TL5弹性套柱销联轴器的工艺规程及零件夹具的设计
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购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396摘摘 要要分析了 TL5 弹性套柱销联轴器加工工艺过程，提出在制定工件加工工艺时，要全面考虑影响加工工艺的因素，确定工艺方案时，首先是要保证加工品质，其次则应兼顾经济性。缩短辅助加工时间，降低劳动强度，提高劳动生产率以降低生产成本是机械加工中面临的主要问题，而生产中夹具的设计是实现这一目标的关键。文章介绍了联轴器孔加工工序的专用夹具的设计，该夹具的投入使用大大缩短了产品的加工时间，降低了劳动强度，提高了设备效率。关键字：联轴器，加工工艺，孔加工，夹具。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396Abstract Analysis of the elastic sleeve coupling with TL5 processing procedure, the processing technology in the development of the workpiece, we must take full account of the factors that affect the processing technology to determine the process plan, the first is to ensure processing quality, followed by the economy should be balanced. Shorten assisted machining time, reduce labor intensity and improve productivity to reduce cost of production is machining the main problems facing, and the production of fixture design is crucial to achieve this goal. This paper introduces the special coupling hole machining fixture design process, the fixture in use greatly shortened product processing time and reduce labor intensity and improve the equipment efficiency.Key words: Coupling, processing technology, hole machining, fixture.购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396目目 录录摘 要.1ABSTRACT.2目 录.3前 言.5第 1 章 材料的选择.6第 2 章 毛坯的选择.82.1 确定毛坯种类 .82.2 确定毛坯的形状 .82.3 加工余量的确定 .102.4 绘制毛坯零件综合图 .12第 3 章 加工工序.153.1 对左联轴器毛坯的加工 .153.2 对右联轴器毛坯的加工 .19第 4 章 联轴器的安装零件.254.1 螺母的选择 .254.2 键的选择 .264.3 弹性套、挡圈、柱销的选择 .264.4 联轴器的许用补偿量 .28第 5 章 技术要求.295.1 联轴器零件材料 .295.2 橡胶弹性套物理、机械性能 .295.3 要求 .315.4 检验规则 .315.5 标志、包装、贮存 .31购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396第 6 章 夹具的设计.326.1 夹具概述 .326.2 机床夹具的分类 .326.3 夹具的组成.346.4 夹具的作用 .356.5 选择夹具的类型 .366.6 确定夹具的零件 .376.7 实体建模 .376.7.1 底座的设计.376.7.2 钻模板和钻套的设计.386.7.3 螺旋夹紧定位机构的设计.416.8 V 型压头的设计.436.9 套筒和螺旋推进机构的设计.456.10 支承板的设计 .466.12 夹紧装置的设计要求 .47总 结.49参 考 文 献.50致 谢.51购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396前前 言言弹性套柱销联轴器是利用一端套有弹性套(橡胶材料)的柱销,装在两半联轴器凸缘孔中,以实现两半联轴器的联接，其功能是：连接两轴共同回转以传递转矩和运动、补偿所连两轴相对位移和改善系统传递动力学特性。弹性套柱销联轴器曾经是我国应用最广泛的联轴器,早在 20 世纪 50 年代末期即已制订为机械部标准, JB08 60 弹性圈柱销联轴器,是我国第一个部标准联轴器。 弹性套柱销联轴器结构比较简单,制造容易,不用润滑,不需要与金属硫化粘结,更换弹性套方便,不用移动半联轴器,具有一定补偿两轴相对偏移和减振缓冲性能。弹性套工作是受压缩变形,由于弹性套的厚度较薄,体积小,弹性变形有限,所以,弹性套柱销联轴器虽可补偿轴线位移和弹性,但轴线位移许用补偿量较少,弹性较弱。弹性套柱销联轴器是依靠柱销组的锁紧力而产生于接触面的摩擦力矩,并压缩橡胶弹性套来传递转矩。适用于安装底座刚性好、对中精度较高、冲击载荷不大、对减振要求不高的中小功率轴系传动。随着科学技术的进步和生产的发展，机械产品的种类日益增多，对其使用性能的要求也不断提高。为了适应各种不同工况的需要，要求有各种不同特性的联轴器，以获得预期的使用效果。近些年来，我国在联轴器的研制、学术探讨和标准化工作方面均有较大进展，但与先进国家相比尚有一定差距，主要是缺少自主开发的产品、缺乏动力特性试验数据。机床夹具是机械制造过程中最常用的一种工艺装备。在机械制造过程中，它装在机床上，使工件相对刀具与机床保待正确的位置，并能承受切削力。机床夹具的主要作用是保证加工精度、提高劳动生产率、扩大机床的使用范围和保证生产安全，因此，机床夹具在机械制造中占有很重要的地位。在夹具设计过程中，三维建模图形文件的调用快捷、方便，虚拟装配过程简洁、明了，有利于提高设计效率，减少设计错误。夹具的设计采用三维模型，不仅直观、减轻设计劳动，还可以借助动画检查各零件间有无干涉，提高设计质量;模拟加工过程中夹具装卸工件、夹紧工件、翻转钻模板等各种动作，提高设计的可行性。减少了标准件的参数查找和绘图工作，有利于提高设计效率和质量。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396第第 1 章章 材料的选择材料的选择1.1 材料选用 45 钢，45 号钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好， 45 号钢可以淬硬至 HRC4246。所以如果需要表面硬度，又希望发挥 45钢优越的机械性能，常将 45钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。 45 钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，模具中常用来做模板，导柱等，但须热处理。通过调质件淬火后得到硬度为 HRC56-59,虽然截面大的可能性低，但不能低于 HR 出 8.使其获得强度、塑性、韧性都比较好的综合机械性能。1.2 材料性能材料牌号: 45 材料名称: 优质碳素钢 标 准 号: GB699-88 试样尺寸: 25 试样状态: 退火钢 抗拉强度: 600 (MPa) 屈服强度: 355 (MPa) 延 长 率: 16% 断面收缩率: 40% 布氏硬度: 197 (Hblack eye 化学成分: 材料化学成分组成 元素 比例(%) 碳 C : 0.420.50 铬 Cr ; 0.25 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396锰 Mn ; 0.500.80 镍 Ni ; 0.25 磷 P ; 0.035 硫 S ; 0.035 硅 Si ; 0.170.37 特性及应用: 未热处理时：HB229 热处理：正火 冲击功：Aku39J 强度较高，塑性和韧性尚好，用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件，如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或油中淬火，焊接性差。 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396第第 2 章章 毛坯的选择毛坯的选择毛坯是根据零件所要求的形状、尺寸等制成的供进一步加工用的生产对象。毛坯的种类、形状、尺寸及精度对机械加工工艺工程、产品质量、材料消耗和生产成本有着直接的影响。2.1 确定毛坯种类确定毛坯种类机械零件常用的毛坯种类有铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件以及粉末冶金件和工程塑料件等。选用时应该考虑下列因素： 零件的材料及其机械性能。零件的材料大致确定了毛坯的种类。例如，铸铁和青铜零件用铸造毛坯；钢质零件当形状不复杂且机械性能要求不高时常用型材，机械性能要求高时宜用锻件。 零件的结构形状和外形尺寸。例如，阶梯轴零件各台阶直径相差不大时可用棒料，相差大时宜用锻件；外形尺寸大的零件一般用自由锻件或砂型铸造毛坯，中小型零件可用模锻件或特种铸造毛坯。 生产类型。大批量生产时应采用精度和生产率都较高的毛坯制造方法。铸件应采用金属型铸造，锻件应采用模锻或精密锻造；单件小批生产则应采用手工铸造或自由锻造。 毛坯车间的生产条件。必须结合现有生产条件来确定毛坯。 利用新工艺、新技术、新材料的可能性。例如，采用精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163962.2 确定毛坯的形状确定毛坯的形状为了减少机械加工工作量和节约金属材料，毛坯应尽可能接近零件形状。最终确定的毛坯形状除了取决于零件形状、各加工表面总余量和毛坯种类，还应考虑： 是否需要制出工艺凸台以利于工件的装夹。 是一个零件制成一个毛坯还是多个零件各制成一个毛坯。 哪些表面不要求制成（如孔、槽、凹坑等） 。 铸件分型面、拨模斜度及铸造圆角；锻件敷、分模面、模锻斜度及圆角半径等。 根据新编机械设计手册 ，主编：路永明。可以查表得到部分数据，确定 TL5弹性套柱销联轴器的数据，从而作出联轴器的图形。TL5 弹性套柱销联轴器：公称扭矩： 125 NM许用转速（钢）： 4600r/min轴孔直径： d1=30mm，d2=35mm，d z =35mm 轴孔长度 J1型： L1=60mm，L=82 mm，D=130 mm，D1*=90 mm，D2*=56 mm，d3*=14 mm，d4*=28 mm，b*=38 mm，b1*=17 mm，S*=5 mm，A=45 mm，n*=6 mm。标记示例：TL5 联轴器 J13050/J23550 GB/T 43231984主动端：J1型轴孔、A 型键槽，d=30mm，L=50mm；从动端：J1型轴孔、A 型键槽，d=35mm，L=50mm。本联轴器具有一定补偿两轴线相对偏移和减振缓冲能力，适用于安装底座刚性好，冲击载荷不大的中、小功率轴系传动，可用于经常正反转、起动频繁的场合，工作温度为20+70。 由此，确定设计加工联轴器的左、右部分的图像如下 2-1 和图 2-2 所示：购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 图 2-1 左半联轴器 图 2-2 右半联轴器2.3 加工余量的确定加工余量的确定 加工余量的大小应按加工要求来确定，余量过大会浪费原材料和加工工时，增大机床和刀具的负荷；余量过小则不能修正前一道工序的误差和去掉前一道工序留下来的表面缺陷，造成局部表面切不到而影响加工质量，甚至造成废品。为了合理确定加工余量，购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396首先要明白影响最小余量的各项因素。影响加工余量的主要因素有： 前道工序加工后的表面上有微观的表面粗糙度 Ra 和表面缺陷层 Da，如图 2-3所示。在本工序加工时要去除的这部分厚度是指表面粗糙层、表面缺陷层（铸件的冷硬层、气孔、夹渣层、锻件和热处理的氧化皮、脱碳层、表面裂纹或其它破坏层）和切削加工后的残余应力层等。它的大小与所采用的加工方法有关。 前道工序的表面尺寸公差 Ta。右于前道工序加工后，表面存在尺寸误差和形状误差，如图 2-4 所示，这些误差的总和一般不超过前道工序的尺寸公差Ta。所以当考虑加工一批零件时，为了纠正这些误差，本工序的加工余量在不考虑其他误差的存在时，不应小于 Ta。Ta 的数值可从工艺手册中按加工方法的经济加工精度查得。 图 2-3 表面粗糙度和缺陷层 图 2-4 前道工序留下的形状误差的影响 前道工序的各表面间相互的空间误差 a，如直线度、同轴度、垂直度误差等。前道工序加工后，还留下表面位置尺寸误差和表面间的相互位置误差，如图2-5 所示的轴。由于前道工序轴线有直线度偏差 ，本工序加工余量需要增加2 才能保证该轴在加工后无弯曲。a 的数值需要结合实际情况通过计算或实验统计求得。 本工序加工时的安装误差 b。安装误差包括定位误差和加紧误差。如图 2-6所示用三爪卡盘加紧工件外圆来磨内孔时，由于三爪卡盘本身定位不准确，使工件中心和机床主轴回转中心偏移了一个 e 值，为了加工出内孔就需使磨削余量增大 2e 值。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396图 2-5 轴的弯曲对加工余量的影响图 2-6 三爪卡盘的安装误差定位误差可按定位方法进行计算，加紧误差可根据有关资料查得。由于 a 和 b在空间可有不同的方向，因此他们的合成应为矢量和。综上所述，可得出加工余量的计算公式：对于单边余量 Zb = Ta + (Ra + Da) + |a + b|对于双边余量 2Zb = Ta + 2(Ra + Da) + 2|a + b|以上是两个基本计算式,在应用时需要根据具体情况进行修正。为了防止工序余量不够而产生废品，所估余量一般偏大，对毛坯总量余量必须保证切除购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396毛坯制造时的缺陷，如铸造毛坯是有氧化层、脱碳层、高低不平、气孔和裂纹的深度等。铸钢件毛坯缺陷顶面为 27mm，底面和侧面为 24mm。2.42.4 绘制毛坯绘制毛坯零件综合图零件综合图 1.1. 左联轴器毛坯图： 详细标注可以参考零件图。 2右联轴器毛坯图： 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396详细标注可以参考零件图。毛坯由铸钢件组成，影响其铸钢件质量的因素很多：第一、 铸件的设计工艺性。进行设计时，除了要根据工作条件和金属材料性能来确定铸件几何形状、尺寸大小外，还必须从铸造合金和铸造工艺特性的角度来考虑设计的合理性，即明显的尺寸效应和凝固、收缩、应力等问题，以避免或减少对铸铁件的成分偏析、变形、开裂等缺陷的产生。第二、要有合理的铸造工艺。即根据铸件结构、重量和尺寸大小，铸造合金特性和生产条件，选择合适的分型面和造型、造芯方法，合理设置铸造筋、冷铁、冒口和浇注系统等。以保证获得优质铸件。第三、是铸造用原材料的质量。金属炉料、耐火材料、燃料、熔剂、变质剂以及铸造砂、型砂粘结剂、涂料等材料的质量不合标准，会使铸件产生气孔、针孔、夹渣、粘砂等缺陷，影响铸铁件外观质量和内部质量，严重时会使铸件报废。第四、是工艺操作，要制定合理的工艺操作规程，提高工人的技术水平，使工艺规程得到正确实施。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396第第 3 章章 加工工序加工工序3.1 对左联轴器毛坯的加工对左联轴器毛坯的加工 首先选用普通车床对毛坯进行外圆的车削，用三角卡盘夹住左联轴器毛坯 62的外圆部分，然后选择 90 度外圆车刀对 136 的外圆进行车削，加工余量为：2Zb = da db = 136 130 = 6mm Zb = 3mm车削为粗车，得到加工精度要求为 IT12、粗糙度 Ra 为 50um 的零件表面。得到如图 3-7 所示零件： 图 3-7 接着，用同样的方法，选择 90 度外圆车刀对 72 的外圆进行车削，加工余量为 3mm，车削为粗车，得到加工精度要求为 IT12、粗糙度 Ra 为 50um 的零件表面。得到如图 3-8 所示零件： 图 3-8购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 选择 45左偏角端面车刀对左联轴器 130 外圆的下端面进行端面车削，粗加工余量为 3mm，保证端面的平整。得到加工精度要求为 IT12、粗糙度 Ra 为 20um 的表面。得到如图 3-9 所示零件： 图 3-9 选择 45右偏角端面车刀对左联轴器 130 外圆的上端面进行端面车削，粗加工余量为 3mm，保证端面的平整且上下端面的宽度为 17mm。得到加工精度要求为IT12、粗糙度 Ra 为 50um 的表面。然后，对左联轴器 130 外圆的上端面进行半精车的加工，得到加工精度要求为IT10、粗糙度 Ra 为 6.3um 的平整端面。零件所示如图 3-10： 图 3-10 将毛坯取下车床并交换位置，使三角卡盘夹住左联轴器的 130 外圆部分，使用车刀对毛坯 62 的外圆进行外圆车削，加工余量为 3mm，进行粗加工，得到加工精购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396度要求为 IT12、粗糙度 Ra 为 50um 的外圆表面。零件所示如图 3-11： 图 3-11 选择 45左偏角端面车刀对左联轴器 66 外圆的上端面进行端面车削，粗加工余量为 3mm，保证端面的平整且上下端面的宽度为 22mm。得到加工精度要求为 IT12、粗糙度 Ra 为 50um 的表面。接着用同样的方法，对左联轴器 56 外圆的上端面进行端面车削，粗加工余量为4mm，保证端面的平整且上下端面的宽度为 43mm。得到加工精度要求为 IT12、粗糙度Ra 为 50um 的表面。然后，对左联轴器 66 外圆的上端面和 56 外圆的上端面进行半精加工，得到加工精度为 IT10、粗糙度 Ra 为 6.3um 的平整端面。如图 3-12 所示： 图 3-12 左联轴器的各外圆部分都进行了初步的粗加工，为了达到审美和感观的效果，购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396提高光泽，需要对外圆表面进行半精加工和精加工的过程，以达到生产和销售的需要。半精车得到加工精度为 IT10、粗糙度 Ra 为 12.5um 的表面，精车得到加工精度为 IT7、粗糙度 Ra 为 3.2um 的表面。 选择摇臂转床对左联轴器进行扩孔和铰孔的加工，以 130 孔的下端面为基准，对 24 的孔进行扩孔的加工，加工余量为 3mm，选用套式扩孔钻对 24 的孔做进一步加工，以扩大孔径并提高精度和降低表面粗糙度值，且可在一定程度上校正孔的轴线误差，此时扩孔的精度为 IT9、粗糙度 Ra 为 20um。接着对所扩孔进行铰孔的加工，换为套式机用铰刀，以 130 孔的下端面为基准，对联轴器中心孔进行铰孔，铰孔精度为 IT6、粗糙度 Ra 为 3.2um，保证垂直度误差不超过 0.05mm。得到如图 3-13 所示的零件： 图 3-13 在左联轴器中心孔外圈，即 130 外圆由图可知由 8 个形状大小一样的小圆锥孔组成，且这 8 个圆锥孔上端面的直径为 10mm，下端面的直径为 14.5mm，为了方便钻孔的加工和锥形孔的形成，应从较大端面开始经过钻孔和铰孔的加工过程。首先，以 130 外圆的圆点为圆心，以 45mm 为半径，在 130 外圆的下端面用画针作好一个圆，并将该圆 8 等分，用画针做好记号，作为 8 个圆锥孔的圆心。然后，将 56 圆的上端面为基准面，将左联轴器毛坯倒置放置，用夹具将其加紧固定，选用合适的麻花钻分别对 8 个圆心进行钻孔，钻孔直径为 10mm，接着用锥形的铰刀分别对8 个钻孔进行铰孔的加工处理，以达到加工出锥形孔和进行精加工的目的。此时获得铰孔精度为 IT6、粗糙度 Ra 为 3.2um 的圆锥孔，加工零件如图 3-14 所示。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 图 3-14 对左联轴器的加工还需要进行键槽的考虑，为了满足需要，根据机械设计课程设计手册 ，吴宗泽 主编，可以查表得到键槽的参考数据，键槽深度轴 t 公称尺寸为 5mm，极限上偏差为+0.2mm，下偏差为 0mm，t1 的公称尺寸为 3.3mm，极限上偏差为+0.2mm，下偏差为 0mm。选用插床对左联轴器进行键槽的加工，键槽宽度为 10mm，长度为 60mm，标注如图3-15 所示： 图 3-153.2 对右联轴器毛坯的加工对右联轴器毛坯的加工对于右联轴器，从图形外观和内部结构来观察，两部分的构造结构大体相同，只是从外部外圆台阶上有了点差异，其工作性能和表面粗糙度的要求也是大体一致。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396对于右联轴器毛坯，因为选用的是铸钢件，在其 136 的大圆部分有着形状相同的 8 个圆柱孔，根据零件图需要，可以看出该 8 个圆柱孔的实际直径为 28mm，孔的高度为 38mm。如果说是对这 8 个孔，铸钢件 136 外圆部分采用的是实心体结构，则加工将会用钻孔的方法进行起始的加工处理，则是不符合加工经济要求，因为这样的加工大大减少了材料和能源的消耗，并不符合环境保护要求，并降低了生产效率和提高了生产的成本。为此，对于右联轴器毛坯的确定，应在 136 外圆部分在铸造的时候，保留那 8个孔的准确位置，其孔的直径选为 22m。同时对这 8 个孔的加工位置确定也是非常重要的，即要准确的确定好这 8 个孔每个孔的中心线位置。因为联轴器左、右部分并不是独立的，他们是一个整体，对工作起着重要作用，因此必须保证左、右联轴器两部分的 8 个孔的中心线相对稳和。否则，因偏心后产生附加交变载荷对减速机造成振动大、噪声大、发热高、对电机造成轴瓦发热，以致影响二者寿命，而且这种加工方法使每套联轴器间也无互换性，为以后更换联轴器带来了很大麻烦。因此对于右联轴器的加工，我们可以参考左联轴器的加工方法，具体工序如下： 首先选用普通车床对毛坯先进行外圆的车削，用三角卡盘夹住右联轴器毛坯62 的外圆部分，用顶针顶着 136 外圆的下端面，保证右联轴器中心孔中心线与水平线的平行，以提高生产质量。然后选择 90外圆车刀对 136 的外圆进行车削，加工余量为：2Zb = da db = 136 130 = 6mm Zb = 3mm初次车削为粗车加工，为的是除去铸钢件铸造出时自身表面的氧化层、脱碳层、高低不平、气孔和裂纹的深度等。得到加工精度要求为 IT12、粗糙度 Ra 为 50um 的零件表面。得到如图 3-16 示零件：购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 图 3-16 同样选择普通车床对右联轴器进行切端面的加工。选择 45左偏角端面车刀对右联轴器 130 外圆的下端面进行端面车削，粗加工余量为 3mm，保证端面的平整。因该端面是左、 右联轴器相对的端面，对工作的影响也不大，而且隐藏于两端面之间，所以对该端面的加工精度要求也不是很高，因此选择该端面的加工精度要求为 IT12、粗糙度 Ra 为 20um。得到如图 3-17 所示零件： 图 3-17 将加工毛坯取下车床并交换上下端面位置，使用三角卡盘夹住右联轴器的130 外圆部分，使用圆头车刀对毛坯 62 的外圆进行外圆车削，加工余量为 3mm，进行粗加工，得到加工精度要求为 IT12、粗糙度 Ra 为 50um 的外圆表面。零件所示如图 3-18： 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 图 3-18 选择 45左偏圆弧车刀对右联轴器 130 外圆的上端面进行端面车削，粗加工余量为 3mm，保证端面的平整且上下端面的宽度为 38mm，并对 130 和 56 外圆的交界处进行倒圆，使其倒圆直径为 4mm。所得端面的加工精度要求为 IT12、粗糙度 Ra为 50um，但根据零件图纸的需要，应对该端面进行半精加工的操作，加工精度要求为IT10、粗糙度 Ra 为 6.3um。接着用同样的方法，选择 45左偏角端面车刀对右联轴器 56 外圆的上端面进行端面车削，粗加工余量为 4mm，保证端面的平整且上下端面的宽度为 44mm。得到加工精度要求为 IT12、粗糙度 Ra 为 50um 的表面。然后，对右联轴器 56 外圆的上端面进行半精加工，得到加工精度为 IT10、粗糙度 Ra 为 6.3um 的平整端面。如图 3-19 所示： 图 3-19 右联轴器的各外圆部分都进行了初步的粗加工，为了达到审美和感观的效果，提高光泽，需要对外圆表面进行半精加工和精加工的过程，以达到生产和销售的需要。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396半精车得到加工精度为 IT10、粗糙度 Ra 为 12.5um 的表面，精车得到加工精度为 IT7、粗糙度 Ra 为 3.2um 的表面。 选择摇臂转床对右联轴器进行扩孔和铰孔的加工，以 130 孔的下端面为基准，对 29 的孔进行扩孔的加工，加工余量为 3mm，选用套式扩孔钻对 29 的孔做进一步加工，以扩大孔径并提高精度和降低表面粗糙度值，且可在一定程度上校正孔的轴线误差，此时扩孔的精度为 IT9、粗糙度 Ra 为 20um。接着对所扩孔进行铰孔的加工，换为套式机用铰刀，以 130 孔的下端面为基准，对联轴器中心孔进行铰孔，铰孔精度为 IT6、粗糙度 Ra 为 3.2um，保证垂直度误差不超过 0.05mm。得到如图 3-20 所示的零件： 图 3-20 在右联轴器中心孔外圈，即 130 外圆由图可知由 8 个形状大小一样的小圆柱孔组成，且这 8 个圆柱孔上、下端面的直径为 28mm，在之前也介绍了该 8 个孔的确定情况，应依次采取扩孔和铰孔的加工方法。首先，将 56 圆的上端面为基准面，将右联轴器毛坯倒置放置，用夹具将其加紧固定，选用合适的套式扩孔钻分别对 8 个圆心进行扩孔加工，扩孔直径为 28mm，扩孔所得精度为 IT9、粗糙度为 20um。接着用带柄的套式铰刀分别对 8 个孔进行铰孔的加工处理，以达到精加工的目的。此时获得铰孔精度为 IT6、粗糙度 Ra 为 3.2um，加工零件如图 3-21 所示。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 图 3-21 对右联轴器的加工还需要进行键槽的考虑，为了满足需要，根据机械设计课程设计手册 ，吴宗泽 主编，可以查表得到键槽的参考数据，键槽深度轴 t 公称尺寸为 5mm，极限上偏差为+0.2mm，下偏差为 0mm，t1 的公称尺寸为 3.3mm，极限上偏差为+0.2mm，下偏差为 0mm。选用插床对右联轴器进行键槽的加工，键槽宽度为 10mm，长度为 82mm，标注如图3-22 所示： 图 3-22购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396第第 4 4 章章 联轴器的安装零件联轴器的安装零件弹性柱销联轴器 具有较大结构简单、合理 ,维修方便、两面对称可互换 ,寿命长,允许较大的轴向窜动 ,具有缓冲、减震、耐磨等性能。其结构是由左、右半联轴器，螺母，垫圈，挡圈，弹性套，柱销组成的。因此对各零件的选择可以由周明衡主编 机械传动基础部件标准,联轴器手册和吴宗泽主编机械设计课程设计手册 参考相关数据可得联轴器各安装零件的选择。 4.1 螺母的选择螺母的选择 根据吴宗泽主编 机械设计课程设计手册 ，可知： 允许制造型式（ GB/T 6170）购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 I 型六角螺母（ GB/T 61702000 摘录） 螺纹规格：D = M12，性能等级为 04 级，不经表面处理。 相关参数：damax = 13mm dwmin = 16.6mm emin = 20.03mm Smax 18mm cmax = 0.6mm mmax（六角螺母） = 10.8mm 技术条件：螺纹公差为 6H。 4.2 键的选择键的选择根据吴宗泽主编 机械设计课程设计手册 可知： 因左、右联轴器中心孔的公称直径分别为 30mm 和 35mm，所以按照手册所给数据要求，所选键的公称尺寸为 bh，即 108，则 b = 10mm，h = 8mm。键尺寸的极限偏差 b 为 h8，h 为 h11，L 为 h14。键材料的抗拉强度应不小于 590MPa。 A 型键 4.3 弹性套、挡圈、柱销的选择弹性套、挡圈、柱销的选择根据周明衡主编机械传动基础部件标准,联轴器手册可知：弹性套、挡圈、柱销的型式和主要尺寸应符合图4-23、4-24、4-25 和表 4-1 的规定。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 图 4-23 弹性套 图 4-24 挡圈图 4-25 柱销 表 4-1 弹性套、挡圈、柱销尺寸表（GB 432384）弹性套挡 圈柱 销型d5d6L1d7Sd8L2M购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396号TL526142820514.572M124.4 联轴器的许用补偿量联轴器的许用补偿量使用时被联接两轴容许相对偏移量不得大于表 4-2 的规定。 表 4-2 许用补偿量联轴器型号许用补偿量TL5径向y mm0.3角向a130购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396第第 5 章章 技术要求技术要求5.1 联轴器零件材料联轴器零件材料联轴器零件材料应符合表 5-1 的规定。表 5-1 联轴器零件名称及材料零件名称材料备注铸钢 ZG35GB 97967碳素钢铸件分类技术条件铸铁 HT2040GB 97667灰铸铁件分类及技术条件半联轴器锻钢 35螺母按机械性能 5级GB 3098.282紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱垫圈65MnGB 9376弹簧垫圈挡圈A3GB 70079普通碳素结构钢技术条件弹性套橡胶（合成胶、天然胶）柱销35GB 69965优质碳素结构钢技术条件5.2 橡胶弹性套物理、机械性能橡胶弹性套物理、机械性能橡胶弹性套物理、机械性能不低于表 5-2 的规定。表 5-2 橡胶弹性套物理、机械性能购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396序号性能要求单 位指 标试验方法1邵尔硬度A705GB 53176橡胶邵尔A 型硬度试验方法2扯断伸长率%300GB 52876橡胶扯断强度试验方法3扯断强度Kgf/c150GB 528764磨耗量cm3/1.61kM0.2HG 484376橡胶阿克隆磨耗试验方法5老化 10070h 硬度变化A010HG 484576橡胶热空气老化试验方法6压缩永久变形10070h20%70HG 482976橡胶恒定压缩永久变形试验方法7耐油 10070h30 号油体积变化率%40HG 484776橡胶耐介质试验方法 （体积和重量法）购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163965.3 要求要求 弹性套外形要光滑平整。内部组织要紧密，不得有杂质、气泡、裂纹、龟裂等缺陷。 需要保护凸缘和圆柱柱销时由供需双方协议商解决。 高速工况条件下需作动平衡时，按有关主机轴系要求一起进行。 制动轮外圆表面淬火。 螺母应符合 GB 5276六角螺母的规定。5.4 检验规则检验规则联轴器制造厂技术检验部门应按符合本标准要求并经过规定程序批准的图样进行检查和验收，并应附有合格证。根据用户的需要，弹性套制造厂应按规定提供弹性套合格证。5.5 标志、包装、贮存标志、包装、贮存 两个半联轴器应按要求分别打印型号标志。联轴器清洗干净后进行防锈包装。联轴器和弹性套应保存在干燥的环境，避免日晒、雨淋，与酸、碱有机溶剂等物质接触，弹性套在自由状态下贮存。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396第第 6 章章 夹具的设计夹具的设计6.1 夹具概述夹具概述夹具是指将工件迅速固定在正确位置上，完成切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工作所使用的工艺装备。机床夹具（简称夹具）是指机床上用来完成工件装夹任务所使用的工艺装备。在机械制造的切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工艺过程中，要使用大量的夹具来安装加工对象，使其占有正确的位置，以保证零件和产品的加工质量，并提高生产率，从而提高其经济性。 在批量生产中，为满足加工精度和生产率以及减轻工人劳动强度的要求，常根据工件形状和某一工序的具体要求，设计和制造专用夹具，利用夹具上的定位元件和夹紧机构，无需进行找正便可以迅速而精确地安装工件。6.2 机床夹具的分类机床夹具的分类 随着机械制造技术的发展，夹具的种类不断增加。为了学习和掌握各类夹具的工作特点及设计原理，应对机床夹具的分类方法有所了解。机床夹具的分类方法很多，按所用的机床可分为车床夹具、铣床夹具、刨床夹具、磨床夹具、镗床夹具、钻床夹具和组合机床夹具、数控和加工中心机床及柔性制造单元和系统（FMC、FMS）用夹具等；按夹具动力源可分为手动夹具、气动夹具、液动夹具、气液联动夹具、真空夹具、磁力夹具、电动夹具、离心力夹具、切削力（自紧）夹具等；而按夹具的使用范围可分类如下： 通用夹具购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396通用夹具是其结构、尺寸已标准化、规格化，在一定范围内具有较大通用性的夹具。由专业制造厂生产，有的已作为机床附件与通用机床配套供应。如车床上的三爪卡盘、四爪卡盘，顶尖和鸡心夹；铣床上的平口虎钳、万能分度头和回转工作台；平面磨床上的磁力工作台等。这类夹具在使用上具有很大的通用性，无需调整或稍作调整就可用于装夹一定形状和尺寸的工件。在机床切削加工中使用通用夹具可减少夹具品种，缩短生产准备周期，并降低零件的加工成本。但受操作者的技术水平限制，工件的定位精度较低，生产率也降低，常用于单件和中、小批量生产，以及结构比较简单及加工精度不是很高的工件的装夹。 专用夹具专用夹具指针对某一种工件的特定工序而设计制造的夹具。此类夹具的优点是针对性强、结构简单、刚性好，操作容易，装夹快捷，生产率高、定位精度高。专用夹具一般由使用厂自行根据工件的工艺特点设计和制造。其缺点是设计制造周期长；产品更新换代时往往不能继续使用，适应性差；费用较高。专用夹具适用于产品固定及工艺过程较稳定时，批量较大的生产。 组合夹具组合夹具是由一套预先制造好的不同形状、不同规格、不同尺寸，具有完全互换性、高耐磨性和高精度的标准元件及其合件，按不同工件的工艺特点组装而成的夹具。组合夹具是一种标准化、系列化和通用化较高的机床夹具。组合夹具有基础件、支承件、定位件、导向件、夹紧件、紧固件、其他件、合件和部件等组合而成，它们是由专业生产厂家进行制造的。组合夹具使用完备后，可将其各组部分拆开、清洗和防护后入库管理，以备再次组装重复使用，减少了夹具存储空间。组合夹具是一中为某个工件的某道工序而组装的专用夹具。由于不需要专门设计和制造，节省了设计和制造夹具所用的工时、材料和相应费用，缩短了产品的生产准备周期，在短时间内即可组装出一套夹具，组装后又可以得到较高的精度，特别适用于新产品试制和产品品种多的中小批量生产，对生产批量较大的产品也是适用的。采用组合夹具既能保证加工质量，提高生产率，又可降低成本。 成组夹具购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396成组夹具是运用成组技术的工程原理，由通用基础件和可调整元件组成，用于某一组尺寸、形状、结构以及工艺特征相似的工件的装夹，并根据组内的典型代表零件而设计制造。在使用时，只需要调整和更换少量的定位、夹紧、对刀和分度元件即可。即对某一组中的一种零件是专用的，而对组内其他零件时通用的。提高了专用夹具在多品种、中小批量生产中的使用范围和经济性，成组夹具又称为专用可调夹具。成组夹具的结构有基础部分和可调整部分组成。成组夹具使用范围广、设计制造成本低、产品制造的准备周期短，与组合夹具相比具有精度高、性能好，结构紧凑，调节方便、迅速等优点。6.3 夹具的组成夹具的组成由于机床种类不同，以及被加工工件的形状和被加工表面的技术要求等的差异，机床夹具相应有不同的结构形式。归纳起来，机床夹具的结构由彼此功能相互独立而又相互联系的六个部分组成。 定位元件或定位装置 确定工件在机床夹具中正确位置的元件为定位元件。如支承钉、支承板、V 形块、定位轴、定位键、定位销等。只要把工件的定位基准面与夹具上的定位元件相接触或相配合，便将工件定位了，而且一批工件中的每个工件都处于夹具的同一位置。有些夹具是用一些零件组成定位装置将工件进行定位的。 夹紧元件或夹紧装置 能夹紧工件，并使其在加工时在外力作用下仍然能保持工件在夹具正确位置的元件或装置，称为夹紧元件或夹紧装置。它一般由动力装置（如气缸、油缸等） 、中间传力机构（如杠杆、螺纹传动副、斜楔、凸轮等）和夹紧元件（如卡爪、压板、压块等）组成。 对刀及引导元件或装置用于确定夹具和刀具正确位置的元件或装置，称为对刀、引导元件或装置。其作用是用来保证夹具相对刀具的相对位置，或引导刀具的方向。如对刀块、钻套、镗套、购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396衬套、塞尺、对刀棒等。 夹具体 将夹具的元件或装置连接成一个具有装夹功能的整体的基础零件称为夹具体，如底座、本体等。夹具体与机床有关部位相连接，以确定夹具相对于机床的位置。 连接元件 确定夹具在机床中处于正确位置的定位元件及连接紧固件，连接夹具上所有零部件组成一个完整的夹具的元件统称为连接元件。如定位键、定位销、过渡盘、衬套、螺钉、螺栓等。 其他元件或装置 由工件的某些特殊加工要求而设置的其他元件或装置统称为其他元件或装置。如分度装置、靠模装置、上下料装置等。 以上夹具的个组成部分，并不是所有夹具上都应齐全，但定位元件、夹紧元件和夹具体却是每个夹具都必须具备的主要组成部分。 6.4 夹具的作用夹具的作用 保证加工表面位置粗糙度，使加工质量稳定由于工件在夹具中的定位和夹具在机床上的定位都有专门的元件保证，夹具相对刀具的位置又由刀及引导元件确定，所以采用夹具安装工件可以容易地保证工件加工表面的位置精度。由于工件在夹具中定位不易受各种主客观因素的影响，所以加工质量也很稳定。 提高劳动生产率，降低加工成本采用机床夹具，可使工件在机床上快速准确可靠地定位和夹紧，既可省去划线、找正、试切等工作，从而极大地减少了辅助时间；也可采用多件、多工位安装和采用气压、购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396液压、快速联动夹紧装置，使辅助时间与基本时间重合或缩短辅助时间；由于夹紧安全可靠，还可以采用强力、高速切削来缩短基本时间，使得总加工时间缩短，从而提高了生产率。使得机床夹具，既能使工件的加工质量得到保证，废品率减少，生产率提高，又可采用技术水平较低的操作者，故使生产成本大大降低。 减轻劳动强度，保证生产安全采用机床夹具安装工件，工人操作简便、省时省力，从而减轻了工人的劳动强度，改善了工作条件。根据加工条件，夹具上还可设置安全防护装置，以保证生产安全。 扩大机床的工艺范围，实现一机多能采用机床夹具，可扩大机床的加工范围。如在车床溜板上或在摇臂钻床工作台上安装镗模，便可以加工箱体类零件上的孔；在车床上安装拉削装置可以实现拉削加工。这样既可在批量不大、工件的种类和规格增多，而机床的品种和数量有限的生产条件下，采用夹具，实现“一机多用” ，也可在大批量生产条件下将闲置或负荷不足、精度不高的普通机床变为高效、高精度的专用机床，从而充分挖掘现有机床的潜力。 减少生产准备时间，缩短新产品开发周期在机床经常采用通用、可调、成组和组合夹具，可以不必花费大量的专用夹具的设计和制造时间，因此减少了生产准备时间，这对多品种、小批量的生产方式特别适合；在新产品试制开发时采用同样的方法也能很好地减少开发试制时间；在大批量生产时也可采用这种方法。 在流水线的生产中，用于调整加工速度，平衡生产节拍在机械加工工艺过程中，如果有的工序加工时间很厂，制约其他工序的顺利进行，成为加工工艺的瓶颈时，可采用多工位或高效夹具，缩短工序加工时间，提高生产效率，使其生产节拍与其他工序协调平衡。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163966.5 选择夹具的类型选择夹具的类型选择的夹具是用于在摇臂式钻床上加工 28 孔的专用夹具。工件以 56 外圆的上端面为定位基准，在 V 形块和支承板上实现 5 点定位。采用快速螺旋夹紧机构推动 V形压头夹紧工件。6.6 确定夹具的零件确定夹具的零件如图 6-26 所示 图 6-26 夹具的结构图6.7 实体建模实体建模6.7.1 底座的设计底座的设计根据加工和设计的需要，基本确定底座的形状为长方体，长为 470mm，宽为购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396280mm，高为 30mm。模型如图 6-27 所示：主视图为： 俯视图为： 左视图为： 图 6-27 底板的三视图购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 6.7.2 钻模板和钻套的设计钻模板和钻套的设计 钻套：钻套是引导刀具的元件，用以保证孔的加工位置精度，并防止加工过程中刀具发生偏斜。钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套。钻套导向部分结构参数主要包括高度 H、孔径 D、钻套与被加工工件之间的距离h。钻套导向部分高度 H 越大，刀具导向性越好，但刀具与钻套的摩擦系数也越大，一般取H = （11.5）D，孔径小时，精度要求越高，H 取较大值。为了便于排屑，钻套下端与被加工工件间应留有适当距离 h，但是 h 值不能取得太大，否则会降低钻套对钻头的导向作用，影响加工精度。根据经验，加工钢件时，取 h = （0.71.5）D；加工铸铁件时，取 h = （0.30.4）D；大孔取较小的系数，小孔取较大的系数。为了满足加工联轴器孔 28 的要求，因此将钻套的外圆直径 D 取为 34mm，则此时，通过计算可以得，H = 3451mm，h = 23.851mm，则选取 H = 40mm，h = 30mm。钻模板：钻模板用于安装钻套，并确保钻套在钻模上的正确位置。为了减少加工时对联轴器 12 个孔进行不断换刀的时间，也为了提高加工所需要的精度，应此在钻模板上设定了 12 个孔用于对孔的加工，用以一次性将零件夹紧，通过移动刀具的位置进行效率的加工。为此钻套的图形如图 6-28 所示:主视图为： 俯视图为：购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 左视图为： 图 6-28 钻套三视图 钻模板如图 6-29 所示： 图 6-29 钻模板的主视图 钻模板和钻套组合如图 6-30 所示：购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 图 6-30 钻模板和钻套的组合虽然钻模板和钻套进行了组合，但考虑到因将钻套固定在钻模板上，所以在钻套的四个方向上添加了螺钉进行了固定。如图 6-31 所示： 图 6-31 钻套的固定 6.7.3 螺旋夹紧定位机构的设计螺旋夹紧定位机构的设计支承块的设计：考虑到底座对钻模板的支撑只有一端而导致另一端因重力而产生向下偏移的情况，影响加工精度，也为了减少钻模板一端受力过大而降低寿命的情况，应此在支承块的上端打了 2 个螺栓孔以固定和支承钻模板。为了便于观察，将支承块的模型图分为了2 部分，支承块第 1 部分如图 6-32 所示。三视图：购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 图 6-32 支承块第 1 部分上图中 1 为 V 型压头的安装位置，2 为连接钻模板的螺栓孔的位置，3 为连接底座的螺栓的位置。支承块第 2 部分三视图如图 6-33 所示： 图 6-33 支承块第 2 部分 图中的 4 表示上下部分可以分离，用于套筒的安装，上下部分的连接则是通过螺钉的连接来完成。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396于是将支承块的 1、2 部分连接起来可以得到如图 6-34 所示图形。主视图：俯视图： 图 6-34 支承板6.8 V 型压头的设计型压头的设计 V 型压头模型如图 6-35 所示： 主视图： 左视图：购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 俯视图： 图 6-35 V 型压头 V 型压头不是独立的，他和 V 型块组合形成夹具，对联轴器进行了夹紧的工作，它的动力则是来源于螺旋推进机构，因此 V 型压头是和螺旋推进机构紧密连接起的，为了方便两者之间的安装，需要对 V 型压头的内部结构进行令内的设计。 先对 A 线进行切割得到如图 6-36 所示图形： 沿 B 平面切割所得图形：购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 图 6-36图中 1 设计为倒梯形是为了防止因 2 号部件
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