端盖零件分度装置及其夹具设计说明书

2013 年 1 月第 41 卷 第 2 期机床与液压 201341 2103969/j. 1001 3881. 2013. 02. 010收稿日期 : 2011 12 22作者简介 : 曹永洁 ( 1982) ， 男 ， 硕士研究生 ， 讲师 ， 主要研究方向为数控技术 、夹具设计 。E 63. 盖零件分度装置及其夹具设计曹永洁( 上海工程技术大学 ， 上海 200437)摘要 : 对端盖零件进行加工工艺分析 ， 需要为均匀分布在径向的 8-6 设计一套分度装置 。在分析常见的分度装置后 ， 根据零件的具体要求设计了一套带径向分度装置的钻床夹具 ， 该夹具具有快速分度 、定位 、夹紧等功能 ， 提高了生产效率 ， 降低了加工成本 。关键词 : 工艺分析 ; 分度装置 ; 夹具设计中图分类号 : 献标识码 : A 文章编号 : 1001 3881 ( 2013) 2 030 300437， of A of to -6 mm a a of is to It to 就是能够实现角向或直线均分的装置 。一般情况下 ， 工件装夹到夹具中后 ， 先加工好一个表面 ， 在不松开工件的情况下 ， 让夹具上的活动部分与工件一起转过一定的角度或移过一定的距离 ， 再加工工件下一个表面 。常见的需要分度装置的零件如图 1 所示 。图 1 中 ( a) 、 ( b) 两图是在工件上钻 、铰一组等分或不等分的孔 ，( c) 、( d) 两图是在工件上铣一组等距或不等距的槽 1。文中将介绍一套径向孔加工使用的分度装置及其夹具 。图 1 典型分度类加工零件示例1 零件图分析文中加工的端盖零件如图 2 所示 ， 零件的毛坯为 45 号钢 、棒料 ， 技术要求与尺寸精度都不高 ，生产批量为 3000 件 。根据以机床为工序划分的原则 ， 零件的加工可分为车削加工 、钻孔加工两大工序 。车削工序依次完成如下内容 : 车外圆 ， 保证45 圆 车端面 ， 保证总长 20 、精割槽 ， 保证宽度为 5 度为 10 15至 13. 8 、精车内孔至尺寸要求钻8-6 ， 钻通即可 。其中 ， 8-6 孔位于零件的径向 ， 加工的时候需要一套分度装置 ， 以提高加工效率 。图 2 端盖的零件图2 分度装置设计分度精度主要取决于分度副的精度 ， 而分度副的精度主要取决于分度盘和分度定位器的相互位置和结构形式 。常见的分度副 ( 如图 3 所示 ) 有 : 钢球定位 ( 图 ( a) ) ， 圆柱销定位 ( 图 ( b) ) ， 圆锥销 、双斜面销定位 ( 图 ( c) ) ， 带斜面圆柱销 、单斜面销定位( 图 ( d) ) ， 正多面体定位 ( 图 ( e) ) 等 2。图 3 常见的定位分度副结构在分度装置中 ， 分度盘上的分度孔 ( 槽 ) 离分度盘的中心越远 ， 由分度孔 ( 槽 ) 与定位销的配合间隙所引起的定位误差越小 。显然在分度盘直径相同的情况下 ， 径向分度比轴向分度精度要高 。但轴向分度结构紧凑 ， 占空间位置较小 ， 有时用轴向分度较方便 。由零件的设计要求可知 ， 8-6 的分度精度要求较低 ， 因此 ， 采用圆柱销定位分度结构 ， 该结构简单 、制造容易 ， 如图 4 所示 。图 4 专用分度盘操纵分度销动作的机构形式很多 ， 有手动 、脚踏 、气动 、液动和电动等 。而手动操纵机构按其操作方式有直拉式和侧面操纵式等 。直拉式分度销的结构尺寸已有标准 。图 5 所示为文中的设计方案 。当拉出手柄时 ， 即拔出定位销 ， 转动手柄 45， 由弹簧将定位销推入工作位置 。在弹簧作用下 ， 使分度定位器插入下一个分度孔 ， 完成分度 。图 5 手拉式分度定位器3 夹具设计根据零件的工艺分析 ， 需要一套带分度装置的专用夹具 ， 文中设计的钻床径向分度夹具如图 6 所示 。工件以圆柱内孔和端面为基准 ， 在转轴 6 和分度盘 9上定位 ， 实现了 5 个自由度的限制 ， 通过开口垫圈 4与螺母 5 夹紧工件 。加工 8-6 时 ， 工件 、转轴6 和分度盘 9 为一个整体 ， 在分度插销 3 拔出后 ， 转动手柄 17 即可实现工件的分度 ， 通过插销 3 实现下一个孔的定位 。图 6 带分度装置的夹具图在该工步 8-6 的加工中 ， 径向尺寸 14 0. 05 设计要求 。工件以该尺寸的设计基准为定位基准 ， 即基准重合 ， 所以 ， 基准不重合误差 B=0。同时 ， 工件以平面定位 ， 所以 ， 因定位基准发生位移所引起的定位误差 Y= 0。该夹具的定位误差D= B+ Y=0 K/3， 即满足设计要求 。13第 2 期 曹永洁 : 端盖零件分度装置及其夹具设计由于零件的批量为 3 000 个 ， 小于钻套的平均寿命 10 000 15 000 次 ， 且表面粗糙度与尺寸精度要求均较低 ， 所以采用固定钻套即可满足加工要求 。如果孔的表面粗糙度与尺寸精度要求较高 ， 则可以采用如图 7 所示的快换钻套形式 。图 7 快换钻套设计夹具体时 ， 常见的结构有两种 : 铸件 、机械联接件 ， 如图 8 所示 。图 8 常见夹具体结构形式考虑到夹具单件生产的特点 ， 选用机械联接件结构形式 ， 具体的设计如图 9 所示 。图 9 机械联接件夹具体结构图4 结束语通过分析端盖零件的工艺 ， 设计了一套专用的带分度装置的钻床夹具 。生产的夹具经试用既能满足产品的设计要求 ， 又能保证产品的生产效率 ， 降低了加工成本 。参考文献 :【1】刘守勇 机械制造工艺与机床夹具 M 北京 : 机械工业出版社 ， 2010【2】张进生 机械制造工艺与夹具设计手册 M 北京 : 机械工业出版社 ， 1995【3】南文虎 一种自动定心夹具的设计 J 机床与液压 ，2011， 39( 18) : 32 33【4】沈则亮 真空吸附铣削夹具的设计及其应用 J 机床与液压 ， 2011， 39( 16) : 43 44， 68( 上接第 20 页 )参考文献 :【1】成大先 机械设计手册 轴承单行本 M 北京 : 化学工业出版社 ， 2004【2】冈本纯三 球轴承的设计计算 M 黄志强 ， 译 北京 : 机械工业出版社 ， 2003【3】万长森 滚动轴承的分析方法 M 北京 : 机械工业出版社 ， 1985【4】滚动轴承综合样本 日本精工株式会社 ， 1997【5】李正峰 冲击式破碎机转子轴承公差配合及游隙的合理选择 J 煤矿机械 ， 2007( 9) : 12 14【6】哈里斯 ， N， 罗继伟 ， 等 滚动轴承分析 M 北京 : 机械工业出版社 ， 2010【7】王正君 ， 徐一春 ， 张善青 机床主