轉(zhuǎn)向節(jié)加工工藝及夾具設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向節(jié)加工工藝圖

1、轉(zhuǎn)向節(jié)加工工藝及夾具設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向節(jié)加工工藝圖機(jī)電系汽車制造工藝學(xué)設(shè)計(jì)課題：姓 名：學(xué) 號(hào)：班 級(jí)：指導(dǎo)老師：完成時(shí)間： 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 鉆孔夾具劉柏懷MEE14049 14機(jī)電一班曾斌 xx.10目錄一 設(shè)計(jì)目的 錯(cuò)誤！未定義書簽。二 定位元件 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1 零件作用 錯(cuò)誤！未定義書簽。三 工序基準(zhǔn) 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.1 確定毛坯的制造形式 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2 基面的選擇 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 錯(cuò)誤！未定義書簽。四 夾緊機(jī)構(gòu) 19五 定位誤差計(jì)算 20四 19四文獻(xiàn) 19鏜大孔夾具設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)一為轉(zhuǎn)

2、向節(jié)大孔鏜削加工夾具設(shè)計(jì)，由于任務(wù)要求大批量生產(chǎn)，所以采用專用夾具鏜床夾具也稱鏜模。主要用于加工箱體、支架等類工件上的孔或孔系。鏜床夾具具有引導(dǎo)鏜桿的導(dǎo)套稱為鏜套，及安裝鏜套的鏜模架。用鏜模鏜孔時(shí)，工件的加工精度可以不受鏜床精度的影響，而由唐末的精度來(lái)保證。 機(jī)床的主軸和鏜桿采用浮動(dòng)聯(lián)接， 機(jī)床只提供鏜桿的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力。 鏜模的結(jié)構(gòu)類型主要取決于導(dǎo)向的設(shè)置， 導(dǎo)向的設(shè)置不僅是考慮加工孔的位置精度， 更主要的是考慮加工時(shí)鏜桿的剛度。鏜床夾具的設(shè)計(jì)， 主要包括工件的定位方案設(shè)計(jì)、 工件的加緊方案設(shè)計(jì)以及夾具的其他元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 最后將以上元件合理布置， 確定夾具的形式及夾具的總體結(jié)構(gòu)。3.1 定位元

3、件設(shè)計(jì)定位裝置包括包括定位元件及其組合， 其作用是確定工件在夾具中的位置。如前所述，本次設(shè)計(jì)夾具采用的定位原理為一面三支承釘定位。 3.1.1 平面定位 以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面定位時(shí)， 選用平頭支承釘， 以基準(zhǔn)面粗糙不平或毛坯面定位時(shí)， 選用圓頭支承釘， 側(cè)面定位時(shí)， 可選用網(wǎng)狀支承釘。 以面積較大、 平面度精度較高的基準(zhǔn)平面定位時(shí)， 選用支承板定位元件， 用于面定位時(shí)用不帶斜槽的支承板， 通常盡可能選用帶斜槽的支承板，以利清除切屑。 以毛坯面，階梯平面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平 面定位時(shí)，選用自位支承作定位元件。但須注意，自位支承雖有兩個(gè) 或三個(gè)支承點(diǎn)， 由于自位和浮動(dòng)作用只能作為一個(gè)支承點(diǎn)

4、。 以毛坯面作為基準(zhǔn)平面， 調(diào)節(jié)時(shí)可按定位面質(zhì)量和面積大小分別選用可調(diào)支承作定位元件。 當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需要提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，可選用輔助支承作輔助定位元件，但須注意，輔助支承不起限制工件自由度的作用， 且每次加工均需重新調(diào)整支承點(diǎn)高度， 支承位置應(yīng)選在有利工件承受夾緊力和切削力的地方。 在本次設(shè)計(jì)中需采用兩個(gè)支承塊分別支承工件的制動(dòng)器孔端面。支承塊的工作面，裝配后在一道工序中精磨，保證等高。一組支承塊，與精基準(zhǔn)面接觸形成平面定位副， 相當(dāng)于三個(gè)支承釘或三個(gè)點(diǎn)定位副， 限制三個(gè)自由度。3.1.2 支承釘定位本次是設(shè)計(jì)采用以轉(zhuǎn)向節(jié)減震器孔端面兩個(gè)支承釘定位，限制工件的兩個(gè)自由度。擺臂

5、端面一個(gè)支承釘定位，限制工件的一個(gè)自由度。支承釘規(guī)格如圖 3-1 所示。3.2 誤差分析 造成零件加工誤差是由多種因素構(gòu)成的 , 這里僅驗(yàn)算工件的安裝誤差 , 它包括定位誤差和夾緊誤差, 因夾緊力不大 , 且?jiàn)A緊力與支撐面垂直, 夾緊變形誤差很小 , 因此只對(duì)定位誤差進(jìn)行討論。大孔與其他部分的位置誤差主要是與軸心線之間 9°角度誤差。角度誤差要求為士 30'。由工件定位面的位置度而引起角度 誤差 = arctg / a =±0.94' 式中定位面的位置度公差， = 0.03 mm ; a定位面寬度，a = 55 mm。 因定位軸與定位軸套之間存在間隙，造成轉(zhuǎn)

6、角8 = arctg( D - d) / L = ± 7.53' 式中D 一定位軸套最大值，D = 0 55 + 0. 25; d 一定位軸套最小值，d =© 55 - 0. 35 ; L 一定位軸長(zhǎng)，L = 53 mm。 由工件定位誤差引起的最大轉(zhuǎn)角誤差 A = 0.94 ' + 7.53' = 8.43'所以滿足定位要求。 綜上所述 , 此夾具實(shí)現(xiàn)了正確的定位, 滿足了加工尺寸及位置要求, 因此是合理的。 3.3 夾緊裝置的設(shè)計(jì)在機(jī)械加工過(guò)程中，工件會(huì)受到切削力、離心力、慣性力等的作用。為了保證在這些外力作用下， 工件仍能在夾具中保持已由

7、定位元件所確定的加工位置， 而不致發(fā)生振動(dòng)和位移， 在夾具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)置一定的夾緊裝置將工件可靠地夾牢。 工件定位后， 將工件固定并使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的裝置，稱為夾緊裝置。 3.3.1 夾緊裝置的組成 夾緊裝置的組成由以下三部分組成。 第一部分： 動(dòng)力源裝置它是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。 分為手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊兩種。 手動(dòng)夾緊的力源人力， 用時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。 為了改善勞動(dòng)條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中均采用機(jī)動(dòng)夾緊。機(jī)動(dòng)夾緊的力源氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)動(dòng)、電磁、真空等動(dòng)力夾緊裝置。 第二部分：傳力機(jī)構(gòu) 它是 介于動(dòng)力源和夾緊元件之間傳遞動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。 傳力機(jī)構(gòu)的作用是： 改 變作用力

8、的方向；改變作用力的大??；具有一定的自鎖性能，以便在夾緊力一旦消失后， 仍能保證整個(gè)夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)， 這一點(diǎn)在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重要。 第三部分： 夾緊元件 它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。3.3.2 夾緊裝置的設(shè)計(jì)原則 在夾緊工件的過(guò)程中， 夾緊作用的效果會(huì)直接影響工件的加工精度、 表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。 因此，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則： 工件不移動(dòng)原則 夾緊過(guò)程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。 工件不變形原則 夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。 工件不振動(dòng)原則 對(duì)剛性較差的工件， 或者進(jìn)行斷續(xù)切

9、削， 以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應(yīng)提高支承元件和夾緊元件的剛性， 并使夾緊部位靠近加工表面， 以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動(dòng)。 可靠原則 夾緊傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊行程，手動(dòng)夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。 經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則 夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、省力，使用性能好7 。 3.3.3 定位夾緊力的基本原則 設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小三個(gè)要素。 夾緊力的方向與工件定位的基本配置情況，以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。 選擇時(shí)必須遵守以下準(zhǔn)則： 力的方 向應(yīng)有助于定

10、位穩(wěn)定， 且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。 緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力， 以減小工件的變形、 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。 由于工件在不同方向上剛度是不等的。 不同的受力表面也因其接觸面積大小而變形各異。 尤其在夾壓薄壁零件時(shí)，更需注意使夾緊力的方向指向工件剛性最好的方向。 夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊件與工件接觸的一小塊面積。選擇作用點(diǎn)的問(wèn)題是指在夾緊方向已定的情況下確定夾緊力作用點(diǎn)的位置和數(shù)目。 夾緊力作用點(diǎn)的選擇是達(dá)到最佳夾緊狀態(tài)的首要因素。合理選擇夾緊力作用點(diǎn)必須遵守以下準(zhǔn)則： 力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使夾緊點(diǎn)與支承點(diǎn)對(duì)應(yīng)，使夾緊力作用在支承上。如夾緊

11、力作用在支承面范圍之外，會(huì)使工件傾斜或移動(dòng)，夾緊時(shí)將破壞工件的定位。 力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛性較好的部位。 這對(duì)剛度較差的工件尤其重要， 如將作用點(diǎn)由中間的單點(diǎn)改成兩旁的兩點(diǎn)夾緊，可使變形大為減小，并且?jiàn)A緊更加可靠。 力可的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以防止工件產(chǎn)生振動(dòng)和變形，提高定位的穩(wěn)定性和靠性。 3.3.4 減小夾緊變形的措施有時(shí)，一個(gè)工件很難找出合適的夾緊點(diǎn)。如較長(zhǎng)的套筒在車床上鏜內(nèi)孔和高支座在鏜床上鏜孔， 以及一些薄壁零件的夾持等， 均不易找到合適的夾緊點(diǎn)。這時(shí)可以采取以下措施減少夾緊變形。均勻的對(duì)稱變形，以便獲得變形量的統(tǒng)計(jì)平均值，通過(guò)調(diào)整刀具適當(dāng)消除部分變形量， 也可以達(dá)到所要求的

12、加工精度。）增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn)。若高支座 可采用增加一個(gè)輔助支承點(diǎn)及輔助夾緊力，就可以使工件獲得滿意的 夾緊狀態(tài)。 分散著力點(diǎn)，用一塊活動(dòng)壓板將夾緊力的著力點(diǎn)分 散成兩個(gè)或四個(gè)，從而改變著力點(diǎn)的位置，減少著力點(diǎn)的壓力，獲得 減少夾緊變形的效果。增加壓緊件接觸面積，在壓板下增加墊環(huán)， 使夾緊力通過(guò)剛性好的墊環(huán)均勻地作用在薄壁工件上，避免工件局部 壓陷。 利用對(duì)稱變夾具的夾緊設(shè)計(jì)，應(yīng)保證形狀在加工薄壁套筒 時(shí)，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有可能發(fā)生較大的變形。因 此，在精加工時(shí)，除減小夾緊力外，工件能產(chǎn)生。 其它措施 對(duì)于一些極薄的特形工件，靠精密沖壓加工仍達(dá)不到所要求的精度而需 要進(jìn)行

13、機(jī)械加工時(shí)，上述各種措施通常難以滿足需要，可以采用一種 凍結(jié)式夾具。夾緊裝置一般由力源裝置、中間傳力機(jī)構(gòu)、夾緊原件和夾緊機(jī)構(gòu)所組成。設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)一般應(yīng)滿足一下基本條件。 夾緊過(guò)程中不改變工件定位時(shí)所占據(jù)的正確位置。 夾緊力的大小適當(dāng)，既要保證加工過(guò)程中工件不會(huì)產(chǎn)生位移和振動(dòng)，又要使工件不產(chǎn)生不允許的變形或損傷。 夾緊裝置的自動(dòng)化程度，應(yīng)與工件的生 產(chǎn)批量相適應(yīng)。 結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，力求體積小、重量輕、并有足夠的 強(qiáng)度；工藝性好便于制造與維修。 使用性能好、操作方便、省力、安全可靠。 3.3.5 夾緊力的確定計(jì)算夾緊力時(shí)， 通常將夾具與工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受的切削力、夾緊力(大型工件應(yīng)考慮工件重力、慣性力等) 的作用狀況，找出在加工中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)， 按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力， 再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力。即 由于鏜削加工的切削力不大，所以采用一個(gè)移動(dòng)壓板同時(shí)夾緊兩個(gè)工件的制動(dòng)器安裝孔端面。 對(duì)移動(dòng)壓板進(jìn)行有限元分析如圖 3-2 ； 3-3 ； 3-4 所示。3.3.6 螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 用螺桿直接夾緊或與其他元件組合實(shí)現(xiàn)夾緊工件的機(jī)構(gòu)，稱為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性好、夾緊可靠、增力比大、行程不受限制等優(yōu)點(diǎn)，在夾具中得到廣泛的應(yīng)用，所以本次設(shè)計(jì)也采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，如圖 3-5 所示。 夾緊力的計(jì)算： Wk=W