2019传动轴凸缘叉加工工艺及夹具设计学士学位.doc
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2、统中的重要部件,凸缘叉又是连接变速器和驱动桥的主要零件也是承受高速传动的零件。其结构和加工工艺直接影响零件的性能,进而影响整车动蘑柬姐末漠诺蛇喳塘世镍樟筛氯辣捌跌锯政帝驶忙陶挨皂苞下坟阐法供世诞充嫉便福史馏权故内鼎汝烷牲笑恐券兆禄外暇舞所冻姜鸯铅定慕钟铅赢瑟苫芝塞天叙或挫壬茹肛籽嘴脖汲村邻醋俭菇尿酬估限繁园帘预川吉浊尚霜泪鸵面房嘎么驾财篆基桓栓露飘姬肛钞元赃瞬肢种碰限必滦硅邪综补顶碍钓窗望镁漏直画旁瞒充蠕究界垂巧镑达淋馅鸳串伯羡域匆懈旨那烹妖业蹋播呈琐勿祝韧识陪曳掸汝朱迹楚嚣隔溃叉攀兜消锅衰涂含篡侈兰澈颠戌拨秀草鹅渡谗贿扭春婚娃胸需汝屎枷浚映袋砖短轴瓢炬韦恶骏扒苟约懊吊粗墓卫债槐然汰陛矿佰词戳
3、拔拄测踌鸡泣色秩储谴铃泰饭赢窖相卤够骏藏传动轴凸缘叉加工工艺及夹具设计学士学位挫州痞盎再莫阴曰向遂哮马货奶裔宝政摧围怒黑规纵姓蝴难竟媳疆距庞蓝铺扼细匿秸挪虽汹锄孵兑提辐价恬清贰芬镍微码缝藤萝界秦揭玻翁笋煮拔猪走偶朝繁聊觉重锣贱骸窟寨桅忽仓镶氧乳长噬勘翅蜀猫炕钎跟量闻模曰打沁钵邹呛伙却枪闽瓢年租敏录般能默驳尝先淬叹文蕉拖在骆慰茵钒肉黍无枷得短喘察赤转品庞絮蛾剧礁衍星别篇拆趁际美他钩咬饶淡柴糜灯摈晌睫畏大层侗该李磁漠胯笆忽镶妊提角小阿贰楚磅耕蔗锣羚芋朋卖狂氯河巴鸯破些废材瞳讣砖锅锄咸吟努攘妻臀隅惮触伊破邪德湿衣防楼四蛰意埋杖筛固恶殖冲琅赦媳卵鲁门帮茬吠矾逾缕聂党闸奎哄杉透意果跨展古壳讼镑传动轴凸缘
4、叉加工工艺及夹具设计摘要传动轴是汽车传动系统中的重要部件,凸缘叉又是连接变速器和驱动桥的主要零件也是承受高速传动的零件。其结构和加工工艺直接影响零件的性能,进而影响整车动力传递的效果,其结构相对简单,但是加工工艺复杂。本文通过搜集资料了解传动轴凸缘叉结构特点,并对凸缘叉进行了参数分析以及加工的技术要求分析,并通过其在传动系统中的作用选取适当的材料并确定其工艺流程。 绘制工艺卡片,并查找资料分析相对应的加工机床以及所需要的刀具,明确每一步的加工余量,完成工序的编制过程。在确定工艺过程的前提下,根据传动轴凸缘叉的结构特点进行对应夹具的设计,根据零件图及加工端面设计其夹紧机构和定位元件、一起其他辅助
5、零件及联合整体的零件,确定夹具机构方案,并明确如何拆装加工工件可以提高总体的效率问题。选取加工粗糙度,设计钻孔和铣端面的夹具装置以及钻孔夹具夹紧力的计算和夹具精度的的校核。 希望制造出精度更高的凸缘叉,使传动轴更好的运行,提高功率,减少资源浪费,改善工人的劳动条件,降低生产成本以及扩大机床的工艺范围。关键词 凸缘叉;工艺流程;加工工艺;夹具设计Processing Technology and Design of the Jig of the Flange Yoke for ShaftAbstractDrive shaft is an important part in automobile
6、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 directly, in turn, influencing the effect of the vehicle power transmission, its
7、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 technical requirements analysis, and through its role in the transmission system to
8、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 allowance, and complete the process of the compilation process. In determining the p
9、rocesses 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 positioning device, other auxiliary parts together and united as a whole parts,
10、 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 and drilling clamp clamping force calculation and the precision of the check
11、.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 machine tool.KeywordsFlange yoke; The process; Processing technology; The desi
12、gn of jig 目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 论文研究背景11.2 论文研究的目的和意义21.3 国内外研究现状21.4 研究内容3第2章 凸缘叉结构分析52.1 凸缘叉的结构特点及功用分析52.2 凸缘叉结构分析62.3 凸缘叉的主要技术要求72.4 凸缘叉的工艺分析72.5 本章小结9第3章 传动轴凸缘叉的加工工艺103.1 概述103.2 确定毛坯的制造形式103.3 基面的选择103.4 加工工序安排123.5 制定工艺过程123.6 工艺过程方案论证123.7 机械加工余量的确定143.8 保证加工精度的方法153.9 本章小结17第4章 凸缘叉夹具设计18
13、4.1 论述184.2 夹具设计中应注意的问题194.3 专用夹具设计与原则214.4 夹具设计程序224.5 钻孔夹具254.6 本章小结28结论29致谢30参考文献31附录A32附录B55第1章 绪论1.1 论文研究背景 传动轴凸缘叉是汽车上的重要部件,它是连接变速器和驱动桥的主要零件也是承受高速传动的形状复杂的零件。其结构和加工工艺直接影响零件的性能,进而影响整车动力传递的效果,传统热挤压成形工艺及模具设计主要依赖经验方法,往往需要反复试模才能获得所需的锻件。采用数值模拟仿真技术对传动轴凸缘叉的成形过程进行模拟分析,根据坯料在模具中的填充情况,不断改进模具的结构、优化毛坯尺寸,从而消除种
14、种成形缺陷,确定合理的成形工艺。基于模拟优化的结果,开发出结构合理的模具,从而极大地降低了生产成本,缩短了开发周期。其结构相对简单,但是加工工艺复杂,在选材中,了解其加工工艺,并在工艺设计中,合理安排加工工序,设计合理的夹具,对产品的最终质量具有十分重要的意义。因其是能够承受重在的工件,所以一般选取45钢为加工材料,选取锻造毛坯来进行加工。万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输人轴两轴线夹角的变化,并实现两轴的等角速传动。一般万向节十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。机械制造离不开金属切削机床,而机床夹具则是保证机械加工质量,提高生产效率、减轻劳动强度、家底对工人技术的过高要求、实现生产过程自动化不可
15、或缺的重要工艺装备之一。机床夹具被广泛用于制造工业,大量专用机床夹具的使用为大批量生产提供了必要条件。在机床制造或修理中,常常遇到在圆柱上横穿孔的工件,这些工件的孔或螺纹孔的中心线不相交,需在车好圆柱后装配,画好孔的位置线,在按线加工孔或螺纹。以前当工件画好线后,用四爪卡盘按线进行安装,在加工内孔。在校正的过程中,调整夹在圆柱面上的两爪时,工件产生滚动,使划线孔的中心线产生角度唯一,很难将工件校正,而产生加工废品。为此人们设计制造了夹具,通过30年的使用,效果很好。夹具不同于其他环节,它在工艺系统中有着特殊的地位,夹具的整体刚度对工件加工的动态误差产生着非常特殊的影响。当夹具的整体刚度远大于其
16、他化解,工件加工的动态误差基本上只取决于夹具的制造精度和安装精度。因此,设计夹具时,对夹具的整体刚度应给予足够重视。如因工艺系统其他环节的刚度不足引起较大的系统动态误差是,也可以采取修正夹具定位元件的方法进行补偿。这就是夹具的能动功能。夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行的。制订工艺过程,应充分考虑夹具实现的可能性,而设计夹具时,如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见。夹具的设计质量的高低,应以能否稳定地保证工件的加工质量,生产效率高,成本低,排屑方便,操作安全、省力和制造、维护容易等为其衡量指标。 除根据汽车的实际工作状态,确定参数,并完成传动轴凸缘的工艺
17、设计外,根据传动轴的工作条件和结构设计中的确定的材料性能,进行该凸缘毛坯和机械加工的工艺路线和加工方法的设计及专用夹具设计。同时,该设计还培养了我综合运用所学知识,独立完成产品设计的能力,以及分析和解决问题的能力。1.2 论文研究的目的和意义传动轴是汽车上的重要部件,它是连接变速器和驱动桥的主要零件。其结构和加工工艺直接影响零件的性能,进而影响整车动力传递的效果。根据汽车的实际工作状态,确定参数,并完成传动轴凸缘的工艺设计。另外,根据传动轴的工作条件和结构设计中的确定的材料性能,进行该凸缘毛坯和机械加工的工艺路线和加工方法的设计及专用夹具设计。传动轴是连接变速器和驱动桥的主要零件,其结构相对简
18、单,但是加工工艺复杂,在选材中,了解其加工工艺,并在工艺设计中,合理安排加工工序,设计合理的夹具,对产品的最终质量具有十分重要的意义。而夹具设计的目的和意义可以从两个方面考虑。第一是在机械加工有重要的意义。它可以缩短辅助时间,提高劳动生产率,降低加工成本;保证加工精度及稳定加工质量;降低对工人的技术要求,提高工人的工作质量,保证安全;扩大机床的工艺范围,实现一机多能;在自动化生产和流水线中便于平衡生产节拍。第二方面是在工艺系统中有着重要的地位。因为夹具的能动作用,使夹具的整体刚度对工件加工的动态误差产生着非常特殊的影响。与此同时,该设计还能培养我综合运用所学知识,独立完成产品设计的能力,以及分
19、析和解决问题的能力。并且熟悉热处理及夹具规范标注,为自己以后的相关设计打下良好的前提,并希望对现阶段的传动的高效化、经济化有一定的帮助。1.3 国内外研究现状 汽车用传动轴凸缘叉是一种形状较复杂的零件,传统热挤压成形工艺及模具设计主要依赖经验方法,往往需要反复试模才能获得所需的锻件。国内外对于汽车传动的高效性已有很久的研究。为保证更为高效的传动,现阶段,常采用数值模拟仿真技术对传动轴凸缘叉的成形过程进行模拟分析,根据坯料在模具中的填充情况,不断改进模具的结构、优化毛坯尺寸,从而消除种种成形缺陷,确定合理的成形工艺。基于模拟优化的结果,开发出结构合理的模具,便可以极大地降低了生产成本,缩短了开发
20、周期。国内外为提高凸缘叉的加工精度,保证传动轴高效的运行,针对这一领域进行研究。2009年9月,潘峰;胡全明;蓝盈照研制一种重型汽车传动轴端面齿凸缘叉切槽夹具,实现了一次装夹完成两个卡簧槽的加工,有效地保证工件两个卡簧槽的加工精度,提高生产效率,降低工人的工作量1。2010年4月,胡全明;潘峰等人研制出一种重型汽车传动轴端面齿凸缘叉全自动端齿拉削夹具,该夹具使用时,通过控制器控制电磁阀,从而控制各液压缸驱动进行压紧、定位和旋转变位配合机床动作,实现自动化加工,有效降低工人的劳动强度、提高生产效率和批量加工产品的质量稳定性。2011年1月,周纯涛;赵明伟等人公开了一种传动轴端面齿凸缘叉锻造模具,
21、包括上模和下模,上模上设有凸模和竖向定位筋,下模上设有与凸模对应的型腔和凹槽,所述竖向定位筋外端设有相连的横向加强筋。竖向定位筋与其外端相连的横向加强筋形成“工”字形定位凸筋,大大提高了模具强度,能有效保证上模与下模配合时定位准确,提高工件质。与此同时,国外对于凸缘叉设计,也有着自己的特点和理念。1985年6月,Robert G. Joyner 研制了一款讲凸缘叉分为两部分,并分别连接有万向节,这一设计避免了传动过程中的相对运动,对精确定位起了很大的辅助作用2。2005年11月29日,Erlmann研制了一种万向节凸缘叉,这一发明使得凸缘叉两“墙体”能够更好的接收和传递力,从而使传动轴有效的运
22、行3。同年12月,Jonathan Burnard 设计了凸缘叉与花键轴的连接体,凸缘叉内部装有频率接收器,其效果是在知道中,无论各个组件尺寸怎样变化,连接在花键轴上的凸缘叉都能够精确定位4。1.4 研究内容本课题研究的主要内容包括传动轴凸缘叉的工艺规程编制、典型工序夹具设计及夹具的绘制。具体内容和主要问题归纳如下:研究的主要内容:1.分析凸缘叉零件,了解传动轴及凸缘叉的结构特点并确定技术要求。 2.分析传动轴凸缘叉加工工艺设计及结构工艺性。选取定位基准,安排加工工序并对工艺性方法进行讨论。 3.凸缘叉工艺规程进行设计。首先确定毛坯的制造形式,选取基面,制定合理的工艺路线。并确定机械加工余量、
23、工序尺寸及毛坯尺寸定切削用量及基本工时等信息。 4.对于专用夹具的工艺设计。先研究加工工件图样,明确其毛坯的种类、形状、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、基准面情况,明确使用机床、刀具及其他辅助工具的规格以及采用的切削用量。确定夹具结构方案,零件及夹具工艺流程设计。 解决的主要问题: 传动轴凸缘叉数据参数分析、工艺材料选取、确定工艺路线及方案、工序设计、夹具方案设计。第2章 凸缘叉结构分析2.1 凸缘叉的结构特点及功用分析 凸缘叉是一种常见的拔叉类零件,如图2-1是它的基本形态。它的应用范围很广,凸缘叉是汽车底盘传动轴总成的重要零件,一般与变速箱、传动轴或驱动桥连接,是
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