1、三 江 学 院本科生毕业设计（论文）题 目 195 柴油机单缸泵体钻孔专机及其左多轴箱的设计 院（系） 三江高等职业技术学院 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 夏雨 学号 G095152026 指导教师 王志斌 职称 讲师 起讫日期 2012.11.18-2013.04.20 设计地点 三江高等职业技术学院 三江高等职业技术学院 2013 届本科生毕业设计（论文）摘 要本文介绍了 195 柴油机单缸泵体机械加工过程中钻孔专用钻床的设计。主要介绍了钻孔专机三图一卡的编制、左多轴箱的设计以及部分典型零件的设计。设计 中 采 用 了 组合机床的设计原则，以 通 用 部 件 为 基 础 ， 并
2、根据主轴的分布要求进行了多轴箱的总体设计，同时配 以 按 工 件 特 定 外 形 和 加 工 工 艺 设 计 的 专 用 部件 和 夹 具 ， 组 成 相 应 的 专用机床。 这种专机的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；多轴箱；总体设计；三江高等职业技术学院 2013 届本科生毕业设计（论文）ABSTRACTThis article introduced a machine tool of double surface coarse drilling in machining diesel e
3、ngines oil pump. The article introduced the weaving of the drilling special mechanical machining card, the design of the axis boxes, the design of the jig and the design of the principal axis; Machine tool design using the design principles, based on the generic parts, and the distribution according
4、 to the requirements of the spindle axle of the overall design of many, while accompanied by a specific shape of the workpiece and processing parts and fixtures specifically designed to form the corresponding Dedicated machine.The design of the special machine not only can ensure the precision of th
5、e machining but also can reduce the cost, ease the workers intenstity, advance the productivity, the collocation is flexible. Key words：Oil Pump；Special drill; multi axle; overall design;三江高等职业技术学院 2013 届本科生毕业设计（论文）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 21.3 关键措施技术解析 31.3.1 定位方案 31.3.2 加工方法的选择 3第二章 机
6、床总体设计 62.1 加工工序图 62.1.1 绘制加工工序图 62.1.2 加工工序图的作用及其内容 62.1.3 绘制加工工序图的注意事项 62.2 加工示意图 72.2.1 加工示意图的作用及内容 72.2.2 选择刀具、工具、导向装置并标注其相关位置及尺寸 72.2.3 确定动力部件的工作循环及工作行程 102.2.4 其他注意的问题 102.3 机床联系尺寸图 102.3.1 机床联系尺寸总图的作用及内容 102.3.2 各部件的选择 112.3.3 绘制机床联系尺寸总图的注意事项及机床的具体分组 132.4 机床生产率计算卡 142.4.1 理想生产率 142.4.2 实际生产率
7、142.4.3 机床负荷率 152.4.4 编制生产率计算卡 15第三章 多轴箱的设计183.1 多轴箱的用途和分类 183.2 多轴箱总体设计 183.2.1 多轴箱的一般设计步骤 183.2.2 多轴箱设计的主要内容及注意事项 183.2.3 主轴、齿轮的确定及动力计算 193.2.4 多轴箱传动设计 203.2.5 多轴箱坐标设计 223.2.6 绘制多轴箱总图及零件图 22结束语24三江高等职业技术学院 2013 届本科生毕业设计（论文）致谢 25参考文献26三江学院 2007 届本科生毕业设计（论文）0前 言195 柴油机单缸油泵是中小型柴油机的主要配套部件之一，其性能决定了柴油机的
8、整体性能质量。195 柴油机单缸泵体又是 195 柴油机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 195 柴油机单缸油泵大部分来自于专业配套厂，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的组织方式进行加工。其存在的主要问题是加工质量不稳定，精度难保证，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。行业内部也在一直不断地在进行技术攻关，但见效甚微。本设计是在原有的粗加工到精加工回转机床的设计基础上加以改进的。原有
9、的回转机床，由于结构紧凑，那么必然增加了机床的复杂程度，增加了机床维修和调试的难度。为此，我们把工序分开化处理，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容易多了，同时工件的加工精度也得到了相应的提高。但不足的是，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。本设计是对 195 柴油机单缸泵体进行钻孔工序的专用机床，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，进行钻孔专机的总体方案设计及部件设计（即三图一卡及多轴箱总图的设计） 。由于时间的关系以及
10、本人水平和实际工作经验的限制，设计中难免有疏漏之处和不合理的地方，敬请各位指导老师和验收老师进行指正。设计人：夏雨三江高等职业技术学院 2013 届本科生毕业设计（论文）1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 195 柴油机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，其零件坯料为铸件，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14G8
11、 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 195 柴油机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的特点，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）（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
12、进行加工，从而经济地满足要求。三江高等职业技术学院 2013 届本科生毕业设计（论文）2（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 M201.5 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
13、 5 其他次要表面加工工序 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系进行预加工，比将 3-8.7 作成 3-8.7H7，其中 2-8.7H7 与 F 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。1
14、.3 关键技术措施解析1.3.1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 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。 （注：表示限制三个自由度，以下类似）（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 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。1.3.2 加工方法的选择三江
15、高等职业技术学院 2013 届本科生毕业设计（论文）3（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
16、差，确保为精加工准备好位置精度达到图纸所需的精度。（图 2） （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。三江高等职业技术学院 2013 届本科生毕业设计（论文）42?（图 3）（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 2411 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。本设计是围绕钻孔专机展开，主要任务是完成第二道工序（粗钻中间孔）的加工。
