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1、 淮 阴 工 学 院毕业设计说明书（论文）作 者:学 号：学 院:机械工程学院专 业:机械设计制造及其自动化题 目:基于CAD技术的齿轮泵油槽仿形加工结构设计-夹具设计和工艺设计指导者： 评阅者： 2015年6月毕业设计说明书（论文）中文摘要齿轮泵是机械加工业常用装备之一，具有品种多、批量小、更新换代快的特点。正是因为其特点，为了克服其过去设计计算复杂，绘图量大等设计缺陷，缩短夹具设计周期，本课题将针对齿轮泵油槽仿形之夹具部分进行分析设计，包括选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接件等等。通过分析夹具结构的合理性和不足再进行进一步改善，最后采取计算机辅
2、助制造技术对该夹具部分进行三维造型，并生成二维图纸。在零件结构分析的基础上设计出合理的毛坯结构，然后选择合理的加工基准，最后设计出壳体油槽的加工工艺路线，从而完成夹具设计以及工艺设计。关键词 计算机辅助设计（CAD），齿轮泵，夹具设计，工艺设计毕业设计说明书（论文）外文摘要Title The designing of gear pump sump profiling structure processing based on computer aided design AbstractThegearpumpisthemainequipmentinmechanicalprocessingindu
3、stry. It has the features of more variety,small batch,fast updating,etc.And it is exactly the reason why we need to overcome the design defects of complex design and calculation and enormous plotting,and shorten the period of fixture designing.This paper will focus on analyzing and designing the fix
4、ture part of the gear pump sump profiling,which includes the design of the parts of the fixture such as locating element,clamping element,guiding element,connecting piece of the clamp part and the machine tool,and so on;the further improvement through analyzing the rationalization and deficiency of
5、the clamping structure;the three-dimension modeling and two-dimension drawing of the fixture by designing the computer aided design.Complete the fixture and the technology design by designing the rational billet structure basded on the analysis of part structural,choosing the reasonable processing b
6、enchmarks and working out the processing craft route of pump case sump. Keywords computer aided design(CAD), the gear pump, the designing of the fixture,the designing of the technology 目 录1 引言11.1课题来源及背景12 CAD技术概况22.1 CAD技术发展过程22.2 CAD技术发展趋势22.3 机械CAD技术应用23 齿轮泵33.1 齿轮泵的现状和发展前景34 夹具设计44.1设计夹具的目的和分类44
7、.2 夹具的基本组成54.3 工件的装夹方式54.4 基准及其分类64.5 工件的定位74.6 夹紧装置的组成和设计要求84.7 夹具的发展趋势94.8 本课题夹具设计94.8.1 问题的提出94.8.2 定位方法及定位元件的选用94.8.3定位误差分析与计算104.8.4 夹紧装置设计和夹紧力的计算114.8.5夹具总体设计方案和元件的选用125 齿轮泵壳体的加工工艺145.1 齿轮泵壳体的结构性分析145.2 齿轮泵壳体的工艺性分析155.3 毛坯的设计和选择165.4 定位基准的选择175.5 加工工艺路线的制定18结论19致谢20参考文献21附录 A机械加工工艺卡221 引言1.1课题
8、来源及背景齿轮泵具有结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、价格便宜、自吸力强、对油液污染不敏感、转速范围大、能耐冲击性负载，维护方便、工作可靠等等优点，这些优点使得齿轮泵在液压动力传动和流体运输等领域占有不可替代的地位。其简单的结构和原理让齿轮泵在其他众多方面得到广泛的应用，同时这也要求齿轮泵要适应不同的工作环境，而这也恰好造就了齿轮泵的多样性，齿轮泵发展到如今，它已具有让人数不胜数的型号分类，如外啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵；单联齿轮泵、双联齿轮泵；渐开线齿轮泵、圆弧齿轮泵等等，型号多样性必然决定了设计多样性，因此针对多变复杂的齿轮泵家族，我们现在的研究设计手段不能再是以前的手工绘图、人工计算
9、等效率较低的方法了，鉴于现今流行的计算机辅助设计（CAD）计算机辅助制造（CAM）以及计算机辅助工程（CAE）技术，我们再也按捺不住想要试试用计算机来帮助我们进行有关齿轮泵的相关方面如油槽夹具的设计。我们在大学期间有经历过机械设计课程设计，那时候老师要求我们用手工方法绘制减速器的装配结构图，想想是很恐怖的事，我们花了几周的时间手工绘图，然而绘图质量并不如意，花了大把时间而成果却少的可怜，因此我接下来将要用三维软件来完成齿轮泵油槽仿形加工夹具部分的设计和造型，绘制的装配图以及零件图。现如今机床夹具发展也是非常迅速，其中通用夹具使用最为广泛，而且这些夹具都有标准化的尺寸规则，并且有专门的工厂批量生
10、产，但专门为某种零件加工服务的专用夹具则需要各制造厂根据加工工艺自行设计制造，因此要求我们要掌握一定的夹具设计基础知识。对于一个零件的加工，不同的加工工序和加工工艺会得到不同质量和精度的零件，因此对于加工工艺的安排和设计也是一门需要研究的学问。设计出合理的、高效的、高质量的工艺路线是我们最终的目的，这对于零件的加工是非常重要的。本课题不仅能培养我们自学和创新的能力，更能发挥我们综合运用不同学科知识解决问题的创造力，这是对我们综合能力的考验和考核。综合运用机械制图、夹具设计及工艺设计等方面的知识是完成本设计的关键。2 CAD技术概况2.1 CAD技术发展过程在CAD软件发展初期，CAD的含义仅仅
11、是图板的替代品，即：意指Computer Aided Drawing(or Drafting)而非现在我们经常讨论的CAD(Computer Aided Design)所包含的全部内容。CAD技术以二维绘图为主要目标的算法一直持续到70年代末期，以后作为CAD技术的一个分支而相对单独、平稳地发 展。早期应用较为广泛的是CADAM软件，近十年来占据绘图市场主导地位的是 Autodesk公司的AutoCAD软件。在今天中国的CAD用户特别是初期CAD用户中，二维绘图仍然占有相当大的比重。从其发展历程可分为以下四个阶段：一 第一次CAD技术革命贵族化的曲面造型系统二 第二次CAD技术革命生不逢时的实
12、体造型技术三 第三次CAD技术革命 一鸣惊人的参数化技术四 第四次CAD技术革命更上层楼的变量化技术CAD技术基础理论的每次重大进展，无一不带动了CAD/ CAM/CAE整体技术的提高以及制造手段的更新。技术发展，永无止境。没有一种技术是常青树，CAD技术一直处于不断的发展与探索之中。正是这种此消彼长的互动与交替，造就了今天CAD技术的兴旺与繁荣，促进了工业的高速发展。今天，越来越多的人认识到CAD是一种巨大的生产力，不断加入到用户行列之中。愿CAD技术的发展伴随着人们对它认识及应用水平的提高，日新月异，更上层楼。而学好CAD是我们以后研究发展的必备手段，是我们与时俱进的基本素质。2.2 CA
13、D技术发展趋势 CAD技术作为较成熟的技术已在企事业中得到广泛的应用，并已成为企业的现实生产力。围绕企业创新设计能力的提高和网络计算环境的普及和应用，CAD 技术的发展趋势将主要围绕在标准化、开放式、集成式、智能化、网络化五个方面。而现今流行的词汇CIMS(计算机集成制造系统)正是许多工业发达国家CAD技术发展最直接的目标，估计不久的将来就可以实现。2.3 机械CAD技术应用CAD/CAM(计算机辅助设计与制造)技术产生于20世纪50年代后期发达国家的航空和军事工业中。随着计算机技术和信息技术的发展，CAD/CAM技术在全球迅速普及开来。对制造业来说，CAD/CAM是提高产品设计品质和制造品质
14、、缩短产品开发周期，降低产品开发成本的强有力手段，已成为企业赢得市场的制胜法宝。自从CAD技术进入机械行业，其优点：1） 符合人的思维过程2） 缩短了机械设计周期3） 零件设计和修改非常方便4） 提高了机械产品的技术含量和质量，带动了机械的飞速发展。3 齿轮泵3.1 齿轮泵的现状和发展前景齿轮泵的工作原理：齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。齿轮泵的排出口的压力完全取决于泵出口处阻力的大小。图3.1为齿轮泵的工作原理图，如下所示：图3.1 外啮合齿轮泵工作原理图齿轮泵工作优缺点：优点：结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、价格便宜、自吸力强、对油液污染不敏感、转速范围大、能耐冲击性负载，维护方便、工作可靠。缺点：径向力不平衡、流动脉动大、噪声大、效率低，零件的互换性差，磨损后不易修复，不能做变量泵用。由于齿轮泵在液压传动系统中的表现的显著性能以及广泛的应用，因此，
