淺談連桿零件機(jī)械工藝及夾具設(shè)計(jì)

張海龍

摘 要：本課題研究CA6140車床后托架加工工藝規(guī)程。機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段。工藝規(guī)程是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過(guò)程，加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個(gè)依據(jù)。如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝規(guī)程。在設(shè)計(jì)這個(gè)課題的過(guò)程中，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行調(diào)查研究，制定合理的方案，依據(jù)方案再具體設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)床托架；加工工藝；夾具；設(shè)計(jì)

一、零件的分析

（一）CA6140車床后托架的用途

后托架在CA6140車床床身的尾部，三個(gè)孔分別裝絲杠、光杠、轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)，作用是加強(qiáng)固定；在?40mm和?30.2mm之間的孔為毛線孔，其作用為導(dǎo)通油路；旁路的螺紋孔用來(lái)連接油蓋；正面的四個(gè)孔將后托架固定在車床尾部。

（二）計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型

零件圖上為CA6140車床上的后托架，生產(chǎn)量為2000件，該產(chǎn)品屬于輕型機(jī)械，根據(jù)表1-3生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)等的關(guān)系，可確定其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。

二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)

（一）確定毛坯的制造形式

后托架是車床CA6140的后托起部分，該零件材料為HT200，考慮到機(jī)床運(yùn)行時(shí)經(jīng)常使主軸正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，此時(shí)轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)、絲桿、光桿也進(jìn)行正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的連續(xù)或瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)。扭矩最大，強(qiáng)度不高因此使用鑄件，由于零件的年產(chǎn)量為2000件，已達(dá)到中批量生產(chǎn)水平，并且零件的輪廓尺寸不大，故可以采用砂型鑄造，這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是比較合理的。

（二）毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求

車床托架為鑄造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求：1、鑄件的壁厚應(yīng)和合適，均勻，不得有突然變化；2、鑄造圓角要適當(dāng)，不得有尖角；3、鑄件結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯子、并便于起模；4、加強(qiáng)肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時(shí)鑄件變形或產(chǎn)生裂紋；5、鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。

（三）毛坯形狀、尺寸確定的要求

設(shè)計(jì)毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到：1、各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單；2、工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致；3、便于裝夾、加工和檢查；4、結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。

（四）毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量的確定

CA6140車床后托架零件材料為HT200，硬度為200HBS，毛坯余量為3.05kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。

（五）基準(zhǔn)的選擇

基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重要工作之一，正確合理地選擇基準(zhǔn)，能夠提高生產(chǎn)率，使得生產(chǎn)質(zhì)量得到必要的保證。否則在加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，出現(xiàn)大量的次品，甚至無(wú)法進(jìn)行正常的生產(chǎn)加工。

對(duì)于一般的孔類零件，完全可以以孔座位基準(zhǔn)，但對(duì)于這個(gè)零件，孔?40mm是鑄造孔，不適合作為精基準(zhǔn)，所以我們可以考慮在頂面加一個(gè)可調(diào)支撐作為粗基準(zhǔn)，以這個(gè)基準(zhǔn)把底面120×60mm加工出來(lái)。因?yàn)檫@個(gè)頂面只限制了X、Y、Z的轉(zhuǎn)動(dòng)和Z的移動(dòng)四個(gè)自由度，所以我們可以選擇左端面作為第二個(gè)基準(zhǔn)面，這兩個(gè)面可以限制六個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。

（六）制定工藝路線

制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，是為了使零件的尺寸及位置精度、幾何形狀等技要得到合理的保證。在用生產(chǎn)綱領(lǐng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以選擇使用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具。期間要注意盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率，當(dāng)然，同時(shí)也要保證生產(chǎn)質(zhì)量。另外，我們也要考慮經(jīng)濟(jì)效益，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中還要考慮加工的設(shè)備，盡量降低成本。

三、夾具設(shè)計(jì)

（一）定位基準(zhǔn)的選擇

從夾具零件圖中我們了解到，三個(gè)孔的軸線與底面的距離有要求，底面已經(jīng)精加工。因此，以底面為定位精基準(zhǔn)。

（二）定位誤差分析

1、定位元件尺寸及公差的確定。夾具的兩個(gè)定位元件為支撐板和定位心軸，查《夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，鏜床夾具的誤差是工件表面誤差的1/2左右?？紤]到實(shí)際情況，我們?nèi)?/3，故支撐板的平行度要求為0.02，定位心軸的軸線與底面的公差為±0.02mm。因此后拖架底面的最大傾斜距離為 0.04mm，而最小為-0.04mm。由此可一起最大轉(zhuǎn)角為：tana，所以a≈0.212°即大間隙滿足零件的精度要求。2、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明。就像之前所講的，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此，應(yīng)首先考慮于機(jī)動(dòng)夾緊，而不采用手動(dòng)夾緊。但是該零件用機(jī)動(dòng)夾緊過(guò)于浪費(fèi)，從經(jīng)濟(jì)上考慮應(yīng)該用手動(dòng)夾緊：方便、簡(jiǎn)單、易于操作。由于是精加工，鏜削余量十分小，鏜削力自然就小。因此，更適合采用手動(dòng)夾緊。經(jīng)過(guò)陳老師的耐心指導(dǎo)，以及相關(guān)工具書(shū)的查閱，本夾具總的感覺(jué)還是比較緊湊的。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)于之前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)又進(jìn)行了一次鞏固與應(yīng)用。同時(shí)，通過(guò)所做的這些讓我了解到了一些工藝人員平時(shí)所做的工藝工作，學(xué)會(huì)了查圖表，資料，手冊(cè)等工具。并且通過(guò)實(shí)例，對(duì)工藝規(guī)程的編制和切削用量的選擇計(jì)算等做了一次練習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]韓基偉.淺談車床支架機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)[J].科技展望，2015，

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