齿轮孔车床夹具设计.pdf

机械研究与应用2012年第4期(总第120期)设计与制造齿轮孑L车床夹具设计冰林丽珊(广东省技师学院，广东博罗516100)摘要：设计的夹具是用于普通车床上精车特殊尺寸的齿轮孔和端面、两个轴孔及底平面D的专用夹具，主要由夹具体、摆动盘、定位板、压板等零件组成。着重阐述了夹具的定位方案确定，定位误差与夹紧力的计算，夹具的总体设计和工作过程。实践证明，该夹具操作方便，生产效率高。关键词：齿轮孔；定位；夹紧中图分类号：TG75文献标识码：A文章编号：1007-dA14(2012)04-0139-02DesignofturningmachinefixtureforgearholeLinLishan(Guangdongmechaniccollege，BoluoGuangdong516100，China)Abstract：Thisturningmachinefixturedesignedforcuttingthegearhole，endplane，twoaxleholeandbaseplaneDthathas一。一。一一0specialdimensionsinthispaper，thestructureofthisfixture1Sintroducedincludingfixturebody。swingplate。positioningplate，clampetcTheplanofpositioning，theerrorofpositionandcalculatingoffasteningmotionforthefixtureareexpoundedmainlyinthispaperepracticeprovesthattheoprationofsuchfixtureissimpleandhashighproductivity一一一一KeywordS：gearhole：posmon：tasteningmotion1零件分析如图1所示为齿轮泵壳体，要求在此壳体上加工中心距为29+002mm的两个i)36。0146mm齿轮孔和端面、两个轴孔及底平面。零件为典型的壳体类零件，材料为铸铝，年产量4000件，属大批量生产。为提高生产率，保证加工精度，特设计一套专用夹具，这套夹具采用端面和外圆定位，压板夹紧，通过摆动盘的摆动加工出两组孔，操作快捷方便。该夹具能保证加工精度，产品质量稳定可靠且效率高，减少二次装夹等辅助时间，便于批量生产。图1齿轮泵壳体2夹具可行性分析21定位方案确定按工件工艺基准选择原则，在定位设计时应遵循“基准重合和“基准统一等原则，以减少定位误差对加工精度的影响。本设计以咖30mm外圆限-+，-、制z、y两个自由度，端面限制、y、Z三个自由度，侧面限制一个自由度，从而实现6点完全定位。22定位误差计算定位精度高低直接关系到加工质量的好坏，因此对定位误差分析是必要的。一般零件的加工误差由夹具制造精度、夹具安装误差和夹具的定位误差三部分决定，它们对定位误差的影响均等，因此只要定位误差不超过零件制造公差的13，就说明夹具的定位精度能满足加工精度的要求。而定位误差主要由两方面决定：定位基准是否与设计基准重合，即基准不重合误差，若重合，则基准不重合误差厶B为0；否则存在基准不重合误差；工件定位面相对定位基准面的位移误差，即基准位移误差厶Y。定位误差：D=厶B十厶Y其中：D为定位误差；厶B为基准不重合误差；厶Y为基准位移误差。定位基准为工件端面和咖30朋3mm外圆，和设计基准一致，基准重合，因此基准不重合误差厶B=Oo工件的定位元件是咖3O。0o13mm外圆，靠圆柱面定位，由于它与定位套属于间隙配合可能使被加工孔的位置发生变化，产生位移误差，所以AYm00262=0013mm；厶D=B+厶Y=0013mmo由于工件加工冰收稿日期：2O12一O71O作者简介：林丽珊(1982一)，女，广东潮阳人，讲师，主要从事机械教育、机械制造和计算机辅助设计方面的教学科研工作。139设计与制造2012年第4期(总第120期)机械研究与应用位置联系尺寸是29士O02mm，所以尺寸公差6k：004mm。由于D=0013ram6k3=004mm。所以满足定位要求。分度孔相对于销轴沿180mm半径摆动回转带来误差最大为0008mm，而工件孑L中心距误差为004mm，所以分度误差小于工件孔中心距误差。23夹紧方案确定由于所镗两孔尺寸为360嘶14mm，车削时的切削扭矩和轴向力不会很大，为便于操作和提高效率，利用2个螺母12，通过两压板l3将工件压紧在摆动盘上。夹紧是为保证定位稳定、满足切削时使切削过程顺利完成，满足夹紧力作用点靠近加工位置，夹紧力方向与切削力方向尽量一致，这样夹紧力最小、最合理。本设计夹紧力与切削力方向相同，所需夹紧力较小；并综合考虑工件形状、重量、夹具结构等因素，先计算满足切削条件要求最小夹紧力。本工件的材料为铸铅，硬度6080HBW，用内孔车刀，进给量取产02mmr；背吃刀量取a。=02mm；车床转速选取n=800rrain，则切削速度口=904mmin；根据金属切削力计算公式计算切削力：Fc=392a。Kp式中：为修正系数，铸铝取1；则Fc=39202X0201=2345N。在计算切削力时应考虑安全系数：K=KoKlK2K3=121212l=1728式中：为基本安全系数，精加工取12；K为加工性质系数，精加工取1；K2为刀具钝化系数，取12；K3为切削特点系数，断续切削取12。则Fc=KFc=4052N，因此最大转矩M=FcR=268Nm压板所应提供的夹紧力为：F一KMWKzf=005312-728N一0一。”式中为摩擦系数取，取012。而螺旋压板可提供的夹紧力经查表得单个M12的夹紧力为5800N，足够满足加工要求的安全夹紧力728N。所以选用M12夹紧螺母。3总体设计夹具体的作用是既要保证与摆动盘的正确连接，使二者同轴度误差较小又要将定位、夹紧、导向装置连接成一体，并能正确地安装在机床上，因此夹具体前面的结构要和定位、夹紧元件及操纵机构相连。根据本夹具特点，实现在一次装夹中，加工位置精度比较高的两个孔。夹具体的结构比较复杂，精度要求140高，因此用机械加工方法制造。由于夹具体结构比较复杂，夹具体需制造有锥孔与机床主轴端部相适应，并连接在一起。该夹具体根据C6140型普通车床的主轴结构设计的，该夹具不完全对称分布，考虑离心力和惯性力对切削加工带来的不利影响，需要设置平衡块。实际工作中，在夹具整体装配后，用静平衡的方法确定不平衡方向后，加装平衡块直到静平衡为止。4夹具的工作过程如图2所示，安装时，先把工件放到定位套3、摆动盘5和定位板11固定的位置，拧紧摆动盘上两个螺母12，插入锥销l7，这样完成定位；然后用两块压板l3压到工件的端面，再拧紧压板上的两螺母，开始加工第一个齿轮孔、端面、第一个轴孔及底平面D。待加工完第一组孔后，松开锁紧摆动盘的两个螺母12，拔出锥销l7，将摆动盘5以销轴l6为轴摆动，当另一分度孔对准夹具体上的定位锥孔时，插人锥销l7，拧紧摆动盘上两个螺母l2，将摆动盘5压紧在夹具体1上，即可镗第二组孔。誓图2夹具装配图1六角头螺栓2夹具体3定位套4紧定螺钉M45摆动盘6螺母M107可调轴承8弹簧9垫圈1O螺柱M1211定位板l2螺母M1213压板14平衡块15螺母M616销轴l7锥销5结语通过以上分析及计算，可