1、1 齿轮泵前泵盖的工艺分析及生产类型的确定 1.1 齿轮泵前泵盖的用途齿 轮 泵 前 泵 盖 和 后 泵 盖 一 起 将 油 泵 整 体 进 行 封 闭 ， 保 证 油 泵 的 密 封 性 和内 部 环 境 的 清 洁 ， 并 对 内 部 零 件 起 到 了 支 撑 作 用 ， 同 时 ， 为 解 决 齿 轮 泵 的困 油 现 象 ,通 常 在 泵 盖 上 开 设 对 称 的 卸 荷 槽 ,或 向 低 压 侧 方 向 开 设 不 对 称 卸 荷槽 ,吸 液 侧 采 用 锥 形 卸 荷 槽 ,排 液 侧 为 矩 形 卸 荷 槽 ， 避 免 因 为 油 困 而 引 起 的 冲击 和 噪 声 ， 延
2、 长 了 元 件 的 使 用 寿 命 ， 提 高 了 工 作 效 率 。1.2 齿轮泵前泵盖的技术要求按表 1-1 形式将齿轮泵前泵盖的技术要求列于下表中。表 1 前泵盖零件技术要求表加工表面 尺寸及偏差mm公差及精度等级 表面粗糙度Ra/m形位公差/mm大凸台左端面 21105. IT12 6.5小凸台左端面 12 3.150IT13 25前泵盖右端面 107. IT7 1.618mm 孔 18 043. IT9 3.228mm 孔 28 .0IT9 3.25mm 孔 51. IT9 3.29mm 孔 9.01IT13 25卸荷槽侧面 10.0IT13 25卸荷槽下表面 10 1.IT13
3、25圆孔倒角 145 IT13 25整 体 来 讲 ， 齿 轮 泵 前 泵 盖 的 结 构 比 较 复 杂 ， 由 于 外 表 面 不 用 于 安 装 配 合 ，故 对 其 精 度 要 求 较 低 ， 而 内 表 面 需 要 和 其 他 零 件 进 行 配 合 ， 故 对 其 精 度 要 求 较高 ， 这 是 保 证 油 泵 密 封 性 的 重 要 手 段 。 同 时 ， 与 支 撑 齿 轮 的 轴 的 孔 的 要 求 也较 高 ， 有 粗 糙 度 的 要 求 ， 同 时 还 有 配 合 精 度 的 要 求 。综 上 所 述 ， 该 零 件 的 各 项 技 术 要 求 制 订 的 较 合 理
4、， 符 合 盖 零 件 的 装 配 要 求 。1.3 审查齿轮泵前泵盖的工艺性分 析 零 件 图 可 知 ， 前 泵 盖 的 两 端 面 还 有 轴 孔 以 及 卸 荷 槽 均 要 求 切 削 加 工 ，而 两 齿 轮 所 在 轴 的 孔 只 放 在 了 一 个 凸 起 的 台 上 ， 这 样 ， 不 但 可 以 适 当 的 减少 精 加 工 的 面 积 ， 而 且 还 提 高 了 其 接 触 刚 度 ； 由 于 各 个 孔 的 端 面 都 是 平 面 ， 可以 防 止 加 工 过 程 中 钻 头 偏 钻 ， 保 证 孔 的 加 工 精 度 ； 另 外 ， 该 零 件 除 了 主 要 的 加工
5、 表 面 （ 前 泵 盖 凸 台 的 端 面 ， 前 泵 盖 的 内 端 面 和 孔 的 表 面 等 ） 精 度 要 求 较 高 ，其 他 的 表 面 加 工 精 度 都 比 较 低 ， 不 需 要 高 精 度 的 机 床 加 工 ， 通 过 铣 削 、 钻 床 的粗 加 工 就 可 以 满 足 加 工 要 求 ； 主 要 表 面 虽 然 加 工 精 度 相 对 要 求 较 高 ， 但 在 正常 的 生 产 条 件 下 ， 采 用 较 经 济 的 方 法 就 可 以 保 质 保 量 的 加 工 出 来 。 此 外 ， 该 零件 的 整 体 结 构 比 较 对 称 ， 也 方 便 加 工 。 由
6、 此 可 见 ， 该 零 件 的 工 艺 性 较 好 。1.4 确定齿轮泵前泵盖的生产类型依 设 计 题 目 可 知 ： N=5000 台 /年所 以 根 据 表 1-3、 1-4 确 定 生 产 类 型 为 成 批 生 产 （ 大 批 ） 。2 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯该 零 件 材 料 为 20-40， 考 虑 到 零 件 的 形 状 、 结 构 以 及 材 料 ， 选 择 毛坯 为 铸 件 较 适 宜 ， 由 于 零 件 年 产 量 为 5000 件 ， 属 于 成 批 生 产 中 的 大 批 生 产 ，而 且 零 件 的 轮 廓 尺 寸 不 大 ， 故 采 用 金 属 型
7、 铸 造 。 这 从 提 高 生 产 率 ， 保 证 铸件 精 度 、 表 面 质 量 与 机 械 性 能 方 面 考 虑 ， 是 合 理 的 。2.2 确定毛坯尺寸公差和机械加工余量参 见 课 程 设 计 指 导 书 第 二 章 第 二 节 ， 铸 件 的 尺 寸 公 差 和 机 械 加 工 余 量可 分 别 由 表 2-3 和 2-4 查 得 ， 但 要 确 定 毛 坯 的 尺 寸 公 差 与 机 械 加 工 余 量 ，应 先 确 定 以 下 各 项 因 素 ：（ 1） 毛 坯 铸 件 的 公 差 等 级该 值 由 铸 件 的 成 型 方 法 和 材 料 确 定 ， 成 型 方 法 已 确
8、 定 为 金 属 型 铸 造 ，材 料 为 灰 铸 铁 ， 由 表 2-1 查 得 铸 件 的 尺 寸 公 差 等 级 为 10， 这 里 取 8 级 。（ 2） 毛 坯 铸 件 的 机 械 加 工 余 量 等 级同 样 根 据 铸 件 的 成 型 方 法 和 材 料 来 确 定 ， 成 型 方 法 已 确 定 为 金 属 型 铸造 ， 材 料 为 灰 口 铸 铁 ， 则 可 通 过 表 2-5 查 得 机 械 加 工 余 量 等 级 为 ，这 里 取 E 级 。2.2.1 确定毛坯尺寸公差根 据 查 表 得 到 的 毛 坯 铸 件 公 差 等 级 为 8， 以 及 由 零 件 图 得 知 ，
9、 毛 坯 铸件 基 本 尺 寸 大 致 处 于 100 至 160 之 间 ， 由 表 2-3 查 得 毛 坯 铸 件 的 尺 寸 公 差为 1.8mm。2.2.2 确定机械加工余量根 据 查 表 得 到 的 毛 坯 加 工 余 量 等 级 为 E， 以 及 由 零 件 图 得 到 的 ， 最 终 机械 加 工 后 铸 件 的 最 大 轮 廓 尺 寸 处 于 100 至 160 之 间 ， 由 表 2-4 查 得 铸 件 的机 械 加 工 余 量 为 1.1mm。2.2.3 确定毛坯尺寸根 据 最 终 机 械 加 工 后 的 成 型 零 件 尺 寸 （ 即 零 件 图 中 所 标 注 的 尺
10、寸 ） ， 及已 经 确 定 的 毛 坯 铸 件 的 机 械 加 工 余 量 和 尺 寸 公 差 ， 可 确 定 毛 坯 铸 件 的 基 本尺 寸 为 成 型 零 件 基 本 尺 寸 加 上 （ 1.1+1.8/2=2.0mm） 。 (单 边 余 量 ， 且 只 针对 待 加 工 面 而 言 )。 由 此 可 得 ， 毛 坯 的 尺 寸 为 长 宽 高 =1389025。2.3 绘制毛坯简图毛 坯 简 图 如 下 图 所 示 。3 拟定前泵盖工艺路线3.1 定位基准的选择定 位 基 准 有 粗 基 准 和 精 基 准 之 分 ， 通 常 先 选 定 精 基 准 ， 然 后 再 确 定 粗 基
11、准 。3.1.1 精基准的选择根 据 该 前 泵 盖 零 件 的 技 术 要 求 和 装 配 要 求 ， 选 择 前 泵 盖 右 端 面 和 孔 28mm 轴 线 作 为 精 基 准 ， 零 件 上 其 余 需 加 工 表 面 都 可 以 采 用 他 们 进 行 加 工 ，即 遵 循 了 “基 准 统 一 ”原 则 。 选 择 前 泵 盖 的 右 端 面 为 精 基 准 ， 能 保 证 凸 台 各端 面 和 泵 盖 左 端 面 的 工 序 基 准 和 定 位 基 准 重 合 ， 可 以 避 免 基 准 不 重 合 误 差 ； 选择 孔 28mm 的 轴 线 作 为 精 基 准 ， 可 以 使
12、8mm 和 卸 荷 槽 都 能 满 足 基 准 重 合 ，有 利 于 提 高 加 工 精 度 。3.1.2 粗基准的选择作 为 粗 基 准 的 表 面 应 平 整 ， 没 有 飞 边 、 毛 刺 或 其 它 表 面 缺 欠 。 这 里 选择 前 泵 盖 大 凸 台 左 端 面 和 R34 外 半 圆 侧 面 为 粗 基 准 。 采 用 R34 外 半 圆 侧 面定 位 可 保 证 孔 的 左 右 对 称 ； 采 用 前 泵 盖 大 凸 台 左 端 面 作 粗 基 准 加 工 右 端 面 ，可 以 为 后 续 工 序 准 备 好 精 基 准 。3.2 表面加工方法的确定根 据 前 泵 盖 零 件
13、 图 上 各 加 工 表 面 的 尺 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 ， 确 定 加 工 工 件各 表 面 的 加 工 方 法 如 下 表 所 示 。表 2 前 泵 盖 各 表 面 加 工 方 案加工表面 尺寸精度等 级 表面粗糙度 Ra/m 加工方案 备注大凸台左端面 IT12 6.5 粗铣 表 18小凸台左端面 IT13 25 粗铣 表 18前泵盖右端面 IT7 1.6 粗铣精铣 表 1818mm 孔 IT9 3.2 钻铰 表 1728mm 孔 IT9 3.2 粗扩精扩 表 175mm 孔 IT9 3.2 钻铰 表 179mm 孔 IT13 25 钻 表 17卸荷槽侧面 IT13 25
14、 粗铣 表 18卸荷槽底面 IT13 25 粗铣 表 18圆孔倒角 IT13 25 锪3.3 加工阶段的划分该 前 泵 盖 加 工 质 量 要 求 较 高 ， 可 将 加 工 阶 段 分 成 粗 加 工 、 半 精 加 工 阶 段 、和 精 加 工 阶 段 。在 粗 加 工 阶 段 ， 首 先 将 精 基 准 （ 前 泵 盖 右 端 面 和 28mm 的 孔 ） 准 备 好 ，使 后 续 工 序 都 可 采 用 精 基 准 定 位 加 工 ， 保 证 其 他 加 工 表 面 的 精 度 要 求 ； 然 后 粗铣 前 泵 盖 大 凸 台 左 端 面 、 小 凸 台 左 端 面 、 卸 荷 槽 内
15、 侧 面 、 钻 9mm 孔 和 底面 和 28mm 孔 的 粗 扩 、 圆 孔 倒 角 。 在 半 精 加 工 阶 段 ， 完 成 18mm、 5mm孔 的 钻 、 铰 和 28mm 孔 的 精 扩 。 精 加 工 阶 段 ， 进 行 前 泵 盖 右 端 面 的 精 铣 。3.4 工序的集中与分散这 里 选 用 工 序 集 中 原 则 安 排 前 泵 盖 的 加 工 工 序 。 该 前 泵 盖 的 生 产 类 型 为 大批 生 产 ， 可 以 采 用 万 能 型 机 床 配 以 专 用 工 、 夹 具 ， 以 提 高 生 产 率 ； 而 且 运 用 工序 集 中 原 则 使 工 件 的 装
16、夹 次 数 少 ， 不 但 可 缩 短 辅 助 时 间 ， 而 且 由 于 在 一 次装 夹 中 加 工 了 许 多 表 面 ， 有 利 于 保 证 各 加 工 表 之 间 的 相 对 位 置 精 度 要 求 。3.5 工序顺序的安排3.5.1 机械加工工序（ 1） 遵 循 “先 基 准 后 其 他 ”原 则 ， 首 先 加 工 精 基 准 前 泵 盖 右 端 面和 28mm 孔 。（ 2） 遵 循 “先 粗 后 精 ”原 则 ， 先 安 排 粗 加 工 工 序 ， 后 安 排 精 加 工 工 序 。（ 3） 遵 循 “先 主 后 次 ”原 则 ， 先 加 工 主 要 表 面 前 泵 盖 右
17、端 面 和 28mm 孔 和 前 泵 盖 左 端 面 ， 后 加 工 次 要 表 面 小 凸 台 左 端 面 、 卸 荷 槽 内侧 表 面 和 底 面（ 4） 遵 循 “先 面 后 孔 ”原 则 ， 先 加 工 前 泵 盖 左 右 各 端 面 ， 再 加 工 28mm 孔 ； 先 铣 卸 荷 槽 内 侧 和 底 面 表 面 ， 再 钻 、 铰 18mm 孔 、 9mm 孔 、 5mm 孔 。3.5.2 辅助工序在 半 精 加 工 后 ， 安 排 去 毛 刺 和 中 间 检 验 工 序 ； 精 加 工 后 ， 安 排 去 毛 刺 、 清洗 和 终 检 工 序 。综 上 所 述 ， 该 前 泵 盖
18、 工 序 的 安 排 顺 序 为 ： 基 准 加 工 主 要 表 面 粗 加 工及 一 些 余 量 大 的 表 面 粗 加 工 主 要 表 面 半 精 加 工 和 次 要 表 面 加 工 主 要 表面 精 加 工 。3.6 确定工艺路线在 综 合 考 虑 上 述 工 序 顺 序 安 排 原 则 的 基 础 上 ， 下 表 列 出 了 前 泵 盖 的 工 艺 路线 。表 3 前泵盖工艺路线及设备、工装的选用工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具1粗铣前泵盖右端面、大凸台左端面和小凸台左端面立式铣床X51 端铣刀 游标卡尺2 精铣前泵盖右端面 立式铣床 X51 端铣刀 游标卡尺3 粗铣卸荷槽底面和
19、侧 面 立式铣床 X51 直柄键槽铣刀 卡规、深度 游标卡尺4 粗扩、精扩 28mm孔 四面组合钻 床 麻花钻、扩孔钻 卡尺、塞规5 锪 28mm 孔口倒角 四面组合钻 床 外锥面锪钻6 钻、铰 18mm 孔 四面组合钻 床 麻花钻、铰刀 内径千分尺7 钻 9mm 孔 四面组合钻 床 铰刀 卡尺、塞规8 钻、铰 5mm 孔 四面组合钻 床 麻花钻、铰刀 内径千分尺9 锪 5mm 及 18mm孔口倒角 四面组合钻 床 外锥面锪钻10 中检 塞规、百分表、卡尺等11 去毛刺 钳工台 平锉12 清洗 清洗机13 终检 塞规、百分表、卡尺等4 加工余量、工序尺寸和公差的计算4.1 工序 1 和工序 2
20、加工前泵盖右端面和大、小凸台左端面到设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定第 1、 2 道 工 序 的 加 工 过 程 为 ：1） 以 大 凸 台 左 端 面 B 定 位 ， 粗 铣 前 泵 盖 右 端 面 A， 保 证 工 序 尺 寸 P ；12） 以 前 泵 盖 右 端 面 定 位 ， 粗 铣 大 凸 台 左 端 面 ， 保 证 工 序 尺 寸 P ；23） 以 大 凸 台 左 端 面 定 位 ， 精 铣 前 泵 盖 右 端 面 ， 保 证 工 序 尺 寸 P ， 达 到3零 件 图 设 计 尺 寸 的 要 求 ， 即 21 mm。05.由 下 面 图 1 所 示 加 工 方 案 ， 可
21、 找 出 全 部 工 艺 尺 寸 链 ， 如 图 2 所 示 。 求解 各 工 序 尺 寸 及 公 差 顺 序 如 下 ：图 1图 2从 图 2（ a） 知 ， P =21 mm；305.从 图 2（ b） 知 ， P =P +Z ， 其 中 Z 为 精 加 工 余 量 ， 查 表 2-36 确 定33Z =1mm,则 P =（ 21+1） mm=22mm。 由 于 工 序 尺 寸 P 是 在 粗 铣 加 工 中 保 证 的 ，3 2查 表 1-20 知 ， 粗 铣 工 序 的 经 济 加 工 精 度 等 级 可 达 到 B 面 的 最 终 加 工 要 求IT12， 因 此 确 定 该 工 序
22、 尺 寸 公 差 为 IT12， 其 公 差 值 为 0.35， 故 P =（ 220.175） mm；从 图 2（ c） 所 示 工 序 尺 寸 链 知 ， P =P +Z ， 其 中 Z 为 粗 铣 余 量 ， 由 于122B 面 的 加 工 余 量 是 经 粗 铣 一 次 切 除 的 ， 故 Z 应 等 于 B 面 的 毛 坯 余 量 ， 即Z =2mm， P =（ 22+2） mm=24mm。 由 表 1-20 确 定 该 粗 铣 工 序 的 经 济 加 工 精 度1等 级 为 IT13， 其 公 差 值 为 0.54mm， 故 P =（ 24 0.27） mm。为 验 证 确 定 的
23、 工 序 尺 寸 及 公 差 是 否 合 理 ， 还 需 对 加 工 余 量 进 行 校 核 。1） 余 量 Z 的 校 核 在 图 2（ b） 所 示 尺 寸 链 中 Z 是 封 闭 环 ， 故3 3Z =P -P = 22+0.175-（ 21-0.105） mm=1.28mmmaxax2min3Z =P -P = 22-0.175-（ 21+0.105） mm=0.72mmin3inax2） 余 量 Z 的 校 核 在 图 2（ c） 所 示 尺 寸 链 中 Z 是 封 闭 环 ， 故2Z =P -P = 24+0.27-（ 22-0.175） mm=2.445mmmaxax1minZ
24、=P -P = 24-0.27-（ 22+0.175） mm=1.555mmin2inax2余 量 校 核 结 果 表 明 ， 所 确 定 的 工 序 尺 寸 公 差 是 合 理 的 。将 工 序 尺 寸 按 “入 体 原 则 ”表 示 ： P =21 mm， P =22.175 mm， P = 35.0 03.124.27 mm。054.5 工序 3粗铣卸荷槽底面和侧面切削用量的计算本 工 序 分 为 两 个 工 步 ， 工 步 1 是 以 左 凸 台 端 面 定 位 ， 在 卸 荷 槽 过 度 圆 弧处 钻 深 为 1.5 的 盲 孔 ； 工 步 2 是 以 左 凸 台 端 面 从 工 步
25、 1 钻 好 的 盲 孔 开 始 ，沿 卸 荷 槽 长 度 方 向 运 动 铣 出 全 部 长 度 及 两 外 一 侧 的 过 度 圆 弧 （ 两 次 走 刀 ） 。5.1 工步 1 的切削用量的计算5.1.1 背吃刀量的确定取 a =10mmp5.1.2 进给量的确定由 表 5-14， 选 取 此 工 步 的 每 齿 进 给 量 f=0.03mm/z。5.1.3 铣削速度的计算由 表 5-15， 按 直 径 d=10， 槽 宽 为 10， 每 齿 进 给 量 f=0.03mm/z， 可 选取 38m/min。 由 公 式 5-1， n=1000v/（ d） 可 求 得 该 工 序 铣 刀 转
26、 速n=1210.9r/min， 参 照 表 4-15 所 列 X51 型 立 式 铣 床 主 轴 转 速 ， 取 转 速n=1225r/min， 再 将 此 转 速 带 入 公 式 5-1 中 ， 可 求 出 该 工 序 的 实 际 铣 削 速 度v=n d/1000=38.5m/min。5.2 工步 2 的切削用量的计算5.2.1 背吃刀量的确定取 第 一 次 走 刀 a =1.0mm。 第 二 次 走 刀 a =0.5mm。p p5.2.2 进给量的确定由 表 5-14， 选 取 此 工 步 的 每 齿 进 给 量 f=0.03mm/z。5.2.3 铣削速度的计算由 表 5-15， 按
27、直 径 d=10， 槽 宽 为 10， 每 齿 进 给 量 f=0.03mm/z， 可 选取 38m/min。 由 公 式 5-1， n=1000v/（ d） 可 求 得 该 工 序 铣 刀 转 速n=1210.9r/min， 参 照 表 4-15 所 列 X51 型 立 式 铣 床 主 轴 转 速 ， 取 转 速n=1225r/min， 再 将 此 转 速 带 入 公 式 5-1 中 ， 可 求 出 该 工 序 的 实 际 铣 削 速 度v=n d/1000=38.5m/min。将 上 述 零 件 工 艺 规 程 设 计 的 结 果 ， 填 入 工 艺 文 件 。表 4 列 出 了 前 泵
28、盖 零 件 的 机 械 加 工 工 艺 过 程 ；表 5 列 出 了 前 泵 盖 加 工 第 3 道 工 序 的 工 序 卡 片 。表 4 机械加工工艺过程卡片产品型号 零件图号机械加工工艺过程卡片 产品名称 齿轮油泵 零件名称 前泵盖 共 1 页 第 1 页材料 牌号 HT30 毛坯种类 铸件 毛坯外形尺寸1389025每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注工 时工序号工 序 名 称 工 序 内 容 车间 工段 设 备 工 艺 装 备准终 单件1粗铣前泵盖右端面、大凸台左端面和小凸台左端面粗铣前泵盖右端面、大凸台左端面至22.17521.825mm、R =6.5ma立式铣床X51端面铣刀、游标卡尺、专用夹具2 精铣前泵盖右端面精铣前泵盖右端面至21.10520.895mm、R =1.6ma立式铣床X51端面铣刀、游标卡尺、专用夹具3 粗铣卸荷槽底面和 侧面 立式铣床 X51 直柄键槽铣刀、卡规、深 度游标卡尺、专用夹具4 粗扩、精扩 28mm孔 四面组合 钻床 扩孔钻、卡尺、塞规5 锪 28mm 孔口倒角 四面组合 钻床 外锥面锪钻（90）
