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上推力桿支架零件是載貨汽車車橋的主要零件,零件加工質量的穩定直接決定著生產成本及安裝裝配的質量。本文就介紹了上推力桿支架零件的特點及概述,探究支架加工中的技術難點,這也是關系著產量與質量,文章也介紹了零件工藝原則與工藝路線,也提到了零件工藝設計在其中起到的作用。
[關鍵詞] 工藝路線,上推力桿支架,設計
一、上推力桿支架零件特點與概述
上推力桿支架是用于載貨汽車車橋剎車氣缸固定使用,該支架零件底面與車橋通過中間銷孔定位并采用 6 處螺栓緊緊相連與之固定;斜面與氣缸相連采用 4 處螺栓與之固定;另外上端項部用于平衡桿固定連接。
二、上推力桿支架加工的技術難點分析
從零件的結構特點可知,其加工具有以下難點:
(一)零件與氣缸固定面與底面為不垂直交角(76 度),工件 C 面至 4-Φ17mm 孔距中心尺寸 10 (-0.5~0.5)mm,加工尺寸控制較難。
(二)支架零件底面定位孔孔徑精度高為 Φ28 (0.03~0.053)mm。
(三)零件為多方位連接配合,該支架四處加工面鑄造余量約為 2mm~3mm,這對加工工藝擬定及定位選擇造成了很大的難度。
三、零件工藝擬定原則及工藝路線
該零件屬于大批量生產,結合先面后孔、先基準后其他及先主后次的工藝原則,宜采用生產工序分散,采用固定節拍按線性布置生產設備,宜選用通用性機床、刀具及專用夾具的方案。具體工藝路線如下:
1.鑄造件:按毛坯圖尺寸鑄造毛坯成型;
2.熱處理:退火處理;
3.銑:以 D 面為粗定位基準,銑削 A 面,控 14 (0~+0.5)mm 厚度尺寸;
4.鉆:以 A 大面基準,Ⅰ 、Ⅱ點導向線基準,Ⅲ點為止推定位基準,鉆合 4 處 Φ17mm 通孔;
5.銑:以一面兩銷為基準,銑 B 面,按制 76 度、70mm 尺寸;
6.鉆:以一面兩銷為基準,鉆合 6 處 Φ21mm 通孔;
7.鏜:以一面兩銷為基準,在數控加工中心上鉆、擴、鏜合 Φ28mm 孔;
8.銑:以 B 面及兩銷為基準,銑面 E 及鉆通孔;
9.銑:以 B 面及兩銷為基準,銑面 F;
10.拔:拔 4 處 Φ40mm 沉孔;
11.拔:拔 6 處 Φ38mm 沉孔;
12.檢驗;
13.噴漆;
14.入庫。
四、零件加工工藝
(一)鑄造產生的毛坯件
由于上推力桿支架材質為 QT600,是珠光體型球墨鑄鐵,QT 是球鐵,600 是指抗拉強度 σb (MPa):≥600。該種材料毛坯具有中高等強度、較好韌性和塑性,綜合性能較高;具有良好的耐磨性和減振性,良好的鑄造工藝性能,能通過相應熱處理達到理想性能。由于毛坯采用鑄造成形工藝,要求鑄件表面無砂眼、氣孔、縮孔及夾渣等缺陷,因此采用退火處理消除零件內應力。
(二)制定機械加工工序
經過分析和綜合考慮,確定該零件的機械加工工藝過程。四處 Φ17mm 孔對稱中心也是六處 Φ21mm 孔對稱中心及 Φ28mm 孔中心,而且四處 Φ17mm 孔公布在零件輪廓最遠處,同時是四處輪廓R40mm 圓弧的中心。因此,該四處 Φ17mm 孔對稱軸線應為方要基準,為設計基準,四處 Φ17mm 孔前面(A 面)為精基準面。故選擇 D 面與四處輪廓 R40mm 圓弧為粗基準。
1.銑 A 面:以 D 面四處為大面定位基準面,限制3 個自由度 Z 向平移、X、Y 軸旋轉;以兩處 R40mm 圓弧輪廓為導向基準,限制 2 個自由度 Y 向平移,Z 軸旋轉;以 R40mm 圓弧左端輪廓為止推基準,限制 1 個自由度 X 向平移,六個自由度被限制。在 XA6132 普通銑床上采用專用夾具,選用 Φ180mm 盤銑刀加工表面 A,保證厚度 14(0~+0.5)mm、表面粗糙度 Ra6.3μm。
2.鉆 4-Φ17mm 孔:以 A 面為主要定位基準,限制 3 個自由度 Z 向平移,X、Y 軸旋轉,以兩處 R40mm 圓弧輪廓為導向基準,限制 2 個自由度 Y 向平移、Z 軸旋轉,以 R40mm 圓弧左端輪廓為止推基準,限制 1 個自由度 X 位移,六個自由度被限制。在搖臂機床上采用專用夾具,鉆合四處孔,保證孔徑 Φ17(0~+0.2)mm、表面粗糙度 Ra6.3μm。
3.銑 B 面:選用“一面兩銷”方式,基準面為 A 面,限制了 3 個自由度 Z 向平移,X、Y 軸旋轉,兩處Φ17mm 孔插銷定位限制了 3 個自由度 X、Y 向平移,Z 軸旋轉。在 XA6132 普通銑床上采用專用夾具,選用 Φ200mm 盤銑刀加工表面 B,保證厚度76(-0.5~+0.5)mm、表面粗糙度 Ra6.3μm。
4.鉆 6-Φ21mm 孔:定位方式與銑 B 面一致。在搖臂機床上采用專用夾具,鉆合六處孔保證孔徑 Φ21(0~+0.23)mm、表面粗糙度 Ra6.3μm。
5.鏜 Φ28mm 孔:定位方式與銑 B 面一致。在加工中心機床上,鉆底孔、粗鏜孔留 0.3mm 余量、精鏜孔,保證孔徑 Φ28(+0.02~+0.053)mm、表面粗糙度 Ra3.2μm 及位置尺寸要求。
6.鉆銑:選用“一面兩銷”方式,基準面為 B 面,限制了 3 個自由度 Y 向平移,Z、X 軸旋轉,兩處 Φ21mm 孔插銷定位限制了 3 個自由度 X、Z 向平移,Y 軸旋轉,在加工中心機床上,選用 Φ50mm 立銑刀銑削平面、鉆合兩處通孔,保證孔徑 Φ21(0.0~+0.50)mm、表面粗糙度 Ra3.2μm 及厚度尺寸要求。
7.鉆銑:選用“一面兩銷”方式,基準面為 B 面,限制了 3 個自由度 Y 向平移,Z、X 軸旋轉,兩處 Φ21mm 孔插銷定位限制了 3 個自由度 X、Z 向平移,Y 軸旋轉。在加工中心機床上,選用 Φ50mm 立銑刀銑削平面,保證 40(-0.20~+0.20)mm、表面粗糙度 Ra3.2μm。
8.鉆 4-Φ17mm 孔锪平 Φ40mm:以 A 面為主要定位基準,限制了 3 個自由度 Z 向平移,X、Y 軸旋轉;以兩處 Φ17mm 孔基準,限制 3 個自由度 X、Y向平移,Z 軸旋轉。在立式鉆床上锪平孔Φ40mm,保證直徑 Φ40(-0.20~+0.20)mm、厚度 24(-0.20~+0.20)mm、表面粗糙度 Ra6.3μm。
9.鉆 6-Φ21mm 孔锪平孔 Φ38mm:以 A 面為主要定位基準,限制了 3 個自由度 Z 向平移,X、Y軸旋轉,以兩處 Φ21mm 孔基準,限制 3 個自由度X、Y 向平移,Z 軸旋轉。在立式鉆床上锪平孔Φ38mmm,保證直徑 Φ38(-0.20~+0.20)mm、厚度12(-0.20~+0.20)mm、表面粗糙度 Ra6.3μm。
五、結 語
在大批量生產中,工序的分散與集中安排,要結合生產節拍、現場設備及質量要求綜合考慮。生產節拍要基本平衡,各工序加工時間要基本相同,最長時間工序節拍要滿足配送數量要求。制定出比較合理、高效的加工方法和加工路線,對保證加工質量、數量都有較大的意義。
[參考文獻]
[1]范崇洛主編.機械加工工藝學[M].南京:東南大學出版社,2009.
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