【文章內(nèi)容簡介】 8 年到 1979 年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五” 、 “七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機床的國內(nèi)市場占有率達(dá) 50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)也達(dá)到了 10％。 縱觀我國數(shù)控技術(shù)近 50 年的發(fā)展歷程，為我國奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)，初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地并建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊伍。2 齒輪泵的結(jié)構(gòu)與原理 齒輪泵的結(jié)構(gòu)泵主要由泵體、左端蓋、右端蓋等部件組成。 齒輪油泵在泵體中裝有一對回轉(zhuǎn)齒輪，一個主動，一個被動，依靠兩齒輪的相互嚙合，把泵內(nèi)的整個工作腔分兩個獨立的部分。一個為吸入腔，另一個為排出腔。齒輪油泵在運轉(zhuǎn)時主動齒輪帶動被動齒輪旋轉(zhuǎn)，當(dāng)齒輪從嚙合到脫開時在吸入側(cè)就形成局部真空，液體被吸入。被吸入的液體充滿齒輪的各個齒谷而帶到排出側(cè)，齒輪進(jìn)入嚙合時液體被擠出，形成高壓液體并經(jīng)泵排出口排出泵外。 齒輪泵的原理齒輪泵的概念是很簡單的，即它的最基本形式就是兩個尺寸相同的齒輪在一個緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn)，這個殼體的內(nèi)部類似“8”字形，兩個齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。擠出機的物料在吸入口進(jìn)入兩個齒輪中間，并充滿這一空間，隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運動，最后在兩齒嚙合時排出。? 在術(shù)語上講，齒輪泵也叫正排量裝置，即像一個缸筒內(nèi)的活塞，當(dāng)一個齒進(jìn)入另一個齒的流體空間時，液體就被機械性地擠排出來。因為液體是不可壓縮的，所以液體和齒就不能在同一時間占據(jù)同一空間，這樣，液體就被排除了。由于齒的不斷嚙合，這一現(xiàn)象就連續(xù)在發(fā)生，因而也就在泵的出口提供了一個連續(xù)排除量，泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，排出的量是一樣的。隨著驅(qū)動軸的不間斷地旋轉(zhuǎn)，泵也就不間斷地排出流體。泵的流量直接與泵的轉(zhuǎn)速有關(guān)。?實際上，在泵內(nèi)有很少量的流體損失，這使泵的運行效率不能達(dá)到 100%，因為這些流體被用來潤滑軸承及齒輪兩側(cè)，而泵體也絕不可能無間隙配合，故不能使流體 100%地從出口排出，所以少量的流體損失是必然的。然而泵還是可以良好地運行，對大多數(shù)擠出物料來說，仍可以達(dá)到 93%~98%的效率。對于粘度或密度在工藝中有變化的流體，這種泵不會受到太多影響。如果有一個阻尼器，比如在排出口側(cè)放一個濾網(wǎng)或一個限制器，泵則會推動流體通過它們。如果這個阻尼器在工作中變化，亦即如果濾網(wǎng)變臟、堵塞了，或限制器的背壓升高了，則泵仍將保持恒定的流量，直至達(dá)到裝置中最弱的部件的機械極限(通常裝有一個扭矩限制器)。?對于一臺泵的轉(zhuǎn)速，實際上是有限制的，這主要取決于工藝流體，如果傳送的是油類，泵則能以很高的速度轉(zhuǎn)動，但當(dāng)流體是一種高粘度的聚合物熔體時，這種限制就會大幅度降低。推動高粘流體進(jìn)入吸入口一側(cè)的兩齒空間是非常重要的，如果這一空間沒有填充滿，則泵就不能排出準(zhǔn)確的流量，所以 PV值(壓力 流速) 也是另外一個限制因素，而且是一個工藝變量。由于這些限制，齒輪泵制造商將提供一系列產(chǎn)品，即不同的規(guī)格及排量(每轉(zhuǎn)一周所排出的量)。這些泵將與具體的應(yīng)用工藝相配合，以使系統(tǒng)能力及價格達(dá)到最優(yōu)。?PEPII泵的齒輪與軸共為一體，采用通體淬硬工藝，可獲得更長的工作壽命。 “D”型軸承結(jié)合了強制潤滑機理，使聚合物經(jīng)軸承表面，并返回到泵的進(jìn)口側(cè)，以確保旋轉(zhuǎn)軸的有效潤滑。這一特性減少了聚合物滯留并降解的可能性。精密加工的泵體可使“D”型軸承與齒輪軸精確配合，確保齒輪軸不偏心，以防齒輪磨損。Parkool 密封結(jié)構(gòu)與聚四氟唇型密封共同構(gòu)成水冷密封。這種密封實際上并不接觸軸的表面，它的密封原理是將聚合物冷卻到半熔融狀態(tài)而形成自密封。也可以采用 Rheoseal 密封，它在軸封內(nèi)表上加工有反向螺旋槽，可使聚合物被反壓回到進(jìn)口。為便于安裝，制造商設(shè)計了一個環(huán)形螺栓安裝面，以使與其它設(shè)備的法蘭安裝相配合，這使得筒形法蘭的制造更容易。? PEPII 齒輪泵帶有與泵的規(guī)格相匹配的加熱元件，可供用戶選配，這可保證快速加溫和熱量控制。與泵體內(nèi)加熱方式不同，這些元件的損壞只限于一個板子上，與整個泵無關(guān)。?齒輪泵由一個獨立的電機驅(qū)動，可有效地阻斷上游的壓力脈動及流量波動。在齒輪泵出口處的壓力脈動可以控制在 1%以內(nèi)。在擠出生產(chǎn)線上采用一臺齒輪泵，可以提高流量輸出速度，減少物料在擠出機內(nèi)的剪切及駐留時間，降低擠塑溫度及壓力脈動以提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量。3 齒輪泵的特點和應(yīng)用 齒輪油泵特點:1）結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕、制造方便、價格低廉、工作可靠容易維護(hù)。2）具有良好的自吸性，故每次開泵前無須灌入液體。3）齒輪油泵的潤滑是靠輸送的液體而自動達(dá)到的，故日常工作時無須別加潤滑油。 齒輪泵的應(yīng)用 機油泵是在潤滑系統(tǒng)中，可迫使機油自油底殼送到引擎運動件的裝置。用來使機油壓力升高和保證一定的油量，向各摩擦表面強制供油的部件，內(nèi)燃機廣泛采用齒輪式和轉(zhuǎn)子式機油泵，齒輪式油泵結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，工作可靠，使用壽命長，泵油壓力高，得到廣泛應(yīng)用。 齒輪泵輸送粘性較大的液體，如潤滑油和燃燒油，不宜輸送粘性較低的液體(例如水和汽油等)，不宜輸送含有顆粒雜質(zhì)的液體(影響泵的使用壽命)，可作為潤滑系統(tǒng)油泵和液壓系統(tǒng)油泵，廣泛應(yīng)用于石油、化工、船舶、電力、糧油、食品、醫(yī)療、建材、冶金及國防科研等行業(yè)。齒輪油泵適用于輸送不含固體顆粒和纖維,無腐蝕性、溫度不高于150℃、粘度為5～1500cst 的潤滑油或性質(zhì)類似潤滑油的其它液體。試用各類在常溫下有凝固性及高寒地區(qū)室外安裝和工藝過程中要求保溫的場合。4 泵體的工藝分析 泵體的毛坯的選擇泵體選用 HT200的毛坯加工，硬度選用200HBS，HT200為灰鑄鐵，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。毛坯初步設(shè)計如下： 1） 的孔，因為孔只有 大， 孔的粗糙度為 需要粗車 —精車兩道工序加工，查相關(guān)資料知粗加工和精加工的余量之和為3mm。 2）泵體的左右端面， 需要進(jìn)行粗銑—精銑兩道工序的加工才能滿足光潔度要求。所以上下端面的加工余量為3mm。3） 寬70mm 一次粗銑即可滿足要求。所以寬70mm 的兩個端面的單邊余量為2mm 即可。 根據(jù)上述資料確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，毛坯的尺寸就可以基本確定。 泵體的工藝分析 零件圖的工藝分析該齒輪泵泵體的材料為 HT200，適合泵體加工的需求。分析零件圖紙可知，該零件圖紙尺寸標(biāo)注完整、正確，符合數(shù)控加工要求。泵體前后端面精度要求較高，上下端和左右端沒有精度要求，粗糙度要求也不高 加工工藝路線設(shè)計加工工藝路線設(shè)計主要按選擇加工方法、劃分加工階段、劃分工序、工序順序安排、最終確定進(jìn)給加工路線。1）選擇加工方法根據(jù)表 31 所示的平面加工精度經(jīng)濟(jì)加工方法、該零件的加工精度和毛坯設(shè)置的加工余量，為確保該泵體加工部位平面的表面粗糙度 Rａ為 ，選擇粗銑—精銑的加工方法。表 31 銑床平面加工精度經(jīng)濟(jì)方法加工序號 加工方法 經(jīng)濟(jì)精度級表面粗糙度Ra 值/μm適用范圍1粗銑—精銑或粗銑—半精銑—精銑IT7~IT9 ~一般不淬硬平面2粗銑—精銑—刮研或粗銑—半精銑—精銑—刮研IT6~IT7 ~精度要求較高的不淬硬平面3 粗銑—精銑—磨削 IT7 ~4 粗銑—精銑—粗磨—精磨 IT6~IT7 ~精度要求較高的淬硬平面5粗銑—半精銑—拉IT7~IT8 ~大量生產(chǎn)，較小的平面6 粗銑—精銑—磨削—研磨 IT6 級以上 ~ 高精度平面2）劃分加工階段根據(jù)上述加工方法的選擇，泵體加工劃分為粗加工和精加工兩個階段。3）劃分工序根據(jù)上述加工方法，該泵體無法一次夾持完成全部加工，所以工序劃分以一次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序，共分為四道工序，第一道工序分為五道工步，即粗精加工平面，粗精加工內(nèi)輪廓，粗精加工外輪廓，粗精加工 6 M7的螺紋孔，粗精加工 2Φ5mm 的通孔。第二、三工序分為一個工步，即粗精加工 Φ15mm 的孔，第四道工序分為兩個工步，即粗精加工 Φ7mm 的孔和Φ14mm 的孔。4）加工順序安排根據(jù)上述工序劃分方法，要表面及其他表面的機械加工順序，對組織生產(chǎn)、保證質(zhì)量和降低成本有較大的作用，應(yīng)根據(jù)工序的劃分和定位基準(zhǔn)的建立與轉(zhuǎn)換來 。一般原則為： 先粗后精。既粗加工半精加工精加工，最后安排主要表面的終加工順序；在各階段中，先加工基準(zhǔn)表面，然后以它定位加工其他表面；先加工主要表面，當(dāng)其達(dá)到一定精度后再加工次要表面；先平面后孔。這是因為平面定位比較穩(wěn)定可靠，所以對于箱體、支架、連桿等類平面輪廓尺寸較大的零件，常先加工平面； 除用為基準(zhǔn)的平面外，精度越高，粗糙度 Ra 值越小的表面應(yīng)放在后面加工以防止劃傷；表面位置尺寸及公差標(biāo)注方式也影響工序順序，應(yīng)力求能直接保證或使尺寸鏈數(shù)日減少。5）確定進(jìn)給加工路線根據(jù)上述加工順序安排，泵體的加工設(shè)計按照以下步驟進(jìn)行：零件有3組加工面他們有位置度要求。以下是本零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：基準(zhǔn)面 A 為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面包括基準(zhǔn)面 A面和基準(zhǔn)面 A 對應(yīng)的面，還有寬45mm 的槽、兩個 的內(nèi)輪廓、6M7的螺紋孔和2Φ5mm 的銷孔。以底面和2Φ 7mm 的孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是加工2Φ15mm 的孔。 機床的選擇機床的選擇主要是跟據(jù)加工零件的規(guī)格大小、加工精度和加工表面質(zhì)量等技術(shù)要求，正確的選擇機床型號及規(guī)格。另外，機床的選擇應(yīng)該能夠遵循提高生產(chǎn)率，及自動化程度、方便操作維修、使用安全可靠、成本低等原則。選用加工中心或數(shù)控銑床 加工中心雖然加工柔性比普通銑床優(yōu)越，而且能夠加工更加復(fù)雜的曲面等工件，但單就某一種普通零件的生產(chǎn)效率而言，與普通銑床還存在一定的差距。因此，提高加工中心的效率便成為關(guān)鍵，而合理運用編程技巧，編制高效率的加工程序，對提高機床效率往往具有意想不到的效果。該齒輪泵的泵體規(guī)格不大，精度要求不高，銑床上加工可滿足精度要求，所以普通銑削選用規(guī)格不大的 GSVM9560 銑床即可滿足加工要求。 基準(zhǔn)的選擇 在制定工藝規(guī)程時，基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)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(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，不但使加工工藝規(guī)程中問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。定位基準(zhǔn)的選擇正確與否，對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的影響，定位基準(zhǔn)的選擇是一個很重要的工藝問題。1）粗基準(zhǔn)的選擇在選擇粗基準(zhǔn)時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，并注意盡快獲得精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)要按照一定的原則進(jìn)行選擇。對于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對后面的精加工至關(guān)重要。從零件圖上可以看出，泵體零件還算比較規(guī)則，所以粗基準(zhǔn)容易選擇。為了保證前后端面的位