液压泵上体三孔加工车床夹具设计.pdf

2 0 1 0年 3月 第 3 8卷 第 6期 机床与液压 MACHI NE T00L HYDRAUL I CS Ma r ． 2 01 0 Vo 1 ． 3 8 No ． 6 D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 8 8 1 ． 2 0 1 0 ． 0 6 ． 0 0 8 液压泵上体三孔加工车床夹具设计 成 小军 广东省技师学院，广东博 罗 5 1 6 1 0 0 摘要为车床上加工液压泵上体 3个阶梯孔设计夹具，此夹具是一种安装在花盘上的直线移动式车床专用夹具。分析 夹具的结构特点、工作原理，计算其定位误差和夹紧力，进行加工精度分析，该夹具能保证三孔中心尺寸精度、三孔轴线 与底面垂直精度以及与四小孔位置精度。 关键词阶梯孔加工；夹具；分度滑块；定位误差 中图分类号T H1 3 7 ． 5 文献标识码B 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 0 6 0 2 1 3 De s i g n o f La t h e J i g f o r Th r e e Ho l e s P r o c e s s i n g o f Up p e r Hy d r a u l i c P u mp C HEN G Xi a o i u n G u a n g d o n g C o l l e g e o f H i g h - g r a d e T e c h n i c i a n ，B o l u o G u a n g d o n g 5 1 6 1 0 0 ，C h i n a Ab s t r a c t T h e j i g w a s d e s i g n e d f o r p r o c e s s i n g t h r e e t r a p e z o i d h o l e s o f u p p e r h y d r a u l i c p u m p i n l a t h e ．I t w a s a k i n d o f s p e c i a l l i n e a r mo t i o n t y p e j i g fi x e d o n t h e p a n e 1 ．T h e c o n fi g u r a t i o n f e a t u r e s ，o p e r a t i n g p r i n c i p l e o f t h i s j i g w e r e a n a l y z e d ，p o s i t i o n i n g e r r o r a n d p i n c h f o r c e we r e c a l c u l a t e d a n d ma c h i n i n g a c c u r a c y w a s a n a l y z e d ．T h e s i z e p r e c i s i o n o f t h r e e h o l e c o r e ，p e r p e n d i c u l a r p r e c i s i o n b e t w e e n t h r e e a x e s and b o t t o m s u r f a c e ，p o s i t i o n i n g p r e c i s i o n o f f o u r h o l e s c a n b e a s s u r e d b y t h i s j Ke y wo r d sT r a p e z o i d h o l e p r o c e s s i n g ；J i g ；G r a d u a t e d s l i d i n g b l o c k；P o s i t i o n i n g e rr o r 在车床上钻孔、镗孑 L 加工中，通常将工件放在三 爪或四爪卡盘上装夹来保证加工精度，这只是通用夹 具，不能满足特殊零件的要求。如图 1 所示液压泵上 体是液压泵上的重要零件 ，该零件为中批量生产 ，并 且孔的位置度要求较高 ，为提高生产率，保证加工精 度，特别设计了加工 3个阶梯孔的专用夹具。这套夹 具采用圆柱销 、菱形销和对定销定位 ，快卸螺旋压板 夹紧，装卸工件快速、准确，减少 了许多辅助工时， 批量生产中突显经济效益 。 1 零件分析 如图 1 ，零件外形尺寸不大，材料为 H T 2 0 0 ，年 产量 3 0 0 0件 ，属中批量生 产 ，形 状 比较 复杂 ，在加 工阶梯孔之前，工件的顶面与底面、两个 H 7 孔和 两个 6 8 m m 孔均 已加工好 。本 工序 的加工 要 求 有 三个 阶梯孔相邻 两孑 L 孔 心 间距 均为 2 5 0 ． 1 m m、三 孔轴线与底 面的垂直度 要求 为 0 ． 0 0 5 m m、中间 阶梯 孔与 四小孔的位 置度要求为 0 ． 0 0 2 m m。 2夹具结构分析 经过对零件仔细分析 ，合理选择定位元件。根据 基准重合原则选用已加工的底面做定位基准可保证孔 的轴线与底面的垂直度 ，选择已加工的两 b 8 H 7孔利 用圆柱销 2和菱形销 4来定位不但符合基准重合原 则，而且也保证了三阶梯孔与四小孔的垂直度。采用 ． i S o l 7． 5 图1 液压泵上体镗三孔工序图 一 面两销定位限制了工件 的6个 自由度 ，属完全定 收稿日期2 0 0 9 0 21 6 作者简介成小军 1 9 6 7 一 ，男，本科，教师，从事机械设计与制造专业教学工作。电话1 3 3 0 2 6 2 7 7 6 8 。Em a i l c t c x j 1 2 6． c o m。 2 2 机床与液压 第 3 8卷 位，依六点定位原理满足工件加工的定位要求。 在加工前，把工件安装到各定位面上 ，并用快卸 螺旋压板 5夹紧，夹紧前用对定销插入分度滑块的第 一 个孔定位 ，旋紧两 T型螺钉 3后即可加工第一个阶 广 梯孔。加工完一个阶梯孔后，松开T型螺钉，拔出对 定销7 ，推动分度滑块 8沿着导 向键 9移动一个孔 距，再用对定销定位，拧紧T型螺钉即可进行第二个 孔的加工。 图2 液压泵上体 3个阶梯孔加工车床夹具图 分度滑块 8与过 渡盘 1 0用 T型螺 钉联接 ，用导 向键 9 导 向 ，花盘 6与过渡盘 1 0凸缘配合 为 H 7 ／ H 6 ， 在花盘的外圆上 设置 找正 圆 B 。花盘 6与 过渡盘 l 0 用螺钉紧 固，过渡盘 l 0以短 圆锥面和端面与 C A 6 1 4 0 车床主轴定位，用螺钉紧固，保证了工件孔轴线与机 床主轴的同轴度 ，同时也保证了工件孔轴线与底面的 垂直度。 3 夹具可行性分析 1 定位。一般零件的定位误差主要由于两个 方面决定 ① 定位基准是否与设计基准重合 ，即基 准不重合误差，若重合，则基准不重合误差△ 为零， 否则存在基准不重合误差 ；② 来 自于工件定位面相 对定位基准面的位移误差 ，即基准位移误差 △ 。 定位误差 △ A △ 式 中△ 为定位误差 ； △ 为基准不重合误差； △ 为基准位移误差 。 定位基准为工件 的底面 ，和设 计基准一致 ，基准 重合，因此基准不重合误差 A 0 ；采用平面定位， 基准位移误差 A 0 ，所以，A 。 0 ，因此满足定位 要求。定位孔与定位销的主要尺寸如图3 。 ① 两定位孔中心距 及两定位销中记距 f n 计算 因 、 mm 9 9 ． 3 6 mm l 一 平 衡块 2 一 圆 柱销 卜 T形螺 钉 菱 形销 s _ - 螺旋 压板 6 - - 花 盘 7 一 对定 销 8 _ ． 分度 滑块 导 向键 1 O 一过 渡盘 图3 定位与定位销的主要尺寸 L v ／ 8 7 ． o 5 4 8 ． 0 5 m m 9 9 ． 4 3 m lT l 所以L 9 9 ． 3 6 0 ． 0 7 m i l l ， 取 f n 9 9 ． 3 6 0 ． 0 2 m m。 ② 取圆柱销直径为 咖 8 4 , 8 I n- 0 ． 。0 0 5 m m 。 ③ 查表得菱形销尺寸6 3 m i l l 。 ④ 菱形销的直径计算 因 8m 6 m 0． 1 40． 0 4 0 ． 0 9 mm 兰 0 ．0 7 mm D 2 一 8 一 ’ 所 以 d 2 D 2 一 8 0 ． 0 7 m m 7 ． 9 3 m m 菱形销直径的公差取 I T 6为 0 ． 0 0 9 1 T i m，得菱形 销 的直径为 4 , 8 - 0 ． 。0 7 m m。 2 夹紧。先计算满足切削条件要求最小夹紧 第6期 成小军 液压泵上体三孔加工车床夹具设计 2 3 力。此工件材料 为 H T 2 0 0 ，硬度 为 2 4 0 H B，最 大镗 孔 直径为 咖 1 8 m m，进 给量取厂 0 ． 3 m m ／ r ，切削速度 2 0 m ／ m i n ，切削深度 0 1 ． 5 m m，仅计算镗孔切 削力就足够 了，则切 削力 F z C 武 式中c ， 为切削力系数 ，查表取 9 1 2 ； ，． 为切削深度指数 ，查表取 1 ； y ， ． 为进给量 指数 ，查表取 0 ． 8 4 ； 则 F ． 5 ． 3 ． 在计z算切9 1 削 2 X 力 1 时应 X 考 0 虑 安全 4 系 9 7 数 5 9 。 N 安全 系数 K Kl 。 1 ． 5 X 1 ． 2 X 1 ． 2 X 12 ．1 6 式中K o 为基本安全系数，粗加工取大值 1 ． 5 ； 为加工性质系数 ，粗加工取 1 ． 2 ； 为刀具钝化系数 ，取 1 ． 2 ； 为切削特点 系数 ，连续切削取 1 ． 0 。 则实际所需最小夹紧力 F K F 1 0 7 4 ． 7 9 N，而 单个 M1 2螺旋夹紧的许用夹紧力为4 2 0 0 N ，足以满 足切削力和工件 自重所需的力 。 4 J j n - r 精度分析 该工序的主要加工要求是保证相邻两孔孔心间距 为 2 5 0 ． 1 i n m，此尺 寸主要受 分度误差 和加工 方法 的影响，故只要计算这两部分的误差即可。 1 分度误差 △ 直线分度的分度误差 △ 2 式中6 为两相邻对定套的距离尺寸公差。因两相邻 对定套的距离为 2 5 0 ． 0 2 m m，所以6 0 ． 0 2 m m； 。为对定销与对定套 的最大配合间隙。两者 的 配 合 尺 寸 是 咖 。 萎 ， 所 以 置 。 ．。 2 9 m m ； 为对定销与导 向孔的最大配合间隙。两者 的配合尺寸是 1 4 ，所以 0 ． 0 3 5 m m； e 为对定销的对定部分与导向部分的同轴度， 设 e 0 ． O 1 m m 。 综上所述 AF 2, ／ o ． 0 2 ‘ 0 ． 0 2 9 ‘ 0 ． 0 3 5 ‘ 0 ． 0 1 ‘ 0 ． 1 0 1 2 加工方法引起的误差 △ 取工件加工尺寸公差 的 1 ／ 3 ，加工尺寸公差 0 ． 2 r f l m，所以 △ G 0 ． 2 ／ 3 0 ． 0 6 6 m m。 又因为定位误差△。 0 ，安装误差 △ 0 总加工误差∑ △,／ o ． 1 0 1 0 ． 0 6 6 0 ． 1 2 m m 。 精度储备 J c 0 ． 2 0 ． 1 2 0 ． 0 8 m m。 由此计算结果可知该夹具能保证加工精度，并有 一 定的精度储备。 5 夹具主要尺寸与公差分析 该夹具的夹具体采用花盘加分度滑块，并且为了 一 次装夹加工 3 个孔 ，采用直线移距分度 ，靠对定销 与分度滑块上 的3个等距孔配合完成分度 详细见 装配 图 。 1 最大外形轮廓尺寸 s 为直径 8 5 m m和高 度 1 8 O m m。 2 影响工件定位精度的尺寸和公差 s 。 有两定 位销孔的中心距 9 9 ． 3 6 0 ． 0 2 m m、对定销与工件孔 的配合尺寸 4 , 8 - 0 ． 。0 0。 5 m i l l 及菱形销的直径 8 m- 0 ． ∞0 7 m m。 3 影响夹具精度的尺寸和公差 s ， 有相邻两对 定套的距离 2 5 0 ． 0 2 m m、对定销与对定套的配合尺 寸咖 1 。 、 对定销与导向孔的配合尺寸咖 1 4 H 7 、导 向键与夹具的配合尺寸 2 0 L - 2 - 以及圆柱销 2到加工孔 轴线 的尺寸 2 4 0 ． O 1 m m、6 8 ． 5 0 ． 1 m m，定位平面 相对基准 C的平行度 0 ． 0 2 m m。 4 影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差 s 为夹具体与过渡盘的配合尺寸 1 0 。 5 其他重要配合尺寸包括对定套与分度滑块 的配合尺寸 咖 1 8 ，导向键与分度滑块的配合尺寸 2 0 。 6 结束语 实践证明，该夹具结构新颖、简单 ，装卸工件迅 速可靠，分度准确可靠，大大提高了生产效率。 参考文献 【 1 】 仇启源 ， 庞思勤． 现代金属切削技术[ M] ． 北京 机械工 业出版社， 1 9 9 6 ． 【 2 】肖继德． 机床夹具设计[ M] ． 北京 机械工业 出版社， 1 9 92． 【 3 】 陆剑中， 孙家宁． 金属切削原理与刀具[ M] ． 北京 机械 工业 出版社 ， 1 9 9 9 ． 【 4 】 艾兴， 肖诗刚． 切削用量手册[ M] ． 北京 机械工业出版 社 ， 1 9 8 5 ． 上接 第3 7页 【 1 2 】王意． 行走机械液压驱动技术发展大观 [ J ] ． 液压气动 与密封， 2 0 0 0 1 l 9 2 8 ． 【 1 3 】 姚怀新． 工程机械底盘液压驱动装置性能分析 1 [ J ] ． 建筑机械与施工机械化， 2 0 0 3 ， 2 0 6 6 0 6 2 ． 【 l 4 】姚怀新． 工程机械底盘液压驱动装置性能分析 2 [ J ] ． 建筑机械与施工机械化， 2 0 0 4 ， 2 1 1 5 96 1 ．