往復(fù)杠桿零件機(jī)械加工工藝研究

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)械加工技術(shù)也得到了很大的提升。文章主要探討和研究的是往復(fù)杠桿零件機(jī)械加工工藝的內(nèi)容，機(jī)械加工工藝是機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的根本保證，對(duì)于零件的加工制定不同的工藝路線，根據(jù)零件的不同制定合理的加工方案，并以最短的工序和最少的支出加工出合格的零件。

關(guān)鍵詞：往復(fù)杠桿；零件加工；加工工藝；機(jī)械加工技術(shù)；產(chǎn)品質(zhì)量 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TH161 文章編號(hào)：1009-2374（2015）04-0028-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0297

1 概述

往復(fù)杠桿零件是一種模鍛件，零件的外形輪廓不是很大，重量較輕，加工精度相對(duì)不是很高，但生產(chǎn)數(shù)量很大。對(duì)于往復(fù)零件的加工，由于面比孔容易加工，所以，在制定工藝規(guī)程時(shí)，需要先對(duì)面進(jìn)行加工，再以面為基準(zhǔn)對(duì)其他部位進(jìn)行加工，然而加工的過(guò)程中必須采用專(zhuān)門(mén)的夾模。在對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)使用專(zhuān)用的夾模，有助于提高勞動(dòng)生產(chǎn)力，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

2 往復(fù)杠桿零件機(jī)械加工簡(jiǎn)介

往復(fù)杠桿零件的機(jī)械加工，首先要對(duì)往復(fù)杠桿零件進(jìn)行分析，了解往復(fù)杠桿零件在機(jī)械設(shè)備中的作用，然后運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)解決往復(fù)杠桿零件在機(jī)械加工中的定位、夾緊等工作，確定相關(guān)的工藝尺寸和選擇合理的加工機(jī)床及刀具，保證往復(fù)杠桿零件的加工質(zhì)量。

在機(jī)械對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，為了確保加工效率，提高工件精度，必須正確地安裝工件，使工件相對(duì)機(jī)床切削形成運(yùn)動(dòng)和刀具具體正確的位置，這個(gè)過(guò)程叫做“定位”，為了防止受切削力、慣性力、重力等力的作用而破壞工件的正確位置，就必須對(duì)工件施加一定的夾緊力，這個(gè)過(guò)程叫“夾緊”，機(jī)床對(duì)工件的定位和夾緊就需要各類(lèi)夾具，所以，夾具的使用對(duì)零件加工工藝有著重要的意義。

3 對(duì)加工零件的分析

在對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)，必須對(duì)零件進(jìn)行全面的分析，以確保使用合理的加工工序?qū)α慵M(jìn)行加工，保證零件的加工質(zhì)量。

3.1 零件的作用

在對(duì)零件進(jìn)行加工前，必須了解零件在機(jī)械設(shè)備中的位置、零件的具體作用，確保零件正確加工。往復(fù)零件是一種隨處可見(jiàn)的零件，主要是用于機(jī)械設(shè)備上實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)往復(fù)杠桿上的裝配連接在主動(dòng)零件上與從動(dòng)零件之間，將主動(dòng)零件的運(yùn)動(dòng)傳遞或轉(zhuǎn)換，通過(guò)從動(dòng)零件，將相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)或力傳遞到下一級(jí)的運(yùn)動(dòng)部件。往復(fù)杠桿零件機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中，承受著交變載荷的作用，所以，對(duì)往復(fù)杠桿的力學(xué)性能的要求相對(duì)比較高；往復(fù)杠桿上與主動(dòng)零件和從動(dòng)零件配合、接觸的部位，對(duì)其尺寸、形狀、位置精度和表面的硬度有著嚴(yán)格的要求。

3.2 零件材料的選用

往復(fù)杠桿零件的材料一般選用45度鋼，這種鋼屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，此種鋼經(jīng)過(guò)處理后有良好的綜合機(jī)械性能和加工工藝性能，對(duì)于零件材料主要是根據(jù)零件的使用環(huán)境來(lái)選用，同時(shí)還得兼顧材料的工藝性和價(jià)值性。45度鋼的主要參數(shù)如表1所示：

表1

4 零件加工工藝

4.1 零件毛坯的制造

往復(fù)杠桿零件的材料為45度鋼，考慮到往復(fù)杠桿零件在運(yùn)行中經(jīng)常做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，往復(fù)杠桿零件在工作過(guò)程中需承受交變載荷，因此選用鍛件，使得金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作的可靠性。每年往復(fù)杠桿零件的產(chǎn)量非常大，而且生產(chǎn)零件的輪廓尺寸不大，則可以采用模鍛成型，從而提高生產(chǎn)率，保證零件加工精度。

4.2 零件加工工藝的過(guò)程

經(jīng)過(guò)上述分析可以得知，杠桿零件的主要加工面有平面、孔以及槽。通常來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度相對(duì)保證孔系的加工精度要容易，所以，對(duì)于該零件的加工來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度與位置精度，合理地處理孔與平面之間的相互關(guān)系以及槽的尺寸精度，根據(jù)上面的技術(shù)條件分析可得，往復(fù)杠桿零件的尺寸精度、形狀精度以及位置精度要求相對(duì)而言不是很高，所以，對(duì)于其加工精度也不是很高。

4.3 確定零件表面加工方案

對(duì)于零件表面的加工，都要有一個(gè)加工方案。一個(gè)好的零件加工機(jī)構(gòu)，不僅應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝，并且能夠保證零件加工的質(zhì)量，同時(shí)減少加工的勞動(dòng)量。加工工藝的方案設(shè)計(jì)和加工工藝是密不可分的。對(duì)于往復(fù)杠桿零件的加工工藝的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)選擇能夠同時(shí)滿(mǎn)足平面、孔系和槽加工精度要求的加工方法。對(duì)于零件加工，不僅要從加工精度和加工效率兩方面考慮，而且還要適當(dāng)考慮零件加工的成本。

4.4 加工工藝基準(zhǔn)面的選擇

基準(zhǔn)面的選擇又可分為粗基準(zhǔn)選擇和精基準(zhǔn)選擇。

粗基準(zhǔn)選擇：（1）粗基準(zhǔn)選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證各加工表面有足夠的余量，使得加工表面和不加工表面之間的尺寸和位置符合圖紙的要求。選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)，主要是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系的精度；（2）粗基準(zhǔn)一般只使用一次，尤其是主要定位基準(zhǔn)，防止產(chǎn)生較大的位置誤差。保證往復(fù)杠桿零件在整個(gè)加工過(guò)程中基本上采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位；（3）若需要保證工件的某些重要表面的加工余量均勻，就應(yīng)當(dāng)選擇該表面做粗基準(zhǔn)。

精基準(zhǔn)選擇：精基準(zhǔn)的選擇原則有：（1）基準(zhǔn)重合原則，盡可能地選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這樣可以防止定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)誤差；（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，在加工過(guò)程中盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，統(tǒng)一的基準(zhǔn)有助于保證各表面間的位置精度，避免由于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的誤差；（3）還應(yīng)當(dāng)選擇工件精度高、尺寸較大的表面作為精基準(zhǔn)，以保證位置的穩(wěn)定可靠。

對(duì)于往復(fù)杠桿零件精基準(zhǔn)的選擇，要有利于保證工件的加工精度并使裝夾精準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計(jì)精準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行尺寸轉(zhuǎn)換。粗精準(zhǔn)的選擇，應(yīng)當(dāng)采用零件的上、下平面作為定位的粗精準(zhǔn)，使得零件達(dá)到準(zhǔn)確定位。

5 零件的夾具

往復(fù)杠桿零件的專(zhuān)門(mén)夾具對(duì)零件的加工意義重大。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，則需要針對(duì)具體工序設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的夾具。

5.1 定位基準(zhǔn)的選擇

往復(fù)杠桿零件的形狀為對(duì)稱(chēng)型零件，然而，加工槽寬的兩個(gè)端面也具有一定的對(duì)稱(chēng)性，并且該端面能夠保證零件對(duì)稱(chēng)基準(zhǔn)面尺寸準(zhǔn)確，為了確保零件對(duì)稱(chēng)基準(zhǔn)面尺寸的標(biāo)準(zhǔn)，可以考慮采用零件槽的外端面來(lái)定位，用作加工槽寬的基準(zhǔn)。槽的外端面相鄰臺(tái)階及孔的外端面可以采用定位銷(xiāo)來(lái)定位，則限制了零件的一個(gè)自由度；夾具底面的兩個(gè)支撐面限制零件的三個(gè)自由度；槽外端相鄰的臺(tái)階面的定位擋塊限制零件的兩個(gè)自由度。最后采用作用于零件上平面的移動(dòng)壓板對(duì)往復(fù)杠桿零件進(jìn)行夾緊，然后配合各個(gè)定位塊就能滿(mǎn)足對(duì)零件的加工要求，保證往復(fù)杠桿零件的加工精度。

5.2 夾具的設(shè)計(jì)和操作

夾具的形狀都是根據(jù)零件外形來(lái)設(shè)計(jì)的，在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，因此，對(duì)于零件加工應(yīng)采用機(jī)動(dòng)夾緊而不是手動(dòng)夾緊，這是提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率的一個(gè)重要途徑，在本道工序的專(zhuān)用銑床夾具就選擇氣動(dòng)夾緊方式，這道工序由于是精加工，所以切削力不是很大，為了夾緊工件，沒(méi)有必要采用較大的氣缸直徑，但是，為了盡可能降低切削力可以采取相對(duì)適應(yīng)的措施，而目前采用的措施有三種：（1）提高毛坯的制造精度，以降低切削深度，降低切削力度；（2）選擇一種比較合理的斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，最大可能地增加夾緊機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比；（3）在條件允許的情況下，適當(dāng)提高壓縮空氣的工作壓力，使得氣缸推力增大。

在夾具上裝有對(duì)刀塊，可以使夾具在一批零件的加工之前有很好的對(duì)刀，同時(shí)，夾具底面上的一對(duì)定位鍵可以使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一個(gè)正確的安裝裝置，有利于銑削加工。由于往復(fù)杠桿零件銑槽寬專(zhuān)用夾具在進(jìn)行切削加工時(shí)，切削力主要是由夾具體底面支撐板來(lái)承受，對(duì)夾緊力的要求相對(duì)不是很高，采用氣動(dòng)式移動(dòng)壓板夾緊就能夠達(dá)到快速夾緊的效果，所以，從經(jīng)濟(jì)加工的角度來(lái)看，采用機(jī)動(dòng)夾緊就可以滿(mǎn)足要求，操作也相對(duì)比較簡(jiǎn)單，且效率相對(duì)比較高。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的概述，可以大致了解到往復(fù)杠桿零件的機(jī)械加工工藝。本文主要對(duì)零件的加工難易度、材料、零件毛坯、零件加工基準(zhǔn)面等方面進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)往復(fù)杠桿零件的分析后，確定了零件的材料、尺寸、加工工序，進(jìn)而確保加工工藝對(duì)零件的加工質(zhì)量，并根據(jù)需要，制定出合理的加工工序。

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作者簡(jiǎn)介：魏杰（1971-），男，遼寧遼陽(yáng)人，遼寧建筑職業(yè)學(xué)院副教授，機(jī)械工程碩士，研究方向：數(shù)控技術(shù)與機(jī)械加工工藝技術(shù)方向的研究與教學(xué)。

（責(zé)任編輯：周 瓊）