液壓泵缸體專用分度轉位夾具設計

程 瑞，呂海霆

（大連科技學院 機械工程學院，大連 116052）

1 零件加工工藝性分析

液壓泵缸體屬于缸體類零件，材料HT200，液壓泵缸體生產綱領為年產量50000件，屬于大批量生產，零件加工精度比較高，加工7-Φ19H6孔，孔的中心線與工件的中心線夾角成30°，因此采用通用夾具無法進行裝夾，即使可以裝夾，但是七個孔在工件上均布，每次裝夾鉆一個孔，裝夾次數太多，孔的位置度無法保證，因此需要設計專用夾具進行加工，一次定位夾緊完成七個孔的加工。

2 專用夾具設計

2.1 定位

采用長V形塊來限制工件的兩個移動和兩個旋轉自由度，即X方向的移動自由度xr和Y方向的移動自由度yr，X方向的轉動自由度x)，Y方向的轉動自由度y)，然后在底面加短銷釘來限制工件在自身軸線方向上移動的自由度，即Z方向的移動自由度zr，此時工件繞自身軸線旋轉的自由度還沒有被限制。此時再工件底部Φ32的孔內插入削邊銷，限制了Z方向旋轉的自由度z)，這樣工件的六個自由度就全部都被限制了，實現了完全定位。

圖2 加工工序圖

2.2 切削力及夾緊力計算

高速鋼鉆頭鉆鑄鐵的軸向力計算公式為：

圖1 零件圖

D為鉆頭直徑，單位mm；19H6孔需要鉆-擴-鉸，D=16；

s為每轉進給量，單位mm/r；

HBS為鑄件硬度。

由公式得鉆孔時候的軸向力為：

高速鋼鉆削鑄鐵的時候扭矩的計算公式：

液壓泵剛體材料為HT200，硬度是200HB，查得得修正后KM=（200/190）0.6=1.03

因此扭矩：

工件的受力分析如圖3所示。

圖3 受力分析圖

鉆孔時工件的受力情況如圖所示，鉆削加工時候，加工方向的軸向力為Ft，Ftx是Ft在X軸方向上的分力，F2y是F2在y軸方向上的分力，F2x是F2在x軸方向上的分力，F3y是F3在y軸方向上的分力，F3x是F3在x軸方向上的分力。F4是夾具體所需要提供的最小夾緊力。f是夾具對工件提供靜摩擦力。

其中Ftx=Ftsin30°，F2x=F2cos30°，F2y=F2sin30°，x1=102，F3x=F3cos30°，F3y=F3sin30°，x2=53。

解得夾緊力F4大于527.3N。

2.3 夾緊

夾緊力計算最少為527.3N，夾緊力大小不是很大，夾具體夾緊工件時候的動作范圍不是很大，因此采用螺栓擰緊來提供夾緊力。當工件在夾具體當中定位完成后，合上定位壓板，把定位塊末端的螺柱在定位壓板上的孔上穿過，然后岸上墊圈，擰上螺母，根據所需夾緊力大小不同，選擇不同的擰入的深度，就可以對工件進行夾緊了。當需要松開的時候，擰下螺母，打開活動壓板就可以取下工件了。螺栓提供夾緊力的方案有以下優勢，第一，機構簡單，簡單易操作。第二，易磨損件采用的是螺栓、螺母等標準件，維護簡單，成本較低，易于更換。第三，設計難度較低，無過多復雜機構，不易出故障，即使有故障，也比較容易排除。夾緊裝置如圖4所示。

圖4 夾緊機構

2.4 分度轉位裝置設計

工件加工過程中應盡量減少工件裝夾次數，因為七個孔位置度要求較高，如果裝夾次數過多，一方面增加了工時，降低了生產效率，另一方面，由于反復定位夾緊，工件加工的累積誤差會被逐漸放大。因此選擇一次定位夾緊完成七個孔的加工。由于該組孔繞工件中心線均勻分布且與孔軸線與工件中心線夾角成30°分布，因此夾具可設計成為可轉為機構，避免了以上兩方面麻煩。轉位機構通過分度盤和插拔定位銷對七個工位進行確定，然后通過鎖緊圈進行鎖緊，鎖緊后再進行鉆孔加工。這樣，每加工一個孔，就通過擰鎖緊螺桿將鎖緊圈松開，然后拔出分度盤上的定位銷，轉動分度盤，到達下一個工位，插入分度盤上的定位銷，通過擰鎖緊螺桿，使鎖緊圈鎖緊分度盤，這樣就可以進行下一個孔的加工了。這樣的轉為機構避免了頻繁的拆卸和定位工件，大大提高了加工效率和加工精度，也延長了夾具的使用壽命，轉位裝置如圖5所示。

圖5 分度轉位裝置

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圖6 夾具總圖

3 結論

主要針對液壓泵缸體零件特點，設計了一套專用夾具。定位方案采用完全定位方案，轉位機構通過分度盤和插拔定位銷對七個工位進行確定，然后通過鎖緊圈進行鎖緊。該夾具提高了生產的效率和經濟效益，保證加工精度，降低了工人的勞動強度，有很高的實用價值。

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