傳動(dòng)軸凸緣叉加工工藝及夾具設(shè)計(jì)學(xué)士學(xué)位

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1、 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 傳動(dòng)軸凸緣叉加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 摘要 傳動(dòng)軸是汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要部件，凸緣叉又是連接變速器和驅(qū)動(dòng)橋的主要零件也是承受高速傳動(dòng)的零件。其結(jié)構(gòu)和加工工藝直接影響零件的性能，進(jìn)而影響整車(chē)動(dòng)力傳遞的效果，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是加工工藝復(fù)雜。 本文通過(guò)搜集資料了解傳動(dòng)軸凸緣叉結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并對(duì)凸緣叉進(jìn)行了參數(shù)分析以及加工的技術(shù)要求分析，并通過(guò)其在傳動(dòng)系統(tǒng)中的作用選取適當(dāng)?shù)牟牧喜⒋_定其工藝流程。 繪制工藝卡片，并查找資料分析相對(duì)應(yīng)的加工機(jī)床以及所需要的刀具，明確每一步的加工余量，完成工序的編制過(guò)程。在確定工藝過(guò)程的前

2、提下，根據(jù)傳動(dòng)軸凸緣叉的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)夾具的設(shè)計(jì)，根據(jù)零件圖及加工端面設(shè)計(jì)其夾緊機(jī)構(gòu)和定位元件、一起其他輔助零件及聯(lián)合整體的零件，確定夾具機(jī)構(gòu)方案，并明確如何拆裝加工工件可以提高總體的效率問(wèn)題。選取加工粗糙度，設(shè)計(jì)鉆孔和銑端面的夾具裝置以及鉆孔夾具夾緊力的計(jì)算和夾具精度的的校核。 希望制造出精度更高的凸緣叉，使傳動(dòng)軸更好的運(yùn)行，提高功率，減少資源浪費(fèi)，改善工人的勞動(dòng)條件，降低生產(chǎn)成本以及擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。 關(guān)鍵詞　 凸緣叉；工藝流程；加工工藝；夾具設(shè)計(jì) Processing Technology and Design of the Jig of the Flang

3、e Yoke for Shaft Abstract Drive shaft is an important part in automobile transmission system, the flange yoke is connected to the transmission and drive axle of the main parts and it is under high speed driving . The structure and the processing technology impact on the performance of parts direct

4、ly, in turn, influencing the effect of the vehicle power transmission, its structure is relatively simple, but complicated processing technology. Based on the collected data to understand the shaft flange fork structure characteristics, and the flange fork parameter analysis and processing technic

5、al requirements analysis, and through its role in the transmission system to select the appropriate materials and its technological process were determined. Card drawing process, and find the corresponding machine tool to analyze the data and tools needed to clear every step of the machining allowan

6、ce, and complete the process of the compilation process. In determining the processes under the premise of according to the structural characteristics of the drive shaft flange fork corresponding fixture design, according to the detail drawing and processing end design of the fastening device and po

7、sitioning device, other auxiliary parts together and united as a whole parts, jig institutions scheme is determined, and define how to tear open outfit machining can improve the efficiency of the overall problem. Selecting machining roughness, end of the design of drilling and milling fixture device

8、 and drilling clamp clamping force calculation and the precision of the check. That hopes to make the precision higher flange fork, make the shaft running better, improve power and reduce waste of resources, improve the working conditions of workers, reduce production costs and expanding process of

9、 machine tool. Keywords　Flange yoke; The process; Processing technology; The design of jig III - 目錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 論文研究背景 1 1.2 論文研究的目的和意義 2 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 1.4 研究?jī)?nèi)容 3 第2章 凸緣叉結(jié)構(gòu)分析 5 2.1 凸緣叉的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功用分析 5 2.2 凸緣叉結(jié)構(gòu)分析 6 2.3 凸緣叉的主要技術(shù)要求 7 2.4 凸緣叉的工藝分析 7 2

10、.5 本章小結(jié) 9 第3章 傳動(dòng)軸凸緣叉的加工工藝 10 3.1 概述 10 3.2 確定毛坯的制造形式 10 3.3 基面的選擇 10 3.4 加工工序安排 12 3.5 制定工藝過(guò)程 12 3.6 工藝過(guò)程方案論證 12 3.7 機(jī)械加工余量的確定 14 3.8 保證加工精度的方法 15 3.9 本章小結(jié) 17 第4章 凸緣叉夾具設(shè)計(jì) 18 4.1 論述 18 4.2 夾具設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 19 4.3 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)與原則 21 4.4 夾具設(shè)計(jì)程序 22 4.5 鉆孔夾具 25 4.6 本章小結(jié) 28 結(jié)論 29 致謝 30 參考文獻(xiàn) 31 附

11、錄A 32 附錄B 55 - IV - 第1章 緒論 1.1 論文研究背景 傳動(dòng)軸凸緣叉是汽車(chē)上的重要部件，它是連接變速器和驅(qū)動(dòng)橋的主要零件也是承受高速傳動(dòng)的形狀復(fù)雜的零件。其結(jié)構(gòu)和加工工藝直接影響零件的性能，進(jìn)而影響整車(chē)動(dòng)力傳遞的效果，傳統(tǒng)熱擠壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)主要依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)方法，往往需要反復(fù)試模才能獲得所需的鍛件。采用數(shù)值模擬仿真技術(shù)對(duì)傳動(dòng)軸凸緣叉的成形過(guò)程進(jìn)行模擬分析，根據(jù)坯料在模具中的填充情況，不斷改進(jìn)模具的結(jié)構(gòu)、優(yōu)化毛坯尺寸，從而消除種種成形缺陷，確定合理的成形工藝。基于模擬優(yōu)化的結(jié)果，開(kāi)發(fā)出結(jié)構(gòu)合理的模具，從而極大地降低了生產(chǎn)成本，縮短了開(kāi)發(fā)周期。

12、其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是加工工藝復(fù)雜，在選材中，了解其加工工藝，并在工藝設(shè)計(jì)中，合理安排加工工序，設(shè)計(jì)合理的夾具，對(duì)產(chǎn)品的最終質(zhì)量具有十分重要的意義。因其是能夠承受重在的工件，所以一般選取45鋼為加工材料，選取鍛造毛坯來(lái)進(jìn)行加工。萬(wàn)向節(jié)是保證變速器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋輸人軸兩軸線(xiàn)夾角的變化，并實(shí)現(xiàn)兩軸的等角速傳動(dòng)。一般萬(wàn)向節(jié)十字軸、十字軸承和凸緣叉等組成。 機(jī)械制造離不開(kāi)金屬切削機(jī)床，而機(jī)床夾具則是保證機(jī)械加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、家底對(duì)工人技術(shù)的過(guò)高要求、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化不可或缺的重要工藝裝備之一。機(jī)床夾具被廣泛用于制造工業(yè)，大量專(zhuān)用機(jī)床夾具的使用為大批量生產(chǎn)提供了必要條件。 在機(jī)床

13、制造或修理中，常常遇到在圓柱上橫穿孔的工件，這些工件的孔或螺紋孔的中心線(xiàn)不相交，需在車(chē)好圓柱后裝配，畫(huà)好孔的位置線(xiàn)，在按線(xiàn)加工孔或螺紋。以前當(dāng)工件畫(huà)好線(xiàn)后，用四爪卡盤(pán)按線(xiàn)進(jìn)行安裝，在加工內(nèi)孔。在校正的過(guò)程中，調(diào)整夾在圓柱面上的兩爪時(shí)，工件產(chǎn)生滾動(dòng)，使劃線(xiàn)孔的中心線(xiàn)產(chǎn)生角度唯一，很難將工件校正，而產(chǎn)生加工廢品。為此人們?cè)O(shè)計(jì)制造了夾具，通過(guò)30年的使用，效果很好。 夾具不同于其他環(huán)節(jié)，它在工藝系統(tǒng)中有著特殊的地位，夾具的整體剛度對(duì)工件加工的動(dòng)態(tài)誤差產(chǎn)生著非常特殊的影響。當(dāng)夾具的整體剛度遠(yuǎn)大于其他化解，工件加工的動(dòng)態(tài)誤差基本上只取決于夾具的制造精度和安裝精度。因此，設(shè)計(jì)夾具時(shí)，對(duì)夾具的整體剛度應(yīng)給

14、予足夠重視。如因工藝系統(tǒng)其他環(huán)節(jié)的剛度不足引起較大的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差是，也可以采取修正夾具定位元件的方法進(jìn)行補(bǔ)償。這就是夾具的能動(dòng)功能。 夾具設(shè)計(jì)一般是在零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程制訂之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制訂工藝過(guò)程，應(yīng)充分考慮夾具實(shí)現(xiàn)的可能性，而設(shè)計(jì)夾具時(shí)，如確有必要也可以對(duì)工藝過(guò)程提出修改意見(jiàn)。夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。 除根據(jù)汽車(chē)的實(shí)際工作狀態(tài)，確定參數(shù)，并完成傳動(dòng)軸凸緣的工藝設(shè)計(jì)外，根據(jù)傳動(dòng)軸的工作條件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的確定的材料性能，進(jìn)行該凸緣毛坯和機(jī)械加工的工藝路線(xiàn)和加

15、工方法的設(shè)計(jì)及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。同時(shí)，該設(shè)計(jì)還培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的能力，以及分析和解決問(wèn)題的能力。 1.2 論文研究的目的和意義 傳動(dòng)軸是汽車(chē)上的重要部件，它是連接變速器和驅(qū)動(dòng)橋的主要零件。其結(jié)構(gòu)和加工工藝直接影響零件的性能，進(jìn)而影響整車(chē)動(dòng)力傳遞的效果。根據(jù)汽車(chē)的實(shí)際工作狀態(tài)，確定參數(shù)，并完成傳動(dòng)軸凸緣的工藝設(shè)計(jì)。另外，根據(jù)傳動(dòng)軸的工作條件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的確定的材料性能，進(jìn)行該凸緣毛坯和機(jī)械加工的工藝路線(xiàn)和加工方法的設(shè)計(jì)及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。傳動(dòng)軸是連接變速器和驅(qū)動(dòng)橋的主要零件，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是加工工藝復(fù)雜，在選材中，了解其加工工藝，并在工藝設(shè)計(jì)中，合理安排加工工序，設(shè)計(jì)合

16、理的夾具，對(duì)產(chǎn)品的最終質(zhì)量具有十分重要的意義。 而夾具設(shè)計(jì)的目的和意義可以從兩個(gè)方面考慮。第一是在機(jī)械加工有重要的意義。它可以縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低加工成本；保證加工精度及穩(wěn)定加工質(zhì)量；降低對(duì)工人的技術(shù)要求，提高工人的工作質(zhì)量，保證安全；擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能；在自動(dòng)化生產(chǎn)和流水線(xiàn)中便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍。第二方面是在工藝系統(tǒng)中有著重要的地位。因?yàn)閵A具的能動(dòng)作用，使夾具的整體剛度對(duì)工件加工的動(dòng)態(tài)誤差產(chǎn)生著非常特殊的影響。 與此同時(shí)，該設(shè)計(jì)還能培養(yǎng)我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的能力，以及分析和解決問(wèn)題的能力。并且熟悉熱處理及夾具規(guī)范標(biāo)注，為自己以后的相關(guān)設(shè)計(jì)打下良好的

17、前提，并希望對(duì)現(xiàn)階段的傳動(dòng)的高效化、經(jīng)濟(jì)化有一定的幫助。 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 汽車(chē)用傳動(dòng)軸凸緣叉是一種形狀較復(fù)雜的零件，傳統(tǒng)熱擠壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)主要依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)方法，往往需要反復(fù)試模才能獲得所需的鍛件。國(guó)內(nèi)外對(duì)于汽車(chē)傳動(dòng)的高效性已有很久的研究。為保證更為高效的傳動(dòng)，現(xiàn)階段，常采用數(shù)值模擬仿真技術(shù)對(duì)傳動(dòng)軸凸緣叉的成形過(guò)程進(jìn)行模擬分析，根據(jù)坯料在模具中的填充情況，不斷改進(jìn)模具的結(jié)構(gòu)、優(yōu)化毛坯尺寸，從而消除種種成形缺陷，確定合理的成形工藝?；谀M優(yōu)化的結(jié)果，開(kāi)發(fā)出結(jié)構(gòu)合理的模具，便可以極大地降低了生產(chǎn)成本，縮短了開(kāi)發(fā)周期。國(guó)內(nèi)外為提高凸緣叉的加工精度，保證傳動(dòng)軸高效的運(yùn)行，針對(duì)這一

18、領(lǐng)域進(jìn)行研究。2009年9月，潘峰；胡全明；藍(lán)盈照研制一種重型汽車(chē)傳動(dòng)軸端面齒凸緣叉切槽夾具，實(shí)現(xiàn)了一次裝夾完成兩個(gè)卡簧槽的加工，有效地保證工件兩個(gè)卡簧槽的加工精度，提高生產(chǎn)效率,降低工人的工作量[1]。2010年4月，胡全明；潘峰等人研制出一種重型汽車(chē)傳動(dòng)軸端面齒凸緣叉全自動(dòng)端齒拉削夾具，該夾具使用時(shí),通過(guò)控制器控制電磁閥，從而控制各液壓缸驅(qū)動(dòng)進(jìn)行壓緊、定位和旋轉(zhuǎn)變位配合機(jī)床動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工，有效降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率和批量加工產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。2011年1月，周純濤；趙明偉等人公開(kāi)了一種傳動(dòng)軸端面齒凸緣叉鍛造模具，包括上模和下模，上模上設(shè)有凸模和豎向定位筋，下模上設(shè)有與凸模對(duì)

19、應(yīng)的型腔和凹槽，所述豎向定位筋外端設(shè)有相連的橫向加強(qiáng)筋。豎向定位筋與其外端相連的橫向加強(qiáng)筋形成“工”字形定位凸筋，大大提高了模具強(qiáng)度,能有效保證上模與下模配合時(shí)定位準(zhǔn)確，提高工件質(zhì)。與此同時(shí)，國(guó)外對(duì)于凸緣叉設(shè)計(jì)，也有著自己的特點(diǎn)和理念。1985年6月，Robert G. Joyner 研制了一款講凸緣叉分為兩部分，并分別連接有萬(wàn)向節(jié)，這一設(shè)計(jì)避免了傳動(dòng)過(guò)程中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)精確定位起了很大的輔助作用[2]。2005年11月29日，Erlmann研制了一種萬(wàn)向節(jié)凸緣叉，這一發(fā)明使得凸緣叉兩“墻體”能夠更好的接收和傳遞力，從而使傳動(dòng)軸有效的運(yùn)行[3]。同年12月，Jonathan Burnard 設(shè)

20、計(jì)了凸緣叉與花鍵軸的連接體，凸緣叉內(nèi)部裝有頻率接收器，其效果是在知道中，無(wú)論各個(gè)組件尺寸怎樣變化，連接在花鍵軸上的凸緣叉都能夠精確定位[4]。 1.4 研究?jī)?nèi)容 本課題研究的主要內(nèi)容包括傳動(dòng)軸凸緣叉的工藝規(guī)程編制、典型工序夾具設(shè)計(jì)及夾具的繪制。具體內(nèi)容和主要問(wèn)題歸納如下： 研究的主要內(nèi)容： 1.分析凸緣叉零件，了解傳動(dòng)軸及凸緣叉的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并確定技術(shù)要求。 2.分析傳動(dòng)軸凸緣叉加工工藝設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)工藝性。選取定位基準(zhǔn)，安排加工工序并對(duì)工藝性方法進(jìn)行討論。 3.凸緣叉工藝規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先確定毛坯的制造形式，選取基面，制定合理的工藝路線(xiàn)。并確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯

21、尺寸定切削用量及基本工時(shí)等信息。 4.對(duì)于專(zhuān)用夾具的工藝設(shè)計(jì)。先研究加工工件圖樣，明確其毛坯的種類(lèi)、形狀、加工余量及其精度，掌握本工序已加工表面的精度、表面粗糙度、基準(zhǔn)面情況，明確使用機(jī)床、刀具及其他輔助工具的規(guī)格以及采用的切削用量。確定夾具結(jié)構(gòu)方案，零件及夾具工藝流程設(shè)計(jì)。 解決的主要問(wèn)題： 傳動(dòng)軸凸緣叉數(shù)據(jù)參數(shù)分析、工藝材料選取、確定工藝路線(xiàn)及方案、工序設(shè)計(jì)、夾具方案設(shè)計(jì)。 第2章 凸緣叉結(jié)構(gòu)分析 2.1 凸緣叉的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功用分析 凸緣叉是一種常見(jiàn)的拔叉類(lèi)零件，如圖2-1是它的基本形態(tài)。它的應(yīng)用范圍很廣，凸緣叉是汽車(chē)底盤(pán)傳動(dòng)軸總成的重要零件，

22、一般與變速箱、傳動(dòng)軸或驅(qū)動(dòng)橋連接，是承受高速傳動(dòng)的零件。凸緣叉是一個(gè)帶法蘭的叉形零件，一般結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)軸伸縮套是將花鍵套與凸緣叉焊接在一起，將花鍵軸焊在傳動(dòng)軸管上或?qū)⒒ㄦI套與傳動(dòng)軸管焊接成一體，將花鍵軸與凸緣叉制成一體。凸緣叉被精確定位在配對(duì)凸緣上，所述配對(duì)凸緣被支承在具有同軸突出的導(dǎo)向器的凸花鍵軸上。配對(duì)凸緣包括與凸花鍵軸相互配合的陰花鍵套筒部分以及其上具有多個(gè)通孔的法蘭部分。凸緣叉包括其上具有多個(gè)通孔的法蘭部分和叉部分，所述多個(gè)通孔在尺寸和位置上與形成在配對(duì)凸緣的法蘭部分上的多個(gè)通孔對(duì)應(yīng)。當(dāng)凸緣叉的法蘭部分被設(shè)置的鄰近配對(duì)凸緣的法蘭部分時(shí)，形成在配對(duì)凸緣的法蘭部分上的通孔與形成在凸緣叉的法蘭

23、部分上的通孔軸向?qū)R。凸緣叉具有導(dǎo)向器接收器,其接收從凸花鍵軸突出的導(dǎo)向器。從而，不管在制造每個(gè)元件時(shí)的尺寸波動(dòng)情況，凸緣叉相對(duì)于鍵軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)被準(zhǔn)確地定位。其位置特點(diǎn)與連接如圖2-2傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)圖所示。凸緣叉一端通過(guò)十字軸與驅(qū)動(dòng)橋相連接，另一端與花鍵旱死連接在傳動(dòng)軸上。 圖2-1凸緣叉 圖2-2傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)圖 該件國(guó)內(nèi)外一般都采用中碳鋼或中碳合金鋼質(zhì)模鍛件，也有采用40Cr合金結(jié)構(gòu)鋼材料或中碳優(yōu)質(zhì)合金鋼的精密鑄造件。夾具設(shè)計(jì)一般是在零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程制訂之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制訂工藝過(guò)程，應(yīng)充分考慮夾具實(shí)現(xiàn)的可能性，而設(shè)計(jì)夾具時(shí)，如確有必要也可以對(duì)工藝過(guò)程提出修改意

24、見(jiàn)。夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。由于它們功用的不同，該類(lèi)零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差異，但結(jié)構(gòu)上仍有共同特點(diǎn)：零件的主要表面為精度要求較高的孔及其平面，零件由內(nèi)孔、外圓、端面等表面構(gòu)成。 2.2 凸緣叉結(jié)構(gòu)分析 如圖2-3所示，該零件形狀較為復(fù)雜、外形尺寸不大，可以采用鑄造也可采用鍛造形式制造毛坯。但是現(xiàn)階段一般采用的是鍛造的形式，因?yàn)橄鄬?duì)于鑄造來(lái)說(shuō)，鍛造的熱處理等環(huán)節(jié)可以提升零件的剛度等條件。特別適合凸緣叉這類(lèi)在傳動(dòng)系中受重在的零件。所以本文中的毛坯的制造形式也采用鍛造的方法。由于該零

25、件的兩個(gè)Φ39孔要求較高，它的表面質(zhì)量直接影響工作狀態(tài)，通常對(duì)其尺寸要求較高。一般為IT7-IT9，處于中等加工精度的位置。加工時(shí)兩Φ39孔的與其平面的垂直度要求較高，應(yīng)該控制在0.05mm以?xún)?nèi)。也因?yàn)槠渚容^高，所以在加工過(guò)程中一般選取其為精基準(zhǔn)，粗基準(zhǔn)則為在其之前加工的兩端面。這樣配合進(jìn)行，提高零件的整體加工精度。其頂端的四個(gè)通孔的平行度也有一定的要求，因?yàn)檫@四個(gè)通孔是與凸緣叉相對(duì)應(yīng)的凸緣的法蘭部分一一對(duì)應(yīng)，所以加工過(guò)程中，這一部分的加工也很重要。其兩端面的加工一般可以在數(shù)控機(jī)床上完成，通?？梢圆扇°娤鞯姆绞竭M(jìn)行加工。但加工過(guò)程也要分為粗銑、半精銑、精銑平面的過(guò)程。 （a）

26、 （b） 圖2-3凸緣叉結(jié)構(gòu)圖 2.3 凸緣叉的主要技術(shù)要求 1.加工兩端面及孔時(shí)尺寸誤差及形狀誤差要求明確。因?yàn)榉譃榇旨庸づc精加工，所以切削余量要明確，并完整的設(shè)計(jì)粗精加工的各個(gè)工藝步驟，保證零件質(zhì)量。 2.孔徑精度：兩Φ39孔的孔徑的尺寸誤差和形狀誤差會(huì)影響到工作狀態(tài)，因此對(duì)孔的要求較高，其孔的尺寸公差為IT7。 3.主要平面的精度：由于Φ39端面加工過(guò)程中常作為定位基面，而且它通常為第一加工表面，則會(huì)影響孔的加工精度，因此須規(guī)定其加工要求。只有作為粗基準(zhǔn)的加工表面的精度提高，其他作為精基準(zhǔn)的面或孔才能有較高的精度，才能提升零

27、件的總體的精度。減少報(bào)廢率。 4.四孔對(duì)B，C面均有位置度要求。因?yàn)樗邢鄬?duì)的行平度，兩端面之間要有一定的對(duì)稱(chēng)度。所以要精確的找到四個(gè)孔的位置進(jìn)行加工。 2.4 凸緣叉的工藝分析 工件毛坯為鍛件，加工余量為頂面5.0-6.0，底和側(cè)面為4.0-5.0，鍛孔2-Φ39。凸緣叉毛坯鍛造形成具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.鑄件的內(nèi)部組織和機(jī)械性能是不能與模鍛件相提并論的，特別是經(jīng)過(guò)熱處理后的模鍛件，無(wú)論是沖擊韌性還是斷面收縮率、疲勞強(qiáng)度等機(jī)械性能均占優(yōu)勢(shì)。另外金屬經(jīng)過(guò)加熱、模鍛后，夾雜物得到細(xì)化，組織致密，沿著外力方向被拉長(zhǎng)，形成流線(xiàn)，使鍛件的質(zhì)量提高，使用穩(wěn)定可靠，壽命長(zhǎng)。凸緣叉零件選用模鍛方法生產(chǎn)，

28、其根本優(yōu)點(diǎn)也就在于此。 2.鑄件在鑄造生產(chǎn)過(guò)程中的工序比較多，有些工藝過(guò)程難以控制，使鑄件的質(zhì)量不穩(wěn)定，因而鑄件內(nèi)部常出現(xiàn)縮松、氣孔等缺陷。經(jīng)機(jī)械加工后其缺陷反映不穩(wěn)定，影響了零件的質(zhì)量，造成廢品，增加了零件的成本。鋼質(zhì)模鍛件就無(wú)上述缺陷，內(nèi)部質(zhì)量好，成品率高，降低了零件的成本。 3.鑄件表面粘砂粗糙，難以清理，不易加工，刀具損壞較多。而鋼質(zhì)模鍛件容易切削。 在鍛造后，機(jī)械加工前，一般要經(jīng)過(guò)清理和退貨，以消除鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力。粗加工后，會(huì)引起工件內(nèi)應(yīng)力的重新分布，為使內(nèi)應(yīng)力分布均勻，也應(yīng)經(jīng)適當(dāng)?shù)臅r(shí)效處理。 1.在單件生產(chǎn)中直徑小于30-50㎜的孔一般不鍛出，可采用鉆—

29、擴(kuò)—鉸的工藝。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中所有的孔直徑都在30-50mm以?xún)?nèi)，所以都可以采取鉆孔—擴(kuò)孔—鉸孔的方式來(lái)進(jìn)行加工，不需事先進(jìn)行鍛造。有特殊螺紋的螺紋孔可以先擴(kuò)孔，在進(jìn)行螺紋的攻制過(guò)程。 2.要求不高的螺紋孔，可放在最后加工。這樣可以防止由于主要面或孔在加工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題時(shí)，浪費(fèi)這一部分的工時(shí)。本設(shè)計(jì)中，在兩耳孔兩側(cè)有兩個(gè)較小的螺紋孔，其設(shè)計(jì)目的是因?yàn)橥咕壊媸沁B接傳動(dòng)軸與驅(qū)動(dòng)橋的重要工件，受重載荷作用，在兩耳孔兩側(cè)分別加兩個(gè)螺紋孔，在與其他零件裝配的過(guò)程中，能夠起到更好的定位的作用，不會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)期的交載荷與變載荷的作用使零件間的連接產(chǎn)生變化。也避免了焊接等工序，拆裝和維修達(dá)到了更加方便的效

30、果。 3.為了保證零件主要表現(xiàn)粗糙度的要求，避免加工時(shí)由于切血量較大引起工件變形或可能劃傷已加工表面，故整個(gè)工藝過(guò)程分為精加工和粗加工。 所以在接下來(lái)的設(shè)計(jì)中也考慮粗加工與精加工兩個(gè)步驟，并充分考慮粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選用準(zhǔn)則，盡量的減少夾具的拆裝和更換，簡(jiǎn)化加工環(huán)節(jié)的步驟，使加工更快捷，更方便。并且使工件在各環(huán)節(jié)中能夠達(dá)到最高的合格率，降低整體的成本。 4.整個(gè)加工過(guò)程中，無(wú)論是粗加工階段還是精加工階段，都應(yīng)該遵循先面后孔的加工原則。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中的凸緣叉的結(jié)構(gòu)為一個(gè)頂面，兩個(gè)端面，兩個(gè)耳孔以及頂面的四個(gè)通孔。所以在加工過(guò)程中也在遵循先加工端面在進(jìn)行孔的加工。所以可以選定端面為先加工

31、的粗基準(zhǔn)，然后對(duì)孔進(jìn)行加工，在以孔為精基準(zhǔn)，進(jìn)行精加工，這樣也能夠提高零件總體的質(zhì)量。 2.5 本章小結(jié) 本章主要研究了傳動(dòng)軸凸緣叉結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。并明確其毛坯的鍛造形式。明確其在整個(gè)系統(tǒng)中所處的位置以及功用。對(duì)傳動(dòng)軸凸緣叉加工的主要技術(shù)條件以及加工工藝進(jìn)行的簡(jiǎn)單的分析想象與設(shè)計(jì)、安排。并對(duì)凸緣叉加工的重點(diǎn)面以及孔做的簡(jiǎn)單的介紹，原則的總結(jié)，通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)體質(zhì)的進(jìn)一步分析，明確了第三章的設(shè)計(jì)思路。 第3章 傳動(dòng)軸凸緣叉的加工工藝 3.1 概述 本論文中，我們針對(duì)CA1091傳動(dòng)軸凸緣叉進(jìn)行工藝及夾具設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)凸緣叉結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善以達(dá)到其實(shí)用

32、簡(jiǎn)潔、加工精度提高、消耗材料降低、生產(chǎn)效率上升、降低工業(yè)成本。汽車(chē)用傳動(dòng)軸凸緣叉是一種形狀較復(fù)雜的零件，有法蘭和通孔等復(fù)雜結(jié)構(gòu)組成，本設(shè)計(jì)根據(jù)當(dāng)前普遍工藝手段設(shè)計(jì)出一個(gè)切實(shí)可行的凸緣叉工藝及夾具方案，而傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的凸緣叉熱擠壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)主要依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)方法，往往需要反復(fù)試模才能獲得所需的鍛件。根據(jù)已有CA1091凸緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出合理的凸緣叉夾具，不斷改進(jìn)夾具的結(jié)構(gòu)、優(yōu)化夾具，從而消除種種成形缺陷，確定合理的成形工藝。開(kāi)發(fā)出結(jié)構(gòu)合理凸緣叉的夾具，極大的降低了生產(chǎn)成本，縮短了開(kāi)發(fā)周期對(duì)現(xiàn)行工藝水平的提升產(chǎn)生一定影響。 3.2 確定毛坯的制造形式 1.選用材料：零件材料為45鋼，故采用鍛造形成。

33、 2.生產(chǎn)類(lèi)型：考慮到汽車(chē)在運(yùn)行中要經(jīng)常加速及掙向、反向行駛，零件在工作中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。 3.3 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的很重要的工作之一?；孢x擇的合理，可以使加工質(zhì)量得到保證。生產(chǎn)率得以提高；否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，會(huì)造成零件成批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 1.基準(zhǔn)的概念 在構(gòu)成零件形狀的點(diǎn)、線(xiàn)、面中，總有這樣的一些點(diǎn)、線(xiàn)、面是用以確定其他點(diǎn)、線(xiàn)、面相對(duì)位置或方向的，這樣的一些點(diǎn)、線(xiàn)、面稱(chēng)作基準(zhǔn)。選擇基準(zhǔn)是加工的第一步。 2.粗基準(zhǔn)的選擇 在零

34、件加工過(guò)程中的第一道工序，定位基準(zhǔn)必然是毛坯尺寸，即為粗基準(zhǔn)，選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1）如果必須首先保證工件上各表面加工余量均勻，則應(yīng)選擇此種表面為粗基準(zhǔn)。 2）若在設(shè)計(jì)上要求保證加工面與不加工面間的相互位置精度，則應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。 3）作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整光潔，有一定面積，不能有飛邊、澆口、冒口或其他缺陷，以使工件定位可靠、夾緊方便。 4）粗基準(zhǔn)一般只在第一工序中使用一次，以盡量避免重復(fù)使用。因?yàn)槊髅娲植谇揖鹊停貜?fù)使用將產(chǎn)生較大的誤差。 3.精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)就是以加工過(guò)的表面進(jìn)行定位的基準(zhǔn)。選擇精基準(zhǔn)的時(shí)候，主要考慮保證加工精度并且使工件裝夾的方便、

35、精準(zhǔn)、可靠。因此要遵循以下原則： 1）基準(zhǔn)重合原則：應(yīng)盡量選用零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。 2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：應(yīng)盡可能采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。 3）互為基準(zhǔn)原則：當(dāng)對(duì)工件上兩個(gè)相互位置精度要求很高的表面進(jìn)行加工時(shí)，需要用兩個(gè)表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)加工，以保證位置精度要求。 4）自為基準(zhǔn)原則：某些加工工序，加工余量小而不均勻，常選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。 5）應(yīng)能使工件裝夾方便、穩(wěn)定、可靠，夾具簡(jiǎn)單。 4.粗、精加工階段要分開(kāi) 箱體均勻鍛件，加工余量較大，而在粗加工中

36、切除的金屬較多，因而夾緊力、切削力都較大，切削熱也較多。加之粗加工后，工件內(nèi)應(yīng)力重新分布也會(huì)引起工件變形，因此，對(duì)加工精度影響較大。為此，把粗精加工分開(kāi)進(jìn)行，有利于把已加工后由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來(lái)，然后在精加工中將其消除。 為了保證各主要表面位置精度的要求，粗加工和精加工時(shí)都應(yīng)采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，此外，個(gè)縱向主要孔的加工應(yīng)在一次安裝中完成，并可采用鏜模夾具，這樣可以保證位置精度的要求。 5.加工原則 1）盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為工藝定位基準(zhǔn)，以保證基準(zhǔn)統(tǒng)一，減少定位誤差。 2）在工件的各個(gè)主要加工工序中，盡可能使各加工表面選用同一基準(zhǔn)，尤其是有相互位置精度要求的

37、表面更應(yīng)如此。 3）粗加工后定位基準(zhǔn)應(yīng)盡量選用不加工或加工余量小的平整面，可提高精度。 4）精加工工序定位基準(zhǔn)應(yīng)是已加工表面。 5）所選用的定位基準(zhǔn)應(yīng)保證必須使工件定位、夾緊方便、加工時(shí)穩(wěn)定可靠。主要定位基準(zhǔn)面應(yīng)盡量選用工件上較大的表面。 6）所選用的定位基準(zhǔn)面應(yīng)保證工件在一次安裝中能加工出盡可能多的表面，以保證各加工表面間的位置精度和提高加工效率。 3.4 加工工序安排 1.加工順序的安排 先粗后精：先安排粗加工，后安排精加工。本文的傳動(dòng)軸凸緣叉是先粗加工兩端面以及兩端面上的孔，然后安排精加工。 先主后次：先安排主要表面的加工，后安排次要表面的加工。對(duì)傳動(dòng)軸凸緣叉來(lái)說(shuō)

38、就是先加工兩端面，然后再加工其他端面。 先基面后其他面：加工開(kāi)始，首先應(yīng)該把精基準(zhǔn)加工出來(lái)。如果精基準(zhǔn)不只一個(gè)，應(yīng)該按照基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的順序逐個(gè)進(jìn)行加工。傳動(dòng)軸凸緣叉的工藝基準(zhǔn)就是兩端面和兩個(gè)定位銷(xiāo)孔，要保證兩個(gè)定位銷(xiāo)孔以及兩端面的加工精度要求。要先加工兩定位端面，并且在加工兩定位端面的同時(shí)還要一起加工兩個(gè)定位銷(xiāo)孔，待半精加工完兩定位端面之后，兩定位銷(xiāo)孔也同時(shí)加工到作為定位基準(zhǔn)的精度要求。 2.熱處理及輔助工序的安排 毛坯探傷放在粗加工之前，物理探傷主要用來(lái)檢查零件的細(xì)微裂紋和其他缺陷。物理探傷一般安排在精加工之后。檢查分中間檢查和最終檢查，中間檢查放在重要工序之后。零件全部加

39、工完畢后，進(jìn)行最終檢驗(yàn)。 3.5 制定工藝過(guò)程 制定工藝路線(xiàn)的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的 集合形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用工卡具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工序目錄表如表3-1工序目錄表所示。 傳動(dòng)軸凸緣叉的材料為45鋼，經(jīng)鍛造處理。而后對(duì)其以機(jī)加工的方式成成品。其加工工藝過(guò)程如表3-1所示。加工工藝過(guò)程中要繪制工序圖，在工序圖中對(duì)各個(gè)注意事項(xiàng)要表示清楚，如加工部位的定位尺寸、定形尺寸以及公差要求等。表3-2為工廠(chǎng)常用工序的工序表。 3.6 工藝過(guò)程方案

40、論證 在工藝流程方案的選擇上有的采用先加工兩端面，等兩端面加工完成后再以其為參照加工各定位孔，加工完成后以定位孔和兩端面為基準(zhǔn)加工其他結(jié)構(gòu)。 這種加工工藝流程方案的好處是：流程路線(xiàn)清晰，方便工人熟悉設(shè)計(jì)流程思路，對(duì)以后的工藝改進(jìn)也比較方便。缺點(diǎn)是：以粗基準(zhǔn)定位加工兩 表3-1 工序目錄表 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 設(shè)備名稱(chēng) 10 20a 20b 30 40 50 60 粗加工端面及孔 粗加工另一端面及孔 精加工端面及孔 精加工另一端面及孔 車(chē)端面 加工安裝孔 去毛刺 立式加工中心 立式加工中心 立式加工中心 立式加工中心 數(shù)控車(chē)床 臥式加工中心

41、 彎頭刮刀 表3-2 工序表 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 工 藝 裝 備 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 鍛造 熱處理 銑 銑 銑 銑 鉆 鉆 鏜 去毛刺 終檢 鍛造，清理 時(shí)效 粗，精銑底平面 粗，精銑Φ95端上頂面 粗，精銑Φ39孔端兩平面 銑三角槽 鉆孔,攻絲4M８安裝孔 鉆4Φ16孔 粗鏜、精鏜側(cè)面Φ39內(nèi)孔 去各部分銳邊毛刺 終檢 X62W X62W X62W X62W Z4012 Z4012 T618 鉗工臺(tái) 檢驗(yàn)臺(tái)上 游

42、標(biāo)卡尺、硬質(zhì)合金銑刀 游標(biāo)卡尺、硬質(zhì)合金銑刀 游標(biāo)卡尺、硬質(zhì)合金銑刀 游標(biāo)卡尺、硬質(zhì)合金銑刀 專(zhuān)用夾具、Φ7鉆頭、M8絲攻 專(zhuān)用夾具、Φ16鉆頭 游標(biāo)卡尺、開(kāi)式自鎖夾緊鏜刀 平板銼 定位孔時(shí)加工精度比較低，在將兩定位孔一次加工到位是很難達(dá)到精度要求。再者，在加工完兩端面后一次完成兩定位孔的加工，很容易引起已經(jīng)加工到位的兩端面變形，對(duì)以后的各種工藝步驟都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。 本文結(jié)合以上所述采用的流程方案如下：在用粗基準(zhǔn)定位時(shí)首先粗銑兩端面，與此同時(shí)鉆相應(yīng)端面上的定位孔，這時(shí)要留有一定的余量等下一步加工。等粗銑完兩端面后進(jìn)行精銑，同時(shí)對(duì)已經(jīng)鉆好的定位孔進(jìn)行精加工，此時(shí)可以加工兩定位

43、孔到加工精度要求，后續(xù)工序就可以作為精基準(zhǔn)使用。這樣就有效地降低了加工誤差，使加工精度更接近理論加工精度要求。這種方案的優(yōu)點(diǎn)如下： 1.加工工序的一致性 將加工兩端面和加工兩定位孔放在一道工序中進(jìn)行滿(mǎn)足工序一致性原則，在機(jī)床上一次裝夾，一次安裝，既方便又簡(jiǎn)單，便于工人操作。同時(shí)也優(yōu)化了工序流程。 2.提高了定位孔的精度 這種工藝流程設(shè)計(jì)方案有效地降低了加工誤差，使加工精度更接近理論加工精度要求。在經(jīng)過(guò)粗加工和精加工兩個(gè)階段后兩定位孔能很好地達(dá)到加工精度的要求，確保后續(xù)工序的精確定位。兩端面經(jīng)過(guò)粗銑和半精銑兩個(gè)階段后也基本達(dá)到表面光潔度要求、平行度要求以及平面度要求，兩端面在經(jīng)過(guò)半精銑加

44、工后留有的加工余量已經(jīng)很小，到流程最后在對(duì)其進(jìn)行精銑。 3.7 機(jī)械加工余量的確定 此類(lèi)凸緣叉材料45鋼，生產(chǎn)類(lèi)型大批量，模鍛毛坯。根據(jù)以上原始數(shù)據(jù)及加工路線(xiàn)，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸： 1.Φ95止口平面的加工余量及公差 1）查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-10中公式只，估算的鍛件復(fù)雜系數(shù)S2，且零件表面粗糙度Ra為6.3，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-25，可得止口的加工余量為1.7-2.2，現(xiàn)取。則得Φ95端面的加工余量為，Φ95止口臺(tái)肩的加工余量為。 2）查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表5-25，可得端面精加工余量

45、為1.6mm。 3）Φ95止口臺(tái)肩粗車(chē)加工余量為，Φ95端面粗車(chē)加工余量為3.5mm。如表3-3所示。 2.兩內(nèi)孔Ф39mm（耳孔） 毛坯為實(shí)心，補(bǔ)充出孔，孔公差為0.027，，兩內(nèi)孔精度要求查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表5-17，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：Φ37mm， 。 擴(kuò)孔：Φ38.7mm，。 精鏜：Φ38.9mm，。 細(xì)鏜：Φ39mm，。 如表3-4所示。 表3-3參數(shù)表 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量 精度等級(jí) 工序尺寸 表面粗糙度Ra，um 工序公差 φ95端面 φ95止口 臺(tái)肩 粗車(chē) 粗車(chē) 精車(chē) 3.5 5.

46、4 1.6 IT11 IT11 IT8 31.5 Φ96.6 Φ95 12.5 12.5 6.3 0.22 0.22 0.054 表3-4參數(shù)表 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量 精度等級(jí) 工序尺寸 表面粗糙度Ra，um 工序公差 Φ39 鉆孔 鉆孔 擴(kuò)孔 精鏜 細(xì)鏜 25 12 1.7 0.2 0.1 IT11 IT11 IT10 IT8 IT7 Φ25 Φ37 Φ38.7 Φ38.9 Φ39 12.5 6.3 6.3 6.3 0.16 0.16 0.10 0.062 0.039

47、 3.Φ39耳孔外端面加工余量及公差（Φ20，Φ50端面）。 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-10中公式知，估算的鍛件復(fù)雜系數(shù)S2，材質(zhì)系數(shù)取M1，按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-25，則二孔外端面的單邊加工余量為1.7-2.2，現(xiàn)取。 2.查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表5-27，可的磨削余量：?jiǎn)芜?，磨削公?.039mm. 4.銑削余量：銑削的公稱(chēng)余量（單邊）為：。銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為IT11級(jí)，因此克制本工序的加工公差為0.22mm。 所以Φ39二孔外端面加工余量及公差如下表3-5： 表3-5公差表 加工表面 加工內(nèi)容 加工

48、余量 精度等級(jí) 工序尺寸 表面粗糙度Ra，um 工序公差 118㎜ 毛坯 粗銑 磨削 2 1.8 0.2 IT11 IT8 122 118.4 118 6.3 6.3 2.0 0.22 0.039 3.8 保證加工精度的方法 1.加工精度的定義 由于種種原因，機(jī)械加工后所獲得的零件各表面的尺寸、形狀、以及各表面間的相互位置不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，總會(huì)存在一定的誤差，這就是加工誤差。而機(jī)器零件經(jīng)過(guò)機(jī)械加工后，各表面的實(shí)際尺寸、實(shí)際形狀和實(shí)際相互位置與其理想值的接近程度稱(chēng)為加工精度。實(shí)際值愈接近理想值，則加工精度愈高，即加工精度誤差愈小。

49、 2.影響加工精度的因素及分析 在機(jī)械加工中，零件的誤差、幾何尺寸和表面間相互位置的形成，取決于工件和刀具在切削運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的相互位置關(guān)系，而工件和刀具又安裝在夾具和機(jī)床上。因此，在機(jī)械加工中，機(jī)床、夾具、刀具和工件就構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)及工藝系統(tǒng)。加工精度的問(wèn)題涉及到整個(gè)工藝系統(tǒng)的精度問(wèn)題。工藝系統(tǒng)中的誤差是產(chǎn)生零件加工誤差的根源，因此把工藝系統(tǒng)的誤差叫做原始誤差。 1）加工原理誤差 原理誤差即是在加工中采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)、近似的刀具輪廓和近似的加工方法而產(chǎn)生的原始誤差。采用近似的加工原理一定會(huì)產(chǎn)生加工誤差，但是它使得加工成為可能并且可以簡(jiǎn)化加工過(guò)程，使機(jī)床結(jié)構(gòu)及刀具形狀簡(jiǎn)化，刀具

50、數(shù)量減少，降低成本，提高生產(chǎn)率。因此，只要能將誤差合理地限制在規(guī)定的精度范圍之內(nèi)，他完全是一種行之有效的方法。 2）機(jī)床、刀具、夾具的制造誤差與磨損 機(jī)床誤差包括機(jī)床本身各部件的制造誤差、安裝誤差和使用過(guò)程中的磨損。刀具的制造誤差是根據(jù)刀具的種類(lèi)不同而異的。而刀具的磨損誤差即刀具在加工表面法向的磨損量，它直接反映出刀具磨損對(duì)加工精度的影響。減少刀具制造誤差和磨損對(duì)加工精度的影響，除合理規(guī)定尺寸刀具和成形刀具的制造公差外，還應(yīng)該根據(jù)工件的材料和加工要求，準(zhǔn)備選擇刀具材料、切削用量、冷卻潤(rùn)滑、并準(zhǔn)確刃磨，以減少磨損。必要時(shí)還可以對(duì)刀具的尺寸磨損進(jìn)行補(bǔ)償。夾具誤差首先影響工件被加工表面的位置精度

51、，其次才影響尺寸精度和形狀精度。為減少夾具誤差所造成的加工誤差。夾具的制造誤差必須小于工件的公差，對(duì)于容易磨損的定位元件、導(dǎo)向元件等，除應(yīng)采用耐磨的材料外，應(yīng)做成可拆卸的，應(yīng)便更換。 3）工藝系統(tǒng)受力變形及其對(duì)加工精度的影響 工藝系統(tǒng)受力變形主要包括工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響其次是慣性力、重力和夾緊力所引起的加工誤差。 4）其他方面的影響 工藝系統(tǒng)熱變形及工件的內(nèi)應(yīng)力引起的變形都不同程度的影響著工件的加工精度。 3.提高加工精度的工藝措施 1）直接消除和減少原始誤差 在加工剛性不足的圓環(huán)零件或磨削精密薄片零件時(shí)，為消除或減少夾緊變形而產(chǎn)生的誤差，可采用彈性?shī)A緊機(jī)

52、構(gòu)或采用臨時(shí)性加強(qiáng)工件剛性的方法。在磨削精密的薄片時(shí)還可以采用環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑或厚油脂，利用其流動(dòng)性，在工件處于自由狀態(tài)下，填充在工件與平板或電磁工作臺(tái)之間的間隙，從而增強(qiáng)工件的剛性。 2）補(bǔ)償或抵押原始誤差 補(bǔ)償誤差的方法就是造出一種新的誤差去抵消工藝系統(tǒng)中出現(xiàn)的關(guān)鍵性的原始誤差。誤差抵消的方法是利用原有的一種誤差去抵消另一種差。無(wú)論何種方法，力求使兩者大小相等，方向相反，從而使其抵消而減少，甚至完全消失。這種誤差消除的方法使用的不多。 3）轉(zhuǎn)移變形或轉(zhuǎn)移誤差 工件系統(tǒng)調(diào)整時(shí)，如機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的精度或定程機(jī)構(gòu)的定位精度較低，不能保證加工的精度，可以采用精確的量具來(lái)控制刀架的位移，

53、以提高精度，這也是生產(chǎn)中常用的誤差轉(zhuǎn)移的方法。 4）“就地加工”保證精度 在機(jī)械加工和裝配中，有些精度問(wèn)題牽涉到很多零件的相互關(guān)系，如果僅僅從提高零部件本身的精度著手，有些精度指標(biāo)不但不能達(dá)到，即使達(dá)到，成本也很高。采用此方法，不但能保證裝配后的最終精度，而且，在零件的機(jī)械加工中也常常用來(lái)保證加工精度。 5）加工過(guò)程的積極控制 積極控制主要有三種形式：主動(dòng)測(cè)量、偶見(jiàn)配合加工、積極控制起決定作用的加工條件。 3.9 本章小結(jié) 本章完成了凸緣叉加工工藝及工藝流程的設(shè)計(jì)，加工過(guò)程為了保證零件的高精度化，應(yīng)先選取外加工表面為加工粗基準(zhǔn)。與此同時(shí)鉆相應(yīng)端面上的定位孔，之后再以

54、兩耳孔為加工的精基準(zhǔn)加工。粗加工與精加工分開(kāi)進(jìn)行，避免了加工過(guò)程中有損傷情況浪費(fèi)的工時(shí)。 第4章 凸緣叉夾具設(shè)計(jì) 4.1 論述 1.夾具的定義和作用 夾具的定義：機(jī)械制造過(guò)程中用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測(cè)的裝置。又稱(chēng)卡具。從廣義上說(shuō)，在工藝過(guò)程中的任何工序，用來(lái)迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱(chēng)為夾具。例如焊接夾具、檢驗(yàn)夾具、裝配夾具、機(jī)床夾具等。其中機(jī)床夾具最為常見(jiàn)，常簡(jiǎn)稱(chēng)為夾具 。在機(jī)床上加工工件時(shí)，為使工件的表面能達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求 ，加工前必須將工件裝好（定位）、夾牢（夾緊）。夾具通常由定位

55、元件（確定工件在夾具中的正確位置）、夾緊裝置 、對(duì)刀引導(dǎo)元件(確定刀具與工件的相對(duì)位置或?qū)б毒叻较?、分度裝置（使工件在一次安裝中能完成數(shù)個(gè)工位的加工，有回轉(zhuǎn)分度裝置和直線(xiàn)移動(dòng)分度裝置兩類(lèi)）、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。 夾具的作用：保證加工精度；減少安裝工件的輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；改善勞動(dòng)條件，減少勞動(dòng)量和勞動(dòng)強(qiáng)度；降低加工成本，擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍；保證安全生產(chǎn)等。 2.夾具的分類(lèi) 按使用機(jī)床分類(lèi)可分為： 1） 機(jī)床夾具：是機(jī)床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。 2） 車(chē)

56、床夾具：在車(chē)床上用來(lái)加工工件內(nèi)、外回轉(zhuǎn)面及端面的夾具稱(chēng)為車(chē)床夾具。車(chē)床夾具多數(shù)安裝在主軸上，少數(shù)安裝在床鞍或床身上。 3） 三坐標(biāo)夾具：使用在測(cè)量機(jī)上，利用其模塊化的支持和參考裝置，完成對(duì)所測(cè)工件的柔性固定。該裝置，能夠進(jìn)行自動(dòng)編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的支撐，并可建立無(wú)限的工件配置參考點(diǎn)。先進(jìn)的專(zhuān)用軟件，能夠直接通過(guò)工件的幾何數(shù)據(jù)，在幾秒鐘之內(nèi)產(chǎn)生工件的裝夾程序。 4） 銑床夾具：均安裝在銑床工作臺(tái)上，隨機(jī)床工作臺(tái)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主要由定位裝置、夾緊裝置、夾具體、連接元件、對(duì)刀元件組成。銑削加工時(shí)，切削力較大，又是斷續(xù)切削，振動(dòng)較大，因此銑床夾具的夾緊力要求較大，夾具剛度、強(qiáng)度要求都比較高。 5）

57、軸承座夾具：為了保證軸承座的生產(chǎn)質(zhì)量，提高軸承座的生產(chǎn)質(zhì)量，吃了使用機(jī)床等機(jī)械設(shè)備之外，還會(huì)使用大量的工藝裝備，在這其中包括了軸承座夾具、模具、刀具以及相關(guān)輔助工具。 對(duì)于機(jī)床夾具一般按適用對(duì)象、使用特點(diǎn)、使用機(jī)床和動(dòng)力源分類(lèi)。具體說(shuō)來(lái)，有：①通用夾具：用以加工兩種或兩種以上工件的同一夾具。②專(zhuān)用夾具：專(zhuān)為某一工件的某一工序而設(shè)計(jì)的夾具。③可調(diào)夾具：通過(guò)調(diào)整或更換個(gè)別零、部件，能適用多種工件加工的夾具。④成組夾具：根據(jù)成組技術(shù)原理設(shè)計(jì)的用于成組加工的夾具。設(shè)計(jì)成組夾具的前提是成組工藝。⑤組合夾具：由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零、部件組裝成易于聯(lián)接和拆卸的夾具。⑥隨行夾具：用以裝夾工件，并由工件輸送

58、帶送至自動(dòng)線(xiàn)各工位的裝置。 3.夾具設(shè)計(jì)的目的與意義 目的： 1）保證加工精度 2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 3）改善工人的勞動(dòng)條件 4）降低生產(chǎn)成本 5）擴(kuò)大機(jī)場(chǎng)工藝范圍 意義：夾具是機(jī)械制造廠(chǎng)里使用的一種工藝裝備。對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工要求，首先要使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過(guò)程中不因外力的影響而變動(dòng)，即準(zhǔn)確的定位和夾緊。為此，在進(jìn)行機(jī)械加工之前，先要對(duì)其進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)。 4.CAD軟件介紹 傳動(dòng)軸凸緣叉的夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中主要的二維繪圖工具就是CAD軟件如夾具的各零件圖以及裝配圖都是利用CAD軟件設(shè)計(jì)， AutoCAD是美

59、國(guó)Autodesk公司推出的深受廣大工程技術(shù)人員喜愛(ài)的通用計(jì)算機(jī)輔助繪圖和設(shè)計(jì)軟件包，它具有易于掌握、使用方便的特點(diǎn)。Autodesk公司自1982年12月推出第一代AutoCAD產(chǎn)品以來(lái)，經(jīng)過(guò)AutoCAD V1.0、AutoCAD V2.6、R9、R10、R11、R12、R13、R14、AutoCAD 2000等版本，進(jìn)行了十幾次升級(jí)。如今，AutoCAD已廣泛應(yīng)用于建筑、機(jī)械、電子、航天、造船、氣象、紡織、廣告、學(xué)校等部門(mén)和工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域。AutoCAD的問(wèn)世，使數(shù)以萬(wàn)計(jì)的工程技術(shù)人員從繁重的手工制圖中解脫出來(lái)，工程設(shè)計(jì)率先實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化作業(yè)。最新一代的AutoCAD2000是最豐富的繪圖軟件，與R14相比，增加和改進(jìn)了400多項(xiàng)功能。 4.2 夾具設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于被加工零件的定位、夾緊等主要問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員一般都會(huì)考慮的比較周全，但是，夾具設(shè)計(jì)還經(jīng)常會(huì)遇到一些小問(wèn)題，這些小問(wèn)題如果處理不好，也會(huì)給夾具的使用造成許多不便，甚至?xí)绊懙焦ぜ? - 20 -