轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車底盤系統(tǒng)中對的重要部件,,通常會采用工藝分散的方式進行加工,,工序過程為:粗車半精車,、磨削、粗銑精銑,、鉆孔、鉸孔,、攻絲,,有多道工序需要用到專用的夾具。 下面是一些夾具實物圖 ▼ 圖1
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看完這些加工和實物可知,,轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)復雜,,屬于空間異形件,其加工部位空間方位多,、孔系件的位置度要求嚴,,所以需要設計專用的夾具實現(xiàn)在加工過程中的準確定位和夾緊。接下來我們主要針對如下圖6所示的整體式轉(zhuǎn)向節(jié),,提出合理的加工方案,,并設計銑面鉆孔的夾具。 圖6 整體式轉(zhuǎn)向節(jié) * v2 a& c& z' U
一,、轉(zhuǎn)向節(jié)加工工藝分析如圖6所示轉(zhuǎn)向節(jié)第二個工序設計夾具,,在第一道工序加工完轉(zhuǎn)向節(jié)軸相關(guān)尺寸以及螺紋 孔M8和Φ12.3的通孔所在平面后的工序,這一工序所需加工尺寸如圖7所示,主要加工尺寸有: 2 個M8的螺紋孔,,有效螺紋深度為13mm,;2個Φ12.3的通孔;2 個Φ12的通孔,;銑Φ12通孔所在的平面,,表面粗糙度要求為 Ra6.3。 圖7 轉(zhuǎn)向節(jié)加工尺寸要求 ' R- o# N! f9 H$ B
二,、轉(zhuǎn)孔銑面夾具的設計2.1 定位基準與夾緊方案的確定 由于在進行此工序加工之前已經(jīng)完成轉(zhuǎn)向節(jié)軸相關(guān)尺寸以及螺紋孔的加工。所以選用尺寸為Φ34.90的軸段外圓面和螺紋孔M8和Φ12.3通孔所在平面做為精定位基準,,限制工件的4個自由度,,同時利用轉(zhuǎn)向節(jié)長彎臂做為粗定位基準,限制工件其余的2個自由度,。采用翻轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu),,通過螺旋杠桿夾緊裝置進行夾緊。 2.2 夾具結(jié)構(gòu)的設計 設計的銑面打孔夾具結(jié)構(gòu)如圖8所示,,夾具主要由底板1,、翻轉(zhuǎn)平板2、夾緊臂5,、螺桿14,、定位銷12、壓桿16等組成,。 圖8 夾具結(jié)構(gòu)
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2.3 夾具結(jié)構(gòu)的三維建模 利用 Pro /E 對夾具的零件圖進行三維建模,,并且利用 Pro /E 中的虛擬裝配功能對夾具進行虛擬裝配,虛擬裝配圖如圖9所示,。通過三維建模設計者可以更有效的了解空間情況,,進行空間布局,同時節(jié)省了對于零件的繪制時間,,在實體修改時,,裝配件可以隨實體位置變化而變化,而且不通過實際生產(chǎn)調(diào)試就可在設計過程中檢測出零件之間是否存在干涉等問題,。 圖9 銑面鉆孔夾具的虛擬裝配 7 N, f Z1 M3 K& H
三,、夾具夾緊力與誤差分析計算3.1 夾具夾緊力的計算 夾緊的目的,是保證工件在夾具中的定位,,不至于因加工時所受到切削力,、重力或伴生力( 離心力、慣性力,、熱應力等) 的作用而產(chǎn)生移動或振動,。夾緊裝置是夾具完成夾緊作用的一個重要而不可缺少的組成部分,夾緊裝置設計的優(yōu)劣,對于提高夾緊的精度和工作效率,、減輕勞動強度都有很大的影響,。 圖10 壓板夾緊工件受力圖
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由于轉(zhuǎn)向節(jié)體積較小。重量較輕,,所以在計算夾緊力可以不考慮轉(zhuǎn)向節(jié)的重力,,且在銑銷時所需夾緊力較小,所以主要考慮鉆銷時的夾緊力,。在鉆銷時工件受力情況如圖10所示,。 (1)鉆銷所需夾緊力為:W = kM/a( f1 + f2 ); (2)在夾具的結(jié)構(gòu)設計中,,采用螺旋杠桿夾緊裝置,,夾緊力 W1 按下式計算:W1 = L1/L2·Qη。 圖11螺旋杠桿夾緊機構(gòu)受力分析 ( w& T6 X! @7 |. L
3.2 定位誤差分析 在加工過程中,,產(chǎn)生誤差的因素有很多,,例如定位誤差、夾具誤差,、安裝誤差,、對刀誤差、加工方法誤差等,,這些誤差之和不能超過工件的誤差要求,。在一般情況下,為了保證加工精度,,一般規(guī)定定位誤差不超過工件加工公差T的1/5~1/3,,即ΔD≤( 1/5-1/3) T,定位誤差ΔD是基準位移誤差ΔY和基準不重合誤差ΔB的總和,,即:ΔD = ΔY + ΔB,。 圖12 基準位移誤差
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(1)根據(jù)所設計的夾具結(jié)構(gòu)可知,工序基準和定位基準均為尺寸為34. 90的軸段的中心線,,所以基準不重合誤差 ΔB= 0,; (2)如圖12所示,基準位移誤差ΔY=(Dmax-d0min)/2,。 通過計算可知,,定位誤差小于加工誤差的1/5,所以該夾具的精確度可以保證零件的加工精度要求,,可以實現(xiàn)該轉(zhuǎn)向節(jié)大批量,、高效、高精度的生產(chǎn),。 轉(zhuǎn)向節(jié)夾具方案異性件夾持主要考慮的事定心和夾持穩(wěn)定性,,仿型夾持才是最好的,。針對乘用車(小轎車)的轉(zhuǎn)向節(jié)夾具方案: 工序轉(zhuǎn)向節(jié)OP-10 結(jié) 語該銑面鉆孔夾具結(jié)構(gòu)合理,定位誤差小,,適用于轉(zhuǎn)向節(jié)這種批量大,、結(jié)構(gòu)復雜的空間異型件的加工,在加工過程中,,可以減輕操作者的勞動強度,,并能提高生產(chǎn)效率及加工精度,對類似復雜零件的加工具有一定的指導性,。 |