711 油壓泵蓋機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)(有cad圖+文獻(xiàn)翻譯)
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油壓泵蓋機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
完成時(shí)間: 2014年5月
摘 要
泵是一種重要零件,被廣泛的使用,例如汽油泵,液壓泵,潛水泵,隔膜泵等產(chǎn)品,它在機(jī)械行業(yè)中的作用是不能被隨便取代的,本課題選的是泵蓋的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì),因?yàn)楸蒙w是和泵密切相關(guān)的零件,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,從大量的有關(guān)書籍中綜合比較與選擇最好的設(shè)計(jì)方案。液壓泵蓋零件重要是目前機(jī)械行業(yè)中不可否認(rèn)的事實(shí),采用傳統(tǒng)的工藝,如鉆,擴(kuò),銑等,不僅效率低且穩(wěn)定性差,精度不容易保證,約束著生產(chǎn)的發(fā)展,對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件應(yīng)采用組合機(jī)床進(jìn)行加工,不僅快捷高效而且生產(chǎn)率高,是機(jī)械加工的最佳發(fā)展方向。由課題給定的設(shè)計(jì)題目可知,應(yīng)采取什么樣的措施來(lái)解決泵蓋加工設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)的過(guò)程中所存在的主要問(wèn)題。如毛坯制造形式獲得的具體確定,基準(zhǔn)面的選擇,工序尺寸及空白,工藝路線的確定,切削用量的確定。在專用夾具設(shè)計(jì)的過(guò)程中存在著許多值得注意的問(wèn)題,設(shè)計(jì)出準(zhǔn)確合理的夾具是保證零件合格的重要條件,夾具設(shè)計(jì)中操作說(shuō)明書亦很重要。此次設(shè)計(jì)能夠完成主要感謝我的老師及同學(xué)們的大力支持與幫助,向他們表示衷心的感謝。
關(guān)鍵詞 :工藝;夾具設(shè)計(jì)
ABSTRACT
Pump is a kind of important parts, is widely used, such as gasoline pump, hydraulic pump, submersible pump, diaphragm pump and other products, its role in mechanical industry can't be replaced by random, this topic is optional pump cover mechanical processing technology and fixture design, because the pump cover are closely related and pump parts, in the design process, from a large number of relevant books comprehensive compare and choose the best design solution. Hydraulic pump cover is one of the important parts in the machinery industry there is no denying the fact that adopts the traditional process, such as drilling, expanding, and milling, etc., not only low efficiency and poor stability, not easy to ensure accuracy, constrains the development of production, should be used for mass production parts modular machine tool for processing, not only efficient but also the productivity is high, is the best development direction of mechanical processing. Designed by the topic of a given topic, what measures should be taken to solve the pump cover processing design, fixture design and the main problems existing in the process of. Such as blank making form of concrete, the selection of the datum, the process and blank size, the determination of process route, cutting parameter determination. In the process of special fixture design, there are many noticeable problems in design of fixture is accurate and reasonable guarantee the important conditions of qualified parts, fixture design in the operating instructions is also very important. This design can be completed mainly thanks to my teacher and classmates support and help, to express our heartfelt thanks to them.
Key words: process; Fixture design.
目 錄
前言 4
一. 零件的分析 5
1、零件的作用 5
2、零件的工藝分析 6
二、零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7
1. 確定毛坯的制造形式 7
2. 基準(zhǔn)面的選擇 7
3. 制定工藝路線 8
4. 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10
5. 確定切削用量 11
6. 小結(jié) 21
三 專用夾具設(shè)計(jì) 22
1. 問(wèn)題的提出 22
2. 粗、精銑零件上平面夾具設(shè)計(jì) 22
3. 定位基準(zhǔn)的選擇 22
4. 銑削力與夾緊力計(jì)算 22
5. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 25
6. 鉆3-φ11孔夾具設(shè)計(jì) 26
6.1 定位基準(zhǔn)的選擇 26
6.2定位元件的設(shè)計(jì) 26
6.3定位誤差分析 26
6.4鉆削力與夾緊力的計(jì)算 27
6.5襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 27
6.6夾緊裝置的設(shè)計(jì) 28
6.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 28
7. 小結(jié) 30
參考文獻(xiàn) 31
致謝 32
前言
自改革開(kāi)放以來(lái)中國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)一直處于相對(duì)落后的階段,經(jīng)過(guò)國(guó)人的不斷努力,在今天21世紀(jì)的中國(guó),飛速發(fā)展是當(dāng)今中國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的主要特點(diǎn),在以前我國(guó)的的機(jī)械行業(yè)中機(jī)加工的方法比較單一,剛性專機(jī)就是當(dāng)時(shí)被廣泛使用的,在當(dāng)時(shí)的機(jī)械行業(yè)中各種各樣的零件,基本上都是用的剛性專機(jī)加工。由于剛性專機(jī)加工有許多不足的地方,由于時(shí)代不斷的發(fā)展與進(jìn)步,各行各業(yè)也跟著發(fā)展與進(jìn)步,所以對(duì)零件的需求也越來(lái)越多,問(wèn)題就接二連三的出現(xiàn)。比如單個(gè)零件的生產(chǎn)周期長(zhǎng),零件改型的周期長(zhǎng)等等一系列的問(wèn)題。目前我國(guó)機(jī)械加工的發(fā)展方向有以下幾個(gè)特點(diǎn),1) 加工設(shè)備朝著柔性化方向發(fā)展 2)加工工藝朝著柔性化方向發(fā)展。加工裝備柔性化的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在設(shè)備快速性和適應(yīng)性上的需求,制造商在考慮到經(jīng)濟(jì)效益以及產(chǎn)量等問(wèn)題,所以不得不尋求柔性和產(chǎn)量之間的最佳組合來(lái)提高效益和產(chǎn)量。
機(jī)械加工過(guò)程中,夾具的設(shè)計(jì)是很關(guān)鍵的一部分。機(jī)床技術(shù)在不斷的更新?lián)Q代,目前正朝一下幾個(gè)方向發(fā)展:1)高速、2)高效、3)精密、4)復(fù)合、5)智能、6)環(huán)保,夾具技術(shù)也不亞于機(jī)床技術(shù)也正一下幾個(gè)方向進(jìn)行發(fā)展:1)高精、2)高效、3)模塊、4)組合、5)通用、6)經(jīng)濟(jì)。液壓夾緊裝置在機(jī)械加工中有很多的優(yōu)點(diǎn);其一它能節(jié)省夾緊是所要用的時(shí)間,其二能節(jié)省工件松卸時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間。除了液壓夾緊以外還有機(jī)械夾緊和氣動(dòng)夾緊,液壓夾緊與機(jī)械夾緊相比,液壓夾緊要節(jié)省90%-95%的時(shí)間,所以有效的縮短了生產(chǎn)時(shí)間提高了產(chǎn)量,解決了時(shí)間與產(chǎn)量的問(wèn)題成本的問(wèn)題就能迎刃而解了。液壓夾緊還一個(gè)很重要的特點(diǎn),就是具有非常高的定位精度。主要原因是夾緊力恒定,確保了零件變形的概率。
一. 零件的分析
圖1
1、零件的作用
由課題題目可知,零件的類型歸屬蓋體類零件,它的主要作用是和別的零件配合,可以組成液壓泵的一個(gè)腔體結(jié)構(gòu),可以用來(lái)儲(chǔ)存、輸送分配液壓油。泵蓋是機(jī)械行業(yè)很重要的一種零部件,在很多行業(yè)中都可能會(huì)使用到機(jī)械產(chǎn)品,而在很多的機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)有液壓這一塊,在液壓產(chǎn)品中泵蓋是必不可少一個(gè)零件,在整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的工作過(guò)程中,零件的內(nèi)表面受到液壓力的沖擊,所以在加工零件的時(shí)候,必須注意零件的剛度要求,零件的某些面要與其他零件進(jìn)行配合的表面,對(duì)零件的尺寸精度和形位精度要有一定的要求。
2、零件的工藝分析
屬于液壓泵零件,該零件圖主要由平面、外輪廓、孔、凸臺(tái)、腰槽等組合而成,其中孔的精度要求比較高,零件的密封性能要求比較高。零件屬蓋體類,所以要與其他零件配合,故對(duì)零件的幾組平面要有表面粗糙度和形位精度的要求,使零件能更好的與其他零件進(jìn)行配合安裝。制定出最佳最合理的工藝路線是零件能否達(dá)到加工要求的主要原因
2.1 具體工藝分析
材料:ZL106
材料的類型屬于二元共晶鋁硅合金,該合金特點(diǎn)有: 優(yōu)良的鑄造性能 但是切削加工性能和力學(xué)性能要差些 ,為了達(dá)到加工的要求,首先就必須改善材料的鑄造形式,鑄造的形式有很多種,精密鑄造與及金屬型鑄造都能達(dá)到材料的要求。
(1)各個(gè)基準(zhǔn)孔的加工
1)粗銑毛坯的上下兩個(gè)平面確保尺寸43.00mm,平面平行度誤差為0.10
2)粗鏜直徑為φ25.5的孔 保證形位誤差及尺寸的要求
3)粗鉆七個(gè)直徑為φ8.5的孔 保證尺寸及形位要求
5)粗鉆三個(gè)直徑為φ11的孔 確保尺寸及形位要求
6)鉆度斜為23直徑為φ4的孔 確保尺寸及形位要求
7)粗鏜直徑為φ32孔
(2)主要基準(zhǔn)面的加工注意以下兩個(gè)方面:
1)基準(zhǔn)表面的加工
液壓油泵蓋上表面、液壓油泵蓋表面各孔這都是精準(zhǔn)表面的加工
2)基準(zhǔn)孔的加工
鏜2-φ32的孔是零件主要的基準(zhǔn)孔
二、零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
1. 確定毛坯的制造形式
材料為ZL106的零件。此零件大批生產(chǎn)的產(chǎn)量,據(jù)統(tǒng)計(jì)每年大約生產(chǎn)出4000件左右,可視為大批量生產(chǎn)。據(jù)零件的毛坯圖紙可知,零件的外輪廓不算很大,通過(guò)圖紙及相關(guān)的技術(shù)要求可知,零件的鑄造表面質(zhì)量要求比較高,選用鑄造質(zhì)量相對(duì)于常溫下化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定的毛坯,因?yàn)榱慵纳a(chǎn)屬于大批量生產(chǎn),所以毛坯的選定也必須選擇適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。便于加工工藝過(guò)程和鑄造,而且還可以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率。
2. 基準(zhǔn)面的選擇
在這整個(gè)工藝的規(guī)程設(shè)計(jì)過(guò)程中有著重要的一個(gè)組成部分取決于基準(zhǔn)面的選擇,基準(zhǔn)面的選擇在整個(gè)機(jī)械加工過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用,所以在選擇基準(zhǔn)面的時(shí)候必須保證基準(zhǔn)面的準(zhǔn)確與合理,同時(shí)基準(zhǔn)面的選擇也會(huì)直接影響產(chǎn)品的生產(chǎn)率。如果選擇的不合理就會(huì)直接影響零件的工藝,同時(shí)也會(huì)在加工工藝過(guò)程中出現(xiàn)很多問(wèn)題,嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致大批量的零件報(bào)廢,不僅經(jīng)濟(jì)損失而且會(huì)使得生產(chǎn)無(wú)法照常進(jìn)行,影響效益等等一系列的問(wèn)題,由此可見(jiàn)基準(zhǔn)面的選擇在機(jī)械加工中很關(guān)鍵、很重要。
(1)在加工中首先就是粗基準(zhǔn)的選擇,由零件圖可以看出零件屬于方形零件,從基準(zhǔn)選擇的原則方面來(lái)考慮,首先應(yīng)該考慮是否要互為基準(zhǔn),因?yàn)榱慵木纫蟊容^高,所以最好選用互為基準(zhǔn)的原則。在基準(zhǔn)面選擇的過(guò)程中分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩部分,至于要選哪個(gè)面做粗基準(zhǔn)哪個(gè)面做精基準(zhǔn),那就要根據(jù)不同零件有不同的選擇,像本課題的零件就應(yīng)該選擇下表面作為粗基準(zhǔn),基準(zhǔn)選完后接著就是要考慮零件的夾緊方案,本零件可用裝夾對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行夾緊,底面定位塊支承和底面為定位基準(zhǔn),以限制z移動(dòng)、z旋轉(zhuǎn)、y移動(dòng)、y旋轉(zhuǎn)、四個(gè)自由度。再以一面定位消除x、向自由度,達(dá)到定位的目的。
(2)粗基準(zhǔn)選完后其次就是選擇精基準(zhǔn),精基準(zhǔn)的選則在整個(gè)加工過(guò)程中非常的關(guān)鍵,要能保證零件的尺寸要求、孔的同軸度等問(wèn)題。選擇時(shí)考慮的問(wèn)題有以下兩點(diǎn):1) 基準(zhǔn)是否重合;2)便于裝夾。經(jīng)過(guò)考慮與分析對(duì)于此零件采用已加工結(jié)束的上、下平面作為精基準(zhǔn)。
3. 制定工藝路線
制定工藝路線,工藝路線的選擇是零件的加工做重要的一步,它會(huì)直接關(guān)乎到零件的生產(chǎn)速度,具體的就是在加工過(guò)程中零件的裝夾方案,刀具切削的順序及走刀路線,合理的分配和安排能有效的提高零件的質(zhì)量及產(chǎn)量。此外,不論是什么零件我們都應(yīng)該考慮它 經(jīng)濟(jì)效益,合理的工藝路線就會(huì)有很好的經(jīng)濟(jì)效益,所以有以下兩種工藝方案:
(方案一)
工序一:熱處理
工序二:去掉毛坯的飛邊毛刺
工序三:粗精銑視為零件上平面的面
工步1:粗銑零件上平面
工步2:精銑零件上平面
工序四:在保證尺寸要求的前提下鉆孔
工序五:粗精下平面
工步1:粗銑下平面
工步2:精銑下平面
工序六:鉆孔
工序七:擴(kuò)孔并平底
工序八:擴(kuò)孔與孔
工序九:鏜孔及鏜孔
工序十:鉆度斜為23,孔
工序十一:精磨零件較大的平面
工序十二:去飛邊毛刺
工序十三:檢查
(方案二)
工序一:熱處理
工序二:去掉毛坯的飛邊毛刺
工序三:粗精銑視為零件上平面的面
工步1:粗銑零件上平面
工步2:精銑零件上平面
工序四:粗精下平面
工步1:粗銑下平面
工步2:精銑下平面
工序五:在保證尺寸要求的前提下鉆孔
工序六:鉆孔
工序七:擴(kuò)孔并平底
工序八:擴(kuò)φ26孔與φ25.5孔
工序九:鏜孔和孔
工序十:鉆度斜為23,孔
工序十一:時(shí)效去應(yīng)力處理
工序十二:精磨零件較大的平面
工序十三:去除飛邊毛刺
工序十四:檢查
工藝路線的分析與比較:
兩條工藝路線與相比,不同的就是第二條工藝路線多增加了一道工序十一, 主要的目的就是為了提高后面精加工平面的的精度,通過(guò)時(shí)效處理,可以解決在前面工序所存在的問(wèn)題,在粗加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種加工應(yīng)力,通過(guò)工序十一可以有效的解決。因?yàn)楫a(chǎn)生加工應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致零件成品后外形發(fā)生變形。外形一但發(fā)生變形就會(huì)直接影響零件的尺寸精度,所以這道工序?qū)α慵|(zhì)量的保證起著至關(guān)重要的作用。
互為基準(zhǔn)的原則是在機(jī)械加工工藝過(guò)程中常常被選用的,互為基準(zhǔn)就是兩個(gè)已加工表面可以互相定為基準(zhǔn)進(jìn)行裝夾,因?yàn)楸玖慵纳媳砻嬗性S多孔需要加工,所以在加工完上、下表面之后,以下表面為精基準(zhǔn)來(lái)加工上表面的孔,這樣做可以很好的保證面與面的平行度、各孔的垂直度。在加工工藝上也符合了先面后孔的原則。通過(guò)對(duì)第一條工藝路線進(jìn)行分析不難看出,第一條工藝路線在加工完一個(gè)上平面就開(kāi)始鉆孔了,因?yàn)榱慵牧硪幻孢€是毛坯未進(jìn)行加工,所以定位的精度肯定達(dá)不到要求的,鉆出來(lái)的孔一不能保證垂直度、二不能保證鉆出來(lái)的各個(gè)孔的軸線能否平行。所以發(fā)現(xiàn)第一條工藝路線不是很合理的加工路線。而第二條工藝路線就不同了,第二條的工藝路線是先加工零件的上、下兩個(gè)平面然后再鉆孔,再以已加工的面和孔作為精基準(zhǔn),這樣就可以有效的保證后面工序的加工質(zhì)量,進(jìn)而也就解決了孔的垂直度和面的平行度等問(wèn)題。通過(guò)以上對(duì)兩條加工工藝路線的分析再結(jié)合實(shí)際,一般情況下零件的加工主要是否效率高和是否能保證質(zhì)量等問(wèn)題對(duì)工藝路線進(jìn)行制定及選擇。所以在仔細(xì)的比較之下決定用第二條方案進(jìn)行生產(chǎn)加工。具體的工藝過(guò)程以工藝卡片。
4. 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
零件的材料為ZL106,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于本課題所選的零件毛坯是采用金屬模鑄造, 毛坯尺寸的確定如下圖.
. 圖2
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定零件為大批量生產(chǎn),應(yīng)該采用調(diào)整法加工。
1)對(duì)材料進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)質(zhì)處理,
2)對(duì)毛坯進(jìn)行飛邊除刺處理,有利于對(duì)毛坯的初次裝夾,
3)由前面我們制定的工藝路線所以先加工零件的上下兩個(gè)平面,根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-36和表4-38考慮3.00mm,粗加工2.00mm到金屬模鑄造的質(zhì)量,因此計(jì)算最大與最小余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定表面的粗糙度要求,精加工1.00mm,
4)粗鏜直徑為φ孔時(shí),由于粗糙度要求,因此考慮加工余量??梢淮未旨庸?,一次精加工0,就能達(dá)到零件的尺寸要求。
5)加工孔時(shí),根據(jù)參考文獻(xiàn)表考慮加工余量。可一次鉆削加工余量,就能達(dá)到零件設(shè)計(jì)的尺寸要求。
6)加工孔時(shí),根據(jù)參考文獻(xiàn)表4-25考慮加工余量??梢淮毋@削加工余量,就能達(dá)到零件設(shè)計(jì)的尺寸要求。
7)鏜孔,粗加工到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面粗糙度要求,精加工,就能達(dá)到零件設(shè)計(jì)的尺寸要求。
5. 確定切削用量
工序一:熱處理調(diào)質(zhì)
工序二:去毛坯飛邊毛刺
工序三:粗、精下平面
(1)粗銑零件的下平面
工件材料:,鑄造。
加工要求:粗銑零件的上表面,粗加工2mm,經(jīng)過(guò)調(diào)整法確定加工余量
機(jī)床:立式銑床。
查參考文獻(xiàn)表31—36
刀具:三面刃圓盤銑刀,材料:, ,齒數(shù),。
單邊余量:Z=2mm
刀具的銑削深度:
每齒進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-75,取銑削速度:參照參考文獻(xiàn)[7]表30—34,取。
由以下的計(jì)算公式來(lái)確定機(jī)床在加工時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速
:
式中 銑削速度;
刀具直徑。
由機(jī)床在加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速:
式(2.2)
按照參考文獻(xiàn)表
實(shí)際銑削速度:
式(2.3)
進(jìn)給量: 式(2.4)
進(jìn)給量: 式(2.5)
:根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表2.4-81,
(2)精銑零件的下平面
工件材料: ,鑄造。
加工要求:精銑零件的上表面,粗加工1mm,經(jīng)過(guò)調(diào)整法確定加工余量
機(jī)床: 立式銑床。
參考文獻(xiàn)[7]表
刀具:高速鋼三面刃圓盤銑刀(面銑刀):, ,齒數(shù)12,此為細(xì)齒銑刀。
在精銑時(shí)要確保好余量,所以單邊余量:
在銑削所稱中刀具伸進(jìn)去多少的深度即,銑削深度:
銑刀刀片上每個(gè)齒的進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)表,取
銑削速度:參照參考文獻(xiàn)表,取
機(jī)床在切削時(shí)主軸的轉(zhuǎn)速,由有:
式(2.6)
按照參考文獻(xiàn)表
實(shí)際銑削速度:
式(2.7)
進(jìn)給量,由式(1.3)有:
式(2.8)
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
式(2.9)
在粗銑時(shí)所需要的總時(shí)間為:
被切削層長(zhǎng)度:由毛坯尺寸可知,
切入長(zhǎng)度:
式(2.10)
切出長(zhǎng)度:取
一共走刀數(shù):1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
式(2.11)
根據(jù)參考文獻(xiàn)表查得銑削的時(shí)間
在精銑時(shí)所需要的總時(shí)間為:
被切削層長(zhǎng)度:毛坯尺寸
切入長(zhǎng)度:精銑時(shí)
切出長(zhǎng)度:取
一共走刀數(shù):1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
式(2.12)
根據(jù)參考文獻(xiàn)表得銑削時(shí)間
銑下平面時(shí)所需要的總時(shí)間為:
t=+++= 式(2.13)
工序四:加工上平面,計(jì)算的方法,同工序三,具體參數(shù)見(jiàn)工藝卡片
工序五:鉆3個(gè)直徑為Φ11的孔
因?yàn)橐庸さ目自趫D紙上標(biāo)的為Φ。機(jī)床的類型為鉆床,機(jī)床的型號(hào)為,,加工工序?yàn)殂@孔至Φ,選用Φ的麻花鉆頭。
進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)表,取
切削速度:參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-41,取
由式機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
取
實(shí)際切削速度:
被切削層長(zhǎng)度:
切入長(zhǎng)度:
式(2.14)
切出長(zhǎng)度:
一共走刀數(shù)1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
式(2.15)
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間
工序六:階梯孔鉆7—φ8.5孔
從圖紙上可知要加工的孔的直徑為,粗糙度。加工機(jī)床類型是鉆床,型號(hào)為,加工工序?yàn)轱零@,加工刀具為:锪鉆孔—Φ小直徑锪鉆。
1)確定切削用量
根據(jù)參考文獻(xiàn)表可查出,由于孔深度比,,故。查立式鉆床說(shuō)明書,取。
根據(jù)參考文獻(xiàn)表,因?yàn)殂@頭的剛性強(qiáng)度有限,所以鉆頭的進(jìn)給必須查相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)確定,故進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力,根據(jù)參考文獻(xiàn)表,允許的進(jìn)給量。
進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及,故所選可用。
切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表,得:
,
,
在機(jī)械加工中,實(shí)際的切削環(huán)境不同,會(huì)影響到機(jī)床的性能,所以在計(jì)算好的一切有關(guān)切削參數(shù),都必須進(jìn)行合理的修改,正確的說(shuō)就是修正參數(shù)。
由參考文獻(xiàn)[7]表2,,,故
查Z535機(jī)床說(shuō)明書,取。實(shí)際切削速度為
由參考文獻(xiàn)[7]表28-5,,故
式(2.16)
式(2.17)
機(jī)床功率校驗(yàn) 切削功率為
式(2.18)
機(jī)床有效功率
式(2.19)
故選擇的鉆削用量可用。即
,,,
所以
,,
工序七:鉆23斜度Φ4的斜孔,有關(guān)參數(shù)見(jiàn)工藝卡片
工序八:粗鏜Φ的孔
機(jī)床:臥式鏜床
刀具:硬質(zhì)合金鏜刀,鏜刀材料:
切削深度:,毛坯孔徑。
進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)表,刀桿伸出長(zhǎng)度取,切削深度為。因此確定進(jìn)給量。
切削速度:參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
參考文獻(xiàn)[3]表3.1-41取
實(shí)際切削速度:
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量:
式(2.20)
被切削層長(zhǎng)度:
切入長(zhǎng)度:
式(2.21)
切出長(zhǎng)度:
取
總走刀次數(shù):
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
式(2.22)
查參考文獻(xiàn)[1],表2.5-37工步輔助時(shí)間為:
精鏜下端孔到
機(jī)床:臥式鏜床
刀具:硬質(zhì)合金鏜刀,鏜刀材料:
切削深度:
進(jìn)給量:
根據(jù)參考文獻(xiàn)表,刀桿伸出長(zhǎng)度取,切削深度為=。因此確定進(jìn)給量
切削速度:
參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
取
實(shí)際切削速度,:
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量:
式(2.23)
被切削層長(zhǎng)度:
切入長(zhǎng)度:
式(2.24)
切出長(zhǎng)度: 取
行程次數(shù):
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
式(2.25)
總工時(shí)
查參考文獻(xiàn)[1],表工步輔助時(shí)間為:
工序九:粗鏜Φ的孔
機(jī)床:臥式鏜床
刀具:硬質(zhì)合金鏜刀,鏜刀材料:
切削深度:,孔徑。
進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)表,刀桿伸出長(zhǎng)度取,切削深度為=2.5mm。因此確定進(jìn)給量。
切削速度:
參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-41取
實(shí)際切削速度:
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量:
式(2.26)
被切削層長(zhǎng)度:
切入長(zhǎng)度:
式(2.27)
切出長(zhǎng)度: 取
總走刀:
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
式(2.28)
所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí)
查參考文獻(xiàn)
工序十:精磨底平面
選用磨床
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表選取數(shù)據(jù)
切削速度 切削深度
進(jìn)給量
表2.5-37工步輔助時(shí)間為:1.85min
工序十一:鉗工,去除銳邊毛刺
工序十二:時(shí)效,去除加工應(yīng)力
工序十三:檢查各個(gè)成品的尺寸是否合格
工序十四:入庫(kù)
零件3D圖
圖3
三 小結(jié)
工藝在加工中有著特殊的意義,它是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件,是一切有關(guān)生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行,認(rèn)真貫徹的紀(jì)律性文件。機(jī)械加工工藝規(guī)程在生產(chǎn)加工過(guò)程中有著重要的意義。在加工生產(chǎn),工藝水平的高低起著重要的影響以及解決在加工過(guò)程中遇到的工藝問(wèn)題起著重要的作用。機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用主要有一下幾點(diǎn):
1) 根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備;
2) 機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)計(jì)劃,調(diào)度,工人的操作,質(zhì)量檢查等的依據(jù);
3) 機(jī)械加工工藝規(guī)程也是新建或擴(kuò)建車間(或工段)的重要依據(jù);
通過(guò)以上對(duì)零件的設(shè)計(jì),使我更進(jìn)一步的了解零件在加工過(guò)程中存在很多細(xì)節(jié)性的問(wèn)題需要我們認(rèn)真的分析及解決,對(duì)加工工藝嚴(yán)格合理的選擇是保證零件質(zhì)量的主要因素。
三 專用夾具設(shè)計(jì)
在成批、大量生產(chǎn)中,工件在機(jī)加工中零件的裝夾決定著是否能進(jìn)行正常加工的關(guān)鍵,裝夾主要通過(guò)機(jī)床夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)今機(jī)械行業(yè)中基本上只要是精度要求較高的零件都要為設(shè)計(jì)專門的夾具,這樣就能有效保證零件的精度要求。機(jī)床夾具在裝夾時(shí)比較方便,進(jìn)而減少了在加工中因?yàn)檠b夾而耗費(fèi)太多的時(shí)間,提高零件的精度和減少了裝夾時(shí)間自然就提高了生產(chǎn)率。
1. 問(wèn)題的提出
零件的孔加工比較多,基準(zhǔn)平面的精銑削加工,鉆孔和的加工,機(jī)床的類型是
2. 粗、精銑零件上平面夾具設(shè)計(jì)
銑泵蓋上平面的粗,精加工是本道工序的主要用途,由加工本道工序的工序簡(jiǎn)圖可知,粗、精銑泵蓋上平面時(shí),粗糙度要求,泵蓋上平面與下平面必須要保證平行度,按照工藝孔軸線分別垂直度的要求,泵蓋上平面粗精加工是依靠本道工序的,所以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度是本道工序應(yīng)該考慮,而且還要保證表面質(zhì)量和加工尺寸精度。
3. 定位基準(zhǔn)的選擇
參照零件圖紙上的尺寸及技術(shù)要求可以得知,在本工序中,定位基準(zhǔn)是下平面。零件孔比較多,在加工中首要考慮的問(wèn)題就應(yīng)該是孔的垂直度的保證,所以在裝夾時(shí)要特別的注意。裝夾時(shí)主要還是要靠基準(zhǔn)面來(lái)固定零件,所以面的平行度也要得到保證,可是在基準(zhǔn)的選擇又可分為定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn),這兩個(gè)基準(zhǔn)重合才是最合理的裝夾方式。這樣就能減少在設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中,重新計(jì)算上下平面的平行度,該工序的最終目的就是要能夠保證兩面的平度,只有在兩基準(zhǔn)面重合的前提下,然后在確保定位面與定位板的很好的粘在一起。
4. 銑削力與夾緊力計(jì)算
一般夾具的設(shè)計(jì)都是在機(jī)床上進(jìn)行裝夾使用,定位螺釘在裝夾過(guò)程中也起到不可忽視的作用,第一螺釘能起到定位的作用;第二螺釘能使用于夾緊,加工中由于加床在做高速的運(yùn)轉(zhuǎn),所以機(jī)身多少都會(huì)有震動(dòng),為了解決此問(wèn)題。必須對(duì)“”六角螺母和””螺母螺釘施加一定的夾緊力。
由計(jì)算公式
加工前的準(zhǔn)備工作有很多,比如毛坯的裝夾、切削液的調(diào)配、對(duì)刀等一系列問(wèn)題,在此主要分析一下對(duì)刀方式,對(duì)刀方式有很多種,試切法是被常用于加工一般精度的零件,其次就是使用對(duì)刀塊來(lái)進(jìn)行對(duì)刀,用對(duì)刀塊進(jìn)行對(duì)刀有幾點(diǎn)好處:1)不會(huì)像試切法會(huì)損壞工件,2)對(duì)刀塊的準(zhǔn)確度較高。所以本工序采用對(duì)刀塊來(lái)完成對(duì)刀,刀具與夾具的相對(duì)位置在沒(méi)有對(duì)刀之前是沒(méi)法進(jìn)行確定的,所以在刀具對(duì)完后就可以確定了。
由于零件上表面的精度要求較高,需要進(jìn)行粗銑加工和精銑加工,這樣就能保證表面的精度要求,為了到精度要求,所以選用直角對(duì)刀塊。根據(jù)直角對(duì)到刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖4所示。
圖4 直角對(duì)刀塊
塞尺選用平塞尺,其結(jié)構(gòu)如圖5所示。
圖5 平塞尺
塞尺尺寸如表1表所示。
表1 平塞尺結(jié)構(gòu)尺寸
公稱尺寸H
允差d
C
3
-0.006
0.25
5. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
夾具設(shè)計(jì)的主要用途一般都是在加床上進(jìn)行裝夾,本夾具主要用在立式銑床上,裝夾好零件后對(duì)其進(jìn)行上平面的加工,在裝夾中要找到用于零件定位的定位基準(zhǔn),所以在此工序中工件的定位基準(zhǔn)是工件的下平面和側(cè)面以及水平底面。通過(guò)A型壓板的轉(zhuǎn)動(dòng)后就能達(dá)到工件的夾緊。當(dāng)加工完一邊,可松開(kāi)螺釘、螺母、支承釘如夾具裝配如圖6所示。
圖6
6. 鉆3-φ11孔夾具設(shè)計(jì)
6.1 定位基準(zhǔn)的選擇
在加工孔時(shí)要特別注意保證定位的準(zhǔn)確性,此工序是研究孔φ11的加工,為了達(dá)到要求,可以選用上道工序已經(jīng)加工好的上、下兩個(gè)平面及工藝孔來(lái)作為此工序的定位基準(zhǔn)。符合定位的原理,因?yàn)榇舜蔚难b夾定位是以一個(gè)面兩個(gè)孔來(lái)完成的,所以屬于一面兩銷定位原理,一個(gè)面可以限制零件的3個(gè)自由,兩個(gè)銷限制了零件的3個(gè)自由度,總共限制了6個(gè)自由度,符合六點(diǎn)定位法則。.
6.2定位元件的設(shè)計(jì)
由上道工序可以知道零件的定位方式,為了達(dá)到定位的要求,夾具也應(yīng)該設(shè)計(jì)出一面兩銷的定位元件。所以對(duì)銷的設(shè)計(jì)就是對(duì)圓柱銷的設(shè)計(jì),來(lái)達(dá)到定位的目的,根據(jù)參考文獻(xiàn),可查得短圓柱銷的結(jié)構(gòu)和尺寸。
6.3定位誤差分析
本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。
其定位誤差主要為:
銷與孔的配合,鉆模與銷的誤差,鉆套與襯套
由公式
從以上的計(jì)算可以看出,該種定位方案可以使用
6.4鉆削力與夾緊力的計(jì)算
由于本道工序主要完成孔的鉆加工。由參考文獻(xiàn)[9]得:
鉆削力
鉆削力矩
式中:
查
夾具在夾緊方式中有很多種,分別有液壓夾緊、氣壓夾緊,活動(dòng)墊片夾緊等,活動(dòng)墊片夾緊比較方便卻簡(jiǎn)單,容易操作本,從經(jīng)濟(jì)效益上考慮所選用活動(dòng)墊片夾緊。夾緊的原理是旋動(dòng)墊板上的螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]可知該機(jī)構(gòu)屬于單個(gè)螺旋夾緊。
由式(3.1)根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表1-2-20到表1-2-23可得
6.5襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)
鉆孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如表2所示。
表2
d
H
D
公稱尺寸
允差
11
20
12
+0.018
+0.007
22
18
10
4
7
7
16
50°
根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表2-1-58可得襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖7所示。
圖7 固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3所示。
表3
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
11
+0.034
+0.016
20
18
+0.023
+0.012
0.5
2
6.6夾緊裝置的設(shè)計(jì)
夾緊裝置的設(shè)計(jì)也會(huì)影響到零件的加工效益,合理的夾緊裝置能快速、高效的完成夾緊。從而減少了生產(chǎn)所需的工時(shí)?;顒?dòng)墊板夾緊操作簡(jiǎn)單,而且高效能快速的完成裝夾?;顒?dòng)墊板夾緊不僅在夾緊的時(shí)候容易完成而且在松卸工件的時(shí)候也較方便將壓板松開(kāi)。原因是主要用的螺旋夾緊原理。
6.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
對(duì)于孔的夾具設(shè)計(jì)不僅要考慮夾緊的程度,而且還要考慮夾緊后零件在加工中不會(huì)松動(dòng)等問(wèn)題進(jìn)行綜合的考慮和分析,再制定出合理的夾緊方式。在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
夾緊裝置和零件的定位方式有多種,經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析和討論,選定本套夾緊裝置的定位方式為一面兩銷的定位方案。通過(guò)零件的一面和面上的一些孔來(lái)完成定位,定位的最終目的就是要能完成零件的完全定位,避免出現(xiàn)欠定位或者是過(guò)定位的情況出現(xiàn)。定位方案選定時(shí)要考慮很多相關(guān)的問(wèn)題,其中主要考慮工件是否便于取出,活動(dòng)墊板夾緊裝置是本套夾緊方案所選定的。工件在加工完成以后,移動(dòng)壓板向后退一定距離,工件就可以很方便的取出。工件裝夾時(shí),先將工件放到帶大端面的長(zhǎng)圓柱銷和固定定位銷處,然后將移動(dòng)墊板上移,壓緊工件,擰緊螺栓便能進(jìn)行加工了。完成加工后將移動(dòng)壓板退出一定的距離,就可以直接把工件取出了。如夾具裝配圖8所示。
圖8
7. 小結(jié)
夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很有意義的設(shè)計(jì),它的影響范圍很廣,通過(guò)對(duì)專用夾具的設(shè)計(jì),可以了解機(jī)床夾具在切削加工中的作用:提高加工效率,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,可靠地保證工件的加工精度,在制定完合理的夾緊裝置后,機(jī)床的性能就能得到很好的發(fā)揮。通過(guò)對(duì)零件加工中整套夾具的設(shè)計(jì)讓我更進(jìn)一步的了解夾緊裝置在機(jī)械加工中占著重要的地位,是不可或缺的一部分,同時(shí)也使我意識(shí)到在夾具設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意哪些問(wèn)題,我們?cè)谠趭A具設(shè)計(jì)過(guò)程中一般要考慮的問(wèn)題有以下幾個(gè)::1)夾緊方式;2)定位精度;3)夾緊結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度;4)夾緊結(jié)構(gòu)的工藝性等。
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致 謝
畢業(yè)季有很多事等著我們?nèi)ネ瓿?,畢業(yè)設(shè)計(jì)就是其中之一,在完成設(shè)計(jì)的所有步驟以后,才發(fā)現(xiàn)自己在專業(yè)設(shè)計(jì)方面有哪些不足的地方,設(shè)計(jì)能夠順利的完成,不僅僅是我一個(gè)人的功勞,在這其中有不少同學(xué)及老師的幫助
大學(xué)期間,飽受老師對(duì)專業(yè)只是的灌輸,同時(shí)在自己的努力下對(duì)專業(yè)知識(shí)鞏固,在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到了很好的應(yīng)用,整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠完成其主要功勞還是要感謝我身邊的每個(gè)人,在指導(dǎo)老師正確的指導(dǎo)下,在同窗同學(xué)大力的幫助下,畢業(yè)設(shè)計(jì)終于接近了尾聲,
同時(shí)要對(duì)本專業(yè)的所有老師表示真誠(chéng)的感謝,感謝你們這幾年的栽培。感謝我的指導(dǎo)老師范志明老師,在指導(dǎo)老師耐心、負(fù)責(zé)的指導(dǎo)下,畢業(yè)設(shè)計(jì)才能成功的完成,在此再次向他表示真心的感謝
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本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)
外 文 翻 譯
原 文 標(biāo) 題
Oil pressure pump cover
譯 文 標(biāo) 題
油壓泵簡(jiǎn)介
作者所在系別
機(jī)械工程系
作者所在專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
完 成 時(shí) 間
2014
年
5
月
20
譯文標(biāo)題
油壓泵
原文標(biāo)題
Oil pressure pump cover
作 者
譯 名
國(guó) 籍
原文出處
http://www.freepatentsonline.com
原文
A hydraulic pump is a mechanical device which converts mechanical energy into hydraulic energy.More specifically ,a pump converts the kinetic(moving) energy of a rotating shaft into the kinetic energy of fluid flow. The fluid flow also has potential energy that allows it to overcome the resistance of the system to fluid flow .Remember that a pump provides the force produce flow and transmit power . Hydraulic pressure is caused by the load on the system and by the resistance of the hydraulic system to fluid flow.
When operating , a hydraulic pump performs two functions. First, it creates a partial vacuum at its inlet ,permitting the atmospheric pressure in the fluid reservoir to push the hydraulic fluid through the inlet strainer and line into the pump .Second, its mechanical action delivers the fluid to its outlet and into the hydraulic systems, as shown in Fig.5-1. As the fluid leaves the pump, it encounters the working pressure in the system. This pressure is produced by the pressure regulating valve, the system work load ,and flow losses in the hydraulic tubing
A pump is classified on the basis of the physical arrangement of its pumping mechanism and its basic principle of operating. Pumps classified by principle of operation include positive displacement and nonpositive-displacement types. Positive-displacement pumps are equipped with a mechanical separation(gears,vanes,or impellers) between the inlet and outlet, which minimizes internal leakage or slippage. Therefore,the output of positive-displacement pumps is almost unaffected by variations in system pressure
Nopositive-displacement pumps(such as centrifugal pumps) do not have a positive internal separation against leakage or slippage. Because of this slippage,the delivery of these pump is reduced as the working pressure of a system is increased. However, nonpositive-displacement pumps deliver a continuous flow, while positive-displacement pumps deliver an intermittent(pulsating) flow. These pulsations are small and can be smooth out by the accumulator or the system piping. Most hydraulic pumps are positive-displacement pumps of the rotary type.
Positive-displacement pumps have either a fixed or variable displacement. The volume of delivery ,or gpm, of a fixed-displacement pump can be changed only by changing the speed of the pump, because the physical arrangement of the pumping mechanism cannot be changed, (This does not mean that the flow in other portions of the system cannot be adjusted by valves.)
The flow of a variable-displacement pump can be changed by changing the physical arrangement of the pumping mechanism with a built-in controlling device. This device often functions in response to system pressure or other signals. Variable-displacement pumps are more complex than fixed-displacement pumps and,therefore,cost more. In addition, the efficiency of a variable-displacement pump is lower than that of a fixed-displacement pump. This is offset somewhat by the higher overall efficiency of a system powered by a variable-displacement pump.
Most positive-displacement pumps are classified as rotary pumps. This is because the assembly that transfers the fluid from the pump inlet to the pump outlet has a rotating motion. Rotary pumps are further classified according to the mechanism that transfers the fluid-such as gears,vanes,or screws.
A different kind of positive-displacement pump is piston pump. This pump uses a reciprocating (back-and-forth) motion of the piston, alternately to receive fluid on the inlet side, and to discharge fluid on the outlet side. A radial-piston pump has a revolving assembly with several piston assemblies built into it, and can be classified as a rotary pump. Several types of piston pumps will be discussed later in this chapter.
The performance of different pumps is evaluated on the basis of many factors, inculding physical characteristics, operating characteristics,and cost. When selecting a pump, the follow pump rating and selection factors are considered;
Capacity
Pressure
Energy consumption
Drive speed
Efficiency
Reliability
Fluid characteristics
Size and weight
Control adaptability
Service life
Installation and maintenance costs
Some of the performance characteristics of different pumps are given in Table 5-1.Each of these selection factors is described briefly in the following paragraph.
The primary rating of a pump is its capacity. This is also called the delivery rate ,flow rate, or volumetric output. The capacity usually is given in gallons per minute (gpm), cubic inches per minute() ,or cubic inches per revolution at specified operating conditions. Pump capacity ratings usually are given at standard atmospheric inlet pressure and various output pressures, as well as at approximate fluid service temperatures.
The pressure rating of a pump generally is based on the ability of the pump to withstand pressure without an undesirable increase in its internal leakage( or slippage) or damage to pump parts. Pumps are pressure-rated under the same conditions( speed,temperrature,and inlet pressure) at which they are capacity-rated. Most pumps are pressure-rated at 100,500,1000,1500,2000,3500,or 5000 psi.
Energy consumption is an important consideration not only in the selection of a pump, but also in the operating performance of the pump after the system is installed. The energy requirement for pumping depends on the pumping pressure, and on the mass of fluid pumped in a given time. The fluid pumping horsepower is determined as follow:
Hp=(gpm* *psi)/(14286*n)
Where n is the overall effciency of the pump, motor, and drive. As you can see from this equation, reducing gpm and psi results in a proportional reduction in pumping horsepower. Control of pump delivery can be accomplished either manually or automatically, using handwheel,levels, or variable-speed motors or transmission actuated by load-sensing controls.
Pumps often are rated at the commonly available electric motor speed of 1200 or 1800 rpm.They also may be rated at speeds other than motor speeds. For instance, higher speeds occur in mobile hydraulic pumps driven from internal combustion engines. These engines usually operate at a constant speed and include speeds of 2000 rpm and higher. Some industrial hydraulic pumps are rated at speeds of up to 4000 rpm.
The maximum safe speed for a rotating pump is limited by the pump’s ability to avoid cavitation and high outlet pressures. Most rotating pumps also require a minimum operating speed. Although these speeds usually are not critical, pumps operating at high pressures require a minimum speed in order to prevent overheating or internal slippage.
Maximum speed and pressure ratings for pumps often are given for both intermittent and continuous operation. Continuous ratings describe the maximum speed and pressure at which a pump can be operated for a normal design life (about 10000 hours). Intermittent ratings are maximum speed and pressure at which a pump can be operated safely for short times and still have a satisfactory service life. Operating a hydraulic pump beyond its drive speed ratings usually reduces its service life.
As pointed out earlier, the pressure a system exerts on the hydraulic pump directly affects the delivery rate of the pump. As the pressure increases, the flow rate of the pump decreases. The amount of decrease varies depending on the type of pump used. This change in flow affects the pump’s efficiency. Pump efficiency is described in two ways:
Volumetric efficiency- the ratio of the actual delivery rate to the theoretical displacement
Overall efficiency-the ratio of the hydraulic power output to the mechanical power input.
The reliability of a pump is determined by how well the characteristics of the pump are matched to the requirements of the system. Reliability can also be measured in maintenance time. Items such a how much fluid is required, how well the system is designed and maintained, where the pump is located, and how durable it is, all are related to reliability.
The service life of a pump is rated in hours of operation. Many hydraulic pumps hava a service life of 10000 hours, or about one year. Other operate for three or five years at about 5000 hours per year, for a total of 15000 or more hours. The service life depends on the design and construction of the pump as well as on the application.
翻譯
液壓泵是能把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能的機(jī)械裝置,更具體地說(shuō),一個(gè)泵將旋轉(zhuǎn)柱塞的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為流動(dòng)的液壓能。這些流體也有潛在的能量能夠克服系統(tǒng)阻力進(jìn)行流動(dòng),記住液壓泵提供了一個(gè)產(chǎn)生流量和輸出功率的力。液壓是由系統(tǒng)負(fù)載和液壓系統(tǒng)阻力的流體流動(dòng)。
當(dāng)液壓泵工作時(shí),它執(zhí)行兩個(gè)功能,首先,它在其入口創(chuàng)建了一個(gè)局部真空,,允許大氣壓力作用下推動(dòng)液壓油通過(guò)入口過(guò)濾器和油路進(jìn)入泵的吸油腔。第二,它的機(jī)械作用傳遞液壓油到出口并進(jìn)入液壓系統(tǒng),正如表5-1所示。當(dāng)液壓油離開(kāi)泵時(shí),它就會(huì)遭遇系統(tǒng)的工作壓力,這種壓力是由調(diào)壓閥、系統(tǒng)的外負(fù)載和液流的管路損失所產(chǎn)生的。
液壓泵是基于他的物理排油機(jī)制和基本操作原理來(lái)分類的。泵按操作原理分配包括正排量泵和負(fù)排量泵。正排量泵在入口和出口之間裝備了一個(gè)機(jī)械分離裝置(齒輪、葉片或葉輪)來(lái)最大限度的減少內(nèi)部泄漏和滑移。因此,正排量泵的輸出是幾乎不受系統(tǒng)壓力變化的影響。 負(fù)排量泵沒(méi)有一個(gè)確切的內(nèi)部分離裝置來(lái)減少泄漏和滑動(dòng),由于這種滑動(dòng),這些泵的排油量減少正如系統(tǒng)的工作壓力增加。然而,負(fù)排量泵是持續(xù)性排油,正排量泵是間歇(脈動(dòng))的排油,這些脈動(dòng)很小,可以通過(guò)蓄能器和系統(tǒng)管路消除。大多數(shù)液壓泵是回轉(zhuǎn)型的正排量容積泵。
正排量泵分為定量泵和變量泵。定量泵的流量只能通過(guò)改變泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié),因?yàn)楸玫某槲b置的物理機(jī)制是無(wú)法改變的。(這并不意味著液壓系統(tǒng)的其他部分不可以通過(guò)閥門來(lái)調(diào)節(jié)。)
變量泵可以通過(guò)一個(gè)內(nèi)置的控制裝置來(lái)改變泵的抽吸裝置的物理機(jī)制,這個(gè)控制裝置通常是用來(lái)相應(yīng)系統(tǒng)壓力和其他信號(hào)。變量泵比定量泵更復(fù)雜,因此成本更高。此外變量泵的效率也比定量泵的效率要低。這些變量泵更低的效率有些時(shí)候抵消了部分更高的系統(tǒng)整體效率。
大多數(shù)正排量泵被分類為旋轉(zhuǎn)泵。這是因?yàn)橐簤河蛷娜肟诒坏匠隹谟幸粋€(gè)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程。旋轉(zhuǎn)泵通過(guò)它的排油機(jī)制進(jìn)一步劃分為齒輪泵、葉片泵、螺桿泵。
柱塞泵是一種不同的正排量泵,這種泵是使用一種往復(fù)(來(lái)回)式運(yùn)動(dòng)的柱塞,交替的在吸油口吸油,出油口排油。一個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置和數(shù)個(gè)活塞組構(gòu)成了一個(gè)徑向柱塞泵,因此它能被分類為旋轉(zhuǎn)泵。幾種類型的柱塞泵將在本章后面討論。
不同泵的性能的評(píng)估是基于許多因素,包括物理特性、運(yùn)行機(jī)制以及成本。當(dāng)選者一個(gè)泵時(shí),應(yīng)考慮遵循泵的功率選擇因素。
排量
壓力
能耗
轉(zhuǎn)速
效率
可靠性
流量
大小和重量
操作適應(yīng)性
使用壽命
安裝和維護(hù)成本
我們主要通過(guò)一個(gè)泵的容量來(lái)評(píng)價(jià)它。這也可以被稱作供油速度、流量、容積輸出。這種能力通常是在制定操作條件下每分鐘多少加侖,多少立方英寸,或者一次循環(huán)輸出多少立方英寸。泵能力的評(píng)級(jí)通常在標(biāo)準(zhǔn)大氣進(jìn)氣壓力和各種輸出壓力,以及在相似的流體使用溫度下。
一個(gè)泵壓力等級(jí)的一般是基于的泵能夠承受的壓力能力并且沒(méi)有一個(gè)不良的內(nèi)部泄漏(或滑脫)或泵零件損壞的增加。 泵額定壓力是在相同條件下(速度、溫度、和入口壓力)進(jìn)行的的能力的評(píng)估。大多數(shù)泵額定壓力在100,500,1000,1500,2000,3500或5000磅每平方英寸。
能耗是一個(gè)重要的考慮因素,不僅僅是在泵的選擇上,而且還是在系統(tǒng)安裝完成后泵的操作性能上。這個(gè)能耗取決于泵壓力,和給定時(shí)間內(nèi)的泵的輸送流量。
液壓泵馬力確定如下:
Hp=(gpm* *psi)/(14286*n)
這里n是整體效率的泵、馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)器,正如您可以從這個(gè)方程看到,減少能耗和流量將會(huì)成比例的減少泵的抽送馬力。控制泵輸送可以通過(guò)手輪、階梯控制的手動(dòng)完成,也可以通過(guò)負(fù)載傳感器控制變速馬達(dá)和傳輸驅(qū)動(dòng)來(lái)自動(dòng)完成。
泵通常的可用的電動(dòng)馬達(dá)一般額定在1200-1800轉(zhuǎn)/分鐘。這一可以是其他的額定的速度而不是電動(dòng)機(jī)速度。例如,更高的速度發(fā)生在由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的變速液壓泵。這些引擎通常運(yùn)行在一個(gè)恒定的速度,包括2000轉(zhuǎn)/分鐘甚至更高的速度。一些工業(yè)液壓泵額定速度甚至高達(dá)4000轉(zhuǎn)/分鐘。
旋轉(zhuǎn)泵的最大安全速度是有限的,它使得泵有能力去避免氣穴現(xiàn)象和過(guò)高的出口壓力。大多數(shù)旋轉(zhuǎn)泵還需要一個(gè)最低運(yùn)轉(zhuǎn)速度。盡管這些速度通常都不是關(guān)鍵,泵在高壓下需要最低速運(yùn)轉(zhuǎn)以避免過(guò)熱和內(nèi)部滑移。
泵最大額定速度和最大額定壓力是在間歇和連續(xù)操作中共同確定的,連續(xù)額定運(yùn)轉(zhuǎn)敘述在最大速度和最大壓力下,泵在一個(gè)正常的使用壽命(大約1000小時(shí))運(yùn)轉(zhuǎn)。間歇運(yùn)轉(zhuǎn)是在最大速度和最大壓力下,泵能夠在短時(shí)間內(nèi)安全運(yùn)行并且有一個(gè)符合要求的使用壽命。操作一個(gè)液壓泵超出其額定速度通常會(huì)減少它的使用壽命。
早些時(shí)候就已經(jīng)指出,液壓系統(tǒng)施加在液壓泵上的壓力直接影響泵的供油速度。隨著壓力的增加,泵的流量減少,減少這種數(shù)量的變化取決于泵的使用種類。這種變化繼而影響泵的效率。泵效率是用兩種方式來(lái)敘述:
容積效率-實(shí)際流量和理論流量的比值
總效率-輸出功率和輸入功率的比值
泵的可靠性取決于如何使泵的特點(diǎn)與系統(tǒng)需求相的系統(tǒng)需求??煽啃砸部梢詮木S修時(shí)間來(lái)判斷。所有的項(xiàng)目包括額定流量、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣和維護(hù),泵的安裝位置以及它的持久性,這些都與可靠性有關(guān)。
一個(gè)泵的使用壽命是認(rèn)定操作的時(shí)間。許多有液壓泵的使用壽命是10000小時(shí),或者大約一年。其他的泵運(yùn)轉(zhuǎn)三到五年,每年大約5000小時(shí),總計(jì)15000小時(shí)甚至更多。使用壽命取決于設(shè)計(jì)和泵的結(jié)構(gòu)以及它的用途
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