齿轮泵基座的加工设计

2015-06-08王德鹏

科学中国人 2015年17期

关键词：通孔毛坯公差

王德鹏

贵州航天职业技术学院

齿轮泵基座的加工设计

王德鹏

贵州航天职业技术学院

通过对叉架类零件齿轮泵基座零件图的分析，确定了该零件的毛坯材料及尺寸规格。对零件的加工工艺分析，确定了该零件的加工工艺路线，编写了详细的机械加工工艺文件：工艺过程卡片和工序卡片。

加工工艺；尺寸；齿轮泵

一、零件图样分析

齿轮泵基座是齿轮泵机体不可缺少的重要组成部分。零件的形状及结构如图所示。

图1 支撑架零件简图

图中以左视图的左端面C为基准，作为装配要求，加工零件的其它面和孔的基准，且与对面有平行度要求其公差为0.01mm，及其两面的粗糙度值为Ra0.8μm。零件中有M16的螺纹，且它的上下两M6-7H互为基准，平行度公差为0.01mm，并且6个螺纹空的轴线与C基准面都有垂直度公差，公差直径为0.01mm。有两个直径为5mm的通孔，其粗糙度为Ra0.8μm。零件内有两直径为34.5mm的圆弧，其偏差要求较高，值为0～0.039mm。零件底部有两个直径为7mm的沉孔。而零件采用的材料为HT200。

二、毛坯的确定

零件有一部分外表不需加工，还要有一定的耐磨性、防腐蚀和受压性，所以零件材料为HT200。为了保证毛坯精度要求，加工余量小，生产率高，降低成本，故毛坯只能采用铸件。由于6个螺纹孔、2个通孔和底部2个沉孔尺寸小，铸造无法铸出，在机械加工时由钳工加工。为保证零件加工质量，毛坯每个加工表面的余量通过查手册确定为3mm。

三、工艺分析

该零件的材料HT200，毛坯为铸件，单件生产,铸造制造毛坯。综合力学性能低，抗压强度比抗拉强度高约3～4倍。吸震性能好，弹性模量低。

加工的工艺的顺序应先面后孔，有利于简化安装变形。平面比孔加工容易。先加工平面，把铸件表面的凸凹不平和夹砂等缺陷切除，在加工分布在平面上的孔和螺纹孔时，对于孔、螺纹的加工和保证加工精度都是有利的。一般均先加工平面，利用圆台铣就能完成。把粗精加工分开进行，有利于把已加工后由于各种原因引起的工件变形充分暴露出来，然后在精加工中将其消除。首先要加工加工底面，因为精度要求不高，保证尺寸和精度，到图纸要求，用直径为7mm的直槽钻，在图纸的相应位置钻通孔两个，还可以用底面和两空作为定位加工其他部分。加工两侧，由于精度要求不高，而侧边不在同一平面，要在下面加垫片，达到同一平面，在铸造毛坯时单边余量为3mm，只要去除余量就可以，其中有M16螺纹，先打直径为13.9mm的底孔，再攻丝，到图纸要求，再加工另一侧。以C的对面为粗基准，加工C面，由于表面粗糙度要求比较高为Ra0.8μm。再以C面为精基准面，加工对面，这面与C面有平行度的要求，保证尺寸为25mm，上偏差为-0.05 mm，下偏差为-0.01 mm。在毛坯零件上划线，因为直径为34.5mm，上偏差为0.039mm,下偏差为0的两圆弧的粗糙度要求为Ra0.8μm，可以在镗床上直接镗出，所以划直径为34.5mm的两圆弧，还要划出端面上的6个M6的螺纹孔的中心和两个直径为5mm的通孔的中心。直径为34.5mm的两圆弧，先粗镗后精镗即可达到其精度。加工7级M6的螺纹孔，先打直径为5mm的底孔，再用M6丝锥攻丝，M16下边的螺纹孔与端面有垂直度的要求，其值直径为0.01mm，上下两螺纹孔有平行度要求，其值为0.01mm。加工直径为5mm的通孔，先打直径为4.8mm的底孔，再用直径为5mm钻头精绞。零件经过上面的工艺加工达到图纸尺寸要求后，要经过对零件的螺纹、内孔和端面的尺寸、表面粗糙度和形位公差进行检验，确定零件是否合格，在对零件清洗涂油入库。

四、工艺路线的拟定

从零件图可知该齿轮泵支座的加工精度要求高，由于零件是在生产中采用工序集中进行生产，零件可以通过粗铣达到部分尺寸要求，由于是单件生产钻孔和攻丝可以单独的工序加工，零件的最中尺寸公差要求和表面要求在磨削工序中完成，所以确定该的齿轮泵支座的加工工艺路线为：铸造——热处理——铣——钳——车削——钳——检验——入库。

五、工序尺寸的确定

由零件图分析可知零件采用HT200，采用铸件，获得毛坯表面比较规则，所以零件毛坯单边余量为3mm，零件精度高，表面粗糙度最小数值为Ra0.8μm，用精加工即可达到及要求。

1、机床选择

由X52型铣床工作参数铣刀安装在主轴上，工件在垂直于铣刀轴线方向的直线运动的切削加工方式，采用较大的切削用量进行切削加工。零件是铣削齿轮泵支座上侧面和两端面,所以选择X52铣床。

由零件端面加工要求，有6个M6的螺纹孔底孔直径为5mm，两个直径为5mm通孔，选取Z3040×16摇臂钻床。加工此零件的直径为34.5mm的两圆弧要用相应的夹具，根据CA6140参数指标选择该车床。

2、刀具选择

铣刀依据资料选择YG6的刀。钻底面直径为7mm孔。钻、精绞直径为5mm的孔。钻螺纹孔直径为5mm和15.2mm，攻丝M6和M16用锥柄阶梯麻花钻机用攻丝。镗直径为34.5mm的两圆弧。

3、量具的选择

零件需要测量尺寸有直径为24mm外圆和直径为5mm通孔，直径为34.5mm的圆弧，两侧面间的距离70mm，底脚的长85mm、宽20mm和厚10mm，两M16螺纹孔之间的距离33mm，M16的上下两螺纹之间的距离为28.76mm，上偏差为0.02mm，下偏差为-0.02mm。零件加工中个工序尺寸，所以选择125×0.02mm游标卡尺。选择25～50mm和50～75mm千分尺用于测量磨削两端面尺寸为25mm，上偏差为-0.05mm，下偏差为-0.01mm和直径为34.5mm，上偏差为0.039mm，下偏差为0的两圆弧，达到测量尺寸要求。

零件中有M16螺纹，且它的上下两M6-7H互为基准，平行度公差为0.01mm，并且6个螺纹空的轴线与C基准面都有垂直度公差，公差直径为0.01mm，所以选择百分表。钢板尺测量长度、宽度和高度，选择100mm钢板尺能测量零件的总长长度和其余长度。零件的两端面和M16的上下两螺纹孔都有平行度要求，有垂直度度要求，而端面有垂直度要求，即表面的粗糙度程度高，则可选取百分表和千分表。