机械毕业设计（论文）-195柴油机单缸泵泵体打窝扩孔专机及其夹具设计【全套图纸】 .pdf

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） 专 业 学生姓名 学号 指导教师 职称 起讫日期 设计地点 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。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 abstract this 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 of 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 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 diesel oil pump；special template；multiple axis boxes；moving drilling template 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： 三江学院 09 级本科生毕业设计（论文） 2 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9h8 齿杆孔与14g8 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 1 ak 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进行加工，从而经济地满足要求。 （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 m20x1.5 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 三江学院 09 级本科生毕业设计（论文） 3 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 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。 三关键技术措施解析 （一）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。 （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 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）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差，确保为精加工准备好位置精度 达到图纸所需的精度。 （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。 （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24x11 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。 （5）鉴于回转专机调试不便，所以将机床的横向工作台和立柱分开。采用随行夹具。 机床示意图如下： 三江学院 09 级本科生毕业设计（论文） 4 图 2 机床示意图 三江学院 09 级本科生毕业设计（论文） 5 第二章 机床总体设计 2.1 加工工序图 2.1.1 绘制加工工序图： 在本道工序的工序图中，表达了加工孔根据制定的加工方案，在组合机床上完成工艺 内容，加工部分的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹压部件以 及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前的余量、毛坯或半成品情况，是机床设计中 的重要技术文件之一。 （见加工工序图） 2.1.2 加工工序图的作用及其内容： （1）被加工零件的形状和轮廓尺寸与本机床设计有关的部位的结构形状及尺寸。打窝 9 孔时，用到的中间导向套，故要检查工件、夹具、刀具是否发生干涉，经检验不发生 干涉 现象。 （2）加工用定位基准。压紧部分及方向，以便确定夹具的支撑（包括辅助定位支撑） ， 限位、夹紧、导向系统的设计。 （3）本道工序加工部分的尺寸、精度、表面粗糙度、形状位置尺寸精度及技术要求、 还包括本道工序对前道工序提出的要求（主要指定位基准） （4）必要的文字说明，加工零件的编号、名称、材料、硬度、重量及加工部位的余量 等。 2.1.2 绘制加工工序图的注意事项： （1）为了使本道工序清晰明了，一定要突出机床的加工内容，用粗实线画出加工部位， 尺寸、角度等应在相应的数值下加画粗实线。 （2）加工部位的位置尺寸应由定位基准注起。 （3）应注明零件加工时机床提出的特殊要求。 （4）画出定位基准符号，并标出消除自由度数量。并画出夹压位置符号。 2.2 加工示意图 2.21 加工示意图的作用和内容： （1）反映机床的加工方法（打窝9、扩孔18.5）加工条件及加工过程。 （2）根据加工部分的特点及加工要求，决定刀具的类型、数量（双工件装夹，故刀具 两把） ，结构、尺寸（直径和长度）等。 （3）决定主轴的类型，规格尺寸及外伸长度。 （4）选择标准的接杆，浮动卡头、导向装置、刀杆托架等并决定它们的结构、参数及 尺寸。 （5）标明主轴、接杆（卡头） 、夹具（导向）与工件之间的联系尺寸，配合及其精度。 （6）根据机床要求的生产率及刀具、材料特点等，合理确定并标注各轴的切削用量。 （7）决定机床动力部件的工作行程及工作循环（具体情况如下： ） 。 1.18.5 孔的确定： 工进=切入长度+加工长度+切出长度=40mm 三江学院 09 级本科生毕业设计（论文） 6 快退长度=工进长度+快进长度=200mm 快进长度=160mm 动力部件总行程=前备量+快退量+后备量=250mm 2.9 孔的确定： 工进=12mm 快退=180mm 快进=168mm 总行程=250mm （8）该注意的问题： 加工示意图应于机床实际加工状态一致，表示出工件安装状态及主轴加工方法。 图中尺寸应标注完整，尤其是从多轴箱端面至刀尖的轴向尺寸链应齐全，以便于检查 行程和调整机床。图中应表示出机床动力部件的工作循环图及各行程长度。确定钻-攻螺 纹复杂工序动力部件工作循环时，要注意攻螺纹循环（包括工进和退出）完成丝锥退出工 件后，动力部件才能退出。 加工示意图要有必要的说明如：被加工零件的名称、图号、材料、硬度、加工余量、 毛坯要求、是否加冷却液及其它特殊工艺要求等。 2.22 选择刀具、工具、导向装置并标注其相关位置及尺寸 （1）刀具的选择 选择刀具时，打9 孔的同时要加工18.5，应选直径与加工部位尺寸、精度相适应， 钻孔9，其长度要保证加工完成后，刀具尾端与导向端面有一定的距离。由于工件的材 料为 ht200，生产批量较大，故选择高速钢钻头，且左端采用复合刀具18.5 复合铰刀， 提高了工序集中的程度，9 孔采用标准刀具。 （2）导向的选择 铰刀工作时导向模板内的导套会不断的磨损，达到一定程度必须更换，因此采用可换 导套。导套为采用衬套，一边倒套更换并保护导向模板不被更换频繁而平破坏。我是采用 固定导向模板，单支点导向。立式的采用随行夹具的导向装置导向，由于立式的刀具细而 长故采用双支点导向，更好的保证了加工精度。由机床夹具手册得铰套、衬套和配套 螺钉的尺寸。 （3）初定主轴类型、尺寸、外伸长度 （4）18.5 孔由组合机床设计简明手册表 6-11 得：v=21m/min f=0.2mm/r 2.23 夹具轮廓尺寸的确定 工件的轮廓尺寸和形状式确定夹具体的基本依据， 具体要考虑布置工件的定位、 限位、 夹紧机构、刀具导向装置以及夹具底座排屑和安装等方面的空间和面积需要。 2.24 机床底座及装料高度的设计 为了满足用户要求和机床的整体性，底座被设计成一个整体。装料高度是指工件安装 基面到地面的距离。在确定机床装料高度时，首先要考虑工人是否操作方便，体现以人为 本的原则。 三江学院 09 级本科生毕业设计（论文） 7 2.3 机床联系尺寸总图 2.31 机床联系尺寸总图的作用和内容 机床联系尺寸总图是表示机床的配置形式、主要构成及各部件安装位置、相互联系、 运动关系和操作方位的总体布局图。用以检验各部件相互位置及尺寸联系能否满足加工要 求和通用部件选择是否合适；它为多轴箱、夹具等专用部件设计提供重要依据。其内容主 要包括： （1）表明机床的配置形式和总布局。以适当的视图用同意比例画出各个主要部件的外 轮廓形状和位置。表明机床基本形式及操作者的位置等。 （2） 完整齐全地反映各部件间的主要装配关系和联系尺寸、 专用部件的主要轮廓尺寸、 运动部件的极限位置以及各滑台工作循环总的工作行程和前后行程备量尺寸。 （3）标注主要通用部件的规格代号和电动机的型号、功率及转速，并标出机床分组编 号及组件的名称，全部组件应包括机床全部通用部件及专用零部件，不得泄露。 （4）表明机床验收标准及安装规程。 2.32 各个部件的选择 （1）动力箱的选择 18.5 孔 p 切 = d tv p9740 =kw 1714 . 3 9740 1521291 =0.16kw p 1多 = h 切 p =kw 9 . 0 61 . 0 =0.68kw 取h=0.9 p 多 = p 1多 =1.36kw 由机械工程及自动化简明设计手册（上册） 表 2-2 得 电动机型号为 y100l1-4 额定功率为 1.5kw 额定转速为 940r/min 由组合机床设计简明手册表 5-38 得 动力箱型号为 1td25 ia 驱动轴转速为 520r/min 由组合机床设计简明手册表 5-40 得 动力箱与多轴箱、滑台的联系尺寸 由组合机床设计简明手册表 5-3 得 液压滑台型号 1hy25 i a 及联系尺寸 （2） 9 孔 p 切 = d tv p9740 =kw 1814 . 3 9740 1518183 =0.5kw p 1多 = h 切 p =kw 9 . 0 5 . 0 =0.56kw 取h=0.9 p多=2p多 1=1.12kw 由机械工程及自动化简明设计手册（上册） 表 2-2 得 电动机型号为 y100l1-6 额定功率为 1.5kw 额定转速为 940r/min 由组合机床设计简明手册表 5-38 得 动力箱型号为 1td25 ia 驱动轴转速为 520r/min 三江学院 09 级本科生毕业设计（论文） 8 2.33 绘制机床联系尺寸总图的注意事项 机床联系尺寸总图应按机床加工终了状态绘制。图中应画出机床个部件在长、宽、高 方向的相对位置联系尺寸及动力部件退至起始位置尺寸（动力部件起始位置画虚线） ；画 出动力部件的总行程和工作循环图；应注明通用部件型号、规格和电动机型号、功率及转 速；对机床各个组成部件标注分组编号。 当工件上加工部件对工件中心线不对称时，应注明动力部件中心线同夹具中心线的偏 量。对机床单独安装的液压站和电气控制柜及控制台等设备应确定安装位置。绘制机床联 系尺寸总图时，各部件应严格按同一比例绘制，并仔细检查长、宽、高三个坐标方向的尺 寸链均要封闭。 机床具体分组如下： （1）第 1019 组支承部件。一般由通用的侧底座、立柱及底座和专用中间底座 等组成。 （2）第 2029 组夹具及输送设备。夹具是组合机床主要的专用部件，常编为 20 组，包括工件定位夹紧及固定导向部分。 （3）第 3039 组电气设备。电气设计常编为 30 组，包括原理图、接线图和安装 图等设计，专用操纵台、控制柜等则另编组号。 （4）第 4049 组传动装置。包括机床中所有动力部件如动力滑台、动力箱等通 用部件。编号 40 组，其余修改部分内容或专用的传动设备则单独编组。 （5）第 5059 组液压和气动装置。 （6）第 6069 组刀具、工具、量具、和辅助工具等。 （7）第 7079 组多轴箱及其附属部件。 （8）第 8089 组冷却、排屑及润滑装置。 （9）第 9099 组电气、液压、气动等。 2.4 机床生产率计算卡 根据加工示意图所确定的工作性循环及切削用量等，就可以计算机床生产率并编制生 产率计算卡。生产率计算卡是反映机床生产节拍或实际生产率和切削用量、动作时间、生 产纲领及负荷率等关系的技术文件。它是用户验收机床生产效率的重要依据。 2.41 理想生产率 q 理想生产率 q（单件为件/h）是指完成年生产纲领 a（包括备品及废品率）所要求的 机床生产率。它与全年工时总数 tk 有关，一般情况下，单班制 tk 取 2350h，两班制 tk 取 4600h，则 q= k t a 2.42 实际生产率 q1 实际生产率 q1（单位为件/h）是指所设计的机床每小时实际可生产的零件数量。即 q1= 单 t 60 式中 t 单生产一个零件所需时间（min） ，可按下式计算： 三江学院 09 级本科生毕业设计（论文） 9 t单=t切+t辅=（ 1 1 f v l + 2 2 f v l +t停）+（ fk v ll 快退快进 + +t移+t装、卸） 式中：l1、l2分别为刀具第 i、第 ii 工作进给长度，单位为 mm vf1、vf2分别为刀具第 i、第 ii 工作进给量，单位为 mm/min t停当加工沉孔、止口、鍯窝、倒角、光整表面时，滑台在死挡铁上的停留时间， 通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转 510 转所需要的时间。 l快进、l快退分别为动力部件快进、快退行程长度，单位为 mm； vfk动力部件快速行程速度。用机械动力部件时取 56mm/min;用液压动力部件时 取 310mm/min； t 移 直线移动或回转工作台进行一次工位转换时间，一般取 0.1mm； t 卸装 工件装、卸时间（包括定位或撤销定位、夹紧或松开、清理基面或切削及吊 运工件等） 。它取决于装卸自动化程度。工件重量大小、装卸是否方便及工人的熟练程度。 通常取 0.5-1.5min。 如果计算出来的机床实际生产率不能满足理想生产率要求，即 q1q 时，机床负荷率为二者之比。即 q 负 = 1 q q 组合机床负荷率一般为 0.75-0.90。 2.44 编制生产率计算卡 年生产纲领 40 万件，两班制。 1. 理想生产率 q q= k t a = 4600 400000 件/h=87 件/h q 0 = 2 q =43.5 件/h(一台机床同时加工两个零件) 2. 实际生产率 q1 （1） 18.5 孔 t= 1 1 f v l = 66 40 min =0.61min （2） 9 孔 t= 2 2 f v l = 4 . 25 12 min=0.47min 辅助时间 t 辅=1min 取机加工时间为 0.47min，总工时为 2.298min，单件工时为 1.149min。则实际生产率 q1： 三江学院 09 级本科生毕业设计（论文） 10 q 1= 单 t 60 = 49.11 60 件/h=52.2 件/h 3. 机床负荷率 q 负 q 负 = 0 q q = .252 .343 100%=83.3% 第三章 机床夹具设计 3.1 夹具概述 机床夹具是零件在机床上加工时，用于装夹工件的一种工艺装备。其作用是正确确定 工件与刀具的相对位置， 并将工件牢固地夹紧， 使用夹具可以有效地保证工件的加工质量， 提高劳动生产率，扩大机床的工艺范围和减轻劳动强度。 （1）机床夹具的分类 机床夹具的种类和形式很多，可以按照不同的方法进行分类。若根据机床夹具的使用 特点来划分则有通用夹具、专用夹具、组合夹具等。若按使用夹具的机床来划分则分为车 床夹具、铣床夹具、磨床夹具、组合机床夹具等。若按夹具夹紧力不同来划分则有手动夹 具、气动夹具、电动夹具等。 （2）夹具的组成 通常夹具由定位装置、夹紧装置、对刀引导装置、其它元件及装置组成。 （3）夹具体 夹具体是用于连接夹具上所有的元件和装置，使其成为一个整体的部件，它还用来与 机床的有关部件连接以确定夹具在机床上的位置。 3.2 定位装置的设计 3.21 定位装置 ： 定位装置包括定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中的位置。常用的定位元 件有支承钉、定位销、v 形块等。本设计中采用一面两销（即一个菱形销与一个圆柱销， 如图 3）的定位方式，定位销的工作特点及使用说明如下： （1）定位销在根部倒成圆角 r，夹具体上应有沉孔使销圆角部分沉入孔内而不影响定 位； （2）定位销工作部分直径，按工件加工要求和安装方便，可按 g5、g6、f6、f7 制造， 与夹具体孔配合为 h7/r6 或 h7/n6； （3）当采用工件上孔与端面组合定位时，应该加上支承垫板或支承垫圈； （4）当工作部分直径 d3mm 时，采用小定位销，大批量生产时应采用可换定位销。 3.22 定位误差的计算： 使用夹具加工工件时，加工表面的位置误差与工件在夹具中的定位等因素密切相关， 为了保证工件的加工精度，必须使工序中各项加工误差的总和小于等于该工序规定的公差 值。定位误差是工件在夹具定位时，位置在工序尺寸方向上的变动所引起的。因此设计时 尽量选择工序基准为定位基准，一般使定位误差控制在位置公差的 1/31/5。 三江学院 09 级本科生毕业设计（论文） 11 3. 3 夹紧装置的设计 夹紧装置一般由力源装置、中间传力机构、夹紧元件与夹紧机构所组成。设计夹紧装 置时，一般应满足以下基本要求： 图 3 夹具定位装置图 （1） 夹紧过程中不改变工件定位时所占据的正确位置； （2）夹紧力的大小适当，即要保证加工过程中工件不会产生位移和震动，又要使工件 不产生不允许的变形或损伤； （3）夹紧装置的自动化程度应与工件的生产批量相适应； （4）结构要简单，力求体积小、重量轻，并有足够的强度，工艺性好，便于维修； （5） 使用性能好， 操作方便省力， 安全可靠(如图 4 所示为本设计中所采用的夹紧装置)。 3. 3.1 夹紧力的确定： 计算夹紧力时，通常将夹具与工件看成是一个刚性系统，根据工件所受到的切削力、 夹紧力的作用状况，找出在加工中对夹紧最不利的状态，按静力原理计算出夹紧力，即: w k =wk 式中 w k 为实际所需夹紧力（n） ； w 为理论夹紧力（n） ； k 为安全系数； 安全系数 k 可按以下方式计算： k=k 0 k 1 k2 k 3 k 4 k 5 k 6 =1.21.21.151.01.31.01.0=2.15 式中 k 0 k 6 为各种因素的安全系数如下表所示： 三江学院 09 级本科生毕业设计（论文） 12 符号 考虑的因素 系数值 k 0 考虑工件材料及加工余量均匀性的基本安全系数 1.21.5 k 1 加工性质 粗加工 1.2 精加工 1.0 k 2 刀具钝化强度（详见附录 a） 1.01.9 k 3 切削特点 连续切削 1.0 断续切削 1.2 k 4 夹紧力的稳定性 手动夹紧 1.3 机动夹紧 1.0 k 5 手动夹紧时的手柄位置 操作方便 1.0 操作不便 1.2 k 6 仅有力矩作用于工件时与支 承面接触状况 接触点稳定 1.0 接触点补稳定 1.5 注：若安全系数 k 的计算结果小于 2.5 时取 k=2.5。 图 4 夹紧装置图 三江学院 09 级本科生毕业设计（论文） 13 3. 4 导向装置 在导向装置中，导套一般安装在导向模板上，因此导向模板必须具有足够的强度和刚 度，以防变形而影响钻孔精度。导向板按其与夹具体连接的方式可分为固定式导向模板、 铰链式导向模板、可卸式导向模板、盖式导向模板、滑柱式导向模板和活动导向模板等多 种。 （2） 固定式导向模板 导向模板直接固定在夹具体上。此种模板上的钻套相对于夹具体和定位元件的位置固 定不变，因而加工出来的工件孔的位置精度较高。但是采用固定式导向模板时，有时装卸 工件比较不便。 固定式导向模板在夹具体上一般采用销钉定位， 螺钉紧固。 有时对于简单的导向模板， 也可以与夹具体铸成一体或焊接在一起。 （2）铰链式导向模板 导向式模板通过铰链与夹具体连接， 因而导向模板可绕铰链轴翻转， 便于工件的装卸。 尤其对孔加工后还有攻丝等其它加工工序时，则显得更为方便。但是这种导向模板由于铰 链轴与孔间存在间隙， 因而其加工精度不如固定式导向模板， 而成本却比固定导向模板高。 （3） 可卸式导向模板 这种导向模板在装卸工件时需要从夹具体上装上或卸下，导向模板相对于夹具体必须 定位（通常为一面两孔定位） 。因此这种导向板精度比链式高但在使用中拆卸导向板费时， 所以不易在大批量生产中使用，仅用于工件不便于使用固定式钻模板的情况下。 （4） 盖式导向模板 盖式导向模板的结构与可卸式钻模板区别不大，它是直接以工件本身的基准面定位， 并且利用工件上的孔用螺栓板压紧在工件上，有时当切削力不大时，亦可不夹紧。它的加 工精度比前所述这均高，主要用于加工大件或加工的孔与模板定位孔有较严要求的场合。 此时因以被加工孔的工序基准作为定位基准， 以达到较高要求的位置精度。 为了方便使用， 盖式导向模板的重量一般不大于十五公分。 （5） 滑柱式导向模板 滑柱式导向模板是用于滑柱式导向模上的模板，它可以自由升降，以适应夹紧不同高 度的工件。因其动作迅速，所以多应用于大批生产中，对于中小批生产也很适应。 （6） 活动导向模板 活动导向模板多用于组合机床。在多工位组合机床上，由于每个工位所完成的工序内 容不同，所需要的导向套尺寸也不一样；同时，工件转位时，要同工作台一起作相应的转 动或移动，在机床上占据不同的工作位置，为此导向套通常不是固定在机床夹具上，而是 将导向套在与机床主轴箱连在一起的活动导向模板上。有时在具有固定式夹具的单工位组 合机床上，加工较深的内壁孔，为使导套能紧靠加工部位而不影响工件装卸，也采用活动 导向模板。 3.5 设计导向装置主要的注意事项 （1）合理选用导向模板上的导套：导套按其结构型式可分为固定导套，可换导套，快 换导套和特殊导套。 （2）合理选择导向装置的公差与配合。 （3）正确选择导向，对于保证加工精度和机床正常工作是很重要的。正确选择导向类 型即采用固定导向还是采用旋转导向。正确地选择导向的形式和结构。确定导向的数量。 选择好导向的各个参数。 三江学院 09 级本科生毕业设计（论文） 14 （4）导向装置各导套孔的位置精度（中心距尺寸公差，同轴度和平行度公差等） 将直接影响机床的加工精度。 （5）由于外界作用力的影响是导向装置不能长期保持精度的主要原因之一。因此必须 使导向装置同工件夹紧机构尽量分开，注意不使夹紧力作用在导向装置上，以利于长期保 持导向装置的精度。 （6）装卸工件时，因避免不使工件碰撞导向装置。 （7）导向杆（或刀具）应能顺利地进入导向套内，因此应在导套入口处加大倒角，以 顺利地引进刀杆。 （8）注意方便地更换导套，为此应设置中间套和考虑到更换导套的可行性与方便性。 （9）导向装置的润滑，充分有效的润滑将有利于保证导向装置的持久精度和寿命。 三江学院 09 级本科生毕业设计（论文） 15 第四章 结论 本次设计的任务是完成 195 柴油机单缸泵体打窝扩孔及其夹具体专机的设计。通过仔 细地研究 195 柴油机单缸泵体的工艺性能，设计出一台满足生产需要和工艺要求的组合机 床，主要完成的设计如下: （1）完成了总体设计，即三图一卡。包括加工工序图、加工示意图和机床联系尺寸图， 编制生产率计算卡。为后续的零部件的设计提供了依据。 （2）完成了夹具的设计，包括定位装置的设计，对刀引导装置的设计，夹具体等。 （3）完成了导向导向模板的设计。 本次设计的专机适用于大批量生产，并且它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，配置更加灵活。 三江学院 09 级本科生毕业设计（论文） 16 致 谢 通过本次设计，我对组合机床的认识进一步加深，对组合机床的特点有了进一步的了 解，熟悉了组合机床设计的基本步骤，培养了我独立设计和查阅手册了能力，初步具备了 设计组合机床的能力，非常感谢王志斌老师在设计过程中对我们提出的指导。 论文的写作是枯燥艰辛而又富有挑战的。老师的谆谆诱导、同学的出谋划策、支持鼓 励，是我坚持完成论文的动力源泉。在此，我特别要感谢我的导