泵體蓋夾具的設計與加工

吳康福，陳碧敏

（廣東理工學院，廣東肇慶526100）

泵體蓋夾具的設計與加工

吳康福，陳碧敏

（廣東理工學院，廣東肇慶526100）

由于傳統泵體的部位加工較多，難度很大，有很多精度要求較高的孔和平面，在機床制造廠用于泵體類零件的加工量約占整個產品加工量的20%～30%.本文通過分析這些泵體的加工原理，設計和開發出一個簡單的數控車床加工專用夾具，它的泵體蓋包含三個鏜孔，如按傳統工藝加工，費時又費力，處理效率很低，但經過本文的設計，可以在一次裝夾中，快速完成三孔的加工，無需校正，攻克了傳統加工的難關，并且操作靈活，能準確的導向和定位。使用該專用夾具后，能提高勞動生產率并降低勞動成本，所取得的經濟效益很顯著。

泵體；夾具設計；定位分析

在肇慶某模具廠企業社會實踐中，接到3千件泵體蓋的加工任務，要求交貨期為7天。顯然使用傳統的處理方法如三爪、四爪卡盤以及車床相關輔件加工很難，其次是夾緊、調整，轉向加工過程速度慢，效率低，勞動強度很大，很難保證加工質量，而且高成本，更重要的是不能滿足交貨需求。為了提高處理效率，改進處理方法是問題的關鍵。因此，設計了一個車床專用夾具，經過調試后，在實踐中能很好地解決了這個問題，提高了工作效率，減輕了勞動強度，不僅滿足了客戶的需求，又得到了企業的好評。

1 泵體蓋[1，2]

如圖1所示的泵體蓋，在大規模生產中要求加工三個階梯孔。根據工藝規程，在加工三階梯孔前，零件的頂面和底面B、2×Φ8H7孔和2×Φ8 mm孔均已加工好。本工序的車削要求有三階梯孔的孔心距為（25± 0.1）mm，三孔軸線與底面B的垂直度0.1 mm，兩小孔Φ8H7對中間階梯孔2的位置度Φ0.2 mm.

圖1 泵體蓋

2 三個鏜孔夾具的設計原理[3]

一般來說，泵體蓋的三孔的加工處理的傳統工藝順序是定位、夾緊、校正、車削，依次進行。這個過程的致命弱點是每次安裝必須糾正，費時又費力，處理效率很低。因此，最大的問題是如何做到在一次裝夾中加工完畢，不用校正就可以直接進刀車削。為此設計了一個采用“一面雙銷”限位的夾具，采用直線移動分度裝置，確保車床主軸孔與工件的中心線相一致，進而就能分三次快速直接進刀車削泵體蓋三孔，無需校正，攻克了傳統加工工藝的這道難關，達到了快速處理的效果，提高了生產率。

3 夾具的結構設計[4，5]

該夾具主要由四部分組成，分別是夾具體、分度裝置、定位裝置和夾緊裝置。

夾具體與過渡盤聯接，過渡盤以短錐面和端面在車床主軸上定位，用螺釘緊固。夾具體的止口Φ210 mm與過渡盤凸緣以H7/h6配合。過渡盤已標準化，三爪卡盤用過渡盤標準代號為JB/T10126.1-1999，四爪卡盤用過渡盤標準代號為JB/T10126.2-1999.

分度裝置是一個直線移動分度裝置，零件在一次裝夾中，不必松開零件而能沿直線移動一定距離，從而達到完成各個不同位置的工位的分度裝置，即零件三孔能在一次裝夾中加工完畢。如圖1~2所示。夾具體與鉤形導板為固定部分，分度滑塊為移動部分。分度滑塊與夾具體之間用導向鍵導向鍵聯接，用T形螺釘和螺母鎖緊。因為孔中心距要求為（25±0.1）mm，分度的要求不高，因此可以設計為手拉式圓柱對定銷。為了不妨礙操作和觀察，對定機構不宜軸向布置而應徑向安裝在一側，另一側以配重塊平衡。

為使夾緊可靠，夾緊裝置用一對移動式螺旋壓板夾緊裝置夾壓在零件頂面的兩端，因為是中批量生產，故夾緊力的力源采用手動夾緊，而不必采用復雜的動力裝置。

定位裝置采用“一面雙銷”限位，易于做到工藝過程中的基準統一，保證工件加工的相互位置精度，定位孔與定位銷的主要尺寸如圖2所示。其關鍵尺寸確定如下：

圖2 定位孔與定位銷的尺寸圖

（1）定位孔、銷的中心距尺寸的確定孔中心距：

故

LD=（99.36±0.07）mm

定位銷中心距公差取（1/3～1/5）δLD，

LD=（99.36±0.02）mm.

（2）確定圓柱銷直徑

圓柱銷直徑的基本尺寸應等于與其相配合的工件孔的最小極限尺寸，公差取g6或f7.取圓柱銷直徑為Φ8g6=mm.（3）削邊銷尺寸的確定（如圖3所示）

圖3 削邊銷尺寸圖

查手冊得削邊銷尺寸b1=3 mm.補償值a可按下式計算：

a=（δLD+δLd）/2=（0.14+0.04）/2=0.09 mm

定位孔最小間隙

x2min=2ab1/D2min=2×0.09×3/8=0.07 mm

削邊銷最大直徑

d2max=D2min-x2min=8-0.07=7.93 mm

削邊銷直徑公差取IT6=0.009 mm，削邊的直徑為Φ8 mm.

夾具的具體參數如下：

（1）最大外形輪廓尺寸：Φ285 mm×180 mm

（2）影響工件定位精度的尺寸和公差：銷心距（99.36±0.02）mm；圓柱限位銷與工件定位孔的配合尺寸Φ8H7/g6及該銷至待加工孔的位置尺寸（68.5±0.1）mm、該銷對孔中心的位置度Φ0.06 mm以及孔中心的理論正確坐標尺寸為43.5 mm和24 mm；削邊銷的直徑mm；主要限位面B面的平行度為0.02.

（3）影響夾具精度的尺寸和公差：對定銷與對定套的配合尺寸為Φ10H7/g6；對定銷與導向孔的配合尺寸Φ14H7/g6；對定套與分度滑板的配合尺寸Φ18H7/n6；對定銷導向孔軸線與夾具體止口軸線的距離（40±0.1）mm；相鄰兩對定套軸線的距離（25±0.02）mm；導向鍵與分度滑板的配合尺寸20N7/h6及導向鍵與夾具體的配合尺寸20G7/h6.

（4）影響夾具在車床上的安裝精度的尺寸和公差：過渡盤與夾具體止口的配合尺寸Φ210H7/h6；夾具找正基圓與回轉軸線的同軸度Φ0.01 mm；過渡盤內錐面與車床主軸配合尺寸Φ106.373 mm和7°7′30″；過渡盤端面與夾具體B面的平行度0.01.

4 定位分析[6]

（1）泵體蓋的定位分析：在加工過程中，為了確保泵體蓋位置的唯一確定性，夾具在一面上采用雙孔定位，容易保證基準的統一，因此保證了工件的定位精度。

（2）分度裝置的定位分析：零件在一次裝夾中，不必松開零件而能沿直線移動一定距離，就能達到完成各個不同位置的工位的分度裝置。因為孔中心距要求為（25±0.1）mm，分度的要求不高，因此可以設計為手拉式圓柱對定銷。

（3）工序的精度分析：該工序主要負責處理三孔的孔心距尺寸（25±0.1）mm的精度，其精度主要受線性運動誤差的影響。因而算出線性誤差便可。

其中線性誤差△L（mm）的計算公式為：

式中，

δ為定套的間隔距離公差為0.04；

X1為定套與銷配合的最大間隙：由于Φ10H7/g6，故得到X1=0.015+0.014=0.029 mm；

X2為導向孔與銷的最大間隙：由于Φ14H7/g6，故，得到X2=0.018+0.017=0.035 mm；

e為定銷的對定部分與導向部分的同軸度。e取0.01.

推得

由于△L＜δk=0.2 mm，故本夾具能滿足加工的精度要求。

5 結束語

本文設計了一個泵體蓋的數控車床加工專用夾具，該夾具裝置具有結構簡單，容易制造，操作方便、靈活，定位的準確性和精度高等特點。使用該專用夾具后，可以在一次裝夾中，快速完成三孔的加工，提高了勞動生生產率，減輕了工人的勞動強度，很好地保證了產品質量。

[1]陸根奎.車工技師培訓教材[M].北京：機械工業出版社，2001.

[2]張恩生.車工實用技術手冊[M].江蘇：江蘇科學技術出版社，1999.

[3]林勝.5軸數控機床發展與應用[J].航空精密制造技術，2005（04）：15-18.

[4]劉璇，王小北.基于相變材料的柔性夾具[J].機械設計與制造工程，2000（05）：62-65.

[5]陳旭東.機床夾具設計[M].北京：清華大學出版社，2010.

[6]李昌年.機床夾具設計與制造[M].北京：機械工業出版社，2012.

Design and Manufacture of Pump Body Cap Clamp

WU Kang-fu，CHEN Bi-min
（Guangdong Polytechnic College，Zhaoqing Guangdong 526100，China）

Because the traditional pump body parts processing，more difficult，there are a lot of high accuracy hole and plane，and in the machine tool factory is used in the pump body parts manufactured accounts for about 20%~30%of the whole product manufactured.Based on the analysis of the pump body processing principle，design and develop a simple CNC lathe processing and special fixture，it contains three boring pump body cover，according to the traditional process，time-consuming and laborious，processing efficiency is very low，but after this article design，can be in a clamping，fast completed three hole processing，no need correction，difficulties to overcome the traditional processing，it is flexible operation，accurate orientation and positioning，the use of the special fixture，can improve labor productivity and reduce labor costs and economic benefit is very significant.

pump body cover；fixture design；location analysis

TG75

A

1672-545X（2016）11-0049-03

2016-08-08

吳康福（1980-），男，湛江人，講師，在職研究生，研究方向：機械工程。