轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車底盤系統(tǒng)中對(duì)的重要部件,通常會(huì)采用工藝分散的方式進(jìn)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(shí)物圖 ▼ 圖1 - l0 t3 G# g/ Q& h
圖2 ; q) p0 a. W! o6 q8 N) q
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看完這些加工和實(shí)物可知,,轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)復(fù)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(yán),,所以需要設(shè)計(jì)專用的夾具實(shí)現(xiàn)在加工過程中的準(zhǔn)確定位和夾緊。接下來我們主要針對(duì)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(shè)計(jì)銑面鉆孔的夾具。 圖6 整體式轉(zhuǎn)向節(jié) 2 e: S) T X6 \8 d
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(gè)工序設(shè)計(jì)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(gè)M8的螺紋孔,,有效螺紋深度為13mm;2個(gè)Φ12.3的通孔,;2 個(gè)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
8 W$ s* E) v3 r8 D# q- g5 ` 二,、轉(zhuǎn)孔銑面夾具的設(shè)計(jì)2.1 定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定 由于在進(jìn)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(zhǔn),,限制工件的4個(gè)自由度,,同時(shí)利用轉(zhuǎn)向節(jié)長彎臂做為粗定位基準(zhǔn),限制工件其余的2個(gè)自由度,。采用翻轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu),,通過螺旋杠桿夾緊裝置進(jìn)行夾緊。 2.2 夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)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) # f1 O& K! p% J; J; w; u# c: \
2.3 夾具結(jié)構(gòu)的三維建模 利用 Pro /E 對(duì)夾具的零件圖進(jìn)行三維建模,,并且利用 Pro /E 中的虛擬裝配功能對(duì)夾具進(jìn)行虛擬裝配,虛擬裝配圖如圖9所示,。通過三維建模設(shè)計(jì)者可以更有效的了解空間情況,,進(jìn)行空間布局,同時(shí)節(jié)省了對(duì)于零件的繪制時(shí)間,,在實(shí)體修改時(shí),,裝配件可以隨實(shí)體位置變化而變化,而且不通過實(shí)際生產(chǎn)調(diào)試就可在設(shè)計(jì)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 6 I- w! n, W( E3 X# N1 o
三,、夾具夾緊力與誤差分析計(jì)算3.1 夾具夾緊力的計(jì)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(shí)所受到切削力,、重力或伴生力( 離心力,、慣性力、熱應(yīng)力等) 的作用而產(chǎn)生移動(dòng)或振動(dòng),。夾緊裝置是夾具完成夾緊作用的一個(gè)重要而不可缺少的組成部分,,夾緊裝置設(shè)計(jì)的優(yōu)劣,對(duì)于提高夾緊的精度和工作效率,、減輕勞動(dòng)強(qiáng)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(jì)算夾緊力可以不考慮轉(zhuǎn)向節(jié)的重力,,且在銑銷時(shí)所需夾緊力較小,所以主要考慮鉆銷時(shí)的夾緊力,。在鉆銷時(shí)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(shè)計(jì)中,,采用螺旋杠桿夾緊裝置,,夾緊力 W1 按下式計(jì)算:W1 = L1/L2·Qη。 圖11螺旋杠桿夾緊機(jī)構(gòu)受力分析
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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(duì)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(zhǔn)位移誤差ΔY和基準(zhǔn)不重合誤差ΔB的總和,,即:ΔD = ΔY + ΔB。 圖12 基準(zhǔn)位移誤差
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(1)根據(jù)所設(shè)計(jì)的夾具結(jié)構(gòu)可知,,工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)均為尺寸為34. 90的軸段的中心線,,所以基準(zhǔn)不重合誤差 ΔB= 0; (2)如圖12所示,,基準(zhǔn)位移誤差ΔY=(Dmax-d0min)/2,。 通過計(jì)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(shí)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(duì)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(fù)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(dòng)強(qiáng)度,并能提高生產(chǎn)效率及加工精度,,對(duì)類似復(fù)雜零件的加工具有一定的指導(dǎo)性,。 |