從一次生產(chǎn)任務(wù)中提煉出的「最精華夾具設(shè)計」

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電梯直達(dá)

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發(fā)表于 2019-1-30 09:58:27 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

以下案例來自某家零件加工廠的一次加工任務(wù)：

接到的加工任務(wù):外嚙合齒輪泵體5000件，交貨期為三個月，泵體材料是HT200，毛坯為鑄造件，各部分尺寸精度要求較高。

圖1 齒輪泵體零件工序圖

齒輪泵體上兩個中心孔的加工尺寸精度和位置精度對齒輪的嚙合處的間隙和接觸印痕產(chǎn)生直接影響，如超差將會降低齒輪泵的使用性能與使用壽命。

該工廠的工藝狀態(tài)：主要設(shè)備是20臺數(shù)控車床，用四爪單動卡盤裝夾，根據(jù)兩孔的位置分別安裝、分別劃線找正，需要花費較長的時間，速度慢，工效低，勞動強度大，同時較難保證中心距和同軸度的要求，產(chǎn)品合格率得不到保證。

表1 該工廠傳統(tǒng)工藝下的的生產(chǎn)情況

為保證按時交貨，而不增加機床設(shè)備的情況下需要自行設(shè)計加工齒輪泵的專用夾具。

零件加工工藝分析

專用夾具設(shè)計方案

工序主要是車削工件的兩平行孔，為了提高生產(chǎn)率，減少裝夾找正的時間，保證在一次裝夾中完成加工要求，需要用回轉(zhuǎn)式分度裝置加工的方法。

加工一個孔后，轉(zhuǎn)動180°加工另一孔。由于泵體A端面和外圓已經(jīng)過精加工，以工件端面、Φ70的外圓柱面和距離中線34±0.05的定位銷來定位，采用花盤式車床夾具，夾具對工件采用端面定位和軸向夾緊的措施，滿足定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合的原則，能保證同軸度和平行度等精度要求。

圖2 三維建模圖

圖3 實物正面圖

圖4 實物安裝圖

1.夾具體 2.轉(zhuǎn)盤 3.定位套筒 4.手拉式定位器 5.削邊銷 6.工件

7.轉(zhuǎn)軸 8.轉(zhuǎn)軸套筒 9.鎖緊螺母 10.固定螺釘 11.鉤型壓板

圖5 車齒輪泵殼體兩孔的專用夾具

夾具定位分析工件的定位遵循定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合的原則，其中，夾具體與A端面的定位限制了三個自由度，夾具體與外圓柱的定位限制了兩個自由度，夾具體對應(yīng)的定位銷限制了一個自由度，總共限制了六個自由度，如圖6所示。

圖6 工件定位分析

夾緊裝置設(shè)計

工件定位在盤形轉(zhuǎn)盤上，加工完一個孔后，還需要繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動180°。鉤型壓板固定滿足鎖緊穩(wěn)固、操作方便的特點，選用左右對稱兩塊鉤形壓板夾緊固定工件較為合適?？紤]到真實環(huán)境下工件連接板的厚度以及轉(zhuǎn)盤凸臺的高度，綜合考慮下選用A型鉤形壓板組合件，如圖7所示。

1.工件 2.鉤型壓板 3.螺桿 4.螺母 5.墊片 6.彈簧 7.固定螺釘

圖7 鉤型壓板組合件

分度盤結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖8分度盤示意圖

車床花盤的平衡判斷

車床花盤的平衡判斷方法是將車床主軸掛空擋，用手轉(zhuǎn)動花盤，如果花盤能夠在任一位置任意停留，而不是總停留在同一個位置，可以判斷花盤是平衡的。

該夾具體上孔系基本對稱分布，夾具的不平衡問題主要是分度盤和工件的偏心位移14.998mm，故考慮采用去掉分度盤下方無功能區(qū)重量的方法。

方法：先銑去小部分，再鉆孔逐漸減重，最終計算出需要去除的質(zhì)量，折算出銑去部分所對應(yīng)的圓心角約80°，對應(yīng)的弧高為35mm。

夾具體結(jié)構(gòu)設(shè)計

夾具體上利用4個帶六角螺母的M18螺栓把轉(zhuǎn)盤固定在其上面，螺栓孔沿圓周均布，位置與轉(zhuǎn)盤上的螺紋孔相對應(yīng)。上下兩個孔為手提式分度器的插入孔，沉孔部分用于安裝相對應(yīng)的套筒，中心轉(zhuǎn)軸軸線偏移夾具體軸線14.998mm。

圖9 夾具體示意圖

轉(zhuǎn)軸設(shè)計

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圖10轉(zhuǎn)軸尺寸圖

轉(zhuǎn)軸用于支撐夾具體和分度盤，其中與分度盤的配合為過渡配合（H7/js6），與夾具體套筒為間隙配合（H7/h6），分度盤可以繞軸在固定盤上作轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)軸左端為M18外螺紋，與帶軸向鎖定螺釘?shù)逆i緊螺母配合。階梯軸右端直徑為Φ26js6，即Φ26±0.008mm。通過生產(chǎn)實踐證明，采用該夾具在車床上進(jìn)行齒輪泵兩平行孔的加工，定位準(zhǔn)確可靠，兩孔的幾何尺寸、形位精度以及表面粗糙度均達(dá)到了圖紙的設(shè)計要求，加工質(zhì)量穩(wěn)定，同時提高了生產(chǎn)效率，保證工廠按時完成任務(wù)。

表2 使用夾具加工前后情況對比

注：由于接受該生產(chǎn)任務(wù)的工廠擁有不同型號不同品牌的數(shù)控車床，車床主軸結(jié)構(gòu)各不相同，查機床手冊的方法要謹(jǐn)慎使用，因機床生產(chǎn)廠家很多，同類機床的尺寸可能有差異。最可靠的確定方法，是現(xiàn)場測量，以免造成錯誤或損失，本文借鑒即可。

（來源jiajuxia）