畢業(yè)設(shè)計（論文）泵體數(shù)控車床的設(shè)計與實現(xiàn)

1、中國石油大學(xué)（華東）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目：泵體數(shù)控車床的設(shè)計與實現(xiàn) 學(xué)習(xí)中心： 年級專業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 導(dǎo)師單位： 中國石油大學(xué)（華東）遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院論文完成時間： 2007年 5月 15日目 錄目 錄i第1章 前 言1第2章 數(shù)控車床32.1數(shù)控車床的操作過成32.2怎么合理運用數(shù)控車床3第3章 泵的設(shè)計與實現(xiàn)53.1怎樣運用車床與泵之見的關(guān)系53.2 加工工序設(shè)計53.2.1 刀具集中分序63.2.2 粗、精加工分序63.2.3按加工部位分序63.3 對刀點與換換刀點的設(shè)計63.4 走到路徑的設(shè)計7第4章 數(shù)控銑床的工藝分析13第5章 數(shù)控

2、銑削編程加工實例145.1槽形零件的銑削14第6章 結(jié) 論15致 謝17參 考 文 獻(xiàn)18第1章 前 言近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，尤其是機(jī)械制造業(yè)中，普通機(jī)械正逐漸被高效率、高精度、高自動化的數(shù)控機(jī)械所代替。目前國外機(jī)械設(shè)備的數(shù)控化率已達(dá)到85%以上，而我國的機(jī)械設(shè)備的數(shù)控化率不足20%，隨著我國機(jī)制行業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，我國世界制造業(yè)加工中心地位形成，數(shù)控機(jī)床的使用、維修、維護(hù)人員在全國各工業(yè)城市都非常緊缺，再加上數(shù)控加工人員從業(yè)面非常廣，可在現(xiàn)代制造業(yè)的模具、鐘表業(yè)、五金行業(yè)、中小制造業(yè)、從事相應(yīng)公司企業(yè)的電腦繪圖、數(shù)控編程設(shè)計、加工中心操作、

3、模具設(shè)計與制造、 電火花及線切割工作，所以目前現(xiàn)有的數(shù)控技術(shù)人才無法滿足制造業(yè)的需求，而且人才市場上的這類人才儲備并不大，企業(yè)要在人才市場上尋覓合適的人才顯得比較困難，以至于導(dǎo)致模具設(shè)計、cad/cam工程師、數(shù)控編程、數(shù)控加工等已成為我國各人才市場招聘頻率最高的職位之一。在各種招聘會上，數(shù)控專業(yè)人才更是企業(yè)熱衷于標(biāo)注“急聘”、“高薪誠聘”等字樣的少數(shù)職位之一，以致出現(xiàn)了“月薪6000元難聘數(shù)控技工”，“年薪16萬元招不到數(shù)控技工”的現(xiàn)象。據(jù)報載，我國高級技工正面臨著“青黃不接”的嚴(yán)重局面，原有技工年齡已大，中年技工為數(shù)不多，青年技工尚未成熟。在制造業(yè)，能夠熟練操作現(xiàn)代化機(jī)床的人才已成稀缺，

4、據(jù)統(tǒng)計，目前，我國技術(shù)工人中，高級技工占3.5%，中級工占35%，初級工占60%。而發(fā)達(dá)國家技術(shù)工人中，高級工占35%、中級工占50%、初級工占15%。這表明，我們的高級技工在未來510年內(nèi)仍會有大量的人才缺口。 隨著產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，就業(yè)結(jié)構(gòu)也將發(fā)生變化。企業(yè)對較高層次的第一線應(yīng)用型人才的需求將明顯增加。 而借助國外的發(fā)展經(jīng)驗來看，當(dāng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整時期，與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度化匹配、培養(yǎng)相當(dāng)數(shù)量的具有高等文化水平的職業(yè)人才，成為迫切要求。而對于數(shù)控加工專業(yè)，不僅要求從業(yè)人員有過硬的實踐能力，更要掌握系統(tǒng)而扎實的機(jī)加理論知識。因此，既有學(xué)歷又有很強(qiáng)操作能力的數(shù)控加工人才更是成為社會

5、較緊缺、企業(yè)最急需的人才。 第2章 數(shù)控車床2.1數(shù)控車床的操作過成 1首先要打開電源開啟車床 2調(diào)節(jié)車床上的數(shù)據(jù)是車刀回到原始位置 3編寫程序上車床運行程序 4在運行過成中要注意操作事項!2.2怎么合理運用數(shù)控車床 1) 受車床尺寸及最大進(jìn)給抗力限制，只限于選用小型主軸箱系列或400400的主軸箱。根據(jù)機(jī)床允許最大進(jìn)給抗力ff=3600n，電機(jī)功率p=7kw，被加工孔數(shù)應(yīng)在10個以下，孔徑不超過10mm。當(dāng)總切削力大于車床允許最大進(jìn)給抗力二倍以上時，應(yīng)考慮用液壓進(jìn)給機(jī)構(gòu)。 2) 工件上兩個距離最遠(yuǎn)的被加工孔水平和垂直中心距均不能大于200mm，受軸承和齒輪限制，任意兩孔中心距不小于25mm，

6、孔徑、孔深相差不能太大。3) 車床導(dǎo)軌要足夠長，使導(dǎo)軌有足夠的進(jìn)、退刀空間；行程開關(guān)控制時，不要使主軸和進(jìn)給機(jī)構(gòu)同時停，以免鉆頭折斷。 4) 有些車床在主軸反轉(zhuǎn)狀態(tài)下，進(jìn)給箱不能進(jìn)給(如c6140)，當(dāng)對這類車床進(jìn)行改造時，所設(shè)計的主軸箱傳動鏈必須使得機(jī)床主軸正轉(zhuǎn)，否則無法使用機(jī)床進(jìn)給箱。 5) 因切削軸向力大于機(jī)床允許最大進(jìn)給抗力而產(chǎn)生的后果是：帶動進(jìn)給箱進(jìn)給的蝸輪容易磨損，一般來說，在蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)中，蝸輪硬度較低，材料為鑄鐵或青銅，而蝸桿硬度較高，材料為鋼件，淬火，而蝸輪比蝸桿容易磨損是在設(shè)計機(jī)床時有意設(shè)計的。如果切削軸向力不是很大，也可不用氣缸作為輔助推力，只需定期更換蝸輪即可。 第

7、3章 泵的設(shè)計與實現(xiàn)3.1怎樣運用車床與泵之見的關(guān)系泵體包圍旋轉(zhuǎn)的葉輪，并設(shè)有與葉輪垂直的液體入口和切線出口。泵體在葉輪四周形成一個截面積逐步擴(kuò)大的蝸牛形通道，故常稱為蝸殼。葉輪在殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)的方向是順著蝸殼形通道內(nèi)逐漸擴(kuò)大的方向（即按葉輪旋轉(zhuǎn)的方向來說葉片是向后彎的），愈近出口，殼內(nèi)接受的液體量越大，所以通道的截面積必須逐漸增大。更為重要的是以高速從葉輪四周拋出的液體在通道內(nèi)逐漸降低速度，使一大部分動能便轉(zhuǎn)化為靜壓能，即提高了液體的壓力，又減少了因流速過大而引起泵內(nèi)部的能量損耗。所以泵殼既作為泵的外殼匯集液體，它本身又是一個能量轉(zhuǎn)換裝置。3.2 加工工序設(shè)計在數(shù)控機(jī)床上特別是在加工中心上加工零件

8、，工序十分集中，許多零件只需在一次裝卡中就能完成全部工序。但是零件的粗加工，特別是鑄、鍛毛坯零件的基準(zhǔn)平面、定位面等的加工應(yīng)在普通機(jī)床上完成之后，再裝卡到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工。這樣可以發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點，保持?jǐn)?shù)控機(jī)床的精度，延長數(shù)控機(jī)床的使用壽命，降低數(shù)控機(jī)床的使用成本。在數(shù)控機(jī)床上加工零件其工序劃分的方法有：3.2.1 刀具集中分序按所用刀具劃分工序，用同一把刀加工完零件上所有可以完成的部位，在用第二把刀、第三把刀完成它們可以完成的其它部位。這種分序法可以減少換刀次數(shù)，壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。3.2.2 粗、精加工分序這種分序法是根據(jù)零件的形狀、尺寸精度等因素，按照粗、精加工分開的

9、原則進(jìn)行分序。對單個零件或一批零件先進(jìn)行粗加工、半精加工，而后精加工。粗精加工之間，最好隔一段時間，以使粗加工后零件的變形得到充分恢復(fù)，再進(jìn)行精加工，以提高零件的加工精度。3.2.3按加工部位分序即先加工平面、定位面，再加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度比較低的部位，再加工精度要求較高的部位?？傊跀?shù)控機(jī)床上加工零件，其加工工序的劃分要視加工零件的具體情況具體分析。3.3 對刀點與換換刀點的設(shè)計對于數(shù)控機(jī)床來說，在加工開始時，確定刀具與工件的相對位置是很重要的，它是通過對刀點來實現(xiàn)的?！皩Φ饵c”是指通過對刀確定刀具與工件相對位置的基準(zhǔn)點。在程序編制時，不管實際上是

10、刀具相對工件移動，還是工件相對刀具移動，都把工件看作靜止，而刀具在運動。對刀點往往也是零件的加工原點。選擇對刀點的原則是：（1）方便數(shù)學(xué)處理和簡化程序編制；（2）在機(jī)床上容易找正，便于確定零件的加工原點的位置；（3）加工過程中便于檢查；（4）引起的加工誤差小。（5）對刀點可以設(shè)在零件上、夾具上或機(jī)床上，但必須與零件的定位基準(zhǔn)有已知的準(zhǔn)確關(guān)系。當(dāng)對刀精度要求較高時，對刀點應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。對于以孔定位的零件，可以取孔的中心作為對刀點。對刀時應(yīng)使對刀點與刀位點重合。所謂刀位點，是指確定刀具位置的基準(zhǔn)點，如平頭立銑刀的刀位點一般為端面中心；球頭銑刀的刀位點取為球心；鉆頭為鉆尖。“

11、換刀點”應(yīng)根據(jù)工序內(nèi)容來作安排，為了防止換刀時刀具碰傷工件，換刀點往往設(shè)在距離零件較遠(yuǎn)的地方。3.4 走到路徑的設(shè)計走刀路線是數(shù)控加工過程中刀具相對于被加工件的的運動軌跡和方向。走刀路線的確定非常重要，因為它與零件的加工精度和表面質(zhì)量密切相關(guān)。確定走刀路線的一般原則是：（1）保證零件的加工精度和表面粗糙度；（2）方便數(shù)值計算，減少編程工作量；（3）縮短走刀路線，減少進(jìn)退刀時間和其他輔助時間；（4）盡量減少程序段數(shù)。另外，在選擇走刀路線時還要充分注意以下幾種情況：（1）避免引入反向間隙誤差。數(shù)控機(jī)床在反向運動時會出現(xiàn)反向間隙，如果在走刀路線中將反向間隙帶入，就會影響刀具的定位精度，增加工件的定位

12、誤差。例如精鏜圖3-1a）中所示的四個孔，當(dāng)孔的位置精度要求較高時，安排鏜孔路線的問題就顯得比較重要，安排不當(dāng)就有可能把坐標(biāo)軸的反向間隙帶入，直接影響孔的位置精度。這里給出兩個方案，方案a如圖3-1a）所示，方案b如圖3-1b）所示。圖3-1 鏜銑加工路線圖從圖中不難看出，方案a中由于孔與、孔的定位方向相反，x向的反向間隙會使定位誤差增加，而影響孔的位置精度。在方案b中，當(dāng)加工完孔后并沒有直接在孔處定位，而是多運動了一段距離，然后折回來在孔處定位。這樣、孔與孔的定位方向是一致的，就可以避免引入反向間隙的誤差，從而提高了孔與各孔之間的孔距精度。（2）切入切出路徑。在銑削輪廓表面時一般采用立銑刀側(cè)

13、面刃口進(jìn)行切削，由于主軸系統(tǒng)和刀具的剛度變化，當(dāng)沿法向切入工件時，會在切入處產(chǎn)生刀痕，所以應(yīng)盡量避免沿法向切入工件。當(dāng)銑切外表面輪廓形狀時，應(yīng)安排刀具沿零件輪廓曲線的切向切入工件，并且在其延長線上加入一段外延距離，以保證零件輪廓的光滑過渡。同樣，在切出零件輪廓時也應(yīng)從工件曲線的切向延長線上切出。如圖3-2a）所示。當(dāng)銑切內(nèi)表面輪廓形狀時，也應(yīng)該盡量遵循從切向切入的方法，但此時切入無法外延，最好安排從圓弧過渡到圓弧的加工路線。切出時也應(yīng)多安排一段過渡圓弧再退刀，如圖3-2b）所示。當(dāng)實在無法沿零件曲線的切向切入、切出時，銑刀只有沿法線方向切入和切出，在這種情況下，切入切出點應(yīng)選在零件輪廓兩幾何要

14、素的交點上圖3-2 銑削圓的加工路線為了消除由于系統(tǒng)剛度變化引起進(jìn)退刀時的痕跡，可采用多次走刀的方法，減小最后精銑時的余量，以減小切削力。在切入工件前應(yīng)該已經(jīng)完成刀具半徑補償，而不能在切入工件時同時進(jìn)行刀具補償，如圖3-3a）所示，這樣會產(chǎn)生過切現(xiàn)象。為此，應(yīng)在切入工件前的切向延長線上另找一點，作為完成刀具半徑補償點，如圖3-3b）所示。圖3-3 刀具半徑補償點（3）采用順銑加工方式在銑削加工中，若銑刀的走刀方向與在切削點的切削速度方向相反，稱為逆銑，其銑削厚度是由零開始增大，如圖3-4a）所示；反之則稱為順銑，其銑削厚度由最大減到零，如圖3-4b）所示。由于采用順銑方式時，零件的表面精度和加

15、工精度較高，并且可以減少機(jī)床的“顫振”，所以在銑削加工零件輪廓時應(yīng)盡量采用順銑加工方式。圖3-4 順銑和逆銑若要銑削如圖3-5所示內(nèi)溝槽的兩側(cè)面，就應(yīng)來回走刀兩次，保證兩側(cè)面都是順銑加工方式，以使兩側(cè)面具有相同的表面加工精度。圖3-5 銑削內(nèi)溝的側(cè)面（4）立體輪廓的加工加工一個曲面時可能采取的三種走刀路線，如圖3-6所示。即沿參數(shù)曲面的u向行切、沿w向行切和環(huán)切。對于直母線類表面，采用圖3-6b）的方案顯然更有利，每次沿直線走刀，刀位點計算簡單，程序段少，而且加工過程符合直紋面的形成規(guī)律，可以準(zhǔn)確保證母線的直線度。圖3-6a）方案的優(yōu)點是便于在加工后但在加工螺旋槳槳葉一類零件時，工件剛度小，采

16、用從里到外的環(huán)切，有利于減少工件在加工過程中的變形。圖3-6 立體輪廓的加工（5）內(nèi)槽加工內(nèi)槽是指以封閉曲線為邊界的平底凹坑，如圖3-7所示。加工內(nèi)槽一律使用平底銑刀，刀具邊緣部分的圓角半徑應(yīng)符合內(nèi)槽的圖紙要求。內(nèi)槽的切削分兩步，第一步切內(nèi)腔，第二步切輪廓。切輪廓通常又分為粗加工和精加工兩步。粗加工時從內(nèi)槽輪廓線向里平移銑刀半徑r并且留出精加工余量y。由此得出的粗加工刀位線形是計算內(nèi)腔走刀路線的依據(jù)。切削內(nèi)腔時，環(huán)切和行切在生產(chǎn)中都有應(yīng)用。兩種走刀路線的共同點是都要切凈內(nèi)腔中的全部面積，不留死角，不傷輪廓，同時盡量減少重復(fù)走刀的搭接量。環(huán)切法的刀位點計算稍復(fù)雜，需要一次一次向里收縮輪廓線，算法

17、的應(yīng)用局限性稍大，例如當(dāng)內(nèi)槽中帶有局部凸臺時，對于環(huán)切法就難于設(shè)計通用的算法。從走刀路線的長短比較，行切法要略優(yōu)于環(huán)切法。但在加工小面積內(nèi)槽時，環(huán)切的程序量要比行檢驗型面的準(zhǔn)確度。因此實際生產(chǎn)中最好將以上兩種方案結(jié)合起來。圖3-6）第4章 數(shù)控銑床的工藝分析數(shù)控銑削加工有著自己的特點和適用對象，若要充分發(fā)揮數(shù)控銑床的優(yōu)勢和關(guān)鍵作用，就必須正確選擇數(shù)控銑床類型、數(shù)控加工對象與工序內(nèi)容。通常將下列加工內(nèi)容作為數(shù)控銑削加工的主要選擇對象：（1）工件上的曲線輪廓，特別是有數(shù)學(xué)表達(dá)式給出的非圓曲線與列表曲線等曲線輪廓；（2）已給出數(shù)學(xué)模型的空間曲面；（3）形狀復(fù)雜、尺寸繁多、劃線與檢測困難的部位；（4）

18、用通用銑床加工時難以觀察、測量和控制進(jìn)給的內(nèi)外凹槽；（5）以尺寸協(xié)調(diào)的高精度孔或面；（6）能在一次安裝中順帶銑出來的簡單表面或形狀；采用數(shù)控銑削后能成倍提高生產(chǎn)率，大大減輕體力勞動強(qiáng)度的一般加工內(nèi)容。此外，立式數(shù)控銑床和立式加工中心適于加工箱體、箱蓋、平面凸輪、樣板、形狀復(fù)雜的平面或立體零件，以及模具的內(nèi)、外型腔等；臥式數(shù)控銑床和臥式加工中心適于加工復(fù)雜的箱體類零件、泵體、閥體、殼體等；多坐標(biāo)聯(lián)動的臥式加工中心還可以用于加工各種復(fù)雜的曲線、曲面、葉輪、模具等。第5章 數(shù)控銑削編程加工實例5.1槽形零件的銑削如圖5-1所示的槽形零件，其毛坯為四周已加工的鋁錠（厚為20mm），槽深2mm。編寫該槽

19、形零件加工程序。圖5-1 槽形零件工藝和操作清單。該槽形零件除了槽的加工外，還有螺紋孔的加工。其工藝安排為“鉆孔擴(kuò)孔攻螺紋銑槽” ，其工藝和操作清單。第6章 結(jié) 論 泵在自來水生產(chǎn)流水線上補廣泛應(yīng)用，品種規(guī)格繁多。對它的分類方法也各不相同，按其工作原理可以分為三大類：葉片式水泵，容積式水泵，其他類型水泵。在我廠生產(chǎn)中大部分使用的單級雙吸式離心泵，是葉片泵的一種，由于這種泵的工作是靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)時葉片撥動液體旋轉(zhuǎn)，使液體獲得離心力而完成水泵的輸水過程所以這種泵稱為離心泵。 離心泵的應(yīng)用是很廣泛的，在國民經(jīng)濟(jì)的許多部門要用到它。在給水系統(tǒng)中幾乎是不可缺少的一種設(shè)備，如若把自來水管網(wǎng)當(dāng)作人身的血管系

20、統(tǒng)，那么離心泵就昌壓送血液的心臟。由于離心泵是一種重要的設(shè)備，而且它的運轉(zhuǎn)要消耗大量的動力！為了合理、經(jīng)濟(jì)的選擇和使用水泵，以保證水廠供水，就必須對離心泵的工作原理和基本性能等方面有所了解。 一、離心泵的基本構(gòu)造是由六部分組成的 離心泵的基本構(gòu)造是由六部分組成的分別是葉輪、泵體、泵軸、軸承、密封環(huán)、填料盒 1、葉輪是離心泵的核心部分，它轉(zhuǎn)速高出力大，葉輪上的葉片又起到主要作用，葉輪在裝配前要通過靜平衡實驗。葉輪上的內(nèi)外表面要求平滑，以減少水流的磨擦損失。 2、泵體也稱泵殼，它是水泵的主體。起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托架相連接。 3、泵軸的作用是借聯(lián)軸器和電動機(jī)相連接，將電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳給葉輪，所以它是傳遞機(jī)械能的主要部件。 4、軸承是套在泵軸上支撐泵軸的