毕业设计（论文）-TL6弹性套联轴器液压夹具设计【全套图纸】.doc

全套图纸，加153893706 1 引言飞梭弹指度，四年的大学生活接近尾声时，我们进行了为期近四个月的毕业设计。毕业设计是对大学四年来我们所学到的基础知识和专业知识的一次系统性的总结与综合运用，同时也是培养我们分析问题和解决问题能力的良好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个重要环节。因此，认真踏实地做好这次毕业设计不仅意味着我们能否顺利毕业，而且对今后我们走上工作岗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意义。另外，毕业设计还可以培养我们独立思考，开发思维和协调工作的能力，这对今后踏入社会以后能否尽快地适应社会也有很大的帮助。机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。这是因为工业、农业、国防和科学技术的现代化程度，都会通过机械工业的发展程度反映出来。人们之所以要广泛使用机器，是由于机器既能承担人力所不能或不便进行的工作，又能较人工生产改进产品的质量，特别是能够大大提高劳动生产率和改善劳动条件。机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备和促进技术改造的重要任务，在现代化建设的进程中起着主导和决定性的作用。所以通过大量设计制造和广泛使用各种各样先进的机器，就能大大加强和促进国民经济发展的力度，加速我国的社会主义现代化建设。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。我们这些即将大学毕业的机械工程及自动化专业的学生，要进行对本专业所学习的知识进行综合的运用和掌握，为此我们要进行毕业设计，要自己动手进行思考问题，为社会主义现代化建设的发展贡献力量，也要从此迈出展现自己价值的第一步。 通过到的实际学习，大量资料的查阅，老师的指导下完成这次设计任务，根据生产的要求，设所用机床是加工中心。本次设计要求是单班制年产2000件；夹具设计须定位准确，夹紧可靠。以及节约劳动力，节约生产成本，提高生产的效率。但由于本人的水平有限，结合生产实际应用设备的能力有限，故没有能够做到很详细的设计，而且还有许多地方有待改进，请老师给以指导和批评。第一章 零件的工艺分析及生产类型的确定1.1 零件的作用题目给定的是TL6弹性套联轴器，它主要用于轴与轴之间的连接，以传递动力和转矩。由于弹性套易发生弹性变形及其外径与圆柱孔为间隙配合，因而使联轴器具有补偿两轴相对位移和减震缓冲的功能。且不用设置中榫机构，以免丧失补偿相对位移的能力。1.1.1 主动端中心有长L=84mm直径为40mm的孔，它与轴为间隙配合，用A型键固定连接，起传递扭矩的作用；零件四周上有8个12.812的圆锥孔，起固定连接作用。1.1.2 从动端同上中心也有直径为40mm而长L=112mm的孔，同样它与轴也为间隙配合，用A型键固定连接，起传递扭矩的作用；零件四周上有8个28mm孔，它主要是用于装弹性套。1.2 零件的工艺分析以上两种零件属盘套类回转体零件，它的加工表面需要切削加工，各表面的加工精度和表面粗造度都不难获得，零件的工艺性较好。1.3 零件的生产类型 依设计题目知：Q=2000套/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和废品率分别取为10%和1%。代人公式：N=Qn(1+)（1+），得该零件的生产纲领N=20001(1+10%)（1+1%）=2222套/年参考表3-1,确定为成批生产中的中批生产。 年产量为2222(件/年)，现通过计算, 生产纲领对工厂的生产过程和生产组织有着决定性的作用，包括各工作点的专业化程度，加工方法，加工工艺设备和工装等。同一种产品，生产纲领不同也会有完全不同的生产过程和专业化程度，即有着完全不同的生产组织类型3。根据生产专业化程度的不同，生产组织类型可分为单件生产，成批生产，和大量生产三种，其中成批生产可分为大批生产，中批生产和小批生产，下表1是各种生产组织管理类型的划分，从工艺特点上看单件生产与小批生产相近，大批生产和大量生产相近，因此在生产中一般按单件小批，中批，大批大量生产来划分生产类型，这三种类型有着各自的工艺特点,如表1。表1 生产组织管理类型的划分 生产类型 零件年生产类型（件/年）重型机械中型机械轻型机械单件生产520100小批生产510020200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500030000大量生产1000500050000所以综上所述，根据生产类型和生产纲领的关系，可以确定该产品的生产类型为中批量生产4。参考文献1P表23可知：（1）毛坯的制造方式及加工余量部分铸件用金属模，部分锻件用模锻；毛坯精度中等，加工余量中等。（2）机床设备及其布置形式采用部分通用机床和部分高生产率机床；机床按加工零件类别分工段排列布置。（3）夹具广泛使用夹具，部分靠划线到达加工精度。第二章 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图2.1 选择毛坯 参考文献3P表8-8，该零件材料选30CrMnSi钢。由于该零件年产量为2222套，属批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用金属模机器造型。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。2.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差参考文献1第五章第一节，钢质金属模铸件的公差及机械加工余量按GB/T 64141999确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素（1） 铸件公差等级CT 由表5-1，选CT为10。（2） 求最大轮廓尺寸 据两张零件图可知，两零件最大轮廓尺寸均为160mm。（3） 求铸件的尺寸公差 由表5-3查得28mm的尺寸公差为2.6mm; 40mm尺寸公差为2.6mm；71mm尺寸公差为3.2mm；80mm的尺寸公差为3.2mm;160mm的尺寸公差为3.6mm。（4） 求机械的加工余量等级 由表5-5，铸造方法为砂型铸造的金属模铸造，材料为30CrMnSi钢，得机械加工余量等级范围为E-H级，取为F级（5） 求RMA(要求的机械加工余量) 对所有加工表面取同一数值，由于最大轮廓尺寸为160mm,由表5-4,F级的加工余量等级取RMA为1.5mm；两端面的机械加工余量均取为2mm。（6） 求毛坯的基本尺寸 销孔、键槽的尺寸太小，应铸成实心。 28mm的销孔属内孔加工，应由5-3求出，即：R=F-2RMA-CT/2=28-21.5-2.6/2=23.7mm 40mm也属内孔加工，公式同上，即：R=F-2RMA-CT/2=40-21.5-2.6/2=35.7mm 71的外圆，应由式5-2求出， 即：R=F+2RMA+CT/2=71+21.5+3.2=75.6mm 80的外圆，公式同上，即：R=F+2RMA+CT/2=80+21.5+3.2/2=84.6mm 160的外圆，公式同上，即：R=F+2RMA+CT/2=160+21.5+3.6/2=164.8mm综上所述，确定毛坯尺寸见表2-1。 表 2-1 联轴器毛坯（铸件）尺寸 /mm零件尺寸单面加工 余 量铸件尺寸零件尺寸单面加工 余 量铸件尺寸1601.5164.828 2 30 80 1.5 84.6 40 2及2 44 71 1.5 75.6 62 2 6440 1.535.7 70 2及2 7428 1.5 23.7 112 2及2 116（7）确定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差参考文献1P表5-3查得。本零件毛坯尺寸允许偏差见表2-2。 表 2-2 联轴器毛坯（铸件）尺寸允许偏差 /mm铸件尺寸 偏差 铸件尺寸 偏差 164.8 1 30 1.3 84.6 0.8 44 0.65 75.6 0.8 64 0.8 35.7 0.65 74 0.8 23.7 0.6 116 0.9（8） 表面粗糙度 由零件图知，40mm的孔为Ra1.6um；12.812的圆锥孔为Ra3.2um；28的孔为Ra6.3；50的孔用不去材料的方法获得表面。2.3 设计毛坯图 （1） 确定圆角半径 铸件的圆角半径参考文献4P表1-38确定，主动端:50的内孔处R取为5mm;84.6mm164.8mm处R取为10mm。从动端：75.6mm164.8mm处R取为5mm。 （2） 铸造斜度：参考文献4P表1-37铸造斜度可取为：=，铸造角度为530。 （3） 确定分模位置：由于毛坯是h970Mps,HBS277、v=24m/min时，P。查参考文献7表1.28切削功率的修正系数1.08，0.78，1.13，0.8，0.65，故实际切削时的功率为P=0.7KW。根据参考文献7表1.30，当n=46r/min时，机床主轴允许功率。1000MPs的合金钢，切削速度=97m/min。切削速度的修正系数查参考文献7表1.28得：，其余的修正系数均为1，故：V=970.811.15=90.4m/min=178r/min查参考文献6表4.2-8选择C620-1机床的转速为： n=185r/min=3.08r/s则实际切削速度v=1.56m/s半精加工，机床功率也可不校验。最后确定的切削用量为：=0.75mm, f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。确定半精车主动端端面的切削用量。采用车外圆160mm相同的刀具加工，切削用量为：,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。确定半精车从动端外圆71mm的切削用量。采用车外圆160mm相同的刀具加工，切削用量为：，f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。确定半精车从动端端面的切削用量。采用车外圆160mm相同的刀具加工，切削用量为：，f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。确定半精镗孔39.5mm的切削用量。所选刀具为YT15硬质合金、主偏角、直径为12mm的圆形镗刀。其耐用度T=60min。.。.参考文献1表5-139和表5-57，f=0.2mm/r。.参考文献1表2-8的计算公式确定。V=式中，C=291，m=0.2,x=0.15,y=0.2,T=60min,k=0.9,则V=150m/min=1209.4r/min选择C620-1车床的转速n=1200r/min=20r/s。4.3.2 切削用量确定半精车主动端外圆160mm的基本时间： =52s确定半精车主动端端面的基本时间： =94s确定半精车从动端外圆71mm的基本时间： =45s确定半精车从动端端面的基本时间： =45s确定半精镗主动端孔39.5mm的基本时间： =14s确定半精镗从动端孔39.5mm的基本时间： =30s4.4 工序切削用量及基本时间的确定4.4.1 切削用量本工序为精镗40mm的孔。确定精镗40mm孔的切削用量。选刀具为YT30硬质合金、主偏角、直径为12mm的圆形镗刀。其耐用度T=60min。=0.25mmf=0.15mm/rv=1.4=230.77mm/min=1837.3r/min参考文献1表5-56，根据C616A车床的转速表，选择n=1400r/min=23.3r/s,则实际切削速度v=4.98m/s。4.4.2 基本时间5.4.2.1 确定精镗主动端40mm孔的基本时间：=16s 5.4.2.2确定精镗从动端40mm孔的基本时间：=34s4.5 工序切削用量及基本时间的确定4.5.1 粗铣5.5.1.1 切削用量粗铣键槽，所选刀具为高速钢三面刃铣刀。铣刀直径d=80,宽度L=12mm,齿数z=10。参考文献1表5-143选铣刀的基本形状。由于加工材料的1000MPs,故选前角=10，后角=12(周铣)，=6（端铣）。已知铣削宽度=9mm,铣削深度=8mm。机床选用X62W型卧式铣床。确定每齿进给量。参考文献1表5-144，X62W卧式铣床的功率为7.5KW（表5-74），工艺系统刚性为中等，细齿盘铣刀加工钢料，查得每齿进给量=0.61.0mm/z。现取=0.07mm/z。确定铣刀磨钝标准及耐用度。参考文献1表5-148，用高速钢盘铣刀粗加工钢料，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.6mm，铣刀直径d=80mm,耐用度T=120min（表5-149）。确定切削速度和工作台每分钟进给量。参考文献1表2-17中公式计算：式中，=48,=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=120min, =8, =0.07mm/z, =9mm, z=10,d=80mm,=1.0。=2.62m/minn=10.4r/min参考文献1表5-75，根据X62W型卧式铣床主轴转速表，选择n=30r/min=0.5r/s,则实际切削速度v=0.13m/s,工作台每分钟进给量为=0.071030=28mm/min参考文献1表5-76, 根据X62W型卧式铣床工作台进给量，选择=23.5mm/min,则实际的每齿进给量为=0.078mm/z。验证机床效率。参考文献1表2-18的计算公式，铣削时的功率（单位为KW）为（N）式中，=650,=1.0,=0.72,=0.86,=0,=0.86, =8, =0.078mm/z, =9mm, z=10,d=80mm, n=30r/min,=0.63。=797.3v=0.13m/s=0.10KWX62W铣床主电动机的功率为7.5KW，故所选切削用量可以采用。所确定的切削用量为=0.078mm/z, =23.5mm/min, n=30r/min, v=0.13m/s5.5.1.2 基本时间参考文献1表2-28，三面刃铣刀铣槽的基本时间为a.主动端：式中，=84mm,=+(13)，=9mm,d=80mm,=76mm,=4mm, =23.5mm/min,=4=6.98min=419sb.从动端：=8.17min=490s4.5.2 半精铣5.5.2.1 切削用量半精铣键槽，所选刀具为高速钢错齿三面刃铣刀。d=80mm, L=12mm, z=10。机床亦选用X62W型卧式铣床。确定每齿进给量。加工要求保证的表面粗糙度3.2m, 参考文献1表5-144,每转进给量=0.51.2mm/r,现取=0.6mm/r，则=0.06mm/r确定铣刀磨钝标准及耐用度。参考文献1表5-148，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.25mm；参考文献1表5-149，耐用度T=120min。确定切削速度和工作台每分钟进给量。参考文献1表2-17中公式计算，得=17.79m/min=0.3m/sn=1.19r/s=71r/min参考文献1表5-75，根据X62W型卧式铣床主轴转速表，选择n=75r/min=1.25r/s, 则实际切削速度v=0.314m/s, 工作台每分钟进给量为=0.061075=45mm/min参考文献1表5-76, 根据X62W型卧式铣床工作台进给量，选择=47.5mm/min,则实际的每齿进给量为=0.063mm/z。5.5.2.2 基本时间a.主动端：=4=10sb.从动端：=4=12s4.6 工序切削用量及基本时间的确定4.6.1 主动端（1）钻孔5.6.1.1 切削用量刀具选用高速钢复合钻头，直径d=12mm；钻8个通孔；使用切削液。确定进给量f。参考文献1表5-127，选择进给量f=0.150.19mm/r,初取f=0.18mm/r。由于钻孔后还要要用铰刀加工，需乘修正系数0.5；当钻孔深度大于3倍直径时，需乘修正系数1.0，所以进给量f=0.150.51.0=0.075mm/r。确定钻头磨钝标准及耐用度。参考文献1表5-132，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm；耐用度T=45min。确定切削速度v。参考文献1表5-132，=1100MPs的30CrMnSi钢属于7类。参考文献1表5-131,可查得v=22m/min,n=584r/min。参考文献1表5-62，选择Z32K摇臂钻床主轴实际转速n=693r/min。5.6.1.2 基本时间参考文献1表2-26，钻一个孔的基本时间为=40mm, =+(12), =8mm, =4mm,f=0.09mm/r, n=693r/min=1s所以，12个孔共需大约12s。（2）绞孔绞12个孔，基本时间约为60s。4.6.2 从动端5.6.2.1 切削用量所选刀具为YT5硬质合金，直径第五章 夹具设计5.1 问题提出本次设计选择设计主动端、从动端工序精镗孔40mm的夹具。要求加工的精度要求较高，粗糙度要求1.6，圆度要求0.011。工序基准为端面。夹具设计应保证较高的生产效率，还应考虑夹具零件制造的工艺性和生产经济性，加工过程中夹具的操作应方便，定位夹紧稳定可靠，夹具体应具有较好的刚性。5.2 定位基准的选择在工件的定位中有很多种不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一圆孔定位，工件以外圆定位，工件以锥孔定位等。在本工序以前加工的表面有：主动端：160外圆及其端面；从动端：71mm外圆及其右端面。对主动端而言：因此我们可以选择以左端面和160mm外圆定位；对从动端而言：因此我们可以选择以右端面和71mm外圆定位。在夹具设计过程中尽量以设计基准为定位基准，以便减小加工误差。 5.3夹具的设计由机械制造工艺系统的组成机床、工件、刀具和夹具可看出夹具在机械加工占有很重要的地位。尤其在成批生产时更是大量的采用机床夹具。它们是机床工件之间的联结装置，使工件相对于机床或刀具获得正确位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装配设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一，是一种在金属切削机床上实现装夹任务的工艺装备，是机械加工工艺系统的一个重要组成部分8。机床上工件的安装方法，可归结为三种：直接找正法、划线找正法、夹具定位法。其中机床夹具又分为：通用夹具和专用夹具。在车床上使用夹具有三个目的：提高机床的生产率、保证产品质量和解决疑难工艺、扩大机床用途为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。凡是直接承受定位基准的夹具零件，称为定位元件。使工件在夹具中定位用的定位元件，又叫支承。支承可分为主要支承和辅助支承。用来限制工件的全部自由度或其中的几个自由度，使工件在夹具中占有一定位置的定位元件，叫主要支承；在夹具中只用来加强工件定位时的稳定性及刚性的支承，叫辅助支承。夹具上的定位元件应满足：定位元件的工作表面需具有高度的耐磨性，以便长期保持夹具的定位精度；定位元件在夹具中的位置须使它们在磨损或损坏后，易于更换或修理，以节省修理夹具所需要的时间和费用，所以通常不允许直接利用夹具体作为定位元件；为了使定位元件的工作表面保持清洁，以便和工件定位基准接触良好，定位元件的工作表面尺寸应尽可能的小，更不必和工件的定位表面全部接触；为了使工件在加工时稳固可靠，定位元件的排列应使切削力和夹紧力落在支承点上或落在几个支承点的中间。在车床加工中，除了在角铁和花盘或特殊夹具上加工外，很少用平面定位加工，以下几种是以：平面定位所用的定位元件：钉头支承、板型支承、可调支承。工件以外圆柱面作为定位基准的定位元件：用V型块作为定位元件、用圆柱孔作为定位元件、使用定心夹紧装置（双爪卡盘、三爪卡盘、弹簧夹头）。工件以内孔作为定位基准的定位元件：定位销、心轴（整体式心轴、胀力心轴、组合心轴、球式心轴、自动夹紧心轴、盘形弹簧心轴、塑料心轴、橡胶心轴、花键心轴）工件以中心孔、端面外圆及端面内孔作为定位基准的定位元件：工件