發(fā)動(dòng)機(jī)水泵的設(shè)計(jì)及工藝工裝設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 還處于落后階段。在今后的發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)大力推廣使用組合夾具、半組合夾具、可調(diào)夾具，尤其是成組夾具。在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。第 2 章 發(fā)動(dòng)機(jī)水泵的設(shè)計(jì) 泵的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)方案的確定 提供設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)和要求(1)流量 Q=270L/min= /s= m /h。33(2)壓力 ≈揚(yáng)程 8m(3)轉(zhuǎn)速 n=2800r/min(4)490 型柴油機(jī)水泵(5)批量生產(chǎn) 確定泵的總體結(jié)構(gòu)形式和泵的進(jìn)出口直徑（1）確定進(jìn)口直徑 由注 2 根據(jù)表 4—1 第七節(jié)入口流速一般取 V m/s 代入公式注 2（43）S?D = = = Q??取離心泵系列中標(biāo)準(zhǔn)口徑 D =40 mms則吸入的流速 = = = m/(2)確定泵的排出口徑由于該泵揚(yáng)程不高考慮到排水管系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性取排出口徑與吸入口徑相同 mm?SyD排出流速 m/sSdUV 計(jì)算比轉(zhuǎn)速 ,確定級(jí)數(shù)sn = =. ??HQ 由于壓力、流量、功率不大比轉(zhuǎn)速 30 時(shí)采用單級(jí)由圖 220，這樣的比轉(zhuǎn)速是有可能達(dá)sn到預(yù)定效率的，因此水泵的級(jí)數(shù)為單級(jí)。1 / 63 估算水泵的效率（1）水力效率 ?????. gnQgh? （2）容積效率 ??? （3）機(jī)械效率 ???????????????676710..?(4)總效率 = mvh?.(5)主軸功率 P= ?????QHg（6）原動(dòng)機(jī)功率 = ?余量系數(shù) K 按注 3 表 84 選 K= 轉(zhuǎn)動(dòng)效率注 3 表 85 選 ?t? 泵軸頸和葉輪輪轂直徑的確定扭矩的計(jì)算公式 ???泵軸直徑的計(jì)算公式為 ????3531042..?nMd軸的材料 45 鋼 ～539） N/ 取 450 N/??41(?5 3M考慮經(jīng)濟(jì)及制造方便等原因取標(biāo)準(zhǔn)值螺紋軸內(nèi)徑 8 mm 39。d 17 mm 14 mm 8mm ?52d?43d?6 葉輪輪轂直徑 =（～） =27mmhj具體形狀如下簡(jiǎn)圖 葉輪主要尺寸的確定 葉輪的初步確定 （1）進(jìn)口當(dāng)量直徑 0D =41mm???3302845..nQK式中兼顧效率和氣蝕 ～ 葉輪進(jìn)口直徑 =46mm221?hJd葉輪外徑（注 3 公式 819b） = mm?3nQD?328045.式中 ～) ≈(2?Dk210???????sn 精算葉輪的外徑及出口寬度（1）出口圓周速度 =?gHKU22 ?（2）出口軸面速度 （3）進(jìn)口軸面速度 式中查注 3 圖 814 ?0vK所以 =?3m= 取 =84mmnUD?22608014.?2D=‘3 / 63葉片為開(kāi)式因此葉片寬度可近似為 =18mm2b其中 c 為葉輪安裝盤(pán)的厚度取 c=3mm 葉片數(shù)的選擇由注 1 表 52 離心泵的葉片數(shù) Z，當(dāng) =60～180 時(shí)，取 Z=6sn 葉片厚度和角度的選擇由離心泵的相關(guān)說(shuō)明取 S=4mm 葉片進(jìn)口安放角的選擇 一般 = ～ 葉輪安放角 = ～ 因此取 =??‘’1???03151?041?09 葉片出口安放角的選擇= ～ 取 =208420 葉片包角的選擇當(dāng) =60～220 時(shí)，一般取 = ～sn?08501 葉片的繪制（具體形狀尺寸如零件圖所示） 泵體的設(shè)計(jì) 蝸室的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) （1）基園直徑 3D=(～) =（～）=～ 取 =88mm 32 3D其中 為葉輪外徑 =84mm2(2)蝸室進(jìn)口寬度 3b= +（5～10）=18+5=23mm ，其中 =18mm3b2 2b（3）蝸室隔舌起始角由注 3 表 91 當(dāng) =70～130 ，可取 = ～ sn0?150（4）隔舌螺旋角 339。?見(jiàn)圖 532 一般 = = =39。 21umUVtg??t0其中 = =， =?K2uV（5）蝸室斷面形狀和斷面面積5 / 63 蝸室型體各斷面面積內(nèi)的平均速度相等且為式中由注 3 圖 910 當(dāng)時(shí)，代入上式 = = =?式中 由注 3 圖 910 當(dāng) = 時(shí) =蝸形體隔舌起始角 = ，共分 8 各斷面，其中 ～ 取0?16015??20??C= = B= =)29(??tg??cos)(20C??通過(guò)最大斷面面積的流量為 = = =?= =?VQ2m各斷面面積 = = = 1 223A2= = ， = =（6）蝸室擴(kuò)散管的設(shè)計(jì)計(jì)算擴(kuò)散角 = ～ 取 =?08?09=2tgLDVy3?壓從直徑為 40mm， = ???VVAL= == =50mm23?tgVy? 蝸室繪制具體形狀尺寸如零件圖所示如下是零件形狀簡(jiǎn)圖：B ─ADD BBCC─ D ─ 其他水泵零件的選擇軸封裝置：選有骨架的橡膠密封 HG469267 的水封件。軸向力平衡，通過(guò)開(kāi)平衡孔，孔徑 08??泵體油塞選用 M10H6泵體螺栓的選用直徑為 8mm 零件的強(qiáng)度校核 葉片的強(qiáng)度校核葉片材料為鑄鐵 HT2040，退火處理 =250～350kg/ ， =???2cmr3cm周方向上的應(yīng)力 ?2410ugrm?表 84 可知由于 ＜ ，故在 n=2800r/min 時(shí)葉輪葉片是安全的??葉片厚度 S=K = = mm2D?ZH168?7 / 63因?yàn)槿~片厚度為 5mm 是充足的 輪轂強(qiáng)度校核 由表 83 可知 E= kg/cm 則 610? mDEc ?????有公差配合表可知軸頸為 16mm 二級(jí)精度配合的最小公差 =, ＜ ,有min?D?in離心力引起的變形小于最小配合公差所以輪轂強(qiáng)度是足夠的 泵體的強(qiáng)度校核泵體材料為鑄鐵 =9807～14710Kap???S= =?? ?當(dāng)量壁厚， = = = ??故壁后強(qiáng)度是足夠的因此取 S=6mm 其他強(qiáng)度校核（略）第 3 章水泵泵體的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 分析零件圖 零件的作用離心式水泵在 490 型柴油機(jī)中起冷卻作用，是冷卻水產(chǎn)生一定的壓力，壓入柴油各個(gè)部件，保證柴油機(jī)工作工程中冷卻水不斷循環(huán)。 蝸殼是 490 柴油機(jī)水泵的一個(gè)主要零件渦形體斷面形狀是梯形蝸殼的以最小的損失將從葉輪中高速冷卻水收集起來(lái)引向壓從口同時(shí)將一部分液體變?yōu)閴耗埽仛榉珠_(kāi)式一部分與柴油機(jī)箱體連為一體，一部分通過(guò)螺釘連在柴油機(jī)箱體上形成封閉的壓從室，這部分蝸殼分開(kāi)面為中開(kāi)面。 零件的工藝分析蝸殼圖樣的視圖，尺寸，公差和技術(shù)要求齊全正確，零件材料選用 HT2040 鑄鐵，該材料具有較高的強(qiáng)度韌性和塑性切削性能好，結(jié)構(gòu)工藝性好。該零件主要加工表面及技術(shù)要求分析如下（1） 內(nèi)裝有滾動(dòng)軸承，軸向不易移動(dòng)具有一定的穩(wěn)定性精度等級(jí)為 7 級(jí)圓柱740H?度為 表面粗糙度 =，孔肩↗， （2） 內(nèi)裝有彈性擋環(huán)端面跳動(dòng)↗ 精度為 11 粗糙度為 aR(3) 表面粗糙度為 =，端面 =(4) 表面粗糙度為 = 與 有同軸度要求⊙，端面 =?a(5)4 表面粗糙度為 =?aR（6）中開(kāi)面表面粗糙度為 = 與 有垂直度要求⊥ 確定生產(chǎn)類(lèi)型 生產(chǎn)類(lèi)型為批量生產(chǎn)，顧初步確定其本傾向?yàn)榧庸み^(guò)程中工序恰當(dāng)集中，加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，采用專(zhuān)用工裝，這樣生產(chǎn)準(zhǔn)備工作及投資快，生產(chǎn)率高。9 / 63 確定毛坯 確定毛坯的種類(lèi)根據(jù)零件材料 HT2040 確定毛坯為鑄件，并依據(jù)其結(jié)構(gòu)尺寸和生產(chǎn)類(lèi)型，毛坯的鑄造類(lèi)型選用砂型鑄造及其造型依據(jù)注 4 表 155 鑄件尺寸公差等級(jí)采用 CT9 級(jí)。 確定鑄件余量根據(jù)表 157 選為 MAGG 級(jí)查表 158 確定各加工表面的鑄件，機(jī)械加工余量，具體如下表單位：mm加工表面 鑄件的尺寸 鑄件等級(jí) 加工余量 說(shuō)明1D40 H 3 孔，降一級(jí)，雙側(cè)加工231 H 孔，降一級(jí)，雙側(cè)加工335 H 孔，降一級(jí)，雙側(cè)加工1T0 H 頂面，降一級(jí)，單側(cè)加工2 H 3 頂面，降一級(jí)，單側(cè)加工3T36 G 底面，單側(cè)加工456 G 底面，單側(cè)加工5T104 G 底面，單側(cè)加工641 G 底面，單側(cè)加工對(duì)于砂型鑄造根據(jù) 159 鑄件最小孔的直徑，故本零件鑄造孔不小于 22mm. 畫(huà)鑄件零件綜合圖 機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 選擇定位基準(zhǔn)（1）選擇精基準(zhǔn) 由于蝸殼 孔及大端面 是零件的主要加工部位其余加工表面要求加工精度740H?1T不高，如果選擇 及端面，則產(chǎn)生定位差，基準(zhǔn)不重合的誤差。當(dāng)大端面 加工1T完后為了保證 的位置精度及自身精度則應(yīng)以大端面 和 軸線(xiàn)作為精基1T740H?準(zhǔn)，其他加工面都以其為基準(zhǔn)從而遵從基準(zhǔn)“基準(zhǔn)重合”原則即按一般規(guī)則定位基準(zhǔn)應(yīng)是精度較高，粗糙度小的表面，定位穩(wěn)定。（2）選擇粗基準(zhǔn)由于大端面 處于毛坯分型面且屬于澆注的頂面，缺陷多，誤差大，考慮保證1T和 外圓不需加工表面間的壁厚均勻及大端面 的精度，因此選擇740H?5 1T軸線(xiàn)及 外圓端面為粗基準(zhǔn)011 / 63 擬定工藝過(guò)程1 選擇表面加工方法根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度查 1532～表 1434 選擇零件主要表面加工方法與方案如下內(nèi)孔 : 粗?jǐn)U（IT12）—半精鏜（IT8）—精鏜（IT7） ? ?Ra內(nèi)孔 : 粗?jǐn)U（IT12）—半精鏜（IT8）—精鏜（IT7） ,由于用于定16位加工 因此提高了 的精度等級(jí)46?內(nèi)孔 : 粗?jǐn)U（IT12）—半精鏜（IT8）2內(nèi)孔槽 : 粗車(chē)（IT12）4125.4 鉆（IT12） ，粗鉸（IT9）9F?螺紋孔：鉆（IT12）用絲錐攻內(nèi)螺紋(ITF7)710M粗銑（IT11）—精銑（IT7）T粗車(chē)（IT12）—半精車(chē)（IT8）2粗車(chē)（IT12）—半精車(chē)（IT8）3粗車(chē)（IT12）—半精車(chē)（IT8）4粗車(chē)（IT12）—半精車(chē)（IT8）5T锪端面（IT12）62 制定工藝過(guò)程⑴擬定方案由于各表面加工方法及粗基準(zhǔn)的確定，現(xiàn)按“先粗后精啊” ， “先主后次” 、 “先面后孔” 、“基準(zhǔn)先行” 、的原則，初步擬定工藝方案如下在生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)時(shí)考慮采用通用機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，刀具并考慮工序集中以提高生產(chǎn)率，減少機(jī)床數(shù)量降低成本。方案一鑄件Ⅰ粗車(chē)端面 、 、 ，粗?jǐn)U內(nèi)孔 、1T231D2Ⅱ粗車(chē)端面 、 ，粗?jǐn)U45Ⅲ半精車(chē) 、 、 ，半精鏜孔 、 ，孔口倒角12312Ⅳ半精車(chē) 、 ，倒角，半精鏜453Ⅴ粗車(chē)內(nèi)孔擋環(huán)槽Ⅵ鉆 4 鉆，粗鉸并锪端面9F?6TⅦ鉆 ，?Ⅷ精車(chē) ，精鏜 ，端面 倒角及孔口 倒角1T1D1T1DⅨ精鏜內(nèi)孔 3Ⅹ去毛刺Ⅺ檢驗(yàn)方案二鑄件Ⅰ粗銑端面 1TⅡ粗車(chē)端面 、 ，粗?jǐn)U內(nèi)孔 、231D2Ⅲ粗車(chē)端面 、 ，粗?jǐn)U453Ⅳ精銑 1Ⅴ半精車(chē) 、 半精鏜 、2T312Ⅵ精鏜 ， 孔口倒角 11D045Ⅶ半精車(chē) 、 ，倒角 145Ⅷ半精鏜，精鏜 ，車(chē)擋環(huán)槽3Ⅸ鉆，鉸 4 并锪端面9F?6TⅩ鉆 ，絲錐攻內(nèi)螺紋 M10—H672.Ⅺ去毛刺Ⅻ檢驗(yàn)⑵方案分析：方案一：工序粗精加工劃分明確Ⅰ～Ⅱ?yàn)榇旨庸るA段，工序Ⅲ～Ⅳ為半精車(chē)階段，Ⅷ～Ⅸ為精加工階段，各表面加工精度逐漸提高，有利于保證表面加工質(zhì)量互不影響該方案的弊端是：工序Ⅵ ～Ⅶ工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合位置精度難于保證，內(nèi)孔口倒角安排在中間精加工工序進(jìn)行，也屬于基準(zhǔn)不重合，再則加工工序粗精不明了。還有 工序Ⅰ粗車(chē)端面 、 、 ，粗?jǐn)U內(nèi)孔 、 中由于端面 不連續(xù)面在采用車(chē)時(shí)1T231D21T會(huì)產(chǎn)生切削力的不平衡和空行程對(duì)加工刀具影響很大，因此改為銑削比較可適合，方案二基本遵循粗精加工劃分階段的原則，工序粗精加工明確，將精鏜 及精車(chē) 移在工序3D1V 前面為后續(xù)加工提高了精基準(zhǔn)使 與 平行度及與 的垂直度710F?1T98F?13 / 63方案二的不足是將Ⅶ等工序至于內(nèi)孔 最終精鏜之后，對(duì)其精度可能有影響但考慮鉆3D孔攻螺紋的余量不大，工件剛性好孔軸距加工表面較遠(yuǎn)顧對(duì)其影響不大。綜合分析方案二比較符合工藝加工要求。 確定工序尺寸，加工余量1 徑向各圓柱表面加工時(shí)工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的的總加工余量有相關(guān)資料確定各加工方法的加工余量由后向前推工序尺寸并確定其公差，如下表所示工序余量加工表面 加工內(nèi)容精度等級(jí)工序尺寸 加工余量表面粗糙度最小加工余量最大加工余量1D746H?鑄件粗?jǐn)U半精鏜精鏜IT12IT9IT740177。?.1:236鑄件粗?jǐn)U半精鏜IT12IT993??41:3D740H?鑄件粗?jǐn)U半精鏜精鏜IT12IT9IT7.?1內(nèi)孔槽 : IT12