叉架類零件的加工

1、現(xiàn)代現(xiàn)代制造工藝學制造工藝學 叉架類零件的加工叉架類零件的加工 叉架類零件的加工叉架類零件的加工11.1 11.1 概述概述11.2 11.2 撥叉加工工藝過程分析撥叉加工工藝過程分析11.3 11.3 加工撥叉所用的夾具加工撥叉所用的夾具現(xiàn)代現(xiàn)代制造工藝學制造工藝學 叉架類零件的加工叉架類零件的加工教學要求：教學要求： 對叉架類零件的功用、結(jié)構特點、技術要求、毛坯種類有明確的認識。對叉架類零件的功用、結(jié)構特點、技術要求、毛坯種類有明確的認識。 掌握撥叉加工的定位基準選擇原則和方法。掌握撥叉加工的定位基準選擇原則和方法。 能夠根據(jù)撥叉的具體結(jié)構制訂合理的加工工藝路線。能夠根據(jù)撥叉的具體結(jié)構制訂

2、合理的加工工藝路線。 了解撥叉加工常用的夾具類型，掌握車床夾具的結(jié)構特點、設計方法了解撥叉加工常用的夾具類型，掌握車床夾具的結(jié)構特點、設計方法及與機床主軸的連接方式。及與機床主軸的連接方式。本章重點：本章重點： 撥叉加工的定位基準選擇。撥叉加工的定位基準選擇。 加工工藝路線制訂。加工工藝路線制訂。 車床夾具設計要點。車床夾具設計要點。本章難點：本章難點： 定位基準選擇。定位基準選擇。 加工工藝路線制訂。加工工藝路線制訂。 現(xiàn)代現(xiàn)代制造工藝學制造工藝學 第第1111章章 叉架類零件的加工叉架類零件的加工11.1 11.1 概述概述11.1.1 11.1.1 叉架類零件的功用和結(jié)構特點叉架類零件的

3、功用和結(jié)構特點 叉架類零件是機器中常用的零件，主要在變速機構、操縱機構和支承結(jié)構中叉架類零件是機器中常用的零件，主要在變速機構、操縱機構和支承結(jié)構中用于用于撥動、連接和支承傳動零件撥動、連接和支承傳動零件，如撥叉、連桿、杠桿、拉桿、搖臂、支架等零，如撥叉、連桿、杠桿、拉桿、搖臂、支架等零件。其功能是通過它們的件。其功能是通過它們的擺動或移動，實現(xiàn)機構的各種不同的動作擺動或移動，實現(xiàn)機構的各種不同的動作，如離合器的，如離合器的開合、快慢檔速度的變換、氣門的開關等。開合、快慢檔速度的變換、氣門的開關等。 叉架類零件的結(jié)構形狀多樣，差別較大，但都是由叉架類零件的結(jié)構形狀多樣，差別較大，但都是由支承部

4、分、工作部分和連支承部分、工作部分和連接部分組成，多數(shù)為不對稱零件接部分組成，多數(shù)為不對稱零件，具有凸臺、凹坑、鑄（鍛）造圓角、拔模斜度，具有凸臺、凹坑、鑄（鍛）造圓角、拔模斜度等常見結(jié)構。等常見結(jié)構。 其加工表面較多且不連續(xù)，其加工表面較多且不連續(xù)，裝配基準為多為孔，其加工精度要求較高；裝配基準為多為孔，其加工精度要求較高；工工作表面桿身細長，剛性較差易變形。作表面桿身細長，剛性較差易變形。 現(xiàn)代現(xiàn)代制造工藝學制造工藝學 第第1111章章 叉架類零件的加工叉架類零件的加工現(xiàn)代現(xiàn)代制造工藝學制造工藝學 第第1111章章 叉架類零件的加工叉架類零件的加工11.1.2 11.1.2 叉架類零件的技

5、術要求叉架類零件的技術要求 其一般主要技術要求項目有：其一般主要技術要求項目有： (1) (1) 基準孔的尺寸精度基準孔的尺寸精度為為IT7IT7IT9IT9級，級，形狀精度一般控制在孔徑公差之內(nèi)形狀精度一般控制在孔徑公差之內(nèi)，表面粗表面粗糙度糙度值值R Ra a為為3.23.20.8 m0.8 m。 (2) (2) 工作表面對基準孔的工作表面對基準孔的相對位置精度（如垂直度等）相對位置精度（如垂直度等）為為0.050.050.15 mm/100 mm0.15 mm/100 mm，工作表面的工作表面的尺寸精度尺寸精度為為IT5IT5IT10 IT10 級，級，表面粗糙度表面粗糙度值值R Ra

6、a為為6.36.31.6 m 1.6 m 。 11.1.3 11.1.3 叉架類零件的材料、毛坯和熱處理叉架類零件的材料、毛坯和熱處理 叉架類零件的材料多為叉架類零件的材料多為鑄件或鍛件鑄件或鍛件。 常用的材料為常用的材料為2020鋼、鋼、3030鋼、灰鑄鐵或可鍛鑄鐵鋼、灰鑄鐵或可鍛鑄鐵；近年來采用球墨鑄鐵代替鋼材，；近年來采用球墨鑄鐵代替鋼材，大大降低了材料消耗和毛坯制造成本。大大降低了材料消耗和毛坯制造成本。 叉架毛坯在叉架毛坯在單件小批生產(chǎn)時單件小批生產(chǎn)時，可以采用，可以采用焊接成形、自由鍛或木模鑄造焊接成形、自由鍛或木模鑄造； 大批量生產(chǎn)時，一般采用大批量生產(chǎn)時，一般采用模鍛或金屬模鑄

7、造模鍛或金屬模鑄造。 具有半圓孔的叉架類零件，可將其毛坯具有半圓孔的叉架類零件，可將其毛坯兩件連在一起鑄造，也可單件鑄造兩件連在一起鑄造，也可單件鑄造。 鑄件在毛坯鑄造、鑄件在毛坯鑄造、焊接成形焊接成形后需進行后需進行退火處理退火處理。 用中碳鋼制造的重要叉架零件，如內(nèi)燃機的連桿、氣門搖臂等，應進行用中碳鋼制造的重要叉架零件，如內(nèi)燃機的連桿、氣門搖臂等，應進行調(diào)質(zhì)或調(diào)質(zhì)或正火處理正火處理，以使材料具有良好的綜合力學性能和機械加工性能。，以使材料具有良好的綜合力學性能和機械加工性能。 現(xiàn)代現(xiàn)代制造工藝學制造工藝學 第第1111章章 叉架類零件的加工叉架類零件的加工11.2 11.2 撥叉加工工藝

8、過程分析撥叉加工工藝過程分析內(nèi)孔為設計基準和內(nèi)孔為設計基準和裝配基準裝配基準 ，孔小，孔小且深，較難加工且深，較難加工 兩側(cè)為主要工作兩側(cè)為主要工作表面表面 ，壁薄，剛，壁薄，剛性差，易變形性差，易變形 兩內(nèi)側(cè)面有加工兩內(nèi)側(cè)面有加工要求要求兩側(cè)有尺寸及位兩側(cè)有尺寸及位置度要求置度要求 現(xiàn)代現(xiàn)代制造工藝學制造工藝學 第第1111章章 叉架類零件的加工叉架類零件的加工 粗基準的選擇粗基準的選擇 選擇基準孔選擇基準孔14H914H9的的外圓外圓24作為粗基準作為粗基準，可保證不加工的外圓與內(nèi)孔壁，可保證不加工的外圓與內(nèi)孔壁厚均勻。選擇厚均勻。選擇叉腳叉腳K K面為粗基準限制移動自由度，可使不加工的叉

9、腳面（厚度面為粗基準限制移動自由度，可使不加工的叉腳面（厚度5 5 mmmm）與叉腳加工面兩側(cè)對稱）與叉腳加工面兩側(cè)對稱。 外圓外圓2424作為粗基準作為粗基準限制移動自由度的粗基準限制移動自由度的粗基準限制移動的定位釘限制移動的定位釘7 7限制限制4 4個自由度的個自由度的V V型塊型塊6 6夾緊用夾緊用V V型塊型塊4 4現(xiàn)代現(xiàn)代制造工藝學制造工藝學 第第1111章章 叉架類零件的加工叉架類零件的加工精基準的選擇精基準的選擇 內(nèi)孔內(nèi)孔14H9是撥叉零件的設計基準和裝配基準，是撥叉零件的設計基準和裝配基準，應選擇內(nèi)孔為精基準，限制四應選擇內(nèi)孔為精基準，限制四個自由度，符合基準重合原則個自由度

10、，符合基準重合原則。 撥叉零件結(jié)構復雜，壁薄剛性差，加工面多，撥叉零件結(jié)構復雜，壁薄剛性差，加工面多，選擇左端面限制移動自由度選擇左端面限制移動自由度，符，符合基準統(tǒng)一原則，且定位可靠，操作簡單方便。合基準統(tǒng)一原則，且定位可靠，操作簡單方便。 內(nèi)孔用來限制內(nèi)孔用來限制4 4個自由度個自由度左端面用來限制左端面用來限制1 1個移動自由度個移動自由度叉角內(nèi)側(cè)面用叉角內(nèi)側(cè)面用來限制來限制1 1個轉(zhuǎn)動個轉(zhuǎn)動自由度自由度現(xiàn)代現(xiàn)代制造工藝學制造工藝學 第第1111章章 叉架類零件的加工叉架類零件的加工 1、撥叉內(nèi)孔尺寸、形狀精度要求較高，且為深孔加工：、撥叉內(nèi)孔尺寸、形狀精度要求較高，且為深孔加工： 般采

11、用般采用鉆、擴、鉸鉆、擴、鉸或或鉆、鏜鉆、鏜方案，方案， 多種撥叉多種撥叉的成組加工，更多采用的成組加工，更多采用鉆、拉鉆、拉方案。方案。 鉆孔常在車床上進行，工件回轉(zhuǎn)，且首先加工端面，可防止鉆頭產(chǎn)生偏移。鉆孔常在車床上進行，工件回轉(zhuǎn)，且首先加工端面，可防止鉆頭產(chǎn)生偏移。 2、叉腳兩側(cè)面對基準孔有較高的垂直度要求，表面粗糙度值較小；而且叉腳處、叉腳兩側(cè)面對基準孔有較高的垂直度要求，表面粗糙度值較?。欢也婺_處剛性較差，易變形，應剛性較差，易變形，應分粗、精銑兩次加工完成分粗、精銑兩次加工完成，且粗、精銑分開，并在，且粗、精銑分開，并在精銑之前將精銑之前將基準內(nèi)孔精拉修正以提高加工精度基準內(nèi)孔精

12、拉修正以提高加工精度。 3 3加工順序安排加工順序安排 遵循加工分階段粗、精加工遵循加工分階段粗、精加工分開的原則（分開的原則（原因是零件結(jié)構復原因是零件結(jié)構復雜、壁厚不均雜、壁厚不均）。）。 成批生產(chǎn)以成批生產(chǎn)以工序分散較為有工序分散較為有利利，使工件在各工序之間能充分，使工件在各工序之間能充分變形，以變形，以確保各表面相互位置精確保各表面相互位置精度度?，F(xiàn)代現(xiàn)代制造工藝學制造工藝學 第第1111章章 叉架類零件的加工叉架類零件的加工 根據(jù)以上分析，制定出以下?lián)懿婕庸すじ鶕?jù)以上分析，制定出以下?lián)懿婕庸すに嚬に嚶肪€藝工藝路線現(xiàn)代現(xiàn)代制造工藝學制造工藝學 第第1111章章 叉架類零件的加工叉架類

13、零件的加工11.3 11.3 加工撥叉所用的夾具加工撥叉所用的夾具現(xiàn)代現(xiàn)代制造工藝學制造工藝學 第第1111章章 叉架類零件的加工叉架類零件的加工 撥叉結(jié)構形狀復雜，剛性差，易變形且加工精度要求較高，需采用專用夾具進行撥叉結(jié)構形狀復雜，剛性差，易變形且加工精度要求較高，需采用專用夾具進行加工。常見的有加工。常見的有車床夾具、鉆床夾具和銑床夾具車床夾具、鉆床夾具和銑床夾具等，本節(jié)僅介紹車床夾具設計要點。等，本節(jié)僅介紹車床夾具設計要點。1 1車床專用夾具的分類車床專用夾具的分類1) 1) 安裝在車床主軸上的專用夾具安裝在車床主軸上的專用夾具(1) (1) 心抽類車床夾具心抽類車床夾具 該類夾具多用

14、于工件以內(nèi)孔為定位基準，加工外圓柱面的情該類夾具多用于工件以內(nèi)孔為定位基準，加工外圓柱面的情況。心軸以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合聯(lián)接，用拉桿拉緊。有的心軸以中心孔與況。心軸以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合聯(lián)接，用拉桿拉緊。有的心軸以中心孔與車床前后頂尖配合使用，由雞心夾頭或自動撥盤傳遞扭矩。車床前后頂尖配合使用，由雞心夾頭或自動撥盤傳遞扭矩。(2) (2) 卡盤類車床夾具卡盤類車床夾具 該類車床夾具的零件大都是回轉(zhuǎn)體或?qū)ΨQ零件，因而卡盤類該類車床夾具的零件大都是回轉(zhuǎn)體或?qū)ΨQ零件，因而卡盤類車床夾具的結(jié)構基本上是對稱的，回轉(zhuǎn)時的不平衡影響較小。車床夾具的結(jié)構基本上是對稱的，回轉(zhuǎn)時的不平衡影響較小。心

15、軸類車床夾具心軸類車床夾具拉桿拉桿莫氏錐柄莫氏錐柄錐堵（兩端）錐堵（兩端）卡盤類車床夾具卡盤類車床夾具現(xiàn)代現(xiàn)代制造工藝學制造工藝學 第第1111章章 叉架類零件的加工叉架類零件的加工(3) (3) 角鐵式車床夾具角鐵式車床夾具 該類夾具主要適用于以下兩種情況：該類夾具主要適用于以下兩種情況：工件的主要定位基準是平面工件的主要定位基準是平面，要求被加，要求被加工表面的軸線對定位基準面保持一定的位置關系（平行或成一定角度）。工件定工表面的軸線對定位基準面保持一定的位置關系（平行或成一定角度）。工件定位基準雖然不是與被加工表面的軸線平行或成一定角度的平面，但由于工件外形的位基準雖然不是與被加工表面的

16、軸線平行或成一定角度的平面，但由于工件外形的限制，限制，不適于采用卡盤式夾具，而必須采用半圓孔或不適于采用卡盤式夾具，而必須采用半圓孔或V V形塊定位件的情況。形塊定位件的情況。 角鐵類車床夾具角鐵類車床夾具(4) (4) 花盤式車床夾具花盤式車床夾具 該類車床夾具的基本該類車床夾具的基本特征是夾具體為一個大圓盤形零件。在花盤特征是夾具體為一個大圓盤形零件。在花盤式夾具上加工的式夾具上加工的工件一般形狀都比較復雜工件一般形狀都比較復雜。 花盤式車床夾具花盤式車床夾具現(xiàn)代現(xiàn)代制造工藝學制造工藝學 第第1111章章 叉架類零件的加工叉架類零件的加工12.3.2 12.3.2 車床夾具設計要點車床夾

17、具設計要點1 1定位裝置的設計特點定位裝置的設計特點 在車床上加工旋轉(zhuǎn)表面時，要求在車床上加工旋轉(zhuǎn)表面時，要求工件加工面的回轉(zhuǎn)軸線與車床主軸的回轉(zhuǎn)軸線一工件加工面的回轉(zhuǎn)軸線與車床主軸的回轉(zhuǎn)軸線一致致，夾具定位裝置的結(jié)構與布置，必須予以保證。，夾具定位裝置的結(jié)構與布置，必須予以保證。 2 2夾緊裝置的設計特點夾緊裝置的設計特點 由于車削時工件和夾具一起隨主軸作旋轉(zhuǎn)運動，由于車削時工件和夾具一起隨主軸作旋轉(zhuǎn)運動，工件受切削扭矩、離心力的作用。工件受切削扭矩、離心力的作用。離心力會降低夾離心力會降低夾緊機構產(chǎn)生的夾緊力的作用緊機構產(chǎn)生的夾緊力的作用。此外，工件的位置相。此外，工件的位置相對于切削力和

18、重力的方向來說是變化的，因此，要對于切削力和重力的方向來說是變化的，因此，要求夾緊機構所產(chǎn)生的求夾緊機構所產(chǎn)生的夾緊力必須足夠，且自鎖性能夾緊力必須足夠，且自鎖性能要好，以防止工件在加工中松動要好，以防止工件在加工中松動。 不合理的夾緊力施加方式不合理的夾緊力施加方式3 3車床夾具與機床主軸的聯(lián)接車床夾具與機床主軸的聯(lián)接 夾具的回轉(zhuǎn)軸線與車床的回轉(zhuǎn)軸線夾具的回轉(zhuǎn)軸線與車床的回轉(zhuǎn)軸線必須有較高必須有較高的同軸度的同軸度。 4 4對車床夾具總體結(jié)構的要求對車床夾具總體結(jié)構的要求(1)(1) 結(jié)構緊湊、懸伸短結(jié)構緊湊、懸伸短 (2) (2) 平衡和配重平衡和配重 (3) (3) 安全安全 現(xiàn)代現(xiàn)代制造工藝學制造工藝學 第第1111章章 叉架類零件的加工叉架類零件的加工小結(jié)：小結(jié)： 叉架類零件是機器中常用的零件，主要在變速機構、操縱機構和支承結(jié)構中用于叉架類零件是機器中常用的零件，