食品行业用不锈钢螺杆泵设计说明书

毕业设计(论文)食品行业用不锈钢螺杆泵的研制THE RESEARCH ABOUT STAINLESS STEEL SCREW PUMP FOR FOOD INDUSTRY学生姓名学院名称机电工程学院专业名称机械设计制造及其自动化指导教师2010年5月18日 摘要随着螺杆泵在食品行业越来越多的应用，其卫生要求也随之提高，本次设计对食品行业用螺杆泵进行分析和研究，主要做了以下工作：对电动机的型号进行计算和选择，包括电动机的功率的计算和转速的选择等；对轴承、轴承、键以及其主要零件进行设计和校核，查阅资料，从各个零件的选择到设计再到校核都要进行详细的计算；对单螺杆泵的运动学和动力学特征及其压力分布进行特征分析；对轴承座进行了工艺分析。本次毕业设计的螺杆泵在食品行业中将得到广泛的应用，相对其它泵有着一些明显的优势，因此在食品行业有光明的前景。关键词 螺杆泵；设计；工艺AbstractWith the screw in the food industry more and more applications,requirements also will improve their health. This design is on the food industry analysis and research with screw. Main tasks are as follows：Calculate and select the motor model, including the calculation of motor power and speed choices；Design and check bearings, bearings, keys, and its main components. Access to information, select from the various parts to the design and then to check the detailed calculations have；Analyze the kinematics and dynamics of single screw pump characteristics and pressure distribution；Analyze the process of bearing.The design of the screw graduated in the food industry will be widely used. It has some obvious than other pump advantages. So screw in the food industry has a bright future.Keywords Screw Pump Design TechnologyII目 录摘要IIAbstractIII1绪论11.1 螺杆泵的基本特征11.2 本课题的研究内容21.3 螺杆泵的结构设计22 螺杆泵的设计计算32.1 设计计算简述32.2 主要参数设计计算32.3 螺杆与衬套的设计计算42.3.1 螺杆断面直径D42.3.2 衬套导程T42.3.3 偏心矩e42.3.5 衬套长度L52.4 电动机的选择及其设计计算52.4.1 电动机的功率计算及其型号的确定53 材料选择83.1 衬套橡胶材料的选择83.2 螺杆材料的选择83.3 轴材料的选择83.4 泵管材料的选择83.5 轴承座材料的选择84 联轴器部件计算94.1 联轴器类型的选择94.2 联轴器的校核105 轴的设计计算与校核115.1 轴的基本要求115.2初步估算轴径115.3 轴的结构设计125.4 轴的强度校核计算125.5 精确校核轴的疲劳强度156 轴承的选取186.1轴承的类型选择186.2 轴承的配合186.3设计中的配合选用196.4轴承的选择及校验计算196.4 轴承的润滑及密封217轴承座加工工艺237.1工艺方案制定的基本原则及注意问题237.2粗、精加工分开原则237.3工序集中与分散的原则237.4制定工艺方案应注意的其它问题247.5轴承座的加工工艺路线编制257.5.1工艺路线的拟定257.5.2工艺路线的制定267.5.3毛坯余量与工序余量的确定277.5.4确定主要表面的切削用量及基本工时278不锈钢螺杆泵使用时应注意事项348.1泵安装时应注意的事项348.2安装时应注意的事项348.3试运转358.4维护与保养35结论37致谢38参考文献38411绪论1.1 螺杆泵的基本特征螺杆泵是一种单螺杆式输运泵，其主要工作部件是偏心螺旋体的螺杆（称转子）和内表面呈双线螺旋面的螺杆衬套（称定子）,它的工作原理是在电动机带动泵轴转动的时候，螺杆在绕本身转动的同时又沿着衬套内表面滚动。螺杆转一周就会带动密封腔内的液体向前推进一个螺距，螺杆泵的不断转动会带动液体以螺旋方式从一个密封腔压向另一个密封腔，直至挤出泵体。螺杆泵是一种输送液体的新机械，具有结构简单、安全可靠，方便、出液连续均匀、压力稳定等优点。螺杆泵是利用螺杆的来回转动来吸排液体的。由于各螺杆的相互啮合，螺杆与衬筒内壁的紧密配合，泵的吸入口和排出口之间就会形成若干个密封空间。这些密封空间由于螺杆的转动和啮合而不断形成，液体从吸入室中被封进这些空间，并沿着螺杆轴向从吸入室推移到排出端，之后液体不断排出，这就是螺杆泵的基本工作原理。螺杆上，会有许多个独立的密封空间，每一个密封空间所占有的轴向长度恰好等于累杆的导程。因此，为了使螺杆能吸、排油口分隔开来，螺杆的螺纹段的长度至少要大于一个导程。如图1所示为螺杆泵结构简图。从上述工作原理可以看出，螺杆泵有以下优点：结构简单，零件少，易拆装。螺杆泵损失小，经济性能好压力高而均匀，流量均匀，转速高，能与原动机直联，泵工作时无振动，无噪音，流量稳定。主动螺杆由电动机（或其他动力）带动旋转，从动螺杆受到排出的压力而自转，主动螺杆不向从动螺杆传递压力，且主从螺杆之间又附有一层油膜，因此，螺杆之间磨损极小，所以泵的寿命长。图1.单螺杆泵结构示意图螺杆泵的缺点是，螺杆的加工和装配要求较高；泵的性能对液体的粘度变化比较敏感。1.2 本课题的研究内容本次设计通过分析螺杆泵扬程、流量、电机转数、泵的工作效率以及进出口径的数值计算出螺杆直径D、衬套导程T，以此来选用电机，继而合理的设计传动轴，从而设计出一个完整的螺杆泵。1.3 螺杆泵的结构设计图2.螺杆泵外形图如图2，单螺杆泵是一种内啮合的密闭式螺杆泵。它主要由衬套、螺杆、传动轴、万向联轴器和泵轴等零部件组成。2 螺杆泵的设计计算2.1 设计计算简述利用给定的设计参数：扬程、流量、转速及泵的工作效率等，计算出相应的螺杆泵螺杆断面直径D，偏心矩e，衬套导程T，衬套长度L，配套功率P及主轴的直径等主要参数。1.扬程定义：（H）E能=势能+动能+压力能 单位M 其中压力能的转换是1mpa=101.937m(水）出口E2 = h+ 进口E1 = （3.1）H=E2出口-E1进口2. 流量定义：（）流量是指单位时间内流过管道某一截面的液体量（体积或质量）。3. 功率：Pe= 单位：流量-2.2 主要参数设计计算螺杆泵设计参数：流量=10m/h；扬程 H=30m；转速 n=900r/min；泵效率 =70%；泵口径 =50mm根据已知条件及公式得出：泵的有效功率功率=0.816kw （3.2）泵的轴功率= =0.816/0.7=1.17kw （3.3）考虑安全系数，配套功率=1.21.3=1.7kw, 查新编中小微型电机技术数据大全得，取2kw 2.3 螺杆与衬套的设计计算2.3.1 螺杆断面直径D螺杆断面直径D计算式 D= （3.4）式中，D泵叶轮直径，m; 泵流量，m3/h; n泵额定转速， r/min;泵容积效率，一般取0.680.85对于螺杆衬套副具有过盈时可以取 8085%，对于有间隙时，取70%。=T/D, =T/e现有单螺杆泵的T/D和T/e比值一般处于下列范围内：20T/e351.5T/D3.5但前苏联水利机械研究院认为3T/D5时泵的吸入条件最好。取0.85，=4.7, =33代入得D= 43 取D=40mm2.3.2 衬套导程TT= （3.5）式中，D泵叶轮直径，m; 泵流量，/h; n泵额定转速，r/min;泵容积效率代入公式得T=203mm,取T205mm2.3.3 偏心矩ee=T/=203/33=6.15mm 取e=6mm2.3.4 配套功率PPgPsh=1.7kw。2.3.5 衬套长度L衬套长度要比衬套导程T长，螺杆长度又要大于衬套长度。取L210mm 2.4 电动机的选择及其设计计算2.4.1 电动机的功率计算及其型号的确定为合理的设计传动装置，需要以螺杆泵的主轴转速要求与各传动比范围来推算出电动机转速的可选范围，当中也包括了电动机的可选转速范围和传动装置总传动比的合理范围。Y系列有以下特点：1.较高的效率水平 。2.较好的起动性能 3.噪声低、振动小 4.防护性能好5.运行可靠、使用寿命长 6.结构简单、维护方便 所以本次设计选用Y（IP44）系列小型三相异步电动机。合理地确定电动机的功率，即可以充分发挥电动机的能力，又可以节约电能。鼠笼式电动机的过载系数为K=1.8-2。为了不使电动机经常出现闷车，在功率计算中，取K=1.36。图3-1 鼠笼电动机转速与转矩特性曲线考虑到传动功率的损耗，电动机的功率为式中 从电动机至工作机主轴之间的总效率这里轴承、联轴器、万向节机械传递效率分别为0.98，0.97，0.95。所以 =0.89要求螺杆泵的转速为=960r/min，泵的扭矩T=18得出螺杆泵的工作功率为= =1.8KW所以电动机的功率为以此得出电动机的型号为Y132S-6，额定功率为3.0kW。根据实用中小电机手册绘制出Y132S-6电动机的安装图：图3-2 电机安装图座号号安装尺寸ABCDEFGHK132S216140893880103311012外形尺寸ABADACHDL280210270315475由D=38mm得出电机的输出轴轴径为38mm。3 材料选择3.1 衬套橡胶材料的选择单螺杆泵衬套是单螺杆泵的一个易损件，一般用耐磨的橡胶等弹性材料制成，以使螺杆和衬套间的配合有微量过盈，它的选择好坏，直接影响到衬套的寿命，正常情况下衬套的寿命为3-6个月，如果选用不当，衬套可能从钢管中脱落或橡胶掉块。目前我国的螺杆泵衬套一般选用天然橡胶（NR）和丁腈橡胶（NBR），该材料一般能承受0.40.6MPa工作压力。本次设计考虑到是用于食品行业，必须要无毒，所以选择天然橡胶（NR）。3.2 螺杆材料的选择由于螺杆是在高温、一定腐蚀强烈摩擦、大扭矩下工作的，所以螺杆必须满足以下要求：1：耐高温，高温下不变形；2：耐摩擦，寿命长；3：高强度，可承受大扭矩，高转速；4：具有良好的切削加工性能；5：热处理残余应力小，热变形小。同时为了也本次设计中所选择的材料需满足无毒的要求，所以为了增加螺杆的耐磨性和寿命，螺杆采用4Cr13钢为材料。3.3 轴材料的选择主传动轴的材料采用45钢。3.4 泵管材料的选择 泵管的材料采用ZG1Cr18Ni9Ti。3.5 轴承座材料的选择 轴承座的材料选用HT15-33。4 联轴器部件计算4.1 联轴器类型的选择联轴器是用于连接不同机构中两轴，使之同回转，并传递转矩的一种部件。选择联轴器时还应考虑联接的可靠性，工作环境、使用寿命、润滑和密封以及成本等方面的要求。目前，常用的联轴器都已经标准化或规格化了，在一般的情况下，选定联轴器的类型后，可按转矩、轴径和转速等条件确定标准联轴器的型号和主要尺寸。必要时应对联轴器中易损的薄弱环节进行承载能力等的校核计算。：联轴器的种类很多，按其性能分为：a刚性联轴器（1） 套筒联轴器；（2） 凸缘联轴器；（3） 夹壳联轴器；（4） 紧箍咒夹壳联轴器。b挠性联轴器（1） 无弹性元件挠性联轴器；（2） 非金属弹性元件挠性联轴器；（3） 金属弹性元件挠性联轴器；联轴器的选择应考虑以下问题：1) 所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。2) 转速高低和引起的离心力大小。3) 两轴相对位移的方向和大小。4) 联轴器的可靠性和工作环境。5）联轴器的制造、安装、维护和成本。由于本次设计不确定两轴是否在同一直线上，所以采用滑块联轴器。滑块联轴器由两端面开有凹槽的半联轴器和一个两面都有榫的圆盘所组成。凹槽的中心线分别通过两轴的中心，同时两轴中线相互垂直并通过圆盘中心。同时，圆盘两轴要分别嵌在固定于主动轴和从动轴上的两半联轴器凹槽中，从而构成动连接。 由于圆盘重心作偏心回转，故由圆盘产生的离心力式中m圆盘质量，kg；n轴的转速，r/min；e两轴偏心距，m。 为避免离心力过大，应尽量减少圆盘的质量，例如将圆盘制成中空的或用轻质材料制造，在使用时还应注意偏心距不可过大或轴的转速不可过高。 滑块联轴器所允许的径向位移在0.04d mm以下（d轴径，mm）和角位移在30以下。 4.2 联轴器的校核校核时的主要依据是联轴器实际所需传递的转矩，由于各种机械的转矩变化规律常较复杂，不易精确确定，通常可按机械设计上计算转矩来选择或校核。联轴器的理论转矩： 计算转矩： 其中-许用名义转矩；-载荷系数，见表5-2。在选取值时要注意：刚性联轴器和无弹性元件的挠性联轴器宜取大值；弹性联轴器宜取小值；表5-2载荷系数动力机特性工作机特性转矩变化小转矩变化冲击载荷中等转矩变化冲击载荷大电动机、汽轮机1.31.51.71.92.33.1多缸内燃机1.51.71.92.12.53.3单、双缸内燃机1.82.42.22.82.84.0故取=2.9所选联轴器合适。5 轴的设计计算与校核5.1 轴的基本要求轴的结构设计时,既要满足强度的要求,又要保证轴上零件的定位,固定和装配方便,并有良好的加工工艺性,所以轴的结构一般都做成阶梯形。阶梯轴的径向尺寸的变化是根据轴上零件的受力情况，安装，固定及对表面粗糙度，加工精度等要求而定的。阶梯轴轴向尺寸则根据轴上零件的位置，配合长度及支撑结构确定，轴结构和具体尺寸可按下列方法确定:1)轴的径向尺寸 当直径变化处的端面是为了固定轴上的零件或承受轴向力时,则直径变化要大些,一般取(68)。 轴表面需要精加工,磨削时要有退刀槽。2)轴的轴向尺寸轴上安装传动零件的轴长度是又所装零件的轮毂宽度决定的,而轮毂宽度一般都是和轴的直径有关,确定了直径,及可确定轮毂宽度。5.2初步估算轴径当轴的支承距离未定时，无法由强度确定轴径，要用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切引力确定轴距计算公式为式中： P轴所传递功率 kw n轴的转速 r/min A轴的且用应力系数轴材料选用45钢，调质处理，查机械设计手册取A=115则：综合考虑电机轴最小直径、联轴器及键槽等因素，基本确定下来轴的最小直径为20mm。5.3 轴的结构设计1)轴的径向尺寸初估轴径后,可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径.考虑轴承因素,确定1段直径为38mm。2段为了便于安装轴承，取2段为40mm。3段不装任何零件，但考虑到轴承的轴向定位，及轴承的安装，取3段为50mm。4段装轴承，直径和2段一样为40mm。5段应与密封毛毡的尺寸同时确定为，查机械设计手册，选用JB/ZQ4606-1986中d=39.5mm的毛毡圈，故取5段39.5mm。6段连接万向节，取6段为20mm。2）轴的轴向尺寸 轴段1连接联轴器，取L1=45mm。轴段2和轴段4的长度为轴承宽度L2=L4=40mm。2段应比齿轮宽略小2mm， L2=73mm。3段是在确定其它段长度和箱体内壁宽后确定的。5段根据填料函长度取L5=140。6段取L6=20mm。考虑到上述的问题，轴的最终设计如同图6-2所示图6-2 轴的设计图5.4 轴的强度校核计算1）画轴的受力图画出轴的受力图，如图6-3所示。图6-3 轴的受力图2）计算支承反力根据平衡计算轴上的支承反力得 3）画轴的弯矩图根据所受力，画出轴所受的弯距图，如图6-4所示。图6-4轴的弯矩图4）画轴的转矩图 转矩T： 转矩图如图6-5所示图6-5 轴的转矩图5）许用应力计算用插入法由机械设计手册查得许用应力值：应力校核系数：6）画当量弯矩图 当量转矩： 当量弯矩： 画出当量弯矩图，如图6-6所示图6-6 轴的当量弯矩图7）轴的应力校核,则,即90100,取 。 轴的计算应力为：根据计算结果可知,该轴满足强度要求。5.5 精确校核轴的疲劳强度计算危险截面 A的应力 截面右侧弯矩M为 截面上的扭矩为 抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面上的弯曲应力 截面上的扭转剪应力(脉动循环)弯曲应力幅 弯曲平均应力 扭转剪切力的应力幅与平均应力相等 即确定影响系数轴的材料为45钢,调质处理 查得 , , 轴肩圆角处的有效应力集中系数根据由插值后可得 尺寸系数 根据轴截面为圆截面查得 表面质量系数.根据和表面加工为磨削，查得材料弯曲,扭转的特性系数取由上面结果可得查得许用安全系数S值,得到S=1318,得到的安全系数略大于许用安全系数S ,但是对于振动机械来讲也是可以的，而且实践证明轴是安全可靠的，故此轴是满足要求的。6 轴承的选取6.1轴承的类型选择选择滚动轴承类型时应考虑多种因素的影响，如轴承所受负荷的大小、方向及性质：轴向固定形式，调心性能要求，刚度要求，转速与工作环境，经济性和其他要求。概括起来有以下选择原则：1）转速较高，负荷不大，而旋转精度要求较高时，宜用球轴承。如000、6000型；2）转速较低，负荷较大或有冲击载荷时，宜用滚子轴承。如2000 型、3000 型；3）当径向负荷和轴向负荷都比较大时，宜用角接触球轴承。如36000型、46000 型。6.2 轴承的配合滚动轴承内外圈往往是薄壁件，受相配的轴颈及轴承座孔的精度和配合性质影响很大。配合性质和配合面的精度合适，不致影响轴承精度；反之则旋转精度下降，引起振动和噪声。配合性质和配合面的精度还影响轴承的承载能力和预紧状态。滚动轴承外圈和轴承座孔的配合采用基轴制。内圈孔与轴颈的配合采用基孔制，但作为基准的轴承孔的公差带位于以公称直径为零线的下方。这样在采用相同配合的情况下，轴承孔与轴径的配合更紧些。滚动轴承的配合的选择参照GB-275-93，滚动轴承与轴和外壳的配合国家标准。对于G，E级精度轴承配合的钢，铸铁制轴的轴径规定17种公差带；对钢，铸铁制箱体孔规定16种公差带。轴承配合性质的选择，要考虑下列工作条件：1)负荷类型：承受始终在轴承套圈滚道的某一局部，作用的局部负荷的套圈，配合应相对松些。承受依次在轴承套圈的整个滚道上作用的循环负荷的套圈，配合应相对紧些。负荷越大，配合的过盈量应大写些。承受冲击振动负荷比承受平稳负荷的配合应更紧些。2)转速在高转速下，发热量大，此时，需要加紧轴承与运动件的配合，同时可以放松与静止件的配合。3)轴承的游隙和预紧轴承具有基本游隙，配合的过盈量应适中。轴承预紧，配合的过盈量应减小。轴承的轴向限位分无轴向负荷，单轴向负荷，双轴向负荷。深沟球轴承只要把轴承内圈用轴用挡圈或轴肩螺母限位在轴上即可。双向短圆柱滚子轴承的内外圈双向定位，内圈小端单向定位。6.3设计中的配合选用轴与轴承内圈配合。轴与轴承内圈配合可以考虑少量过盈配合或过渡配合。在这里选取H7/k6。轴承外圈与箱体孔的配合。因为轴承是标准件，此时两者配合选用基轴制。两者选用过盈配合，以免轴承震动造成机件损伤。在这里选取J7/h6。轴承端盖与箱体孔的配合。考虑到轴承端盖经常拆卸，为了更好的满足使用要求，应选用间隙配合。这里选取J7/f9。6.4轴承的选择及校验计算深沟球轴承主要承受径向载荷，也可同时承受一定的轴向载荷。在轴向载荷不大的时候，也可用以承受纯轴向载荷。摩擦小（摩擦系数为0.00100.0015），适合于高速，工作中允许内，外圈轴线偏斜量 8 16,相对价格低，故应用最广泛。本次设计中选择深沟球轴承。所选的轴承为深沟球轴承，在运动时有轻微的冲击。现对其进行校核计算，期望确定有关参数，具体过程如下：轴承径向载荷, 轴向载荷,轴承的转速=960r/min,轴颈直径可选在50 60范围内，预期计算寿命为.=4000h1）求比值根据机械设计表径向动载荷系数X 和轴向动载荷系数Y 可查得深沟球轴承的最大e 值为0.44，此时 2）初步计算当量动载荷P，根据式根据表7-3 可知道表7-3 载荷系数载荷性质举例无冲击或轻微冲击 1.0 1.2电机，气轮机，通风机，水泵中等冲击或中等惯性力 1.2 1.8车辆，动力机械，起重机，机床，冶金机械强大冲击1.8 3.0破碎机，振动筛等可以确定 =1.0 1.2，取=1.2通例根据机械设计表径向动载荷系数X 和轴向动载荷系数Y，得到X=0.56，假设Y=1.5，则3） 根据式计算出轴承应有的基本额定动载荷值4）按照轴承设计样本和设计手册选择6026 轴承，此轴承的基本额定静载荷为求相对轴向载荷对应的e 值与Y 值，根据机械设计径向动载荷系数X 和轴向动载荷系数Y 表。对深沟球轴承取，对应的 e 值为0.28 0.30，Y值为1.55 1.45。用线性差值法可求的Y值故 X=0.56， Y=1.55当量动载荷P验算6026轴承的寿命，根据式可得=4548h4000h大于预期计算寿命。所以所选6026深沟球轴承满足条件。6.4 轴承的润滑及密封为使轴承正常运转，避免零件表面直接接触，减少轴承内部的摩擦及磨损，提高轴承性能，延长轴承的使用寿命，必须对轴承进行润滑。轴承使用中，选择合适的润滑方式十分重要，轴承的润滑分为脂润滑，油润滑和固体润滑。轴承常用的润滑方式，与轴承的速度有较大的关系，一般用滚动轴承的dn 值（d 为滚动轴承内径，单位为mm; n为轴承转速，单位为r/mm）表示轴承的速度大小。表7-4 适用于脂润滑和油润滑的dn 值界限（表值） mm.r/min轴承类型脂润滑油润滑油浴滴浴循环油油雾深沟球轴承16254060调沟球轴承16254050角接触球轴承16254060圆柱滚子轴承12254060圆锥滚子轴10162330调心滚子轴承81220251）脂润滑的优点是轴承座，密封结构及润滑设施简单，维护保养容易，润滑不易泄露，有一定的防水、气、灰尘和其他有害杂质侵入轴承的能力。因此得到了广泛应用。2）油润滑的主要性能指标是粘度，转速越高，应选用粘度越低的润滑油；载荷越大 ，应选用粘度越高的润滑油。轴承的密封装置是为了阻止灰尘，水，酸气和其他杂物进入轴承，并阻止润滑剂流失而设置的。密封装置的分类；接触式和非接触式接触式密封: 1）毡圈油封 2）唇形密封圈 3）密封环非接触式密封：1） 隙缝密封 2） 甩油密封 3）曲路密封.其他有关的润滑，密封方法及装置可参看有关手册。7轴承座加工工艺7.1工艺方案制定的基本原则及注意问题轴承座的加工工序路线复杂，具体分为铣、镗、钻、铰、扩、攻丝等，加工的原则一般按照先粗后精、先面后孔、基准先行等原则。零件的表面上分布有大小不一的孔，这些孔对位置尺寸精度要求都较高，因此，加工时以平面定位准确可靠，可减少定位误差，提高加工精度。所以把平面加工好非常重要。根据零件的特点，在组合机床上用铣削方法加工平面，只有使机床结构简单、刚性好、加工精度高，这样才能保证零件的精度。为此，可以采用铣削头安装在工作台上移动铣削的布局形式。组合机床上，加工平面可达到1000mm 长度以内偏差为0.020.05mm,到定位基面的距离一般在5000mm 内，尺寸公差可以保证在0.05mm以内。 7.2粗、精加工分开原则必须根据零件的生产批量、加工精度、技术要求进行全面分析，按照经济地满足加工要求的原则，合理解决粗加工和精加工工序的安排。不要不分具体情况而一律粗、精加工分开或粗、精加工工序合并的做法。一般在大批大量的生产中，确定工艺流程宜粗、精工序分开进行，其优点是： 1）工件能得到较好的冷却，有利于减少热变形及内应力变形的影响，对精度要求高的零件，更需要此安排； 2）可避免粗加工振动对加工精度、表面粗糙度的影响； 3）有利于精加工机床保持持久的精度； 4）使机床结构简单，便于维修、调整。 但是，粗、精加工工序分开，将使机床台数增多。当工件生产批量不大时，由于机床负荷率低，则经济性不好。因此，在能够保证加工精度的情况下，有时也采取粗、精加工合并在同一台机床上进行的工艺方案，但必须采取措施，尽量减少由此而带来的不利影响。例：使大量切除余量和铸造黑皮的第一道工序与最后一道精加工工序不能同时进行。在工件需要两次安装时，应使粗、精加工工序所用夹具具有大小不同的夹紧力；若工件一次安装，也应使粗、精加工工序分别具有不同的夹紧力。7.3工序集中与分散的原则组合机床是基于工序集中的工艺原则发展起来的，即运用多种不同刀具，采用多面、多工位和复合刀具等方法，在一台机床上对一个或几个零件完成复杂的工艺过程，从而有效地提高生产率，取得更好的技术经济效果。但也应当看到，工序集中程度的提高也会带来下述一些问题： 1）工序过分集中会使机床结构复杂，刀具数量增加，机床大而笨重，调整使用不便，可靠性降低，反而影响生产率的提高； 2）工序过分集中导致切削负荷加大，往往由于工件刚性不足及变形等影响加工精度。 因此，提高工序集中程度时，应注意： 1）适当考虑单一工序。即把相同工艺内容的工序集中在同一台机床或同一工位上加工； 2）相互间有位置精度要求的工序应集中在同一台机床或同一工位上加工； 3）大量的钻、镗工序最好分开，不要集中在同一个主轴箱完成。这是因为，钻孔与镗孔直径往往相差很大，主轴转速也就相差很大，导致主轴箱的传动链复杂和设计困难。同时，大量钻孔会产生很大的轴向力，有可能使工件变形而影响镗孔精度；而且，精镗孔振动较大又会影响钻孔，甚至会造成小钻头的损坏或折断。另外，由于铰孔为低速大进给量切削，而镗孔为高速小进给量切削，所以二者也不宜放在同一主轴箱上进行，以有利于切削用量的合理选择和简化主轴箱的传动结构； 4）确定工序集中时，必须充分考虑零件是否会因刚性不足而在较大的切削力、夹紧力下变形对加工精度带来不利影响； 5）工序集中时，必须考虑前述粗、精加工工序的合理安排及由于主轴箱结构及设置导向的需要。主轴排列不宜过密，否则会造成机床、刀具调整不便，加工精度、工作可靠性、生产率降低的不良后果。7.4制定工艺方案应注意的其它问题1.镗孔组合机床，应注意精加工后孔的表面是否允许留下螺旋或直线退刀痕迹。如果不允许留下螺旋刀痕，则应在加工终了时，使主轴（刀具）停止转动并周向定位，利用夹具的让刀机构，将工件已加工表面移离刀尖一段距离后退刀。在生产率允许的情况下，也可使刀具以工进速度退回，这样不仅不会留下刀痕，且有利于提高加工精度；2.钻阶梯孔，应先钻大孔后钻小孔，这不仅可缩短钻小孔的深度，而且使小钻头减少了折断的可能性； 3.互相结合的两个零件，钻孔应从结合面钻起，以更好的保证孔的位置精度，有利于两零件的装配； 4.端面一般采用铣削加工。当加工孔口较大端面时，不应采取简单的端面刮削工艺，因为这样会因轴向切削力大而导致振动影响加工精度。当端面对孔有严格的垂直度要求时，应采取镗孔车端面的方法，同时加工端面和孔。对于工件内部的端面，则可采用径向进刀的方法加工； 5.在制定加工一个零件的几台或成套机床或流水线、自动线工艺过程方案时，应尽可能使精加工工序集中在所有粗加工工序之后，以有利于稳定保证加工精度。攻丝工序应尽量放在最后进行。7.5轴承座的加工工艺路线编制7.5.1工艺路线的拟定1）粗铣-精铣表8-1铣端面工序铣削深度铣削速度v(m/min)每齿走刀量f(mm/Z)粗铣2550800.20.4精铣0.51801300.050.2表8-2面铣刀铣刀刀片材料一般加工余量 （mm ）最大加工余量(mm)硬质合金端铣刀YG839（2）孔加工路线：孔径小于50采用：钻-扩-铰表8-3钻孔加工直径切削速度v（m/min）进给量f（mm/r）1616240070.126120.120.212220.20.422500.40.8表8-4扩孔加工直径d扩通孔忽沉孔vfvf101510180.150.28120.150.215250.20.250.150.325400.250.30.150.340600.30.40.150.3601000.40.60.150.3表8-5铰孔加工直径d切削速度v（m/min）进给量f（mm/r）610260.30.511150.5116250.81.526400.81.541601.21.8孔径大于50采用：粗镗-半精镗-精镗表8-6镗孔工序刀具材料切削速度v（m/min）进给量f（mm/r）粗镗硬质合金35500.41.5半精镗硬质合金50700.150.45精镗硬质合金7090H6级0.08（3）螺纹加工路线钻-攻丝7.5.2工艺路线的制定05铸造毛坯10热处理(人工时效)15清洗毛坯20涂漆25粗精铣下接合面30钻,铰定位孔35粗精镗左右端面的轴承孔40钻前后端面的螺纹孔45攻丝50清理孔,打号55清洗60检验入库7.5.3毛坯余量与工序余量的确定机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量，余量过大，不但增加加工的劳动量，而且增加了材料、刀具、能源的消耗，从而增加了成本，所以必须合理安排加工余量。本零件为中批量生产,采用砂型铸造,查书,铸件质量公差等级为7-9级,取MT-8级,查得铸件机械加工余量等级为F级,确定铸件的加工余量为3mm。查,扩直径为14mm孔余量为1.3mm, 粗绞直径为14mm孔余量为0.13mm, 精绞直径为14mm孔余量为0.05mm。镗孔直径50mm至80mm之间的粗镗0.3mm，精镗0.1mm。镗孔直径80mm至120mm之间的粗镗0.3mm，精镗0.1mm。7.5.4确定主要表面的切削用量及基本工时05铸造毛坯10热处理(人工时效)15清洗毛坯20涂漆25粗精铣下接合面 a）粗铣下接合面 1）机床：X63卧式铣床 2）刀具：可转位面铣刀 3）切削用量： =5mm v=100m/min n=128r/min 4）工时：=1.832min 式中工作台的水平进给量 精铣时 b) 精铣下接合面 1）机床：机床：X63卧式铣床 2）刀具：可转位面铣刀 3）切削用量： =1mm v=160m/min n=140r/min 4）工时：=1.573min30钻定位孔，铰对角定位孔 1）机床：摇臂钻床Z35 2）刀具：高速钢钻头 3）切削用量：=14/2=7mm f=0.1mm/r v=2.5m/min n=240r/min 4)工时：35粗精镗左右端面的轴承孔 a）粗镗孔 1）机床：专用镗床 2）刀具：高速镗刀 3）切削用量：=5.6/2=2.8mm f=1.2mm/r v=22m/min n=121r/min 4）工时： 粗镗孔 1）机床：专用镗床 2）刀具：高速镗刀 3）切削用量：=6/2=3mm f=1.4mm/r v=25m/min n=130r/min 4）工时：粗镗孔 1）机床：专用镗床 2）刀具：高速镗刀 3）切削用量：=6.6/2=3.3mm f=1.2mm/r v=28m/min n=142r/min 4）工时：粗镗孔 1）机床：专用镗床 2）刀具：高速镗刀 3）切削用量：=8/2=4mm f=1.5mm/r v=32m/min n=150r/min 4）工时：粗镗孔 1）机床：专用镗床 2）刀具：高速镗刀 3）切削用量：=9/2=4.5mm f=1.7mm/r v=38m/min n=172r/min 4）工时：粗镗孔 1）机床：专用镗床 2）刀具：高速镗刀 3）切削用量：=9.4/2=4.7mm f=1.8mm/r v=40m/min n=180r/min 4）工时：b）精镗孔1）机床：专用组合镗床 2）刀具：硬质合金镗刀 3）切削用量：=0.8/2=0.4mm f=0.3mm/r v=35m/min n=177r/min 4）工时：精镗孔1）机床：专用组合镗床 2）刀具：硬质合金镗刀 3）切削用量：=1/2=0.5mm f=0.33mm/r v=38m/min n=185r/min 4）工时：精镗孔1）机床：专用组合镗床 2）刀具：硬质合金镗刀 3）切削用量：=1.1/2=0.55mm f=0.4mm/r v=42m/min n=196r/min 4）工时：精镗孔1）机床：专用组合镗床 2）刀具：硬质合金镗刀 3）切削用量：=1.2/2=0.6mm f=0.45mm/r v=46m/min n=205r/min 4）工时：精镗孔1）机床：专用组合镗床 2）刀具：硬质合金镗刀 3）切削用量：=1.4/2=0.7mm f=0.5mm/r v=49m/min n=216r/min 4）工时： 精镗孔1）机床：专用组合镗床 2）刀具：硬质合金镗刀 3）切削用量：=1.5/2=0.75mm f=0.55mm/r v=52m/min n=222r/min 4）工时：40钻前后端面的螺纹孔 a）钻螺纹孔1）机床：摇臂钻床 2）刀具：直柄短麻花钻 3）切削用量：=12/2=7mm f=0.2mm/r v=25m/min n=245r/min 4）工时：b）钻螺纹孔1）机床：摇臂钻床 2）刀具：直柄短麻花钻 3）切削用量：=8/2=4mm f=0.15mm/r v=20m/min n=215r/min 4）工时：45攻丝 a）对攻丝 1）机床：摇臂钻床 2）刀具：M12丝锥b）对攻丝 1）机床：摇臂钻床 2）刀具：M8丝锥50清理孔,打号55清洗60检验入库8不锈钢螺杆泵使用时应注意事项8.1泵安装时应注意的事项1. 注意吸入管道密封，第一次启动前应在吸入