汽车传动轴的加工工艺设计及夹具设计.docx

成都锦城学院本科生毕业论文（设计）题R汽车传动轴的加工工艺设计及夹具设计二级学院智能制造学院专业汽车服务工程学生姓名杨献钦学号185090226年级20年指导教师秦琴、李三雁教务处制表2023年4月19日汽车传动轴的加工工艺设计及夹具设计专业：汽车服务工程学生：杨献牧指导老师：秦琴、李三雁摘要：本次课题主要是通过完成汽车传动轴零件的工艺分析和工艺设计，从而完成传动轴零件的整个工艺流程的设计以及夹具的设计，保证传动轴零件的加工精度以及加工的合理性，为传动轴零件的加工提供了理论参考。首先分析零件的加工工艺有哪些优缺点，确定毛坯的形成，确定定位基准，制定合理的加工工艺方案。确定每一个加工工序所使用的机床、夹具和刀具等设备，设计特殊部位的工装夹具的时候，要在不影响加工表面精度的情况下，满足夹具的性能。通过计算夹具的切削力和夹紧力来保证夹具的可行性。通过详细和全面的计算，对于零件的加工和工艺进行全面的掌握，不断学习和完善专业的知识技能。关键词：传动轴；工艺；夹具设计；精度Processingtechno1ogydesignandfixturedesignofautomobi1etransmissionshaftMajor:AutomotiveService:EngineeringStudent:YangXianqinSupervisor:QinQi11、1iSanyanAbstract:Thistopicismain1ythroughthecomp1etionoftheautomobi1edriveshaftpartsoftheprocessana1ysisandprocessdesign,soastocomp1etethedesignofthewho1eprocessofthedriveshaftpartsandthedesignofthefixture,toensurethedriveshaftpartsoftheprocessingaccuracyandprocessingrationa1ity,forthedriveshaftpartsoftheprocessingtoprovideatheoretica1reference.First1y,ana1yzetheadvantagesanddisadvantagesoftheprocessingtechno1ogyofparts,determinetheformationofb1ank,determinethepositioningbenchmark,anddeve1opareasonab1eprocessingtechno1ogyscheme.Determinethemachinetoo1s,fixturesandtoo1susedineachprocessingprocess,anddesignspecia1partsofthefixture,tomeettheperformanceofthefixturewithoutaffectingthemachiningsurfaceaccuracy.Byca1cu1atingthecuttingforceandc1ampingforceoffixturetoensurethefeasibi1ityofthefixture.Throughdetai1edandcomprehensiveca1cu1ation,tothepartsoftheprocessingandprocessofacomprehensivemaster,continueto1earnandimproveprofessiona1know1edgeandski11s.KeyWords:Transmissionshaft;Process;Fixturedesign;precision目录1绪论11.1 课题背景11.2 研究现状11.3 工艺及夹具设计发展趋势21.4 传动轴工艺及夹具设计过程中的难点21.5 本课题拟解决的问题31.6 技术路线42零件分析51. 1汽车传动轴的作用52. 2零件的图形分析53. 3零件结构分析54. 4技术要求分析63毛坯的选择71. 1毛坯分析73. 2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量74汽车传动轴加工基准的选择104. 1定位以及定位的方法105. 2传动轴定位基准的选择105工艺系统的分析121.1 加工设备121.2 夹具的选择121.3 量具141.4 刀具166零件加工工艺过程176. 1工艺路线176.2编制工艺过程卡187零件加工工艺分析207. 1外圆加工207.2切削用量计算207. 2.1粗车左端208. 2.2粗车右端219. 2.3精车左端2210. 2.4精车右端2311. 2.5磨左端2412. 2.6磨右端258零件加工质量的分析2713. 1质量问题278. 2解决方法279右端3x2螺纹退刀槽的夹具设计289. 1夹具的作用289.2夹具设计的基本要求289.3右端3x2螺纹退刀槽的夹具设计289.3.1工序尺寸精度分析与定位方案确定289.3.2定位误差分析299.3.3切削力及夹紧力的计算299.3.4夹具的操作说明29结论31参考文献32致谢33附录34附录一34附录二34附录三34附录四34附录五34附录六341绪论1.1 课题背景目前.，随着精益生产以及产品更新的日渐频繁，产品设计逐渐向着高附加值高精度方向发展，这就对机加工水平提出了越来越高的要求,倒闭及加工行业向着高精度、低成本、高效率的方向发展。传动轴零件作为车床变速箱组件的一部分，因为整个车床变速箱组件往往精度要求非常高，所以组件中的每一个零件均具有较高的尺寸精度以及几何公差精度，所以传动轴零件作为精度组件的一部分，其也具有较高的设计精度。本课题的目的是将书本上的理论与实际加工等结合起来，作为走向工作岗位的实训一部分，通过本次设计，能够掌握整个零件的工艺和夹具设计的整个流程，掌握工艺设计的关键点以及夹具设计的关键点，保证整个工艺设计的合理性以及较高的经济性，保证整个夹具设计的精度，间接保证零件在夹具上的定位精度。1.2 研究现状我国加工工艺的发展主要经历如下过程：第一阶段(1940-1965)：在此阶段，我国机加工主要采用车、铳、包h磨等几种机床来完成零件的加工，整个加工过程均由加工人员控制加工过程的精度以及把握零件的尺寸精度。此时数控机床因为价格昂贵，且缺乏足够的专业编程人员，所以整个机加工行业仅有少数比较有实力的企业能够使用数控机床来完成零件的数控加工，大部分企业仍然以传统机床来完成零件的加工。第二阶段(1965-1990)：随着计算机的普及以及数控加工软件的发展和推广，此时数控机床加工已经在各个企业和厂家之间普及，并且得到了各个企业和厂家的广泛认可。几乎所有的高精密领域都使用数控机床来完成零件的CNe加工，以保证零件的加工精度。第三阶段(1990年以后)：CNC加工技术在我国很多加工领域已经全面普及，几乎所有的加工企业都采用CNC机床来完成零件的CNC加工，现在随着程序员的逐步发展而增加，整个中国国内市场已经足够支撑起使用数控机床来完成零件的加工能力。至此，在世界范围内，数控加工能力水平已经彻底成为了衡量一个国家制造能力水平的一个标尺。1.3 工艺及夹具设计发展趋势目前，整个机加工行业的工艺及夹具设计的发展趋势如下：1）高效、高精度方向。机加工过程的主要目标就是实现低成本、高效率、高精度的加工，其自始至终就是整个机械加工行业的发展方向。随着计算机技术的发展，UG等软件三维建模以及数控编程和CAPP软件功能的逐渐实现，整个加工过程的从工艺设计到夹具设计到数控编程，均可以实现计算机辅助设计，通过在计算机上模拟加工过程、工艺设计的合理性、夹具的精度设计以及空间设计、数控编程以及程序验证，整个过程均能得到合理验证，大大缩短整个工艺和夹具设计的周期和流程，倒逼着机加工行业向着高效、高精度方向的大跨度发展。2）柔性化方向。目前随着数控技术的应用，机加工己经从传统的车、钳、铳、刨、磨等分散专一化向着集成化发展，即采用数控既可以完成车、钳、铳、刨、磨等所有加工，保证零件的加工精度、尺寸精度和零件的几何公差要求。目前，数控加工机床主要有三轴、四轴、五轴加工中心，其可以直接在机床上完成铳、钻、镇等一系列加工，但是其柔性仍然具有局限性。整个高精度加工的数控机床价格昂贵，仍然难以实现整个加工行业的普及，所以大部分企业目前仍以价格较为低廉的三轴加工中心为主，仍然难以实现机械加工的柔性化。据此，数控加工的柔性化发展仍然是未来一段时间整个加工行业需要突破的方向。3）智能化方向。在现有加工过程中，整个机械零件的加工过程的精度不可预测、定位过程精度难以检测、加工过程变形量以及零件的变形量等难以预估，导致整个加工过程处于失控状态。随着检测水平的提高，CAE辅助分析的应用，机床加工过程中已经可以实现零件的精度尺寸自动检测、加工过程零件的变形量的模拟预测，保证零件在整个加工过程可以实施监控，保证整个零件的加工处于智能检测过程，其大大加快了数控加工行业向着智能化发展的步伐。1.4 传动轴工艺及夹具设计过程中的难点1）传动轴零件建模。零件建模是整个工艺设计的最初始的工作，传动轴零件的建模精度直接影响后续的工艺设计以及夹具设计，所以如何保证传动轴零件的建模精度则是整个课题的难点。针对此零件分析，其结构较为复杂，需要根据机械制图的相关知识对其整体结构进行分析，了解每一个视图的基本功能及整个零件的空间结构。2）传动轴零件的工艺流程设计。传动轴部件的技术工艺设计是整体工艺设计和夹具设计过程中的一项挑战。合理的工艺设计应综合考虑零件的加工程度和夹具设计。第一个流程应该重点关注处理的内容，以便您可以轻松找到第二个流程处理的功能。因此，整体零件的工艺设计是整体零件工艺装备设计的难点。3）固定装置的结构。在整个加工过程中，工件的卡合是一个很大的难题。该装置的主要功能是对工件进行定位和夹持。怎样确保部件的精准，保证零件的定位误差在较小范围内以及如何设计合理的夹紧力，保证零件的夹紧变形在较小范围内是整个夹具设计的难点，也是整个工艺和夹具设计过程中需要重点解决的问题。4）刀具选型。刀具是在加工过程中起切削作用的工具，其主要功能是切削零件，使得零件的尺寸精度和几何精度满足图纸要求。如何选择合适的刀具，使得传动轴的加工符合图纸要求则是工艺设计的难点。在选择刀具时应该保证刀具应达到所要求的精度。综上所述，传动轴零件建模、工艺流程的设计、夹具的设计、刀具的选择是整个工艺设计及夹具设计过程中的难点。解决这些难点问题，则是保证工艺和夹具设计合理性的关键。1.5 本课题拟解决的问题本课题通过完成传动轴零件的工艺加工设计和零件的装夹设计，来拟解决以下问题：1）分析NX软件的设计流程。NX软件是一个用三维来建模的软件，该软件建模过程较为复杂，如何用NX软件建模则是本课题拟解决的问题。本课题拟通过查阅资料，仔细了解NX建模流程以及建模过程中应该注意的问题，加强研究快速掌握NX建模的方法。2）完成传动轴零件的建模。此传动轴零件因为结构复杂，且传动轴零件的建模精度直接关系后续的工艺设计以及夹具设计，所以保证传动轴零件的建模精度则是本课题需要解决的问题。本课题拟采用NX软件完成此传动轴零件的三维建模，保证其在建模过程中各个部位的建模精度以及尺寸精度与图纸保持一致，确保