半轴机械加工工艺及工装设计bbce.docx
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1、天津工程师范学院2009届本科生毕业设计1 引言言驱动车轮轮的传动动装置位位于汽车车传动系系的末端端,其功功能是将将转矩由由差速器器的半轴轴齿轮传传动驱动动车轮.驱动车车轮传动动装置的的结构形形式与驱驱动桥的的结构形形式密切切相关,在断开开式驱动动桥和转转向驱动动桥中,驱动车车轮的传传动装置置包括半半轴和万万向节传传动装置置,且多多采用等等速万向向节;在在一般的的非断开开式驱动动桥上,驱动车车轮的传传动装置置就是半半轴,半半轴将差差速器的的半轴齿齿轮和车车轮的轮轮毂连接接起来.在装有有轮边减减速器的的驱动桥桥上,驱驱动车轮轮的传动动装置还还应包括括轮边的的减速器器,这时时半轴将将半轴齿齿轮和轮
2、轮边减速速器的主主动齿轮轮连接起起来.半轴是在在差速器器与驱动动轮之间间传递的的动力的的实心轴轴,其内内端用花花键与差差速器的的半轴的的齿轮连连接,而而外端用用凸缘与与驱动轮轮的轮毂毂相连,半轴齿齿轮的轴轴颈支承承与差速速器壳两两侧轴颈颈的孔内内,而差差速器壳壳又以其其两侧轴轴颈借助助轴承支支承在主主减速器器壳上.半轴驱动轮轮的轮毂毂在桥壳壳上的形形式,决决定了半半轴的受受力状况况.现代代汽车基基本上采采用全浮浮式半轴轴支承和和半浮式式半轴芝芝承两中中主要支支承形式式.半轴轴的形式式主要取取决于半半轴的支支承形式式.普通通非短开开式驱动动桥的半半轴,根根据其外外端支承承形式或或受力状状况的不不
3、同可分分为半浮浮式、33/4浮浮式和全全浮式33种.由由于3/4浮式式未能推推广,很很少采用用.目前前汽车半半轴的支支承形式式主要是是半浮式式和全浮浮式.(1)半半浮式半半轴半浮式半半轴以其其靠近外外端的轴轴颈直接接支承在在置于桥桥壳外端端内孔中中的轴承承上,而而端部则则以具有有圆锥面面的轴颈颈及键与与车轮轮轮毂相固固定,或或以凸缘缘直接与与车轮轮轮盘及制制动鼓相相连接.因此,半浮式式半轴除除传递转转矩外,还要承承受车轮轮传来的的垂向力力、纵向向力及侧侧向力所所引起的的弯矩.由此可可见. 半浮式式半轴所所承受的的载荷较较复杂,但它具具有结构构简单、质质量小、尺尺寸紧凑凑、造价价低廉等等优点,故
4、被质质量较小小、使用用条件较较好、承承载负荷荷也不大大的轿车车的微型型客、货货汽车所所采用.当半轴外外端支承承在一个个圆锥滚滚子轴承承上时,向外的的轴向力力由轴承承承受,而向内内作用的的轴向力力由两半半轴之间间的滑块块传给另另一个半半轴的外外端轴承承.也有有装用可可以承受受双向作作用轴向向力的向向心推力力球轴承承的结构构,但这这种轴承承的使用用寿命较较短.半浮式支支承中,半轴与与桥壳间间的轴承承一般只只用一个个,为使使半轴和和车轮不不致被向向外的侧侧向力拉拉出,该该轴承必必须能承承受向外外的轴向向力.另另外,在在差速器器行星齿齿轮轴的的中部浮浮套着推推力块,半轴内内端正好好能顶靠靠在推力力块的
5、平平面上,因而不不致在朝朝内的侧侧向力作作用下向向内窜动动.(2)全全浮式半半轴全浮式半半轴外端端和轮毂毂相连接接.该轮轮毂通常常用两个个圆锥滚滚子轴承承于桥壳壳的半轴轴套管上上.由于于车轮所所承受的的垂直力力、纵向向力、侧侧向力以以及由这这些力引引起的弯弯矩都经经过轮毂毂、轮毂毂轴承传传动桥壳壳.因此此全浮式式半轴只只承受传传动系统统的转矩矩而不承承受弯矩矩.这样样的半轴轴支承形形式称为为全浮式式支承,所谓“浮”即指卸卸除半轴轴的弯曲曲载荷而而言.具用全浮浮式半轴轴的驱动动桥外端端结构比比较复杂杂,采用用形状复复杂且质质量及尺尺寸较大大的轮毂毂,制造造成本较较高,故故小型汽汽车及轿轿车一般般
6、不采用用此结构构形式.由于其其工作可可靠,广广泛用于于轻型及及中、重重型载货货汽车、越越野汽车车和客车车上.现代汽车车全浮式式半轴的的结构中中,几乎乎采用一一对圆锥锥滚子轴轴承支承承轮毂,并且两两轴承的的圆锥滚滚子的锥锥顶应相相向安装装,轴承承应有一一定预紧紧度,调调查好后后用锁紧紧螺母锁锁紧.半半轴本身身的结构构形状,以端部部锻成凸凸缘的最最常见,重型汽汽车上,有时将将半轴外外端制成成花键,以花键键与轮毂毂相连接接.全浮式半半轴支承承广泛应应用于各各种类型型载货汽汽车上.例如:东风EEQ10090EE型汽车车半轴外外端与轮轮毂及桥桥壳的连连接装配配图.半半轴外端端锻出凸凸缘,借借助螺栓栓和轮
7、毂毂连接.轮毂通通过两个个相距较较远的圆圆锥滚子子合奏成成和支承承在半轴轴套管上上.半轴轴套管与与驱动桥桥壳压配配成一体体,组成成驱动桥桥壳总成成.为防防止轮毂毂连同半半轴在侧侧向力作作用下发发生轴向向窜动,轮毂内内的两个个圆锥滚滚子轴承承的安装装方向必必须使它它们能非非别承受受向内和和向外的的轴向力力.轴承承的预紧紧度可借借助调整整螺母调调整,并并用锁紧紧垫圈和和锁紧螺螺母锁紧紧1.2半轴机机械加工工工艺规规程的制制订2.1零零件的生生产纲领领及生产产类型1生产纲纲领:产品的生生产纲领领就是产产品的年年产量.某零件件的生产产纲领是是包括备备品率、废品率率再内的的该零件件的年产产量.根根据产品
8、品的生产产纲领可可确定零零件的生生产纲领领.如下下式:N=Qnn(1+a%)(1+b%) (2-1)式中N某零件件的生产产纲领(件/年年);Q产品品的生产产纲领(台/年年);n每台台产品中中的该零零件数(件/台台);a%备备品率;b%废废品率. 2生产类类型:根据产品品的生产产纲领以以及产品品的大小小和结构构的复杂杂程度.机械产产品的生生产可划划分为三三种不同同的生产产类型.(1)单单件生产产 单个个的制造造不同结结构和尺尺寸的产产品.很很少重复复.如重重型机械械、专业设设备的制制造、新产品品的试制制等.(2)成成批生产产 一年年分批的的制造相相同的产产品,生生产过程程呈周期期的复制制.按照照
9、产品批批量的大大小及特特征成批批生产可可分为小小批生产产、中批批生产、大大批生产产.(3)大大量生产产 产品品的生产产纲领很很大,大大多数工工作地点点长期的的只进行行某一零零件某一一工序的的加工.如汽车车、轴承承、自行行车等的的生产.生产纲领领和生产产类型的的关系生产类型型生产纲领领(台/年或件件/年)工作地每每月担负负的工序序数(工工序数/月)小型机械械或轻型型零件中型机械械或中型型零件重型机械械或重型型零件单件生产产1000105不作规定定小批生产产10005000101500511002040中批生产产50005000015005000100030001020大批生产产500005500
10、000500050000300010001110大量生产产50000050000100001生产纲领领是企业业在计划划期内应应当生产产的产量量,在设设计题目目中半轴轴的生产产纲领为为较小。生生产类型型为大批批量生产产,所以以在制度度工艺路路线的时时候应充充分考虑虑其生产产特点,制制度合理理的工业业路线,选选择合理理的机床床,刀具具,量具具,检具具,以提提高生产产率,降降低成本本。2.2零零件的作作用设计题目目给定的的零件,将将其划定定为轴类类零件。它它是汽车车的轴类类中承受受扭矩最最大的零零件,半半轴是差差速器和和驱动轮轮之间传传递扭矩矩的实心心轴,其其内端一一般通过过花键与与半轴齿齿轮连接接
11、,外端端与轮毂毂连接,该该零件在在机械设设备中具具有传动动性,故故应具有有足够的的强度和和刚度。2.3零零件的工工艺分析析半轴共有有2个加加工表面面,他们们之间有有的有一一定的位位置关系系。现在在分述如如下:1 以轴轴线为中中心的加加工表面面 这这一组加加工表面面包括:半轴的的左端面面和半轴轴左端的的花键加加工,以以及、和的外圆圆表面和和和的两个个台阶面面。2 以半半轴右边边圆盘上上的台阶阶面为中中心的加加工表面面 这一一组加工工表面包包括:66个均匀匀分布的的的孔,和和一个MM6的螺螺孔以及及一个的的孔。 这两两组加工工表面之之间有着着一定的的位置要要求,主主要有:(1)66个孔与与表面FF
12、和G的的位置度度公差为为;(2)的的外圆表表面的跳跳动公差差相对基基准A为为1.00;(3)半半轴圆盘盘的跳动动公差相相对基准准A为00.8。 由以上上分析可可知,对对于这两两组加工工表面而而言,可可以先加加工其中中一个表表面,然然后借助助于专用用夹具加加工另一一表面,并并且保证证它们之之间的位位置精度度要求。2.4确确定毛坯坯制造的的形式1毛坯的的选择:(1)毛坯种种类的选选择根据选选择毛坯坯的特点点,结合合具体零零件的材材料及其其力学性性能的要要求以及及零件的的结构,形状可可确定毛毛坯的种种类.(2)毛毛坯制造造方法的的选择主要根根据生产产类型,材料的的工艺性性(可塑塑性、可可锻性)及零件
13、件对材料料的组织织性能要要求,零零件的形形状及其其外形尺尺寸,毛毛坯车间间现有的的生产条条件及采采用先进进的毛坯坯制造方方法.对对大批量量生产易易采用高高生产率率、高精精度的毛毛坯制造造方法.2 毛坯坯材料为为40CCr。考考虑零件件在工作作过程中中经常受受扭交变变载荷及及冲击性性载荷,因因此应选选用锻件件,以使使金属钎钎维尽量量不切削削,保证证零件工工作可靠靠。可以以采用模模锻成形形,可以以提高生生产率,保保证加工工精度。2.5定定位基准准的选择择2.5.1粗基基准的选选择原则则1 选加加工余量量小的、较较准确的的、光洁洁的、面面积较大大的毛面面做基准准.2 选重重要表面面为粗基基准,因因为
14、重要要表面一一般都要要求余量量均有.3 选不不加工的的表面做做粗基准准,这样样可以保保证加工工表面之之间的相相对位置置要求,同时可可以在一一次安装装下加工工更多的的表面.4 粗基基准一般般只能使使用一次次,因为为粗基准准为毛面面,定位位基准位位移误差差较大,如果重重复使用用将造成成较大的的定位误误差,不不能保证证加工要要求. 本零件是是轴类零零件,以以外圆作作为粗基基准是完完全合理理的。但但是对本本零件来来说,如如果以外外圆表面面作基准准.由于于此表面面的粗糙糙度比较较大,所所以会让让加工出出来的零零件表面面尺寸严严重不满满足要求求,由于于本零件件非常的的特殊,我我们车削削外圆表表面的时时候可
15、以以选择半半轴两端端的顶尖尖作为粗粗基准,钻钻孔的时时候以圆圆盘的台台阶面为为基准。2.5.2 精精基准的的选择原原则1基准重重合原则则 选设设计基准准为定位位基准,这样就就没有基基准不重重合误差差.2 基准准单一原原则 为为了减少少夹具类类型和数数量或为为了进行行自动化化生产,在零件件的加工工过程中中,采取取单一基基准必须须会带来来基准不不重合.3互为基基准原则则 对某某些空间间位置精精度要求求很高的的零件,通常采采用互为为基准反反复加工工的原则则.4自为基基准原则则 对某某些精度度要求很很高的表表面,在在精密加加工时,为了保保证加工工精度,要求加加工表面面的余量量很小并并且均匀匀,这时时常
16、以加加工面本本身定位位,待到到加紧后后将定位位元件移移去再进进行加工工.在这主要要考虑基基准重合合问题,也也要考虑虑经济性性等。2.6零零件工艺艺路线的的拟订2.6.1零件件表面加加工方法法的选择择零件的主主要加工工表面为为外圆表表面和孔孔。考虑虑到各个个表面的的技术要要求,各各种加工工方法的的经济加加工精度度范围,各各加工表表面的形形状和尺尺寸大小小,锻件件材料的的性质及及可加工工性和生生产纲领领与生产产类型,选选择各加加工表面面的加工工方法如如下:1的外圆圆表面,该外圆圆表面的的粗糙度度为6.3,采采用粗车车进行加加工。2花键加加工:花花键的最最大的直直径为338.1100,采采用铣花花键
17、加工工。3圆盘的的台阶面面因为它它的粗糙糙度为33.2,所所以选择择粗车半半精车,的台阶面由于粗糙度要求不是很高,所以就只进行粗车。4孔6-,表面面粗糙度度为3.2,故故采用钻钻铰孔加加工。5 M661.00-6HH,先进进行钻孔孔,然后后铰孔,即即可以满满足要求求。6 键槽槽加工,由由于表面面粗糙度度为122.5,所所以采用用铣键槽槽。2.6.2制订订工艺路路线制订工艺艺路线的的出发点点,应当当是使零零件的几几何形状状,尺寸寸精确及及位置精精度等技技术要求求得到合合理的保保证。在在生产纲纲领已确确定为大大批量生生产的条条件下,可可以考虑虑采用万万能机床床配以专专用夹具具,并尽尽量使工工序集中
18、中来提高高生产率率。除此此以外,还还应当考考虑经济济效果,以以便使生生产成本本尽量降降低。工序000 粗铣左左端面并并打中心心孔;工序100 以以半轴两两边的顶顶尖定位位:粗车车54、52、45以及及39.5的外外圆面,再再粗车96.5和1122的台阶阶面;工序200 调质处理; 工序300 以半轴轴两边的的顶尖定定位:半半精车52、45以及及39.5的外外圆表面面,及96.5台阶阶面; 工序400 铣花键键加工;工序500 以盘的的顶部的的台阶定定位,钻钻铰6个的孔孔;工序600 以半轴轴圆盘的的台阶面面定位,加加工与垂垂直轴线线的的孔;工序700 攻螺纹纹M6 ; 工序800 车削39.5
19、的左左端斜度度为的圆圆柱表面面;车削削45这这段距左左边位置的沟沟槽,和和45最右右边的沟沟槽加工工,50宽为为3的沟沟槽加工工,并对对1122进行倒倒角;工序900 感应淬淬火和低低温回火火;工序1000 磨削半半轴的左左端面;工序1110 以半轴轴两边的的顶尖定定位,磨磨削39.5、45和52外圆圆面;工序1220 钳工去去毛刺;工序1330 终检2-5,88。 3 机械械加工余余量及毛毛坯尺寸寸的确定定机械加工工余量确确定由很很多的因因素决定定的,在在此主要要考虑的的是经济济精度及及各个工工序的加加工方法法.1 左端面的的机械加加工表3-11 工工序尺寸寸表工序名称工序间余量(mmm)工
20、序间工序间尺寸(mmm)工序间公差等级级m表面粗糙糙度m尺寸公差差(mm)表面粗糙糙度m磨削0.4IT7200粗铣1.6IT8200.4毛坯面IT1662022的机械械加工表3-22 工工序尺寸寸表工序名称工序间余量(mmm)工序间工序间尺寸(mmm)工序间公差等级级表面粗糙糙度m尺寸公差差(mmm)表面粗糙糙度m粗车1IT12254毛坯面IT16655553的机械械加工 粗车:mmm 2Z=1.66mm半精车: mmm 22Z=11.0mmm磨削:mmm 22Z=00.4mmm具体工序序尺寸见见表3-3。4的机械械加工粗车: 2ZZ=8.6半精车: 2ZZ=1.0磨削: 2ZZ=0.4具体工
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