畢業(yè)論文(設(shè)計)——195柴油機單缸泵泵體打窩擴孔專機及其夾具設(shè)計

1、<p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）</p><p>　　題 目 195柴油機單缸泵泵體打窩擴孔專機 </p><p>　　及其夾具設(shè)計 </p><p>　　院 （系） </p><p>　　專

2、 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 xxx 職稱 工程師 </p><p>　　起訖日期 2012.11～2013.4

3、 </p><p>　　設(shè)計地點 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介紹了195柴油機單缸泵體機械加工中打窩擴孔專用鉆床的設(shè)計。主要介紹了鉆孔專機三圖一卡的編制、主軸箱的設(shè)計、夾具的設(shè)計以及導(dǎo)向模板的設(shè)計。在夾具的設(shè)計中許多零件選擇了通用件

4、；在刀具的設(shè)計中，對傳統(tǒng)的刀具進(jìn)行了改進(jìn)，解決了195柴油機單缸泵體的一個技術(shù)難題。這種專機的設(shè)計在保證加工精度要求的前提下降低了成本，減輕了勞動強度，提高了機床的生產(chǎn)率，配置也更加的靈活。</p><p>　　關(guān)鍵詞：195柴油機單缸泵體；專用鉆床；夾具；導(dǎo)向模板。</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　T

5、his article introduced a machine tool of double surface coarse drilling in machining diesel engine’s 195 diesel oil pump. The article introduced the weaving of the drilling special mechanical machining card, the design o

6、f 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 updati

7、ng the degree of automatization. By the way of uninstalling</p><p>　　Key words：195 diesel Oil Pump；Special Template；Multiple Axis Boxes；Moving Drilling Template</p><p><b>　　目 錄</b>&

8、lt;/p><p>　　前言 ································

9、83;······························1</p><p>　　第一章 加工方案擬定&#

10、183;····································

11、········2</p><p>　　1.1零件分析·······················

12、83;·······························2</p><p>　　1.2工藝安排

13、····································

14、3;··················2</p><p>　　第二章 總體設(shè)計·············

15、;····································

16、83;5</p><p>　　2.1加工工序圖·······························

17、;······················5</p><p>　　2.2加工示意圖 ·········

18、····································

19、3;······5</p><p>　　2.3機床聯(lián)系尺寸圖························

20、3;························7</p><p>　　2.4機床生產(chǎn)率計算卡圖 ······&

21、#183;····································

22、;·8</p><p>　　第三章 機床夾具設(shè)計·····························

23、3;···············10</p><p>　　3.1概述 ················&

24、#183;····································

25、;·····10</p><p>　　3.2定位裝置的設(shè)計 ·························

26、83;······················10</p><p>　　3.3夾緊裝置的設(shè)計 ········&

27、#183;····································

28、;···11</p><p>　　3.4導(dǎo)向裝置 ····························

29、··························14</p><p>　　3.5設(shè)計導(dǎo)向模板的主要注意事項····

30、;·································13</p><p&g

31、t;　　第四章 結(jié)論 ··································

32、3;··················15</p><p>　　致謝··············

33、;····································

34、83;·············16</p><p>　　參考文獻(xiàn) ··················&

35、#183;····································

36、;···17</p><p>　　附錄·····························

37、···································18</p&g

38、t;<p><b>　　前言</b></p><p>　　單缸油泵是中小型柴油機的主要配套部件之一，其性能在很大程度上將影響柴油機的整體性能質(zhì)量。195柴油機單缸泵體又是單缸泵中的主要關(guān)鍵零件。為了保證油泵的整體性能，設(shè)計中對泵體零件提出了很高的技術(shù)要求。</p><p>　　我國目前中小型柴油機所用的單缸油泵主要來自于專業(yè)配套廠，其中有較資深的國有企業(yè)

39、，也有新興的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)。195柴油機單缸泵體的生產(chǎn)主要采用通用機床加專用夾具以工序分散組織方式進(jìn)行。存在的主要問題是加工質(zhì)量不穩(wěn)定，精度低，廢品率高；個別關(guān)鍵精度要求普遍難以保證，導(dǎo)致油泵整體性能難以達(dá)標(biāo)，成為困擾行業(yè)的一個技術(shù)難題。行業(yè)內(nèi)部也一直不斷地在進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，但見效不大。</p><p>　　本設(shè)計是在原有的粗加工到精加工回轉(zhuǎn)機床的設(shè)計基礎(chǔ)導(dǎo)上加以改進(jìn)的，原有的回轉(zhuǎn)機床，由于結(jié)構(gòu)緊湊，那么必然帶來了機床的

40、復(fù)雜程度，導(dǎo)致了機床的維修，調(diào)試的不便。為此，如果把工序分開，采用專用機床來完成不同的工序，形成一個生產(chǎn)線來實現(xiàn)工件加工，那么機床的復(fù)雜程度下降了，機床的維護和調(diào)試也就方便多了。工件的加工精度也得到了相應(yīng)的提高。不過機床的數(shù)量多了，增加了工作場所，對廠房的使用面積增多了，這是唯一的不足之處。</p><p>　　本設(shè)計是設(shè)計了195柴油機單缸泵體打窩擴孔的專用機床，它是一個工程實際應(yīng)用的課題，它是對我這四年來所學(xué)

41、專業(yè)知識的檢驗，在了解了產(chǎn)品特性工藝要求的前提下，進(jìn)行打窩擴孔專機的總體方案的設(shè)計及部件設(shè)計（即三圖一卡及夾具裝配圖設(shè)計）</p><p>　　在設(shè)計過程中xxx老師對我們的設(shè)計提出指導(dǎo)，在此深表感謝。由于時間的限制，還有我們的水平和實際工作經(jīng)驗的限制，設(shè)計中的疏漏之處和不正確的地方，敬請各位指導(dǎo)老師和驗收老師指正。</p><p><b>　　設(shè)計人： 徐杰</b>

42、;</p><p>　　第一章 加工方案擬定</p><p><b>　　1.1零件分析</b></p><p>　　目前中小型柴油機配套用單缸油泵的品種較多，但總體上來說差異不大，其中以AK型較為典型。</p><p>　　圖1所示為AK泵泵體零件簡圖，其零件坯料位鑄件，材料為HT200。由圖可見其形體比較復(fù)雜，缺少

43、理想、可靠、穩(wěn)定的定位基準(zhǔn)，各加工要素間具有較高的位置精度要求，加工內(nèi)容涉及到鉆、擴、膛、攻絲、割槽等多種工藝。</p><p>　　從行業(yè)調(diào)查結(jié)果看，該零件加工中存在的主要問題是Φ9H8齒桿孔與Φ14G8齒圈孔間的中心距尺寸12.08±0.04以及圖中各項形位公差較難達(dá)到。尤其是12.08±0.04超差率很高。從目前制造業(yè)水平看，采用先進(jìn)的制造裝備加工零件，上述精度不成問題。但單缸泵是個微利

44、配套產(chǎn)品先進(jìn)設(shè)備的高投入將給企業(yè)帶來沉重的壓力，導(dǎo)致利潤進(jìn)一步降低，甚至出現(xiàn)虧損。因此針對泵體行業(yè)目前的生產(chǎn)批量特點，采用經(jīng)濟高效的專用工藝裝備進(jìn)行加工方為上策。</p><p><b>　　1.2工藝安排</b></p><p>　　圖1 AK泵泵體零件簡圖</p><p>　　（1）總體方案：由于缺少理想、可靠、穩(wěn)定的定位基準(zhǔn)，為了保證中心

45、孔系與Φ9H8齒桿孔間的位置精度，主要采用了組合機床工序集中的方案，將相關(guān)要素集中，以多方面、多工位同時加工的形式在一次定位裝夾下進(jìn)行加工，從而經(jīng)濟地滿足要求。</p><p><b>　　（2）工藝步驟：</b></p><p>　　工序1 車Φ45f9外圓、端面F及左右端面等</p><p>　　工序2 粗鉆中間孔，鉆鉸3-

46、Φ8.7至8.7H7</p><p>　　工序3 工步1 預(yù)鉆Φ9H8定心孔，擴左中心孔系</p><p>　　工步2 鉆Φ9H8至Φ8，割左孔內(nèi)寬槽</p><p>　　工步3 攻M20X1.5螺紋</p><p>　　工步4 銑鉸Φ9H8至Φ8.8H10，鏜銑 Φ14G8至Φ13.8H10<

47、;/p><p>　　工步5 精鉸Φ9H8，精鉸Φ14G8及端面</p><p>　　工序4 工步1 粗?jǐn)U右側(cè)Φ25H9孔</p><p>　　工步2 精擴右側(cè)Φ25H9孔</p><p>　　工步3 割右側(cè)內(nèi)孔槽</p><p>　　工步4 銑內(nèi)缺口</p>

48、<p>　　工步5 鏜Φ25H9</p><p>　　工序5 其他次要表面加工</p><p>　　工序1采用普通車床加專用夾具安裝加工，為工序2加工提供精基準(zhǔn)（Φ45f9及F面）。</p><p>　　工序2采用雙面加工機床組合機床對中心孔面組合作為后續(xù)工序3、4的統(tǒng)一精定位基準(zhǔn)。</p><p>　　工序3采用

49、回轉(zhuǎn)多工位立臥復(fù)合組合機床，逐步分級進(jìn)行加工，減少誤差復(fù)映，確保左側(cè)</p><p>　　中心孔系各相關(guān)要素及Φ9H8間的加工尺寸位置精度。工序4采用臥式回轉(zhuǎn)多工位組合機床完成25H9孔的加工，保證其尺寸位置誤差要求，同時兼顧完成孔內(nèi)一些次要表面的加工。工序5以通用機床完成零件外圍一些次要表面的加工。</p><p>　　三．關(guān)鍵技術(shù)措施解析</p><p><

50、;b>　?。ㄒ唬┒ㄎ环桨?lt;/b></p><p>　　（1）為了保證Φ9H8齒桿孔與Φ14G8齒圈孔間的孔距精度，工序3各工步采用了基準(zhǔn)</p><p>　　統(tǒng)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>為定位基準(zhǔn)，確保穩(wěn)定</p><p><b>　　可靠的定位精度。</b>&

51、lt;/p><p>　?。?）工序4加工Φ25H9各工步采用B面<3>、Φ14G8<2>及Φ8.7H7<1>為定位基準(zhǔn)，基</p><p>　　準(zhǔn)重合有利于保證Φ25H9與Φ14G8間的同軸度要求。</p><p>　?。?）考慮到工序1急攻的經(jīng)濟性，對基準(zhǔn)面B的跳動不適合提太高的要求，因此夾具</p><p>

52、;　　上與B面<3>對應(yīng)的支撐采用環(huán)面與工件接觸，以減少B面跳動誤差對定位精度的影響。</p><p>　?。ǘ┘庸し椒ǖ倪x擇</p><p>　?。?）Φ9H8齒桿孔（立軸）：鉆定心孔（Ⅱ）工位---鉆孔（Ⅲ）工位---銑鉸（Ⅳ）工</p><p>　　位---精鉸（Ⅴ）工位。</p><p>　　Φ14G8齒圈孔（臥軸）：擴

53、孔（Ⅱ）---鏜鉸（Ⅳ）工位---精鉸（Ⅴ）工位。</p><p>　　以上工藝對Φ9H8齒桿孔和Φ14G8齒圈孔分步逐級提高精度，立臥動力頭相關(guān)工步在同</p><p>　　一工位一次安裝條件下同時加工完成，從而消除定位誤差對加工精度的影響。</p><p>　　各工步刀具均采用精密導(dǎo)向。Φ9H8孔銑鉸和精鉸刀采用雙導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，從而確保刀具的</p>

54、<p><b>　　正確位置，見圖2.</b></p><p>　　Φ9H8齒桿孔和Φ14G8齒圈孔半精加工分別采用銑鉸、鏜鉸工藝見圖2，以減少或消除</p><p>　　前面預(yù)制孔加工位置誤差在本工步加工中引起的仿形誤差，確保為精加工準(zhǔn)備好位置精度</p><p>　　達(dá)到圖紙所需的精度。</p><p>　

55、?。?）Φ18端面與Φ14G8齒圈孔精加工時由一把鉸刀一次成形加工完成，加工終了一死</p><p>　　擋鐵定位停留并延時以確保加工端面平整。該端面為淺止口，與Φ18孔結(jié)合處刀具容易磨</p><p>　　損而不易清跟，從而其實際端面工作狀態(tài)，降低密封性能。為此端面做成2°中鼓形，見</p><p><b>　　圖</b></

56、p><p>　　3.確保齒圈與泵體Φ14G8孔口部接觸以實現(xiàn)良好密封。</p><p>　?。?）Φ25H9孔受工位限制采用：粗?jǐn)U——精擴——鏜孔工藝確?？椎臏?zhǔn)確位置從而保</p><p>　　證其與Φ14G8孔的同軸度要求。鏜孔采用滾動鏜模結(jié)構(gòu)，利于維護、保持和恢復(fù)精度。</p><p>　?。?）左部內(nèi)寬槽Φ24x11采用專用偏心割槽刀桿一次

57、成型加工完成，由于該槽處于孔深</p><p>　　處，且底孔小、槽寬而深，刀具工作條件較</p><p>　　差，因此刀具壽命相對比較短些。</p><p>　　（5）鑒于回轉(zhuǎn)專機調(diào)試不便，所以將機床的橫向工作臺和立柱分開。采用隨行夾具。</p><p><b>　　機床示意圖如下：</b></p>&l

58、t;p><b>　　圖2 機床示意圖</b></p><p>　　第二章 機床總體設(shè)計</p><p><b>　　2.1加工工序圖</b></p><p>　　2.1.1繪制加工工序圖：</p><p>　　在本道工序的工序圖中，表達(dá)了加工孔根據(jù)制定的加工方案，在組合機床上完成工藝<

59、/p><p>　　內(nèi)容，加工部分的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部件以</p><p>　　及被加工零件的材料、硬度和在本機床加工前的余量、毛坯或半成品情況，是機床設(shè)計中</p><p>　　的重要技術(shù)文件之一。（見加工工序圖）</p><p>　　2.1.2加工工序圖的作用及其內(nèi)容：</p><p&

60、gt;　?。?）被加工零件的形狀和輪廓尺寸與本機床設(shè)計有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。打窩Φ9孔時，用到的中間導(dǎo)向套，故要檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉，經(jīng)檢驗不發(fā)生干涉</p><p><b>　　現(xiàn)象。</b></p><p>　?。?）加工用定位基準(zhǔn)。壓緊部分及方向，以便確定夾具的支撐（包括輔助定位支撐），限位、夾緊、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計。</p><

61、;p>　　（3）本道工序加工部分的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求、還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞?zhǔn)）</p><p>　?。?）必要的文字說明，加工零件的編號、名稱、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。</p><p>　　2.1.2繪制加工工序圖的注意事項：</p><p>　?。?）為了使本道工序清晰明了，一定要突出機

62、床的加工內(nèi)容，用粗實線畫出加工部位，尺寸、角度等應(yīng)在相應(yīng)的數(shù)值下加畫粗實線。</p><p>　?。?）加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起。</p><p>　?。?）應(yīng)注明零件加工時機床提出的特殊要求。</p><p>　?。?）畫出定位基準(zhǔn)符號，并標(biāo)出消除自由度數(shù)量。并畫出夾壓位置符號。</p><p><b>　　2.2加工示

63、意圖</b></p><p>　　2.2．1加工示意圖的作用和內(nèi)容：</p><p>　　（1）反映機床的加工方法（打窩Φ9、擴孔Φ18.5）加工條件及加工過程。</p><p>　?。?）根據(jù)加工部分的特點及加工要求，決定刀具的類型、數(shù)量（雙工件裝夾，故刀具兩把），結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和長度）等。</p><p>　?。?）決定主軸

64、的類型，規(guī)格尺寸及外伸長度。</p><p>　?。?）選擇標(biāo)準(zhǔn)的接桿，浮動卡頭、導(dǎo)向裝置、刀桿托架等并決定它們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸。</p><p>　?。?）標(biāo)明主軸、接桿（卡頭）、夾具（導(dǎo)向）與工件之間的聯(lián)系尺寸，配合及其精度。</p><p>　?。?）根據(jù)機床要求的生產(chǎn)率及刀具、材料特點等，合理確定并標(biāo)注各軸的切削用量。</p><p&g

65、t;　　（7）決定機床動力部件的工作行程及工作循環(huán)（具體情況如下：）。</p><p>　　1.Φ18.5孔的確定：</p><p>　　工進(jìn)=切入長度+加工長度+切出長度=40mm</p><p>　　快退長度=工進(jìn)長度+快進(jìn)長度=200mm</p><p>　　快進(jìn)長度=160mm</p><p>　　動力部件總行

66、程=前備量+快退量+后備量=250mm</p><p><b>　　2.Φ9孔的確定：</b></p><p><b>　　工進(jìn)=12mm</b></p><p><b>　　快退=180mm</b></p><p><b>　　快進(jìn)=168mm</b>&

67、lt;/p><p><b>　　總行程=250mm</b></p><p>　?。?）該注意的問題：</p><p>　　加工示意圖應(yīng)于機床實際加工狀態(tài)一致，表示出工件安裝狀態(tài)及主軸加工方法。</p><p>　　圖中尺寸應(yīng)標(biāo)注完整，尤其是從多軸箱端面至刀尖的軸向尺寸鏈應(yīng)齊全，以便于檢查行程和調(diào)整機床。圖中應(yīng)表示出機床動力部

68、件的工作循環(huán)圖及各行程長度。確定鉆-攻螺紋復(fù)雜工序動力部件工作循環(huán)時，要注意攻螺紋循環(huán)（包括工進(jìn)和退出）完成絲錐退出工件后，動力部件才能退出。</p><p>　　加工示意圖要有必要的說明如：被加工零件的名稱、圖號、材料、硬度、加工余量、毛坯要求、是否加冷卻液及其它特殊工藝要求等。</p><p>　　2.2．2選擇刀具、工具、導(dǎo)向裝置并標(biāo)注其相關(guān)位置及尺寸</p><

69、p><b>　?。?）刀具的選擇</b></p><p>　　選擇刀具時，打Φ9孔的同時要加工Φ18.5，應(yīng)選直徑與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)，鉆孔Φ9，其長度要保證加工完成后，刀具尾端與導(dǎo)向端面有一定的距離。由于工件的材料為HT200，生產(chǎn)批量較大，故選擇高速鋼鉆頭，且左端采用復(fù)合刀具Φ18.5復(fù)合鉸刀，提高了工序集中的程度，Φ9孔采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。</p><p>

70、;<b>　?。?）導(dǎo)向的選擇</b></p><p>　　鉸刀工作時導(dǎo)向模板內(nèi)的導(dǎo)套會不斷的磨損，達(dá)到一定程度必須更換，因此采用可換導(dǎo)套。導(dǎo)套為采用襯套，一邊倒套更換并保護導(dǎo)向模板不被更換頻繁而平破壞。我是采用固定導(dǎo)向模板，單支點導(dǎo)向。立式的采用隨行夾具的導(dǎo)向裝置導(dǎo)向，由于立式的刀具細(xì)而長故采用雙支點導(dǎo)向，更好的保證了加工精度。由《機床夾具手冊》得鉸套、襯套和配套螺釘?shù)某叽纭?lt;/p&

71、gt;<p>　?。?）初定主軸類型、尺寸、外伸長度</p><p>　?。?）Φ18.5孔由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表6-11得：v=21m/min f=0.2mm/r </p><p>　　2.2．3夾具輪廓尺寸的確定</p><p>　　工件的輪廓尺寸和形狀式確定夾具體的基本依據(jù)，具體要考慮布置工件的定位、限位、夾緊機構(gòu)、刀具導(dǎo)向裝置以及夾具底

72、座排屑和安裝等方面的空間和面積需要。</p><p>　　2.2．4機床底座及裝料高度的設(shè)計</p><p>　　為了滿足用戶要求和機床的整體性，底座被設(shè)計成一個整體。裝料高度是指工件安裝基面到地面的距離。在確定機床裝料高度時，首先要考慮工人是否操作方便，體現(xiàn)以人為本的原則。</p><p>　　2.3機床聯(lián)系尺寸總圖</p><p>　　2

73、.3．1機床聯(lián)系尺寸總圖的作用和內(nèi)容</p><p>　　機床聯(lián)系尺寸總圖是表示機床的配置形式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互聯(lián)系、運動關(guān)系和操作方位的總體布局圖。用以檢驗各部件相互位置及尺寸聯(lián)系能否滿足加工要求和通用部件選擇是否合適；它為多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計提供重要依據(jù)。其內(nèi)容主要包括：</p><p>　　（1）表明機床的配置形式和總布局。以適當(dāng)?shù)囊晥D用同意比例畫出各個主要部件的

74、外輪廓形狀和位置。表明機床基本形式及操作者的位置等。</p><p>　　（2）完整齊全地反映各部件間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸、專用部件的主要輪廓尺寸、運動部件的極限位置以及各滑臺工作循環(huán)總的工作行程和前后行程備量尺寸。</p><p>　?。?）標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格代號和電動機的型號、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機床分組編號及組件的名稱，全部組件應(yīng)包括機床全部通用部件及專用零部件，不得泄露。&l

75、t;/p><p>　?。?）表明機床驗收標(biāo)準(zhǔn)及安裝規(guī)程。</p><p>　　2.3．2各個部件的選擇</p><p><b>　　（1）動力箱的選擇</b></p><p><b>　　Φ18.5孔</b></p><p>　　P===0.16KW</p><

76、;p>　　P===0.68KW 取=0.9</p><p>　　P= P=1.36KW</p><p>　　由《機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊（上冊）》表2-2得</p><p>　　電動機型號為Y100L1-4 額定功率為1.5KW額定轉(zhuǎn)速為940r/min</p><p>　　由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表5-38得</p&g

77、t;<p>　　動力箱型號為1TD25 IA 驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速為520r/min</p><p>　　由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表5-40得 動力箱與多軸箱、滑臺的聯(lián)系尺寸</p><p>　　由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表5-3得 液壓滑臺型號 1HY25 I A 及聯(lián)系尺寸</p><p><b>　?。?） φ9孔</b><

78、;/p><p>　　P===0.5KW </p><p>　　P===0.56KW 取=0.9</p><p>　　P多=2P多1=1.12kW</p><p>　　由《機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊（上冊）》表2-2得</p><p>　　電動機型號為Y100L1-6額定功率為1.5kW 額定轉(zhuǎn)速為

79、940r/min</p><p>　　由《組合機床設(shè)計簡明手冊》表5-38得</p><p>　　動力箱型號為1TD25 IA 驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速為520r/min</p><p>　　2.3．3繪制機床聯(lián)系尺寸總圖的注意事項</p><p>　　機床聯(lián)系尺寸總圖應(yīng)按機床加工終了狀態(tài)繪制。圖中應(yīng)畫出機床個部件在長、寬、高方向的相對位置聯(lián)系尺寸及動力

80、部件退至起始位置尺寸（動力部件起始位置畫虛線）；畫出動力部件的總行程和工作循環(huán)圖；應(yīng)注明通用部件型號、規(guī)格和電動機型號、功率及轉(zhuǎn)速；對機床各個組成部件標(biāo)注分組編號。</p><p>　　當(dāng)工件上加工部件對工件中心線不對稱時，應(yīng)注明動力部件中心線同夾具中心線的偏量。對機床單獨安裝的液壓站和電氣控制柜及控制臺等設(shè)備應(yīng)確定安裝位置。繪制機床聯(lián)系尺寸總圖時，各部件應(yīng)嚴(yán)格按同一比例繪制，并仔細(xì)檢查長、寬、高三個坐標(biāo)方向的尺

81、寸鏈均要封閉。</p><p><b>　　機床具體分組如下：</b></p><p>　?。?）第10—19組——支承部件。一般由通用的側(cè)底座、立柱及底座和專用中間底座等組成。</p><p>　?。?）第20—29組——夾具及輸送設(shè)備。夾具是組合機床主要的專用部件，常編為20組，包括工件定位夾緊及固定導(dǎo)向部分。</p><

82、;p>　?。?）第30—39組——電氣設(shè)備。電氣設(shè)計常編為30組，包括原理圖、接線圖和安裝圖等設(shè)計，專用操縱臺、控制柜等則另編組號。</p><p>　?。?）第40—49組——傳動裝置。包括機床中所有動力部件如動力滑臺、動力箱等通用部件。編號40組，其余修改部分內(nèi)容或?qū)Ｓ玫膫鲃釉O(shè)備則單獨編組。</p><p>　?。?）第50—59組——液壓和氣動裝置。</p>&l

83、t;p>　?。?）第60—69組——刀具、工具、量具、和輔助工具等。</p><p>　?。?）第70—79組——多軸箱及其附屬部件。</p><p>　?。?）第80—89組——冷卻、排屑及潤滑裝置。</p><p>　?。?）第90—99組——電氣、液壓、氣動等。</p><p>　　2.4機床生產(chǎn)率計算卡</p>&

84、lt;p>　　根據(jù)加工示意圖所確定的工作性循環(huán)及切削用量等，就可以計算機床生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計算卡。生產(chǎn)率計算卡是反映機床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削用量、動作時間、生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷率等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗收機床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。</p><p>　　2.4．1理想生產(chǎn)率Q</p><p>　　理想生產(chǎn)率Q（單件為件/h）是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A（包括備品及廢品率）所要求的機床生產(chǎn)率

85、。它與全年工時總數(shù)tk有關(guān)，一般情況下，單班制tk取2350h，兩班制tk取4600h，則</p><p><b>　　Q= </b></p><p>　　2.4．2實際生產(chǎn)率Q1</p><p>　　實際生產(chǎn)率Q1（單位為件/h）是指所設(shè)計的機床每小時實際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即</p><p><b>　　

86、Q1=</b></p><p>　　式中 T單——生產(chǎn)一個零件所需時間（min），可按下式計算：</p><p>　　T單=t切+t輔=（++t停）+（+t移+t裝、卸）</p><p>　　式中：L1、L2——分別為刀具第I、第II工作進(jìn)給長度，單位為mm</p><p>　　Vf1、Vf2——分別為刀具第I、第II工作進(jìn)給量

87、，單位為mm/min</p><p>　　t停——當(dāng)加工沉孔、止口、鍯窩、倒角、光整表面時，滑臺在死擋鐵上的停留時間，通常指刀具在加工終了時無進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5—10轉(zhuǎn)所需要的時間。</p><p>　　L快進(jìn)、L快退——分別為動力部件快進(jìn)、快退行程長度，單位為mm；</p><p>　　vfk——動力部件快速行程速度。用機械動力部件時取5—6mm/min;用液壓動力

88、部件時取3—10mm/min；</p><p>　　t——直線移動或回轉(zhuǎn)工作臺進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換時間，一般取0.1mm；</p><p>　　t——工件裝、卸時間（包括定位或撤銷定位、夾緊或松開、清理基面或切削及吊運工件等）。它取決于裝卸自動化程度。工件重量大小、裝卸是否方便及工人的熟練程度。通常取0.5-1.5min。</p><p>　　如果計算出來的機床實際生產(chǎn)

89、率不能滿足理想生產(chǎn)率要求，即Q1<Q,則必須重新選擇切削用量或修改機床設(shè)計方案。</p><p>　　2.4．3機床負(fù)荷率Q</p><p>　　當(dāng)Q1>Q時，機床負(fù)荷率為二者之比。即</p><p><b>　　Q=</b></p><p>　　組合機床負(fù)荷率一般為0.75-0.90。</p>

90、<p>　　2.4．4編制生產(chǎn)率計算卡</p><p>　　年生產(chǎn)綱領(lǐng)40萬件，兩班制。</p><p><b>　　理想生產(chǎn)率Q</b></p><p>　　Q==件/h=87件/h</p><p>　　Q==43.5件/h(一臺機床同時加工兩個零件)</p><p><b&g

91、t;　　實際生產(chǎn)率Q1</b></p><p>　　Φ18.5孔 T== min =0.61min</p><p>　　Φ9孔 T== min=0.47min</p><p>　　輔助時間T輔=1min</p><p>　　取機加工時間為0.47min，總工時為2.298min，單件工時為1.149min。則實際生產(chǎn)率Q

92、1：</p><p>　　Q==件/h=52.2件/h</p><p>　　機床負(fù)荷率Q Q==×100%=83.3%</p><p>　　第三章 機床夾具設(shè)計</p><p><b>　　3.1夾具概述</b></p><p>　　機床夾具是零件在機床上加工時，用于裝夾工件的

93、一種工藝裝備。其作用是正確確定工件與刀具的相對位置，并將工件牢固地夾緊，使用夾具可以有效地保證工件的加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，擴大機床的工藝范圍和減輕勞動強度。</p><p>　?。?）機床夾具的分類</p><p>　　機床夾具的種類和形式很多，可以按照不同的方法進(jìn)行分類。若根據(jù)機床夾具的使用特點來劃分則有通用夾具、專用夾具、組合夾具等。若按使用夾具的機床來劃分則分為車床夾具、銑床夾具

94、、磨床夾具、組合機床夾具等。若按夾具夾緊力不同來劃分則有手動夾具、氣動夾具、電動夾具等。</p><p><b>　?。?）夾具的組成</b></p><p>　　通常夾具由定位裝置、夾緊裝置、對刀引導(dǎo)裝置、其它元件及裝置組成。</p><p><b>　?。?）夾具體</b></p><p>　　

95、夾具體是用于連接夾具上所有的元件和裝置，使其成為一個整體的部件，它還用來與機床的有關(guān)部件連接以確定夾具在機床上的位置。</p><p>　　3.2定位裝置的設(shè)計</p><p>　　3.2．1定位裝置：</p><p>　　定位裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置。常用的定位元件有支承釘、定位銷、V形塊等。本設(shè)計中采用一面兩銷（即一個菱形銷與一

96、個圓柱銷，如圖3）的定位方式，定位銷的工作特點及使用說明如下：</p><p>　　（1）定位銷在根部倒成圓角R，夾具體上應(yīng)有沉孔使銷圓角部分沉入孔內(nèi)而不影響定位；</p><p>　?。?）定位銷工作部分直徑，按工件加工要求和安裝方便，可按g5、g6、f6、f7制造，與夾具體孔配合為H7/r6或H7/n6；</p><p>　?。?）當(dāng)采用工件上孔與端面組合定位時

97、，應(yīng)該加上支承墊板或支承墊圈；</p><p>　?。?）當(dāng)工作部分直徑D<3mm時，采用小定位銷，大批量生產(chǎn)時應(yīng)采用可換定位銷。</p><p>　　3.2．2定位誤差的計算：</p><p>　　使用夾具加工工件時，加工表面的位置誤差與工件在夾具中的定位等因素密切相關(guān)，為了保證工件的加工精度，必須使工序中各項加工誤差的總和小于等于該工序規(guī)定的公差值。定位誤

98、差是工件在夾具定位時，位置在工序尺寸方向上的變動所引起的。因此設(shè)計時盡量選擇工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，一般使定位誤差控制在位置公差的1/3~1/5。</p><p>　　3. 3夾緊裝置的設(shè)計</p><p>　　夾緊裝置一般由力源裝置、中間傳力機構(gòu)、夾緊元件與夾緊機構(gòu)所組成。設(shè)計夾緊裝置時，一般應(yīng)滿足以下基本要求：</p><p>　　圖 3 夾具定位裝置圖</p

99、><p>　　夾緊過程中不改變工件定位時所占據(jù)的正確位置；</p><p>　?。?）夾緊力的大小適當(dāng)，即要保證加工過程中工件不會產(chǎn)生位移和震動，又要使工件不產(chǎn)生不允許的變形或損傷；</p><p>　?。?）夾緊裝置的自動化程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)；</p><p>　　（4）結(jié)構(gòu)要簡單，力求體積小、重量輕，并有足夠的強度，工藝性好，便于維

100、修；</p><p>　?。?）使用性能好，操作方便省力，安全可靠(如圖4所示為本設(shè)計中所采用的夾緊裝置)。</p><p>　　3. 3.1夾緊力的確定：</p><p>　　計算夾緊力時，通常將夾具與工件看成是一個剛性系統(tǒng)，根據(jù)工件所受到的切削力、夾緊力的作用狀況，找出在加工中對夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力原理計算出夾緊力，即:</p><p&g

101、t;<b>　　W=W×K</b></p><p>　　式中 W為實際所需夾緊力（N）； W為理論夾緊力（N）； K為安全系數(shù)；</p><p>　　安全系數(shù)K可按以下方式計算：</p><p>　　K=K K K K K KK=1.2·1.2·1.15·1.0·1.3·1.0&#

102、183;1.0=2.15</p><p>　　式中K~ K為各種因素的安全系數(shù)如下表所示：</p><p>　　注：若安全系數(shù)K的計算結(jié)果小于2.5時取K=2.5。</p><p><b>　　圖 4 夾緊裝置圖</b></p><p><b>　　3. 4導(dǎo)向裝置</b></p>&

103、lt;p>　　在導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)套一般安裝在導(dǎo)向模板上，因此導(dǎo)向模板必須具有足夠的強度和剛度，以防變形而影響鉆孔精度。導(dǎo)向板按其與夾具體連接的方式可分為固定式導(dǎo)向模板、鉸鏈?zhǔn)綄?dǎo)向模板、可卸式導(dǎo)向模板、蓋式導(dǎo)向模板、滑柱式導(dǎo)向模板和活動導(dǎo)向模板等多種。</p><p><b>　　固定式導(dǎo)向模板</b></p><p>　　導(dǎo)向模板直接固定在夾具體上。此種模板上的鉆

104、套相對于夾具體和定位元件的位置固定不變，因而加工出來的工件孔的位置精度較高。但是采用固定式導(dǎo)向模板時，有時裝卸工件比較不便。</p><p>　　固定式導(dǎo)向模板在夾具體上一般采用銷釘定位，螺釘緊固。有時對于簡單的導(dǎo)向模板，也可以與夾具體鑄成一體或焊接在一起。</p><p>　　（2）鉸鏈?zhǔn)綄?dǎo)向模板</p><p>　　導(dǎo)向式模板通過鉸鏈與夾具體連接，因而導(dǎo)向模板可

105、繞鉸鏈軸翻轉(zhuǎn)，便于工件的裝卸。尤其對孔加工后還有攻絲等其它加工工序時，則顯得更為方便。但是這種導(dǎo)向模板由于鉸鏈軸與孔間存在間隙，因而其加工精度不如固定式導(dǎo)向模板，而成本卻比固定導(dǎo)向模板高。</p><p><b>　　可卸式導(dǎo)向模板</b></p><p>　　這種導(dǎo)向模板在裝卸工件時需要從夾具體上裝上或卸下，導(dǎo)向模板相對于夾具體必須定位（通常為一面兩孔定位）。因此這

106、種導(dǎo)向板精度比鏈?zhǔn)礁叩谑褂弥胁鹦秾?dǎo)向板費時，所以不易在大批量生產(chǎn)中使用，僅用于工件不便于使用固定式鉆模板的情況下。</p><p><b>　　蓋式導(dǎo)向模板</b></p><p>　　蓋式導(dǎo)向模板的結(jié)構(gòu)與可卸式鉆模板區(qū)別不大，它是直接以工件本身的基準(zhǔn)面定位，并且利用工件上的孔用螺栓板壓緊在工件上，有時當(dāng)切削力不大時，亦可不夾緊。它的加工精度比前所述這均高，主要用于

107、加工大件或加工的孔與模板定位孔有較嚴(yán)要求的場合。此時因以被加工孔的工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以達(dá)到較高要求的位置精度。為了方便使用，蓋式導(dǎo)向模板的重量一般不大于十五公分。</p><p><b>　　滑柱式導(dǎo)向模板</b></p><p>　　滑柱式導(dǎo)向模板是用于滑柱式導(dǎo)向模上的模板，它可以自由升降，以適應(yīng)夾緊不同高度的工件。因其動作迅速，所以多應(yīng)用于大批生產(chǎn)中，對于中小

108、批生產(chǎn)也很適應(yīng)。</p><p><b>　　活動導(dǎo)向模板</b></p><p>　　活動導(dǎo)向模板多用于組合機床。在多工位組合機床上，由于每個工位所完成的工序內(nèi)容不同，所需要的導(dǎo)向套尺寸也不一樣；同時，工件轉(zhuǎn)位時，要同工作臺一起作相應(yīng)的轉(zhuǎn)動或移動，在機床上占據(jù)不同的工作位置，為此導(dǎo)向套通常不是固定在機床夾具上，而是將導(dǎo)向套在與機床主軸箱連在一起的活動導(dǎo)向模板上。有時

109、在具有固定式夾具的單工位組合機床上，加工較深的內(nèi)壁孔，為使導(dǎo)套能緊靠加工部位而不影響工件裝卸，也采用活動導(dǎo)向模板。</p><p>　　3.5設(shè)計導(dǎo)向裝置主要的注意事項</p><p>　?。?）合理選用導(dǎo)向模板上的導(dǎo)套：導(dǎo)套按其結(jié)構(gòu)型式可分為固定導(dǎo)套，可換導(dǎo)套，快換導(dǎo)套和特殊導(dǎo)套。</p><p>　　（2）合理選擇導(dǎo)向裝置的公差與配合。</p>&

110、lt;p>　　（3）正確選擇導(dǎo)向，對于保證加工精度和機床正常工作是很重要的。正確選擇導(dǎo)向類型即采用固定導(dǎo)向還是采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向。正確地選擇導(dǎo)向的形式和結(jié)構(gòu)。確定導(dǎo)向的數(shù)量。選擇好導(dǎo)向的各個參數(shù)。</p><p>　?。?）導(dǎo)向裝置各導(dǎo)套孔的位置精度（中心距尺寸公差，同軸度和平行度公差等）</p><p>　　將直接影響機床的加工精度。</p><p>　?。?）由

111、于外界作用力的影響是導(dǎo)向裝置不能長期保持精度的主要原因之一。因此必須使導(dǎo)向裝置同工件夾緊機構(gòu)盡量分開，注意不使夾緊力作用在導(dǎo)向裝置上，以利于長期保持導(dǎo)向裝置的精度。</p><p>　?。?）裝卸工件時，因避免不使工件碰撞導(dǎo)向裝置。</p><p>　?。?）導(dǎo)向桿（或刀具）應(yīng)能順利地進(jìn)入導(dǎo)向套內(nèi)，因此應(yīng)在導(dǎo)套入口處加大倒角，以順利地引進(jìn)刀桿。</p><p>　　

112、（8）注意方便地更換導(dǎo)套，為此應(yīng)設(shè)置中間套和考慮到更換導(dǎo)套的可行性與方便性。</p><p>　?。?）導(dǎo)向裝置的潤滑，充分有效的潤滑將有利于保證導(dǎo)向裝置的持久精度和壽命。</p><p><b>　　第四章 結(jié)論</b></p><p>　　本次設(shè)計的任務(wù)是完成195柴油機單缸泵體打窩擴孔及其夾具體專機的設(shè)計。通過仔細(xì)地研究195柴油機單缸泵

113、體的工藝性能，設(shè)計出一臺滿足生產(chǎn)需要和工藝要求的組合機床，主要完成的設(shè)計如下:</p><p>　?。?）完成了總體設(shè)計，即三圖一卡。包括加工工序圖、加工示意圖和機床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計算卡。為后續(xù)的零部件的設(shè)計提供了依據(jù)。</p><p>　?。?）完成了夾具的設(shè)計，包括定位裝置的設(shè)計，對刀引導(dǎo)裝置的設(shè)計，夾具體等。</p><p>　?。?）完成了導(dǎo)向?qū)蚰?/p>

114、板的設(shè)計。</p><p>　　本次設(shè)計的專機適用于大批量生產(chǎn)，并且它在保證加工精度要求的前提下降低了成本，減輕了勞動強度，提高了機床生產(chǎn)率，配置更加靈活。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　通過本次設(shè)計，我對組合機床的認(rèn)識進(jìn)一步加深，對組合機床的特點有了進(jìn)一步的了解，熟悉了組合機床設(shè)計的基本步驟，培養(yǎng)了我獨立設(shè)

115、計和查閱手冊了能力，初步具備了設(shè)計組合機床的能力，非常感謝xxx老師在設(shè)計過程中對我們提出的指導(dǎo)。</p><p>　　論文的寫作是枯燥艱辛而又富有挑戰(zhàn)的。老師的諄諄誘導(dǎo)、同學(xué)的出謀劃策、支持鼓勵，是我堅持完成論文的動力源泉。在此，我特別要感謝我的導(dǎo)師xxx老師。從論文的選題、文獻(xiàn)的采集、框架的設(shè)計、結(jié)構(gòu)的布局到最終的論文定稿，從內(nèi)容到格式，從標(biāo)題到標(biāo)點，他都費盡心血。沒有xxx老師的辛勤栽培、孜孜教誨，就沒有我

116、論文的順利完成。</p><p>　　感謝機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的各位同學(xué)，與他們的交流使我受益頗多。最后要感謝我的家人以及我的朋友們對我的理解、支持、鼓勵和幫助，正是因為有了他們，我所做的一切才更有意義；也正是因為有了他們，我才有了追求進(jìn)步的勇氣和信心。</p><p>　　在本次設(shè)計中遇到了不少困難與麻煩，在指導(dǎo)老師的幫助下得以解決。但由于本人的經(jīng)驗欠缺及自身專業(yè)水平的不足，潛在的

117、問題在所難免，望各位老師、同學(xué)不吝賜教，多予指正，不勝感激！</p><p>　　最后，對在設(shè)計過程中給予大量指導(dǎo)的老師及給予幫助的其他老師表示衷心的感謝。各位老師的指導(dǎo)，使我在設(shè)計中少走了不少彎路，少出了不少錯誤。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]秦國華、張衛(wèi)紅主編.機床夾具的現(xiàn)代設(shè)計方法.航空工業(yè)出版

118、 社,2006。</p><p>　　[2]劉新亞.先進(jìn)制造技術(shù)在組合機床制造中的應(yīng)用.航空制造技術(shù).1999。</p><p>　　[3]李秀敏.組合機床行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展思考.航空制造技術(shù).2003。</p><p>　　[4]李春梅、崔鳳奎.組合機床模塊化設(shè)計CAD系統(tǒng).河南科技大學(xué)學(xué)報.2004。</p><p>　　[5]xxx、饒華球

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122、mon.1965</p><p>　　[15]陳國香主編.機械制造與模具制造工藝學(xué).清華大學(xué)出版社,2006。</p><p><b>　　附錄A</b></p><p>　　安全系數(shù)K（刀具鈍化程度）</p><p>　　注：T-鉆削扭矩（N·M）；P-主切削力（N）；P-徑向切削力（N）；P-軸向切削力（N