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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(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。
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下面設(shè)計使用的一些夾具實物圖 ▼ 圖1 " @ Q) ^6 [2 b5 j4 [
圖2
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圖3
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圖4
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圖5 . p* v8 M1 x4 b, o* f+ B
看完這些加工和實物可知，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)計專用的夾具實現(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)計銑面鉆孔的夾具。 圖6 整體式轉(zhuǎn)向節(jié)
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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(shè)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。
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圖7 轉(zhuǎn)向節(jié)加工尺寸要求
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二、轉(zhuǎn)孔銑面夾具的設(shè)計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個自由度，同時利用轉(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。
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2.2 夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 設(shè)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。
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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(jìn)行三維建模，并且利用 Pro /E 中的虛擬裝配功能對夾具進(jìn)行虛擬裝配，虛擬裝配圖如圖9所示。通過三維建模設(shè)計者可以更有效的了解空間情況，進(jìn)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(shè)計過程中檢測出零件之間是否存在干涉等問題。
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圖9 銑面鉆孔夾具的虛擬裝配
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三、夾具夾緊力與誤差分析計算1 D2 u) x' Y6 a. |0 D# H
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(yīng)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(shè)計的優(yōu)劣，對于提高夾緊的精度和工作效率、減輕勞動強(qiáng)度都有很大的影響。 - ?/ `; x9 i+ G; ~; z
圖10 壓板夾緊工件受力圖 + y8 m7 x, c3 X: J' w0 i6 e
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。
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（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(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。
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圖12 基準(zhǔn)位移誤差
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（1）根據(jù)所設(shè)計的夾具結(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)。
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轉(zhuǎn)向節(jié)夾具方案
$ f6 T* W9 s, N1 `+ J4 J6 I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：
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工序轉(zhuǎn)向節(jié)OP-10 工序轉(zhuǎn)向節(jié)OP-20 工序轉(zhuǎn)向節(jié)OP-30 & d& ^. b0 q8 m# P/ Q% j7 k- V
結(jié) 語
" Z+ P# j: [. A, [. k1 R9 ~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強(qiáng)度，并能提高生產(chǎn)效率及加工精度，對類似復(fù)雜零件的加工具有一定的指導(dǎo)性。
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發(fā)表于 2022-12-27 13:09:42
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