基于創(chuàng)新的舞動平臺關(guān)鍵零件的制造

【摘 要】介紹基于創(chuàng)新的舞動平臺機械關(guān)鍵零件加工過程，舞動平臺是能夠達(dá)到帶動平板電腦的左右、前后擺動和一定角度內(nèi)的傾斜的功能。該平臺是由學(xué)生制造的機械裝置，它的關(guān)鍵零件萬向節(jié)球芯的加工精度直接影響機構(gòu)能否完成平臺的左右和前后擺動得的動作，因此其加工的質(zhì)量是極其重要的。以下是對學(xué)生關(guān)于關(guān)鍵零件萬向節(jié)球芯加工工藝設(shè)計和制造加工的工作流程的介紹。

【關(guān)鍵詞】關(guān)鍵零件；工藝設(shè)計；制造加工；工作流程

高等職業(yè)院校機械類專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)不但要具有系統(tǒng)專業(yè)知識，還必須具有掌握熟練的技能和專業(yè)知識融合能力，只有這樣才能為今后從事專業(yè)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。為了培養(yǎng)學(xué)生的動手和融合能力，學(xué)生的大部分學(xué)習(xí)應(yīng)該是在實驗室、實訓(xùn)室、實習(xí)工廠及工廠完成，用以對高等職業(yè)教育中兩個非常重要的方面——融合能力和動手能力進(jìn)行提升。

1.學(xué)習(xí)載體的選擇

教學(xué)載體是承載教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)，為學(xué)生提供相應(yīng)信息的實物。高職階段教學(xué)載體需要既有具有啟發(fā)性和工程實踐性，有能夠?qū)⑾嚓P(guān)專業(yè)知識融會貫通的具體實物。舞動平臺的設(shè)計與制作是與學(xué)生生活相關(guān)，與專業(yè)知識緊密結(jié)合的產(chǎn)品設(shè)計，其物理樣機的制作成功容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在舞動平臺中，萬向節(jié)球芯與軸碗為執(zhí)行部件，固定平臺架、擺動平臺、底座等為板材支撐件，連接件、絲杠、中柱等為標(biāo)準(zhǔn)件。其中萬向節(jié)球芯難易程度適中且具有實用價值，因此選擇以萬向節(jié)球芯作為學(xué)習(xí)載體，引導(dǎo)學(xué)生完成從一張圖紙到一個合格工件的加工過程。使學(xué)生實現(xiàn)從零件圖識讀到機床選用、毛坯選擇、刀具選擇、夾具選擇、量具選擇、加工順序選擇、測量方式確定以及進(jìn)行加工制造等過程的實際體驗。

2.工藝設(shè)計

工藝是零件加工中的首要問題。它是通過對零件圖的識讀，采集零件的形狀、尺寸精度、表面粗糙度及形位公差等相關(guān)信息，來決定毛坯形式、機床、裝夾方式、加工刀具、測量量具、零件的加工順序及切削參數(shù)的選定等。零件分析環(huán)節(jié)很重要，零件分析出現(xiàn)問題，往往會導(dǎo)致零件不能繼續(xù)加工完成。尤其是零件的加工順序更為重要的，加工順序錯誤往往致使零件無法裝夾，增加加工難度。 需要多次裝夾加工的零件，合理的加工順序，會降低加工難度，提高加工效率，更易保證零件的加工精度。

2.1分析零件的圖紙

該零件由兩臺階圓柱及半球體組成，其中Φ12外圓柱面與SR15球體同軸度要求Φ0.025mm。材料為45號鋼。該零件為回轉(zhuǎn)類零件，選用CK6140數(shù)控車床加工，采用通用夾具三爪自定心卡盤來裝夾。

2.2確定零件的確定加工順序及進(jìn)給路線

本零件的加工順序是按先粗后精的原則，進(jìn)給路線是由近到遠(yuǎn)的原則。先粗加工車削SR15圓弧及Φ24、Φ12外圓（留0.2～0.3mm精車余量），然后精加工車削SR15圓弧及Φ24Φ12h7外圓達(dá)到圖紙要求，然后端面留0.5mm余量切斷加工工件（圖2）。最后掉頭使用軟爪裝夾Φ24圓柱表面（圖3），手動車端面保證長度尺寸并倒角1×45o。

2.3確定切削刀具

根據(jù)零件切削要求和機床系統(tǒng)情況查閱切削刀具查手冊，在粗精車削零件SR15圓弧和Φ24外圓時，選擇切削刀具M(jìn)VJNR2525M16型外圓車刀，可轉(zhuǎn)位刀片型號為VNEG160408-NF型；切斷和粗精車Φ12外圓時，選擇切削刀具QEGD2525R型切斷刀，可轉(zhuǎn)位刀片型號為ZTGD0404MG型；車削零件端面及倒角，選擇切削刀具45o車刀，可轉(zhuǎn)位刀片型號為YW1型。

2.4確定切削用量

本零件材料為45號鋼，根據(jù)所選擇的刀片、零件材料與加工要求、機床系統(tǒng)的情況和材料刀具壽命等，經(jīng)綜合考慮選擇切削參數(shù)為：粗車線速度v=80-100m/min，切削深度ap=1.5mm進(jìn)給速度F=0.3mm/r；精車時線速度v=100-120m/min，切削深度ap=0.5mm進(jìn)給速度F=0.08mm/r。

2.5填寫工藝卡片

工藝卡片是用來指導(dǎo)加工生產(chǎn)的，工藝卡片中需編制簡易的工藝流程、工序名稱、工裝等。它通常以工序為單位，詳細(xì)說明零、部件在某一工藝階段中的工序號、工序名稱、工序內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及采用的設(shè)備和工藝裝備等。萬向節(jié)球芯工藝卡。

2.6加工程序

數(shù)控加工程序是由各種功能字按照規(guī)定的格式組成的。其編制必須是在正確地理解相關(guān)數(shù)控系統(tǒng)各個功能字的含義基礎(chǔ)上，本著簡潔易于理解的原則，按規(guī)定的程序指令格式編寫程序。

3.零件精度的檢驗

零件精度的檢驗是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，包括加工過程中的自檢，加工完成后的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗，此時應(yīng)提醒學(xué)生注意使用測量工具前必須對量具進(jìn)行校對。

3.1加工過程中過程檢驗

工件加工過程中測量，這種檢驗方式能在根據(jù)測量結(jié)果，主動地控制機床的工作過程，如改變進(jìn)給量、轉(zhuǎn)速、切削深度和補償?shù)毒吣p等，以適應(yīng)當(dāng)前的加工條件，防止出現(xiàn)廢品，因又稱為主動檢驗。這種檢測要求在機械制造中的應(yīng)用越來越廣，尤其在單件或小批生產(chǎn)時。即在設(shè)備運行時，根據(jù)測量結(jié)果，根據(jù)零件狀況，對生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)整。本零件三件即是單件或小批生產(chǎn)，因此必須在粗精車之間進(jìn)行測量，以保證尺寸精度，防止廢品產(chǎn)生。

3.2加工后的檢驗

工件加工完成后測量，這種檢驗方式能根據(jù)測量結(jié)果和零件圖的技術(shù)要求進(jìn)行比對，驗證零件是否符合，防止廢品流入下一工序，故又稱為被動檢驗。本工件完成后采用游標(biāo)卡尺和千分尺測量尺寸精度，用R規(guī)測量圓弧。同軸度通過工藝過程保證，采用三坐標(biāo)測量機檢測。

4.結(jié)論

此零件的加工過程綜合了機械專業(yè)的機械制圖、工藝、刀具、公差與技術(shù)測量、數(shù)控編程與加工等課程的內(nèi)容。應(yīng)用過程中為采用任務(wù)驅(qū)動法，學(xué)生以萬向節(jié)球芯作為學(xué)習(xí)載體，結(jié)合自己所學(xué)專業(yè)知識，自己動手進(jìn)行加工工藝的制定、零件的加工制作并檢測，這樣學(xué)以至用、學(xué)做融合，完全符合當(dāng)前職業(yè)教育的要求。舞動平臺設(shè)計制作完成有助于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和專業(yè)技能，既鍛煉了學(xué)生動手的能力，又將各種知識技能進(jìn)行了融會貫通。

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