柴油机喷油泵油孔的车床夹具设计.pdf

2 0 1 4年 7月 第4 2卷 第 1 4期 机床与液压 MACHI NE T OOL HYDRAULI CS J u 1 2 0 1 4 V0 1 4 2 No 1 4 D O I 1 0 3 9 6 9 j is s n 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 4 1 4 0 1 1 柴油机喷油泵油孔的车床夹具设计 钟奇 王道林 南京工业职业技术学院机械 T 程 系 江苏南京 2 1 0 0 4 6 摘要 依据喷油泵零件的结构特点 合理设计工件的定位与夹紧方法 并设计了车床夹具 该夹具采用轴向夹紧 结 构简单 操作方便 降低了工人的劳动强度 提高了生产效率 关键词 柴油机 喷油泵 车床夹具 中图分类号 T G 7 5 1 1 文献标 识码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 4 1 4 0 3 3 2 De s i g n o f t h e L a t h e F i x t u r e Ap p l ie d t o F u e l I n j e ct i o n P u mp Oi l Ho l e Z H O N G Q i WA N G D a o lin D e p a r t me n t o f Me ch a n ica l E n g in e e r i n g N a n j in g I n s t it u t e o f I n d u s t r y T e ch n o l o g y N a n j i n g J ia n g s u 2 1 0 0 4 6 C h in a Ab s t r a ct A cco r d in g t o t h e s t r u ct u r e ch a r a ct e r is t i c o f f u e l i n j e ct i o n p u mp t h e la t h e f ix t u r e印p lie d t o f u e l in j e ct i o n p u m p o i l ho le wa s d es ig ne d b y r e a s o na b le a nd e f f e ct iv e d e s ig n o f t h e po s it io n in g a n d cla mping Th is fi x t u r e is cla mpe d in a xia l dir e ct io n I t ha s co mp a ct s t r u ct u r e a n d co n v e n i e n t u s e T h u s t h e la b o r in t e n s i t y ca n b e r e d u ce d a n d p r o d u ct io n e ffi ci e n cy ca n b e imp r o v e d K e y w o r d s D ie s e l e n g i n e F u e l in j e ct i o n p u mp L a t h e f i x t u r e 随着汽车工业 的快速发展 汽车柴油机 的需求 日 益增加 人们常 常形容 发动机是汽车 的心脏 而喷油 系统则是柴油机的心脏 喷油泵作为柴油机喷油系统 的重要组 成部分 其机械加工产 品质量 装 配调整 和 使用维修对柴油机的动力性能 油耗 排放和使用寿 命 起着决定性 的作用 目前 喷油泵零件油孔 大多采用钻床加工 因喷 油泵零件外形结构的特殊性 增加了钻床夹具设计的 难度 延长了生产准备周期 同时 现有的喷油泵零 件 钻床夹具操作 复杂 劳动 强度大 生产 效率低 为克服现有技术存 在的问题 设计 了一种 喷油泵油 孔 加工用角铁式车床夹具 该夹具不仅结构紧凑 操作 简单 方便可靠 而且降低了工人的劳动强度 提高 了生产效率 生产中具有很强的实用性 1 喷油泵零件工艺分析 喷油泵零 件具 有外 形结 构 复 杂 的特 点 所 需 加 工 的油孔 不仅 与零件 内孔 有 尺 寸精 度要 求 与零 件 台阶面也有尺寸精度要求 而且有垂直度的位置精 度 要求 同 时距 离 很 近 喷 油 泵 零 件 如 图 1所 示 因该零件 外形 结构 复杂 故 选用 H T 2 0 0材 料 的铸 造 毛 坯 在 油孔加 工之 前 零件 其 他加 工 表 面均 已加 工 完成 图 1 喷油泵零件图 2 夹具的结构设计及其工作原理 2 1 结构设 计 分析喷油泵零件 图可知 该零件的油孔需要分别 保证 与台阶面 零件 内孔 的距离尺寸及精度要求 同 时还 需保证 与零件 内孑 L 的垂 直度精度 的技术要求 为 此 在夹具设计时 以台阶面 台阶面上 k 8 H 7孔 和 1 2 1 1 7孔分别采用支承钉 菱形销和定位轴等定位 元件实现工件的一面两孔定位 满足基准重合原则 保证零件的加工质量 喷油泵零件壁厚较薄且不均匀 故而采用轴向夹 紧方式 消除由于径向夹紧导致工件变形所产生的误 收稿 日期 2 0 1 3 0 6 1 5 基金项目 江苏省自然科学基金资助项 目 B K 2 0 1 2 5 3 0 作者简介 钟奇 1 9 6 1 一 男 技师 从事机械加工及工装设计 E m a i l f z h o n g q 1 6 3 co m 3 4 机床与液压 第4 2卷 差 为便于工件在夹具中的装卸 紧工件 采 用活块 机构夹 3 1 定位误 差 喷油泵油孔加工用车床夹具结构 如图2所示 该夹具 由定 位装 置 夹 紧装 置 包 括夹 紧元 件 和夹 紧机构等 夹具体 标准件 四部分 组成 其 中定位 元件 定位轴 可根据喷油泵零件圆柱形内孔尺寸 大小 的不 同选择更换 从而有效地减少夹具的设计 制 造成本 和生产准备周期 l一 夹具 体 2 一支架角铁 6 卜 铰链 7 4 压紧 螺钉 8 9 卜 压头 8 工件 9 支承 角铁 1 0 lo 定位轴 l1 一 定 位轴 角 铁 1 2 一 垫圈 1 卜 锁紧螺母 1 1 1 4 校 正环 1 2 1 5 1 6 1 7 螺钉 l 3 图 2 喷油泵油孔车床夹具总装 图 该夹具由夹具体与机床连接 使用机床可视具体 情况而定 用止口定位的夹具体通过过渡盘安装在车 床主轴上 在夹具体上由上而下依次设有支架角铁 支承角铁和定位轴角铁 角铁与夹具体均采用螺钉连 接 在支架角铁上设有压紧螺钉和活块 压紧螺钉的 下端穿过活块后与压头连接 活块铰接在支架角铁 上 在支承角铁上设有工件定位用的菱形销和支承 钉 在定位轴角铁上设有长槽 便于调整安装在此的 定位轴位置 保证工 件油孔 轴线与机床 主轴 的轴线一 致 从 而满足油孔的位置精 度要求 压头 与压 紧螺钉 采用挡 圈连接 可保证压头夹紧工件时只 向下压紧工 件 不随压紧螺钉的旋转而旋转 同时 当工件的压 紧面不平整时 仍能保证压头对工件的有效夹紧 2 2 夹具 工作 原理 该夹具的工作原理是 首先根据所需加工的喷油 泵零件 圆柱形 内孔 的径 向基 本尺 寸 设计 加 工定 位 轴 然后根据工件台阶面上圆孔的尺寸 设计加工菱 形销 并以工件的圆柱形内孔 台阶面及台阶面上的 圆孔在定位轴 支承钉和菱形销上完成定位 扳动活 块 使活块绕铰链旋转到工件的夹紧位置 拧紧压紧 螺钉 使压头向下压紧工件 当工件油孔的加工完成 后 旋 松压 紧螺钉 使工件松开 扳 回活块 即可实 现工件 的 自由装卸 3夹具可行性分析 定位误差包含基 准不重 合误差 和基准 位移误 差 此例 中 因定位基准与工序基准重合 则基准不重合 误差为 0 就尺寸 1 2 I 0 1 0 而言 工件采用一 面两孔定位方式 其中 b 1 2 H 7 孔中使用定位轴 定位轴的定位部 分尺寸为 咖 1 2 则基准位移误差 为 Y 8 D l 6 d 1 X 1 0 0 1 8 一0 0 0 6 0 0 1 7 0 0 0 0 6 0 0 3 5 m m 故其定位误差为 0 0 3 5 m m 而尺 寸 2 2 H 1 1 因其 为 平 面定 位 保 证 故其定位误差为 0 3 2夹具安 装误 差 在此例 中 夹具体连 同定 位元 件通过过渡盘安装 到机床主轴上 通过夹具体上 设置 的校正环 可对定 位轴的位置进行调整 保证工件油孔轴线与机床主轴 的轴线一致 保证位置误差小于0 0 1 5 m m 从而达到 尺寸精度要求 故而夹具的安装误差最大 0 0 1 5 l n n l 3 3加 工 方法误 差 在此例 中 影 响工件 尺 寸误 差 的因 素 除 夹具 因素外 主要是 车 床 的主轴 径 向跳 动 如现 场实 测某车床主轴的径向跳动为0 0 4 m m 则加工方法误 差为 0 0 4 m m 对尺寸l2 而言 综合上述误差 按概率法合 成得到工件在该夹具上加工的精度为 o 0 3 5 0 0 1 5 0 0 4 0 0 5 5 m m 由此可见 工件在该车床夹具上装夹加工的误差 小于零件给定的尺寸公差值0 1 3 m m 故该尺寸的精 度足 以保证 而对尺寸 2 2 H 1 1 而言 综合上述误差 按概率法合成得到工件在该夹具上加工 的精度为 面 0 0 4 3 m m 其加工误差也小于零件给定的尺寸公差值 0 1 3 m m 故该尺寸的精度 同样足以保证 4结 束语 该车床夹具采用一面两孔定位方式 活块机构轴 向夹 紧工件 保证 了产品质量 夹具结构紧凑 操作 简单 方便 可靠 大大降低了工人的劳动强度 提 高生产效率 参考文献 1 戴俊 魏云平 罗银生 质量式智能型喷油泵试验台的研 制 J 机械设计与制造 2 0 1 1 5 1 1 6 1 1 8 2 景红 李爱平 郑香玲 等