手柄零件的加工工藝設(shè)計

1、 手柄零件的加工工藝設(shè)計 陳衛(wèi)東Summary：工藝方案的合理設(shè)計是確保零件加工質(zhì)量的關(guān)鍵，也是技校機加工專業(yè)教學的難點和重點。本文以手柄零件為例指導技校學生運用所學專業(yè)知識自主設(shè)計出合理的工藝方案，保證了加工質(zhì)量，培養(yǎng)和提高了技校學生分析、處理和解決生產(chǎn)工藝問題的能力，收到較好的教學效果。Key：校企合作;手柄零件;工藝方案設(shè)計;工藝能力培養(yǎng)0 引言手柄零件如圖1所示，是校企合作中我校學生在企業(yè)進行生產(chǎn)實習時大批量生產(chǎn)的任務(wù)。為保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，學生們在本人的指導下對其生產(chǎn)工藝問題進行了分析和處理，設(shè)計出合理的工藝方案。1 零件加工工藝設(shè)計1.1 分析零件圖樣零件材料。該零件為機床

2、手柄，需要具有較好的強度、耐磨性和較好的減震性能，材料為HT200。形狀特征。該零件主要由柄部、底部和臂部組成。其中底部設(shè)計有20H7孔和12插銷孔、柄部設(shè)計有的孔，兩部分底面高度距離400.5mm。加工精度要求。加工精度包括尺寸精度、形狀精度和位置精度三方面。1）尺寸精度：底部孔直徑為20H7mm，柄部孔直徑為mm，兩孔底面高度距離尺寸為400.5mm、中心距離尺寸為1500.5mm;插銷孔與主動孔間中心距為130.5mm;2）位置精度：孔與20H7孔的平行度要求為0.1mm;12插銷孔與20H7孔的垂直度要求為0.1mm。表面質(zhì)量要求。表面質(zhì)量包括表面層的微觀幾何形狀誤差和表面層的物理、力

3、學性能兩個方面。該零件只是表面粗糙度有具體要求：1）12插銷孔為Ra12.5m;孔與20H7其兩端面及側(cè)面均為Ra3.2m;2）其余表面為毛坯表面。確定加工內(nèi)容。加工內(nèi)容的確定依據(jù)零件圖紙中所規(guī)定的加工精度和表面質(zhì)量的要求而定。根據(jù)以上分析，該零件加工內(nèi)容為：1）孔及其上下兩端面（表面粗糙度均為Ra3.2m）;2）20H7孔及其上下兩端面及側(cè)面（表面粗糙度均為Ra3.2m）;3）12銷孔（表面粗糙度為Ra12.5m）。1.2 備料方法的選取常用的備料方法有型材開料、鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件等。由于HT200（灰鑄鐵）屬于脆性材料，不能鍛造和沖壓，但該零件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所以該毛坯選用鑄件。1.3

4、 加工方法的選擇根據(jù)加工內(nèi)容的材料、形狀特征、加工精度和表面質(zhì)量的要求，該零件的加工方法確定如下：及20H7兩孔：孔徑較小、尺寸精度不算高、表面粗糙度均為Ra3.2m，采用先鉆后鉸削方法即可保證加工質(zhì)量;及20H7兩個孔的上、下端面：表面粗糙度均為Ra3.2m，采用精銑方法即可保證加工質(zhì)量;12孔：孔徑較小、無尺寸精度要求、表面粗糙度為Ra12.5m，采用鉆削方法即可保證加工質(zhì)量。1.4 加工順序的安排與工序劃分根據(jù)先面后孔原則，在加工孔之前先對孔口平面及側(cè)面進行加工，這樣可以提高孔加工時刀具的定位精度和裝夾穩(wěn)定性，從而提高加工質(zhì)量和刀具使用壽命;根據(jù)基面先行原則，精基準優(yōu)先加工，由圖樣可知，

5、該工件的設(shè)計基準為20H7孔及其下平面，20H7孔為其它兩個孔位置精度的設(shè)計基準、20H7孔下平面為零件高度方向尺寸設(shè)計基準。為提高定位精度，保證加工精度，該工件的精基準應(yīng)選用設(shè)計基準20H7孔及其下平面，優(yōu)先加工好以減小定位誤差;另外，考慮到和12兩個孔都與20H7孔有位置精度要求，為保證加工精度、提高生產(chǎn)效率，和12兩個孔最好是在同一道工序里以20H7孔作為定位精基準裝夾進行加工。綜合以上考慮，該工件加工順序及工序劃分如下：工序一：鉗工劃線，根據(jù)毛坯余量，找出20H7、兩個孔的中心線、水平方向的側(cè)母線，然后畫線。工序二：在立式銑床上，根據(jù)20H7、兩個孔的中心線、先加工20H7孔兩個側(cè)平面

6、至尺寸要求。工序三：然后在平中鉗上以20H7孔兩個側(cè)平面為裝夾基準，進行人工找正20H7、兩個孔的水平方向的側(cè)母線定位裝夾，在孔上、下平面加工時要進行輔助支承防止柄部振動、變形。加工20H7與兩個孔的上、下平面：粗、精銑20H7、孔上平面至加工要求粗、精銑20H7、孔下平面至加工要求。工序四：鉗工劃線，在20H7孔上平面找出其孔心位置。工序五：在立式鉆床上，以20H7孔下平面進行定位夾緊，加工20H7孔：鉆底孔16擴孔19.7鉸孔20H7至要求。工序六：在立式鉆床上，加工12、兩個孔。加工順序的安排：1）加工：鉆底孔7.8鉸孔至要求;2）12孔：一次性鉆至要求。機床夾具設(shè)計。1）由于該工序所加

7、工兩個孔相互垂直，且不在同一個平面里，要鉆完一個孔后工件翻轉(zhuǎn)90再鉆削另一個孔，因此要設(shè)計成翻轉(zhuǎn)式鉆床夾具。2）定位方案設(shè)計。為減小定位誤差，根據(jù)基準重合原則，選用20H7孔及其下平面作為定位精基準，用垂直放置的定位圓柱銷軸對其進行定位，使與之平行的孔與機床主軸平行，以便加工;另外，以20外圓后母線作為粗基準，用可調(diào)支承釘對其定位，對工件進行角度定位，使20H7、兩個孔中心連線與夾具體后平面平行，從而使12孔與夾具體后平面垂直，使機床夾具反轉(zhuǎn)90后12孔與機床主軸平行。3）由于工件臂部剛性差，如懸空鉆削孔會使臂部震動、變形，需在孔下平面使用一個螺旋輔助支承，通過調(diào)整輔助支承的高度，既提高工件剛

8、性，同時也可以減少加工誤差對定位精度的影響。4）夾緊裝置的設(shè)計。采用螺母墊圈夾緊方式，在定位圓柱軸上部設(shè)計成螺桿，利用開口墊圈及螺母對工件進行夾緊，達到結(jié)構(gòu)簡單、裝夾快速的效果。5）鉆模板設(shè)計。由于孔需鉆鉸兩個工步才能完成加工，在加工過程中需不斷更換鉆套，采用快換鉆套;而12孔只需一次鉆削即可完成，無需更換鉆套，采用固定鉆套即可。6）夾具體設(shè)計。夾具體采用兩塊45#鋼焊接而成，然后在機床上加工，保證平行度與垂直度，鉆模板采用銷釘與螺栓與夾具體聯(lián)接，機床夾具如圖2所示。2 教學效果在技校學生開展社會實踐生產(chǎn)活動中，指導學生們自己動手分析、制訂加工工藝方案并設(shè)計、裝配出機床夾具，對工件進行快速、準確地定位和夾緊，既提高了生產(chǎn)效率，又保證了產(chǎn)品質(zhì)量，從而使技校學生覺得技工教育學有所用，提高了技校