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罗茨风机为生产的风力设备。
它的三个端面连接设备:
其中左端面的4-M16的为输出风力,上端面的8-M12的端面为连接输入风力。
侧面的表面的10-M12为固定设备的作用。
（二）零件的工艺分析
由图可知，其材料为HT200。
该材料具有较高的强度，硬度，耐热性及减振性，适用于承受较大应力、要求耐的零件。
该零件上的主要加工面A面、B面、C面、D面、E面、Ф168的孔、10-M12，8-M12，-M16螺纹孔，4-Ф6底孔。
所要加工的面的粗糙度是12.5和1.6，而孔的要求比较高粗糙度要求为H8。
115的孔的轴线是要做为基准，故其精度要求较高。
参考文献
（1）中有关面和孔加工的经济精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。
第二章确定毛坯、画毛坯——零件图
根据零件材料确定毛坯为铸件。
又由题目已知零件的生产纲领为10000件/年。
通过计算，该零件的质量约为7kg。
查参考文献［5］表1－4、表1－3可知，其生产类型为大批生产。
毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。
箱体零件的内腔及Ф100mm的孔均需铸出,故在铸造时还应安放型芯。
此外，为消除参与应力，锻铸造后应安排时效处理。
参考文献
（1）表2.3-6，该种锻件的尺寸公差等级CT为8～10级，加工余量等级MA为G级，故取CT为10级，MA为G级。
铸件的分型面选择为零件的左右对称面。
浇冒口位置分别为分型面右侧上面。
用查表法确定个表面的总余量如下表所示。
表2.1
加工表面
基本尺寸（mm）
加工余量等级
加工余量数值（mm）
AB面
220
H
5
C面
156
G
4
DE面
261．6
6
Ф168孔
168
Ф100孔
100
3
表2.2
主要面尺寸
零件尺寸
总余量
毛坯尺寸
公差CT
220
9
229
261.6
266.6
2
160
3.6
Ф100
106
Ф168
10
178
第三章、工艺规程设计
（一）定位基准的选择
精基准的选择：
罗茨风机的A面和4Ф14的孔即是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则。
而且其余各面，孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则，这样有利于保证风机的加工精度，而且端面的面积大，定位也较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。
所以方案可行。
粗基准的选择：
根据基准重合原则，选端面A为粗基准，有利于夹紧。
最先进行机械加工的表面是粗基准，BCDE面和4-Ф14，这时可用定位夹紧方案有两种：
方案一：
用DE面来定位限制三个自由度再加一个薄的固定V型块限制两个自由度，总共五个自由度。
夹紧用螺旋压板。
方案二：
用铣床铣面，以面接触，限制了三个自由度；
再用固定圆柱销定位，限制两个自由度；
用一个削边销定位，限制一个自由度，其中无自由度重复限制。
此方案可行。
（二）制定工艺路线
根据各表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：
A面和B面、C面、D面、E面、：
粗铣。
4-Ф14的孔：
钻。
钻螺纹孔10-M12，8-M12，钻、铰4-M16螺纹孔，钻孔－攻丝2-Ф12孔，镗-精镗Ф168的孔等工序。
根据先面后孔、先主后次和先粗后精的原则，先加工A,B面。
表3.1
工序号
工序内容
铸造
时效
涂底漆
粗铣B面
20
粗铣A面
30
粗铣D面
40
粗铣C面
50
粗铣E面
60
粗镗Φ100孔
70
攻螺纹4-M16
80
粗镗2-Φ168孔
90
钻10-M12螺纹孔
钻，扩绞2-Φ10的孔
110
精镗2-Φ168的孔
120
钻4-Φ14的孔，孔口锪平
130
检验
140
入库
（三）选择加工设备及刀、夹、量具
由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。
其生产方式以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。
工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。
粗铣A,B,C,D,E面。
考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，立式铣床，选择X52K立式铣床。
选择直径D为φ200mm的C类可转位面铣刀、专用夹具和游标卡尺。
半精铣精铣A,B,C,D,E面,同样采用立式铣床结构,采用游标卡尺、刀口形直尺。
工序70钻，铰8-φ12孔，钻铰螺纹孔2-M12和钻铰10-M12的螺纹孔及钻铰4-M6的螺纹孔等，选用摇臂钻床Z3025（参考文献
（1）表8-25），选用锥柄麻花钻锥柄扩孔钻，扩孔时倒角，选择锥柄机用铰刀，专用夹具，快换夹头，游标卡尺及塞规。
M12,M6螺纹选用摇臂钻，采用机用丝锥（参考文献
（1）表4.6-3）丝锥夹头，专用夹具和螺纹塞规。
第四章 加工工序设计选用
（一）工序10粗车A面及工序50半精车，精车A面工序
查文献
（1）表2.3-59平面加工余量，得精加工余量ZA为1mm,已知A面总余量为2.5mm,故粗加工余量ZB粗=2.5-1=1.5mm.
查文献
（1）表2.4-73取粗铣每齿进给量fz为0.2mm/z,取精铣每齿进给量fz为0.15mm/r，粗铣走刀1次ap=1.5mm,精铣走刀1次ap=1mm.
参考文献
（1）表3.1-74，取粗铣的主轴转速为150r/min.取精铣的主轴转速为300r/min，又前面选定铣刀直径为Ф200，故相应的切削速度分别为
U粗=лdn/1000=3.14x40x150/1000m/min=94.2m/min
U精=лdn/1000=3.14x40x300/1000m/min=188.4m/min
校查机床功率（一般只校查粗加工工序）
参考文献
（1）表2.4-96，得切削功率Pm为
Pm=167.9x10-5xap0.9fz0.74aeznkpm
取Z=10个齿，n=150/60=2.5r/s,ae=168mm,ap=1.5mm,fz=0.2mm/z,kpm=1
将它们代入式中，得：
Pm=167.9x10-5x1.50.9x0.20.74x168x10x2.5x1=3.08kw
又由文献
（1）表3.1-73的机床功率为7.5KW，若取效率为0.85，则7.5X0.85=6.375KW＞3.08KW。
故机床功率足够。
（二）工序55钻扩绞8-M12的螺纹孔
8-M12螺纹孔的钻铰余量参考文献
（1）表2.3-48取取Z扩=1.8mm,Z铰=0.15mm,由此可算出Z钻=25/2-1.8-0.15=10.55
表4.1
加工方法
余量
工序尺寸及公差
8-M12
钻孔
10.55
12
扩孔
1.8
铰孔
0.15
参考文献
（1）2.4-38，并参考Z5025钻床说明书，取钻Ф20的孔进给量f=0.6mm/r。
取Ф6孔的进给量f=0.3mm/r。
参考文献
（1）表2.4-41，用插入法求得钻Ф20切削速度v=0.4mm/s=24m/min,由此算出转速为
n=1000v/лd=1000X24/3.14X20=306r/min
实际转矩取n=250r/min
v=nлd/1000=250X3.14X20/1000=15.7m/s
同理，用插入法求得钻Ф6切削速度v=0.35mm/s=21m/min,
由此算出转速为
n=1000v/лd=1000X21/3.14X6=1115r/min
实际转矩取n=630r/min
v=nлd/1000=630X3.14X6/1000=11.9m/s
查文献
（1）表2.4-69求出Ф20和Ф6的Ff和M
Ff=9.81X42.7d0Xf0.8KF=9.81X42.7X20x0.60.8x1=5567N
M=9.81X0.02d02f0.8KM=9.81X0.021X625X0.60.8X1=54.8NM
Ff=9.81X42.7d0Xf0.8KF=9.81X42.7X6x0.30.8x1=959.3N
M=9.81X0.02d02f0.8KM=9.81X0.021X36X0.30.8X1=2.8NM
它们均小于最大进给力7840N，最大扭距96N.M
扩Ф20孔，参考文献
（1）表2.4-50，并考虑实际进给取f=0.41mm/r,
查文献（4）表3-54，扩孔的切削速度（1/2～1/3）V钻
故取V扩=1/2V钻=1/2X24=12m/min
n=1000v/лd=1000X12/3.14X24.6=155r/min
实际转矩取n=400r/min
查文献（4）表2.4-58,铰孔的进给量取f=1.6mm/r
查文献（4）表2.4-60,取铰孔切削速度V=0.14m/s=8.4m/min
n=1000v/лd=1000X8.4/3.14X25=107r/min
实际取n=200r/min
则实际切削速度v=nлd/1000=3.14X25x200/1000=7.85m/min
（三）工序90的钻，铰M6螺纹孔
参考文献
（1）表2.4-41，用插入法求得钻Ф6mm孔切削速度v=25.8m/min,由此算出转速为
n=1000v/лd=1000X25.8/3.14X12.5=657r/min
按机床实际转速取n=650r/min，则实际切削速度为
v=nлd/1000=3.14x6x650/1000=12.25m/min
参考文献
（1）表2.4-69，得
Ft=9.81x42.7d0f0.8Kp（N）
M=9.81x0.021d02f0.8Kp（N·
m）
分别求出钻Ф6mm孔的Ft和M及钻Ф7孔的Ft和M如下：
Ft=9.81x42.7x6x0.40.8x1=1207.5（N）
M=9.81x0.021x252x0.40.8x1=61.8（N·
Ft=9.81x42.7x7x0.40.8x1=1409（N）
M=9.81x0.021x72x0.40.8x1=4.85（N·
它们均小于机床的最大进给力7840N和机床的扭转力矩196N·
m，故机床刚度足够。
（四）时间定额计算
（1）机动时间
①参考文献[1]表205-3-694，得车端面的计算公式为：
Tj=I其中L=+l1+l2+l3
l1=+（2～3）=+（2～3）=12～13
l2=3～5查文献[1]表2.5-4-695，得，l3=8
将上列值代入，得
L=+12～13+3～5+8=33～36取L=35mmi=3
则tj=×
3=0.35min
②参考文献[1]表205-3-694，得车端面的计算公式为：
Tj=I其中L=+l1+l2+l3f=1m/rn300r/mini=1
L=30mml2=3～5mml3=8mm
l1=+（2～3）=+（2～3）=4～5
l2=3～5查文献[1]表2.5-4-695，得，l3=8
L=+4～5+3～5+8=0.15～0.16mm
则tj=0.16min
所以本工序的总机动时间为
Tj总=0.35+0.16=0.51min
（2）辅助时间
参考文献[1]表2.5-22-709，确定各工步的辅助时间为：
开停车0.04×
4=0.16min主轴变速0.1min×
2=0.2min变换进给量0.06×
2=0.12尾座转位0.15×
2=0.3min，对刀0.05min，转刀架0.03×
2=0.06min，退刀0.05×
4=0.2min，游标卡尺测量0.3×
2=0.6min，清除切屑0.04min。
所以参考文献[1]表2.5-29-718，安装卸工件时间为1.6min。
所以辅助时间Te为
Te=0.16+0.2+0.12+0.3+0.05+0.06+0.2+0.6+0.04+1.6=3.33min
（3）作业时间
TB=Tb+Te=0.23+3.33=3.56min
（4）布置工作地时间Tse，参考文献[5]取a=3%
则Ts=TBa=3.56×
3%=0.1068=0.11min
（5）休息与生理需要时间Tr，参考文献[5]，取B=3%
则Tr=TBβ=3.56×
3%=0.11min
（6）准备于终结时间Te
参考文献[1]表2.5-32-719
取各部分时间为：
中等件32min
在主轴上安装定位件2min
装卸夹具15min
装卸平衡铁并校正10min
（7）单件时间Tp
Tp=Tb+Ta+Ts+Tr
=0.23+3.33+0.11+0.11
=3.78min
（8）单件计算时间Tc
Tc=Tp+Te/n=3.78+0.01=3.79min
因其余工序计算过程与以上差别不大，故略去过程，结果列入机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。
（五）填写机械加工工艺过程卡和机械加工序卡
具体工艺文件请参阅随同存放的机械加工工艺过程卡片（1套2张）和机械加工工序卡。
第五章夹具设计
本次设计的夹具为第80，90道工序——粗镗2-Φ168孔和钻10-M12的螺纹孔，分别采用了TZ3025摇臂钻。
（一）确定粗镗2-Φ168孔方案
本道工序所加工两孔。
为了方便，这就要求卧式镗加工。
为了保证工件加工的精度故采用两组镗套的双支承镗模，镗模的两个支承分别设置在刀具的前方和后方，镗刀杆和主轴之间通过浮动接头连接。
工件以底面和侧面在定位板上定位，限制六个自由度。
采用螺旋压板和楔型压板夹紧机构。
镗模支架上装有滚动回转镗套，用以支承和引导镗刀杆。
（二）确定钻10-M12孔设计方案
这道工序所加工的孔均在以D面定位的水平面上。
以D面定位，采用盖板式钻模加工孔。
加工以工件上两大孔及其端面作为定位基面，在钻模板的圆柱销、菱形销及四个定位支承钉组成的平面上定位。
钻模板在工件上定位后，旋转螺杆推动钢球，钢球同时推动柱塞外移，将钻模板夹紧在工件上。
第六章罗茨风机的特点及工作原理
工作原理:
茨风机为容积式风机，输送的风量与转数成比例，三叶型叶轮每转动一次由2个叶轮进行3次吸、排气，与二叶型相比，气体脉动变少，负荷变化小，机械强度高，噪声低，振动也小。
在2根平相行的轴上设有2个三叶型叶轮，轮与椭圆形机箱内孔面及各叶轮三者之间始终保持微小的间隙，由于叶轮互为反方向匀速旋转，使箱体和叶轮所包围着的一定量的气体由吸入的一侧输送到排出的一侧。
各支叶轮始终由同步齿轮保持正确的相位，不会出现互相碰触现象，因而可以高速化，不需要内部润滑，而且结构简单，运转平稳，性能稳定，适应多种用途，已运用于广泛的领域。
罗茨风机的特性
由于采用了三叶转子结构形式及合理的壳体内进出风口处的结构，所以风机振动小，噪声低。
叶轮和轴为整体结构且叶轮无磨损，风机性能持久不变，可以长期连续运转。
风机容积利用率大，容积效率高，且结构紧凑，安装方式灵活多变。
轴承的选用较为合理，各轴承的使用寿命均匀，从而延长了风机的寿命！
风机油封选用进口氟橡胶材料，耐高温，耐磨，使用寿命长。
机种齐全，可满足不同用户不同用途的需要。
罗茨风机的产品特点
高效节能，精度高，噪音低，寿命长，结构紧凑，体积小，重量轻，使用方便，产品用途广泛，遍布石化、建材、电力、冶炼、化肥、矿山、港口、轻纺、食品、造纸、水产养殖和污水处理、环保产业等诸多领域，大多用于输送空气，也可用来输送煤气、氢气、乙炔、二氧化碳等易燃、易爆及腐蚀性气体。
罗茨风机产品用途
用途广泛，遍布污水处理、烟尘脱硫、物料输送、瓦斯及易燃易爆气体输送、重油喷燃、高炉冶炼、水产养殖、农药化工、甲醛合成等领域。
图6.1
图6.2
参考文献：
1.《金属机械加工工艺人员手册》《金属机械加工工艺人员手册》修订上海科学技术出版社出版
2.《机械制造技术》陈立德李晓辉主编上海交通大学出版社出版
3.《机械加工工艺人员手册》孟少农主编
上海科学技术出版社出版
4.《机械制造工艺学课程设计指导书及习题》张龙勋主编
机械工业出版社
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