液压泵缸体专用分度转位夹具设计

程 瑞，吕海霆

（大连科技学院 机械工程学院，大连 116052）

1 零件加工工艺性分析

液压泵缸体属于缸体类零件，材料HT200，液压泵缸体生产纲领为年产量50000件，属于大批量生产，零件加工精度比较高，加工7-Φ19H6孔，孔的中心线与工件的中心线夹角成30°，因此采用通用夹具无法进行装夹，即使可以装夹，但是七个孔在工件上均布，每次装夹钻一个孔，装夹次数太多，孔的位置度无法保证，因此需要设计专用夹具进行加工，一次定位夹紧完成七个孔的加工。

2 专用夹具设计

2.1 定位

采用长V形块来限制工件的两个移动和两个旋转自由度，即X方向的移动自由度xr和Y方向的移动自由度yr，X方向的转动自由度x)，Y方向的转动自由度y)，然后在底面加短销钉来限制工件在自身轴线方向上移动的自由度，即Z方向的移动自由度zr，此时工件绕自身轴线旋转的自由度还没有被限制。此时再工件底部Φ32的孔内插入削边销，限制了Z方向旋转的自由度z)，这样工件的六个自由度就全部都被限制了，实现了完全定位。

图2 加工工序图

2.2 切削力及夹紧力计算

高速钢钻头钻铸铁的轴向力计算公式为：

图1 零件图

D为钻头直径，单位mm；19H6孔需要钻-扩-铰，D=16；

s为每转进给量，单位mm/r；

HBS为铸件硬度。

由公式得钻孔时候的轴向力为：

高速钢钻削铸铁的时候扭矩的计算公式：

液压泵刚体材料为HT200，硬度是200HB，查得得修正后KM=（200/190）0.6=1.03

因此扭矩：

工件的受力分析如图3所示。

图3 受力分析图

钻孔时工件的受力情况如图所示，钻削加工时候，加工方向的轴向力为Ft，Ftx是Ft在X轴方向上的分力，F2y是F2在y轴方向上的分力，F2x是F2在x轴方向上的分力，F3y是F3在y轴方向上的分力，F3x是F3在x轴方向上的分力。F4是夹具体所需要提供的最小夹紧力。f是夹具对工件提供静摩擦力。

其中Ftx=Ftsin30°，F2x=F2cos30°，F2y=F2sin30°，x1=102，F3x=F3cos30°，F3y=F3sin30°，x2=53。

解得夹紧力F4大于527.3N。

2.3 夹紧

夹紧力计算最少为527.3N，夹紧力大小不是很大，夹具体夹紧工件时候的动作范围不是很大，因此采用螺栓拧紧来提供夹紧力。当工件在夹具体当中定位完成后，合上定位压板，把定位块末端的螺柱在定位压板上的孔上穿过，然后岸上垫圈，拧上螺母，根据所需夹紧力大小不同，选择不同的拧入的深度，就可以对工件进行夹紧了。当需要松开的时候，拧下螺母，打开活动压板就可以取下工件了。螺栓提供夹紧力的方案有以下优势，第一，机构简单，简单易操作。第二，易磨损件采用的是螺栓、螺母等标准件，维护简单，成本较低，易于更换。第三，设计难度较低，无过多复杂机构，不易出故障，即使有故障，也比较容易排除。夹紧装置如图4所示。

图4 夹紧机构

2.4 分度转位装置设计

工件加工过程中应尽量减少工件装夹次数，因为七个孔位置度要求较高，如果装夹次数过多，一方面增加了工时，降低了生产效率，另一方面，由于反复定位夹紧，工件加工的累积误差会被逐渐放大。因此选择一次定位夹紧完成七个孔的加工。由于该组孔绕工件中心线均匀分布且与孔轴线与工件中心线夹角成30°分布，因此夹具可设计成为可转为机构，避免了以上两方面麻烦。转位机构通过分度盘和插拔定位销对七个工位进行确定，然后通过锁紧圈进行锁紧，锁紧后再进行钻孔加工。这样，每加工一个孔，就通过拧锁紧螺杆将锁紧圈松开，然后拔出分度盘上的定位销，转动分度盘，到达下一个工位，插入分度盘上的定位销，通过拧锁紧螺杆，使锁紧圈锁紧分度盘，这样就可以进行下一个孔的加工了。这样的转为机构避免了频繁的拆卸和定位工件，大大提高了加工效率和加工精度，也延长了夹具的使用寿命，转位装置如图5所示。

图5 分度转位装置

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图6 夹具总图

3 结论

主要针对液压泵缸体零件特点，设计了一套专用夹具。定位方案采用完全定位方案，转位机构通过分度盘和插拔定位销对七个工位进行确定，然后通过锁紧圈进行锁紧。该夹具提高了生产的效率和经济效益，保证加工精度，降低了工人的劳动强度，有很高的实用价值。

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