中空传动轴汽车零件的加工工艺分析论文_吴立国 李倩 吴亮 李洪刚

(天津市职业技能公共实训中心,天津 300350)

内容摘要:根据中空传动轴汽车零件毛坯的特点及加工要求,合理设计和制作了工装,满足了产品的加工精度和形状尺寸要求。

关键词:中空传动轴;汽车零件;制造工艺

Analysis on Processing Technology of Automobile Parts with Hollow Drive Axis

Li qian,Wu liang,Li Hong gang,Wang jian

(China (Tian jin) Public Vocational Training Center,Tian jin, China)

Abstract: According to the characteristics and machining requirements of the hollow drive shaft automotive parts, the workpiece is designed and made reasonably, which satisfies the machining precision and shape size requirements.

Key word:Hollow transmission shaft;Car parts;Manufacturing process

引言:依照中空传动轴汽车零件的特殊加工要求,常见轴类零件的装夹与工艺安排已无法满足要求,普通数控车床的功能也无法满足生产流水线的需要。根据零件毛坯的制造特点,设计合理工装与工艺,选择合适的机床达到生产线高效可控的目的。

1 零件用途

传动轴是汽车传动系统中传递动力的重要零件,它的作用是与变速箱、驱动桥一起将发动机的动力传递给车轮,使汽车产生驱动力。

本中空传动轴产品的毛坯材料为调制20MnCrS5,一种仿形精密锻造件。该材料属于渗碳钢类,强度、韧性均高,淬透性良好。淬火变形小,低温韧性好,切削加工性较好。表面粗糙度值可达Ra=0.4~3.2µm[1]。精密锻造后个别重要尺寸一致性误差在0.02mm~0.03mm之内。材料硬度值为357HB,抗拉强度为1482MPa,条件屈服强度为1232MPa[2]

2 零件结构尺寸分析

图1 零件图

如图1所示,该零件的关键尺寸精度要求:173.54±0.1、44.42±0.4、¢65.74±0.1、¢37.74±0.05;位置精度要求:、、,花键的同轴度要求为;表面粗糙度要求:Ra=4.0µm。本零件的加工关键点主要在于花键的同轴度要求,因为花键是精锻而成,后期不再进行任何切削加工,所以加工其他位置时必须保证花键的同轴度。因此在选择加工基准和工装方面需要特别考虑。

3 工艺安排

3.1 工艺分析

根据以上分析,采用数控车床进行加工,加工工艺可安排两道工序,分别针对毛坯的两端进行加工。由于毛坯外形经锻造呈外喇叭口形状,且精度不高,如果用三爪卡盘夹持外圆进行加工,无法满足各项位置度要求,故第一道工序决定以和花键同时精锻成型的内孔圆为基准进行定位,采用胀芯胀紧的方式进行装夹。第二道工序以一序已加工过的端面、外圆进行定位,采用三爪卡盘的软爪工装进行夹紧,保证夹持工件跳动在0.01mm以内,这样可满足图纸上关键位置精度的要求。

考虑到现有条件,及满足高效率、高稳定性、高精度及包括刀具寿命功能、废料排出、机内对刀仪等的选择功能,加工设备选择INDEX TNA 400车铣复合机床[3]。

3.2 工装设计与制作

3.2.1 一序工装设计与制作

图2 一序加工工装

①主轴法兰 ②底座 ③胀套与拉杆 ④连接套

图2是一序加工工装的设计图。图中①是机床主轴法兰。底座②通过螺钉固定在①中,底座上的大锥面用于零件的轴向限位,小锥面与胀套③的内锥面配合。胀套圆周均布有槽,是一个弹性零件,胀套通过拉杆穿过底座②内孔与连接套④连接。连接套④固定在机床主轴液压联动装置上,液压装置使连接套向左移动时,带动胀套向左移动,通过锥面作用,胀套向外扩张,胀紧内孔圆基准实现定位与夹紧。

3.2.2 二序工装设计与制作

二序工装采用特制软爪,与一序已加工端面、外圆(¢50.84±0.05、¢68.5±0.05)贴合夹紧。为减少工件装夹变形,及提高工件的夹紧力,使零件¢68.5±0.05外圆处主要受力,¢50.84±0.05外圆处辅助受力,两个外圆构成的台阶端面作为轴向定位。软爪加工对应尺寸分别为¢、¢。

3.3 加工过程

一序加工:将工件装夹在工装上,首先粗车刀平端面、去除台阶大部分余量,然后粗精车外圆、端面(达到图纸要求),粗精车内孔,保证尺寸¢37.74±0.05。精车内避空槽,反精车刀倒角,最后切断、留总长余量。

二序加工:将工件一序已加工端面、外圆与软爪无缝隙贴合夹紧,满足左边外圆的跳动要求(),(反)粗车外圆、端面,(反)精车外圆、端面、内孔,保证长度尺寸173.54±0.1、¢65.74±0.1、44.42±0.4。

4 结论

经过不断摸索工艺,积累经验,最终在加工的各个环节达到了预期要求,加工出尺寸精度稳定、可控,质量符合要求的产品。经过三坐标测量机检测,数据完全符合图纸要求。对于不方便测量的位置如内花键齿处尺寸44.42±0.4,选用粗糙度轮廓仪测量,测量结果为44.29,结果在公差之内,符合图纸要求。同时测得四处粗糙度值,分别是0.47um、2.50um、2.72um、2.30um,结果合格,也满足图纸要求。

参考文献:

[1] 张明,石岳林.探讨精密锻造工艺[D].杭州:杭州前进齿轮箱集团股份有限公司,2014.

[2] 沈莲.机械工程材料[M].北京:机械工业出版社,2017.

[3] 吴云飞,张虹.车削中心操作与编程[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2017.

论文作者:吴立国 李倩 吴亮 李洪刚

论文发表刊物:《科技新时代》2018年8期

论文发表时间:2018/10/22

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