從一次生產(chǎn)任務(wù)中提煉出的「最精華夾具設(shè)計(jì)」

jiajoin

以下案例來(lái)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(gè)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(gè)中心孔的加工尺寸精度和位置精度對(duì)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(huì)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(tái)數(shù)控車床，用四爪單動(dòng)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(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，速度慢，工效低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，同時(shí)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(shí)交貨，而不增加機(jī)床設(shè)備的情況下需要自行設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)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(gè)孔后，轉(zhuǎn)動(dòng)180°加工另一孔。由于泵體A端面和外圓已經(jīng)過(guò)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(lái)定位，采用花盤式車床夾具，夾具對(duì)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(shí)物正面圖

圖4 實(shí)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(gè)自由度，夾具體與外圓柱的定位限制了兩個(gè)自由度，夾具體對(duì)應(yīng)的定位銷限制了一個(gè)自由度，總共限制了六個(gè)自由度，如圖6所示。

圖6 工件定位分析

夾緊裝置設(shè)計(jì)

工件定位在盤形轉(zhuǎn)盤上，加工完一個(gè)孔后，還需要繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°。鉤型壓板固定滿足鎖緊穩(wěn)固、操作方便的特點(diǎn)，選用左右對(duì)稱兩塊鉤形壓板夾緊固定工件較為合適�？紤]到真實(shí)環(huán)境下工件連接板的厚度以及轉(zhuǎn)盤凸臺(tái)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(jì)

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(dòng)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(gè)位置，可以判斷花盤是平衡的。

該夾具體上孔系基本對(duì)稱分布，夾具的不平衡問(wèn)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(wú)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(jì)算出需要去除的質(zhì)量，折算出銑去部分所對(duì)應(yīng)的圓心角約80°，對(duì)應(yīng)的弧高為35mm。

夾具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

夾具體上利用4個(gè)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(duì)應(yīng)。上下兩個(gè)孔為手提式分度器的插入孔，沉孔部分用于安裝相對(duì)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

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轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)

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(guò)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(dòng)。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(guò)生產(chǎn)實(shí)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(jì)要求，加工質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)提高了生產(chǎn)效率，保證工廠按時(shí)完成任務(wù)。

表2 使用夾具加工前后情況對(duì)比

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

（來(lái)源jiajuxia）

外圓車刀

零件上那個(gè)4-9mm定位銷孔前面也已經(jīng)加工好了？   

cjt12312

瑞香

看看

遠(yuǎn)祥

這個(gè)專用夾具做的不錯(cuò)，表面怎么處理的，怎么這種顏色？

杜杜0396

確實(shí)不錯(cuò)，值得借鑒，感謝樓主！

丁香勇士

學(xué)習(xí)

敖曉暉

學(xué)習(xí)

巴山夜雨5217

不錯(cuò)

xw_f

典型的車夾具設(shè)計(jì)，思路正確！講解清晰！贊