毕业设计（论文）-食品行业用新型螺杆泵设计及泵座制造工艺规程

徐州工程学院毕业设计(论文)食品行业用新型螺杆泵设计及泵座制造工艺规程ANEWTYPEOFSCREWPUMP’SDESIGNANDMANUFACTUREPROCEDUREOFPUMPSEATINTHEFOODINDUSTRY

绪论1.1研究背景及研究意义在我们国家的社会生产中，泵是一种运送液体介质的重要工具，在各大行业都受到了广泛的关注与运用。单螺杆泵作为泵类的一种，具有其他泵不具备的许多特性与良好的性能，例如：吸入能力较强，压力恒定，运行噪声较小，无泄漏，无温升，几乎无脉动。单螺杆泵的流量与转速成一次线性关系，可通过调节转速而达到控制流量输出的目的，简单便捷。单螺杆泵可以运送的介质范围十分宽广，既可以运送一般的液体介质，也可以运送较高粘度的介质，还可以运送含一定固体的介质。单螺杆泵对一些易被离心力等破坏的介质具有一定的保护能力。不仅如此，其结构简单，对于日常保养与维护也非常的便利。综上所述的各种特性与优点，让单螺杆泵在许多行业普遍运用，触及到的行业有石油化工行业、食品卫生行业、环境整治、矿山排水等。我国的螺杆泵应用历史不算太长，相关技术的研究相对与国外来说也比较迟，在实际生产中还是有不少问题需要我们解决与完善。伴随着螺杆泵所涉及的行业逐渐增多，各个行业对螺杆泵的性能要求也不断提高，为了满足螺杆泵各大应用行业的发展要求，相关螺杆泵的研究趋向活跃。各行业的飞速发展对单螺杆泵提出了更高的要求，在有些行业的应用中，单螺杆泵的工作条件十分苛刻。提高单螺杆泵的工作效率，延长使用寿命，满足实际生产要求，是单螺杆泵设计的宗旨与目标。在现有的理论基础上，运用所掌握的知识，对螺杆泵结构上存在的一些问题进行改进与创新。设计出一种结构简单，性能稳定，具有较高的工作效率的螺杆泵或将在很大程度上改善实际生产中的问题。1.2国内外研究综述1.2.1国外螺杆泵的应用现状单螺杆泵最早是在20世纪30年代初期，由法国工程师勒内•姆瓦诺创造出。单螺杆泵在国外最早是用于石油开采领域，而且国外不少生产厂商经过多年的技术积累，先后推出一些大型号大功率单螺杆泵设备。由于技术研发较早且不断完善，国外制造厂家在螺杆泵的成本投入，以及后期维护方面花费均较低。国外注重研发高压大流量的大型单螺杆泵，这种发展趋向主要是为了满足输送固液汽混合状态高粘度的介质的需要。1.2.2国内螺杆泵的应用现状国内螺杆泵的发展历程较短，得到广泛应用的时间也不长。上个世纪60年代初期，原天津市工业泵厂成功研发出一种小流量的三螺杆泵，并逐渐向单螺杆泵、双螺杆泵、三螺杆泵专业化方向发展。从此国内泵类制造厂以之为基础不断创新与发展。到了八、九十年代，国外的螺杆泵加工技术引进国内，使得螺杆泵的生产制造与应用得到进一步的普及。和国外一样，螺杆泵在国内被广泛用于石油工业，后来逐渐应用环境工程方面，再后来开始向食品卫生等其他行业方向发展。1.3本题的研究内容和方法本文起初讲述了本课题的研究背景、国内外发展状况以及注重的方向，并且简明扼要地介绍了本文的研究路线；第二章概括了单螺杆泵的工作原理、结构组成以及性能表现等有关理论知识；第三章是对各零部件进行合理选材；第四章依据任务书给出相关的计算参数；第五章与第六章对动力源以及联轴器进行计算选型；第七章主要是单螺杆泵传动轴的结构设计并校核其强度是否满足要求；第八章是对轴承的选用进行相关的理论概述，并通过计算校核轴承寿命是否达到要求；第九章是编制轴承座即泵座的加工工艺文件；第十章提出单螺杆泵的相关注意事项；第十一章是对本次设计的总结。本此设计主要采用文献调研法，理论设计分析法、计算法等研究方法。通过查阅大量的图书文献，以及相关的参考资料，然后对所涉及的结构设计进行合理的理论分析，最终通过公式计算得出结果并生成相应的报告。2引言2.1单螺杆泵概述单螺杆泵是一种回转式容积泵，它是通过转子与定子互相啮合，并在相互啮合的表面之间之间形成许多封闭的工作腔，此时任意一个截面都可看成上下两个工作腔。当转子旋转时，吸入口附近的第一个工作腔的容积逐渐增大，压力逐渐变小，在压力差的作用下介质被压入工作腔。随着转子的继续转动，工作腔容积慢慢增大到最大值时，这个工作腔闭合，并且把介质沿转子轴向压向排出腔。就这样上下两个工作腔交替连续地吸入与排出介质，最终介质由吸入口沿转子轴向持续均匀地运送到排出口，螺杆泵实现输送介质的功能。而且在这个过程中所输送的介质不会被离心破坏。食品级别的单螺杆泵为不锈钢螺杆泵，有轴不锈钢和整体不锈钢两大类。在西方发达国家，单螺杆泵早已被各行业广泛应用，国外也将其称作"偏心转子泵”。因为它具有其他泵种不具备的良好特性，在国内的许多行业也得到了愈来愈普遍的运用。下面列举出单螺杆泵与其他泵类相比较的诸多优点：1、能输送固体含量较高的混合介质；2、流量均匀压力稳定，转速较低时更为显著；3、流量的大小与转子的转速成正比例关系，具备较好的流量调节性能；4、其输送介质的粘度范围较大；5、泵的安装姿态灵活多变，可调整一定角度；6、对一些易被离心力等破坏的介质具有一定的保护能力；7、结构简单，便于拆装维护，运转平稳，噪声较小。当然，螺杆泵也有其自身的缺点：1、螺杆的加工和装配要求较高；2、介质的粘度变化对泵的性能影响较大。图2-1为单螺杆泵的结构示意图图2-1单螺杆泵的结构示意图2.2主要设计任务本次设计出的是一种食品行业用输送粘稠介质的不锈钢单螺杆泵。该泵工作时由电动机带动泵轴转动，该泵与物料接触部分采用不锈钢制造，整体设计上要求结构简单、工作安全可靠、使用维修方便。按确定的方案设计螺杆泵的基本参数，根据基本参数，进行电动机选型。确定电动机型号后对联轴器选型，设计传动轴，计算轴的弯矩及强度。根据传动轴的计算选择轴承，并计算轴承寿命以及设计轴承座。本次设计方案着重点在于机械传动部分的设计，单螺杆泵由电动机驱动，通过联轴器将动力传递给传动轴，再通过万向节与之间的连接轴将动力传递给螺杆。本次设计的单螺杆泵主要由电动机、联轴器、传动轴、轴承、万向联轴器、泵体、螺杆、轴承座等零件组成。图2-2所示的为同类型的螺杆泵实物。图2-2螺杆泵的实物3选择各部件的材料3.1选择螺杆的材料螺杆的工作条件较为严格，高速旋转与衬套之间产生剧烈摩擦，产生高温并受到输送介质的腐蚀,由于这些影响因素螺杆材料必须具备以下特性:1.材料表面硬度较高，耐摩擦；2.材料的耐高温性要好，在较高温度的工作环境下正常工作；3.材料的刚度较高，抗变形能力好；4.材料的延展性较好，易于加工成螺旋状；5.材料的物理性能较好，经过热处理处理后不发生形变；6.材料耐腐蚀性好，不会被介质氧化侵蚀。螺杆在工作环境中直接与其所输送介质接触，所以要求螺杆本身的材质不能对介质产生污染和破坏，食品卫生级别的材料要求更高，应严格按照生产标准选择材料，因此本次设计中螺杆的材料选用4cr13钢。3.2选择衬套的材料单螺杆泵的定子即衬套一般采用耐磨性较高的橡胶作为加工材料，它与螺杆的配合情况将直接影响整个单螺杆泵的整体表现。选用衬套材料的优劣与否，将直接影响衬套的使用寿命，衬套是一个非常容易损坏的部件，通常工作情况下衬套的使用期限最长6个月。目前，我国市场上普遍选用NBR、EPDM橡胶作为单螺杆泵衬套的加工材料。因为本次设计的单螺杆泵是用于食品行业的，所以选用食品级天然橡胶作为单螺杆泵的衬套材料。3.3选择泵体的材料由于泵体只与输送介质接触，不与其他部件发生相对运动，所以选择普通的不锈钢材料即可满足要求，本次设计选用ZG1Cr18Ni9T，这是一种常见的铸造不锈钢。3.4选择传动轴的材料轴类零件常用的材料为45#钢，它是优质碳素结构用钢，经过调制处理后，零件会具备优良的综合机械性能，再经过表面淬火处理，可以提高零件的表面硬度。45#钢由于其优良的特性，广泛应用于机械传动中的重要零部件，所以本次设计中也采用45#钢作为传动轴的材料。3.5选择轴承座的材料本次设计中，选用HT200作为轴承座的材料。这是一种灰口铸铁，它的抗拉强度不高，塑性也较低，但其减震性能较高，铸造性能也较好。主要用来铸造机床床身，汽车发动机汽缸等承受压力及振动部件，同样也适合用来制造轴承座。4设计螺杆泵的参数根据任务书中的设计任务，主要的设计计算在于机械传动部分，现给出如下螺杆泵参数：扬程H=18m转速n=960r/min流量q=12m3/h压力p=1.2MPa螺杆断面直径D=42mm螺杆螺距d=100mm衬套导程T=205mm偏心距e=6mm衬套长度L=212mm5电动机的型号选择5.1计算单螺杆泵所需功率单螺杆泵的输入功率Pr=pq/（η×103）式（5.1）式中η--为单螺杆泵的总效率P--为全压力（pa）Q--为体积流量(m3/s)η=η1η2…ηn式（5.2）本次设计中所用到的轴承机械传递效率为0.98，联轴器机械传递效率为0.97，万向节机械传递效率为0.95。所以η=0.982×0.97×0.952=0.84Pr=1.2×106×12/(0.84×103×3600)=4.76(KW)我国企业通常配套动力源的功率P=K×Pr；式（5.3）式中K--为功率系数K=1.05-1.2，取K=1.1则配套动力源的功率P=1.1×4.76=5.24（KW）5.2确定电动机的型号查阅相关资料，选择电动机的型号为Y132M2-6，额定功率为5.5KW，转速为960r/min，轴径38mm。此型号电动机为Y系列全封闭自冷式三相笼型异步电动机，基本防护等级为IP44，绝缘等级为B级。这种系列的电动机具有如下优点：（1）效率水平较高；（2）起动性能较好；（3）噪声低振动小；（4）防护性能较好；（5）运行可靠使用寿命长；（6）外形美观大方。事实上Y系列三相笼型异步电动机不如Y2系列、Y3系列更加地高效与节能，但Y系列在生产加工中最先普及使用，其制造技术相当完善，表现性能稳定良好，依旧是现阶段应用最广泛的机械动力设备，因此，本次设计也采用Y系列的三相异步电动机。图5-1为Y132M2-6电动机的尺寸图图5-1Y132M2-6电动机的尺寸图机座号安装尺寸ABCDEFGHK132M216178893880103313212外形尺寸ABACADHDL2802752103155156选择联轴器6.1联轴器的分类在机械传动系统中，联轴器是一种十分常见的部件，它主要是通过连接轴与轴或者连接轴与其他回转类零件，从而传递运动和转矩，有的时候联轴器也可用来做安全装置。按照联轴器对各种相对位移是否具有补偿能力的特性，即能否在发生相对位移条件下仍然保持继续连接的能力，联轴器可分为两大类型：刚性联轴器（无相对位移补偿能力）和挠性联轴器（有相对位移补偿能力）。其中挠性联轴器又可分为两个类型：有弹性元件的挠性联轴器和无弹性元件的挠性联轴器。（一）刚性联轴器（1）套筒式联轴器;（2）夹壳式联轴器;（3）凸缘式联轴器;（二）挠性联轴器（1）无弹性元件的挠性联轴器；a十字滑块联轴器；b滑块联轴器；c十字轴式万向联轴器；d齿式联轴器；e滚子链联轴器；（2）有弹性元件的挠性联轴器；a弹性套柱销联轴器；b弹性柱销联轴器；c梅花形弹性联轴器；d轮胎式联轴器；e膜片联轴器。选择一种合适的联轴器类型应当考虑以下几点要求：（1）通过联轴器所传递的转矩的大小和对减振是否有要求。（2）联轴器工作时的转速大小。（3）两轴线之间的相对位移的大小和方向。（4）联轴器的可靠性和工作条件。（5）联轴器的加工、装配、维修等方面。6.2联轴器的选型由电动机的尺寸图可知电动机轴径为38mm。联轴器名义转矩N.M；式（6.1）计算转矩Tca=KAT式（6.2）式中KA--为工况系数，本设计中动力源为电动机，转矩变化中等，取KA=1.7；所以Tca=1.7×54.71=93.01N.M。Tca<[T]n<nmax式（6.3）式中[T]--为联轴器许用转矩。n--为被联接轴的转速，n≤960r/min。Nmax--为联轴器所允许的最高转矩。根据相关资料，选择TL6弹性套柱销联轴器，其主要的技术参数为：公称扭矩：250N.M；许用转速：nmax=3800r/min

(联轴器材料为钢)；轴孔直径：dmin＝32mm，dmax＝42mm。图6.1为弹性套柱销联轴器的结构示意图图6.1弹性套柱销联轴器结构示意图7传动轴的设计计算7.1轴的结构设计影响因素对于轴的结构合理设计应注意两个方面：一是轴的外形设计，二是轴的所有尺寸的设计。在轴的结构设计时应着重考虑以下几个因素：一、轴在部件中的安装位置以及与其他零件的配合形式；二、轴上所安装的零件的类型、尺寸大小、数量等；三、轴上载荷的分布情况；四、轴的加工工艺等。因为轴的结构设计受到较多因素的影响，而且轴的具体结构形式要依据具体实际情况而定，所以设计的时候轴不会有固定的结构形式，需要根据不同情况采取不同方式。总而言之，不论面对何种情况，轴的结构都要达到一系列的设计要求：轴和轴上的轴承以及轴承座应当有正确的装配位置；轴与其他零件都要装拆方便容易调整；轴的结构便于加工制造等。7.2估算最小轴径通常情况下，在开始轴的结构设计的时候，轴上的载荷和支承反力的作用点的位置都是不知道的，所以最先要做的是估算轴的最小直，才能进行后续轴其他部位的设计计算。式（7.1）式中A--为轴的许用应力系数；P--为轴所传递的功率KW；N--为轴的转速r/min；本设计中轴的材料选用45#钢，通过调质处理，根据相关参考资料取A=115。所以d≥115×=20.6mm且考虑到键槽的影响，轴径应增大5%，dmin=1.05d=1.05×20.6=21.6mm式（7.2）所以本设计中，传动轴的最小直径选择为22mm,可满足最基本的设计要求。7.3设计轴的径向轴向尺寸一般情况下，与联轴器相联接的一端的轴径较小，由此向另一端的轴径较大，按此顺序依次设计传动轴的尺寸。考虑到轴与联轴器的连接关系，第一段轴的直径为38mm，长度为70mm;考虑到轴与轴承的装配，第二段轴的直径为40mm,长度为26mm;第三段轴位于两轴承位置之间，其直径为42mm,长度为66mm;第四段轴同第二段轴承用于安装轴承，其直径为40mm,长度为42mm;第五段轴与密封装置配合，其直径为39mm,长度为150mm;考虑到螺杆尺寸以及与万向节的配合，第六段轴的直径为40mm,长度为32mm。图7-1为传动轴的结构图。图7-1传动轴结构图7.4轴按弯曲强度校核从轴的分类上看，此轴为传动轴，工作时主要承受扭矩，其承受的弯矩很小。7.4.1轴的受力分析FaFr73mm86mm197mm16mmFb图7-2轴的受力图7.4.2支承反力的计算式（7.3）式中Fr为万向节对传动轴向下的作用力，实际工作中此作用力较小，取Fr=100N则Fa=229NFb=329N轴的剪力图如下所示：229100图7-3轴的剪力图轴的弯矩图如下所示：AB19700N.mm图7-4轴的弯矩图轴的转矩图如下所示：T=9550×p/n=9550×5.5/960=54.71N.M54710N.mm图7-5轴的转矩图按第三理论强度计算当量弯矩：式（7.4）式中α--为转矩折合成当量弯矩的系数，实际工作中为脉动循环应力，取α=0.59轴的危险截面当量弯曲应力校核：式（7.5）式中Wz--为抗弯截面系数；D--为轴的直径，传动轴的各段直径近似，取D=40mm；[]--为对称循环变应力情况下轴的许用弯曲应力，查表得[]=60；则<[]，即传动轴的抗弯强度足够，轴的尺寸设计合格。7.5按疲劳强度精确校核只考虑弯矩作用时的安全系数：式（7.6）式中S--为只考虑弯矩作用情况下的安全系数；--为对称循环应力时的材料弯曲疲劳极限，材料为45#钢，通过调质处理，查表得=275N/mm2；K--为弯曲时的轴肩圆角处有效应力集中系数,r/d=2/40=0.05,D/d=42/40=1.05，通过插值法得K=1.89；β--为表面质量系数，根据和表面加工为磨削，查表得β=0.9；Ɛ--为尺寸系数，根据轴截面为圆截面查得Ɛ=0.7；--为弯曲应力幅，=6.02；--为弯曲特性系数，=0.1；--为弯曲平均应力，=0；则只考虑扭矩作用时的安全系数：式（7.7）式中S--为只考虑扭矩作用情况下的安全系数；--为对称循环应力下的材料扭转疲劳极限,查表得=155N/mm2；--为扭转时的轴肩圆角处有效应力集中系数，通过插值法得=1.53；β--为表面质量系数，查表得β=0.9；Ɛ--为尺寸系数，查表得Ɛ=0.78；--为扭转应力幅，截面上的扭转应力,式（7.8）--为抗扭截面系数，=4.35；--为扭转特性系数，；--为扭转平均应力，=0.5=2.175；则≧[S]式（7.9）式中--为疲劳强度下的安全系数；[S]--为按疲劳强度计算的许用安全系数。则由于载荷确定不够精确,材料性质不够均匀，考虑到振动以及输送介质等因素的影响，选取较大许用安全系数为[S]=1.5～2.5，远大于[S]，说明轴的结构安全性较高。8轴承的设计计算8.1轴承的分类按照轴承自身的摩擦特点，可以把轴承分为两个大类：滚动摩擦轴承和滑动摩擦轴承。通常情况下对它们简称为滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承早已广泛应用于各种机械，它具有诸多良好的特性，例如摩擦系数较小，启动阻力也小，结构简单便于润滑与维护，制造工艺成熟且标准化生产等。所以本次设计中也采用滚动轴承。8.2轴承选择的影响因素在轴承选用的时候，最先应该思考的是选择哪种类型。而类型的选择会受到下列几大因素的影响：1、轴承的载荷轴承类型的选取需要重点考虑其承载的载荷问题，尤其是承载的大小。滚动轴承通常依据滚动体的接触方式分为两大类：滚子轴承和球轴承。滚子轴承因为其滚子是线接触，可以承载较大的载荷，且抗变形的能力也较强。球轴承的滚珠是点接触方式，适合承载较小的载荷。所以在载荷不大或者中等的情况下，可以选用球轴承。2、轴承的转速在通常的情况下，轴承类型的选取可以不用考虑转速这一因素。但是，当转速达到一定界限时需要考虑转速的影响。（1）就轴承所能到达的极限转速方面，球轴承的极限转速要高于与滚子轴承，所以在高速转动的情况下应选择球轴承。（2）一般情况下，轴的尺寸是已定的，则轴承的内径尺寸也确定下来，此时滚动体的尺寸大小取决于轴承外径的尺寸小。轴承外径越大则滚动体越大，滚动体相对于外圈滚道的离心力也越大，这会加速损坏轴承。所以在高速运转的情况下，应当选取较小外径的轴承。（3）如果在实际转速超过轴承极限转速的工况下，应当选择加工精度较高的轴承，也可以选择间隙较大的轴承。3、轴承的调心性能当轴与轴承座的同轴度有误差时，会导致轴承的内外圈轴线发生偏差。这种情况下，应该选择能够在一定程度上调心的调心轴承。4、轴承的安装和拆卸轴承类型选用时，拆装是否方便也是一个重要的影响因素。本设计中的泵座即轴承座是采用一次性铸造成整体的，只能沿着轴向安装零部件，这种情况下可以适当考虑可分离轴承。8.3轴承的配合因素

8.3.1选择配合的依据

轴承与轴与轴承座的配合方式选择需要注意以下几个方面：采用哪种配合制度；轴承所承受的载荷大小；正常工作时轴承的温升情况；旋转精度要求的高低；安装与拆卸的方式；轴承在工作时是否发生轴向位移等。

8.3.2配合的选择

轴承内圈与轴的配合一般采用基孔制，而轴承外圈与轴承座的的配合一般采用基轴制。轴承的内径公差带通常在零线以下，所以在采用基孔制的情况下，轴承圈与轴的配合一般比较紧密。轴承的外径公差带与基轴制中的轴公差带一样都在零线以下，不过它的取值与一般的轴有所区别。（一）载荷大小

轴承内圈与轴、外圈与轴承座之间的配合过盈量由载荷的大小决定，载荷较大的情况下，选用较大的过盈量；载荷较小时，选用较小的过盈量。（二）工作温度

轴承随轴高速转动时，内外圈会因温升而发生轻微膨胀，进而可能导致轴承内圈与轴配合松动，外圈则会与轴承座配合更紧。所以选择轴承类型时，需要留意温升情况，轴承内圈与轴的过盈量应当稍大些，外圈与轴承座的过盈量应当稍小些。（三）旋转精度

在机械对轴承的旋转精度要求不高的情况下，可以采取较小的间隙配合。但在在机械对轴承的旋转精度要求较高的情况下，应采取过盈配合，这样可以尽量避免形变与振动所带来的影响。轴承外圈与轴承座之间应当采用过渡配合或者少量的过盈配合。

（四）安装与拆卸方便

轴承的配合也需要考虑是否便于拆装，对于中小型机械，轴承适合采取紧配合。（五）轴承的轴向位移

当轴承外圈与轴承座配合时，应当考虑轴承外圈在轴承工作的情况下是否允许产生轴向位移。如果有轴向位移，轴承外圈与轴承座应当采取松配合；如果不允许发生轴向位移，则轴承座与轴承需采用紧配合。综合考虑，本次设计中选用深沟球轴承，轴承内圈与轴的配合采用基孔制的较小间隙配合，公差带为H7/h6,轴承外圈与轴承座采用基轴制的较松过渡配合，公差带为H7/k6。8.4选择轴承型号并计算轴承寿命8.4.1分析工况本次设计中的单螺杆泵每天正常工作时间为8小时，机械利用率中等，预计轴承使用寿命为20000小时。考虑到轴的直径尺寸，选择内径为40mm，外径为80mm的6208深沟球轴承。在工作中，轴承的转速为960r/min，轴向载荷为Fa=600N，径向载荷为Fr=1650N。8.4.2计算滚动轴承当量动载荷轴径向载荷比Fa/Fr=600/1650=0.36>e=0.26式中e为载荷判断系数系数，取0.26。轴承的当量动载荷为P=fd(XFr+YFa)式（8.1）式中fd--为载荷系数，对于泵类机械，载荷冲击较小的情况下，fd=1.0-1.2，取1.2。X--为径向动载荷系数，轴径向载荷比>e的情况下，取0.56。Y--为轴向动载荷系数，轴径向载荷比>e的情况下，取1.85。所以P=1.2×（0.56×1650+1.85×600）=2441N8.4.3计算轴承使用寿命查阅相关资料，6208深沟球轴承的基本额定动载荷C1=31000N。实际动载荷C=ftC1式（8.2）式中ft--为轴承工作时的温度系数，ft=0.5-1.0，取0.9。则C=0.9×31000=27900N所以轴承的基本额定寿命为式（8.3）式中n--为轴承转速，取960r/min；ε--为寿命指数，球轴承取3。所以>20000即6208深沟球轴承使用寿命能达到预计要求。图8-1为6208深沟球轴的结构示意图图8-16208深沟球轴结构示意图9轴承座（泵座）的加工工艺规程设计9.1加工工艺规程的作用（1）工艺规程主要是用来指导和规范加工生产的过程。工艺规程一旦制定，所有生产人员都需要遵守，以保证生产出的产品质量。但有些时候工艺规程也是可以改变的，要与实际生产情况相匹配。（2）工艺规程是生产组织和管理工作的主要依据。生产中，原材料的来源、毛坯的制造、工艺设备的置办、专用工艺装备的设计制造、劳动力的组织、生产进度的安排等工作都是依据工艺规程来制订的。（3）工艺规程是新增或者扩大生产规模的基本资料。在新增或扩建生产车间时，只有依据工艺规程才能确定生产所需设备种类及数量、生产面积和厂房布局、人员编制等。9.2机械加工工艺规程的设计原则加工工艺的制定主要考虑三大因素：加工质量是否合格；加工效率能否达到要求；生产成本是否在规定范围以内。在这三项要求中，质量是首要的。质量表现在产品的各项技术性能指标上。对于同一生产对象的工艺方案可能有很多种，但首先必须保证制订的工艺方案能满足制造对象的质量要求。充分利用现有生产条件的基础上，积极创造良好的工作条件，在保证质量的前提下，最大限度地提高生产效率。因此，需要了解本行业在国内外的发展状况相关信息，尽量借鉴或者使用更加领先的技术以及生产设备。应对可能的几种工艺方案进行技术经济分析，选择经济上最合理的方案，降低制造成本。不仅要注重经济效益，更要要注意工艺方案的社会效益，使加工工艺变得更加可持续化。9.3设计机械加工工艺规程所需要的原始资料设计机械加工工艺规程时需要准备以下基础信息：（1）零件图及该零件所在部件或者总成的装配图。（2）产品验收的质量标准。（3）毛坯材料以及毛坯生产条件。（4）产品的生产纲领。（5）工厂现有生产条件，如机床设备、工艺装备、工艺的技术水平、技术资料的情况。（6）国内外同类产品的工艺文件、设计手册和相关标准。9.4机械加工工艺规程的设计步骤及内容（1）分析零件图和总成的装配图。了解产品的工作原理，分析该零件有什么作用。分析零件的结构工艺性和加工要求。检查图样的完整性。如果发现问题，及时和产品设计人员商讨解决。（2）选择毛坯类型及制造方法。选择毛坯的主要依据是零件结构和生产纲领。毛坯的类型一般在零件图上已有规定。要充分考虑毛坯种类和质量对零件机械加工质量的影响，尽可能采用成熟先进的毛坯制造方法，从毛坯和零件加工两方面综合考虑保证零件质量和降低成本的毛坯制造方案，以获得最好的经济效益。（3）拟定加工工艺路线。工艺路线的主要内容包括选择定位基准、确定各表面加工方法、划分加工阶段、安排加工顺序等。（4）确定各工序所用的机床设备和工艺装备。要确定各工序所用的机床设备、刀具、夹具、量具及辅具等。如果某些装备如专用夹具需要更改或者重新设计应当书写设计任务书。确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。（6）确定各工序的切削用量和基本用时。9.5对零件进行工艺性分析（1）零件的图样分析分析零件在机器中的安装位置、作用、装配关系以及工作情况。审查图样的完整性，分析零件主要表面的技术要求，以便做出相应的工作安排。对图样上的不合理之处提出相应的改进意见。（2）零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性是指零件的结构在满足使用性能的前提下制造的经济性和可行性。零件的结构工艺性涉及毛坯制造、机械加工、热处理和装配等方面。9.6泵座的工艺分析9.6.1分析零件所需加工对象图9-1为泵座的结构示意图。图9-1泵座结构示意图由零件图可知，泵座的材料为HT200灰口铸铁。其具备许多良好的性能，如高强度，耐磨性较高，耐热性较好以及较好的抗震性。主要用来铸造机床床身、发动机汽缸等承受压力及振动部件，同样也适合用来制造泵座。本次设计中，泵座共有四组加工表面需要进行不同的加工处理：（1）底平面需要粗铣、精铣，底平面上分布4个销孔，需要分别进行钻孔、铰孔加工。（2）左面端面需要粗铣、精铣，左端面上分布4个螺纹孔，需要分别进行钻孔、攻丝加工，左侧轴封孔需要粗镗、半精镗、精镗。（3）中间通孔需要粗镗、半精镗、精镗，中间轴承孔需要粗镗、半精镗、精镗。（4）右面端面需要粗铣、精铣，右面端上分布6个螺纹孔，需要分别进行钻孔、攻丝加工，右侧轴承孔需要粗镗、半精镗、精镗。9.6.2基准的选择（1）粗基准的选择对于一般零件以不加工表面作为粗基准。如果一个工件有许多表面不需要加工，应当以与加工表面的相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。本加工路线中，选择轴承座与底板平行的上表面为粗基准。（2）精基准的选择精基准的选择应当注重考虑重合的问题，在工艺中需以实际情况而定。本加工工艺路线以轴承座已加工完全的底板下表面以及底板一条对角线上的两个销孔（一面两销）为精基准。9.6.3安排加工步骤（1）粗、精铣底平面；（2）钻、铰底平面上4个销孔；（3）粗铣左、右端面；（4）精铣左、右端面；（5）粗镗轴封孔、中间通孔和轴承孔；（6）半精镗轴封孔、中间通孔和轴承孔；（7）精镗轴封孔、中间通孔和轴承孔；（8）钻左、右端面螺纹孔；（9）攻左、右端面螺纹孔。9.6.4工艺参数（1）工艺装备：机床与刀具（2）加工尺寸：（mm）（3）走刀长度：L（mm）（4）切削用量：切削深度：（mm）进给量：（mm/r）式（9.1）式中--为刀具的每齿进给量mm/z主轴转速：n（r/min）切削速度：（m/min）式（9.2）式中d--为刀具旋转直径mm（5）基本工时：（min）式（9.3）9.7拟定泵座的加工工艺路线10毛坯铸造成型20毛坯热处理30进厂检验，去除飞边毛刺40刷油漆50粗铣底平面（1）工艺装备：X53K立式铣床，镶齿套式面铣刀（d=160，z=16）（2）加工尺寸：138mm×252mm（3）走刀长度：L=252mm（4）切削用量：切削深度：=2.5mm进给量：=0.2mm/z=3.2mm/r主轴转速：n=60r/min切削速度：=30.16m/min（5）基本工时：=1.31min55精铣底平面工艺装备：X53K立式铣床，镶齿套式面铣刀（d=160，z=16）（2）加工尺寸：138mm×252mm（3）走刀长度：L=252mm（4）切削用量：切削深度：=1mm进给量：=0.5mm/z=8mm/r主轴转速：n=95r/min切削速度：=47.75m/min（5）基本工时：=0.33min60钻底板上4×M10×30销孔（1）工艺装备：Z35摇臂钻床，Φ9.8麻花钻（2）加工尺寸：Φ9.8mm×13mm（3）走刀长度：L=15mm（4）切削用量：切削深度：=/进给量：=0.16mm/r主轴转速：n=530r/min切削速度：=16.32m/min（5）基本工时：=0.71min65铰底板上4×M10×30销孔（1）工艺装备：Z35摇臂钻床，Φ10铰刀（2）加工尺寸：Φ10mm×13mm（3）走刀长度：L=15mm（4）切削用量：切削深度：=/进给量：=0.25mm/r主轴转速：n=670r/min切削速度：=21.05m/min（5）基本工时：=0.36min70粗铣左端面（1）工艺装备：X53K立式铣床，镶齿套式面铣刀（d=160，z=16）（2）加工尺寸：138×138mm（3）走刀长度：L=138mm（4）切削用量：切削深度：=3mm进给量：=0.2mm/z=3.2mm/r主轴转速：n=60r/min切削速度：=30.16m/min（5）基本工时：=0.72min80粗铣右端面（1）工艺装备：X53K立式铣床，镶齿套式面铣刀（d=125，z=14）（2）加工尺寸：Φ118mm（3）走刀长度：L=118mm（4）切削用量：切削深度：=3mm进给量：=0.2mm/z=2.8mm/r主轴转速：n=60r/min切削速度：=23.56m/min（5）基本工时：=0.70min90精铣左端面（1）工艺装备：X53K立式铣床，镶齿套式面铣刀（d=160，z=16）（2）加工尺寸：138×138mm（3）走刀长度：L=138mm（4）切削用量：切削深度：=1mm进给量：=0.5mm/z=8mm/r主轴转速：n=75r/min切削速度：=37.67m/min（5）基本工时：=0.23min100精铣右端面（1）工艺装备：X53K立式铣床，镶齿套式面铣刀（d=125，z=14）（2）加工尺寸：Φ118mm（3）走刀长度：L=118mm（4）切削用量：切削深度：=1mm进给量：=0.5mm/z=7mm/r主轴转速：n=75r/min切削速度：=29.45m/min（5）基本工时：=0.22min110粗镗左面Φ128轴封座孔至Φ126（1）工艺装备：T68卧式镗床，专用镗刀（2）加工尺寸：Φ126mm×8mm（3）走刀长度：L=8mm（4）切削用量：切削深度：=2mm进给量：=0.6mm/r主轴转速：n=60r/min切削速度：=23.75m/min（5）基本工时：=0.22min120粗镗中间Φ40通孔至Φ38（1）工艺装备：T68卧式镗床，专用镗刀（2）加工尺寸：Φ38mm×7.7mm（3）走刀长度：L=7.7mm（4）切削用量：切削深度：=2mm进给量：=0.6mm/r主轴转速：n=60r/min切削速度：=7.16m/min（5）基本工时：=0.21min130粗镗中间Φ80轴承孔至Φ78（1）工艺装备：T68卧式镗床，专用镗刀（2）加工尺寸：Φ78mm×46.5mm（3）走刀长度：L=46.5mm（4）切削用量：切削深度：=2mm进给量：=0.6mm/r主轴转速：n=60r/min切削速度：=14.70m/min（5）基本工时：=1.29min140粗镗右侧Φ80轴承孔至Φ78（1）工艺装备：T68卧式镗床，专用镗刀（2）加工尺寸：Φ78mm×31mm（3）走刀长度：L=31mm（4）切削用量：切削深度：=2mm进给量：=0.6mm/r主轴转速：n=60r/min切削速度：=14.70m/min（5）基本工时：=0.86min150半精镗左面Φ128轴封座孔至Φ127.3（1）工艺装备：T68卧式镗床，专用镗刀（2）加工尺寸：Φ127.3mm×8mm（3）走刀长度：L=8mm（4）切削用量：切削深度：=1.3mm进给量：=0.4mm/r主轴转速：n=60r/min切削速度：=24.00m/min（5）基本工时：=0.33min160半精镗中间Φ40通孔至Φ39.3（1）工艺装备：T68卧式镗床，专用镗刀（2）加工尺寸：Φ39.3mm×7.7mm（3）走刀长度：L=7.7mm（4）切削用量：切削深度：=1.3mm进给量：=0.4mm/r主轴转速：n=60r/min切削速度：=7.41m/min（5）基本工时：=0.32min170半精镗中间Φ80轴承孔至Φ79.3（1）工艺装备：T68卧式镗床，专用镗刀（2）加工尺寸：Φ79.3mm×46.5mm（3）走刀长度：L=46.5mm（4）切削用量：切削深度：=1.3mm进给量：=0.4mm/r主轴转速：n=60r/min切削速度：=14.95m/min（5）基本工时：=1.94min180半精镗右侧Φ80轴承孔至Φ79.3（1）工艺装备：T68卧式镗床，专用镗刀（2）加工尺寸：Φ79.3mm×31mm（3）走刀长度：L=31mm（4）切削用量：切削深度：=1.3mm进给量：=0.4mm/r主轴转速：n=60r/min切削速度：=14.95m/min（5）基本工时：=1.29min190精镗左面Φ128轴封座孔（1）工艺装备：T68卧式镗床，专用镗刀（2）加工尺寸：Φ128mm×8mm（3）走刀长度：L=8mm（4）切削用量：切削深度：=0.7mm进给量：=0.3mm/r主轴转速：n=75r/min切削速度：=30.16m/min（5）基本工时：=0.36min200精镗中间Φ40通孔（1）工艺装备：T68卧式镗床，专用镗刀（2）加工尺寸：Φ40mm×7.7mm（3）走刀长度：L=7.7mm（4）切削用量：切削深度：=0.7mm进给量：=0.3mm/r主轴转速：n=75r/min切削速度：=9.42m/min（5）基本工时：=0.34min210精镗中间Φ80轴承孔（1）工艺装备：T68卧式镗床，专用镗刀（2）加工尺寸：Φ80mm×46.5mm（3）走刀长度：L=46.5mm（4）切削用量：切削深度：=0.7mm进给量：=0.3mm/r主轴转速：n=75r/min切削速度：=18.85m/min（5）基本工时：=2.07min220精镗右侧Φ80轴承孔（1）工艺装备：T68卧式镗床，专用镗刀（2）加工尺寸：Φ80mm×31mm（3）走刀长度：L=31mm（4）切削用量：切削深度：=0.7mm进给量：=0.3mm/r主轴转速：n=75r/min切削速度：=18.85m/min（5）基本工时：=1.38min230钻左端面4×M12×35螺纹孔（1）工艺装备：Z35摇臂钻床，Φ10.6麻花钻（2）加工尺寸：Φ10.6mm×25mm（3）走刀长度：L=25mm（4）切削用量：切削深度：=/进给量：=0.16mm/r主轴转速：n=530r/min切削速度：=17.65m/min（5）基本工时：=1.18min240钻右端面6×M8×25螺纹孔（1）工艺装备：Z35摇臂钻床，Φ6.8麻花钻（2）加工尺寸：Φ6.8mm×20mm（3）走刀长度：L=20mm（4）切削用量：切削深度：=/进给量：=0.16mm/r主轴转速：n=530r/min切削速度：=11.32m/min（5）基本工时：=1.42min250攻左端面4×M12×35螺纹孔（1）工艺装备：Z35摇臂钻床，M12机用丝锥（2）加工尺寸：Φ12mm×25mm（3）走刀长度：L=25mm（4）切削用量：切削深度：=/进给量：=1.25mm/r主轴转速：n=265r/min切削速度：=10.00m/min（5）基本工时：=0.30min260攻右端面6×M8×25螺纹孔（1）工艺装备：Z35摇臂钻床，M8机用丝锥（2）加工尺寸：Φ8mm×20mm（3）走刀长度：L=20mm（4）切削用量：切削深度：=/进给量：=1.25mm/r主轴转速：n=265r/min切削速度：=6.67m/min（5）基本工时：=0.36min270去除毛刺，清理干净280终检入库10单螺杆泵的相关注意事项10.1安全使用方法（1）单螺杆泵在启动时，吸排停止阀两者都打开，防止出现过载和吸空的现象。为了防止螺杆与衬套相互磨损，尽量避免空转。还要观察螺杆转动方向是否正确。（2）单螺杆泵在运转过程中，不可以进行逆向转动。螺杆一旦转动起来，吸入与排出动作就开始了。（3）单螺杆泵停车时，首先要关闭排出停止阀，等到单螺杆泵完全停转后再关闭吸入停止阀。10.2拆装步骤（1）拆卸联轴器，使传动轴与电动机分开；（2）清空泵内残留物料，拆卸螺杆泵排出体；（3）拆卸单螺杆泵衬套；（4）拆卸螺杆和万向节总成部分；（5）拆卸轴封部件以及传动轴包括轴承；（6）拆卸完毕后，应当注意做好防锈措施并对轴承座与传动轴直接接触的部位进行润滑。10.3注意事项（1）将单螺杆泵的各个零部件认真清洗干净并检查是否有缺损坏；（2）安装传动轴与万向