往復杠桿零件機械加工工藝研究

摘要：隨著科學技術的快速發展，機械加工技術也得到了很大的提升。文章主要探討和研究的是往復杠桿零件機械加工工藝的內容，機械加工工藝是機械產品質量的根本保證，對于零件的加工制定不同的工藝路線，根據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。

關鍵詞：往復杠桿；零件加工；加工工藝；機械加工技術；產品質量 文獻標識碼：A

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

1 概述

往復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，加工精度相對不是很高，但生產數量很大。對于往復零件的加工，由于面比孔容易加工，所以，在制定工藝規程時，需要先對面進行加工，再以面為基準對其他部位進行加工，然而加工的過程中必須采用專門的夾模。在對零件進行加工時使用專用的夾模，有助于提高勞動生產力，保證加工質量，降低勞動強度。

2 往復杠桿零件機械加工簡介

往復杠桿零件的機械加工，首先要對往復杠桿零件進行分析，了解往復杠桿零件在機械設備中的作用，然后運用機械制造技術解決往復杠桿零件在機械加工中的定位、夾緊等工作，確定相關的工藝尺寸和選擇合理的加工機床及刀具，保證往復杠桿零件的加工質量。

在機械對工件進行加工時，為了確保加工效率，提高工件精度，必須正確地安裝工件，使工件相對機床切削形成運動和刀具具體正確的位置，這個過程叫做“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，就必須對工件施加一定的夾緊力，這個過程叫“夾緊”，機床對工件的定位和夾緊就需要各類夾具，所以，夾具的使用對零件加工工藝有著重要的意義。

3 對加工零件的分析

在對零件進行加工時，必須對零件進行全面的分析，以確保使用合理的加工工序對零件進行加工，保證零件的加工質量。

3.1 零件的作用

在對零件進行加工前，必須了解零件在機械設備中的位置、零件的具體作用，確保零件正確加工。往復零件是一種隨處可見的零件，主要是用于機械設備上實現往復運動，通過往復杠桿上的裝配連接在主動零件上與從動零件之間，將主動零件的運動傳遞或轉換，通過從動零件，將相應的運動或力傳遞到下一級的運動部件。往復杠桿零件機械運行過程中，承受著交變載荷的作用，所以，對往復杠桿的力學性能的要求相對比較高；往復杠桿上與主動零件和從動零件配合、接觸的部位，對其尺寸、形狀、位置精度和表面的硬度有著嚴格的要求。

3.2 零件材料的選用

往復杠桿零件的材料一般選用45度鋼，這種鋼屬于優質碳素結構鋼，此種鋼經過處理后有良好的綜合機械性能和加工工藝性能，對于零件材料主要是根據零件的使用環境來選用，同時還得兼顧材料的工藝性和價值性。45度鋼的主要參數如表1所示：

表1

4 零件加工工藝

4.1 零件毛坯的制造

往復杠桿零件的材料為45度鋼，考慮到往復杠桿零件在運行中經常做往復運動，往復杠桿零件在工作過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。每年往復杠桿零件的產量非常大，而且生產零件的輪廓尺寸不大，則可以采用模鍛成型，從而提高生產率，保證零件加工精度。

4.2 零件加工工藝的過程

經過上述分析可以得知，杠桿零件的主要加工面有平面、孔以及槽。通常來說，保證平面的加工精度相對保證孔系的加工精度要容易，所以，對于該零件的加工來說，加工過程中的主要問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系以及槽的尺寸精度，根據上面的技術條件分析可得，往復杠桿零件的尺寸精度、形狀精度以及位置精度要求相對而言不是很高，所以，對于其加工精度也不是很高。

4.3 確定零件表面加工方案

對于零件表面的加工，都要有一個加工方案。一個好的零件加工機構，不僅應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝，并且能夠保證零件加工的質量，同時減少加工的勞動量。加工工藝的方案設計和加工工藝是密不可分的。對于往復杠桿零件的加工工藝的設計來說，應當選擇能夠同時滿足平面、孔系和槽加工精度要求的加工方法。對于零件加工，不僅要從加工精度和加工效率兩方面考慮，而且還要適當考慮零件加工的成本。

4.4 加工工藝基準面的選擇

基準面的選擇又可分為粗基準選擇和精基準選擇。

粗基準選擇：（1）粗基準選擇時，應當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，主要是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系的精度；（2）粗基準一般只使用一次，尤其是主要定位基準，防止產生較大的位置誤差。保證往復杠桿零件在整個加工過程中基本上采用統一的基準定位；（3）若需要保證工件的某些重要表面的加工余量均勻，就應當選擇該表面做粗基準。

精基準選擇：精基準的選擇原則有：（1）基準重合原則，盡可能地選擇設計基準作為定位基準，這樣可以防止定位基準與設計基準不重合而引起的基準誤差；（2）基準統一原則，在加工過程中盡可能選用統一的定位基準，統一的基準有助于保證各表面間的位置精度，避免由于基準轉換帶來的誤差；（3）還應當選擇工件精度高、尺寸較大的表面作為精基準，以保證位置的穩定可靠。

對于往復杠桿零件精基準的選擇，要有利于保證工件的加工精度并使裝夾精準。當設計精準與工序基準不重合時，應當進行尺寸轉換。粗精準的選擇，應當采用零件的上、下平面作為定位的粗精準，使得零件達到準確定位。

5 零件的夾具

往復杠桿零件的專門夾具對零件的加工意義重大。為了提高勞動生產效率，降低操作人員的勞動強度，則需要針對具體工序設計專門的夾具。

5.1 定位基準的選擇

往復杠桿零件的形狀為對稱型零件，然而，加工槽寬的兩個端面也具有一定的對稱性，并且該端面能夠保證零件對稱基準面尺寸準確，為了確保零件對稱基準面尺寸的標準，可以考慮采用零件槽的外端面來定位，用作加工槽寬的基準。槽的外端面相鄰臺階及孔的外端面可以采用定位銷來定位，則限制了零件的一個自由度；夾具底面的兩個支撐面限制零件的三個自由度；槽外端相鄰的臺階面的定位擋塊限制零件的兩個自由度。最后采用作用于零件上平面的移動壓板對往復杠桿零件進行夾緊，然后配合各個定位塊就能滿足對零件的加工要求，保證往復杠桿零件的加工精度。

5.2 夾具的設計和操作

夾具的形狀都是根據零件外形來設計的，在夾具設計時，應當注意提高勞動生產率，因此，對于零件加工應采用機動夾緊而不是手動夾緊，這是提高勞動生產效率的一個重要途徑，在本道工序的專用銑床夾具就選擇氣動夾緊方式，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適應的措施，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構，最大可能地增加夾緊機構的擴力比；（3）在條件允許的情況下，適當提高壓縮空氣的工作壓力，使得氣缸推力增大。

在夾具上裝有對刀塊，可以使夾具在一批零件的加工之前有很好的對刀，同時，夾具底面上的一對定位鍵可以使整個夾具在機床工作臺上有一個正確的安裝裝置，有利于銑削加工。由于往復杠桿零件銑槽寬專用夾具在進行切削加工時，切削力主要是由夾具體底面支撐板來承受，對夾緊力的要求相對不是很高，采用氣動式移動壓板夾緊就能夠達到快速夾緊的效果，所以，從經濟加工的角度來看，采用機動夾緊就可以滿足要求，操作也相對比較簡單，且效率相對比較高。

6 結語

通過本文的概述，可以大致了解到往復杠桿零件的機械加工工藝。本文主要對零件的加工難易度、材料、零件毛坯、零件加工基準面等方面進行分析，通過對往復杠桿零件的分析后，確定了零件的材料、尺寸、加工工序，進而確保加工工藝對零件的加工質量，并根據需要，制定出合理的加工工序。

參考文獻

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作者簡介：魏杰（1971-），男，遼寧遼陽人，遼寧建筑職業學院副教授，機械工程碩士，研究方向：數控技術與機械加工工藝技術方向的研究與教學。

（責任編輯：周 瓊）