C620撥叉的加工工藝

中國船舶工業(yè)集團公司第六三五四研究所 (江西九江 332000) 王 俊 關(guān)福州

撥叉類零件 (見圖1、圖2)屬于傳動分離類的零件，廣泛應(yīng)用于機床、汽車、拖拉機等機械的變速箱中，作為變速箱變速的控制元件，以其良好的操縱性和良好的穩(wěn)定性得到廣泛應(yīng)用。該零件的加工工藝復(fù)雜，本文將對該類零件的加工原理及加工工藝進行一次全面的闡述。

圖1 撥叉零件實體圖

圖2 撥叉零件圖

1.零件圖分析

撥叉顧名思義，就是撥動其他零件機構(gòu)的屬輔助零件，通過撥叉撥動滑套與旋轉(zhuǎn)齒輪的接合實現(xiàn)換擋，使車床主軸得到不同的轉(zhuǎn)速。滑套上面有凸塊，滑套的凸塊插入齒輪的凹位，把滑套與齒輪固連在一起，使齒輪帶動滑套，滑套帶動輸出軸，將動力從輸入軸傳送至輸出軸。擺動撥叉可以控制滑套與不同齒輪的結(jié)合與分離，使主軸具有不同的轉(zhuǎn)數(shù)。撥叉中部為一個帶有矩形花鍵孔的圓柱體，垂直與此圓柱面有一個大螺紋孔，螺紋尺寸為M22×1.5。圓柱體上部為一個具有螺紋孔及銷孔的方體翼板，下部為一斜向的板翼，板翼下端有一槽口。按照其結(jié)構(gòu)形式分析，中間花鍵孔是使撥叉轉(zhuǎn)動的傳動聯(lián)接部位，撥叉的上端面是與其他零件聯(lián)接安裝的。其下端有一槽口，其主要作用是靠花鍵傳遞轉(zhuǎn)動力矩而轉(zhuǎn)動，從而帶動兩翼板的擺動，起到對把合面安裝件及下端槽口接觸件的撥動作用。

2.技術(shù)指標(biāo)要求

該撥叉的材料為灰鑄鐵 (HT200)，以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求:(見圖3)。

(1)A面:φ44 mm，Ra=6.3 μm。

(2)B面:φ35 mm，對A面有垂直度要求，垂直度為0.02 mm，Ra=12.5 μm。

(3)C 孔:φ30 mm，Ra=12.5 μm。

(4)D孔:花鍵，φ28H7，Ra為1.6 μm。鍵槽6H7，Ra=1.6 μm。

(5)E 面:L×B=88 mm×22 mm，Ra=6.3 μm 。

(6)F槽:通槽，槽寬18 mm，兩側(cè)Ra=6.3 μm;槽深22 mm，槽底Ra=12.5 μm。

圖3 各加工面示意圖

(7)G孔:M10，深30 mm。

(8)H孔:M22×1.5，與C孔通。

(9)I孔:螺紋孔，M8。

(10)L面:對F槽有對稱度要求，對稱度為0.20 mm;對B面有垂直度要求，垂直度為0.10 mm。

(11)M孔:魚眼坑，φ26 mm，深3 mm。

3.加工工藝基準(zhǔn)

按照工藝設(shè)計先基準(zhǔn)后其他，先面后孔，先主后次，先粗后精原則，擬訂以下加工工藝基準(zhǔn)。

(1)選擇粗基準(zhǔn)時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。保證重要表面的加工余量均勻，為加工表面留有足夠而又均勻的加工余量，保證不加工表面與加工表面之間的位置要求，找正裝夾時選擇不加工面為粗基準(zhǔn)。工件裝夾在自定心卡盤中，把毛坯的同軸度誤差在車內(nèi)C孔時切除，從而保證其壁厚均勻。

(2)精基準(zhǔn)的選擇從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)簡單。為了較容易地獲得加工表面對其設(shè)計基準(zhǔn)的相對位置精度要求，選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為其定位基準(zhǔn)。如果加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，則會增大定位誤差。當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以比較方便地加工其他表面時，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準(zhǔn)定位。保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便。

(3)基準(zhǔn)選擇分析:因該撥叉零件形狀不規(guī)則，但是中間的圓柱體部分仍具有軸的一般加工規(guī)律，可先車削端面，鉆、擴鉆中心孔等，然后以中心孔及端面定位，再加上其他面的定位，便可加工其他部位等。但是，撥叉也有它自己的特點，因為它形狀復(fù)雜，結(jié)構(gòu)平穩(wěn)性差，技術(shù)要求高，所以采取相應(yīng)的工藝措施來保證加工精度。

4.加工工藝

工藝方案分析如下:

(1)工藝方案一 (加工面見圖2):粗車→半精車A面→鉆擴鉸C孔→車端面B并倒角→鉆、擴H孔并攻螺紋→粗銑、半精銑E、L面→鉆I孔并攻螺紋→粗銑、半精銑F槽→鏜D孔→拉C孔，花鍵→清洗去毛刺→檢驗。

(2)工藝方案二:粗車→半精車面A→鉆擴鉸C孔→粗車端面B→鉆H孔→鏜D孔→粗銑F槽粗銑→半精銑E、L面→鉆G孔并攻螺紋，H孔攻螺紋、锪M孔、鉆I孔并攻螺紋→拉花鍵C→去毛刺，清洗→檢驗。

(3)工藝路線方案三:粗車→半精車端面A，鉆、擴、鉸C孔，鏜D孔→粗銑、半精銑E、L面→粗銑F槽→鉆G孔并攻螺紋，锪M孔→粗車端面B，鉆H孔并攻螺紋→鉆I孔并攻螺紋→拉花鍵C→去毛刺，清洗→檢驗。

(4)工藝方案的確定:上述的3個方案都按照粗基準(zhǔn)選擇的原則，將不加工面作粗基準(zhǔn)，第一道工序?qū)⑼鈭A柱表面用長條V形鐵限定4個自由度，粗車、半精車面A，鉆擴鉸C孔。

方案一，第二道工序沒有利用精加工的基準(zhǔn)，而又在最后鏜D孔。這樣使得加工效率不高，D孔可以在第一道序中，車床在一個裝夾過程下完成。

方案二，工序設(shè)備集中，看似工藝簡潔，但每個工序中工步過多。在每個工序設(shè)備下多次裝夾。

方案三，粗車、半精車端面A，鉆、擴、鉸C孔，鏜D孔按精基準(zhǔn)選擇原則——基準(zhǔn)重合原則、基準(zhǔn)不變原則等銑削頂部及底部平面及槽口時，定位基準(zhǔn)為已精加工的內(nèi)孔及其精加工的端面，可以保證其垂直度。工藝設(shè)計遵照先面后孔，先主后次，先粗后精的原則。

經(jīng)過上述分析，方案三的工序安排合理，工序集中，有利于提高加工質(zhì)量，所以選擇工藝路線方案三為本撥叉的加工工藝。