传动轴凸缘叉工艺及夹具设计

传动轴凸缘叉工艺及夹具设计内容摘要：

换。 3）工艺系统受力变形及其对加工精度的影响 工艺系统受力变形主要包括工艺系统刚度对加工精度的影响其次是惯性力、重力和夹紧力所引起的加工误差。 4）其他方面的影响 工艺系统热变形及工件的内应力引起的变形都不同程度的影响着工件的加工精度。 提高加工精度的工艺措施 1）直接消除和减少原始误差 在加工刚性不足的圆环零件或磨削精密薄片零件时，为消除或减少夹紧变形而产生的误差，可采用弹性夹紧机构或采用临时性加强工件刚性的方法。 在磨削精密的薄片时还可以采用环氧树脂粘合剂或厚油脂，利用其流动性，在工件处于自由状态下，填充在工件与平板或电磁工作台之间的间隙，从而增强工件的刚性。 2）补偿或抵押原始误差 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 补偿误差的方法就是造出一种新的误差去抵消工艺系统中出现的关键性的原始误差。 误差抵消的方法是利用原有的一种误差去抵消另一种误差。 无论何种方法，力求使两者大小相等，方向相反，从而使其抵消而减少，甚至完全消失。 这 种误差消除的方法使用的不多。 3）转移变形或转移误差 工件系统调整时，如机床进给机构的精度或定程机构的定位精度较低，不能保证加工的精度，可以采用精确的量具来控制刀架的位移，以提高精度，这也是生产中常用的误差转移的方法。 4） “就地加工 ”保证精度 在机械加工和装配中，有些精度问题牵涉到很多零件的相互关系，如果仅仅从提高零部件本身的精度着手，有些精度指标不但不能达到，即使达到，成本也很高。 采用此方法，不但能保证装配后的最终精度，而且，在零件的机械加工中也常常用来保证加工精度。 5）加工过程的积极控制 积极控制主 要有三种形式：主动测量、偶见配合加工、积极控制起决定作用的加工条件。 本章小结 本章重点研究了夹具的定义、作用及分类、夹具设计时的要求及其相关的注意事项。 另外，还分析了传动轴凸缘叉机床夹具设计的要点，为夹具的设计提供现实的理论依据。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 第 4章 夹具的设计 概述 夹具的定义和作用 1）夹具的定义：夹具是用以装夹工件的装置。 机械制造过程中广泛地使用各种夹具，包括机床夹具、装配夹具、焊接夹具、热处理夹具、检验夹具等。 机床夹具用于切削加工。 在切削加工中，用以 固定加工对象，使之定位。 机床、夹具、刀具、工件在加工时组成加工系统，工件实现定位和夹紧。 2）夹具的作用：保证加工精度；减少安装工件的辅助时间，提高劳动生产率；改善劳动条件，减少劳动量和劳动强度；降低加工成本，扩大机床的使用范围；保证安全生产等。 夹具的分类 机床夹具一般按适用对象、使用特点、使用机床和动力源分类。 具体说来，有： 1）通用夹具：用以加工两种或两种以上工件的同一夹具。 特点：能较好地适应加工工序和加工对象的变换，一般结构均已定型，尺寸、规格系列化。 2）专用夹具：专为某一工件的某一工 序而设计的夹具。 3）可调夹具：通过调整或更换个别零、部件，能适用多种工件加工的夹具。 特点：夹具的使用对象在设计前并不非常确定，通用性范围大。 4）成组夹具：根据成组技术原理设计的用于成组加工的夹具。 设计成组夹具的前提是成组工艺。 特点：只需对个别定位和夹紧元件进行调整或更换，即可用于加工成组内的所有零件。 5）组合夹具：由可循环使用的标准夹具零、部件组装成易于联接和拆卸的夹具。 6）随行夹具：用以装夹工件，并由工件输送带送至自动线各工位的装置。 夹具设计的意义 夹具是机械制造厂里使用的一种工艺装 备。 对工件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动，即准确的定位和夹紧。 为此，在进行机械加工之前，先要对其进行夹具设计。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 CAD软件的介绍 传动轴凸缘叉的夹具设计过程中主要的二维绘图工具就是 CAD 软件如夹具的各零件图以及装配图都是利用 CAD 软件设计， AutoCAD 是美国 Autodesk 公司推出的深受广大工程技术人员喜爱的通用计算机辅助绘图和设计软件包，它具有易于掌握、使用方便的特点。 Autodesk 公司自 1982 年 12 月推出第一代 AutoCAD 产品以来，经过 AutoCAD 、 AutoCAD 、 R R R1 R1 R1 R1 AutoCAD 2020等版本，进行了十几次升级。 如今， AutoCAD 已广泛应用于建筑、机械、电子、航天、造船、气象、纺织、广告、学校等部门和工程设计领域。 AutoCAD 的问世，使数以万计的工程技术人员从繁重的手工制图中解脱出来，工程设计率先实现了现代化作业。 最新一代的 AutoCAD2020 是最丰富的绘图软件，与 R14 相比，增加和改进了 400 多项功能，其主要进展有以下 几个方面： 1）多文档设计环境。 运行 AutoCAD2020 可以同时打开多个图形文件，在不中断当前命令的前提下，实现图形之间的拖动和复制，既方便又快捷。 多文档设计环境不仅提高了设计工作的效率，而且节约了内存空间。 2）对象特殊性管理窗口。 对象特殊性管理窗口，它是 AutoCAD2020 的用户界面从 “以命令为中心 ”向 “以设计为中心 ”模式发展的具体体现，在此用户可以直接查看和编辑 AutoCAD 的对象特性，使用户以更高的效率关注设计对象本身，真正实现了用户长期以来所期望的功能。 3） AutoCAD 设计中心。 AutoCAD 设计中心可以看成是一个中心仓库，在此用户不仅可以浏览到自己的设计，而且还可以借鉴他人的设计思想和设计图形。 AutoCAD设计中心使用十分方便，只需轻轻拖拽鼠标，就可以将一幅图中的图形、文字样式、标注样式、图层、块、外部参照、布局、线形、填充图案等复制到另一幅图中，迅速而有效的地共享设计成果，提高设计效率。 4）一体化的绘图输出体系。 AutoCAD 2020 新增的布局功能，就象 Excel 的一张张工作表，多侧面显示和打印输出同一设计方案，加上更加灵活而方便的打印输出功能，真正实现了 “所见即所得 ”。 5）三维 功能的增强。 AutoCAD 2020 新增的动态旋转功能，使得三维视图的操作和三维可视化变得十分容易，它可以清晰、准确、迅速地显示三维模型。 夹具设计中需注意的问题 在夹具设计过程中，对于被加工零件的定位、夹紧等主要问题，设计人员一般都会考虑的比较周全，但是，夹具设计还经常会遇到一些小问题，这些小问题如果处理不好，也会给夹具的使用造成许多不便，甚至会影响到工件的加工精度。 在此归纳一黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 下在夹具设计中经常遇到的一些小问题，具体如下： 清根问题 在设计端面和内孔定位的夹具时，会遇到夹具体定 位端面和定位外圆交界处清根问题。 端面和定位外圆如不连接就无此问题。 夹具要不要清根，应根据工件的结构而定。 如果零件定位内孔孔口倒角较小或无倒角，则必须清根；如果零件定位孔孔口倒角较大或孔口是空位，则不需要清根，而且交界处可以倒为圆角。 端面与外圆定位时，也采取一样的规则。 让刀问题 在设计圆盘类刀具（如铣刀、砂轮等）加工的夹具时，会存在让刀问题。 设计这类夹具时，应考虑铣刀或砂轮完成切削或磨削后，铣刀或砂轮的退刀位置，其位置大小应根据所使用的铣刀或砂轮的直径大小，留出超过刀具半径的尺寸位置即 可。 更换问题 在设计加工结构相同或相似，尺寸不同的系列产品零件夹具时，为了降低生产成本，提高夹具的利用率，往往会把夹具设计为只更换某一个或几个零件的通用型夹具。 定位件外圆与夹具体孔之间的配合不能有间隙，若有了间隙就会影响夹具的定位精度；但是，两者之间也不能有太大的过盈量，如果过盈量太大，就使得零件更换困难。 所以，设计时一般采用较紧的过渡配合。 为了使定位件能够顺利拆下来，可以在定位件中心设计一螺孔，用一螺杆拧入螺孔内，定位件就能顺利地被顶出。 当然，此螺孔直径应小于夹具体孔。 防松问题 在夹具设计中，经常会使用双头螺柱，双头螺柱一端固定于夹具上，另一端用螺母压紧于加工的零件。 双头螺柱与夹具的固定端一般采用六角薄螺母锁紧，然而用螺母锁紧后，在使用中常常会出现松动。 如果把螺柱的固定端与夹具体背面基本拧平（螺柱头略低于夹具体），在背面（即左端面）螺纹旋合处，沿圆周均匀铆三点，就能够起到防松作用。 而且省去锁紧螺母，需要时还可以进行更换。 1）有适当的精度和尺寸稳定性 夹具体上的重要表面，如安装定位工件的表面、导向元件的表 面以及夹具体的安装基面等，应有适当的尺寸和形状精度，他们之间应有适当的位置精度。 为使夹具体尺寸稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具要进行退火处理。 2）有足够的强度和刚度 黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 加工过程中，夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。 为保证夹具体不产生不允许的变形和振动，夹具体应该有足够的强度和刚度。 因此夹具体须有一定的壁厚，铸造和焊接夹具体常设置加强肋，或在不影响工件装卸的情况下采用框架式夹具体。 3）结构工艺性好 夹具体应便于制造、装配和检验。 铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸出凸台，以减少加工面积。 夹具 体毛面与工件之间应留有足够的间隙。 夹具体结构型式应便于工件的装卸，分为开式、半开式和框架式结构等。 4）排屑方便 切屑多时，夹具体上应考虑排屑结构。 可以在夹具体上开排屑槽或在夹具体下部设置排屑斜面。 5）在机床上安装稳定可靠 夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上相应表面的接触或配合实现的。 当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，重心越高则支承面应越大；夹具底面四边应凸出，使夹具体的安装基面与机床的工作台面接触良好 [8]。 6）提高。