“床頭杠桿”零件的機械加工工藝規程及夾具設計

劉玉中

建德市輸送機械設備有限公司，浙江 建德 311602

隨著科學技術的進步和生產力的發展，不斷要求機械工業提供先進的技術裝備，研制新的產品品種，以滿足國民經濟持續發展和人民生活不斷提高的需要，但是在研究工藝問題上，可歸納為質量，生產率和經濟性三類：1）保證和提高產品質量：產品質量包括整臺機械的裝配精度、使用性能、使用壽命和可靠性等；2）提高勞動生產率：提高勞動生產率的方法一是提高切削用量、采用高速切削等；3）降低成本：要節省和合理選擇原材料，合理使用和改進現有設備。要在滿足質量要求的前提下，不斷提高勞動生產率和降低成本。

零件圖如下：

主要作用是：

1）傳遞扭矩，使機床傳動軸得到動力而轉動；

2）變速，改變齒輪的嚙合位置，使機床得到不同的轉速。

CW6163床頭杠桿有兩組平面，它們有嚴格的位置要求，現加工工藝分析如下：

2）以?35端面為基面的加工表面、這組加工表面包括：

零件圖中，兩個20的左端面為Ra1.6。25孔要達到IT7公差，內孔表面Ra值要達到1.6，說明與之配合的軸精度也應高，35外圓的尺寸精度為IT6，表面粗糙度Ra1.6。外圓的尺寸精度為IT7、Ra1.6。40f7對25f7的中心線跳動誤差為0.1mm。孔中心與20中心距為1150.01，要求同軸度誤差很小。可保證傳遞扭矩準確、平穩。零件毛坯為鑄件，要求表面沒有裂縫、砂眼等缺陷。一般鑄件后都存在內應力，且材料硬度較高，不利于切削加工。因此在切削加工前應進行時效處理，消除零件的內應力。

基準面對保證零件表面間的位置要求（位置尺寸、精度）和安排加工順序都有很大的影響。選得正確與合理，可使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則會造成大批零件報廢，使生產無法正常進行。粗基準的選擇:主要保證各加工表面有足夠多的余量，使不加工表面尺寸、位置符合要求，用未加工過的毛坯表面作基準。一般軸類零件以外圓作為基準。若以外圓為基準，則會造成8孔于20中心不對稱，應當選擇不加工表面中要求相對位置精度較高的不加工表面為粗基準。以50的輪廓作為主要定位面，用四爪卡盤夾持在50外圓柱上。精基準的選擇時，應保證加工精度和裝夾可靠方便，使定位準確。還應避免由于基準不重合而引起的誤差，所以選擇孔為主要基準，遵循基準重合原則。選擇25孔為基準。

制訂工藝路線的出發點,應當是使零件的幾何形狀尺寸精度及位置精度等技術要求能得到理想的保證。在生產綱領已確定為中批量生產的條件下，可以考慮萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。

工藝路線方案：

工序I：粗精車50右端面；

工序II:鉆-擴-鏜孔?25，選用CA6140；

工序III：粗、精車外圓?40、?35、兩?20右端面，選用CA6140機床；

工序IV： ?40和?35外圓倒角1×450，選用CA6140；

工序V：切槽3*0.5（兩個）、槽4、槽底為39+0.20選用CA6140；

工序VI：粗、精銑兩?20端面， ?50端面，選用KADA800數控，專用夾具；

工序VII：粗、精銑16×3.2鍵槽，選用KADA800數控，三爪卡盤；

工序VIII：鉆-擴-鏜通孔?8和?8倒角，選用KADA800數控X51，專用夾具；

工序IX: 鉆-擴-鏜不通孔?8和?8倒角，選用KADA800數控，專用夾具；

工序Ⅹ：終檢。

為了使夾具的設計方案最優，我們設計了很多方案，最后取兩套比較可行的進行比較。

方案一：夾具由一塊底板，一根心軸，兩個支撐桿，兩個定位銷和兩塊壓板組成。定位銷和心軸快速定位，限制X,Y方向上的自由度，壓板限制Z方向上的自由度，使被加工零件靜止不動，工樁防止零件加工時受力變形。

方案二：夾具由一塊底板，兩根心軸和一塊壓板組成，心軸限制X,Y方向上的自由度，壓板限制Z方向上的自由度。

第一套方案看似比第二套方案復雜，其實，在實際運用過程中并不比第二套方案麻煩多少。第一套設計方案幾乎考慮了所有的因素，在加工中更穩定，精度也比第二套高。第二套方案的結構比第一套簡單，可由于缺少了支撐桿的支撐，在加工中會因為受力的大小改變而發生不同程度上的變形，使加工精度下降，而且只有一塊壓板，零件在加工中不夠穩定，發生跳動。芯軸定位本身存在定位誤差，使用兩根軸心定位時誤差累積，使定位誤差增大。通過各方面的分析和比較發現第一套方案更加合理，選擇第一套設計方案。

[1]薛源順主編.機床夾具設計[M].機械工業出版社.

[2]李繼慶,李育錫主編.機械設計基礎[M].高等教育出版社.

[3]李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊[M].哈爾濱工業大學.

[4]陳宏鈞,馬素明,方向明主編.典型零件機械加工生產實例[M].機械工業出版社.