齿轮泵前盖加工工艺设计

齿轮泵前盖加工工艺设计

摘要:本次设计主要阐述了一种齿轮泵前盖的制造工艺，对整个零件的机械加工过程有详细的讲解，主要内容是：从零件测绘到机械加工，其中涉及零件测绘、加工工艺、重要工序中的夹具设计，最后简单地介绍了一下齿轮泵的装配。通过对工件的工艺性进行分析，确定一个最佳的工艺方案，合理设计加工工艺，并对零件加工工艺及夹具工艺进行设计。

关键词：齿轮泵；零件测绘；工艺设计

1前言

液压技术有很多优点，从民用到国防，从一般传动到精密控制，都得到了广泛的应用。作为主要施工设备的工程机械,目前绝大多数采用了液压传动与控制技术，液压传动及其控制技术是促进工程机械主流方向不断发展的基础条件。齿轮泵作为工程机械中的重要元件，在各种液压传动中起了极其重要的作用。

齿轮泵作为工程机械中的重要元件，在各种液压传动中起了极其重要的作用，所以从零部件到整机，任何一个细节质量要求都要严格控制，本次设计的目的主要就是希望从中学到一些技术性的知识，并结合自己所学的知识运用到企业实际生产中去。

2零件分析

2.1零件结构分析

公司自己生产的样品，主要是一些零件和装配好的齿轮泵，还有多路阀，在技术部我也有安排一台电脑，所以也见到了公司的一些生产图纸与产品样本，大致了解了一下齿轮泵的结构。

针对选题对一个齿轮泵的前盖进行了测绘，测绘过程中，精度要求不高的尺寸就用游标卡尺测量，精度要求高的尺寸就用三坐标测量机测量，有些尺寸需要测量多次再取平均值，以确保客观地反应实际尺寸。以下数据是用三坐标测量的部分实际数据：

我的思路是：先测量尺寸，再在图纸上画出草图，主要就是三视图，再用Pro/E把零件造型画出来，最后导出工程图，导出之后要经过很多修改与调整的，造型图如图1所示。最后师傅还特别讲了一下工序基准，标注尺寸必须先选择好工序基准，不然尺寸标注就会没有基准，显得很混乱，而且对加工某道工序的人来说，也很难看明白具体尺寸，这个还要对工艺过程很熟悉；其它还有各尺寸公差级别的选定与技术要求等。

图1 齿轮泵前盖造型

将CAD图纸绘制并打印出来，参照公司相关资料标注了公差与技术要求，Pro/E实体造型,有些细节的地方没有画完整，但在CAD平面图纸中尺寸都标注齐全，包括零件的倒角、沉孔、螺纹、流道，复杂的地方也用剖视图表达清楚了，大致外形如图2所示，具体见附件1中的前盖零件图。整个过程现在很清楚了，我想将来工作可能也会遇到类似的问题，我相信有这个能力去解决。

图2 齿轮泵前盖示意图

2.2零件工艺分析

本次设计因为有实物做参照，所以对于哪些尺寸是铸造尺寸，哪些需要机加工，这一点我很清楚，尤其是那些精度要求很高的尺寸。在师傅的指导下，我已经很完整地画出了零件图。

3确定毛坯

3.1确定毛坯材料与热处理工艺

公司大部分齿轮泵铸件材料都是灰铁，少数强度要求高的用球墨铸铁，有一种多路阀的材料是蠕墨铸铁，这次做设计用的齿轮泵前盖零件材料为HT250，属于普通灰铸铁，这种材质机械加工比较容易切削。

热处理工艺采用正火工艺，900-960℃保温2-4小时，然后炉冷850—900℃，保温1-3小时空冷。

3.2确定毛坯铸造形式

铸造本身就是一种工艺方法，是指将熔融的金属浇注、压射或吸入铸型腔或模具中，待其凝固后而得到一定形状和性能的铸件。具体过程是将熔融的金属在一定的压力作用下，以较快的速度注入金属型腔内而获得铸件。这种铸造技术铸造精度高，可达IT13～IT11，表面粗糙度值小，铸件上的各种孔眼、文字以及图案均可铸出，这里公司很多零件表面都有字，都是通过这种铸造技术实现的。为了减少不必要的工序，这里用的是砂型铸造，外形尺寸都不必机加工，如图3所示，余量控制之类的具体参见毛附件2毛坯图的尺寸。下面说一下该零件铸造的工艺要求：

图3 齿轮泵前盖毛坯图

（1）铸件配料均匀，各处必须保证成分一致，不得有突然变化，这点很多铸造企业很难保证，常常会出现同一个零件，各处的硬度值都不同，而且相差很多；（2）铸造圆角要适当，不得有尖棱、尖角；

（3）铸件的结构要尽量简化，并要有合理的起模斜度，以减少分型面、芯子，并便于起模；

（4）不得有气孔、疏松、砂眼等铸造缺陷；

（5）要求热处理后保证硬度180～220HBS，抗拉强度240MPa以上。

4拟订工艺路线

工艺路线是指产品或零件在生产过程中，由毛坯准备到成品入库，经过企业各个部门或工序的先后顺序。拟订零件的加工工艺路线，实际上就是制订机械加工工艺规程的总体布局，对零件的加工质量、生产效率和成本有决定性的影响，因此，它是制订工艺规程中最关键的一步。

由于生产类型为中批量生产，机床应尽量采用通用夹具，并使工序集中以提高生产效率，此外，也要考虑生产成本。

4.1加工方法的选择

零件的加工，应该根据这些尺寸的加工要求和零件的结构特点等因素选用相应的加工方法。在选择某一加工方法时，一般先选定最终加工方法，然后再逐一选定各有关前倒工序的加工方法。加工方法的选择：

（1）所选加工方法应该考虑每种加工经济精度范围与加工面的精度要求和表面粗糙度要求相适应；

（2）所选加工方法能确保加工面的几何形状精度、表面相互位置精度的要求；

（3）所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。

这个前盖因为需要加工的尺寸很多，有些要求不高的尺寸就不需要分几道工序，重要尺寸按照大原则：粗加工→半精加工→精加工

4.2定位基准的选择

工件在加工时，用来确定工件对机床以及夹具相对位置的面称为定位基准。最初工序中所用定位基准是毛坯上未加工的面称为粗基准；在其后各工序加工中所用定位基准是已加工的面称为精基准。

粗基准的选择：选择粗基准时，重点考虑如何保证各个加工面都能分配到合理的加工余量，保证加工面与不加工面的位置尺寸和位置精度，同时还要为后续工序提供可靠基准，具体遵循以下原则：

（1）为了保证各个加工面都能分配到足够的加工余量，应该选择加工余量最小的面为粗基准；

（2）为了保证零件上加工表面与下加工表面的相对位置要求，应该选择不加工面为粗基准；

（3）为了保证零件上重要表面加工余量均匀，应该选择重要加工面为粗基准；

（4）为了使定位稳定可靠，应该选择毛坯尺寸和位置比较可靠、平整光洁的面做粗基准；

（5）粗基准应该尽量避免重复使用，特别是在同一尺寸方向上只允许装夹使用一次，同时要考虑便于定位、装夹和加工，并使夹具结构简单。

精基准的选择：选择精基准时，重点考虑如何减少工件的定位误差，保证工件的加工精度，同时也要考虑工件装卸方便，同时还要考虑基准重合原则，即以设计基准作定位基准，以避免产生基准不重合误差。

依照以上所述，本次设计中选取的基准都与实际生产一致。

4.3加工阶段的划分

在选定了各道工序加工方法之后，还需要进一步确定这些加工方法在工艺路线中的顺序与位置。下面是加工该零件的加工阶段的划分，见表 1 机械加工工艺过程：

表1 机械加工工艺过程