本科毕业设计旋转泵泵体的设计.docx

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本科毕业设计旋转泵泵体的设计

第一章前言

1．1泵的发展历史

我国提水机具的发展可以推溯到五六千年以前的仰韶文化，在西安市近郊半坡村遗址出土的尖底带耳陶罐，据考证，就是当时人们用以系绳从井中、河中提水的器具。

然后又出现了戽斗和利用简单杠杆原理的桔槔和辘轳。

大约在我国的隋唐时代，黄河上游沿岸就装有以水为动力的提水机械——筒车出现，灌溉岸边高地小块农田，至今在这些地区仍可看到这一古老的提水机械。

1785年，J·斯盖宣布了一台新泵的专利，这是一种轴流泵的雏形。

[16]

1．2国内外研究现状

目前我国泵行业的集中度不高，全行业还沒有形成有绝对势力的企业，企业之间竞争非常激烈。

在行业整合的大潮中，传统国企逐渐沒落。

曾几何时，泵行业內许多盛及一时的明星企业大多风光不在。

一方面，传统产品和通用泵类产品的产量下降非常严重，许多已下降到不足原来产量的四分之一；另一方面，近年来形成的高技术泵类和特殊泵类产品，也因订貨不足而导致生产能力大量闲置。

中小企业前景渺茫。

由于传统的泵产品属于劳动密集型产品，行业门槛不高，因此衍生出分布在全国各地的、数以千计的中小企业，这些企业有不少是沒有技术、销售网络、售后服务的"三无"企业，它们迫于生存压力以及受利益驱使，往往对产品品质和服务等无暇多顾，在乱中取利。

对于许多的中小泵业企业来说，最终被淘汰出局是必然的。

[3][4]

技术史上第一台叶片泵是早在公元五世纪葡萄牙人在圣多明哥铜矿中所用的排水离心泵。

这台木质泵的叶轮现陈列于法国国立巴黎博物馆中，该泵叶轮装有双曲率叶片。

离心泵的真正创造这是法国物理学家德尼斯·帕潘。

1687年，他在“新吸水机的说明与使用”一文中介绍了可以称之为离心泵雏形的一种机器。

1705年，帕潘制造了第一台适用于提升液体的泵，该泵引用了多叶片的叶轮，并采用了蜗形体的泵壳。

[16]

现代科技、现代文明均应以造福人民为其成败的试金石。

在我国，泵的应用范围越来越广，功能分类越来越细。

随着现代工业的蓬勃发展，采矿、冶金、电力、石油、化工、市政以及农林等部门中。

因此，我们的生活越来越离不开泵的应用，研究和设计泵已经成为了当前十分必要的问题。

1．3研究目的和意义

泵是输送液体或使液体增压的机械。

它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。

泵属于流体机械，所谓流体机械，是指在流体具有的机械能和机械所做的功之间进行能量转换的机械。

从流体所带的化学能中获取机械能的内燃机和由流体膨胀过程中热能转换为机械能的燃气轮机等排除在流体机械范畴之外。

泵是一类将原动机所做的功转换成被输送流体的压力势能和动能的流体机械。

目前常用的原动机主要是电动机和内燃机。

输送水介质的泵称为水泵。

造成及保持容器中真空度的机械成为真空泵。

泵属于通用机械范畴。

在国民经济的各个行业得到广泛应用，与人们的生活有着密不可分的关系。

例如：

城市供水、排水；农业排涝、灌溉；采矿业坑道的通风给排水；冶金工业各种冶炼炉的古风以及气体和液体的输送；石油工业中的输油及注水；化学工业中的高温、腐蚀性气体的输送；一般工业部门的厂房、车间空调以及院子防护设备的通风等，都离不开泵。

据统计，在全国的总用电量中，泵的耗电量占21%。

随着技术的发展，各种场合对流体机械的参数和可靠性的要求也越来越高。

泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。

泵的主要应用领域有：

1城市供水，2污水系统，3土木，建筑系统，4农业水利系统，5电站系统，6化工系统，7石油工业系统，8矿山冶金系统，9轻工业系统，10船舶系统。

具不完全统计，我国每年泵的产品的产值在400亿元以上，每年全国发电量的20%—25%要消耗在泵产品上，全国泵产品的制造厂家在6000家以上。

而工艺规程的优劣直接影响泵的质量和成本，所以研究泵的加工工艺具有深远的意义。

[1][2]

1．4研究内容和方法

本人研究的是转动泵体以及连接体、轴承箱体、密封箱体四个部分的工艺规程编制设计。

泵的壳体通常铸成蜗壳形（如下图），其过介质部分要求有良好的水利条件。

泵工作时，沿蜗壳的渐扩断面上，流量是逐渐增大的，为了减少液力损失，在泵设计中应使沿蜗壳渐扩断面流动的介质流速度是一常数。

介质由蜗壳排出后，经锥形扩散管而流入压水管。

蜗壳上锥形扩散管的作用是降低水流速度，泵克的材料选择，除了考虑介质对过流部分的腐蚀和磨损以外，还应使壳体具有作为耐压容器的足够的机械强度。

在本次设计中我选择了铸铁作为泵体的制作材料。

连接体、轴承箱体和密封箱体的材料均为铸铁，加工工艺为铸件、退火以及各个相关设计的计算。

根据目前工厂的生产状况结合自己学过的制造工艺与质量控制，机械设计，用CAD软件操作，在保证质量，提高生产效率，降低劳动强度的前提下，设计出合理的工艺规程，绘制出零件图、工艺工序卡，编写出设计说明书。

[5][6]

第二章设计计算

2．1轴承箱体工艺的设计计算

1．铸件

2．退火

3．粗加工右端面，以左端基准面D定位夹紧

（1）确定加工余量：

总加工余量为4.5

精加工余量为1.2

所以粗车加工余量Z=4.5-1.2=3.3

（2）切削深度为：

t=Z=3.3

每转进给量：

f=1.0mm/r

v=95m/min

n计=1000v/πD=1000×95/3.14×195=155r/min（2-1）

机床主轴转速为n实=180r/min

v实=πD×n实/1000=3.14×195×180/1000=110m/min（2-2）

（3）确定加工时间：

l1=3，l2=2，主偏角为45°

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=22.5+3+2+5/1.0×180=0.055min（2-3）

t辅=t基/4=0.014min（2-4）

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.0112（2-5）

t单=t基+t辅+t服+t休=0.072min（2-6）

4．粗镗孔φ141-φ148.7，以左端基准面D定位夹紧

（1）确定加工余量：

加工余量为9

精加工余量为1.3

粗车加工余量Z=9-1.3=7.7

（2）切削深度为：

t=Z/2=3.85

每转进给量：

f=0.8mm/r

v=20m/min

n计=1000v/πD=1000×20/3.14×148.7=45r/min

机床主轴转速为n实=45r/min

v实=πD×n实/1000=3.14×148.7×45/1000=26m/min

（3）确定加工时间：

l1=3.85，l2=2，主偏角为90°

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=87.5+3.85+2+5/0.8×45=2.676min

t辅=t基/4=0.669min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.167

t单=t基+t辅+t服+t休=3.512min

5．以左端基准面D定位夹紧，粗镗孔φ132-φ139.7

（1）确定加工余量：

加工余量为9

精加工余量为1.3

粗车加工余量Z=9-1.3=7.7

（2）切削深度为：

t=Z/2=3.85

每转进给量：

f=0.8mm/r

v=20m/min

n计=1000v/πD=1000×20/3.14×139.7=48r/min

机床主轴转速为n实=56r/min

v实=πD×n实/1000=3.14×139.7×56/1000=23m/min

（3）确定加工时间：

l1=3.85，l2=2，主偏角为90°

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=10+3.85+2+5/0.8×56=0.4207min

t辅=t基/4=0.1051min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.0263

t单=t基+t辅+t服+t休=0.5521min

6．粗镗孔φ131-φ138.7，以左端基准面D定位夹紧

（1）确定加工余量：

加工余量为9

精加工余量为1.3

粗车加工余量Z=9-1.3=7.7

（2）切削深度为：

t=Z/2=3.85

每转进给量，速度等参数均与上车端面相同：

f=0.8mm/r，v实=23m/min，n实=56r/min

（3）确定加工时间：

l1=5.2，主偏角为90°

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=47+3.85+5/0.8×56=1.247min

t辅=t基/4=0.312min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.0779

t单=t基+t辅+t服+t休=1.6369min

7．以左端面定位夹紧，粗加工内部端面A

（1）确定加工余量：

总加工余量为4.5

精加工余量为1.2

粗车加工余量Z=4.5-1.2=3.3

（2）切削深度为：

t=Z=3.3

每转进给量，速度等参数均与加工右端面相同：

f=0.8mm/r，v实=26m/min，n实=45r/min

（3）确定加工时间：

l1=3.3，主偏角为45°

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=4.5+3.3+5/0.8×45=0.356min

t辅=t基/4=0.089min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.022

t单=t基+t辅+t服+t休=0.467min

8．车左端基准面φ180，以内孔定位

（1）确定加工余量：

加工余量为9

精加工余量为1.3

粗车加工余量Z=9-1.3=7.7

（2）切削深度为：

t=Z/2=3.85

每转进给量：

f=0.9mm/r

v=92m/min

n计=1000v/πD=1000×92/3.14×189=155r/min

机床主轴转速为n实=180r/min

v实=πD×n实/1000=3.14×189×180/1000=107m/min

（3）确定加工时间：

l1=3.8，主偏角为45°

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=30+3.8+5/0.9×180=0.24min

t辅=t基/4=0.04min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.015

t单=t基+t辅+t服+t休=0.295min

9．车端面B，以右端内孔定位夹紧

（1）确定加工余量：

总加工余量为6

（2）切削深度为：

t=Z=6

车端面的速度，每转进给量等参数均与加工时外圆一致

f=0.9mm/r，n实=180r/min，v实=107m/min

（3）确定加工时间：

l1=6，l2=2，主偏角为45°

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=49.5+6+2+5/0.9×180=0.386min

t辅=t基/4=0.096min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.024

t单=t基+t辅+t服+t休=0.506min

10．车端面C，以右端内孔定位夹紧

（1）确定加工余量：

总加工余量为6

（2）切削深度为：

t=Z=6

每转进给量：

f=0.8mm/r

v=154m/min

n计=1000v/πD=1000×154/3.14×250=196r/min

机床主轴转速为n实=220r/min

v实=πD×n实/1000=3.14×250×220/1000=173m/min

（3）确定加工时间：

l1=6，主偏角为30°

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=36.3+6+5/0.8×220=0.269min

t辅=t基/4=0.067min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.017

t单=t基+t辅+t服+t休=0.353min

11．粗镗左端孔φ81-φ88

（1）确定加工余量：

总的加工余量为9

精加工余量为2

所以粗加工余量为9-2=7

（2）切削深度为：

t=Z/2=3.5

每转进给量：

f=0.2mm/r

v=20m/min

n计=1000v/πD=1000×20/3.14×88=79r/min

机床主轴转速为n实=90r/min

v实=πD×n实/1000=3.14×88×90/1000=23m/min

（3）确定加工时间：

l1=3.5，l2=2，主偏角为90°

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=20.5+3.5+2+5/0.2×90=1.722min

t辅=t基/4=0.431min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.108

t单=t基+t辅+t服+t休=2.261min

12．铣右侧下底面（X52K铣床N=30—1500）

（1）确定加工余量：

总加工余量为5

（2）切削深度为：

t=Z=5

进给量：

f=0.2，v=43

n计=1000v/πD=1000×43/3.14×70.5=194r/min

n实=230r/min

v实=πD×n实/1000=3.14×70.5×230/1000=51m/min

（3）确定加工时间查：

l1=15，l2=2

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=70.5+15+2/0.2×230=1.902min

t辅=t基/4=0.476min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.119

t单=t基+t辅+t服+t休=2.497min

13．精加工右端面，以左端D面定位夹紧

（1）确定加工余量：

精加工余量为1.2

（2）切削深度为：

t=Z=1.2

每转进给量：

f=0.5mm/r

v=228m/min

n计=1000v/πD=1000×228/3.14×195=372r/min

取机床主轴转速为n实=450r/min

v实=πD×n实/1000=3.14×195×450/1000=276m/min

（3）确定加工时间：

l1=1.2，l2=1，主偏角为45°

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=23+1.2+1+5/0.5×450=0.134min

t辅=t基/4=0.034min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.008

t单=t基+t辅+t服+t休=0.176min

14．精镗内孔φ148.7-φ150，以左端基准面D定位夹紧

（1）确定加工余量：

精加工余量为1.3

（2）切削深度为：

t=Z/2=0.65

每转进给量：

f=0.7mm/r

v=20m/min

n计=1000v/πD=1000×20/3.14×150=43r/min

机床主轴转速为n实=45r/min

v实=πD×n实/1000=3.14×150×45/1000=21m/min

（3）确定加工时间：

l1=1，主偏角为90°

查

（1）表11－4取l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=87.5+1+5/0.7×45=0.066min

t辅=t基/4=0.016min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.004

t单=t基+t辅+t服+t休=0.086min

15．精镗内孔φ139.7-φ141，以左端基准面D定位夹紧

（1）确定加工余量：

精加工余量为1.3

（2）切削深度为：

t=Z/2=0.65

每转进给量，速度等参数均与加工外圆时一致

f=0.7mm/r，n实=45r/min，v实=21m/min

（3）确定加工时间：

l1=1，l2=2，主偏角为90°

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=10+1+2+5/0.7×45=0.571min

t辅=t基/4=0.143min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.036

t单=t基+t辅+t服+t休=0.75min

16．精镗内孔φ138.7-φ140，以左端基准面D定位夹紧

（1）确定加工余量：

精加工余量为1.3

（2）切削深度为：

t=Z/2=0.65

每转进给量，速度等参数均与加工外圆时一致

f=0.7mm/r，n实=45r/min，v实=21m/min

（3）确定加工时间：

l1=1，l2=2，主偏角为90°

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=47+1+2+5/0.7×45=1.746min

t辅=t基/4=0.437min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.109

t单=t基+t辅+t服+t休=2.292min

17．精车端面A，以左端基准面D定位夹紧

（1）确定加工余量：

精加工余量为1.2

（2）切削深度为：

t=Z=1.2

每转进给量，速度等参数均与加工外圆时一致

f=0.7mm/r，n实=45r/min，v实=21m/min

（3）确定加工时间：

l1=1.2，主偏角为45°

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=3.3+1.2+5/0.7×45=0.302min

t辅=t基/4=0.075min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.019

t单=t基+t辅+t服+t休=0.396min

18．精镗左端内孔φ88-φ90

（1）确定加工余量：

精加工余量为2

（2）切削深度为：

t=Z/2=1

每转进给量：

f=0.3mm/r

v=20m/min

n计=1000v/πD=1000×20/3.14×90=72r/min

机床主轴转速为n实=72r/min

v实=πD×n实/1000=3.14×90×72/1000=20m/min

（3）确定加工时间：

取l1=1，l2=1，主偏角为90°

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=16+1+1+5/0.3×72=1.065min

t辅=t基/4=0.266min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.067

t单=t基+t辅+t服+t休=1.398min

19．划线

20．钻上端面底孔φ8，以基准面D夹紧定位

（1）切削用量：

选择钻头直径为φ8，f=0.5

（2）v=21.8m/min

n计=1000v/πD=1000×21.8/3.14×8=867r/min

机床主轴转速为n实=800r/min

v实=πD×n实/1000=3.14×8×800/1000=25m/min

（3）确定加工时间：

l1=3.1，l2=1.5

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=55+3.1+1.5+5.0/0.5×801=0.161min

t辅=t基/4=0.04min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.01

t单=t基+t辅+t服+t休=0.211min

21．钻下底面底孔φ14，以基准面D定位夹紧

（1）切削用量：

选择钻头直径为φ14，f=0.5

（2）v=21.8m/min

n计=1000v/πD=1000×21.8/3.14×14=496r/min

机床主轴转速为n实=800r/min

v实=πD×n实/1000=3.14×14×800/1000=35m/min

（3）确定加工时间：

l1=3.1

l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=30+3.1+5.0/0.5×800=0.095min

t辅=t基/4=0.024min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.006

t单=t基+t辅+t服+t休=0.125min

22．攻上顶面螺纹M10，以左端基准面D定位夹紧

（1）螺距为1.5

（2）v=40m/min，i=2

n计=1000v/πD=1000×40/3.14×10=1274r/min

机床主轴转速为n实=1400r/min

v实=πD×n实/1000=3.14×10×1400/1000=44m/min

（3）确定加工时间：

l1=1～2螺距，l1=1.5×1.5=2.25

l2=0.5～2螺距，l2=1.0×1.5=1.5

s=螺距=1.5

t基=（l+l1+l2）/sn+（l+l1+l2）/sn1=2×（10+2.25+1.5）/1.5×1400=0.117

t辅=t基/4=0.0292min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.0073

t单=t基+t辅+t服+t休=0.1535min

23．攻下底面螺纹M16，以左端基准面D定位夹紧

（1）螺距为2

（2）v=40m/min，i=2

n计=1000v/πD=1000×40/3.14×16=796r/min

机床主轴转速为n实=870r/min

v实=πD×n实/1000=3.14×16×870/1000=44m/min

（3）确定加工时间：

l1=1～3螺距，l1=2×2=4

s=螺距=2

t基=（l+l1+l2）/sn+（l+l1+l2）/sn1=2×（20+4）/2×870=0.0276

t辅=t基/4=0.0069min

t辅+t休=5%（t基+t辅）=0.0017

t单=t基+t辅+t服+t休=0.0362min

24．导角，去毛刺。

25．检验

26．试压

2．2连接体工艺的设计计算

1．铸件

2．退火

3．以基准面F定位，粗车左端面C

（1）确定加工余量,取总加工余量为5。

]1[

所以精加工余量为1.2，

粗加工余量Z=5-1.2=3.8。

（2）确定切削深度：

t=Z=3.8

每转进给量为,f=1.2mm/r

取v=92m/min

n计=1000v/πD=1000×92/3.14×250=109r/min（2-1）

取机床主轴转速为n实=101r/min（1：

1.26）

v实=πD×n实/1000=3.14×250×101/1000=86m/min（2-2）

（3）确定加工时间,取l1=6.9，l2=2，主偏角为45°

取l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=45+6.9+2+5/1.2×101=0.049min（2-3）

t辅=t基/4=0.0122min（2-4）

t服=3%（t基+t辅）=0.0018min（2-5）

t休=2%（t基+t辅）=0.0012min（2-7）

t单=t基+t辅+t服+t休=0.0642min

4．以基准面F定位，粗镗内孔

（1）确定加工余量,取总加工余量为7。

取精车加工余量为1.3，

所以粗车加工余量Z=7.0-1.3=5.7

（2）确定切削深度：

t=Z/2=2.85

每转进给量，f=0.4mm/r

取v=20m/min

n计=1000v/πD=1000×20/3.14×180=62r/min

取机床主轴转速为n实=64r/min

v实=πD×n实/1000=3.14×180×64/1000=21m/min

（3）确定加工时间，取l1=5.2，l2=2，主偏角为45°

取l3=5

t基=（l+l1+l2+l3）/f×n实=25+5.2+2+5/0.4×64=1.453min

t辅=t基/4=0.3633min

t服=3%（t基+t辅）=0.0544min

t休=2%（t基+t辅）=0.0363min

t单=t基+t辅+t服+t休=1.907min

5．以内孔定位，车基准面F