機(jī)械制造及其自動化專業(yè)論文——195柴油機(jī)單缸泵泵體打窩擴(kuò)孔專機(jī)及其夾具

1、三 江 學(xué) 院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 195柴油機(jī)單缸泵泵體打窩擴(kuò)孔專機(jī) 及其夾具設(shè)計(jì) 院 （系） 三江學(xué)院高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué)生姓名 徐杰 學(xué)號 g095152027 指導(dǎo)教師 王志斌 職稱 工程師 起訖日期 2012.112013.4 設(shè)計(jì)地點(diǎn) 三江學(xué)院高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院 摘 要本文介紹了195柴油機(jī)單缸泵體機(jī)械加工中打窩擴(kuò)孔專用鉆床的設(shè)計(jì)。主要介紹了鉆孔專機(jī)三圖一卡的編制、主軸箱的設(shè)計(jì)、夾具的設(shè)計(jì)以及導(dǎo)向模板的設(shè)計(jì)。在夾具的設(shè)計(jì)中許多零件選擇了通用件；在刀具的設(shè)計(jì)中，對傳統(tǒng)的刀具進(jìn)行了改進(jìn)，解決了195柴油機(jī)單缸泵體的一個技術(shù)難題。這種專機(jī)的設(shè)計(jì)在保

2、證加工精度要求的前提下降低了成本，減輕了勞動強(qiáng)度，提高了機(jī)床的生產(chǎn)率，配置也更加的靈活。關(guān)鍵詞：195柴油機(jī)單缸泵體；專用鉆床；夾具；導(dǎo)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 design o

3、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 updating the degree of automatization. by the way of uninstalling of the accessory, i

4、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 words：195

5、 diesel oil pump；special template；multiple axis boxes；moving drilling template目 錄前言 1第一章 加工方案擬定21.1零件分析21.2工藝安排2第二章 總體設(shè)計(jì)52.1加工工序圖52.2加工示意圖 52.3機(jī)床聯(lián)系尺寸圖72.4機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡圖 8第三章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)103.1概述 10 3.2定位裝置的設(shè)計(jì) 10 3.3夾緊裝置的設(shè)計(jì) 113.4導(dǎo)向裝置 143.5設(shè)計(jì)導(dǎo)向模板的主要注意事項(xiàng)13第四章 結(jié)論 15致謝16參考文獻(xiàn) 17附錄18前言單缸油泵是中小型柴油機(jī)的主要配套部件之一，其性能在很大程度上將影響

6、柴油機(jī)的整體性能質(zhì)量。195柴油機(jī)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(jì)中對泵體零件提出了很高的技術(shù)要求。我國目前中小型柴油機(jī)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)，也有新興的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)。195柴油機(jī)單缸泵體的生產(chǎn)主要采用通用機(jī)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。本設(shè)計(jì)是在原有的粗加工到精加工回轉(zhuǎn)機(jī)床的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)導(dǎo)上加以改進(jìn)的，原有的回轉(zhuǎn)機(jī)床，由于結(jié)構(gòu)緊湊，那么必然帶來了機(jī)

7、床的復(fù)雜程度，導(dǎo)致了機(jī)床的維修，調(diào)試的不便。為此，如果把工序分開，采用專用機(jī)床來完成不同的工序，形成一個生產(chǎn)線來實(shí)現(xiàn)工件加工，那么機(jī)床的復(fù)雜程度下降了，機(jī)床的維護(hù)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(jī)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。本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)了195柴油機(jī)單缸泵體打窩擴(kuò)孔的專用機(jī)床，它是一個工程實(shí)際應(yīng)用的課題，它是對我這四年來所學(xué)專業(yè)知識的檢驗(yàn)，在了解了產(chǎn)品特性工藝要求的前提下，進(jìn)行打窩擴(kuò)孔專機(jī)的總體方案的設(shè)計(jì)及部件設(shè)計(jì)（即三圖一卡及夾具裝配圖設(shè)計(jì)）在設(shè)計(jì)過程中王志斌老師對我們的設(shè)計(jì)提出指導(dǎo)，在此深表感謝。由于時間的限制，還有我

8、們的水平和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的限制，設(shè)計(jì)中的疏漏之處和不正確的地方，敬請各位指導(dǎo)老師和驗(yàn)收老師指正。設(shè)計(jì)人： 徐杰三江學(xué)院09級本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 加工方案擬定1.1零件分析目前中小型柴油機(jī)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。 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(kuò)、膛、攻絲、割槽等多種工藝。 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9h8齒桿孔與14g8齒圈孔間的中心距尺寸12.080.04以及圖中各項(xiàng)形位公差

9、較難達(dá)到。尤其是12.080.04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(diǎn)，采用經(jīng)濟(jì)高效的專用工藝裝備進(jìn)行加工方為上策。1.2工藝安排圖1 ak泵泵體零件簡圖 （1）總體方案：由于缺少理想、可靠、穩(wěn)定的定位基準(zhǔn)，為了保證中心孔系與9h8齒桿孔間的位置精度，主要采用了組合機(jī)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(jì)地滿足要求。 （2）工藝步驟： 工序1 車45f9外圓、端面

10、f及左右端面等 工序2 粗鉆中間孔，鉆鉸3-8.7至8.7h7 工序3 工步1 預(yù)鉆9h8定心孔，擴(kuò)左中心孔系 工步2 鉆9h8至8，割左孔內(nèi)寬槽 工步3 攻m20x1.5螺紋 工步4 銑鉸9h8至8.8h10，鏜銑 14g8至13.8h10 工步5 精鉸9h8，精鉸14g8及端面 工序4 工步1 粗?jǐn)U右側(cè)25h9孔 工步2 精擴(kuò)右側(cè)25h9孔 工步3 割右側(cè)內(nèi)孔槽 工步4 銑內(nèi)缺口 工步5 鏜25h9 工序5 其他次要表面加工 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)（45f9及f面）。工序2采用雙面加工機(jī)床組合機(jī)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)。工序3

11、采用回轉(zhuǎn)多工位立臥復(fù)合組合機(jī)床，逐步分級進(jìn)行加工，減少誤差復(fù)映，確保左側(cè)中心孔系各相關(guān)要素及9h8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(jī)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(jī)床完成零件外圍一些次要表面的加工。三關(guān)鍵技術(shù)措施解析（一）定位方案 （1）為了保證9h8齒桿孔與14g8齒圈孔間的孔距精度，工序3各工步采用了基準(zhǔn)統(tǒng)一的方案，即以前面工序之已加工表面b面加2-8.7為定位基準(zhǔn)，確保穩(wěn)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為定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)重合有利于保證25h9與14g8間的同軸

12、度要求。 （3）考慮到工序1急攻的經(jīng)濟(jì)性，對基準(zhǔn)面b的跳動不適合提太高的要求，因此夾具上與b面對應(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。（二）加工方法的選擇 （1）9h8齒桿孔（立軸）：鉆定心孔（）工位-鉆孔（）工位-銑鉸（）工位-精鉸（）工位。 14g8齒圈孔（臥軸）：擴(kuò)孔（）-鏜鉸（）工位-精鉸（）工位。 以上工藝對9h8齒桿孔和14g8齒圈孔分步逐級提高精度，立臥動力頭相關(guān)工步在同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。 各工步刀具均采用精密導(dǎo)向。9h8孔銑鉸和精鉸刀采用雙導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，從而確保刀具的正確位置，見圖2. 9h8齒桿孔和14g

13、8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)備好位置精度達(dá)到圖紙所需的精度。 （2）18端面與14g8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18孔結(jié)合處刀具容易磨損而不易清跟，從而其實(shí)際端面工作狀態(tài)，降低密封性能。為此端面做成2中鼓形，見圖3.確保齒圈與泵體14g8孔口部接觸以實(shí)現(xiàn)良好密封。 （3）25h9孔受工位限制采用：粗?jǐn)U精擴(kuò)鏜孔工藝確?？椎臏?zhǔn)確位置從而保證其與14g8孔的同軸度要求。鏜孔采用滾動鏜模結(jié)構(gòu)，利于維護(hù)、保持和恢復(fù)精度。 （4

14、）左部內(nèi)寬槽24x11采用專用偏心割槽刀桿一次成型加工完成，由于該槽處于孔深處，且底孔小、槽寬而深，刀具工作條件較差，因此刀具壽命相對比較短些。 （5）鑒于回轉(zhuǎn)專機(jī)調(diào)試不便，所以將機(jī)床的橫向工作臺和立柱分開。采用隨行夾具。機(jī)床示意圖如下：圖2 機(jī)床示意圖第二章 機(jī)床總體設(shè)計(jì)2.1加工工序圖2.1.1繪制加工工序圖：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(jī)床上完成工藝內(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)、夾壓部件以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前的余量、毛坯或半成品情況，是機(jī)床設(shè)計(jì)中的重要技術(shù)文件之一。（見加工工序圖）2.1.2加工工序

15、圖的作用及其內(nèi)容：（1）被加工零件的形狀和輪廓尺寸與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。打窩9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(yàn)不發(fā)生干涉現(xiàn)象。（2）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(jì)。（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)）（4）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。2.1.2繪制加工工序圖的注意事項(xiàng)：（1）為了使本道工序清晰明了，一定要突出機(jī)床的加工內(nèi)容，用粗實(shí)線畫出加

16、工部位，尺寸、角度等應(yīng)在相應(yīng)的數(shù)值下加畫粗實(shí)線。（2）加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起。（3）應(yīng)注明零件加工時機(jī)床提出的特殊要求。（4）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。2.2加工示意圖2.21加工示意圖的作用和內(nèi)容：（1）反映機(jī)床的加工方法（打窩9、擴(kuò)孔18.5）加工條件及加工過程。（2）根據(jù)加工部分的特點(diǎn)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。（3）決定主軸的類型，規(guī)格尺寸及外伸長度。（4）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。（5）標(biāo)明主軸、接桿（卡頭）、夾具（導(dǎo)向）與工件之

17、間的聯(lián)系尺寸，配合及其精度。（6）根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具、材料特點(diǎn)等，合理確定并標(biāo)注各軸的切削用量。（7）決定機(jī)床動力部件的工作行程及工作循環(huán)（具體情況如下：）。 1.18.5孔的確定： 工進(jìn)=切入長度+加工長度+切出長度=40mm 快退長度=工進(jìn)長度+快進(jìn)長度=200mm 快進(jìn)長度=160mm 動力部件總行程=前備量+快退量+后備量=250mm 2.9孔的確定： 工進(jìn)=12mm 快退=180mm 快進(jìn)=168mm 總行程=250mm（8）該注意的問題：加工示意圖應(yīng)于機(jī)床實(shí)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。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

18、于檢查行程和調(diào)整機(jī)床。圖中應(yīng)表示出機(jī)床動力部件的工作循環(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。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。2.22選擇刀具、工具、導(dǎo)向裝置并標(biāo)注其相關(guān)位置及尺寸（1）刀具的選擇選擇刀具時，打9孔的同時要加工18.5，應(yīng)選直徑與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)，鉆孔9，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18.5

19、復(fù)合鉸刀，提高了工序集中的程度，9孔采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。（2）導(dǎo)向的選擇鉸刀工作時導(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(hù)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(diǎn)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(diǎn)導(dǎo)向，更好的保證了加工精度。由機(jī)床夾具手冊得鉸套、襯套和配套螺釘?shù)某叽纭＃?）初定主軸類型、尺寸、外伸長度（4）18.5孔由組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊表6-11得：v=21m/min f=0.2mm/r 2.23夾具輪廓尺寸的確定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

20、位、限位、夾緊機(jī)構(gòu)、刀具導(dǎo)向裝置以及夾具底座排屑和安裝等方面的空間和面積需要。2.24機(jī)床底座及裝料高度的設(shè)計(jì) 為了滿足用戶要求和機(jī)床的整體性，底座被設(shè)計(jì)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(jī)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。2.3機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖2.31機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖的作用和內(nèi)容 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖是表示機(jī)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(yùn)動關(guān)系和操作方位的總體布局圖。用以檢驗(yàn)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(jì)提供重要依據(jù)。其內(nèi)容主要包括： （1）表明機(jī)床的配置形式和

21、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外輪廓形狀和位置。表明機(jī)床基本形式及操作者的位置等。 （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(yùn)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。（3）標(biāo)注主要通用部件的規(guī)格代號和電動機(jī)的型號、功率及轉(zhuǎn)速，并標(biāo)出機(jī)床分組編號及組件的名稱，全部組件應(yīng)包括機(jī)床全部通用部件及專用零部件，不得泄露。 （4）表明機(jī)床驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及安裝規(guī)程。2.32各個部件的選擇 （1）動力箱的選擇 18.5孔 p=0.16kw p=0.68kw 取=0.9 p= p=1.36kw由機(jī)械工程及自動化簡明設(shè)計(jì)手冊（上冊）表2-

22、2得電動機(jī)型號為y100l1-4 額定功率為1.5kw額定轉(zhuǎn)速為940r/min由組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊表5-38得動力箱型號為1td25 ia 驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速為520r/min由組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊表5-40得 動力箱與多軸箱、滑臺的聯(lián)系尺寸由組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊表5-3得 液壓滑臺型號 1hy25 i a 及聯(lián)系尺寸（2） 9孔p=0.5kw p=0.56kw 取=0.9p多=2p多1=1.12kw由機(jī)械工程及自動化簡明設(shè)計(jì)手冊（上冊）表2-2得電動機(jī)型號為y100l1-6額定功率為1.5kw 額定轉(zhuǎn)速為940r/min由組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊表5-38得動力箱型號為1td25 ia 驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速為

23、520r/min2.33繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖的注意事項(xiàng) 機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖應(yīng)按機(jī)床加工終了狀態(tài)繪制。圖中應(yīng)畫出機(jī)床個部件在長、寬、高方向的相對位置聯(lián)系尺寸及動力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(jī)型號、功率及轉(zhuǎn)速；對機(jī)床各個組成部件標(biāo)注分組編號。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(jī)床單獨(dú)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(jī)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)方向的尺寸鏈均要封閉。機(jī)床具體分組如下：（1）第1019

24、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。（2）第2029組夾具及輸送設(shè)備。夾具是組合機(jī)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。（3）第3039組電氣設(shè)備。電氣設(shè)計(jì)常編為30組，包括原理圖、接線圖和安裝圖等設(shè)計(jì)，專用操縱臺、控制柜等則另編組號。（4）第4049組傳動裝置。包括機(jī)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(dú)編組。（5）第5059組液壓和氣動裝置。（6）第6069組刀具、工具、量具、和輔助工具等。（7）第7079組多軸箱及其附屬部件。（8）第8089組冷卻、排屑及潤滑裝置。（9）第90

25、99組電氣、液壓、氣動等。2.4機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡根據(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(jì)算機(jī)床生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡是反映機(jī)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(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。2.41理想生產(chǎn)率q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(jī)床生產(chǎn)率。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q= 2.42實(shí)際生產(chǎn)率q1實(shí)際生產(chǎn)率q1（單位為件/h）是指所設(shè)計(jì)的機(jī)床每小時實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即 q1=式中 t單生產(chǎn)一個零件所

26、需時間（min），可按下式計(jì)算：t單=t切+t輔=（+t停）+（+t移+t裝、卸） 式中：l1、l2分別為刀具第i、第ii工作進(jìn)給長度，單位為mm vf1、vf2分別為刀具第i、第ii工作進(jìn)給量，單位為mm/min 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)510轉(zhuǎn)所需要的時間。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；vfk動力部件快速行程速度。用機(jī)械動力部件時取56mm/min;用液壓動力部件時取310mm/min；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；t工件裝、卸時間（包括定位或

27、撤銷定位、夾緊或松開、清理基面或切削及吊運(yùn)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。如果計(jì)算出來的機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率不能滿足理想生產(chǎn)率要求，即q1q時，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。即q= 組合機(jī)床負(fù)荷率一般為0.75-0.90。2.44編制生產(chǎn)率計(jì)算卡 年生產(chǎn)綱領(lǐng)40萬件，兩班制。1. 理想生產(chǎn)率q q=件/h=87件/h q=43.5件/h(一臺機(jī)床同時加工兩個零件)2. 實(shí)際生產(chǎn)率q1（1） 18.5孔 t= min =0.61min（2） 9孔 t= min=0.47min輔助時間t輔=1min取機(jī)加工時間為0.47min，總工時為2

28、.298min，單件工時為1.149min。則實(shí)際生產(chǎn)率q1：q=件/h=52.2件/h3. 機(jī)床負(fù)荷率q q=100%=83.3% 第三章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)3.1夾具概述 機(jī)床夾具是零件在機(jī)床上加工時，用于裝夾工件的一種工藝裝備。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(kuò)大機(jī)床的工藝范圍和減輕勞動強(qiáng)度。 （1）機(jī)床夾具的分類 機(jī)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(jī)床夾具的使用特點(diǎn)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(jī)床來劃分則分為車床夾具、銑床夾具、磨床夾具、組合機(jī)床夾具等。若按夾

29、具夾緊力不同來劃分則有手動夾具、氣動夾具、電動夾具等。 （2）夾具的組成 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。 （3）夾具體 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(jī)床的有關(guān)部件連接以確定夾具在機(jī)床上的位置。3.2定位裝置的設(shè)計(jì)3.21定位裝置： 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(jì)中采用一面兩銷（即一個菱形銷與一個圓柱銷，如圖3）的定位方式，定位銷的工作特點(diǎn)及使用說明如下： （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；

30、（2）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； （3）當(dāng)采用工件上孔與端面組合定位時，應(yīng)該加上支承墊板或支承墊圈； （4）當(dāng)工作部分直徑d3mm時，采用小定位銷，大批量生產(chǎn)時應(yīng)采用可換定位銷。3.22定位誤差的計(jì)算： 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(xiàng)加工誤差的總和小于等于該工序規(guī)定的公差值。定位誤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(jì)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1/31/5。3

31、. 3夾緊裝置的設(shè)計(jì) 夾緊裝置一般由力源裝置、中間傳力機(jī)構(gòu)、夾緊元件與夾緊機(jī)構(gòu)所組成。設(shè)計(jì)夾緊裝置時，一般應(yīng)滿足以下基本要求： 圖 3 夾具定位裝置圖（1） 夾緊過程中不改變工件定位時所占據(jù)的正確位置；（2）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； （3）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)； （4）結(jié)構(gòu)要簡單，力求體積小、重量輕，并有足夠的強(qiáng)度，工藝性好，便于維修； （5）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(jì)中所采用的夾緊裝置)。3. 3.1夾緊力的確定： 計(jì)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)

32、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(jì)算出夾緊力，即: w=wk式中 w為實(shí)際所需夾緊力（n）； w為理論夾緊力（n）； k為安全系數(shù)；安全系數(shù)k可按以下方式計(jì)算：k=k k k k k kk=1.21.21.151.01.31.01.0=2.15式中k k為各種因素的安全系數(shù)如下表所示：符號考慮的因素系數(shù)值k考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù)1.21.5k加工性質(zhì)粗加工1.2精加工1.0k刀具鈍化強(qiáng)度（詳見附錄a）1.01.9k切削特點(diǎn)連續(xù)切削1.0斷續(xù)切削1.2k夾緊力的穩(wěn)定性手動夾緊1.3機(jī)動夾緊1.0k手動夾緊時的手柄位置操作方便1.

33、0操作不便1.2k僅有力矩作用于工件時與支承面接觸狀況接觸點(diǎn)穩(wěn)定1.0接觸點(diǎn)補(bǔ)穩(wěn)定1.5注：若安全系數(shù)k的計(jì)算結(jié)果小于2.5時取k=2.5。圖 4 夾緊裝置圖 3. 4導(dǎo)向裝置 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(qiáng)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。（2） 固定式導(dǎo)向模板 導(dǎo)向模板直接固定在夾具體上。此種模板上的鉆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

34、。 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。 （2）鉸鏈?zhǔn)綄?dǎo)向模板 導(dǎo)向式模板通過鉸鏈與夾具體連接，因而導(dǎo)向模板可繞鉸鏈軸翻轉(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。（3） 可卸式導(dǎo)向模板 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）。因此這種導(dǎo)向板精度比鏈?zhǔn)礁叩谑褂弥胁鹦秾?dǎo)向板費(fèi)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

35、固定式鉆模板的情況下。（4） 蓋式導(dǎo)向模板 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。（5） 滑柱式導(dǎo)向模板 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，對于中小批生產(chǎn)也很適應(yīng)。（6） 活動導(dǎo)向模板 活動導(dǎo)向模板多用

36、于組合機(jī)床。在多工位組合機(jī)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(jī)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(jī)床夾具上，而是將導(dǎo)向套在與機(jī)床主軸箱連在一起的活動導(dǎo)向模板上。有時在具有固定式夾具的單工位組合機(jī)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。3.5設(shè)計(jì)導(dǎo)向裝置主要的注意事項(xiàng) （1）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。 （2）合理選擇導(dǎo)向裝置的公差與配合。 （3）正確選擇導(dǎo)向，對于保證加工精度和機(jī)床正常工作是

37、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)。 （4）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）將直接影響機(jī)床的加工精度。 （5）由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(jī)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。 （6）裝卸工件時，因避免不使工件碰撞導(dǎo)向裝置。 （7）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。 （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

38、的可行性與方便性。 （9）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。 第四章 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是完成195柴油機(jī)單缸泵體打窩擴(kuò)孔及其夾具體專機(jī)的設(shè)計(jì)。通過仔細(xì)地研究195柴油機(jī)單缸泵體的工藝性能，設(shè)計(jì)出一臺滿足生產(chǎn)需要和工藝要求的組合機(jī)床，主要完成的設(shè)計(jì)如下: （1）完成了總體設(shè)計(jì)，即三圖一卡。包括加工工序圖、加工示意圖和機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。為后續(xù)的零部件的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。 （2）完成了夾具的設(shè)計(jì)，包括定位裝置的設(shè)計(jì)，對刀引導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)，夾具體等。 （3）完成了導(dǎo)向?qū)蚰０宓脑O(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)的專機(jī)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(qiáng)度，提高了機(jī)床生產(chǎn)率，配置更加靈活。 致 謝 通過本次設(shè)計(jì)，我對組合機(jī)床的認(rèn)識進(jìn)一步加深，對組合機(jī)床的特點(diǎn)有了進(jìn)一步的了解，熟悉了組合機(jī)床設(shè)計(jì)的基本步驟，培養(yǎng)了我獨(dú)立設(shè)計(jì)和查閱手冊了能力，初步具備了設(shè)計(jì)組合機(jī)床的能力，非常感謝王志斌老師在設(shè)計(jì)過程中對我們提出的指導(dǎo)。 論文的寫作是枯燥艱辛而又富有挑戰(zhàn)的。老師的諄