【正文】 的基本要求 擺線齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊，自吸能力強(qiáng)，傳動(dòng)平穩(wěn)。 近十幾年來，齒輪泵行業(yè)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。齒輪泵的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、自吸性能好、轉(zhuǎn)速范圍大、不容易咬死、對(duì)污染不敏感、使用可靠、壽命較長(zhǎng)、 2 便于制造、便于維修，成本低。這些聚合物齒輪泵應(yīng)用于高溫、高壓、高粘度的液體物料的輸送 [2][3]。 structural design。 I 擺線齒輪泵外轉(zhuǎn)子加工工藝及主要工裝畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 摘 要 本文就擺線的基本概念作了介紹，并闡述 擺線齒輪泵中，外轉(zhuǎn)子的加工工藝過程、工裝設(shè)備 以及成形拉刀的設(shè)計(jì)計(jì)算。 process。高參數(shù)聚合物輸送用齒輪泵以美國的聚合物設(shè)備公司 (POLYMER EQUIPMENT CO． )和瑞士瑪格公司 (MAAG)的不帶同步齒輪的產(chǎn)品居國際領(lǐng)先水平 [1]。通常將抽吸、輸送液體和使液體壓力增加的機(jī)器統(tǒng)稱為泵 [7]，齒輪泵是其中容積式回轉(zhuǎn)泵的一種，它是一種使用非常廣泛的流體機(jī)械。特殊結(jié)構(gòu)的泵有非對(duì)稱漸開線多齒泵 [11][12]、三齒輪外嚙合齒輪泵 [13]、復(fù)合齒輪泵 [1425]等，這些泵克服了普通齒輪泵的流量和壓力脈動(dòng)大、噪聲大、徑向力不平衡、軸承磨損嚴(yán)重等缺點(diǎn)，使泵的流量成倍增加，壽命大幅度提高，具有設(shè)計(jì)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)越、效率高等優(yōu)點(diǎn)，為變革傳統(tǒng)的二齒輪式齒輪泵提供了一種創(chuàng)新思路。主要存在以下問題：齒輪泵的流量和壓力脈動(dòng)大，排量小，出口壓力小，噪聲高，困油現(xiàn)象嚴(yán)重，強(qiáng)度低。由此可見整個(gè)外轉(zhuǎn)子的尺寸精度、位置精度（七圓弧面與兩端面及外圓柱面的位置精度）、形狀精度（七圓弧的一致性精度）及表面質(zhì)量的要求都比較高。 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，能得到合理的保證。 工序Ⅶ：切單個(gè)車端面 工序Ⅷ：熱處理，滲碳、淬火、清理。 工序Ⅳ：拉齒形 工序Ⅴ：車外圓、端面 工序Ⅵ：磨兩端面 工序Ⅶ：切斷，車端面 工序Ⅷ：磨平面 7 工序Ⅸ：鉗工去毛刺 工序Ⅹ：熱處理 工序Ⅺ：粗磨、精磨端面 工序Ⅻ：粗磨，精磨外圓 工序 XIII：磨齒形 工序 XIV ：倒棱 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸確定 1. 外圓表面（ 57mm? ）： 考慮其長(zhǎng)度為 22mm ，為便于加工，先兩件一起加工，然后分別進(jìn)行精加工，又要用外圓表面做基準(zhǔn)且本身要加工達(dá)到 5級(jí)精度，表面粗糙度為 ? ， 參照機(jī)械加工工藝手冊(cè) [27]：“表 127”及工藝手冊(cè)表 136制定工序尺寸及余量為： 毛坯： 60mm? 粗車到： 58mm? 半精車到： ? 精車至： ? 粗磨至： ? 精磨至： 57mm? 2. 孔加工： 孔加工最后尺寸為 ? ，留磨量 ，最后確定各工序尺寸及余量分別為： 一次鉆孔至： 20mm? 二次鉆孔至： 33mm? 用車刀鏜孔至： ? 擴(kuò)孔至： ? 3. 齒形加工： 齒形加工用成形拉刀粗拉，精拉，最后留 的弧面磨量 4. 兩端面： 參照機(jī)械加工工藝手冊(cè) [27]表 124，表 139，表 128，制訂工序尺寸及余量為： 8 棒料長(zhǎng)： 65mm 切斷： 60mm 粗車至： 57mm 磨： 車： 磨： 車至： 磨至： 粗磨至： 22mm 5. 確定切削用量： 工序Ⅰ：切斷成 66mm ，斷口 5mm 刀具：硬質(zhì)合金車刀 YT5，刀頭長(zhǎng)度 65mm ，刀寬 5mm ，切削用量的計(jì)算查表： 1) 進(jìn)給量： 查手冊(cè)表 316 ~ m /rf ? 取 ? 2) 切削速度 查機(jī)械加工工藝手冊(cè) [27]表 320,選 ? 3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 5 1 3 . 3 r /s 7 9 . 6 r /m in3 . 1 4 6 0s vn d?? ?? ? ?? ＝ (21) 按機(jī)床 C6201選取 800r/minn? ? 實(shí)際切削速度為 3 . 1 4 6 0 8 0 0 2 . 3 7 m /s1 0 0 0 1 0 0 0dnv ?? ??? ? ? (22) 工序Ⅱ車削外圓、端面及內(nèi)孔 9 1) 加工條件 工件材料： 20roCM ?δ 棒料直徑 60mm? ，長(zhǎng) 65 mm 加工要求：外圓 57? mm，達(dá)到 ? ? mm， ? 端面達(dá)到 ? ?? mm ? 內(nèi)孔達(dá)到 ? ?? mm ? 機(jī)床： 6201C ? 刀具：端面車刀 刀片材料： 15YT 刀桿尺寸： 216 25mm? 刀片參數(shù)： 90rk? 。而同軸度、垂直度在本工序允差要求小于 即可，可見滿足要求。 夾具結(jié)構(gòu) 1. 定位裝置 端面及外圓柱面均采用七個(gè)均布定位銷來定位，在安裝之后在磨床上磨一刀保證精度。若調(diào)整工作的定心精度可達(dá) ? ，這樣可以滿足工件位置精度，齒形對(duì) ? 的不平度，允差 ，又由于端面與外圓柱面一刀下，也就保證了對(duì) 端面的不垂直度允差 。 1) 分度裝置主要 元件間的配合間隙，如分度銷與分度孔之間的配合間隙 1? ，分度銷與導(dǎo)套之間的間隙 2? . 2) 有關(guān)元件工作表面的相互位置誤差，如分度盤上各孔槽之間的角度誤差 ??? 。 4) 正確安排分度銷的位置，因考慮轉(zhuǎn)軸與軸承間隙的影響，分度銷就應(yīng)與被加工表面位于轉(zhuǎn)軸的同側(cè)。 成形拉削的余量不等，對(duì)于工件采用粗拉、精拉兩部拉齒，保證磨削余量 mm，拉削余量 i nm a x ????? ?? ddA mm， 其中 maxdω 是拉削后孔的最大直 24 徑， min?d 是拉削后孔的最小直徑。 可按下式計(jì)算： ~)~()~( ????? tttt g精 取 9?gt mm 5. 容屑槽 容屑槽是形成刀齒的前刀面和容納切屑的拉削是屬于封閉容削形式的，切削必須全部容納在拉刀的容削形成槽中，如果容屑槽不夠大，切削會(huì)在槽內(nèi)擠塞，輕而影響加工表面質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使拉刀損壞，因此容屑槽的形狀與尺寸對(duì)整個(gè)拉削過程有很大影響，理想的容屑槽的形狀保證切削能順利地卷成較緊密的螺卷并保證刀齒有足夠的強(qiáng)度和重磨次數(shù)，常用的容屑槽有三種形式， 直線齒背形 這種容屑槽形式是由一段直線，一段圓弧和前刀面組成槽型簡(jiǎn)單、制 造容易、適用成形拉削脆性材料（鑄鐵黃銅，青銅等），以及加工普遍鋼材時(shí)適用成形拉削方式的拉刀。因此對(duì)于不同的加工情況容屑系數(shù) k的大小也應(yīng)選用不同，通常由實(shí)驗(yàn)研究加以確定，計(jì)標(biāo)時(shí)查 [Ⅲ ]表 186，取 ?k 。參照 [Ⅲ ]表 187，選γ 0=15176。第 2511? 個(gè)齒奇數(shù)齒上磨一個(gè)分屑槽，交錯(cuò)排列。當(dāng)切削齒齒距 +710 mm時(shí)，取 ~)~( ?? tt g mm 在所設(shè)計(jì)的拉刀中取校準(zhǔn)齒齒距 9?gt mm 30 4. 校準(zhǔn)齒的前角、后角和刃帶 校準(zhǔn)齒的前角γ可取為 0~3o ，有時(shí)為了制造方便，前角值與切削齒相同，在此0 15o? ? 。 其它部分及拉刀總長(zhǎng)度 1. 拉刀頭部、頸部和過渡錐部的尺寸 1) 拉刀頭部的結(jié)構(gòu)形成 對(duì)于拉刀頭部結(jié)構(gòu)要求是能保證快速裝夾和承受最大拉力，快速裝夾拉刀的頭部尺寸可查工藝裝備設(shè)計(jì)手冊(cè) 刀具設(shè)計(jì) [26]表 1218? ，如圖 43， 31 圖 43 拉刀頭部 選擇各參數(shù)尺寸如下 321?D ， 252?D ， 201?l , 322?l , 5?l 2) 拉刀頸部 拉刀頸部的直徑略小于頭部的直徑 1~ mm，也可以把頸部與頭部做成一樣粗細(xì)，拉刀頸部的長(zhǎng)度應(yīng)保證拉刀第一個(gè)刀齒尚未進(jìn)入工件以前，拉刀的頭部被拉床夾頭卡住。后導(dǎo)部的直徑 D后 等于拉削后工件孔的最小直徑，現(xiàn)取其值為 ? ?? 3 拉刀尾部 當(dāng)拉刀又長(zhǎng)又重時(shí)，尾部用來承推拉刀，防止拉刀下垂，一般拉刀則不需要，因此所設(shè)計(jì)拉刀沒有尾部。 L6140額定拉力為 KN400 ，由于 ax ? ＜ ?額F ，故拉床拉力完全滿足拉削要求。在此取拉刀總長(zhǎng)度為 1200mm 拉刀強(qiáng)度計(jì)算及拉削力的校驗(yàn) 1. 拉削力的計(jì)算 拉削過程中產(chǎn)生的最大拉削力 maxF 必須小于拉床允許的額定拉力，同時(shí)最大拉削力還 受拉刀本身允許強(qiáng)度限制，所以還必須校驗(yàn)拉刀允許的強(qiáng)度，否則可能使拉床損壞或拉刀折斷。 1 前導(dǎo)部的長(zhǎng)度 3l 此長(zhǎng)度是過渡錐大端到第一個(gè)刀齒（包括第一個(gè)刀齒的容屑槽長(zhǎng)度）之間的距離。30 ~ 2 30o? ? ，所設(shè)計(jì)拉刀為成形拉刀，故可取 39。因此，為了使拉刀的重磨次數(shù)增多，使用壽 命增長(zhǎng)，拉刀校準(zhǔn)齒的直徑應(yīng)取為工件孔的最大尺寸，在所設(shè)計(jì)的拉刀中，取校準(zhǔn)齒的直徑為 ? 。如圖 42； 分屑槽的深度一定要不大于齒升量 fa ，否則將不起分屑作用。因此設(shè)計(jì)拉刀 25 5 .9 90 .0 6 5 4 .6FF ? ????槽屑﹥ ?k 。 如果忽略切屑寬度方向的變形，那么容屑系數(shù) k就可以近似的用它們?cè)诶遁S向截面中面積比來表示，即： /k F F? 屑槽 。 粗切法過度齒及精切齒的齒升量是不同的，通常粗切齒應(yīng)該切去拉削余量的 80 %左右，每齒的齒升量均相等 ,為了使拉削負(fù)荷逐漸下降，過渡齒升量，是按粗切齒齒升量逐漸遞減至精切的齒升量。 第 4章 內(nèi)曲面成形拉刀設(shè)計(jì) 粗拉刀設(shè)計(jì) 切削部設(shè)計(jì) 切削部擔(dān)負(fù)著拉刀的切削工作，切除工作上全部加工余量。 22 考慮上述因素在設(shè)計(jì)夾具時(shí)采用直拉式單斜槽分度裝置。 3) 卡爪的外伸高度應(yīng)根據(jù)膜片大小和工件尺寸來決定，一般取為膜片外徑的 1/3到 1/4，這里取 48mm ，為了使夾持的穩(wěn)定性良好，卡爪應(yīng)能保持在工件寬度 1/2到 2/3處為宜?？ㄗι系穆葆斂梢哉{(diào)節(jié)以適應(yīng)直徑尺寸不同的工件。 磨胎 問題的提出 由于外轉(zhuǎn)子需加工出均布圓周上的七個(gè)圓弧齒形，這就要求設(shè)計(jì)分度裝置，并且要 19 保證齒形精度，因而提高精度是主要問題。 拉胎 問題的提出 為保證外轉(zhuǎn)子七圓弧齒齒形的位置精度和形狀精度，在拉床上使用拉胎進(jìn)行加工。方案二，雖然相對(duì)復(fù)雜，可達(dá)到精度要求。 工序Ⅲ：磨削，做記號(hào)面，再磨另一面。 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 確定毛坯的制造形式 零件材料為 20roCM 低碳合金鋼，考慮零件的作用及功能，毛料均選釓制棒料，對(duì)于提高生產(chǎn)率，保證加工精度來說也是應(yīng)該的。考慮瞬時(shí)啟動(dòng)及停車等情況產(chǎn)生的液壓沖擊，對(duì)內(nèi)、外轉(zhuǎn)子造成一定的短時(shí)高壓力。 目前各國一般用途泵的比重下降，而特殊用途的泵大量發(fā)展，比例逐年增加。而且齒輪泵的使用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大，許多過去用軸向柱塞 泵的液壓設(shè)備也已改用齒輪泵 (如工程起重機(jī)等 )[10]。 開發(fā)新的齒輪泵，以提高齒輪泵的性能，更好的滿足嚙合和輸送介質(zhì)的要求，也是促進(jìn)齒輪泵的發(fā)展、滿足現(xiàn)代工業(yè)的需要。近年來，為了提高齒輪泵的性能，國內(nèi)外正在進(jìn)行一些特殊齒形齒輪泵的研究，并已取得了一定的進(jìn)展。確定了磨削參數(shù)及工藝裝備。本加工方法具有傳動(dòng)鏈短，砂輪修磨簡(jiǎn)單，可穩(wěn)定的保持加工精度。但目前我國石化行業(yè)使用的高粘度齒輪泵多屬于國外進(jìn)口產(chǎn)品，為了研究開發(fā)適合我國石化生產(chǎn)條件的高粘度齒輪泵，對(duì)此類泵的進(jìn)一步研究成為當(dāng)前齒輪泵技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要課題。而我國特殊齒形齒輪泵轉(zhuǎn)子的型線設(shè)計(jì)原則、嚙合特性的分析、制造加工技術(shù)等還沒有建立較為完善的理論體系。 齒輪泵借助于一對(duì)齒輪副輪齒脫開嚙合側(cè)和進(jìn)入嚙合側(cè)在密封殼體內(nèi)形成的工作容積的周期性變化來實(shí)現(xiàn)液體的輸送。據(jù)估計(jì)，目前國外特殊泵的比例已占 80％左右 [26]。所以擺線齒輪在工藝上應(yīng)在提高齒形表面硬度的同時(shí)提高內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的綜合機(jī)械性能。 5 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，否則會(huì)使加工工藝過程中問題百出，更有甚者還會(huì)造成零件大批量報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 工序Ⅳ：拉齒形。 方案一，在拉齒之前先磨端面，提高定位精度，以保證位置精度，這樣使兩件被切單位之間的位置精度進(jìn)一步提高，兩件一起加工更容易保證位置精度。 定位基準(zhǔn)的選擇 為保證齒面與外圓柱面及兩端面的位置精度采用端面為主要定位面。 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，曲面 7 ??母線對(duì) 端面的不垂直度允差 ，對(duì) ? 的不平行度允差 。支承釘在每次調(diào)節(jié)之后要用螺母鎖緊，并在磨床上將定位表面（由諸支承釘組成）“就地”再磨一次，目的是保證該定位表面與機(jī)床回