1、三 江 学 院本科生毕业设计（论文）题 目 195 柴油机单缸泵泵体打窝扩孔专机 及其夹具设计 院 （系） 三江学院高等职业技术学院 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 徐杰 学号 G095152027 指导教师 王志斌 职称 工程师 起讫日期 2012.112013.4 设计地点 三江学院高等职业技术学院 摘 要本文介绍了 195 柴油机单缸泵体机械加工中打窝扩孔专用钻床的设计。主要介绍了钻孔专机三图一卡的编制、主轴箱的设计、夹具的设计以及导向模板的设计。在夹具的设计中许多零件选择了通用件；在刀具的设计中，对传统的刀具进行了改进，解决了 195 柴油机单缸泵体的一个技术难题。这种专机的
2、设计在保证加工精度要求的前提下降低了成本，减轻了劳动强度，提高了机床的生产率，配置也更加的灵活。关键词：195 柴油机单缸泵体；专用钻床；夹具；导向模板。ABSTRACTThis article introduced a machine tool of double surface coarse drilling in machining diesel engines 195 diesel oil pump. The article introduced the weaving of the drilling special mechanical machining card, the des
3、ign of the axis boxes, the design of the jig and the desgn of the principal axis; in the design of the clamp, I applied the localizer going with the V form style, so it can ensure the pressure clamp the accessory, also updating the degree of automatization. By the way of uninstalling of the accessor
4、y, I design the drilling template of the moving drilling template that connect with the box. The design of the special machine not only can ensure the precision of the machining but also can reduce the cost, ease the workers intenstity, advance the productivity, the collocation is flexible. Key word
5、s： 195 diesel Oil Pump；Special Template；Multiple Axis Boxes；Moving Drilling Template目 录前言 1第一章 加工方案拟定21.1 零件分析21.2 工艺安排2第二章 总体设计52.1 加工工序图52.2 加工示意图 52.3 机床联系尺寸图72.4 机床生产率计算卡图 8第三章 机床夹具设计103.1 概述 103.2 定位装置的设计 103.3 夹紧装置的设计 113.4 导向装置 143.5 设计导向模板的主要注意事项13第四章 结论 15致谢16参考文献 17附录18前言单缸油泵是中小型柴油机的主要配套部件
6、之一，其性能在很大程度上将影响柴油机的整体性能质量。195 柴油机单缸泵体又是单缸泵中的主要关键零件。为了保证油泵的整体性能，设计中对泵体零件提出了很高的技术要求。我国目前中小型柴油机所用的单缸油泵主要来自于专业配套厂，其中有较资深的国有企业，也有新兴的乡镇企业。195 柴油机单缸泵体的生产主要采用通用机床加专用夹具以工序分散组织方式进行。存在的主要问题是加工质量不稳定，精度低，废品率高；个别关键精度要求普遍难以保证，导致油泵整体性能难以达标，成为困扰行业的一个技术难题。行业内部也一直不断地在进行技术攻关，但见效不大。本设计是在原有的粗加工到精加工回转机床的设计基础导上加以改进的，原有的回转机
7、床，由于结构紧凑，那么必然带来了机床的复杂程度，导致了机床的维修，调试的不便。为此，如果把工序分开，采用专用机床来完成不同的工序，形成一个生产线来实现工件加工，那么机床的复杂程度下降了，机床的维护和调试也就方便多了。工件的加工精度也得到了相应的提高。不过机床的数量多了，增加了工作场所，对厂房的使用面积增多了，这是唯一的不足之处。本设计是设计了 195 柴油机单缸泵体打窝扩孔的专用机床，它是一个工程实际应用的课题，它是对我这四年来所学专业知识的检验，在了解了产品特性工艺要求的前提下，进行打窝扩孔专机的总体方案的设计及部件设计（即三图一卡及夹具装配图设计）在设计过程中王志斌老师对我们的设计提出指导
8、，在此深表感谢。由于时间的限制，还有我们的水平和实际工作经验的限制，设计中的疏漏之处和不正确的地方，敬请各位指导老师和验收老师指正。设计人： 徐杰三江学院 09 级本科生毕业设计（论文）0第一章 加工方案拟定1.1 零件分析目前中小型柴油机配套用单缸油泵的品种较多，但总体上来说差异不大，其中以 AK型较为典型。图 1 所示为 AK 泵泵体零件简图，其零件坯料位铸件，材料为 HT200。由图可见其形体比较复杂，缺少理想、可靠、稳定的定位基准，各加工要素间具有较高的位置精度要求，加工内容涉及到钻、扩、膛、攻丝、割槽等多种工艺。从行业调查结果看，该零件加工中存在的主要问题是 9H8 齿杆孔与 14G
9、8 齿圈孔间的中心距尺寸 12.080.04 以及图中各项形位公差较难达到。尤其是 12.080.04 超差率很高。从目前制造业水平看，采用先进的制造装备加工零件，上述精度不成问题。但单缸泵是个微利配套产品先进设备的高投入将给企业带来沉重的压力，导致利润进一步降低，甚至出现亏损。因此针对泵体行业目前的生产批量特点，采用经济高效的专用工艺装备进行加工方为上策。1.2 工艺安排图 1 AK 泵泵体零件简图（1）总体方案：由于缺少理想、可靠、稳定的定位基准，为了保证中心孔系与 9H8齿杆孔间的位置精度，主要采用了组合机床工序集中的方案，将相关要素集中，以多方面、多工位同时加工的形式在一次定位装夹下进
10、行加工，从而经济地满足要求。（2）工艺步骤：工序 1 车 45f9 外圆、端面 F 及左右端面等工序 2 粗钻中间孔，钻铰 3-8.7 至 8.7H7工序 3 工步 1 预钻 9H8 定心孔，扩左中心孔系工步 2 钻 9H8 至 8，割左孔内宽槽工步 3 攻 M20X1.5 螺纹工步 4 铣铰 9H8 至 8.8H10，镗铣 14G8 至 13.8H10工步 5 精铰 9H8，精铰 14G8 及端面三江学院 09 级本科生毕业设计（论文）1工序 4 工步 1 粗扩右侧 25H9 孔工步 2 精扩右侧 25H9 孔工步 3 割右侧内孔槽工步 4 铣内缺口工步 5 镗 25H9工序 5 其他次要表
11、面加工工序 1 采用普通车床加专用夹具安装加工，为工序 2 加工提供精基准（45f9 及 F面） 。工序 2 采用双面加工机床组合机床对中心孔面组合作为后续工序 3、4 的统一精定位基准。工序 3 采用回转多工位立卧复合组合机床，逐步分级进行加工，减少误差复映，确保左侧中心孔系各相关要素及 9H8 间的加工尺寸位置精度。工序 4 采用卧式回转多工位组合机床完成 25H9 孔的加工，保证其尺寸位置误差要求，同时兼顾完成孔内一些次要表面的加工。工序 5 以通用机床完成零件外围一些次要表面的加工。三关键技术措施解析（一）定位方案（1）为了保证 9H8 齿杆孔与 14G8 齿圈孔间的孔距精度，工序 3
12、 各工步采用了基准统一的方案，即以前面工序之已加工表面 B 面加 2-8.7为定位基准，确保稳定可靠的定位精度。（2）工序 4 加工 25H9 各工步采用 B 面、14G8及 8.7H7为定位基准，基准重合有利于保证 25H9 与 14G8 间的同轴度要求。（3）考虑到工序 1 急攻的经济性，对基准面 B 的跳动不适合提太高的要求，因此夹具上与 B 面对应的支撑采用环面与工件接触，以减少 B 面跳动误差对定位精度的影响。（二）加工方法的选择（1）9H8 齿杆孔（立轴）：钻定心孔（）工位-钻孔（）工位-铣铰（）工位-精铰（）工位。14G8 齿圈孔（卧轴）：扩孔（）-镗铰（）工位-精铰（）工位。以
13、上工艺对 9H8 齿杆孔和 14G8 齿圈孔分步逐级提高精度，立卧动力头相关工步在同一工位一次安装条件下同时加工完成，从而消除定位误差对加工精度的影响。各工步刀具均采用精密导向。9H8 孔铣铰和精铰刀采用双导向结构，从而确保刀具的正确位置，见图 2.9H8 齿杆孔和 14G8 齿圈孔半精加工分别采用铣铰、镗铰工艺见图 2，以减少或消除前面预制孔加工位置误差在本工步加工中引起的仿形误差，确保为精加工准备好位置精度达到图纸所需的精度。（2）18 端面与 14G8 齿圈孔精加工时由一把铰刀一次成形加工完成，加工终了一死挡铁定位停留并延时以确保加工端面平整。该端面为浅止口，与 18 孔结合处刀具容易磨
14、三江学院 09 级本科生毕业设计（论文）2损而不易清跟，从而其实际端面工作状态，降低密封性能。为此端面做成 2中鼓形，见图3.确保齿圈与泵体 14G8 孔口部接触以实现良好密封。（3）25H9 孔受工位限制采用：粗扩精扩镗孔工艺确保孔的准确位置从而保证其与 14G8 孔的同轴度要求。镗孔采用滚动镗模结构，利于维护、保持和恢复精度。（4）左部内宽槽 24x11 采用专用偏心割槽刀杆一次成型加工完成，由于该槽处于孔深处，且底孔小、槽宽而深，刀具工作条件较差，因此刀具寿命相对比较短些。（5）鉴于回转专机调试不便，所以将机床的横向工作台和立柱分开。采用随行夹具。机床示意图如下：图 2 机床示意图三江学
15、院 09 级本科生毕业设计（论文）3第二章 机床总体设计2.1 加工工序图2.1.1 绘制加工工序图：在本道工序的工序图中，表达了加工孔根据制定的加工方案，在组合机床上完成工艺内容，加工部分的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹压部件以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前的余量、毛坯或半成品情况，是机床设计中的重要技术文件之一。 （见加工工序图）2.1.2 加工工序图的作用及其内容：（1）被加工零件的形状和轮廓尺寸与本机床设计有关的部位的结构形状及尺寸。打窝9 孔时，用到的中间导向套，故要检查工件、夹具、刀具是否发生干涉，经检验不发生干涉现象。（2）加工用定位基准。压紧部分及方向，以便确定夹具的支撑（包括辅助定位支撑） ，限位、夹紧、导向系统的设计。（3）本道工序加工部分的尺寸、精度、表面粗糙度、形状位置尺寸精度及技术要求、还包括本道工序对前道工序提出的要求（主要指定位基准）（4）必要的文字说明，加工零件的编号、名称、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。2.1.2 绘制加工工序图的注意事项：（1）为了使本道工序清晰明了，一定要突出机床的加工内容，用粗实线画出加工部位，尺寸、角度等应在相应的数值下加画粗实线。（2）加工部位的位置尺寸应由定位基准注起。（3）应注明零件加工时机床提出的特殊要求。（4）画出定位基准符号，并标出消除自由度数量。并画出夹压位置符号。
