学位论文自动化专业正文195柴油机单缸泵泵体打窝扩孔专机及其夹具设计.docx

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学位论文自动化专业正文195柴油机单缸泵泵体打窝扩孔专机及其夹具设计

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2012.11～2013.4

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。

ABSTRACT

Thisarticleintroducedamachinetoolofdoublesurfacecoarsedrillinginmachiningdieselengine’s195dieseloilpump.Thearticleintroducedtheweavingofthedrillingspecialmechanicalmachiningcard,thedesignoftheaxisboxes,thedesignofthejigandthedesgnoftheprincipalaxis;inthedesignoftheclamp,IappliedthelocalizergoingwiththeVformstyle,soitcanensurethepressureclamptheaccessory,alsoupdatingthedegreeofautomatization.Bythewayofuninstallingoftheaccessory,Idesignthedrillingtemplateofthemovingdrillingtemplatethatconnectwiththebox.Thedesignofthespecialmachinenotonlycanensuretheprecisionofthemachiningbutalsocanreducethecost,easetheworker’sintenstity,advancetheproductivity,thecollocationisflexible.

Keywords：

195dieselOilPump；SpecialTemplate；MultipleAxisBoxes；MovingDrillingTemplate

目录

前言·······························································1

第一章加工方案拟定·············································2

1.1零件分析·······················································2

1.2工艺安排·······················································2

第二章总体设计··················································5

2.1加工工序图·····················································5

2.2加工示意图····················································5

2.3机床联系尺寸图·················································7

2.4机床生产率计算卡图············································8

第三章机床夹具设计·············································10

3.1概述··························································10

3.2定位装置的设计················································10

3.3夹紧装置的设计················································11

3.4导向装置······················································14

3.5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，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

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Φ9H8齿杆孔与Φ14G8齿圈孔间的中心距尺寸12.08±0.04以及图中各项形位公差较难达到。

尤其是12.08±0.04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1AK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Φ9H8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行加工，从而经济地满足要求。

（2）工艺步骤：

工序1车Φ45f9外圆、端面F及左右端面等

工序2粗钻中间孔，钻铰3-Φ8.7至8.7H7

工序3工步1预钻Φ9H8定心孔，扩左中心孔系

工步2钻Φ9H8至Φ8，割左孔内宽槽

工步3攻M20X1.5螺纹

工步4铣铰Φ9H8至Φ8.8H10，镗铣Φ14G8至Φ13.8H10

工步5精铰Φ9H8，精铰Φ14G8及端面

工序4工步1粗扩右侧Φ25H9孔

工步2精扩右侧Φ25H9孔

工步3割右侧内孔槽

工步4铣内缺口

工步5镗Φ25H9

工序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（Φ45f9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Φ9H8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Φ9H8齿杆孔与Φ14G8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<3>加2-Φ8.7<2+1>为定位基准，确保稳定

可靠的定位精度。

（2）工序4加工Φ25H9各工步采用B面<3>、Φ14G8<2>及Φ8.7H7<1>为定位基准，基

准重合有利于保证Φ25H9与Φ14G8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<3>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）Φ9H8齿杆孔（立轴）：

钻定心孔（Ⅱ）工位---钻孔（Ⅲ）工位---铣铰（Ⅳ）工

位---精铰（Ⅴ）工位。

Φ14G8齿圈孔（卧轴）：

扩孔（Ⅱ）---镗铰（Ⅳ）工位---精铰（Ⅴ）工位。

以上工艺对Φ9H8齿杆孔和Φ14G8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。

Φ9H8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.

Φ9H8齿杆孔和Φ14G8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）Φ18端面与Φ1