1、轉向節加工工藝及夾具設計汽車轉向節加工工藝圖機電系汽車制造工藝學設計課題：姓 名：學 號：班 級：指導老師：完成時間： 課程設計說明書 鉆孔夾具劉柏懷MEE14049 14機電一班曾斌 xx.10目錄一 設計目的 錯誤！未定義書簽。二 定位元件 錯誤！未定義書簽。2.1 零件作用 錯誤！未定義書簽。三 工序基準 錯誤！未定義書簽。3.1 確定毛坯的制造形式 錯誤！未定義書簽。3.2 基面的選擇 錯誤！未定義書簽。3.2.1 粗基準的選擇 錯誤！未定義書簽。3.2.2 精基準的選擇 錯誤！未定義書簽。四 夾緊機構 19五 定位誤差計算 20四 19四文獻 19鏜大孔夾具設計 本次設計的任務一為轉

2、向節大孔鏜削加工夾具設計，由于任務要求大批量生產，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。鏜床夾具具有引導鏜桿的導套稱為鏜套，及安裝鏜套的鏜模架。用鏜模鏜孔時，工件的加工精度可以不受鏜床精度的影響，而由唐末的精度來保證。 機床的主軸和鏜桿采用浮動聯接， 機床只提供鏜桿的轉動動力。 鏜模的結構類型主要取決于導向的設置， 導向的設置不僅是考慮加工孔的位置精度， 更主要的是考慮加工時鏜桿的剛度。鏜床夾具的設計， 主要包括工件的定位方案設計、 工件的加緊方案設計以及夾具的其他元件的結構設計。 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構。3.1 定位元

3、件設計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，本次設計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 以面積較小的已經加工的基準平面定位時， 選用平頭支承釘， 以基準面粗糙不平或毛坯面定位時， 選用圓頭支承釘， 側面定位時， 可選用網狀支承釘。 以面積較大、 平面度精度較高的基準平面定位時， 選用支承板定位元件， 用于面定位時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，階梯平面和環形平面作基準平 面定位時，選用自位支承作定位元件。但須注意，自位支承雖有兩個 或三個支承點， 由于自位和浮動作用只能作為一個支承點

4、。 以毛坯面作為基準平面， 調節時可按定位面質量和面積大小分別選用可調支承作定位元件。 當工件定位基準面需要提高定位剛度、穩定性和可靠性時，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整支承點高度， 支承位置應選在有利工件承受夾緊力和切削力的地方。 在本次設計中需采用兩個支承塊分別支承工件的制動器孔端面。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，與精基準面接觸形成平面定位副， 相當于三個支承釘或三個點定位副， 限制三個自由度。3.1.2 支承釘定位本次是設計采用以轉向節減震器孔端面兩個支承釘定位，限制工件的兩個自由度。擺臂

5、端面一個支承釘定位，限制工件的一個自由度。支承釘規格如圖 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成的 , 這里僅驗算工件的安裝誤差 , 它包括定位誤差和夾緊誤差, 因夾緊力不大 , 且夾緊力與支撐面垂直, 夾緊變形誤差很小 , 因此只對定位誤差進行討論。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

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，L = 53 mm。 由工件定位誤差引起的最大轉角誤差 A = 0.94 ' + 7.53' = 8.43'所以滿足定位要求。 綜上所述 , 此夾具實現了正確的定位, 滿足了加工尺寸及位置要求, 因此是合理的。 3.3 夾緊裝置的設計在機械加工過程中，工件會受到切削力、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， 而不致發生振動和位移， 在夾具結構中必須設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： 動力源裝置它是產生夾緊作用力的裝置。 分為手動夾緊和機動夾緊兩種。 手動夾緊的力源人力， 用時比較費時費力。 為了改善勞動條件和提高生產率，目前在大批量生產中均采用機動夾緊。機動夾緊的力源氣動、液壓、氣液聯動、電磁、真空等動力夾緊裝置。 第二部分：傳力機構 它是 介于動力源和夾緊元件之間傳遞動力的機構。 傳力機構的作用是： 改 變作用力

8、的方向；改變作用力的大小；具有一定的自鎖性能，以便在夾緊力一旦消失后， 仍能保證整個夾緊系統處于可靠的夾緊狀態， 這一點在手動夾緊時尤為重要。 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行元件。3.3.2 夾緊裝置的設計原則 在夾緊工件的過程中， 夾緊作用的效果會直接影響工件的加工精度、 表面粗糙度以及生產效率。 因此，設計夾緊裝置應遵循以下原則： 工件不移動原則 夾緊過程中，應不改變工件定位后所占據的正確位置。 工件不變形原則 夾緊力的大小要適當，既要保證夾緊可靠，又應使工件在夾緊力的作用下不致產生加工精度所不允許的變形。 工件不振動原則 對剛性較差的工件， 或者進行斷續切

9、削， 以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應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的振動。 可靠原則 夾緊傳力機構應有足夠的夾緊行程，手動夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。 經濟實用原則 夾緊裝置的自動化和復雜程度應與生產綱領相適應，在保證生產效率的前提下，其結構應力求簡單，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 設計夾緊裝置時，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點和大小三個要素。 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。 選擇時必須遵守以下準則： 力的方 向應有助于定

10、位穩定， 且主夾緊力應朝向主要定位基面。 緊力的方向應有利于減小夾緊力， 以減小工件的變形、 減輕勞動強度。 力的方向應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，更需注意使夾緊力的方向指向工件剛性最好的方向。 夾緊力作用點是指夾緊件與工件接觸的一小塊面積。選擇作用點的問題是指在夾緊方向已定的情況下確定夾緊力作用點的位置和數目。 夾緊力作用點的選擇是達到最佳夾緊狀態的首要因素。合理選擇夾緊力作用點必須遵守以下準則： 力的作用點應落在定位元件的支承范圍內，應盡可能使夾緊點與支承點對應，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，會使工件傾斜或移動，夾緊時將破壞工件的定位。 力的作用點應選在工件剛性較好的部位。 這對剛度較差的工件尤其重要， 如將作用點由中間的單點改成兩旁的兩點夾緊，可使變形大為減小，并且夾緊更加可靠。 力可的作用點應盡量靠近加工表面，以防止工件產生振動和變形，提高定位的穩定性和靠性。 3.3.4 減小夾緊變形的措施有時，一個工件很難找出合適的夾緊點。如較長的套筒在車床上鏜內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。這時可以采取以下措施減少夾緊變形。均勻的對稱變形，以便獲得變形量的統計平均值，通過調整刀具適當消除部分變形量， 也可以達到所要求的

12、加工精度。）增加輔助支承和輔助夾緊點。若高支座 可采用增加一個輔助支承點及輔助夾緊力，就可以使工件獲得滿意的 夾緊狀態。 分散著力點，用一塊活動壓板將夾緊力的著力點分 散成兩個或四個，從而改變著力點的位置，減少著力點的壓力，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， 使夾緊力通過剛性好的墊環均勻地作用在薄壁工件上，避免工件局部 壓陷。 利用對稱變夾具的夾緊設計，應保證形狀在加工薄壁套筒 時，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有可能發生較大的變形。因 此，在精加工時，除減小夾緊力外，工件能產生。 其它措施 對于一些極薄的特形工件，靠精密沖壓加工仍達不到所要求的精度而需 要進行

13、機械加工時，上述各種措施通常難以滿足需要，可以采用一種 凍結式夾具。夾緊裝置一般由力源裝置、中間傳力機構、夾緊原件和夾緊機構所組成。設計夾緊裝置時一般應滿足一下基本條件。 夾緊過程中不改變工件定位時所占據的正確位置。 夾緊力的大小適當，既要保證加工過程中工件不會產生位移和振動，又要使工件不產生不允許的變形或損傷。 夾緊裝置的自動化程度，應與工件的生 產批量相適應。 結構要簡單，力求體積小、重量輕、并有足夠的 強度；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 夾緊力的確定計算夾緊力時， 通常將夾具與工件看成是一個剛性系統。根據工件所受的切削力、夾緊力(大型工件應考慮工件重力、慣性力等) 的作用狀況，找出在加工中對夾緊最不利的狀態， 按靜力平衡原理計算出理論夾緊力， 再乘以安全系數作為實際所需夾緊力。即 由于鏜削加工的切削力不大，所以采用一個移動壓板同時夾緊兩個工件的制動器安裝孔端面。 對移動壓板進行有限元分析如圖 3-2 ； 3-3 ； 3-4 所示。3.3.6 螺旋夾緊機構 用螺桿直接夾緊或與其他元件組合實現夾緊工件的機構，稱為螺旋夾緊機構。它具有結構簡單、通用性好、夾緊可靠、增力比大、行程不受限制等優點，在夾具中得到廣泛的應用，所以本次設計也采用螺旋夾緊機構，如圖 3-5 所示。 夾緊力的計算： Wk=W