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联轴器
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摘要摘要 在现代的机械制的造业发生深刻的结构性发生变化，工艺的工装设计和改良成为企业的生存和发展地必要条件。工艺设计与设备地改进将直接影响到质量和性能。联轴器的行业作为一种传统而富有活力地行业，近年来取得了快速地发展。在新经济时代的到来，联轴器行业提出了新的发展趋势，因此，耦合的质量性能已经有了新变化。本文首先介绍角色与过程qlz型轴耦合分析的，然后确定尺寸，毛坯.然后再工艺过程设计，最后对第80道工序进行了夹具设计。关键词：工艺分析 工艺规程设计 夹具设计IAbstract Abstract A profound structural movement is taking place in the modern machine process industry, so the design and improvement of the technical frock have become the necessary condition for the corporation to live and develop. the design and improvement of the technical frock directly affect the quality and performance of the pin roller shaft. The pin roller shaft industry which is traditional and vivid has much developed in recent ten years. In new economy times , The pin roller shaft industry presents a new developing trend. So there is a new requirement to its quality and performance. This paper introduces the effect and technical analyse of the QLZ pin roller shaft coupling at first , then makes sure the roughs size, planning the technical rules , at last designs the modular for the 80th working procedure .Key words technical analyse the technical rules plan modular designIII目录目 录摘要IAbstractII引 言 第一章 被加工零件的分析 1 1.1零件的作用 1 1.2零件的加工要求 1 1.3零件的加工工艺分析 1第二章 确定毛坯 2第三章 工艺规程设计 33.1 定位基准的选择 3 3.1.1粗基准的选择 3 3.1.2精基准的选择 33.2 制定工艺路线 33.3 选择加工设备及刀、夹、量具 43.3.1粗车N，Q面 53.3.2精车N面 53.3.3粗镗80H8 53.3.4精镗80H8 53.3.5钻铰8-30 5 3.4 加工工序设计 5 3.5 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 13 第四章夹具设计 14 4.1钻夹具设计 144.1.1确定设计方案 144.1.2定位精度分析 14 4.2 绘制夹具图 15结论 16参考文献 17致谢 18引言引 言毕业设计是在完成四年专业课程学习完以后的一个重要的设计环节。这次设计能使我们能综合运用各种基本理论知识，并结合生产实习中学到的实践知识，培养独立分析、解决各种问题的能力。这次毕业设计课题是联轴器工艺工装设计，要求我们能充分运用机械制造工艺学（含机庆夹具设计）和大部分专业课的知识，结合生产实践中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题。毕业设计是学生从学校向社会过度的综合锻炼，也是一次提升和再学习的机会。毕业设计从准备到设计结束要花去一个学期的时间，最后要做成一整套的文档资料。毕业设计也是对学生最后的综合考核，因此，刻苦认真高质量的完成毕业设计任务，拥有重要意义！由于在学习过程中学的不够到位，能力的有限与经验的不足，设计过程中的不足的地方，希望各位老师在审阅过程中多加指正。IV1第一章零件的分析 第一章 被加工零件的分析 1.1零件的作用联轴器的主要作用是来联接轴与轴（有时也联接轴与其他回转零件），以传递运动与转距，有时也可用作安全装置，联接两轴使其同时旋转，联轴器联接的两轴为固定联接，在旋转时不能分开。1.2零件的加工要求80H8的孔的尺寸精度，端面距尺寸精度为167，孔30的尺寸精度，端面距尺寸精度也是167，联轴器的相对尺寸等都在图上均已标出。联轴器的表面粗糙度要求不高，除了有接触的安装的表面和内孔80H8、孔30的表面粗糙度比较高一点， 用去除材料的方法获得的表面，即表面粗糙度为3.2um，其余的表面则为不去除材料的方法获得。是由参考文献1中相关面和孔的加工经济精度以及机床所能达到地位置精度而可知，上述要求是能够达到的，零件结构工艺性也是可以行的通的。 1.3零件的加工工艺分析由图可知，零件的材料为45钢，该材料为调质钢是中碳钢，经调质处理后使用，调质处理后的综合性能比较高。主要用于制造对综合性能，即强度、硬度要求高的零件。该零件上的主要加工面为N面、Q面、80H8的孔、8-30孔。N面的平面度0.06um直接影响左右两半联轴器的接触精度。80H8的孔与N面的垂直度0.05um，直接影响到传动轴与轴孔之间的配合，以及其传动中的稳定性。所以，当加工它们的时候，最好是能够在一次的装夹下将两面的一孔同时能加工出来。1 镇江市高等专科学校毕业设计（论文） 第二章 确定毛坯依据零件材料来确定毛坯是锻件，由题目而知已知零件生产纲领是大批量的生产。经过计算而得该零件的质量大概为20.5kg。毛坯的锻造方法是用自由锻。联轴器的内孔较大，一般可以通过自由锻造出来，为了能够消除掉残余应力，锻造之后应当安排人工和时效。查文献1表2.5-4，这种锻件尺寸的公差的等级CT是7-9级，加工的余量等级MA是G级，因此取CT为9级，MA是G级。下料镦粗垫环局部镦粗冲孔扩孔（三次）修整（至锻件尺寸）为自由锻的此零件过程。查文献机械加工工艺人员手册表12-29锻件机械加工余量，通过查表法来确定各表面加工余量，如下表1：表1 各个加工表面总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明N 面320G12侧面，单侧加工（取上行数据）Q 面200H8侧面，单侧加工（取上行数据）80H8的孔80H7孔降1级，双侧加工150的长150G12侧面，双侧加工（取上行数据）35的长35H9侧面，双侧加工（取上行数据）由参考文献机械加工工艺人员手册表中的12-29可知道铸件的主要尺寸公差，如下表2：表2 主要的毛坯尺寸以及公差主要的面尺寸零件的尺寸总的余量毛坯的尺寸公 差N面廓尺寸320 - 3205N面廓尺寸 320 6+6 332 5孔80H8 803.5+3.5 873.4外圆200 2004+4 208 4长150 115 6+6 162 3.8第三章 工艺规程设计第三章 工艺规程设计3.1定位基准选择确定：3.1.1 选择精基准：联轴器N面以及80H8孔不但是装配的基准，而且是设计的基准，用它们作为精基准，使加工的循环“基准重合”原则，其余各表面和孔加工也能用它来定位，这样就使工艺的路线遵循 “基准统一”原则，N面面面积较大，定位上比较得稳定，夹紧的方案也的比较简单、可靠，操作也比较的方便。3.1.2 选择粗基准：因为考虑到零件的种种要求，选择的零件重要的孔80H8毛坯孔与内壁 以及Q面作为粗基准。第一个、在能保证各加工的面均有加工的余量前提下，使得重要孔加工余量尽量的均匀。第二个、装入孔得轴有准确精度；除此之外还应能够保证定位的准确、夹紧的可靠。第一个，进行的机械加工表面是精基准的N面以及80H8，这时候能够使用200mm外圆的毛坯来定位和夹紧。3.2 制订好工艺的路线依据各表面的加工要求以及各种加工的方法能达到得经济精度，而后确定各表面加工的方法如下：N面、Q面、粗车精车，80H8的孔：粗镗精镗，8-30的孔：钻、铰。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗后精的原则将N面的粗车放在前面，然后在车Q面，8-30的孔等次要表面放在最后加工。初步的拟订加工工艺的路线如下所示：工序编号 工序的内容 锻造 时效 涂底漆 0 粗车N面，320的外圆20 粗车Q面，200的外圆30 粗镗80H8的孔40 精镗80H8的孔第三章工艺规程设计50 钻8-30的孔60 钳工除掉毛刺70 抛光80 检查验收90 入库上述的方案遵循了工艺的路线拟订得一般原则，但是某些工序中有些问题还是值得进一步去讨论的。如钻30的孔，要进行铰保证它的Ra为0.8um。 因为它的表面粗糙度较高。 镗80H8的孔应放在车好N面后，这样就不需要在下一步在去重新定位和夹紧了。修改后的工艺路线如下：工序号 工序内容锻造正火处理涂底漆10 粗车N面，320的外圆20 粗镗80H8的内孔30 粗插键槽8540 粗车Q面，200的外圆 50 精车N面60 精镗80H8的内孔70 精插键槽8580 钻8-30的孔90 钳工弄掉毛刺 100 检查验收110 入库 3.3选择好加工的设备以及刀、夹和量具因为生产类型是大量生产，所以加工的设备最好以通用的机床为主，辅上少量额专用机床，它的生产方式是以通用机床和专用夹具为主，贾少以少量的专用机床流水生产线，工件在每个机床上装卸以及每个机床之间的传送都由人工来完成。3.3.1粗车加工N，Q面 采用普通的卧式车床C6140（参考文献1表3.5-60），选用YT15车刀（参考金属切削原理和刀具）和游标卡尺，因考虑到工件的定位的夹紧方案，。3.3.2精车N面 选择与粗车面相同型号的刀具，只是当精车的，切削速度要比粗车的时候快。因为考虑到工件的定位夹紧方案3.3.3）粗镗80H8 使用卧式双面的组合镗床，选择的功率为1.5KW .1TA20镗削头（参考的文献1表|3.2-44）。选择的镗通孔镗刀和游标卡尺。 因为考虑到工件的定位夹紧方案，3.3.4精镗80H8 选择的镗通孔镗刀和游标卡尺. 同样使用卧式双面组合的镗床，选择功率是1.5KW 1TA20镗削头（参考的文献1表|3.2-44）3.3.5工序80钻铰8-30的孔的表面粗糙度至0.8um，选择使用立轴回转的分度钻床Z3040（参考的文献2中表3.1 30）选择使用锥柄麻花钻，（参考文献2中表4.3 9）选用锥柄机使用铰刀，专用的夹具，快换夹头和游标卡尺及塞规。 3.4 加工工序的设计1.工序10粗车和50精车N面工序 查文献机械加工工艺人员手册平面余量,表1229平面的加工余量，得精加工加工余量ZN精是1.5mm，而已知N面总余量ZN总是6mm，因此粗加工的余量ZN粗是=61.54.5mm。 如图，车面工序中的以200的外圆面而定位，N面到200轴线工序尺寸即是设计尺寸，XN -C精24mm，则粗车的D面工序尺寸XN-C粗是25mm。 查文献1表中2.66，而知粗加工公差的等级为IT11IT14，选IT=11，它的公差TN-C粗=0.16mm，因此XN-C粗0.16mm，而XN-C粗=250.08mm。 校核精车余量ZN精： ZN精XN-C粗minXN-C精 （250.16）240.84mm 因此余量足够的查参考金属切削原理和刀具中表413，根据车削的进给量，取粗车每转的进给量f为0.25mm/r；得精车每转进给量是f0.4mm/r，并且粗车走刀一次p的4.5mm，精车走刀一次的p1.5mm。 查文献参考金属切削原理和刀具表413，取粗车的主轴转速为125r/min，取得精车的主轴转速是400r/min，相应的切削的速度分别是： V粗 77.4m/min 而 V精90m/min 校核机床额功率（一般只是校核粗加工工序的）： 参考文献1中表2.496，而得切削功率Pm是： Pc167.91/10000p0.9fz0.74aeKpm 取n125/602.1r/m，ae32mm，p4.5mm，fz0.25mm/z将它们代入式中，得： Pc167.91/100004.5 0.25 25102.512.02kwPc2.02kw 因此机床功率足够2. 工序 10 车320的外圆 （1） 背吃刀量 加工余量A为： A= (Dw-Dm)/2=(332-320)/2 =6mm 取粗加工背吃刀量p为： ap=(2/3-3/4)A=4mm (2)进给量f 1）工件、刀具刚性允许的进给量Fr， 是在表4-11中根据工件材料碳钢、车刀刀杆尺寸16mmX25mm工件直径Dw=320mm和背吃刀量ap=4.5mm时，查出Fr=0.7-1.0mm/r。 2）根据机床说明书 ， 取机床的实际进给量f为0.71mm/r。 3）检验机床进给机构允许的进给量。参考CA6140车床说明书，查出机床进给机构允许的最大进给抗力为： FMfmax=3528N计算切削时进给力Ff为：假设Vc=100m/min f=2880X3X1/（0.51X0.51）X1/100X1.13X1.13X0.94X0.79N=924N 9243528 所以FfFMfmax 3）根据表4-12可以查出Vt=93m/min计算转速n: n=1000Vt/Dw=1000X93/3.14X332r/min=89r/min依据机床的说明书，取机床实际转速为n=100r/min，因此实际切削速度Vc： Vc=Dwn/1000=3.14X320X100/1000m/min=100r/min 4)校验机床功率 PcPec 机床有效功率： Fe=7.5X0.75kw=5.6kw 切削功率：Pc=FcVcX0.001 由表3-1查的Fc=0.04 Pc=0.04X100=4kw 4kw5.6kw,所以Pc Pec粗车切削余量为：ap=4mm，f=0.71mm/r,Vc=100r/min3. 工序20粗镗和60粗镗80H8的内孔工序。 查文献2中表3.2-10，粗镗以后的孔直径是79.5mm，因此孔精镗余量ZA精=ZB精=（80-79.5）/2mm=0.25mm。又已知ZA总=ZB总=3.5mm。故ZA精=ZB精=（3.5-0.25）=3.25mm。在表3粗镗以及精镗工序余量和工序尺寸及公差列。表3 镗孔余量以及工序尺寸和公差加工的表面加工的方法余 量精度的等级工序尺寸和公差80粗镗3.25 H1079.5H1080 精镗 0.25 H880H8粗、精镗孔时都以200的外圆面定位夹紧，定位。粗镗孔时因余量为3.25mm，故ap=2.75mm。查文献1表2.4-180，取V=0.4m/s=24m/min。取进给量为f=0.2mm/r n=1000v/d=1000X24/3.14X79.5r/min=96 r/min查文献1表2.4-21得： Fz=9.8 X 60FZCFZapXFZfYFZVnFZkFZ取 CFZ=180， XFZ=1， YFZ=0.75， nFZ=0， kFZ=1 则 Fz=9.81X60X180X3.25X0.20.75X0.4X1 =1716.4N Pc=1716.4X0.4X1/100 =0.69kW选机床的效率是0.85， 1.5X0.85=1.27KW大于0.69KW，所以判断机 床的功率是够的。 精镗孔的时候，因为余量是0.25mm所以ap=0.25mm。 参考文献1表中2.4-180，选V=1.2m/s等于72m/min选。 n=1000V/d=1000X72/3.14x80r/min=287r/min . f=0.12mm/r。4.工序80中钻扩铰8-30的孔 8-30的孔的扩、铰余量查文献1表2.348取Z扩0.9mm，Z铰=0.2mm 由此可以算出 Z钻30/20.90.213.9mm如下表4所示各工步余量以及工序尺寸和公差：工步余量及工序尺寸和公差如表（4）加工的表面加工的额方法余量公差的等级工序尺寸和公差 8-30钻 孔13.926.8扩 孔0.9829.6铰 孔0.2730参考文献1表2.438，参考Z3040机床说明书，取钻8-30孔的进给量f0.4mm/r参考文献1表2.441，通过用插入的方法求得钻30孔的切削速度v40.8m/min，可以算出转速是 n=1000v/d=（100025.7）/（3.1430） =433r/min 实际切削速度按机床实际转速取n=500r/min，则实际切削速度为v=（3.1430500）/1000m/min=47.1m/min查文献1表中2.469得M=9.810.021d f KM /NMFf=9.8142.7d f KF/N算出钻16H7孔的Ff以及M Ff=9.8142.7300.4 1=6036.8N M=9.810.02130 0.4 1=47.4N m因为它都小于机床最高进给力7840N以及机床的最高扭转力矩196N m，所以机床刚度是足够的。 29.6mm孔参考文献1表中2.456，参考机床实际的进给量，选f=0.3mm/rm 由此得转速n=1000v/d=（100018）/（3.1429.6）5 =194r/mm 按机床的转速取n=200r/min参考文献1表中2.460，而取铰孔的切削速度v=0.6m/s=36m/min参考文献1表中2.458，而取铰孔的进给量f=0.5mm/r因此来推算出转速n=1000v/d=（100036）/（3.1430）=382r/min，按照机床实际转速选择n=450r/min，那么实际切削速度是v=dn/1000=（3.1430450）/1000=42.4m/min 5.时间定额计算 定额不仅是衡量劳动生产率的指标，也是安排生产计划，计划生产成本是主要依据，还是新建或扩建工厂（或车间）时计算设备和人工数量的依据，根据本次设计的要求，只需要来计算起重工一道工序的工时。 计算工序80的时间定额 1. 机动的时间 查文献1表中的2.57，而得到钻孔的计算公式是：L1D/2ctgkr（12）L214，钻盲孔时l20TjLL1L2fn 而钻26.8孔： L126.8/2ctg（118/2）1.5 7.8mmL=19.5mm，选取L2=3mm然后将以上的数据和前面已选定的f以及n代到式子里中，得到：Tj（19.57.83）/（0.4500）0.15min4Tj40.150.6min然后查文献1表中2.57，得到扩孔和铰的计算公式是：Tjl1112fnL1Dd1 /2ctgkr（12）扩盲孔以及铰盲孔的时候 l20扩29.6孔：7 L1（29.6-7）/2ctg601.58mm L14.5mm，L20 将以上数据及前面已选定的f及n代入式中，得： Tj（11.580）/（0.3200）0.32min 2Tj20.320.64min铰30孔： L1（30-29.6）/2ctg451.51.7mm L11.5mm，120 将以上数据及前面已选定的f及n代入式中，得： Tj（11.51.70）/（0.3450）0.1min 2Tj20.10.2min 总机动时间t总，也就是基本时间Tb为： Tb0.60.640.21.44min（2） 辅助时间 参考文献1表2.541，如下表5：18操作内 容每次需用时 间 钻13.8 扩15.6 铰16操作的次 数时 间操作的次 数时 间操作的次 数时 间变换进给量0.02510.025变换进给量主轴变 速0.025 移动摇 臂0.01520.03 10.015 10.015装卸套筒刀 具0.06 10.06 10.06 10.06升降钻杆0.015 20.03 20.03 20.03卡尺测 量0.1 2 0.2 20.2塞规测 量0.25 20.5主轴运 转0.02升停车0.015清除铣0.04 表5 辅助时间 （min） 工步的辅助时间为：钻26.8孔：0.605min ， 扩29.6：0.33min，铰30孔：0.63min参考文献1表2.542，取1.5min得装卸工件时间因此辅助时间Ta是： Ta 0.6050.330.630.0150.020.041.5 2.88min （3） 作业时间TBTbTa0.842.883.72min （4） 布置工作地时间Ts参考文献5取3，则TsTB 3.7230.11min （5） 休息与生理需要时间Tr参考文献5，取3，则TsTB 3.7230.11min （6）终结时间Te与准备 差1表2.544，选择各部分时间是：升降摇臂：1min中等件：33min使用回转夹具：10min深度定位：0.3min试铰刀：7min从题目中已知生产批量为3000件，则 Te/n（3310.3107）/3000min 0.016min （7） 单件时间TpTpTbTaTsTr0.842.880.110.113.94min （8）Tc（单件计算时间） TcTpTe/n3.940.0163.956min3.5 填写机械加工工序卡和机械加工工艺过程卡7夹具设计第四章 夹具设计本次设计的夹具为第80道工序钻扩铰8-30的孔，该夹具适用于立轴回转分度钻床Z3040 在设计夹具之前，我们得了解一下对夹具的基本要求，包括以下几个方面：1.保证工件的加工精度 2.提高生产效率 3.工艺性好 4.使用性好 5.经济性好4.1 钻扩铰8-30的孔的夹具设计 4.1.1选择设计方案工序所加工的孔在N面上，并且与N面垂直，按基准重合的原则而且考虑到目前80H8的内孔为精基准和有端面，为避免使用粗基准，应当以端面来定位。从对工件的结构形状来分析，8-30的孔是垂直于端面的孔，而且加工孔为八个，如果用普通的钻床加工必须多次装夹，那就精度不高了，所以我采用立轴回转分度钻床Z3040，这样就可以在一次装夹下完成八个孔的加工。 工件以用支承钉定位，通过使用螺钉连接来限制了3个自由度，其余3个自由度也必须限制。 方案一：在圆柱的右边用短活动V形块限制2个自由度，在Q面下放8个支承钉，用螺钉连接限制3个自由度。工件是悬臂，施加压力让定位很不稳定，而且定位也不稳定，因此这种方法不适合。 方案二：在Q面下放8个支承钉，限制1个自由度，用螺钉连接限制了3个自由度，再用80H8的内孔用凸台定位，限制2个自由度，螺钉用销子固定。这种定位方案比较可靠，夹紧也很方便1夹具结构也很简单。所以适用。 4.1.2定位精度的考虑与分析 由于是在一次性装夹下加工8-30的孔的，因此由钻模板保证它们之间的精度。第四章夹具设计 参考文献3表1106，取：衬套与钻套的配合为F7/m6 钻套、扩孔套和铰套的配合为H7/g6 钻、扩孔时刀具与导套内孔的配合为F8/h6铰孔时取刀具与导套内孔的配合为G7/h64.2绘制夹具图（
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