撥叉加工工藝設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)綜述

撥叉的機(jī)械工藝加工摘要：從撥叉的熱處理和熱處理方法的改進(jìn)、表面缺陷、加具設(shè)計(jì)、基本工序和公時(shí)的計(jì)算來(lái)研究撥叉的工藝性能。關(guān)鍵詞：撥叉；熱處理；夾具；工序計(jì)算1、 撥叉的材料撥叉常用的材料主要有三種，即鑄鋼、鍛鋼和壓鑄鋁合金。為節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化，在結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度允許的條件下應(yīng)優(yōu)先選擇壓鑄鋁合金撥叉。但鋁撥叉要滿足設(shè)計(jì)的強(qiáng)度及剛度要求，有時(shí)需要增大體積，增加壁厚。目前國(guó)內(nèi)外變速器內(nèi)部空間的設(shè)計(jì)越來(lái)越緊湊，為避免空間干涉，有時(shí)又必須采用鋼制撥叉，即在鋁撥叉不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，選用鋼撥叉。2、 撥叉材料的熱處理2.1、 撥叉的淬火工藝變速箱撥叉某換檔導(dǎo)塊用熱軋酸洗球化退火鋼帶S45C，要求兩叉口局部淬火，表面硬度N53HRC，不允許有裂紋存在。但是在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)表面硬度不均勻，產(chǎn)生裂紋。而影響高頻淬火硬度、淬火區(qū)域、裂紋的主要因素是淬火方式，因此采用自動(dòng)化技術(shù)，避免人工因素干擾同時(shí)感應(yīng)器的銅管要做成方形。2.2、 熱處理工藝的裝備加熱爐采用滴注式可控氣氛，用甲醇裂解氣為載氣、丙酮裂解氣做富化氣。氣氛及碳勢(shì)溫度等參數(shù)的控制采用富士電機(jī)公司生產(chǎn)的“雙通道數(shù)字程序控制器”控制，溫控元件采用電子調(diào)控器對(duì)爐溫實(shí)施PID無(wú)觸點(diǎn)連續(xù)調(diào)節(jié)。碳勢(shì)的檢測(cè)采用日本進(jìn)口的CO2氣體紅外線分析系統(tǒng)，紅外儀輸出的直流信號(hào)和熱電偶輸出信號(hào)一起輸入程序控制器，由數(shù)字模型轉(zhuǎn)為對(duì)應(yīng)的碳勢(shì)直流信號(hào)，并與設(shè)定的碳勢(shì)比較。通過(guò)ON-OFFPID控制方法，控制富化氣電磁閥的通斷時(shí)間，達(dá)到控制碳勢(shì)的目的。3、 撥叉材料熱處理的改進(jìn)

保持高頻感應(yīng)加熱設(shè)備直流電壓在10500v-11000v之間〃調(diào)整好設(shè)備陽(yáng)流流比為6比1，將高頻感應(yīng)加熱設(shè)備、感應(yīng)圈、繼電器、電磁閥等按要求進(jìn)行連接〃。將加熱時(shí)間繼電器時(shí)間調(diào)整為1.06S噴水冷卻時(shí)間繼電器時(shí)間調(diào)為1.5S接通腳踏開(kāi)關(guān)；當(dāng)撥叉被加熱1.06S后電器自動(dòng)斷開(kāi)停止加熱，噴淋水管立即噴水1.5S后，電磁閥隨之?dāng)嚯婈P(guān)水，將撥叉取出。為使撥叉減少應(yīng)力，細(xì)化品粒，撥叉淬火后2h內(nèi)應(yīng)進(jìn)行油浴低溫回火（回火溫度180度，保溫時(shí)間60min）。檢測(cè)時(shí)將撥叉淬火部位沿?cái)嗝嫫是虚_(kāi)并磨光再滴以5%的硝酸酒精溶液，可見(jiàn)其橫斷面1-2mm深的兩表面層為黑色，此即淬火層；中間部分是灰色，為軟層，或在400倍顯微鏡下可判斷其表層為針狀馬氏體，心部為索氏體及鐵素體組織。綜上所述，利用先進(jìn)自動(dòng)控制手段對(duì)撥叉進(jìn)行熱處理，使熱處理質(zhì)量穩(wěn)定可靠，從而保證撥叉的綜合質(zhì)量。本裝置受電壓波動(dòng)影響較大，工作時(shí)要避開(kāi)其它設(shè)備用電高峰或加裝穩(wěn)壓器。4、 撥叉的表面缺陷撥叉的表面缺陷包括宏觀的、化學(xué)成分的以及金相等方面，下面從宏觀來(lái)說(shuō)下?lián)懿姹砻娴娜毕?。返回的異議樣品形貌見(jiàn)圖1,箭頭所指即為裂紋，圖中圓餅體用于加工同心孔，用于裝配光桿軸撥動(dòng)零件運(yùn)動(dòng)，圓餅體中央的凸起部分為合模鍛壓后的留余，俗稱連皮，其厚度約6mm。在沖切連皮后存有飛邊，面上有明顯的砂輪打磨痕跡。鍛壓連皮是在型模鍛壓中，中間區(qū)金屬被擠壓而流向兩側(cè)成型區(qū)的通道，同時(shí)又是兩側(cè)型腔金屬被壓實(shí)、充滿的保證。圖中可見(jiàn)，裂紋沿中間分型面（即連皮區(qū)）約呈45度對(duì)稱分布，其中右側(cè)的裂紋已伸展開(kāi)，僅有較淺的凹痕，表層的氧化皮已脫落，可見(jiàn)金屬色澤，左側(cè)裂紋縫隙較窄，被氧化皮、污物所填充，不可見(jiàn)底。撥叉兩邊的同一部位均有類似裂紋形態(tài)。用戶生產(chǎn)的基本工藝流程為：冷剪下料一加熱f合模鍛壓f沖切連皮f修磨f噴丸f探傷。缺陷發(fā)生在噴丸工序之后，在垂直于缺陷的方向取樣進(jìn)行金相分析，在撥叉柄部取一塊做非金屬夾雜物分析，另取一塊做化學(xué)成分分析。5、 撥叉的相關(guān)夾具的設(shè)計(jì)5.1、 撥叉的鉆徑向孔成組夾具成組夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程包括零件的分類、零件的分組、成組夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、正確的定位和定位誤差的分析，同時(shí)還要包括加緊力的計(jì)算和加緊方向的選擇。這些都是在夾具設(shè)計(jì)中應(yīng)該做到的內(nèi)容。5.2、 撥叉兩平面磨削夾具的設(shè)計(jì)磨削夾具時(shí)利用鉆模板和銷釘來(lái)對(duì)撥叉進(jìn)行定位的，在設(shè)計(jì)磨削夾具時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)有：(1)設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)磁力吸盤的實(shí)際長(zhǎng)度尺寸，將心軸合理布局使每個(gè)撥叉之間既有合理的間隙又能盡可能多地安裝零件，使得可以一次磨削4個(gè)撥叉。而且零件的安裝和取下都非常方便，省時(shí)省力，調(diào)整時(shí)僅需要擰一下螺母即可。應(yīng)用范圍較廣只要撥叉內(nèi)孔相同、大小近似，高度不同時(shí)僅需調(diào)整螺母即可滿足使用該夾具進(jìn)行加工，但心軸不可太長(zhǎng)，否則降低剛性，增加與底面的垂直度偏差，從而造成不能保證工件撥腳兩平面與內(nèi)孔中心線的垂直度要求。使用要求及注意事項(xiàng)該夾具精度較高，不用時(shí)應(yīng)妥善保管，尤其是底面和心軸不能夠磕碰，并應(yīng)在用完后擦洗干凈涂上全損耗系統(tǒng)用油以免銹蝕。遵循了上述的要求，設(shè)計(jì)出來(lái)夾具既省時(shí)又省力，在生產(chǎn)效率方面大大的提高了。6、 撥叉的工序公時(shí)的計(jì)算以CA6140撥叉的基本加工工序工序一、二計(jì)算為例。工序一：以940外圓表面為基準(zhǔn)粗車車右端面已知長(zhǎng)度方向的加工余量為2mm故分二次加工(粗車和半精車)。長(zhǎng)度加工公差I(lǐng)T12級(jí)。粗加工余量為1.5mm。進(jìn)給量/=0.6-0.8mm/ro取/=0.7mm/r。計(jì)算切削速度按《切削簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.11,灰鑄鐵硬度182?199HBS,背吃刀量〃a=1.5mm，進(jìn)給量/=0.8mm/r時(shí)查得：切削速度V=75mm/min確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速Ns=1000Vc/n=398r/min由《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得CA6140主軸轉(zhuǎn)速口=400r/min所以實(shí)際切削速度V=400x60x3.14/1000=75.4m/min切削工時(shí)如=L/nf=(30+2)/400x0.8=0.1min工序二：以940外圓表面為基準(zhǔn)鉆中20mm孑L確定進(jìn)給量f按機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.9查得：f=0.75mm/r。根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表4-7Z3040鉆床進(jìn)給量:取f=0.80mm/r。決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.12，當(dāng)d0=20mm鉆頭最大磨損量取0.6壽命T=45min。切削速度由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.15查得V=22m/minn=1000v/nd=1000x22/3.14x20=350.3r/min由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表4-6取n=320r/min實(shí)際切削速度Vc=320x3.14x20/1000=20m/min基本工時(shí)如=L/nf=(80+10)/320x0.62=0.45min7、 參考文獻(xiàn)【1】董孟憲.40Cr換擋撥叉表面缺陷分析【J】.河北：承德建龍?zhí)厥怃撚邢薰炯夹g(shù)處，2010【2】李鋼.CA6140撥叉時(shí)基本加工工序的設(shè)計(jì)與計(jì)算【J】.徐州：徐州工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，2008【3】 徐海山.變速器換擋撥叉的設(shè)計(jì)【J】.河北唐山：唐山愛(ài)信齒輪有限責(zé)任公司，2002【4】 任利珍.變速箱撥叉換擋導(dǎo)塊高頻淬火工藝改進(jìn)【J】.湖北：湖北中航精機(jī)科技股份有限公司，2011【5】 李月琴.撥叉、撥叉體類零件鉆徑向孔成組夾具設(shè)計(jì)【J】.鄭州：鄭州輕工業(yè)學(xué)院，2005【6】 羅俊.撥叉淬火工藝改進(jìn)【J】.四川：四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2005【7】 陸東明.撥叉工藝夾具的改進(jìn)【J】.江蘇：蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，2010【8】 易明.撥叉加工工藝研究【J】.洛陽(yáng)：中國(guó)一拖集團(tuán)有限公司，2009【9】 陳艷平.撥叉兩平面磨削夾具設(shè)計(jì)【J】.河南：一拖建工機(jī)械有限公司，2011【10】彭紅梅.撥叉零件的加工工藝分析【J】.江蘇：徐州機(jī)電工程高等職業(yè)學(xué)校，2010【11】梁福平.撥叉零件加工工藝的改進(jìn)【J】.北京：北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院，2000【12】夏致斌.汽車撥叉熱處理生產(chǎn)設(shè)備改造【J】.湖南：株洲職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2011【13】郭連湘.公差配合與技術(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)【M】.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004【14】王紹俊.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)【M】.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987【15】王凡.實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)【M】.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008【16】AdachiT.ChungshihL.Strstegyforsupportingorganizationandstructuringofdevelopmentteamsinconcurrentengineering.Internat