撥叉三維參數(shù)化設(shè)計(jì)與機(jī)械加工工藝研究

撥叉三維參數(shù)化設(shè)計(jì)與機(jī)械加工工藝研究摘要：在實(shí)際的生產(chǎn)作業(yè)中，如礦山開采、汽車、機(jī)床加工等領(lǐng)域中，自動(dòng)化生產(chǎn)已經(jīng)被廣泛使用。而對于這些生產(chǎn)中的關(guān)鍵零部件撥叉而言，精準(zhǔn)的參數(shù)設(shè)定十分重要。我們通過Pro/Engineer操作軟件，實(shí)現(xiàn)針對撥叉三維參數(shù)化的設(shè)定，這就使設(shè)計(jì)過程更加簡便高校，也利于后期的看看機(jī)械加工等其他程序的參數(shù)設(shè)定。本文討論了Pro/Engineer操作軟件下的撥叉三維參數(shù)化設(shè)計(jì)、修改，分析了后期相關(guān)機(jī)械加工工藝，希望能起到一定的借鑒作用。關(guān)鍵詞：撥叉；參數(shù)化；機(jī)械加工工藝撥叉一般應(yīng)用于礦業(yè)開采中的機(jī)械設(shè)備、汽車傳動(dòng)設(shè)備、機(jī)床加工設(shè)備等領(lǐng)域。在汽車中，撥叉位于變速箱上，通過其撥動(dòng)齒輪，能改變相應(yīng)的轉(zhuǎn)速比。在機(jī)床加工中，如車床、銑床、鉆床等設(shè)備中，撥叉撥動(dòng)齒輪，該變傳動(dòng)比，實(shí)現(xiàn)變速。而撥叉零件的加工，特別是參數(shù)的設(shè)計(jì)上，對傳動(dòng)裝置，包括性能、運(yùn)行等方面，都有著巨大的影響。撥叉的工作環(huán)境，決定了其加工的精準(zhǔn)度的要求，不僅耐磨，還要抗沖擊，有足夠的硬度強(qiáng)度。由于撥叉零件之間有較大的形態(tài)差異，結(jié)構(gòu)上對于工藝的要求較高，不合格的撥叉在使用中一旦出現(xiàn)問題，將會造成嚴(yán)重的后果。撥叉零件的加工，在材料的選擇、參數(shù)化的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和加工工藝等步驟，嚴(yán)格要求，才能生產(chǎn)出合格的撥叉。一、撥叉三維參數(shù)化設(shè)計(jì)的探討雖然不同設(shè)備中的撥叉結(jié)構(gòu)不同，但是其工作原理是相同的，在討論撥叉三維參數(shù)化設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)一個(gè)通用撥叉的參數(shù)，然后按照不同工作要求，不同設(shè)備環(huán)境，不同使用要求，進(jìn)行參數(shù)上的調(diào)整。如在撥環(huán)的配合中，與或雙聯(lián)齒輪、三聯(lián)齒輪的關(guān)聯(lián)使用中等等。通過三維參數(shù)化的設(shè)計(jì)和修改，實(shí)現(xiàn)了后期動(dòng)態(tài)裝配等環(huán)節(jié)更加便捷的目的。在設(shè)計(jì)撥叉中，使用的是美國參數(shù)技術(shù)（PTC）的公司的Pro/Engineer操作軟件，即Pro/E，該軟件是CAD/CAM/CAE一體化設(shè)計(jì)的軟件。撥叉的參數(shù)化設(shè)計(jì)，一般為大端實(shí)體的拉伸、小端實(shí)體的拉伸、中間連接板的拉伸、加強(qiáng)肋的制作和打孔五個(gè)步驟。具體操作如下：進(jìn)入Pro/E設(shè)計(jì)軟件，在設(shè)置工作目錄中找到“目標(biāo)文件夾”選項(xiàng)，點(diǎn)擊“新建零件”。在零件設(shè)計(jì)的操作頁中，找到“拉伸”的選項(xiàng)，平面選用front平面，隨后進(jìn)入拉伸頁。在拉伸頁面中，作兩條輔助中心線，根據(jù)撥叉的設(shè)計(jì)需求參數(shù)，畫出撥叉大端實(shí)體的拉伸草圖、數(shù)值設(shè)置可以先預(yù)填一個(gè)，當(dāng)撥叉的設(shè)計(jì)好之后，再根據(jù)加工需求，修改參數(shù)，并點(diǎn)擊“再生”選項(xiàng)即可。拉伸后，撥叉的左端要倒圓，大端放到圓后即可；進(jìn)行小段試題的拉伸，同樣是“拉伸”，選用front平面。進(jìn)到拉伸頁面后，作一條水平輔助中心線，畫出一個(gè)大端圓弧，畫出圓弧的垂直中心線，并在小端畫出垂直中心線兩條線之間的距離設(shè)定為預(yù)定值100mm。根據(jù)撥叉的設(shè)計(jì)需求參數(shù)，完成撥叉小端草圖的繪制；對于中間連接板的拉伸，與上面的一樣，進(jìn)入拉伸頁。也是只作一條水平輔助中心線，隨后畫出大端圓弧和小端圓弧，在“圖標(biāo)”中，找到點(diǎn)“創(chuàng)建圖元”，就可以畫出大端圓弧線和小端圓弧線了。這時(shí)要作兩條和中心線距離相等的輔助中心線，從大端的連接線起點(diǎn)到中心線之間的的距離要設(shè)好，連接大端圓弧和小端圓弧。這里要注意，這條連接的直線小端的外圓相切，點(diǎn)擊“剪切”選項(xiàng)，完善封閉曲線的繪制；加強(qiáng)肋的繪制上，要點(diǎn)擊圖標(biāo)“肋工具”，平面選取為Top平面，接下來的步驟與上文相同，畫出大端外圓和小端外圓，話二者之間的一條直線。根據(jù)要求，設(shè)置正確參數(shù)，并點(diǎn)擊“確定”；在打孔的時(shí)候，有兩種方法，即點(diǎn)擊“拉伸”，或找到“孔工具”，按照需要打即可?？讓D中需要的孔作出。圖1是三維參數(shù)化設(shè)計(jì)后做出的撥叉實(shí)體圖。二、撥叉機(jī)械加工工藝的分析在上文中，撥叉的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)，滿足了不同需求、不同參數(shù)的動(dòng)態(tài)修改設(shè)定，但是在實(shí)際的機(jī)械加工中，還是要參考撥叉零件的使用參數(shù)和使用情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改。對于一些使用環(huán)境惡劣，使用要求特別是耐磨耐沖擊上的要去，在撥叉的材料使用上，由于應(yīng)用于煤礦機(jī)械和礦山機(jī)械等場合，工作負(fù)荷大，因此這類撥叉零件在材料的選擇上一般使用40Cr或45鋼。對于撥叉的機(jī)械加工，在工藝流程上為：鍛造、檢測、正火、劃線、銑、鉆、銑、擴(kuò)、淬火并回火處理、校驗(yàn)、磨削清洗、檢驗(yàn)。在這十四項(xiàng)處理工序外，還要注意撥叉的加工面，定位孔和撥叉口的加工。機(jī)械加工的過程，包括了粗加工過程、半精加工過程和精加工過程。撥叉的安裝要注意定位孔的位置，一般使用鉆、擴(kuò)、鉸、精鏜等方法。為了保證撥叉機(jī)械加工的的精確性，撥叉口會在磨削前進(jìn)行粗銑、精銑，淬火的工序。機(jī)械加工中，要對加工的設(shè)備、加工使用到的其他設(shè)備，如刀具（銑刀、鉆刀）、夾具（虎鉗、專用夾具）、量具等做好選取工作。撥叉的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)，使得撥叉在參數(shù)的設(shè)定上，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行修改，大大提升了設(shè)計(jì)效率，降低了資本投入。在已有的模板上，進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)裝配、機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)模擬、仿真操作等等試用，隨時(shí)改變參數(shù)數(shù)據(jù)，優(yōu)化參數(shù)修改樹脂。這也為撥叉的加工，設(shè)立了良好的形象。