電鋸油泵殼體的加工工藝及夾具設計

[摘 要] 職業教育的專業教師要通過研究生產實際中的問題來提升自己的專業水平。油泵殼體安裝孔的加工采用多軸器在鉆床上加工，夾具結構簡單、設計巧妙，能滿足生產效率高、產品質量高、加工成本低的要求。

[關 鍵 詞] 油泵殼體；加工工藝；夾具

[中圖分類號] V262.3+3 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）23-0139-01

一、項目背景介紹

泵是輸送液體或使液體增壓的機械，它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。泵的種類繁多，本項目中的電鋸油泵為容積式泵中的柱塞泵。油泵殼體的外形結構一般較復雜，形狀多樣。本泵殼體是大批量生產，零件材料為ZL102，零件的整體尺寸不大，長度為54 mm，寬度為40 mm，高度為20 mm。在考慮提高生產率和保證加工精度的前提下，可采用鑄造成型。零件形狀并不復雜，因此形狀毛坯可與零件形狀盡可能接近。由技術要求可知該零件為鑄件，參考機床夾具設計手冊可知，根據鑄件制造方法，采用金屬型鑄造，其經濟性精度更好。

二、加工工藝及夾具的設計思路

本項目主要研究油泵安裝孔的加工，泵安裝得好壞，對泵的平穩運行和使用壽命有很重要的影響，所以對泵安裝孔的加工提出一定的要求，三個安裝孔的加工要求如下圖所示。

多孔加工按傳統的加工方法，存在生產效率低、加工尺寸（孔之間的距離）較難保證的問題。本項目中提出用多軸器安裝在臺鉆上加工三個安裝孔。多軸器（multi-spindle tool）俗稱多孔鉆、多軸鉆孔器、多軸機床或多軸頭，是一種新型的孔加工設備。多軸器廣泛應用于機械行業多孔零部件的鉆孔及攻絲加工，一臺普通的多軸鉆孔器加上一臺普通的鉆床（包括臺鉆、立鉆、搖臂鉆、鉆銑床等）就能一次把幾個乃至十幾個孔或螺紋一次性加工出來，可大大提高攻絲或鉆孔的生產加工效率。本項目所用的多軸器，我們把齒輪作為傳動機構，其中輸入軸與鉆床的主軸相連接，為運動和動力的輸入端，輸出軸與刀具相連接。4.2的鉆頭其轉速在1500轉/分鐘～2000轉/分鐘之間。車間的西湖牌臺鉆的鉆速范圍為300-3000轉，我們設計的多軸器的總傳動比為1，其轉速能符合鉆孔的加工要求。輸入軸上的齒輪同時與三個中間軸上的齒輪嚙合，把運動同時傳給三個中間軸，而且主動輪的齒數和從動輪的齒數相同，保證傳動比為1。中間軸上的兩個齒輪連成一體為雙聯齒輪，雙聯齒輪是空套在中間軸上，齒輪和軸之間沒有用鍵或銷連接，這樣齒輪在轉動，而中間軸是固定的。雙聯齒輪中的小齒輪和輸出軸上的齒輪嚙合，把運動傳給輸出軸，輸出軸和刀具連接在一起，從而實現刀具的轉動。在二級齒輪傳動中，每一對嚙合的齒輪的齒數都相同，每一級的傳動比都為1，從而總傳動比為1，實現刀具的轉速和臺鉆主軸的轉速相同，滿足孔加工的要求。

工裝夾具是實現工件批量生產時的重要工具，如何實現對工件自由度的有效約束來實現合理定位顯得尤為重要，其實質是使工件在夾具中占據確定的位置。在三維空間中，剛體具有六個自由度，即沿X、Y、Z軸移動的三個自由度和繞此三軸旋轉的三個自由度。要有選擇地限制工件的各個自由度，使工件在夾具中占據正確的位置，來保證批量加工的質量和效率。在夾具設計中，通過工件底面限位，約束Z向和繞X、Y軸旋轉的3個自由度。通過短圓柱銷限位，限制Z向、Y向移動的2個自由度；通過立板頂住工件側面，限制X軸移動的1個自由度，從而共限制工件6個自由度，實現工件的完全定位。考慮到本工序加工中受力較小，只需人工夾緊力即可，可大大方便夾具結構。

三、企業應用情況

該零件的加工工藝安排和夾具設計的思路在機械加工生產中應用前景非常廣闊，可實現用普通機床對多孔零部件的鉆孔及攻絲加工。本項目油泵殼體中三個安裝孔的加工時間從原來的21秒減少到5秒，滿足生產效率高、產品質量高、加工成本低的要求，為廠家創造可觀的經濟效益。同時，職業學校的專業教師通過研究生產實際中的問題提升專業水平，從而促進職業教育專業教學和生產實踐的融合。

參考文獻：

[1]王先奎.機械制造工藝學[M].機械工業出版社，2002.

[2]曲寶章.機械加工工藝基礎[M].哈爾濱工業大學出版社，2002.