工程训练课程设计说明书柱塞泵设计.doc

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1、目 录 前言2 1.课程设计的内容 1.1 课程设计的目的和要求 2 1.2 课程设计的任务 21.3 课程设计报告的构成及研究内容 3 2 泵体的测绘 4 2.1测绘装配体步骤 4 2.1.1泵体装配示意图 4 2.1.2尺寸注意事项 5 2.1.3零件测绘草图 5 2.2计算机绘图步骤及要求 9 2.2.1画零件图 9 2.2.2画装配图 17 3 三维建模及参数化设计 173.1 三维建模 18 3.1.1柱塞泵各零件的三维 18 3.1.2 实体装配图 爆炸图 203.2参数化设计 213.2.1参数化设计应用与意义 21 3.2.2典型零件的参数化 21 4 设计小结 24 5. 附

2、录 27前言 柱塞泵是液压系统的一个重要装置。它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于工业应用和实际生活中，有一定的市场前景和发展潜力。 按照柱塞泵中柱塞在缸体里的往复运动方向，可以分为两种类型，一种是轴向柱塞泵，柱塞的往复运动方向与缸体中心轴平行的柱塞泵。轴向柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来进行工作的。由于柱塞和柱塞孔都是圆形零件，加工时可以达到很高的精度配合，因此容积效率高，运转平稳，流量均匀性好，噪声低，工作压力高等优点，但对液压油的污染较敏感，结构

3、较复杂，造价较高。另一种是径向柱塞泵，由于径向柱塞泵属于一种新型的技术含量比较高的高效泵，随着国产化的不断加快，径向柱塞泵必然会成为柱塞泵应用领域的重要组成部分。 而此次课程设计选择轴向柱塞泵模型，重在培养学生的实际测绘能力和运用软件绘图以及参数化设计的训练，充分地将理论知识和实践相结合，力求更好地提高学生的综合能力。1. 课程设计的内容 1.1 课程设计的目的和要求工程软件应用实践课程设计教学目的，是从产品装配测绘、计算机绘图三维CAD建模、参数化设计等方面进一步加深和拓宽学生在工程制图、机械CAD技术等课程中所学基本知识，结合实际机械产品设计的具体问题，培养学生理论联系实际认识和解决问题的

4、能力，为后续专业课程和相关实践环节的学习奠定基础。要求每位学生按照指导教师的总体要求、设计小组分配的产品零件设计任务，独立完成上述四个环节的学习，构成成绩考核的主要部分；工程中产品设计更是一个多人协同工作的过程，因而，本课程设计将提交产品一套完整测绘草图、一张完整二维CAD工程零件及完整装配图样、产品完整的三维CAD装配体及研究报告。 1.2 课程设计的任务选择柱塞泵产品模型为对象，每四位同学为一设计小组，对产品模型进行装配测绘、二维计算机绘图、三维CAD零件建模与产品装配、零件的参数化设计建模等。 1.3课程设计报告的构成及研究内容 报告主要包括装配体测绘，三维建模及参数化设计，实验小结内容

5、。研究的是柱塞泵产品的拆装，零件图及装配图的绘制，利用计算机进行绘图及三维建模。 1.4课程设计的安排以及各阶段的任务第一阶段 测绘草图、二维计算机绘图（1） 设计准备认真阅读设计任务书，组成设计小组，明确设计要求每人的任务和小组任务、工作条件、内容和步骤，进行各零部件的测绘。第二阶段（2） 产品零件手工测绘（3） 产品零件计算机绘图第三阶段 三维CAD建模及装配（4）产品零件的三维CAD建模及装配（5）产品零件的参数化设计（6）按照规定的格式撰写课程设计说明书。2 泵体的测绘 2.1测绘装配体步骤 2.1.1绘制装配示意图1 螺柱2螺母3垫圈4泵体5柱塞6压盖 7填料8衬套9管接头10垫片1

6、1垫片12螺塞 13上活瓣 14下活瓣柱塞泵示意图 了解测绘对象的用途、性能、工作原理、结构特点以及装配关系等。装配示意图上应按顺序编写零件序号，并在图样的适当位置上按序号注写出零件的名称及数量。测绘对象的途径主要是柱塞泵立体图和测绘现场的实物中去仔细观察和分析,从而了解柱塞泵的工作原理、装配结构和运动路线等情况。如下图所示，可以了解柱塞泵由13个零件组成，其中标准件有3种，即螺柱（序号1）、螺母（序号2）和垫圈（序号3）。工作时，由外部动力带动柱塞泵作往复运动，当柱塞往左运动时，下活瓣（序号14）由阀体内的负压吸引上移，从而将流体经管接头（序号9）下端吸入阀体，而上活瓣（序号13）却因为负压

7、的作用紧贴管接头上端面，吸入的流体不能进入管接头上腔；当柱塞向右运动时，柱塞将腔内的流体推动上活瓣经管接头上腔积压出。此时，下活瓣则紧贴管接头下腔端面，流体不能进入下腔，以此往复达到输送流体的目的。2.1.2 量注尺寸注意事项： 零件的配合尺寸，一般只在一个零件上测量。 对一些重要尺寸，仅测量还不行，尚需通过计算来校验。 零件上已标准化的结构尺寸需要查阅有关标准来确定。2.1.3零件测绘草图 除标准件外，绘制装配体内每一个零件，并根据零件的内外结构特点和功能要求，选择合适的视图进行零件草图的绘制。测量零件尺寸时应注意尺寸的完整性及相关零件之间的配合尺寸或关联尺寸的协调一致。1） 泵体(附录 如

8、图A1）A.观察泵体结构，确定需测绘的尺寸。因为管内螺纹和管接头外螺纹相互旋和，故在管接头上测量；泵筒内径和套筒外径为尺寸配合关系，在套筒上测量；法兰盘内径为法兰盘和端盖的配合尺寸，在端盖上测量；法兰上螺纹孔径在双头螺柱上测量。除管螺纹，泵筒内径，法兰盘内径，法兰上螺纹孔径不需直接测量，其他所有内外部尺寸如：泵体法兰端面到内螺纹管端面的总体尺寸，泵筒外径等都需要直接测量。B.测量泵体尺寸并数据取整。测量泵体尺寸，数据取整并记录下来。很多尺寸是无法直接得到的，必须通过已获得的相关尺寸计算得来，如两孔的中心距，小圆弧半径等。法兰盘两螺纹孔间距离70mm，大圆弧直径55mm，小圆弧半径R13mm，泵

9、筒外径51mm，内螺纹管外径36mm，管螺纹采用管接头测量的螺距P=14。以法兰端面为尺寸基准，阶梯孔深度依次为，14mm，56mm；肋板厚度为10mm，底座厚度8mm，底座凸台26mm，以及底座长，宽，孔中心距。底座下表面到泵筒中心线的距离为47.5mm。C.视图方案的选取。根据泵体的内，外结构特点，必须对泵体沿轴线剖开才能表达其内部结构，则有两种方案：沿水平方向剖分和竖直方向剖分。若沿竖直方向剖分则不能表达出底座上凸台的高度及孔的深度，所以采用水平剖分方案，主视图用局部剖表达底座凸台高度和孔的深度。2）压盖(附录 如图A2）A.压盖的测量方法： 压盖的中心孔和两边小孔直径采用游标卡尺内卡钳

10、测量,得到孔径分别是33cm，用卡尺外卡钳测量压盖与泵体配合外径42cm阶处外径46cm心孔倒角根据标准采用120，压盖底板外形采用描绘法，将压盖下表面与图纸相接触，描出外形再行测绘，用圆角测量装置测得压盖底板和阶梯处倒圆角均为R2。B压盖的基准选择： 以压盖的左端面为长度基准，测得压盖的底板厚度为8cm，总长为22cm，由于阶梯处以左端面为基准不易测量，选用压盖右端面为基准测得右端面到阶梯处高度12cm。3）柱塞(附录 如图A3）A.柱塞的测量方法： 用游标卡尺外卡钳测得柱塞圆柱体部分直径为30，内卡钳测柱塞尾部凸台小孔10,以圆柱体右表面基准测得圆柱体长85cm，右表面到柱塞尾部凸台总长1

11、10cm，再测两凸台的宽度22cm，厚度6cm，两凸台外表面距离20cm。B.柱塞的基准： 长度基准选择圆柱体右表面，高度和宽度基准选择中心轴线。4）套筒(附录 如图A4）A.套筒的测量方法： 用游标卡尺测量出套筒的内径和外径分别是30cm，38cm，长度55cm，倒角距离为1cm，1cm即C1。5）管接头(附录 图A5)A.管接头的测量方法： 管接头内径采用内卡钳测量，得到阶梯孔依次为28mm，20mm；外径采用游标卡尺，得到管接头表面外径分别为36mm，30mm；管螺纹采用螺纹规测量其螺距P=14，且考虑到加工工艺要求，螺纹加工需要退刀槽，查询机械设计手册卷一，进而得到标准管螺纹为G1/2

12、,孔径为12mm,退刀槽为41.5，两处倒角分别为1mm,0.5mm，管接头倒角为15；管接头与螺塞结合处按照普通螺纹处理，采用游标卡尺得到内螺纹公称直径为27mm,进一步查询机械设计手册确定内螺纹为M27-14，倒角120；还有两个凸台直径分别为28mm，26mm；最后考虑铸造会有应力集中产生，按照国家尺寸标准确定。B.管接头基准选择： 以管接头的上表面为尺寸基准，首先测量与泵体结合和出油孔管螺纹的中心轴位置以及管接头总高，分别为51mm，20mm，88mm，同时测量内螺纹的深度、进油孔的深度以及与下活瓣配合的阶梯孔的深度分别为18mm，25mm，30mm。C.特别说明，管接头进油孔要求很高

13、的加工精度，因此在铸造时留有一定的余量，进行精加工，但不能太多，避免管壁太薄，导致强度下降，鉴于此，确定进油孔的最终尺寸为12.8mm。6) 螺塞(附录 如图A6）A.螺塞的测量方法： 螺塞头六角螺母的内切圆直径用游标卡尺测量，测得值为27mm；管接头与螺塞结合处按照普通螺纹处理，用游标卡尺测得外螺纹公称直径为27mm，查询机械设计手册确定外螺纹为M27-14，倒角120；用游标卡尺量得外螺纹的退刀槽为2X2.5；螺塞的总长由游标卡尺测得，为30mm；用游标卡尺测量埋头孔的孔径为9mm，孔深为16mm；用游标卡尺测得六角螺头的高度为13mm，螺程长为11.5mm。B.螺塞基准选择： 以螺塞头部

14、的顶面为粗加工基准面，以底面为精加工基准面。依据：螺塞头部的顶面加工余量较大，且外露，加工精度不高；底面上要钻孔，因此要保证足够的加工精度。7) 上活瓣(附录 如图A7）A. 上活瓣的测量方法： 用游标卡尺测得上部圆柱体的直径分别为9mm，22mm。用拓印法测得叶片外圆的直径为20mm,底部圆柱的直径为12mm，叶片外径与底部圆柱的接合部半径为R4；用游标卡尺测得底面上的埋头孔的直径为7mm，深度为15。用游标卡尺测得上部圆柱体高度为27mm，底部圆柱体的高度为14mm，上活瓣总长44mm。B.上活瓣基准选择： 以上下两个面作为基准面。依据：上下两面的粗糙度要求不是很高，不用反复加工。8) 下

15、活瓣(附录 如图A8）A. 下活瓣的测量方法： 用游标卡尺测得上部圆柱体的直径分别为7mm，20mm。用拓印法测得叶片外圆的直径为12.8mm,底部圆弧半径为R11；用游标卡尺测得上部圆柱体高度为22.5mm，底部圆柱体的高度为16.5mm，下活瓣总长42mm。B.下活瓣基准选择： 以上下两个面作为基准面。依据：上下两面的粗糙度要求不是很高，不用反复加工。2.2计算机绘图步骤及要求2.2.1画零件图根据零件草图绘制，用AUTO_CAD绘制各个零件图（如图B5）。在AUTO_CAD界面插入A3图纸，设置绘图环境，建立图层，设置图层颜色、线型、线宽；建立尺寸标注样式：图层名称颜色线型线宽0白色co

16、ntinuous默认粗实线绿色continuous0.35mm细实线白色continuous默认细点画线红色CENTER默认双点画线白色DIVIDE默认尺寸绿色continuous默认字体字高主单位精度公差精度STANDARD表13.5mm0.00.0001） 泵体(附录 如图A1）A.选取基准面并标注尺寸。以法兰盘端面为尺寸基准，首先测量与管接头结合面泵体总长为92mm，20mm，88mm，同时测量阶梯孔的深度、管螺纹孔的深度分别为14mm，56mm，22mm。以底板下表面为基准，测量与泵体中心线的距离为47.5mm。按照尺寸基准标注泵体的基本尺寸（定位尺寸、定形尺寸），包括长、宽、高、直径

17、、倒圆、倒角，还有按国家标准标注管螺纹和普通螺纹。B.泵体表面粗糙度的确定： 泵体阶梯孔分别与端盖，套筒为大间隙配合和过盈配合，其公差等级和表面粗糙度是决定套筒，端盖能否很好配合，实现密封的关键，因此要求都较高，采用基孔制小间隙配合，查询机械设计手册卷一，法兰内径表面上用Ra3.2，泵筒内径表面上用Ra1.6.泵体形位公差的确定：内孔分别为42mm，38mm的孔，为了保证工作行程尽可能在同一根轴，以中心轴为基准要求有同轴度和圆柱度，以支座底面为基准要求有平行度。查询机械设计手册卷一，根据特征尺寸和公差等级，选择为，、，。C.技术要求的确定。管接头材料为铸铁HT150，采用铸造的方法进行加工，因

18、此对于铸件技术要求：无裂纹，无砂眼，无气孔；为了防止铸件产生应力集中，要求倒圆。2）压盖(附录 如图A2）A.零件草图绘制，用AUTO_CAD绘制各个零件图首先在AUTO_CAD界面插入A4纸，设置绘图环境，建立图层，设置图层颜色、线型、线宽；建立尺寸标注样式：如表1。B.绘图界面设置好以后，开始绘制零件图，分析选择视图方案，如工作位置摆放，主视图和左视图无法很好的表达，所以选用与工作位置相反的方向放置，既不影响整体表达，还可以将形体看的更清楚。C.绘制压盖基准的选择，压盖右端面为长度基准，因为大平面比较容易加工，以中心轴线为高度和长度方向的定位基准。D.压盖的标注：a.首先按照尺寸基准标注压

19、盖的定形尺寸，包括压盖的外形尺寸，中心孔直径，小孔直径及压盖总高，倒角角度，再标注定位尺寸，包括两小孔的中心距离，压盖左端面到阶梯的距离尺寸。b.压盖公差及表面粗糙度的确定： 压盖左端突出部分要与泵体配合，防止油从泵体流出，又考虑压盖可能会在使用中拆卸且故使用中等间隙配合，公差代号f7。压盖突出部分要配合，表面质量要好，表面粗糙度选用Ra1.6，其余选用Ra12.5。c.压盖形位公差的确定： 为了保证压盖与泵体的良好配合，压盖突出部分要有圆柱度和同轴度查询机械设计手册卷一，根据特征尺寸和公差等级，圆柱度0.011，同轴度0.02。E.压盖技术要求： 压盖材料为铸铁HT150，采用铸造的方法进行

20、加工，因此对于铸件技术要求：无裂纹，无砂眼，无气孔；为了防止铸件产生应力集中，要求倒圆，圆角半径R2。3）柱塞(附录 如图A3）A打开前面的绘图环境如表1，插入A4图纸。B零件按工作位置放置，凸台部分采用局部剖。C绘制柱塞的基准： 柱塞右端面为长度基准，此端面加工比较容易。以中心轴线为另外两个方向的定位基准。D柱塞标注：a柱塞的定型尺寸，包括圆柱体的长度，直径，凸台半圆的半径，再标注定位尺寸，包括圆柱图右端面到凸台小孔中心的距离，两凸台外表面距离，及内表面的距离。b柱塞公差及表面粗糙度： 柱塞要在套筒里进行往复运动且要防止漏油，经查询机械设计手册卷一可采用H8/g7，即柱塞圆柱体直径公差代号g

21、7，圆柱表面的粗糙度可选Ra1.6，其余Ra12.5。c.柱塞形位公差的确定：为了保证柱塞与套筒的良好配合，柱塞要有圆柱度要求，查询机械设计手册卷一，根据特征尺寸和公差等级，圆柱度0.009。E.柱塞技术要求： 柱塞材料为45号钢，为保证表面耐磨，进行淬火处理加低温回火，然后进行时效处理，消除应力。4） 衬套(附录 如图A4）A打开前面的绘图环境如表1，插入A4图纸。B零件按工作位置放置，主视图采用全剖即可。C套筒标注： a标注套筒的定型尺寸，包括圆柱体的长度，直径和倒角 b套筒公差及表面粗糙度： 套筒内孔要和柱塞配合,前面已查得内孔公差代号H8，套筒还要与泵体配合，由于套筒基本不拆卸且位置不

22、变。故采用过盈配合H8/n7，即套筒外径的公差代号为n7。内表面外表面是配合面，表面粗糙度采用Ra1.6，其余Ra12.5。 c.套筒形位公差的确定： 为了保证套筒与柱塞的良好配合及套筒与泵泵体的良好配合，套筒要有圆柱度要求，查询机械设计手册卷一，根据特征尺寸和公差等级，外径圆柱度0.011，内径圆柱度0.009，并以内表面轴线为基准外表面要有同轴度，查得公差为0.02。D.套筒技术要求： 套筒锐边倒钝，以防止划伤柱塞的配合面。5) 管接头(附录 如图A5）A. 首先在AUTO_CAD界面插入A3图纸，设置绘图环境，建立图层，设置图层颜色、线型、线宽；建立尺寸标注样式：如表1。B.绘图界面设置

23、好以后，开始绘制零件图，分析选择视图方案，慎重起见，先小组讨论，并向老师咨询意见，最终确定管接头按照功能要求采用主视和左视，为了尽可能多的了解管接头的内部信息，两个视图都采用全剖视图，并按工作位置摆放。C.绘制管接头基准面的选择： 纵向以管接头上表面为基准，方便加工和测量。为了减少累积误差，将阶梯孔孔径为28mm的深度作为纵向尺寸的间接尺寸；横向尺寸均以管身的中心轴为基准进行绘制；内径和外径分别以相对应的中心轴为尺寸基准；管螺纹和普通螺纹均按照标准进行绘制。D.管接头的标注：a. 首先按照尺寸基准标注管接头的基本尺寸（定位尺寸、定形尺寸），包括长、宽、高、直径、倒圆、倒角，还有按国家标准标注管

24、螺纹和普通螺纹，尤其进油孔因有一定的余量，所以必须单独进行标注。b.块的建立: 零件图粗糙度的标注，采用插入块的方式，并且要求插入的是带属性的块，即每次插入块是可以在命令中输入参数进行修改，没有输入，则为默认值。c.管接头公差及表面粗糙度的确定：首先管接头与上、下活瓣面，其公差等级和表面粗糙度是决定柱塞泵能否进油和出油的关键，因此要求都很高，采用基孔制小间隙配合，查询机械设计手册卷一，选择公差为12.8-0+0.027，20-0+0.027；管接头上表面用粗糙度为Ra3.2,内孔表面粗糙度均为Ra1.6。.d.管接头形位公差的确定： 内孔分别为12.8mm，20mm的孔，为了保证工作行程尽可能

25、在同一根轴，以中心轴为基准要求有同轴度和圆柱度，查询机械设计手册卷一，根据特征尺寸和公差等级，选择为、e.管接头技术要求： 管接头材料为铸铁HT150，采用铸造的方法进行加工，因此对于铸件技术要求：无裂纹，无砂眼，无气孔；为了防止铸件产生应力集中，要求倒圆。6） 螺塞(附录 如图A6）B. 首先在AUTO_CAD界面插入A3图纸，设置绘图环境，建立图层，设置图层颜色、线型、线宽；建立尺寸标注样式：如表1。B.绘图界面设置好以后，开始绘制零件图，分析选择视图方案，慎重起见，先小组讨论，并向老师咨询意见，最终确定螺塞按照功能要求采用主视全剖和俯视，并按工作位置摆放。C.绘制螺塞基准面的选择： 纵向

26、以螺塞上表面为基准，为了减少累积误差，将螺塞中部的厚度作为纵向尺寸的间接尺寸；横向尺寸均以螺塞的中心轴为基准进行绘制；内径和外径分别以相对应的中心轴为尺寸基准；普通螺纹按照标准进行绘制。D.螺塞的标注：a.首先按照尺寸基准标注螺塞的基本尺寸（定位尺寸、定形尺寸），包括长、宽、高、直径、倒圆、倒角，还有按国家标准标注普通螺纹。B.螺塞公差等级、形位公差和表面粗糙度的确定：螺塞上要打孔，所以孔必须保证圆柱度和与螺塞中部圆柱的同轴度。查机械设计手册，根据孔的直径查得圆柱度为0.004，同轴度为0.01；由于螺塞上的孔与上活瓣是大间隙配合关系，采用基孔制，取H7；因为螺塞的加工精度要求不高，所以取加工

27、表面的粗糙度值为3.2。C.螺塞技术要求： 未注圆角半径为R3,；未注倒角为1X45。7） 上活瓣(附录 如图A7）A. 首先在AUTO_CAD界面插入A3图纸，设置绘图环境，建立图层，设置图层颜色、线型、线宽；建立尺寸标注样式：如表1。B.绘图界面设置好以后，开始绘制零件图，分析选择视图方案，慎重起见，先小组讨论，并向老师咨询意见，最终确定上活瓣按照功能要求采用主视旋转剖和局部向视图，并按工作位置摆放。C.绘制上活瓣基准面的选择： 纵向以上活瓣上表面为基准，为了减少累积误差，将上活瓣中部的厚度作为纵向尺寸的间接尺寸；横向尺寸均以上活瓣的中心轴为基准进行绘制；内径和外径分别以相对应的中心轴为尺

28、寸基准。D.上活瓣的标注：a.首先按照尺寸基准标注上活瓣的基本尺寸（定位尺寸、定形尺寸），包括长、宽、高、直径、倒圆、倒角。B.上活瓣公差等级、形位公差和表面粗糙度的确定：上活瓣上要打孔，所以孔必须保证与上活瓣上部圆柱的同轴度。查机械设计手册，根据孔的直径查得同轴度为0.01；由于螺塞上的孔与上活瓣是大间隙配合关系，所以轴的公差取f8；因为叶片是主要工作面，所以形位公差要求较高，取公差等级为7，查机械设计手册，的同轴为0.015，圆柱度为0.006，叶片表面的粗糙度取0.8，其它工作表面取值1.6，其余加工表面取值3.2。上活瓣上部与中部的圆柱有垂直度要求，查表的垂直度为0.02.C.上活瓣技

29、术要求：未注圆角半径为R3,；未注倒角为1X45。8） 下活瓣(附录 如图A8）A.首先在AUTO_CAD界面插入A3图纸，设置绘图环境，建立图层，设置图层颜色、线型、线宽；建立尺寸标注样式：如表1。B.绘图界面设置好以后，开始绘制零件图，分析选择视图方案，慎重起见，先小组讨论，并向老师咨询意见，最终确定下活瓣按照功能要求采用主视和局部向视图，并按工作位置摆放。C.绘制下活瓣基准面的选择：纵向以下活瓣上表面为基准，容易加工和定位。为了减少累积误差，将下活瓣中部的厚度作为纵向尺寸的间接尺寸；横向尺寸均以下活瓣的中心轴为基准进行绘制；内径和外径分别以相对应的中心轴为尺寸基准。D.下活瓣的标注：a.

30、首先按照尺寸基准标注下活瓣的基本尺寸（定位尺寸、定形尺寸），包括长、宽、高、直径、倒圆、倒角。B.下活瓣公差等级、形位公差和表面粗糙度的确定：下活瓣与上活瓣有配合，需保证下活瓣上部的圆柱度。查机械设计手册，根据上活瓣上部的直径查得圆柱度为0.04；由于上活瓣上的孔与下活瓣是大间隙配合关系，所以轴的公差取f8；因为叶片是主要工作面，所以形位公差要求较高，取公差等级为7，查机械设计手册，的同轴为0.012，圆柱度为0.005，叶片表面的粗糙度取0.8，下活瓣中部圆柱表面的粗糙度取值1.6，其余加工表面取值3.2。下活瓣上部与中部的圆柱有垂直度要求，根据直径手册表得垂直度为0.02。因为下活瓣中部圆

31、柱与管接头有配合关系，所以取公差为C.下活瓣技术要求：未注圆角半径为R3。2.2.2画装配图（附录 如图B1）零件图画好以后，进行装配图的绘制，画好后必须注明该机器或部件的规格、性能及装配、检验、安装时的尺寸，还必须标明机器在调试、安装使用过程中的技术条件。最后应按规定要求填写零件序号和明细栏、标题栏的各项内容。由于先绘制零件图，再绘制装配图，所以装配图的视图方式受到了一定的限制，综合各种因素，为了尽可能的将柱塞泵的工作原理和功能表达清楚，选择俯视全剖，主视和左视采用局部剖，并对上、下活瓣作移出断面图，还有就是绘制了柱塞的行程和柱塞泵的工作位置。装配图绘制步骤：首先对柱塞泵各个零件采用同样的标

32、准进行图层设置并给以特殊的标注，冻结各零件的尺寸后将各零件建立成为块；其次，打开AUTO_CAD界面，插入A2图纸，选择合适的视图依次将零件块插入进行装配；再次，按照视图要求，对装配图的进行修改、补充、完善；最后，选择装配基准按照要求对装配图进行标注，书写技术要求，并绘制明细表。3 三维建模及参数化设计3.1.1 三维建模 除柱塞泵壳体的部分结构外，用至少两种方法进行零件的三维CAD建模，并结合产品的实际加工过程，运用所学的工艺知识，对各种方法的优缺点进行分析，小组成员分别完成一个组件的三维CAD建模，生成全部零件的三维CAD模型，并进行装配，获得产品的三维CAD装配体。3.1.2柱塞泵各零件

33、的三维建模 在草图外面建立模型，修改时很不方便，更新时往往很多的修剪步骤需要从新定义。这样严重的影响了工作效率也会史自己精疲力尽。如果是用了草图建立曲线同时又用曲线关联修剪建立模型在改图时会很轻松。用草图建立模型会比用基本曲线建立模型慢一点但修改方便很多。由于我们处于设计阶段，为了方便修改，我们选择了草图绘制。1） 泵体（附录 如图C1）根据草图尺寸，进行三维建模。在UG环境中首先设置单位为mm，选择与管接头接触的内螺纹管端面为基准，基准面的选择原因：由于UG系统的问题，选择与其他零件相配合的面为基准可以避免计算机出现装配报错。然后进入草图环境绘制法兰盘端面，画好后利用拉伸命令，得到部分实体；

34、其次，在草图环境中建立第二个图层绘制圆柱，回转成实体通过布尔求和运算后，整体打孔；另外一个圆柱，绘制方法一样；然后画出底座及肋板。再次，在建模环境中，泵体实体表面绘制管螺纹以及普通螺纹；最后，对实体进行倒圆、倒角，到此泵体实体建模基本完成。2）压盖（附录 如图C2） 根据草图尺寸，进行三维建模。 在UG环境中首先设置单位为mm，然后进入草图环境，先绘制底板外形和两个小孔，完成草图，对其进行拉伸，形成底板。在进入草图环境，绘制42的圆，完成草图，进行拉伸，逻辑操作选择“和“，同理绘制46的圆对其进行拉伸，然后在中线打33cm的孔。最后对其进行倒角，倒圆。 3）柱塞（附录 如图C3） 根据草图尺寸

35、，进行三维建模。 在UG环境中首先设置单位为mm，然后进入草图环境绘制柱塞圆柱体半边投影图，完成草图，将其进行回转，形成圆柱体。在进入草图，绘制凸台投影，完成草图，再对其进行两边拉伸，在拉伸时设置好其起始距离，然后对其进行倒角。4） 衬套（附录 如图C4） 根据草图尺寸，进行三维建模。 在UG环境中首先设置单位为mm，然后进入草图环境绘制30cm，38cm的圆，完成草图，对其进行拉伸，得到圆筒，然后对其进行倒角。5)管接头（附录 如图C5） 根据草图尺寸，进行三维建模。 在UG环境中首先设置单位为mm，然后进入草图环境绘制管接头，画好后利用回转命令进行回转，得到部分实体；其次，在草图环境中建立

36、第二个图层绘制圆柱，回转成实体通过布尔求和运算后，整体打孔；另外一个圆柱，绘制方法一样；再次，在建模环境中，管接头实体表面绘制管螺纹以及普通螺纹；最后，对实体进行倒圆、倒角，绘制退刀槽，到此管接头实体建模基本完成。6） 螺塞（附录 如图C6） 在草图上画内切圆直径为27mm的正六边形，然后拉伸，高度为13mm。在x-z平面上画直角边为3mm的等腰直角三角形，然后绕着z轴旋转，以旋转得的实体为刀具，减去正六棱柱，即得螺塞的头部。将坐标原点往z轴正向移动13mm，然后用圆柱体命令画一个直径为36mm，髙为3.5mm的圆柱体。对三个实体求和。然后再将坐标原点沿+z方向移动3.5mm，用圆柱体命令画一

37、个直径为27mm，髙为13.5mm的圆柱体，用打孔命令，在圆柱表面重心打一个埋头孔，埋头孔直径为11mm，埋头孔角度为90，孔径为9mm，孔深为16mm，顶锥角为120。然后用绘制M27X1.4的右旋螺纹，再用割槽命令割一个U形槽，沟槽直径为23mm，宽度为2mm，拐角半径为0.8mm。7） 上活瓣（附录 如图C7） 在草图上画出叶片的轮廓，然后拉伸，高度为14mm。将坐标原点向+z轴平移14mm，然后用圆柱的命令画一个直径为22mm，高度为3mm的圆柱体。在将坐标往+z轴平移3mm,再用圆柱体命令画一个直径为9mm，高度为27mm的圆柱体。对三个实体进行求和。在底面中心处用户打孔命令打一个埋

38、头孔，埋头孔直径为9mm，埋头孔角度为90，孔径为7mm，孔深为15mm，顶锥角为120。用倒角命令倒两个半径为1mm的圆角。8） 下活瓣（附录 如图C8） 在草图上画出叶片的的轮廓，然后拉伸，高度为16.5mm。将坐标原点向+z轴平移16.5mm，然后用圆柱的命令画一个直径为20mm，高度为3mm的圆柱体。在将坐标往+z轴平移3mm,再用圆柱体命令画一个直径为7mm，高度为22.5mm的圆柱体。对三个实体进行求和。用到斜角命令在底部倒145的斜角。用到圆角命令在头部、头部和中部的接合处分别倒半径为1mm的圆角。3.1.2 实体装配图 爆炸图 （附录 如图C9、C10）柱塞泵各零件的三维建模完

39、成后，为了检验尺寸是否合理，会不会产生干涉，进而进行三维建模实体装配。首先，将柱塞泵分成两个部分：泵体装配系列和管接头装配系列。其次，两个大部件装配完成后，进行整体组装，完成柱塞泵的初步装配。 最后，检验尺寸和实体干涉情况，进一步对尺寸完善，完成柱塞泵的最终装配。3.2 参数化设计3.2.1参数化设计的应用和意义 产品开发初期，零件形状和尺寸有一定模糊性，要在装配验证、性能分析和数控编程之后才能确定，这就希望零件模型具有易于修改的柔性。参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化，使之成为任意调整的参数。对于变量化参数赋予不同数值，就可得到不同大小和形状的零件模型。在参数化设计系统中，设计人员根

40、据工程关系和几何关系来指定设计要求。要满足这些设计要求，不仅需要考虑尺寸或工程参数的初值，而且要在每次改变这些设计参数时来维护这些基本关系，即将参数分为两类：其一为各种尺寸值，称为可变参数；其二为几何元素间的各种连续几何信息，称为不变参数。参数化设计的本质是在可变参数的作用下，系统能够自动维护所有的不变参数。因此，参数化模型中建立的各种约束关系，正是体现了设计人员的设计意图。参数化设计可以大大提高模型的生成和修改的速度，在产品的系列设计、相似设计及专用CAD系统开发方面都具有较大的应用价值。目前，参数化设计中的参数化建模方法主要有变量几何法和基于结构生成历程的方法，前者主要用于平面模型的建立，

41、而后者更适合于三维实体或曲面模型。3.2.2典型零件的参数化 对测绘的典型零件螺塞、压盖、柱塞进行分析并进行参数化设计，提取其参数，设计并调试通过GRIP程序，完成零件的参数化三维CAD建模。程序中要求有人机交互语句及容错处理语句，能输入至少两组数据生成正确的三维零件模型，以验证程序设计的正确性和运行性能。1） 压盖参数化设计（源程序见附件1，结果如图D1） 运用GRIP语言编写源程序，对于压盖，首先地面轮廓，创建一个菱形，然后采用倒圆命令，用拉伸(SOLEXT)命令拉伸底板轮廓生成底板，用（CIRCLE）命令创建两个小圆，并拉伸为实体小圆柱，与底板实体采用布尔求差（SUBTRA）命令得到两个

42、小孔；在底板上表面创建圆，采用拉伸命令依次生成凸台和外圆柱，并用求和（UNITE）命令进行合并；在底板下表面创建圆，拉伸成为圆柱，并与已经生成的实体布尔求差，从而生成孔径；底板倒圆，首先采用倒圆命令对底板倒圆，然后移动尺寸将底板一边进行拉伸，形成单面倒圆，对于孔径的倒角和铸造圆角，通过三角形和类似三角形的曲线，通过回转，然后进行布尔求差生成；对于压盖的内孔、外径、高度、厚度等多个参数都是用人机交互实现的，并用IFTHEN语句对其限制，从而实现报错功能，人机交互还有自动选取点的位置，进而完成了压盖的参数化设计。2） 柱塞（源程序见附件2、结果如图D2）柱塞参数化设计 为使柱塞的位置和大小能够由用

43、户设定，运用人机交互命令“GPOS”选取柱塞右端面的圆心，再使用赋值命令“PARAM”,由用户对柱塞圆柱体的半径和长度进行赋值，将圆柱体半径设为基准，然后利用该半径用圆命令绘圆，在用拉伸命令进行拉伸。然后找到一凸台内表面轮廓线上各点坐标（轮廓线长度与圆柱的半径按草图比例），在利用直线命令，将各点连接，绘成一个长方形线框，然后再次用拉伸命令对线框进行拉伸生成凸台长方体部分。找到该凸台小孔在内表面上的圆心坐标，利用圆柱命令先生成以圆心坐标为原点，凸台半圆直径为直径，凸台厚度为高度的圆柱体，再将长方体和圆柱求和，最后再次利用圆柱命令以上述圆心坐标为原点，小孔直径为直径，凸台厚度为高度的圆柱体，将其与

44、长方体和圆柱体求和后的实体求差，最终形成凸台。同理生成另外一凸台。3） 螺塞（源程序见附件、结果如图D3）参数化设计以螺纹的公称直径为基准。设计人机交互界面：步骤一：设计人机交互界面，若螺纹的公称直径小于0，给出提示。绘螺头：步骤二：利用循环指令、点构造指令和线构造指令绘出六边形，然后用拉伸命令进行拉伸，构造出六棱柱。利用圆锥指令构造一个锥台，然后与六棱柱求交，即得螺塞的螺头。步骤三：利用圆柱指令构造螺塞中部的圆柱，然后将螺头与中部圆柱求和，得实体一。步骤四：利用圆柱指令构造螺塞底部的圆柱，然后将实体一与底部圆柱求和，得实体二。打埋头孔：步骤五：利用圆锥指令在底部圆柱构造一个锥台，然后将实体二

45、减去锥台，得实体三。步骤六：利用圆柱指令在实体三内部构造一个圆柱，然后用实体三减去圆柱，得实体四；步骤七：利用圆锥指令在实体四构造一个锥体，然后用实体四减去锥体，得实体五，此时埋头孔已经构造出来。割槽：步骤八：利用圆柱指令构造两个同心圆柱，然后用大的圆柱减去小的圆柱，得一个环体。然后用实体五减去环体，得出退刀槽，此时整个实体为实体六。倒斜角：步骤九：在底部利用直线指令在x-z平面画一个边长为1mm的等腰直角三角形，然后用旋转命令绕z轴旋转构造实体七。用实体六减去实体七，即倒出斜角。隐藏点和线：步骤十：利用隐藏指令将所有的点和线都隐藏起来。最终得出螺塞。4. 设计小结冬去春来，转眼间，大学的时光已经过了一大半，作为一名机械设计制造及自动化专业的学生，课程设计是必不可少的，这学期一开学第一周就进行课程设计，我们也想通过一次真正的实践环节来检验自己对专业课程的掌握程度，同时也是对知识应用和检索的一次很好的检查；因此，早在上学期我就去图书馆借阅了三本机关于械设计手册的书籍，书的重量足足达到五十多斤，从图书馆回天马公寓，