我叉桿零件工藝與工裝

1、一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1、零件分析1. 首先在對(duì)加工零件進(jìn)行充分的工藝分析，確定零件的編程坐標(biāo)系，計(jì) 算零件的幾何元素坐標(biāo)參數(shù)。確定鉆孔或擴(kuò)孔、鏜孔和锪孔的中心坐標(biāo)，銑面 時(shí)的起點(diǎn)坐標(biāo)和終點(diǎn)坐標(biāo)，兩端點(diǎn)坐標(biāo)。2. 其次零件加工工藝路線或加工順序。根據(jù)零件圖、零件的制造材料、 零件的質(zhì)量要求確定主運(yùn)動(dòng)的啟動(dòng)、停止、方向、變速；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度大 ?。贿x擇刀具的參數(shù)及冷卻液開、關(guān)等輔助裝置的動(dòng)作。3. 根據(jù)零件的形狀和加工位置設(shè)計(jì)制造其專用夾具，適合于工件的大批 量生產(chǎn)。4. 零件的圖形、尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度、材料、熱處理及 其他技術(shù)要求要表示的清晰明了。5. 要做到加工效率

2、高、加工質(zhì)量符合要求、加工費(fèi)用低等要求。基本尺寸考慮材料力學(xué)性能：強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度；內(nèi)外表面質(zhì)量十字接頭此零件用于兩軸 ,桿之間連接傳遞 , 扭力或運(yùn)動(dòng)的中 間聯(lián)接器所以對(duì)韌性和強(qiáng)度耐磨度有一定的要求 . 如零件圖所示該零件主 要加工表面及技術(shù)要求分析如下 .1. 零件整體在未注尺寸公差為IT14級(jí).這對(duì)一般的銑削加工都不難打到.2. 零件的形位公差要求也不高.它是GBIT1184-1996K級(jí)也較容易達(dá)到.3. T1.T2.T3.T4.T5.T6表面2、選材接頭的許用應(yīng)力和安全系數(shù)的關(guān)系：（T = c° /n=96.67MPa113.33MPa<極限應(yīng)力（

3、T ° ,n=3）脆性材料的（T ° =c b。安全系數(shù)n反映了構(gòu)件的強(qiáng)度儲(chǔ) 備。脆性材料的n=23.5或是39。（T =290 / 3=96.67MPa拉伸的強(qiáng)度計(jì)算：（T =N/AW （T =96.67*AazN < (T *A材料為QT5003、材料特性牌號(hào)抗拉強(qiáng)度B B屈服硬度B延伸率S %布氏硬度HBN/ u u 2 ( c / u u 2 >N/ mm( kgf / mm2 >QT400-184002501 8130-18QT400-154002501 2130-18QT400-1045031 01 0160-210QT5 0 0- 75003

4、207170-230QT6 0 0- 36003703190-270QT7 0 0- 27004202225-305QT8 0 0- 28004802245-335QT9 0 0- 29006002280-3604、確定生產(chǎn)類型根據(jù)要求此零件為中批生產(chǎn)。二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖1、毛坯根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，根據(jù)其結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和材料性能毛 坯的鑄造方法選用-低壓鑄造毛坯公差等級(jí)-IT8級(jí)球墨鑄鐵：在鐵水 球墨生鐵）澆注前加一定量的球化劑 硅，鎂）使鑄鐵 中石墨球化，因?yàn)樘家郧驙畲嬖谟阼T件基體中，改善其對(duì)基體的割裂作用，球 墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度，塑性，沖擊韌性大大提

5、高，并且有耐磨，減震。工藝性能好，成本低等優(yōu)點(diǎn)因?yàn)榱慵鬅o砂眼，所以在毛坯鑄造時(shí)要注意氣孔的產(chǎn)生氣孔原因：1 空氣夾雜在熔湯中 2氣體的來源：熔解時(shí)、在料管中、在模具中、離型劑改善方法：1 適當(dāng)?shù)穆? 檢查流道轉(zhuǎn)彎是否圓滑，截面積是否漸減3 檢查逃氣道面積是否夠大，是否有被阻塞，位置是否位於最后充填的地方4 檢查離型劑是否噴太多，模溫是否太低5 使用真空.2、零件毛胚圖的分析要求：表面清晰，無毛刺，尺寸精度如上圖。表面粗糙度要求高。三、選擇加工方法，制定工藝路線1、加工工藝路線1. 定位基準(zhǔn)的選擇正確地選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工藝過程的一向重要內(nèi)容，也是保證加工精度 的關(guān)鍵。定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)和

6、粗基準(zhǔn)。對(duì)于無合適定位面的零件可在毛坯上 另外專門設(shè)計(jì)或加工出定位表面，稱為輔助基準(zhǔn)。<機(jī)械制造基礎(chǔ)P254)2. 擬定工藝路線<1> .確定各表面的加工方法工件各加工表面的加工方法和加工次數(shù)是擬定工藝路線的重要內(nèi)容。主要 依據(jù)零件各加工表面本身的技術(shù)要求確定，同時(shí)還要綜合考慮生產(chǎn)類型、零件 的結(jié)構(gòu)形狀和加工表面的尺寸、工廠現(xiàn)有的設(shè)備情況、工件材料性質(zhì)和毛坯情 況等。各種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度和粗糙度如下：表面加工的經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度序號(hào)加工方法經(jīng)濟(jì)精度vlT)表面粗糙度Ra(u m>適用范圍1粗銑11 1325 6.3適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗銑-半精銑8106.3

7、 3.23粗銑-半精銑-精銑691.6 0.84粗詵半精詵精詵拋光680.2 0.0255粗銑-半精銑-精銑-磨削680.8 0.4適用于淬火鋼、未淬火鋼6粗詵-半精詵-粗磨-精磨570.4 0.17粗詵-半精詵-粗磨-精磨-超精加工560.1 0.0128粗銑f半精銑f精銑f精磨f研磨5級(jí)以上<0.19粗銑f半精銑f精銑f精磨f超精磨5級(jí)以上<0.0510粗詵半精詵精詵拋光560.2 0.025適用于有色金屬<2>加工順序的安排在確定了零件各表面的加工方法之后，就要安排加工的先后順序。零件加工順 序是否合適，對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性有著較大的影響。1. 機(jī)械加工順序

8、的安排在安排機(jī)械加工順序時(shí)，一般遵循先粗后精、先面后孔、先主后次、基 準(zhǔn)先行的原貝U。對(duì)于工序內(nèi)容復(fù)雜的零件則視具體情況采取工序集中與分散的原則 處理。2. 加工階段的劃分對(duì)于精度和表面質(zhì)量要求較高的零件，應(yīng)將粗、精加工分開進(jìn)行。為 此，一般將整個(gè)工藝過程劃分階段，按加工性質(zhì)和作用不同，一般劃分 為粗加工階段、半精加工階段、精加工家段和光整加工階段。這對(duì)于保 證零件加工質(zhì)量、合理使用機(jī)床設(shè)備、及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷及合理安排熱 處理工序等有很大好處。3. 熱處理工序的安排熱處理工序主要用來改善材料的性能及消除應(yīng)力。熱處理的方法、 次數(shù)和在工藝路線中的位置，應(yīng)根據(jù)零件材料和熱處理的目的而定。如 圖1-

9、4所示為熱處理工序安排圖。毛坯粗加工 f 半精加工 f 精加工 f 拋光4. 合理安排輔助工序輔助工序種類很多，主要包括檢驗(yàn)、劃線、去毛刺、清洗、平衡、退磁、防銹、包裝等，根據(jù)工藝需要穿插在工序中。2、確定工序尺寸及其公差工序順序確定后，就要計(jì)算各個(gè)工序加工時(shí)所應(yīng)達(dá)到的工序尺寸及其公 差。工序尺寸公差一般按經(jīng)濟(jì)加工精度確定，但就其性質(zhì)和特點(diǎn)而言，一般可 以歸納為兩類：1基準(zhǔn)重合時(shí) 定位基準(zhǔn)或工序基準(zhǔn)重合）工序尺寸的計(jì)算 當(dāng)確定了各個(gè)工序間余量和工序所能達(dá)到的加工精度后，將余量一層 層疊加在被加工表面上，計(jì)算順序是從最后一道工序開始，由后往前推， 就可計(jì)算出每道工序的工序尺寸。2基準(zhǔn)不重合時(shí)工序

10、尺寸的計(jì)算 在零件的加工過程中為了加工和檢驗(yàn)的方便可靠，或因?yàn)榱慵砻娴?多次加工等原因，往往不能直接采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)，會(huì)出現(xiàn)基準(zhǔn)不 重合的情況。形狀復(fù)雜的零件在加工過程中需要多次轉(zhuǎn)換定位基準(zhǔn)，這時(shí) 工藝尺寸的計(jì)算微比較復(fù)雜，應(yīng)利用尺寸鏈原理進(jìn)行分析和計(jì)算，并對(duì)工 序余量進(jìn)行必要的驗(yàn)算 是否夠切）以確定工序尺寸及其公差。3、確定切削用量 在單件小批生產(chǎn)中，各工序的切削用量一般又操作工人根據(jù)具體情況 自己確定，以簡(jiǎn)化工藝文件。在大批大量生產(chǎn)中則應(yīng)科學(xué)地、嚴(yán)格地選擇切學(xué)用量，以充分發(fā)揮高 效率設(shè)備的潛力和作用。切學(xué)用量的選用與下列因素 關(guān)：生產(chǎn)率，加工 質(zhì)量 主要是表面粗糙度），切削力所引起

11、的工藝系統(tǒng)的彈性變形，工藝 系統(tǒng)的振動(dòng)，刀具的耐用度，機(jī)床功率等。在綜合考慮上訴因素的基礎(chǔ) 上，使背吃刀量ap,進(jìn)給量f,切削速度v的乘積最大。一般應(yīng)先盡量取 大ap，其次盡量取大f,最后取合適的v。四、工序設(shè)計(jì)1、機(jī)床及工藝設(shè)備的選擇1）選擇機(jī)床 選擇機(jī)床和工藝裝備的總原則是根據(jù)生產(chǎn)類型與加工要求使所選擇的機(jī)床及工藝裝備既能保證加工質(zhì)量，又經(jīng)濟(jì)合理。 基于次原則本叉桿設(shè)計(jì)所選機(jī)床如下： 數(shù)控機(jī)床、銑床、鉆床、磨床等 <具體銑床類型及型號(hào)請(qǐng)看工藝卡片）。<2 ）選擇夾具 粗銑、半精銑可采用壓板對(duì)底面進(jìn)行固定。 紅金控可以用直徑10mm勺銑刀直接銑出。<3）選擇量具粗加工、半精

12、加工可選用通用量具。I大端面工序尺寸中無高公差，而查參考文獻(xiàn)知計(jì)量器具不確定度允 許值為0.012mm故選擇分度值為0.01mm的游標(biāo)卡尺，其不確定度值 為0.006mm 可滿足要求。U仿形銑工序中軸向尺寸32f6其上偏差為-0.025，下偏差為-0.041 ，查表并根據(jù)有關(guān)公式計(jì)算得，計(jì)量器具不確定度允許值為 0.045mm查參考文獻(xiàn)選擇分度值為 0.02mm的游標(biāo)卡尺，其不確定值可 滿足要求。川精加工工序?yàn)榱慵旯こ叽纾纫蟾?，若用通用量具，需選用 比較儀、指示表，使用不便。故宜選用專用量具。內(nèi)圓測(cè)量宜采用卡規(guī)，測(cè)量時(shí)要注意從相互垂直的兩個(gè)方向測(cè)量。五、夾具設(shè)計(jì)1、夾具設(shè)計(jì)的目的和要求

13、目的1 保證加工精度2提高勞動(dòng)生產(chǎn)率3改善工人勞動(dòng)條件4降低生產(chǎn)成本5擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍要求1保證工件的加工精度2提高生產(chǎn)效率3工藝性好4使用性好5經(jīng)濟(jì)性好2、夾具設(shè)計(jì)步驟 1夾具類型的選擇 根據(jù)本叉桿加工要求及其工藝性，在銑孔時(shí)所用夾具為專用夾具， 故無須浪費(fèi)人力、物力設(shè)計(jì)新夾具。因?yàn)樵摴ぜa(chǎn)為中批量生產(chǎn)，且工件體積小，結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，從經(jīng) 濟(jì)耐用的要求考慮，本工序加工家具不適宜太復(fù)雜，自動(dòng)化聲度不宜太 高。故擬定選用簡(jiǎn)單的 V 形塊定位螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。2. 定位裝置的設(shè)計(jì)<1 ）定位方案的確定<2 ）定位誤差分析3. 夾緊裝置設(shè)計(jì)<1 ）夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)該產(chǎn)品不是批量生產(chǎn)，因

14、此夾具的夾緊機(jī)構(gòu)不用太過復(fù)雜，自動(dòng)化程度也不能太高，采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，采用 M12 螺栓作為夾具 夾緊螺栓。<2 ）夾緊力的計(jì)算 根據(jù)理論力學(xué)的力平衡理論，夾緊摩擦力矩應(yīng)與銑削力矩平衡，即M摩=M切。銑削力矩M切的計(jì)算和夾緊力的計(jì)算3、工件的夾緊方式，計(jì)算夾緊力并設(shè)計(jì)夾緊裝置 夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)保證工件夾緊可靠安全不破壞工件的定位及夾壓表面的精 度和粗糙度。在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)必須合理選擇夾緊力的方向和作用點(diǎn)，必要時(shí) 還應(yīng)進(jìn)行夾緊力的估算。（1>切削力的計(jì)算 （C a 吃刀量 f 進(jìn)給量 v 切削速度 k 修正系數(shù) >0.75 0Fz=9.81Cafvk=9.81 X 180 X 0

15、.2 X 4 X 10 X <300/190 ) X 0.55 X1.8=1561.18N0.90.750Fy=9.81Cafvk=9.81 x 94 x 0.2 x 4 x 10 x <300/190 ） x 1.3 x 1.63=1795.36N1.20.650Fx=9.81Cafvk=9.81 x 54x 0.2 x 4 x 10 x <300/190） x 1.1 x 0.7=1092.82N 2 2 2故總的切削力F=【Fz_+ Fy + Fx 】開平方根=2618.27N（2>夾緊力的計(jì)算Fwk=KM/LF<Fw實(shí)際夾緊力,M切削力矩丄壓板長(zhǎng)度,F進(jìn)給

16、量）=0.1 x 2618.27 x 20 /50 x 0.2=523.65N在確定夾緊力的大小時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系 統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力。夾緊力 <大型工件還應(yīng)考慮重力，慣性力等）的作用 情況，找出加工過程中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊 力，最后再乘以安全系數(shù)。4、夾具零件圖此叉桿夾具圖形如下：Q XWD «ni.D WD：V) »AQ)祜式 TA© 繪功 標(biāo)逵蝕 修改啊 «( PW0002 PKT Z7RKM Z7TOF OFftOJT 哭 PRTJSYSJIEF li G竝伸I '<

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