齒輪泵體零件的鉆夾具設計

(四川文化傳媒學院五年一貫制校區 四川 成都 611700)

齒輪泵體零件的鉆夾具設計

唐碧

(四川文化傳媒學院五年一貫制校區 四川 成都 611700)

本次設計首先對齒輪泵體零件圖進行分析，了解各部分的作用、加工要求和工藝要求；其次通過對齒輪泵體的工藝分析，設計一副鉆夾具。

在夾具設計中，確定鉆夾具的定位方式、定位元件、定位機構及其夾緊機構和分度裝置的選擇與設計。

齒輪泵體；夾具設計；加工工藝

一、課題的提出

在機械加工過程當中，專用夾具可以縮短輔助的時間，提高勞動生產率，減少加工成本，保證加工的精度，同時降低了對工人的技術要求。因此，在現代機械制造業中，專用夾具的設計和制造具有相當重要的意義。

1、零件的作用及尺寸。齒輪泵泵體的作用是在齒輪潤滑系統中支撐齒輪，殼體內有嚙合的兩個齒輪，齒輪兩側有端蓋。殼體上兩個孔的精度要求一般都比較高。

所以，齒輪泵泵體的加工質量，直接影響齒輪泵泵體的裝配精度和齒輪泵的工作精度使用性能和壽命。

圖1 齒輪泵泵體二維圖

2、鉆夾具設計

二、問題的提出

本夾具主要用來鉆φ90+0.003mm四個內孔，加工時要保證孔心距離、精度要求、粗糙度要求，還要考慮如何方便裝夾工件的問題。

2、切削力的計算。條件：工件的材料是HT200，其σb=200MPa；刀具為φ8.8mm的麻花鉆其材料為高速鋼。查《機械加工工藝師手冊》表2.2-16得：鉆削扭矩

Mt=0.21d2f0.8Kp

(2.1)

鉆削力

Ff=419d f0.8Kp

(2.2)

式中:Mt——鉆削扭矩，N·m；Ff——軸向鉆削力，N；f——每鉆進給量，mm；Kp——修正系數；d——鉆頭直徑，mm。

根據工件材料為HT200，可查得修正系數Kp=(HBS/190)0.6=1，(TH200材料硬度為190HBS)，d=8.8，取f=0.19mm/r，其中σb=200MPa，得：

Mt=0.21×8.82×0.190.8×1=4.3N·m

Ff=419×8.8×0.190.7×1=1152N

3、夾緊力的計算

以工件為受力體的平衡力系，鉆削的軸向力Ff和夾緊力FJ由支撐反力平衡，鉆削扭矩Mt有使工件產生轉動的趨勢。

由專用鉆夾具可以得出：鉆削力是沿著鉆頭切線方向的，因此切削力和夾緊力方向是垂直的，由《機械加工工藝手冊》表6.3-1得出：

(2.3)

式中:μ1——夾緊元件與工件間的摩擦因素 ——夾緊元件與工件間的摩擦因素Mt——切削扭矩 K——安全系數，K=K0K1K2K3K4K5K6a——鉆頭中心到夾緊力作用力集中點的距離

已知F=1152N，a=35mm，由《機械加工工藝師手冊》表2.2-10得：

K=K0K1K2K3K4K5K6

(2.4)

K=K0K1K2K3K4K5K6=1.2×1.2×1.0×1.0×1.0×1.0×1.0=1.44；

由《機械加工工藝手冊》表6.3-2得：

μ1=0.17，μ2=0.1，以上數據經計算得：

選用氣缸-平壓板夾緊機構，選用CM2G40-25型氣缸。當壓縮空氣單位壓力p=1MPa時，活塞面積為：

(2.5)

產生的實際夾緊力為：

F=AP=1256×1=1256N

由此可知氣缸夾緊力F大于所需要的175.5N 的夾緊力，所以本夾具可安全工作。

鉆夾具總體方案

圖2 鉆夾具示意圖

工件安裝在鉸鏈板上，采用氣動夾緊，將平壓板安裝在氣缸上，然后壓緊在工件表面上。

為了保證被加工孔的位置精度，需要用鉆套正確引導刀具進行加工，防止刀具在加工的時候發生偏斜，影響加工精度。另外還可以提高刀具的剛度，提高刀具壽命。夾具選用可換鉆套，便于更換。鉆套材料要求高耐磨性，當孔徑≤25mm時，材料選擇T10A工具鋼，熱處理硬度為60～65HRC。

當孔距精度要求一般時，鉆套高度H=(1.5～2)d；當孔距精度要求高時，鉆套高度H=(2.5～3.5)d，故選取本夾具設計鉆套高度H=18mm。

[1]孫麗媛. 機械制造工藝及專用夾具設計指導[M]. 北京: 冶金工業出版社, 2010.

唐碧，女，漢族，四川瀘州人，教師，工學學士，研究方向機械設計制造。