氣缸體總成側面環槽加工專用機床及夾具設計

程 瑞

(大連科技學院機械工程學院，遼寧 大連 116052)

1 零件加工工藝性分析

氣缸體材料：HT250，加工環形槽2.4cm深和1.92cm深，氣缸體生產綱領為20000件/年，根據生產綱領，可得出該氣缸體為大批量生產。根據公式計算出年生產量：

P=20000(1+A%)(1+B%)

A%：加工的廢品率，3%；

B%為加工的備品率，5%；

P=20000(1+3%)(1+5%)=21630件/年。

圖1 氣缸體

2 專用機床設計

工人上料后，插銷動作，將工件位置固定，鉸鏈壓板將工件夾緊。滑臺同時工作，工作臺快進，切斷快進電動機的電源，快進停止。啟動工進電動機，滑臺工進，同時主軸通過傳動裝置內的分組齒輪實現高低變速，帶動刀具對工件進行機加工。當加工完成后，快速電機反轉，帶動工作臺快退至原起始位置，電機停止。鉸鏈壓板松開，插銷撤下，工人利用調車卸料。

機床的進給系統選用機械滑臺，HJ40型號，行程400mm，前備量25cm，最大進給力為25000N，快進電機功率為1.5kW，轉速1500r/min，快進速度為6.4m/min，工進電動機功率為0.8kW，轉速1380r/min，制動扭矩為5kg/m。此機械滑臺可以使用動力頭實現快進—工進—快退之間的工作循環運動。

3 夾具設計

3.1 定位方案分析

選擇氣缸體的底面基準平面為第一定為基準，它限制了工件3個自由度(X旋轉，Y旋轉，Z移動)；左上方的圓銷限制了2個自由度(X移動，Y移動)；右下方的菱銷限制1個自由度(Z旋轉)。本定位方案限制了工件的6個自由度，屬于完全定位。

3.2 夾緊力大小的確定

環槽加工，采用圓盤銑刀有4個切削刃均勻地分布在刀具上，故當刀具處于任意的加工位置時，一個切削刃帶來的在豎直方向上的力都有另一個刀具所產生的豎直分力與之抵消，對于軸向力，由于刀具的切削刃均布，考慮其中任意一個切削刃所產生的力，然后求和。

對于1孔：F=9.81×46×2.41.0×0.060.4×36.50×0.5=175.7N

對于2孔：F=9.81×46×1.921.0×0.080.4×27.60×0.5=157.7N

夾緊機構所提供的夾緊力對氣缸體所產生的摩擦力至少應該大于334N。由于夾緊機構所用的壓板的材料為45鋼，由《切削用量簡明實用手冊》查得，鋼—鑄鐵間無潤滑時的摩擦系數為0.16～0.18。

圖2 機床動作循環圖

圖3 機床聯系尺寸圖

3.3 液壓夾緊機構設計

本零件的年生產量為20000件，屬于大批量生產，為了提高生產效率，減少工人的勞動強度和保證生產的穩定和可靠性，需要采用自動的液壓夾緊機構來代替人工操作。液壓缸需要固定在夾具體上，并且與地平面垂直。工作時，通過鉸鏈機構將液壓缸的推力改變為壓板的壓力，將工件夾緊。鉸鏈壓板通過連桿和鉸鏈支座連接，進而和液壓缸組成整個液壓夾緊機構。

根據《組合機床設計手冊》查詢夾緊油缸的類型，選擇型號。選擇T5036型號的油缸，其工作壓力位2.5MPa，D=45mm，d=25mm，活塞桿的推力為4000N，液壓缸完全可以滿足夾緊的要求，故合格。

圖4 機床夾具圖

4 結論

氣缸體總成側面環槽加工為對象，圍繞著其專用機床加工方案及工藝裝備的設計而展開。為了提高生產加工效率，設計一臺專用銑床上利用應用雙面臥式銑床雙工位一次走刀的加工方案，然后設計刀具，確定了適合的切削用量和加工的尺寸參數，進一步確定了裝料高度和選用了適合的動力滑臺等通用部件，夾具設計定位方案完全定位，夾具機構液壓自動夾緊，自動化程度好，提高了產品質量和生產效率，有很強的實踐推廣價值。