单缸泵体打窝扩孔专机总体及其夹具设计 毕业设计说明书论文.docx

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1、前言1第一章绪论111组合机床的组成和特点31.2组合机床的工艺范围及配置形式413组合机床的设计步骤5第二章零件分析与方案拟定72.1 零件分析82.2 工艺安排82.3 定位方案9第三章机床总体设计H3.1加工工序图设计H3.2加工示意图设计123.3机床联系尺寸图设计163 .4机床生产率计算卡设计20第四章机床夹具设计234 .1概述235 .2方案设计256 .3夹紧力估算27第五章结论30致谢31参考文献32附录：机床总体设计（三图一卡）的图纸附件：毕业论文光盘资料,11Z,J刖百单缸泵体是中小型柴油机的主要配套之一，其性能在很大程度上将影响柴油机的整机性能质量。单缸泵体又是单缸泵

2、中的主要关键零件。为了保证油泵的整机性能，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。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。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，导致油泵整机性能难以达标，成为困扰行业的一个技术难题。行业内部也一直不断的在进行技术攻关，但见效不大。单缸泵体打窝、扩孔专机总体及其夹具设计是一个工程设计的课题，本课题主要用于解决单缸泵体的打窝、扩左中心孔系的加工问题。本道工序采用双面加工组合机床对单缸泵体的径向方向的孔预加

3、工和轴向方向的扩孔加工，为后续工序提供一个精基准。本道工序所采用的组合机床由卧式的和立式的机床组成，采用液压和电气驱动，液压滑台控制轴向进给速度和精度，动力箱提供径向切削力和速度。本台机床可分为：卧式机床加工方向部件：左侧底座安装左液压滑台、左动力箱、左多轴箱和中间底座安装夹具；立式机床加工方向的部件：右侧底座安装右液压滑台、右动力箱、右多轴箱。加工左侧孔时采用活动钻模板，安装在左多轴箱上，在保证定位误差的前提下，减少了夹具的复杂程度。本机床一方面采用了通用部件和专业部件相结合的方法，提高了机床的通用性和加工精度；另一方面采用了复合刀具，提高了工序集中的程度并满足了精度要求61O本设计由*共同

4、完成，具体分工如下：专机总体设计共同完成，李展超完成打窝专机多轴箱右箱设计；周峰完成扩孔专机多轴箱左箱设计,狄万莉完成打窝、扩孔专机及夹具设计。在设计过程中，感谢我们的指导老师对我们的指导，由于我们的经验不足，在较短的时间内完成设计，设计中的疏漏之处敬请各位老师不吝指正。第一章绪论我国是中小型柴油机的生产大国，生产企业众多，不仅提供国内市场需求，还大量出口创汇。油泵是柴油机的心脏部件，其性能和质量在很大程度上将决定和影响着柴油机的性能和质量。我国的油泵生产，尤其是单缸油泵的生产还处于比较落后的状态。而泵体是油泵中最重要和最复杂的零件。随着社会的不断进步，机械加工技术的不断发展，古老的生产方式已

5、经不能完全适应新形势的要求。传统的通用机床，由于它为了适应各种零件的加工，强调了加工范围的广泛性，使其万能性增大，随之带来的便是机床结构复杂，并且在加工某一零件的某一加工表面时，使机床不能完全发挥出全部效能。为了克服通用机床的弊端，工程技术人员便相应的推出专用机床，用于加工某一种(或几种)零件的特定工序。由于专用机床是根据某一工艺要求专门设计制造的，因此，相对于通用机床而言，专用机床的造价昂贵，设计、制造周期长，特别是在飞速发展的变化中，一旦原产品更新换代，产品变型，原有的专用机床将不能满足新产品加工工艺的要求，更有甚者是原专用机床完全不能加工新产品而变成一堆废铁，失去了机床应有的作用。要使产

6、品在市场中立于不败之地，工程技术人员不得不重新花费时间，设计、制造新的专用机床。由此可见，专用机床在一定程度上不能满足产品的更新换代。为了解决以上通用机床与专用机床之间的矛盾，同时尽可能地兼顾通用机床与专用机床的优越性，于是，组合机床便在通用机床与专用机床的夹缝中悄然兴起，并得到了越来越广泛的应用1161O目前国内厂家普遍采用通用机床单工序加工的生产方式。其缺点主要有：(1)加工质量不够稳定，尤其是一些关键尺寸与位置精度难以保证。(2)设备、生产场地、在制品及流动资金方面占有较多。生产率不高，加上合格品率不高，生产成本难以降低，影响企业的生产效益。(3)工人劳动强度大，工作条件差。组合机床是一

7、种高效率的加工机床，它不仅是机械制造工业高速发展中必不可少的设备之一，而且还可以和工件输送设备（传送带、转位和翻转装置等），按被加工的零件的工艺流程组成组合机床自动线。由于组合机床具有生产率高，加工精度稳定，研制周期短、成本低，自动化程度高、劳动强度低，配置灵活等特点。故采用以组合机床组成生产线的方法加工泵体，可以提高AK泵体孔系之间的位置精度、尺寸精度。而且此项技术在国内已处于较先进水平，对于保证加工质量的稳定，提高劳动生产率，降低生产成本，推动企业技术进步都具有十分重要的意义，也具有一定的应用推广价值。1.1组合机床的组成和特点组合机床是根据工件加工需要，以大量的通用部件为基础，配以少量的

8、专用部件组成的一种高效专用机床。通用部件是组合机床的基础。用来实现机床切削和进给运动的通用部件，如单轴工艺切削头、传动装置、动力箱、进给滑台等位动力部件。用以安装动力部件的通用部件如侧底座、立柱、立柱底座等称为支承部件。这种机床利用总的电气系统将各个部件的工作联合成一个统一的循环。由于机床的各个部件都设计成能独立存在的，因此有可能按照一定的特点将类似用途的部件编成系列型谱，进一步完善和验证其结构，并在此基础上建立合理的规格尺寸系列，实现通用化。组合机床具有如下特点：1）主要用于棱体类零件和杂件的孔面加工。2）生产率高。因为工序集中，可多面、多工位、多轴、多刀同时自动加工。3）加工精度稳定。因为

9、工序固定，可选用成熟的通用部件、精密夹具和自动工作循环来保证加工精度的一致性。4）研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低。因为通用化、系列化、标准化程度高，通用部件占70%90%,通用件可组织批量生产进行预购或外购。5）自动化程度高，劳动强度低。6）配置灵活。因为结构模块化、组合化。可按工件或工序要求，用大量通用部件和少量专用部件灵活组成各种类型的组合机床及自动线；机床易于改装：产品或工艺变化时，通用部件一般还可以重复利用161O1.2组合机床的工艺范围和配置形式1 .组合机床的工艺范围用组合机床加工时，如果工件在切削过程中不动，而由刀具作主运动和进给运动，则可保证最大的工艺可能性。这是

10、由于这种机床结构可用许多刀具同时从几个方面对工件进行加工，能够达到最高的工序集中程度。目前，组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。平面加工包括铳平面、物（SIJ）平面、车平面；孔加工包括钻、扩、较、锋孔以及倒角、切槽、攻螺纹、钩沉孔、滚压孔等。随着综合自动化的发展，其工艺范围正在扩大到车外圆、行星铳削、拉削、推削、布磨及抛光、冲压等工序。此外；还可以完成焊接、热处理、自动装配和检测、清洗和零件分类及打印等非切削工作。组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工及缝纫机、自行车等轻工行业大批大量生产中已获得广泛的应用；一些中小批量生产的企业，如机床、机车、工程机械等制造业中也已推广应

11、用。组合机床最适宜于加工各种大中型箱体类零件，如气缸盖、气缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件；也可用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖盘类零件的部分或全部工序的加工。因此在机器制造工业中组合机床主要是进行如下各种加工，钻孔、扩孔、较孔、加工各种螺纹、锤孔、车外因和凸台、在孔内铿各种形状的格、车端面（刀具作铀向进给和横向进给）、销平面和成形面。2 .组合机床的配置形式组合机床的通用部件分大型和小型两大类。用大型通用部件组成的机床称为大型组合机床。用小型通用部件组成的机床称为小型组合机床。（1）大型组合机床的配置形式大型组合机床的配置形式可分为单工位和多工位两大类。按工序集中程度和不同批量生产的需

12、要还有其他集中配置形式：1）工序高度集中的组合机床在基本配置型式的基础上，增设动力部件来加工工件的更多的表面。这些型式都是结合工件的特定情况配置的。2）用于大批大量的生产组合机床为提高生产率，除缩短加工时间和辅助时间，尽量使加工时间和辅助时间重合外，还可考虑在每个工位上安装几个工件同时进行加工，或在一个工位（或一台机床）上设置几套夹具，对工件进行多次装夹，从而加工不同的表面。3）转塔头式及转塔动力箱式组合机床转塔式组合机床可以完成一个工件的多工序加工，并可减少机床台数和占地面积，由于转塔各工位主轴顺序加工，避免了各工位切削振动的互相干扰，加工精度高，但切削时间叠加，而且切削时间与辅助时间不重合

13、，机床生产效率低，适宜于中小批量生产场合。除上述各种配置形式之外，还采用可调式组合机床，以适应几种工件的轮番生产；采用自动换刀和自动更换主轴箱式组合机床，以适应孔数较少的工件和孔数较多外形尺寸较大的工件；采用工件在机床上多次安装与采用多工位回转工作台或移动工作台相结合的方式的组合机床，使一台组合机床能对工件进行多次加工；还可以采用将若干加工工艺相近似的工件合并加工的成组加工组合机床，以增大中批量生产的加工能力。（2）小型组合机床配置形式小型组合机床也是由大量通用部件组成，其配置特点是：常用两个以上具有主运动和进给动力头分撒布置、组合加工。组合机床的配置形式是多种多样的，同一零件的加工可采用几种

14、不同的配置方案。在确定组合机床配置形式时，应对几个可行的方案进行综合分析，从机床负荷率、能达到的加工精度、使用和排屑的方便性、机床的可调性、机床部件的通用化程度、占地面积等方面作比较，选择合理的机床总体布局方案。1 .3组合机床的设计步骤组合机床一般都是根据和用户签订的设计、制造合同进行设计的。合同中规定了具体的加工对象(工件)、加工内容、加工精度、生产率要求、交货日期及价格等主要的设计原始依据。在设计过程中，应尽量做到采用先进的工艺方案和合理的机床结构方案；正确选择组合机床通用部件及机床布置形式；要十分注意保证加工精度和生产效率的措施以及操作使用的方便性，力争设计出技术上的先进、经济上合理和

15、工作可靠的组合机床。组合机床的设计步骤如下：2 .调查研究调查研究的主要内容包括以下几个方面：(1)认真阅读被加工零件图样，研究尺寸、形状、材料、硬度、重量、加工部位的结构及加工精度和表面粗糙度要求等内容。通过对产品装配图样和有关工艺资料的分析，充分认识被加工零件在产品中的地位和作用。同时必须深入到用户现场，对用户原来生产所采用的加工设备、刀具、切削用量、定位基准、夹紧部位和加工质量及精度检验方法、装卸方法及装卸时间、加工时间等作全面的调查研究。(2)深入到组合机床使用和制造单位，全面细致地调查使用单位车间的面积、机床的布置、毛坯而后在制品的流向、工人的技术水平，刀具的制造能力、设备维修能力、动力和起重设备等条件以及制造单位的技术能力、生产经验和设备状况等条件。(3)研究分析合同要求，查阅、搜集和分析国内外有关的技术资料,吸取先进的科学技术成就。总之，通过调查研究应为组合机床总体设计提供必要的大量的数据、资料，作好充分的、全面的技术准备。3 .总体方案设计总体方案的设计主要是制定工艺方案(确定零件在组合机床上完成的工艺内容及加工方法，选择定位基准和夹紧部位，决定工艺和刀具种类及其结构形式，选择切削用量等）、确定机床配置形式、制定影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。总体方案的拟定是设计组合机床的最关键的一步。方案制定的正确与否，将直接影响机床