汽车万向节滑动叉专用夹具设计

洛阳理工学院毕业设计（论文）I汽车万向节滑动叉专用夹具设计 摘 要机床夹具是指在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定工件，以接受加工或检测的工艺装备。机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它的设计直接影响加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，在企业的产品设计制造以及生产技术装备中占有极其重要的地位。只有工件需要大批量生产时，商家才会选用专用夹具。专用夹具的设计，在一定程度上可以解决了现有夹具在工件大批量生产中的问题，从而提高了总体的生产效益。它同其他一般夹具一样包括定位装置、夹紧装置、夹具体。专用夹具的专用性强，操作迅速方便，是针对某一工件某一工序的加工要求而专门设计和制造的机床夹具，专用夹具的使用可以使产品相对稳定、在大批量生产中可以获得较高的精度和生产效率，对工人的技术水平要求相对较低。本文为万向节滑动叉专用夹具的设计。它除了具有一般夹具的特点外，还有装夹简单，定位准确，不要找正，操作容易的特点。特别适合产品质量要求较高的大批量生关键词：机床夹具，定位装置，夹紧装置洛阳理工学院毕业设计（论文）IIGimbal sliding fork machining procedures and process equipmentABSTRACTMachine fixture means that the machining process, in order to ensure that the processing accuracy, fixed workpiece to accept processing or testing of equipment. Machine fixture is an indispensable technique and equipment, it is designed directly affect the accuracy of processing, labor productivity, and product manufacturing costs, in the enterprise product design and manufacturing as well as production technology and equipment occupies an extremely important position. Only when the workpiece needs of mass production, businessmen will use special fixture. Fixture for the design, to a certain extent, the existing fixture can be solved in the mass production of the workpiece, thus enhancing the overall production efficiency. He generally it with other positioning devices including the same fixture, clamping devices, specific folders. Fixture for dedicated strong, operation quickly and easily, is a part of a process for the processing requirements of the design and manufacture of specialized machine fixture, the fixture for the use of products can be relatively stable, will be in mass production in the higher the accuracy and efficiency of production and the level of skills of workers in relatively low demand. This article semiautomatic Cylindrical Grinder placed under special fixture design. In addition to the characteristics of a general fixture, but also clamping simple, accurate positioning, is not to find, easy operation characteristics. Particularly suitable for the higher quality requirements mass production.KEY WORDS: machine tool jig，positioning device，clamp，spring洛阳理工学院毕业设计（论文）III目 录前 言 .1第一章 零件的分析 .41.1 零件的作用 .41.2 零件的 工艺分析 .7第二章 工艺规程设计 .52.1 确定毛配的制造形式 .52.2 基面的选 择 .52.3 制定工艺路线 .62.3.1 工艺路线方案一 .62.3.2 工艺路 线方案二 .62.3.3 工艺方案的比较与 分析 .72.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 的确定 .92.5 确定切削 用量及基 本工时 .12第三章 夹具 设计 .233.1 问题的提出 .233.2 夹具设计 .233.2.1 定为基准的 选择 .233.2.2 切削力及 夹紧力计算 .243.2.3 加紧元件的强 度校核 .263.2.4 夹具的设计及操作的 简要说明 .27结 论 .29致 谢 .30参考文献 .31洛阳理工学院毕业设计（论文）1前 言一、选题目的和意义在金属加工机床上进行加工时，为了保证工件加工表面的尺寸、几何形状和相互位置精度等要求，在加工方法确定之后，需要解决的主要问题之一是，使工件相对于刀具和机床占有正确的加工位置，并把工件压紧夹牢，以保持这个确定了的位置在加工过程中稳定不变，这就是工件在机床上的正确安装。在机床上安装工件的方法一般有两种：1、直接在机床工作台或花盘上安装工件。这种方法一般需要逐个按工件的某一表面或按划线找正工件相对于机床的位置，然后把工件夹紧。很显然，这种工件的安装方法一般精度不高，生产率低，多用于单件、小批生产。2、使用各种通用的或专用的装备安装工件这些安装工件的装备称为机床夹具。其作用为：（1）可扩大机床的工作范围 （2）可使工件质量稳定 （3）提高生产率，降低成本。 （4）改善劳动条件。二、国内外夹具发展现状及趋势夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。1、高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m，夹具支承面的垂直度达到 0.01mm/300mm，平行度高达 0.01mm/500mm。德国 demmeler（戴美乐）公司制造的 4m 长、2m 宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在 5m 以内；夹具重复安装的定位精度高达5m；瑞士 EROWA 柔性夹具的重复定位精度高达 25m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行洛阳理工学院毕业设计（论文）2业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。2、高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用 12 秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典 3R 夹具仅用1 分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国 Jergens（杰金斯）公司的球锁装夹系统，1 分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。3、模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用 CAD 技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作，引进技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。4、通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国demmeler（戴美乐）公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元洛阳理工学院毕业设计（论文）3件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。 三、本文的主要内容机床专用夹具不同于一般通用夹具，利用专用夹具扩大机床的工艺范围和改变机床用途的例子是很多的。这种方法不仅在单件小批量生产条件下用来解决机床品种不足的矛盾，而且在成批生产条件下，对利用小有闲置或负荷不足的机床，使之称为专用设备，以充分发挥现有设备潜力也是常见的，这对我国广大的中小企业的技术改造来说，是很有现实意义的。本文从实际零件的加工入手，分析了零件各个部分的加工对夹具的要求，进而展开了对专用夹具的设计，体现了设计夹具的高精度高效率经济性所用零件的通用性。洛阳理工学院毕业设计（论文）4第一章 零件的分析1.1 零件的作用题目所给定的零件是东风汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉，它位于传动轴的端部。主要作用一是传动扭矩，使汽车获得前进的动力;二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同的状态时，由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。零件的两个插头部位上有两个 39 mm 的孔，用于安装滚针轴承并与十字轴相连，起万027.1向轴节的作用。零件 65mm 外圆内为 50mm 花键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用于传递动力作用。1.2零件的工艺分析万向节滑动叉这个零件从零件图上可以看出，它一共两组加工表面，而这两组加工表面之间有一定的位置要求，现将这两种加工表面分析如下：1) 以 39mm 孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：两个 39 mm 的孔及其倒角，尺寸为 118 mm027.1 07.的与两个孔 39 mm 相垂直的平面，还有在平面上的四个 M8 螺孔。其中，主027.1要加工面为 39 mm 的两个孔，这是用来装配滚针轴承以便安装十字轴承的。.2) 以 50mm 花键孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括： 50 mm 十六齿方齿花键孔， 55mm 阶梯孔，以及05. 65mm 的外圆表面和 M60 1 的外螺纹表面。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：(1) 50 mm 花键孔与 39 mm 两空中心连线的垂直度公差为 0.20：100;05.027.1(2) 39mm 两孔外端面对 39mm 孔垂直度公差为 0.1mm；(3) 50 mm 花键槽宽中心线与 39mm 中心线偏转角度公差为 2 度。05.由以上分析可知，对于这二组加工表面而言，我们可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具进行另一组表面的加工，并且保证它的之间的位置精度要求。洛阳理工学院毕业设计（论文）5第二章 工艺规程设计2.1 确定毛配的制造形式零件材料为 45 钢，考虑到汽车在运行中经常加速及正、反向行驶，故零件在加工过程中经常承受交变及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件可以采用模锻成型，这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。2.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常运行。粗基准的选择：对象万向节滑动叉这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要的。对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对本零件来说，如果以 外圆（或 外圆）表面作基准（四点定位） ，则可能造m65m62成这一组内外圆柱表面与零件的叉部外形不对称，按照有关粗基准的选择原则（及但零件有不加工表面时，应以这些不加工表面为粗基准） ，现选叉部两个mm 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短 V 形块支撑这027.139两个 mm 的外轮廓做主要定位面，以消除 x、y 轴向和旋转方向的四个不定.度，达到完全定位。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。洛阳理工学院毕业设计（论文）62.3制定工艺路线制定工艺路线的加工点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领以确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。2.3.1 工艺路线方案一工序 I 车外圆 62mm， 60mm，车螺纹 M60 1mm。工序 II 两次钻孔并扩钻花键底孔 43mm，镗止口 55mm。工序 III 倒角 5 。60工序 IV 钻 底孔。/81Z工序 V 拉花键孔。工序 VI 粗铣 39mm 两孔端面。工序 VII 精铣 39mm 两孔端面。工序 VIII 钻、扩、粗铰、精铰两个 39mm 孔至图纸尺寸并锪倒角 2。45工序 IX 钻 M8mm 底孔 6.7mm，倒角 。120工序 X 攻螺纹 M8mm， 。/8Z工序 XI 冲箭头。2.3.2 工艺路线方案二工序 I 粗铣 39mm 两孔端面。工序 II 精铣 39mm 两孔端面。工序 III 钻 39mm 两孔（不到尺寸） 。工序 IV 镗 39mm 两孔（不到尺寸） 。工序 V 精镗 39mm 两孔，倒角 2 。45工序 VI 车外圆 62mm， 60mm，车螺纹 M60 1mm。工序 VII 钻镗孔 43mm，并镗止口 55mm。洛阳理工学