叉形件加工设计与分析论文

1、目 录目 录 1摘 要 2第一章 零件的分析 31.1 零件的作用 31.2 零件的工艺分析 3第二章 工艺规程设计 42.1确定毛坯的制造形式 42.2.基面的选择 42.2.2.1.粗基准面的选择 42.2.2.2.精基准面的选择 42.3. 制定工艺路线5第三章 机械加工分析 63.1. 机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定6第四章 装夹方案的确定和夹具设计说明 8 4.1. 装夹方案的 8 4.2. 夹具设计与解析 9 参考资料 12工艺目录 13工艺卡片 14附图1:零件图 34摘 要叉形件是飞机液压助力器执行机构中的主要部件之一。从整体上来看，飞机液压助力器是安装在飞机副翼操纵机

2、构中或方向舵操纵系统中，用于不可逆的液压助力器操纵。当飞机液压系统损坏或压力下降时，液压助力器外筒左右两腔沟通，即助力器当一拉杆使用，以实现人力应急操纵。每架飞机上装有两台液压助力器。分别操纵左右副翼或方向舵。叉形件零件在产品的某组件中内孔10和外圆9与叉形件组件中的外圆和内孔配合，起到一个连接的作用。关键词：工艺分析；基准面；工艺路线；加工余量第一章 零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是飞机液压助力器执行机构中的主要部件之一。从整体上来看，飞机液压助力器是安装在飞机副翼操纵机构中或方向舵操纵系统中，用于不可逆的液压助力器操纵。当飞机液压系统损坏或压力下降时，液压助力器外筒左右两腔沟通，

3、即助力器当一拉杆使用，以实现人力应急操纵。每架飞机上装有两台液压助力器。分别操纵左右副翼或方向舵。 叉形件零件在产品的某组件中内孔10和外圆9与叉形件组件中的外圆和内孔配合，起到一个连接的作用。1.2 零件的工艺分析本叉形件共有两处加工表面，其间有一定的位置要求。分述如下：1.2.1 以9为中心的加工表面 这一组表面加工包括：12的圆柱面及端面，9的圆柱面及锥端面，6的圆柱面及端面，M5外螺纹及端面。1.2.2 以10孔为中心的四端面加工 这一组表面加工包括：以9的圆柱轴线为基准的9的槽面及内端面，以9的圆柱轴线为基准的16的的槽面及外端面。1.2.3 以10孔为中心的加工表面 这一组表面加工

4、包括：以10的孔以及两端面的倒角与12的轴有垂直度要求。第二章 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为30CrMNSiA。30CrMnSiA属中碳调质钢，强度高，焊接性能较差。30CrMnSiA调质后有很高的强度和足够的韧性，淬透性也好。30CrMnSiA具有良好的加工性，加工变形微小，抗疲劳性能相当好。考虑到零件的材质和形状特性，故选择铸件毛坯。注意检测毛坯的表面粗糙度和形状公差。2.2 基面的选择基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，严重影响产品的质量，造成产品报废，使生产无法正常进行

5、。2.2.1粗基准面的选择 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准面，而对于此叉形件，有若干个不加工表面，则应以与加工表面相对位置精度较高的加工表面为粗基准。根据这个基准选择原则：2.2.1.1现选取9的圆柱轴线作为定位基准，首先加工出表面B和M5端面的中心孔，直接利用车床三爪校正9的毛坯面，达到完全定位然后加工两端面定位中心孔。 在这一组表面加工中，表面B的直接加工中心孔1，深度约2.5mm即可。对于包括M5端面的中心孔需一起加工出端面。2.2.1.2使用已经加工好的两端面中心孔,再以一个限制销限制自由度,达到完全定位,然后加工9，9和6间的300过度锥面，6和M5的表面。2.2.1.3

6、使用已经加工好的9的圆柱面、端面和16的两平面，利用专用工装夹具加工10的孔四端面和内孔面。2.2.2精基准面的选择 主要考虑基准重合的问题。考虑设计基准与工序基准是否重合，测量基准和加工是否重合，所产生的基准误差是否需要专门计算和换算，这将在以后作出详细的描述。2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合格的保证。在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用数控机床或采用万能机床配以专用工装夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。工艺路线方案：工序一 检验毛坯铸件的相关精度及磁力探伤检验。工

7、序二 车床加工表面B上的中心孔。工序三 车床加工M5的端面和端面上的中心孔。工序四 以两端中心孔为基准，粗、半精车9mm表面及端面，9mm和6mm间的300过度锥面，6mm表面及端面和M5的表面。工序五 加工M5外螺纹。工序六 以9mm的圆柱面为基准，粗、精铣叉形面间距9mm和间距16mm的四平面。工序七 以9mm的圆柱面和间距16mm的两平面为基准，钻、扩10mm孔。工序八 钻M5螺纹轴上的销孔1.5。工序九 对于合格的零件经过HRC36-410。工序十 打硬度，做标记刻字。工序十一 以9mm的圆柱面为基准，粗、精磨叉形面间距9mm和间距16mm的四平面。工序十二 保护不需要表面镀镉表面，进

8、行表面镀镉8-12u，钝化。工序十三 精修两端面中心孔。工序十四 以两端中心孔为基准，精车9mm表面及端面，9mm和6mm间的300过度锥面，6mm表面及端面。工序十五 以9mm的圆柱面和间距16mm的两平面为基准，精镗孔10mm，保证相对A轴的垂直度。工序十六 精修M5螺纹。工序十七 精铰、精细铰孔10mm，保证孔的精度和粗糙度要求。工序十八 以两端中心孔为基准，粗、精磨9mm表面，6mm表面。保证表面粗糙度和精度要求达到H7(-0.0008)。工序十九 对L段和表面C进行发蓝处理。工序二十 检验。 第三章 机械加工分析3.1机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定叉形件;零件材料为30CrM

9、NSiA,硬度为HRC36410。生产类型为中等批量，精密锻造毛坯。检验后，对L段和表面C进行发蓝处理，其余的表面表面镀镉8-12u，钝化。根据以上的资料分析，分别确认各工序的机械加工余、工序尺寸和毛坯尺寸如下：3.1.19mm轴线方向长度的加工余量及公差查机械加工工艺手册表2.22.5，取9mm轴线方向总长度为65±0.15mm。此长度方向上的毛坯尺寸为65.85 66.0mm。工序尺寸加工余量1.0mm。3.1.29mm轴线方向与叉形件两叉的同心度及加工余量要求 查机械加工工艺手册表2.22.5，取9mm轴线与两叉形的同心度公差尺寸为0.15±0.09mm。 此两叉形件

10、的外毛坯尺寸为17.5 17.8mm，内毛坯尺寸为7.0 7.5mm。工序加工尺寸加工余量1.0mm。3.1.39mm轴径尺寸及加工余量要求 3.1.3.1毛坯尺寸为10（00.2）mm，在毛坯制成时，应考虑15×12mm以及12×10（00.2）mm 的精度尺寸。 3.1.3.2在粗、精车工序中，保证其精度在9（0.050）mm，长度尺寸为19.05 19.10mm，以B面为基准的控制尺寸为8.95 9.0mm。 加工余量为粗车 0.8mm；精车0.2mm。 3.1.3.3在粗、精磨工序中，保证其精度在9h6（-0.006-0.009）mm，长度尺寸为19.06 19.0

11、9mm，以B面为基准的控制尺寸为8.95 9.0mm。加工余量为粗磨 0.1mm；精磨0.02mm。3.1.46mm及M5轴径尺寸及加工余量要求 3.1.4.1毛坯尺寸为10（00.2）mm，此毛坯尺寸参照9轴径毛坯 的精度尺寸。 3.1.4.2在粗、精车工序中，保证其精度6（0.050）mm，长度尺寸为5.505.55mm。 加工余量为粗车 3.5mm；精车0.5mm。 3.1.4.3在粗、精车工序中，保证其精度M5（-0.02-0.05）mm，长度尺寸为6.50mm。 加工余量为粗车 4.5mm；精车0.5mm。 3.1.4.4在粗、精磨工序中，保证其精度在6h6（-0.005-0.008

12、）mm，长度尺寸为5.50mm。加工余量为粗磨 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毛坯尺寸为17.5（00.2）mm和8.5（00.2）mm，还需要控制和保证四端面与9mm轴的同轴度在0.2mm以内。 3.1.5.2粗、精铣叉形面9(0+0.05)mm和16(0-0.1)mm的四平面。加工余量为粗铣 0.5mm；精铣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。加工余量为0.050.1mm。3.1.6孔10mm的加工及余量要求 3.1.6.1由于在毛坯制作过程中为减少变形和位置误差，故两叉形为

13、平面。 3.1.6.2用中心钻定位中心孔位置，钻孔6mm，扩孔至8mm。 3.1.6.3考虑消除位置误差，利用精密镗床做最后修复镗孔加工，粗镗、精镗孔10（0-0.1）mm。加工余量为0.20.3mm。 3.1.6.4精铰、精细铰孔10（+0.015）mm。第四章 装夹方案的确定和夹具设计说明由于叉形件毛坯的特殊性，为提高生产效率和重复定位精度，所以我们需要设计出专用的工装夹具，供车床、铣床、钻床和磨床的加工使用。由于车床和磨床上的夹具和定位相对简单，故此仅说明一套铣床及钻床所使用的夹具。4.1装夹方案的确定4.1.1定位基准选择 铣床主要加工的是间距9(0+0.05)mm和16(0-0.1)

14、mm的四平面的加工，保证其中心距与9mm轴的同轴度在0.2mm以内，所以定位基准的选择以9mm轴的轴线为主基准。同时应考虑辅助基准,利用比16mm凸台低0.5mm（即15mm）的毛坯平面。4.1.2装夹的方案 4.1.2.1利用“ V”形块的中心轴线和一端面，限制了工件的径向自由度。可以控制工件的同轴度精度和9mm轴端面至孔10mm的距离，从而间接控制B面与10mm孔的16mm尺寸公差。 4.1.2.2两止推“ 定位销” 定位15mm的两平面，限制了工件的轴向自由度，达到了对工件的完全定位自由度。此自由度的定位完全考虑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夹具

15、设计与解析已经完全分析了定位基准的选择和装夹的方案。就可以设计整体夹具：4.2.1该夹具的结构主要由以下几部分组成（图4-1）底板：底板当中的两个突出导向定位键与铣床的T型槽配合连接。V型块：V型块定位销和紧固螺栓。轴向止推“定位销” ：两边的定位块均可以活动夹紧定位，在考虑不给工件造成装夹变形，故定位块的夹紧力较小，不能够作为夹紧的唯一方式。 图4-14.2.2夹具的设计制造工艺4.2.2.1底板的设计加工（图4-2） 底板的材料选用HT200铸铁。 外形尺寸是根据被加工零件尺寸、工位的V形块的大小、轴向止推“定位销” 、用于压紧工件用的压板与螺栓的位置等因素确定。 主要的加工步聚及安装说明

16、：a. 刨削底板,将已经粗加工好的长方体用平面磨床磨削至符合图纸要求。b. 在数控铣床上校正、安装底板并铣削与铣床T型槽配合的导向定位键；然后分别按照图纸标注要求的螺纹孔以及定位销孔（销孔应留出铰削余量）。c. 攻相应的内螺纹。d. 安装：将底板放在工作台中间位置，利用底板突出导向定位键与铣床本身T型槽的精密配合，然后利用两个M16mm的螺栓将底板紧固。e. 注意在完全紧固底板前应再用百分表“检查校正”底板基准面与纵向工作台平行精度。 （图4-2）4.2.2.2V形块的设计加工（图4-3）V形块的材料选用HT200铸铁。 外形尺寸是根据被加工零件尺寸以及用线切割加工时的零件装夹位置等因素确定。

17、 主要的加工步聚说明：a. 刨削大于图纸尺寸的长方体(将外行尺寸放大是在线切割时除长度方向的两端面之外,剩余的所有面均一次性线切割完成)。在利用平面磨床磨平所有的平面(保证形位精度)。b. 利用线切割按照图纸要求切割V形块。c. 安装：在数控铣床上分别校正、安装V形块。保证工作面平行于工作台纵向；然后利用四个M10mm的内六角螺栓将底板紧固。d. 由于考虑累计误差的出现，应用百分表“检查校正”后再配钻定位销孔。 （图4-3）4.2.2.3轴向止推“定位销”的设计加工（图4-4）材料选用45钢。 尺寸设置是根据被加工零件尺寸及装夹外形位置等因素确定。 主要的加工步聚说明：a. 按照要求车削定位销

18、（留磨）。b. 按照图纸要求制作定位销支架。c. 安装：此定位销的安装应校正其定位面垂直于工作台纵向；在装夹定位是可以调整左右定位销的加紧力度。 （图4-4） 4.2.2夹具设计小结 该夹具具有结构简单、定位精度高、夹紧可靠、工件装卸方便、快捷等优点，采用该夹具在数控铣床上进行铣削加工，所铣削的槽和圆弧的集合尺寸，形位精度以及表面粗糙度均达到图纸设计要求；特别是解决了在铣削过程中对于轴的同轴度难以保证的现象，因此叉形件的加工质量保证较高，加工效率显著提高。 采用此相同原理的夹具均可以适用在磨床上，钻床上等。参考文献1 虞莲莲，曾正明编著实用钢铁材料手册北京：机械工业出版社，2006P121-134。2 陈家芳主编实用机械工人切削手册江苏：江苏