叉形件加工設(shè)計與分析論文

1、目 錄目 錄 1摘 要 2第一章 零件的分析 31.1 零件的作用 31.2 零件的工藝分析 3第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 42.1確定毛坯的制造形式 42.2.基面的選擇 42.2.2.1.粗基準面的選擇 42.2.2.2.精基準面的選擇 42.3. 制定工藝路線5第三章 機械加工分析 63.1. 機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定6第四章 裝夾方案的確定和夾具設(shè)計說明 8 4.1. 裝夾方案的 8 4.2. 夾具設(shè)計與解析 9 參考資料 12工藝目錄 13工藝卡片 14附圖1:零件圖 34摘 要叉形件是飛機液壓助力器執(zhí)行機構(gòu)中的主要部件之一。從整體上來看，飛機液壓助力器是安裝在飛機副翼操縱機

2、構(gòu)中或方向舵操縱系統(tǒng)中，用于不可逆的液壓助力器操縱。當飛機液壓系統(tǒng)損壞或壓力下降時，液壓助力器外筒左右兩腔溝通，即助力器當一拉桿使用，以實現(xiàn)人力應(yīng)急操縱。每架飛機上裝有兩臺液壓助力器。分別操縱左右副翼或方向舵。叉形件零件在產(chǎn)品的某組件中內(nèi)孔10和外圓9與叉形件組件中的外圓和內(nèi)孔配合，起到一個連接的作用。關(guān)鍵詞：工藝分析；基準面；工藝路線；加工余量第一章 零件的分析1.1零件的作用題目所給的零件是飛機液壓助力器執(zhí)行機構(gòu)中的主要部件之一。從整體上來看，飛機液壓助力器是安裝在飛機副翼操縱機構(gòu)中或方向舵操縱系統(tǒng)中，用于不可逆的液壓助力器操縱。當飛機液壓系統(tǒng)損壞或壓力下降時，液壓助力器外筒左右兩腔溝通，

3、即助力器當一拉桿使用，以實現(xiàn)人力應(yīng)急操縱。每架飛機上裝有兩臺液壓助力器。分別操縱左右副翼或方向舵。 叉形件零件在產(chǎn)品的某組件中內(nèi)孔10和外圓9與叉形件組件中的外圓和內(nèi)孔配合，起到一個連接的作用。1.2 零件的工藝分析本叉形件共有兩處加工表面，其間有一定的位置要求。分述如下：1.2.1 以9為中心的加工表面 這一組表面加工包括：12的圓柱面及端面，9的圓柱面及錐端面，6的圓柱面及端面，M5外螺紋及端面。1.2.2 以10孔為中心的四端面加工 這一組表面加工包括：以9的圓柱軸線為基準的9的槽面及內(nèi)端面，以9的圓柱軸線為基準的16的的槽面及外端面。1.2.3 以10孔為中心的加工表面 這一組表面加工

4、包括：以10的孔以及兩端面的倒角與12的軸有垂直度要求。第二章 工藝規(guī)程設(shè)計2.1確定毛坯的制造形式零件材料為30CrMNSiA。30CrMnSiA屬中碳調(diào)質(zhì)鋼，強度高，焊接性能較差。30CrMnSiA調(diào)質(zhì)后有很高的強度和足夠的韌性，淬透性也好。30CrMnSiA具有良好的加工性，加工變形微小，抗疲勞性能相當好。考慮到零件的材質(zhì)和形狀特性，故選擇鑄件毛坯。注意檢測毛坯的表面粗糙度和形狀公差。2.2 基面的選擇基準面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基準面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，嚴重影響產(chǎn)品的質(zhì)量，造成產(chǎn)品報廢，使生產(chǎn)無法正常進行

5、。2.2.1粗基準面的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準面，而對于此叉形件，有若干個不加工表面，則應(yīng)以與加工表面相對位置精度較高的加工表面為粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則：2.2.1.1現(xiàn)選取9的圓柱軸線作為定位基準，首先加工出表面B和M5端面的中心孔，直接利用車床三爪校正9的毛坯面，達到完全定位然后加工兩端面定位中心孔。 在這一組表面加工中，表面B的直接加工中心孔1，深度約2.5mm即可。對于包括M5端面的中心孔需一起加工出端面。2.2.1.2使用已經(jīng)加工好的兩端面中心孔,再以一個限制銷限制自由度,達到完全定位,然后加工9，9和6間的300過度錐面，6和M5的表面。2.2.1.3

6、使用已經(jīng)加工好的9的圓柱面、端面和16的兩平面，利用專用工裝夾具加工10的孔四端面和內(nèi)孔面。2.2.2精基準面的選擇 主要考慮基準重合的問題?？紤]設(shè)計基準與工序基準是否重合，測量基準和加工是否重合，所產(chǎn)生的基準誤差是否需要專門計算和換算，這將在以后作出詳細的描述。2.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合格的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用數(shù)控機床或采用萬能機床配以專用工裝夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。工藝路線方案：工序一 檢驗毛坯鑄件的相關(guān)精度及磁力探傷檢驗。工

7、序二 車床加工表面B上的中心孔。工序三 車床加工M5的端面和端面上的中心孔。工序四 以兩端中心孔為基準，粗、半精車9mm表面及端面，9mm和6mm間的300過度錐面，6mm表面及端面和M5的表面。工序五 加工M5外螺紋。工序六 以9mm的圓柱面為基準，粗、精銑叉形面間距9mm和間距16mm的四平面。工序七 以9mm的圓柱面和間距16mm的兩平面為基準，鉆、擴10mm孔。工序八 鉆M5螺紋軸上的銷孔1.5。工序九 對于合格的零件經(jīng)過HRC36-410。工序十 打硬度，做標記刻字。工序十一 以9mm的圓柱面為基準，粗、精磨叉形面間距9mm和間距16mm的四平面。工序十二 保護不需要表面鍍鎘表面，進

8、行表面鍍鎘8-12u，鈍化。工序十三 精修兩端面中心孔。工序十四 以兩端中心孔為基準，精車9mm表面及端面，9mm和6mm間的300過度錐面，6mm表面及端面。工序十五 以9mm的圓柱面和間距16mm的兩平面為基準，精鏜孔10mm，保證相對A軸的垂直度。工序十六 精修M5螺紋。工序十七 精鉸、精細鉸孔10mm，保證孔的精度和粗糙度要求。工序十八 以兩端中心孔為基準，粗、精磨9mm表面，6mm表面。保證表面粗糙度和精度要求達到H7(-0.0008)。工序十九 對L段和表面C進行發(fā)藍處理。工序二十 檢驗。 第三章 機械加工分析3.1機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定叉形件;零件材料為30CrM

9、NSiA,硬度為HRC36410。生產(chǎn)類型為中等批量，精密鍛造毛坯。檢驗后，對L段和表面C進行發(fā)藍處理，其余的表面表面鍍鎘8-12u，鈍化。根據(jù)以上的資料分析，分別確認各工序的機械加工余、工序尺寸和毛坯尺寸如下：3.1.19mm軸線方向長度的加工余量及公差查機械加工工藝手冊表2.22.5，取9mm軸線方向總長度為65±0.15mm。此長度方向上的毛坯尺寸為65.85 66.0mm。工序尺寸加工余量1.0mm。3.1.29mm軸線方向與叉形件兩叉的同心度及加工余量要求 查機械加工工藝手冊表2.22.5，取9mm軸線與兩叉形的同心度公差尺寸為0.15±0.09mm。 此兩叉形件

10、的外毛坯尺寸為17.5 17.8mm，內(nèi)毛坯尺寸為7.0 7.5mm。工序加工尺寸加工余量1.0mm。3.1.39mm軸徑尺寸及加工余量要求 3.1.3.1毛坯尺寸為10（00.2）mm，在毛坯制成時，應(yīng)考慮15×12mm以及12×10（00.2）mm 的精度尺寸。 3.1.3.2在粗、精車工序中，保證其精度在9（0.050）mm，長度尺寸為19.05 19.10mm，以B面為基準的控制尺寸為8.95 9.0mm。 加工余量為粗車 0.8mm；精車0.2mm。 3.1.3.3在粗、精磨工序中，保證其精度在9h6（-0.006-0.009）mm，長度尺寸為19.06 19.0

11、9mm，以B面為基準的控制尺寸為8.95 9.0mm。加工余量為粗磨 0.1mm；精磨0.02mm。3.1.46mm及M5軸徑尺寸及加工余量要求 3.1.4.1毛坯尺寸為10（00.2）mm，此毛坯尺寸參照9軸徑毛坯 的精度尺寸。 3.1.4.2在粗、精車工序中，保證其精度6（0.050）mm，長度尺寸為5.505.55mm。 加工余量為粗車 3.5mm；精車0.5mm。 3.1.4.3在粗、精車工序中，保證其精度M5（-0.02-0.05）mm，長度尺寸為6.50mm。 加工余量為粗車 4.5mm；精車0.5mm。 3.1.4.4在粗、精磨工序中，保證其精度在6h6（-0.005-0.008

12、）mm，長度尺寸為5.50mm。加工余量為粗磨 0.1mm；精磨0.02mm。3.1.5叉形四平面尺寸及加工余量要求 3.1.5.1毛坯尺寸為17.5（00.2）mm和8.5（00.2）mm，還需要控制和保證四端面與9mm軸的同軸度在0.2mm以內(nèi)。 3.1.5.2粗、精銑叉形面9(0+0.05)mm和16(0-0.1)mm的四平面。加工余量為粗銑 0.5mm；精銑0.2mm。 3.1.5.3粗、精磨叉形面9(0+0.05)mm和16(0-0.1)mm的四平面。加工余量為0.050.1mm。3.1.6孔10mm的加工及余量要求 3.1.6.1由于在毛坯制作過程中為減少變形和位置誤差，故兩叉形為

13、平面。 3.1.6.2用中心鉆定位中心孔位置，鉆孔6mm，擴孔至8mm。 3.1.6.3考慮消除位置誤差，利用精密鏜床做最后修復鏜孔加工，粗鏜、精鏜孔10（0-0.1）mm。加工余量為0.20.3mm。 3.1.6.4精鉸、精細鉸孔10（+0.015）mm。第四章 裝夾方案的確定和夾具設(shè)計說明由于叉形件毛坯的特殊性，為提高生產(chǎn)效率和重復定位精度，所以我們需要設(shè)計出專用的工裝夾具，供車床、銑床、鉆床和磨床的加工使用。由于車床和磨床上的夾具和定位相對簡單，故此僅說明一套銑床及鉆床所使用的夾具。4.1裝夾方案的確定4.1.1定位基準選擇 銑床主要加工的是間距9(0+0.05)mm和16(0-0.1)

14、mm的四平面的加工，保證其中心距與9mm軸的同軸度在0.2mm以內(nèi)，所以定位基準的選擇以9mm軸的軸線為主基準。同時應(yīng)考慮輔助基準,利用比16mm凸臺低0.5mm（即15mm）的毛坯平面。4.1.2裝夾的方案 4.1.2.1利用“ V”形塊的中心軸線和一端面，限制了工件的徑向自由度。可以控制工件的同軸度精度和9mm軸端面至孔10mm的距離，從而間接控制B面與10mm孔的16mm尺寸公差。 4.1.2.2兩止推“ 定位銷” 定位15mm的兩平面，限制了工件的軸向自由度，達到了對工件的完全定位自由度。此自由度的定位完全考慮了非重要尺寸的公差要求，控制符合毛坯尺寸的所有非加工面的位置精度。4.2夾具

15、設(shè)計與解析已經(jīng)完全分析了定位基準的選擇和裝夾的方案。就可以設(shè)計整體夾具：4.2.1該夾具的結(jié)構(gòu)主要由以下幾部分組成（圖4-1）底板：底板當中的兩個突出導向定位鍵與銑床的T型槽配合連接。V型塊：V型塊定位銷和緊固螺栓。軸向止推“定位銷” ：兩邊的定位塊均可以活動夾緊定位，在考慮不給工件造成裝夾變形，故定位塊的夾緊力較小，不能夠作為夾緊的唯一方式。 圖4-14.2.2夾具的設(shè)計制造工藝4.2.2.1底板的設(shè)計加工（圖4-2） 底板的材料選用HT200鑄鐵。 外形尺寸是根據(jù)被加工零件尺寸、工位的V形塊的大小、軸向止推“定位銷” 、用于壓緊工件用的壓板與螺栓的位置等因素確定。 主要的加工步聚及安裝說明

16、：a. 刨削底板,將已經(jīng)粗加工好的長方體用平面磨床磨削至符合圖紙要求。b. 在數(shù)控銑床上校正、安裝底板并銑削與銑床T型槽配合的導向定位鍵；然后分別按照圖紙標注要求的螺紋孔以及定位銷孔（銷孔應(yīng)留出鉸削余量）。c. 攻相應(yīng)的內(nèi)螺紋。d. 安裝：將底板放在工作臺中間位置，利用底板突出導向定位鍵與銑床本身T型槽的精密配合，然后利用兩個M16mm的螺栓將底板緊固。e. 注意在完全緊固底板前應(yīng)再用百分表“檢查校正”底板基準面與縱向工作臺平行精度。 （圖4-2）4.2.2.2V形塊的設(shè)計加工（圖4-3）V形塊的材料選用HT200鑄鐵。 外形尺寸是根據(jù)被加工零件尺寸以及用線切割加工時的零件裝夾位置等因素確定。

17、 主要的加工步聚說明：a. 刨削大于圖紙尺寸的長方體(將外行尺寸放大是在線切割時除長度方向的兩端面之外,剩余的所有面均一次性線切割完成)。在利用平面磨床磨平所有的平面(保證形位精度)。b. 利用線切割按照圖紙要求切割V形塊。c. 安裝：在數(shù)控銑床上分別校正、安裝V形塊。保證工作面平行于工作臺縱向；然后利用四個M10mm的內(nèi)六角螺栓將底板緊固。d. 由于考慮累計誤差的出現(xiàn)，應(yīng)用百分表“檢查校正”后再配鉆定位銷孔。 （圖4-3）4.2.2.3軸向止推“定位銷”的設(shè)計加工（圖4-4）材料選用45鋼。 尺寸設(shè)置是根據(jù)被加工零件尺寸及裝夾外形位置等因素確定。 主要的加工步聚說明：a. 按照要求車削定位銷

18、（留磨）。b. 按照圖紙要求制作定位銷支架。c. 安裝：此定位銷的安裝應(yīng)校正其定位面垂直于工作臺縱向；在裝夾定位是可以調(diào)整左右定位銷的加緊力度。 （圖4-4） 4.2.2夾具設(shè)計小結(jié) 該夾具具有結(jié)構(gòu)簡單、定位精度高、夾緊可靠、工件裝卸方便、快捷等優(yōu)點，采用該夾具在數(shù)控銑床上進行銑削加工，所銑削的槽和圓弧的集合尺寸，形位精度以及表面粗糙度均達到圖紙設(shè)計要求；特別是解決了在銑削過程中對于軸的同軸度難以保證的現(xiàn)象，因此叉形件的加工質(zhì)量保證較高，加工效率顯著提高。 采用此相同原理的夾具均可以適用在磨床上，鉆床上等。參考文獻1 虞蓮蓮，曾正明編著實用鋼鐵材料手冊北京：機械工業(yè)出版社，2006P121-134。2 陳家芳主編實用機械工人切削手冊江蘇：江蘇