泵体盖夹具的设计与加工

吴康福，陈碧敏

（广东理工学院，广东肇庆526100）

泵体盖夹具的设计与加工

吴康福，陈碧敏

（广东理工学院，广东肇庆526100）

由于传统泵体的部位加工较多，难度很大，有很多精度要求较高的孔和平面，在机床制造厂用于泵体类零件的加工量约占整个产品加工量的20%～30%.本文通过分析这些泵体的加工原理，设计和开发出一个简单的数控车床加工专用夹具，它的泵体盖包含三个镗孔，如按传统工艺加工，费时又费力，处理效率很低，但经过本文的设计，可以在一次装夹中，快速完成三孔的加工，无需校正，攻克了传统加工的难关，并且操作灵活，能准确的导向和定位。使用该专用夹具后，能提高劳动生产率并降低劳动成本，所取得的经济效益很显著。

泵体；夹具设计；定位分析

在肇庆某模具厂企业社会实践中，接到3千件泵体盖的加工任务，要求交货期为7天。显然使用传统的处理方法如三爪、四爪卡盘以及车床相关辅件加工很难，其次是夹紧、调整，转向加工过程速度慢，效率低，劳动强度很大，很难保证加工质量，而且高成本，更重要的是不能满足交货需求。为了提高处理效率，改进处理方法是问题的关键。因此，设计了一个车床专用夹具，经过调试后，在实践中能很好地解决了这个问题，提高了工作效率，减轻了劳动强度，不仅满足了客户的需求，又得到了企业的好评。

1 泵体盖[1，2]

如图1所示的泵体盖，在大规模生产中要求加工三个阶梯孔。根据工艺规程，在加工三阶梯孔前，零件的顶面和底面B、2×Φ8H7孔和2×Φ8 mm孔均已加工好。本工序的车削要求有三阶梯孔的孔心距为（25± 0.1）mm，三孔轴线与底面B的垂直度0.1 mm，两小孔Φ8H7对中间阶梯孔2的位置度Φ0.2 mm.

图1 泵体盖

2 三个镗孔夹具的设计原理[3]

一般来说，泵体盖的三孔的加工处理的传统工艺顺序是定位、夹紧、校正、车削，依次进行。这个过程的致命弱点是每次安装必须纠正，费时又费力，处理效率很低。因此，最大的问题是如何做到在一次装夹中加工完毕，不用校正就可以直接进刀车削。为此设计了一个采用“一面双销”限位的夹具，采用直线移动分度装置，确保车床主轴孔与工件的中心线相一致，进而就能分三次快速直接进刀车削泵体盖三孔，无需校正，攻克了传统加工工艺的这道难关，达到了快速处理的效果，提高了生产率。

3 夹具的结构设计[4，5]

该夹具主要由四部分组成，分别是夹具体、分度装置、定位装置和夹紧装置。

夹具体与过渡盘联接，过渡盘以短锥面和端面在车床主轴上定位，用螺钉紧固。夹具体的止口Φ210 mm与过渡盘凸缘以H7/h6配合。过渡盘已标准化，三爪卡盘用过渡盘标准代号为JB/T10126.1-1999，四爪卡盘用过渡盘标准代号为JB/T10126.2-1999.

分度装置是一个直线移动分度装置，零件在一次装夹中，不必松开零件而能沿直线移动一定距离，从而达到完成各个不同位置的工位的分度装置，即零件三孔能在一次装夹中加工完毕。如图1~2所示。夹具体与钩形导板为固定部分，分度滑块为移动部分。分度滑块与夹具体之间用导向键导向键联接，用T形螺钉和螺母锁紧。因为孔中心距要求为（25±0.1）mm，分度的要求不高，因此可以设计为手拉式圆柱对定销。为了不妨碍操作和观察，对定机构不宜轴向布置而应径向安装在一侧，另一侧以配重块平衡。

为使夹紧可靠，夹紧装置用一对移动式螺旋压板夹紧装置夹压在零件顶面的两端，因为是中批量生产，故夹紧力的力源采用手动夹紧，而不必采用复杂的动力装置。

定位装置采用“一面双销”限位，易于做到工艺过程中的基准统一，保证工件加工的相互位置精度，定位孔与定位销的主要尺寸如图2所示。其关键尺寸确定如下：

图2 定位孔与定位销的尺寸图

（1）定位孔、销的中心距尺寸的确定孔中心距：

故

LD=（99.36±0.07）mm

定位销中心距公差取（1/3～1/5）δLD，

LD=（99.36±0.02）mm.

（2）确定圆柱销直径

圆柱销直径的基本尺寸应等于与其相配合的工件孔的最小极限尺寸，公差取g6或f7.取圆柱销直径为Φ8g6=mm.（3）削边销尺寸的确定（如图3所示）

图3 削边销尺寸图

查手册得削边销尺寸b1=3 mm.补偿值a可按下式计算：

a=（δLD+δLd）/2=（0.14+0.04）/2=0.09 mm

定位孔最小间隙

x2min=2ab1/D2min=2×0.09×3/8=0.07 mm

削边销最大直径

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

削边销直径公差取IT6=0.009 mm，削边的直径为Φ8 mm.

夹具的具体参数如下：

（1）最大外形轮廓尺寸：Φ285 mm×180 mm

（2）影响工件定位精度的尺寸和公差：销心距（99.36±0.02）mm；圆柱限位销与工件定位孔的配合尺寸Φ8H7/g6及该销至待加工孔的位置尺寸（68.5±0.1）mm、该销对孔中心的位置度Φ0.06 mm以及孔中心的理论正确坐标尺寸为43.5 mm和24 mm；削边销的直径mm；主要限位面B面的平行度为0.02.

（3）影响夹具精度的尺寸和公差：对定销与对定套的配合尺寸为Φ10H7/g6；对定销与导向孔的配合尺寸Φ14H7/g6；对定套与分度滑板的配合尺寸Φ18H7/n6；对定销导向孔轴线与夹具体止口轴线的距离（40±0.1）mm；相邻两对定套轴线的距离（25±0.02）mm；导向键与分度滑板的配合尺寸20N7/h6及导向键与夹具体的配合尺寸20G7/h6.

（4）影响夹具在车床上的安装精度的尺寸和公差：过渡盘与夹具体止口的配合尺寸Φ210H7/h6；夹具找正基圆与回转轴线的同轴度Φ0.01 mm；过渡盘内锥面与车床主轴配合尺寸Φ106.373 mm和7°7′30″；过渡盘端面与夹具体B面的平行度0.01.

4 定位分析[6]

（1）泵体盖的定位分析：在加工过程中，为了确保泵体盖位置的唯一确定性，夹具在一面上采用双孔定位，容易保证基准的统一，因此保证了工件的定位精度。

（2）分度装置的定位分析：零件在一次装夹中，不必松开零件而能沿直线移动一定距离，就能达到完成各个不同位置的工位的分度装置。因为孔中心距要求为（25±0.1）mm，分度的要求不高，因此可以设计为手拉式圆柱对定销。

（3）工序的精度分析：该工序主要负责处理三孔的孔心距尺寸（25±0.1）mm的精度，其精度主要受线性运动误差的影响。因而算出线性误差便可。

其中线性误差△L（mm）的计算公式为：

式中，

δ为定套的间隔距离公差为0.04；

X1为定套与销配合的最大间隙：由于Φ10H7/g6，故得到X1=0.015+0.014=0.029 mm；

X2为导向孔与销的最大间隙：由于Φ14H7/g6，故，得到X2=0.018+0.017=0.035 mm；

e为定销的对定部分与导向部分的同轴度。e取0.01.

推得

由于△L＜δk=0.2 mm，故本夹具能满足加工的精度要求。

5 结束语

本文设计了一个泵体盖的数控车床加工专用夹具，该夹具装置具有结构简单，容易制造，操作方便、灵活，定位的准确性和精度高等特点。使用该专用夹具后，可以在一次装夹中，快速完成三孔的加工，提高了劳动生生产率，减轻了工人的劳动强度，很好地保证了产品质量。

[1]陆根奎.车工技师培训教材[M].北京：机械工业出版社，2001.

[2]张恩生.车工实用技术手册[M].江苏：江苏科学技术出版社，1999.

[3]林胜.5轴数控机床发展与应用[J].航空精密制造技术，2005（04）：15-18.

[4]刘璇，王小北.基于相变材料的柔性夹具[J].机械设计与制造工程，2000（05）：62-65.

[5]陈旭东.机床夹具设计[M].北京：清华大学出版社，2010.

[6]李昌年.机床夹具设计与制造[M].北京：机械工业出版社，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

吴康福（1980-），男，湛江人，讲师，在职研究生，研究方向：机械工程。