選擇齒輪泵殼體的材料是鑄鋁，由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，鑄造后還應相應的進行處理以消除鑄造內(nèi)應

41、力，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是合理的。根據(jù)機械加工工藝手冊確定毛坯尺寸和加工余量見下表表5.3 毛坯尺寸及余量確定加工尺寸公稱尺寸毛坯尺寸加工余量加工余量等級上下端面66726G8定位銷孔85.52.5G11.3光孔11.38.33G39中間孔3937.51.5G左右端面86926G1818153H1414113HM8螺紋孔853H5.4 定位基準的選擇設計基準已由零件圖給定，而定位基準可以有多種不同的方案。一般在第一道工序中只能選用毛坯表面來定位，在以后的工序中可以采用已經(jīng)加工過的表面來定位。有時可能遇到這樣的情況：工件上沒有能作為定位基準用的恰當表面，此時就必須在工件上專門設置

42、或加工出定位的基面，稱為輔助基準。本課題先是以毛坯面作為加工基準，加工上端面，接著以加工好的端面作為精基準加工其他面。一般起始工序所用的粗基準和最終工序（含中間工序）所用的精基準的選擇原則如下：1.粗基準的選擇在起始工序中，在起始工序中，工件只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面定位，這種定位表面稱為粗基準。粗基準選擇得好壞，對以后各加工表面加工余量的分配，以及工件上加工表面和非加工表面間的相對位置均有很大的影響。因此，必須重視粗基準的選擇。選擇粗基準時要為后續(xù)工序提供必要的定位基面。2.精基準的選擇在最終工序和中間工序中，應采用已加工的表面定位，這種定位基面稱為精基準。精基準的選擇不僅影響工件的加工質(zhì)量

43、，而且與工件安裝是否方便可靠也有很大關系。其選擇應滿足以下原則：1） 基準重合原則2） 基準統(tǒng)一原則3） 自為基準原則4） 互為基準原則5） 所選用的精基準應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。當以加工好的定位銷孔和端面作為定位精基準，加工其他表面和孔。這里還要考慮精基準重合問題，當設計基準和工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，因此在加工中盡量選擇同一個精基準。5.5 加工工藝路線的制定基于對齒輪泵殼體的結構和工藝分析上，我最終擬定了以下的加工路線，用于加工殼體，這既能保證加工精度，又能在一定程度上減少對高精度機床的需求。加工路線如下：工序1選擇粗基準銑削殼體的上端面工序2以加工好的

44、上端面作為精基準銑削下端面工序3以上下端面為基準點鉆8定位銷孔、11.3連接光孔以及39中間空的中心孔工序4在中心孔的基礎上用7.8的鉆頭鉆8、11.3和39的孔工序5用鉸刀絞8的定位銷孔，精度等級H7工序6以定位銷和端面為基準，鉆11.3的光孔，精度要求不高工序7用38.6的鉆頭擴孔工序8用39的鏜刀精鏜孔工序9在端面上沿型腔周邊線銑寬度為4mm的密封槽工序10銑削左端面工序11銑削右端面工序12點鉆M8和14孔的中心孔工序13鉆頭鉆M8螺紋孔，留有余量工序14攻4XM8的螺紋孔工序15鉸刀絞14的油孔工序16鉸刀絞18的油孔工序17 攻右端面M8螺紋孔工序18清潔去毛刺工序19檢驗工序20入庫加工中所用的機床根據(jù)不同企業(yè)的實際情況可自行選擇，夾具的選用盡量選擇通用夾具，對于特殊工序需設計專用夾具