在五金冲压与挤压成型的生产场景里,这类腰形双孔结构的零件是极为常见的连接受力件,日常多应用在轻工机械的连杆传动、小型设备的机架连接、工装夹具的定位挂接环节,承担着传递拉力、限定两个装配点位相对位置的作用,很多小型手动工具、民用五金的传动连接部位都能看到同结构零件的身影。从实际使用的角度看,这类零件的两个安装孔分别对应不同的装配基准,大孔一般作为主定位孔,穿入销轴或者螺栓后作为整个零件的摆动或固定基准,小孔作为副连接孔,用来对接拉杆、调节螺杆这类从动部件,整个腰形的外轮廓是为了在保证两个孔位中心距的前提下,尽可能缩小零件的整体宽度,避免在小空间的装配场景里和周边结构发生干涉,同时连续的圆弧过渡外轮廓也能减少零件在受拉时的应力集中,避免直角位置在反复受力后出现开裂的问题。
做这个草图的设计时,首先要敲定的是两个孔的中心距,这个尺寸直接决定了零件装配后两个连接点的活动范围,中心距的公差一般要控制在±0.05mm以内,不然装配后会出现拉杆卡滞、孔位错位装不上的问题;其次是两个孔的直径,主孔的尺寸要匹配常用的标准销轴直径,副孔的尺寸要考虑连接螺杆的活动间隙,通常会比螺杆大0.2-0.3mm,留出装配调节的余量。外轮廓的绘制逻辑是分别以两个孔的圆心为基准,做两段和两个孔同心的半圆弧,再用两段平行的直线把半圆弧顺滑连接起来,整个外轮廓和两个内孔之间的壁厚要保持均匀,不能出现局部过薄的位置,不然挤压成型的时候会因为材料流速不一致导致局部缺料,或者后续热处理的时候出现变形超差的问题。
从安装边界来看,这个零件的外轮廓最大宽度是大端圆弧的直径,最大长度是两个半圆弧端点之间的直线距离,设计的时候要提前核对安装位置的预留空间,保证零件摆动的时候,外轮廓不会碰到周边的机架或者其他零部件,两个孔的端面要和零件平面保持垂直,不然螺栓锁紧之后会出现附加应力,容易导致零件在使用过程中断裂。很多刚入行的结构设计人员做这类零件的时候,容易忽略外轮廓和内孔的同轴度要求,往往只标注孔的尺寸和中心距,忘了标注外轮廓圆弧和内孔的同轴度,结果做出来的挤压坯料壁厚不均,后续机加工的时候余量不够,或者成型后的零件动平衡不好,用在高速传动的位置会出现抖动。
另外这个草图作为挤压成型的基础截面,导入三维软件做拉伸特征的时候,要注意轮廓的闭合性,不能有多余的线段或者开放的端点,不然拉伸的时候会出现特征报错,还要提前把两个内孔做成封闭的轮廓,直接在草图阶段就做出孔的形状,不要等拉伸成实体之后再去切除,这样能减少特征树的步骤,后续修改尺寸的时候也更方便,只要调整草图里的孔位或者外轮廓尺寸,整个实体就能同步更新,不用反复修改后续的切除特征。在实际生产里,这类截面的零件一般用铝合金或者低碳钢做冷挤压成型,草图里的所有转角位置都要做微小的圆角过渡,哪怕是看起来是直线和圆弧相切的位置,也要留0.1mm左右的圆角,避免挤压的时候模具出现应力集中导致崩模,延长模具的使用寿命。
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- 系统要求: AutoCAD
- 软件分类: 通用机械零部件

