上推力杆支架零件加工工艺设计

所属栏目：机械论文
发布时间：2018-07-27 10:35:20  更新时间：2018-07-27 10:35:20

　　[摘要]上推力杆支架零件是载货汽车车桥的主要零件，零件加工质量的稳定直接影响到生产成本及安装装配的质量。上推力支架加工工艺及加工工装设计是否合理，直接关系到产量与质量，其中工艺设计起到至关重要作用。

　　[关键词]工艺路线;上推力杆支架;设计

　　一、上推力杆支架零件特点与概述

　　上推力杆支架是用于载货汽车车桥刹车气缸固定使用，零件工程图如图1所示，该支架零件底面与车桥通过中间销孔定位并采用6处螺栓紧紧相连与之固定;斜面与气缸相连采用4处螺栓与之固定;另外上端项部用于平衡杆固定连接。

　　二、上推力杆支架加工的技术难点分析

　　从零件的结构特点可知，其加工具有以下难点：

　　(一)零件与气缸固定面与底面为不垂直交角(76度)，工件C面至4-Φ17mm孔距中心尺寸10(-0.5~0.5)mm，加工尺寸控制较难。

　　(二)支架零件底面定位孔孔径精度高为Φ28(0.03~0.053)mm。

　　(三)零件为多方位连接配合，该支架四处加工面铸造余量约为2mm~3mm，这对加工工艺拟定及定位选择造成了很大的难度。

　　三、零件工艺拟定原则及工艺路线该零件属于大批量生产，结合先面后孔、先基准后其他及先主后次的工艺原则，宜采用生产工序分散，采用固定节拍按线性布置生产设备，宜选用通用性机床、刀具及专用夹具的方案。具体工艺路线如下：

　　1.铸造件：按毛坯图尺寸铸造毛坯成型;

　　2.热处理：退火处理;

　　3.铣：以D面为粗定位基准，铣削A面，控14(0~+0.5)mm厚度尺寸;

　　4.钻：以A大面基准，Ⅰ、Ⅱ点导向线基准，Ⅲ点为止推定位基准，钻合4处Φ17mm通孔;

　　5.铣：以一面两销为基准，铣B面，按制76度、70mm尺寸;

　　6.钻：以一面两销为基准，钻合6处Φ21mm通孔;

　　7.镗：以一面两销为基准，在数控加工中心上钻、扩、镗合Φ28mm孔;

　　8.铣：以B面及两销为基准，铣面E及钻通孔;

　　9.铣：以B面及两销为基准，铣面F;

　　10.拔：拔4处Φ40mm沉孔;

　　11.拔：拔6处Φ38mm沉孔;

　　12.检验;

　　13.喷漆;

　　14.入库。

　　四、零件加工工艺

　　(一)铸造产生的毛坯件

　　由于上推力杆支架材质为QT600，是珠光体型球墨铸铁，QT是球铁，600是指抗拉强度σb(MPa)：≥600。该种材料毛坯具有中高等强度、较好韧性和塑性，综合性能较高;具有良好的耐磨性和减振性，良好的铸造工艺性能，能通过相应热处理达到理想性能。由于毛坯采用铸造成形工艺，要求铸件表面无砂眼、气孔、缩孔及夹渣等缺陷，因此采用退火处理消除零件内应力。

　　(二)制定机械加工工序

　　经过分析和综合考虑，确定该零件的机械加工工艺过程。四处Φ17mm孔对称中心也是六处Φ21mm孔对称中心及Φ28mm孔中心，而且四处Φ17mm孔公布在零件轮廓最远处，同时是四处轮廓R40mm圆弧的中心。因此，该四处Φ17mm孔对称轴线应为方要基准，为设计基准，四处Φ17mm孔前面(A面)为精基准面。故选择D面与四处轮廓R40mm圆弧为粗基准。

　　1.铣A面：以D面四处为大面定位基准面，限3个自由度Z向平移、X、Y轴旋转;以两处R40mm圆弧轮廓为导向基准，限制2个自由度Y向平移，Z轴旋转;以R40mm圆弧左端轮廓为止推基准，限制1个自由度X向平移，六个自由度被限制。在XA6132普通铣床上采用专用夹具，选用Φ180mm盘铣刀加工表面A，保证厚度14(0~+0.5)mm、表面粗糙度Ra6.3μm。

　　2.钻4-Φ17mm孔：以A面为主要定位基准，限制3个自由度Z向平移，X、Y轴旋转，以两处R40mm圆弧轮廓为导向基准，限制2个自由度Y向平移、Z轴旋转，以R40mm圆弧左端轮廓为止推基准，限制1个自由度X位移，六个自由度被限制。在摇臂机床上采用专用夹具，钻合四处孔，保证孔径Φ17(0~+0.2)mm、表面粗糙度Ra6.3μm。

　　3.铣B面：选用“一面两销”方式，基准面为A面，限制了3个自由度Z向平移，X、Y轴旋转，两处Φ17mm孔插销定位限制了3个自由度X、Y向平移，Z轴旋转。在XA6132普通铣床上采用专用夹具，选用Φ200mm盘铣刀加工表面B，保证厚度76(-0.5~+0.5)mm、表面粗糙度Ra6.3μm。

　　4.钻6-Φ21mm孔：定位方式与铣B面一致。在摇臂机床上采用专用夹具，钻合六处孔保证孔径Φ21(0~+0.23)mm、表面粗糙度Ra6.3μm。

　　5.镗Φ28mm孔：定位方式与铣B面一致。在加工中心机床上，钻底孔、粗镗孔留0.3mm余量、精镗孔，保证孔径Φ28(+0.02~+0.053)mm、表面粗糙度Ra3.2μm及位置尺寸要求。

　　6.钻铣：选用“一面两销”方式，基准面为B面，限制了3个自由度Y向平移，Z、X轴旋转，两处Φ21mm孔插销定位限制了3个自由度X、Z向平移，Y轴旋转，在加工中心机床上，选用Φ50mm立铣刀铣削平面、钻合两处通孔，保证孔径Φ21(0.0~+0.50)mm、表面粗糙度Ra3.2μm及厚度尺寸要求。

　　7.钻铣：选用“一面两销”方式，基准面为B面，限制了3个自由度Y向平移，Z、X轴旋转，两处Φ21mm孔插销定位限制了3个自由度X、Z向平移，Y轴旋转。在加工中心机床上，选用Φ50mm立铣刀铣削平面，保证40(-0.20~+0.20)mm、表面粗糙度Ra3.2μm。

　　8.钻4-Φ17mm孔锪平Φ40mm：以A面为主要定位基准，限制了3个自由度Z向平移，X、Y轴旋转;以两处Φ17mm孔基准，限制3个自由度X、Y向平移，Z轴旋转。在立式钻床上锪平孔Φ40mm，保证直径Φ40(-0.20~+0.20)mm、厚度24(-0.20~+0.20)mm、表面粗糙度Ra6.3μm。

　　9.钻6-Φ21mm孔锪平孔Φ38mm：以A面为主要定位基准，限制了3个自由度Z向平移，X、Y轴旋转，以两处Φ21mm孔基准，限制3个自由度X、Y向平移，Z轴旋转。在立式钻床上锪平孔Φ38mmm，保证直径Φ38(-0.20~+0.20)mm、厚度12(-0.20~+0.20)mm、表面粗糙度Ra6.3μm。

　　填写机械加工工艺过程卡，如表1所示。

　　五、结语

　　在大批量生产中，工序的分散与集中安排，要结合生产节拍、现场设备及质量要求综合考虑。生产节拍要基本平衡，各工序加工时间要基本相同，最长时间工序节拍要满足配送数量要求。制定出比较合理、高效的加工方法和加工路线，对保证加工质量、数量都有较大的意义。本文工艺是柳州职业技术学院机械厂实际生产加工工艺情况，是一种可行的方案，供有关人员学习参考。

　　[参考文献]

　　[1]范崇洛主编.机械加工工艺学[M].南京：东南大学出版社，2009.

　　[2]刘继为.飞锤支架加工工艺设计与分析[J].科研应用，2013，(8).