【正文】 將管理、物流及各相應輔機集成柔性制造系統(tǒng)。我國近幾年數(shù)控機床雖然發(fā)展較快，但與國際先進水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差，外觀質(zhì)量差，產(chǎn)品開發(fā)周期長，應變能力差。 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢 :1） 高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。2） 5 軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展。一般認為，1 臺 5 軸聯(lián)動機床的效率可以等于 2 臺 3 軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5 軸聯(lián)動加工可比 3 軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。 當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn) 5 軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。3） 智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢。 開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范的研究和制定，世界 3 個最大的經(jīng)濟體在短期內(nèi)進行了幾乎相同的科學計劃和規(guī)范的制定，預示了數(shù)控技術(shù)的一個新的變革時期的來臨。 對我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計：我國數(shù)控技術(shù)起步于 1958 年，近 50 年的發(fā)展歷程大致可分為 3 個階段：第一階段從 1958 年到 1979 年，即封閉式發(fā)展階段。第二階段是在國家的“六五” 、 “七五”期間以及“八五”的前期，即引進技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。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，進入市場競爭階段。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機床的國內(nèi)市場占有率達 50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)也達到了 10％。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。一個為吸入腔，另一個為排出腔。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。擠出機的物料在吸入口進入兩個齒輪中間，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。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。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。?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。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)。推動高粘流體進入吸入口一側(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。這些泵將與具體的應用工藝相配合，以使系統(tǒng)能力及價格達到最優(yōu)。 “D”型軸承結(jié)合了強制潤滑機理，使聚合物經(jīng)軸承表面，并返回到泵的進口側(cè)，以確保旋轉(zhuǎn)軸的有效潤滑。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。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。為便于安裝，制造商設計了一個環(huán)形螺栓安裝面，以使與其它設備的法蘭安裝相配合，這使得筒形法蘭的制造更容易。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)。在齒輪泵出口處的壓力脈動可以控制在 1%以內(nèi)。3 齒輪泵的特點和應用 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。3）齒輪油泵的潤滑是靠輸送的液體而自動達到的，故日常工作時無須別加潤滑油。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，得到廣泛應用。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。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。毛坯初步設計如下： 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。所以上下端面的加工余量為3mm。所以寬70mm 的兩個端面的單邊余量為2mm 即可。 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。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 加工工藝路線設計加工工藝路線設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、最終確定進給加工路線。表 31 銑床平面加工精度經(jīng)濟方法加工序號 加工方法 經(jīng)濟精度級表面粗糙度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。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。一般原則為： 先粗后精。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； 除用為基準的平面外，精度越高，粗糙度 Ra 值越小的表面應放在后面加工以防止劃傷；表面位置尺寸及公差標注方式也影響工序順序，應力求能直接保證或使尺寸鏈數(shù)日減少。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：基準面 A 為基準的加工面，這組加工面包括基準面 A面和基準面 A 對應的面，還有寬45mm 的槽、兩個 的內(nèi)輪廓、6M7的螺紋孔和2Φ5mm 的銷孔。 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。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。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。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)無法正常進行。1）粗基準的選擇在選擇粗基準時，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。對于零件的加工而言，粗基準的選擇對后面的精加工至關(guān)重要。為了保證前后端面的位置精度要求，選擇泵體的 A 面和底面作為粗基準，依照粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應該以這些不加工的表面作為粗基準，當零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準）來選取。2）精基準的選擇 選擇精基準時，是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此，定位基準的選擇應先選擇精基準，再選擇粗基準，選擇精基準時要按照一定的選擇原則進行精基準的選擇，在泵體加工中是先以右端面為基準加工 A 面，然后再以 A 面為精基準加工其它輪廓。 刀具主要由主刀體、副刀體、倒角刀、冷卻潤滑管路等組成。面的加工采用直徑為 Φ30mm 的面銑刀，外輪廓的加工選用 Φ5mm 的平底刀，內(nèi)輪廓的加工采用直徑為 Φ10mm 的平底刀切削，6M7 螺紋孔采用 Φ6mm的麻花鉆和機用絲錐 M7，Φ15mm 的孔加工時選用 Φ13mm 的麻花鉆和Φ15mm 的鏜刀，底板上的階梯孔選用 Φ14mm、Φ7mm 的麻花鉆。數(shù)控銑削的切削用量包括進給量、切削速度、背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速。加工要求：粗銑、精銑 A 端面；刀具：鑲齒面銑刀；刀具材料：硬質(zhì)合金。根據(jù)公式31求出主軸轉(zhuǎn)速 n 為1200r/min。 n=1000Vc/（d） (31)其中：d—銑刀直徑，單位為 mm Vc—切削速度，單位為 m/min2）加工6M7的螺紋孔和2Φ5的定位銷孔加工要求：粗精加工螺紋孔和定位銷孔，刀具為麻花鉆、鏜刀和機用絲錐，根據(jù)表34 和35可以確定加工孔時的切削用量。表35 鏜孔切削用量工件材料鑄鐵 鋼及合金鋼 鋁銅及其合金工序刀具材料Vc(m/min) f/(mm/r) Vc(m/min) f/(mm/r) Vc(m/min) f/(mm/r)粗鏜高速鋼硬質(zhì)合金20~2535~50~15~3050~70~100~150100~250~半精鏜高速鋼硬質(zhì)合金20~3550~70~15~5095~135~100~200 ~精鏜高速鋼硬質(zhì)合金70~90＜~100~135~150~400 ~注：當采用高精度鏜頭鏜孔時，由于余量較小， ，切削速度可提高一些，加工鑄鐵時為100~150m/min， ，鋼件為150~200m/min，鋁合金為200~400m/min。加工孔時，切削速度20m/min ，背吃刀量2mm，主軸轉(zhuǎn)速500r/min。精鏜時， mm/r，切削速度70m/min，背，主軸轉(zhuǎn)速1500 r/min。表 36 攻螺紋切削用量加工材料 鑄鐵 鋼及合金鋼 鋁銅及其合金Vc（m/min） ~5 ~2 5~153）泵體兩側(cè) Φ15mm 孔的加工。切削速度20m/min ，背吃刀量2mm，主軸轉(zhuǎn)速500r/min。根據(jù)表34 所示的數(shù)值，可以確定階梯孔加工時的切削用量，進給量，切削速度20m/min，背吃刀量2mm，主軸轉(zhuǎn)速500r/min。5 齒輪泵圖 各個零件圖圖 51 泵體圖 52 左端蓋圖 53 定位銷圖 54 壓緊螺母圖 55 右端蓋圖 56 螺釘 裝配圖圖 57 裝配圖 爆炸圖圖 58 爆炸圖6 泵體的數(shù)控加工程序面銑刀G54G90G17G40G64M03S1300G00x50y55z2G01z1F50 （CYCLE71,10,0,2,25,1,1,48,0,2,20, ,21,0）G00z100Φ5mm 的平底刀G01x50y55z1F50 CYCLE72（SYQ01,10,0,2,25,3, ,500,50,201,42,2,12, ,2,12）z1F50 CYCLE