杠桿加工工藝和工裝設(shè)計(jì)

楊潔帆(青海鹽湖機(jī)電裝備技術(shù)有限公司，青海格爾木 81600)

杠桿加工工藝和工裝設(shè)計(jì)

楊潔帆(青海鹽湖機(jī)電裝備技術(shù)有限公司，青海格爾木 81600)

本設(shè)計(jì)的零件為CW6163床頭杠桿零件，根據(jù)零件的尺寸、形狀和精度等多方面的詳細(xì)介紹，分析該杠桿零件的加工工藝及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。以下將結(jié)合零件圖具體分析加工工藝，給出兩種工藝路線方案，并闡述兩種方案的優(yōu)劣，通過比較可行性方案，最后確定該零件的最佳工藝方案，該方案首先一定要確保質(zhì)量，在這個(gè)基礎(chǔ)上，能提高生產(chǎn)率和合理降低經(jīng)濟(jì)成本才是本次設(shè)計(jì)的最終目的。

杠桿;加工工藝;夾具設(shè)計(jì)

提高產(chǎn)品的質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率和降低經(jīng)濟(jì)成本這三個(gè)方面是工藝問題的主要研究目的。質(zhì)量是重中之重，機(jī)械的裝配精度、使用壽命、可靠性、使用性能等特性均屬于產(chǎn)品的質(zhì)量內(nèi)容，在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上要盡力提高產(chǎn)品的質(zhì)量；可以通過采用高速的切削來提高切削用量進(jìn)而提高勞動生產(chǎn)率；要合理地使用和改進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)備，節(jié)省選擇原材料以此來降低經(jīng)濟(jì)成本，提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)然質(zhì)量是重中之重。以下我將結(jié)合零件圖具體分析加工工藝，給出兩種工藝路線方案，并闡述兩種方案的優(yōu)劣，通過比較可行性方案，最后確定該零件的最佳工藝方案。

零件圖如下:

該CW6163杠桿零件的主要有改變速度和傳遞扭矩的作用，不僅可以通過改變齒輪的咬合位置使機(jī)床得到不同的轉(zhuǎn)速而且可以使機(jī)床的轉(zhuǎn)動軸得到動力而轉(zhuǎn)動。該CW6163床頭杠桿零件有兩組平面，它們對位置的要求非常嚴(yán)格，以下詳細(xì)分析此杠桿加工工藝:

由零件圖可以看出，35外圓的尺寸精度為IT7，表面粗糙度Ra1.6，20外圓的內(nèi)孔表面半徑值要達(dá)到1.6,26孔要達(dá)到IT6公差，這些數(shù)據(jù)說明內(nèi)孔表面的精度較高，因此與內(nèi)孔配合的軸的精度也要較高，35外圓的尺寸精度為IT7，表面粗糙度Ra1.6。孔中心與20中心距為1130.01，這就要求同軸度的誤差要很小，只有這樣才能保證平穩(wěn)準(zhǔn)確地傳遞扭矩。

這里選用的CW6163杠桿零件為鑄件，鑄件具有零件內(nèi)應(yīng)力且硬度較大，不易進(jìn)行切削加工處理，因此先進(jìn)行時(shí)效處理，降低材料的硬度，消除零件的內(nèi)應(yīng)力后才能對鑄件進(jìn)行切削加工。保證安排加工的順序和包括位置尺寸、精度的零件表面間的位置要求都受基準(zhǔn)面很大的影響。如果正確與合理地選擇基準(zhǔn)面，不僅可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，而且可以提高勞動生產(chǎn)水平，相反，如果選了不合適的基準(zhǔn)面，則會報(bào)廢大批的零件，使經(jīng)濟(jì)成本增加，更甚會使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行下去，因此合理地選擇基準(zhǔn)面至關(guān)重要。

針對該CW6163杠桿零件，要考慮的備用基準(zhǔn)有外圓和孔，杠桿零件屬于軸類零件，一般會考慮以外圓做基準(zhǔn)，但是經(jīng)分析嘗試后發(fā)現(xiàn)，若此杠桿零件以外圓作為基準(zhǔn)，會造成中心不對稱。所以應(yīng)該選擇孔為基準(zhǔn)，觀察零件圖，針對該零件應(yīng)選擇25孔為基準(zhǔn)。使零件的各方面特性得到保證應(yīng)當(dāng)是工藝路線制定的出發(fā)點(diǎn)。

工藝路線方案主要分為五步，第一道工序?yàn)榇志?0右端面；第二道工序選用CA6140，為鉆一擴(kuò)一鏜孔?25；第三道工序選用CA6140機(jī)床，為粗、精車外圓、兩?20右端面；第四道工序選用KADA800數(shù)控和專用夾具，為鉆一擴(kuò)一鏜不通孔?8和?8倒角；第五道工序也就是最后一道工序?yàn)榻K檢。為了選出最優(yōu)的夾具設(shè)計(jì)方案，我們嘗試設(shè)計(jì)出了很多方案，將取出兩套可行性較高的方案，進(jìn)行優(yōu)劣分析比較后選出最佳工藝方案。

方案一：使用一根心軸，兩個(gè)定位銷來制平面橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)方向上的自由度以此來快速定位；使用一塊工樁用來防止零件在加工過程中承受過大的壓力產(chǎn)生變形；使用一塊底板，兩個(gè)支撐來支撐整個(gè)產(chǎn)品，給整個(gè)產(chǎn)品提供支持力；使用兩塊壓板通過限制空間直坐標(biāo)方向上的自由度，控制被加工零件，使其穩(wěn)定不動。

方案二：使用兩根心軸用來限制橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)方向上的自由度，以此來快速定位；使用一塊底板來支撐整個(gè)產(chǎn)品，給整個(gè)零件提供支持力；使用一塊壓板用來限制空間直坐標(biāo)方向上的自由度，控制被加工零件。

單從組成元件上看來，第一套方案使用的元件比第二套方案多，看起來組成結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，實(shí)則不然。在將兩個(gè)方案分別投入使用，實(shí)際運(yùn)用過程中，第二套并沒有比第一套簡單操作實(shí)施。第一套設(shè)計(jì)方案雖然組成夾具的部件較多，但使用哪種部件，使用幾個(gè)部件都不是憑空想象而是經(jīng)過周密的考慮得出的結(jié)論，在實(shí)際的加工過程中，經(jīng)驗(yàn)證，第一套方案的零件精度確實(shí)比第二套高，使用起來也更為穩(wěn)定。第二套方案少選用了支撐桿和定位銷，使選用的部件種類少了，只使用一塊壓板，使部件的數(shù)量也少了，組成結(jié)構(gòu)確實(shí)比第一套的更簡單，但也正是由于缺少了支撐桿的支撐，在實(shí)際加工中如果承受的壓力過大，則會產(chǎn)生很大的形變，甚至不能正常使用；心軸沒有定位銷的輔助，也不能快速地定位，此外使用心軸來定位本來是存在誤差的，如果再使用兩根心軸定位，就相當(dāng)于累積誤差，這樣定位產(chǎn)生的誤差會增大；而且只使用一塊壓板的話，不能上下壓制零件，不能達(dá)到預(yù)期的穩(wěn)定零件的效果。

通過以上各個(gè)方面的分析和比較發(fā)現(xiàn)第一套設(shè)計(jì)方案更為合理，因此選擇使用第一套設(shè)計(jì)方案。

[1]薛順豐.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.

[2]王慶典，李恩厚主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社.