从动半联轴器-课程设计

课程设计黑龙江大学机电工程学院TOC\h\z\t"1,1,1.1,2,1.1.1,3"1零件的分析 31.1零件的作用 31.2零件的工艺分析 32确定生产类型 33确定毛坯 43.1确定毛坯种类： 43.2确定锻件加工余量及形状： 43.3绘制铸件零件图（见图附录1） 54工艺规程设计 54.1选择定位基准： 64.2制定工艺路线: 64.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定: 74.3.1圆柱表面工序尺寸： 74.3.3确定圆角半径 84.3.4确定切削用量及时间定额： 85夹具设计 155.1问题的提出 155.2设计夹具 155.2.1定位基准选择 155.2.2夹具分度盘 155.2.3夹具设计装配图（A3图见附录5） 155.2.4切削力及夹紧力计算 155.2.4误差分析 166参考文献 167附录 16引言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。 鉴于个人能力限制，此设计有很多不足之处，望师长给予指导建议。1零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是从动半联轴器。联轴器是用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。1.2零件的工艺分析零件材料45钢,以下是从动半联轴器需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：柱销孔8—Φ23，柱销孔8—2×45°，8—M8螺纹孔。主轴孔Φ28，主轴孔1×45°倒角，键槽，键槽的平行度误差为0.01mm。外圆表面直径Φ28。从动半联轴器底面，顶面，Φ76与Φ194外圆2×45°倒角，主轴孔与底面的圆跳动误差为0.03mm，。由上面分析可知，应粗加工联轴器下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此联轴器零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。2确定生产类型已知此联轴器零件的生产为中批量生产，零件的质量是7.76Kg/个，查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2，可确定该从动联轴器生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备自动及专用设备为主。3确定毛坯3.1确定毛坯种类：零件材料为45钢，考虑零件在运行过程中所受冲击不大，轮廓尺寸较小，零件结构比较简单，生产类型为中批生产，故毛坯可采用模锻成型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。即外形做成台阶形，内部孔锻出。毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。3.2确定锻件加工余量及形状：钢质模锻件的机械加工余量按JB3835—85确定。确定时，根据估算的锻件质量，加工精度及锻件形状复杂系数，由表2.2—25可查得除孔外各内外表面的加工余量。孔的加工余量由表2.2—24查得。表中余量值为单面余量。锻件质量根据零件成品重量7.76kg估算为9.2kg。加工精度零件除孔以外的各表面为一般加工精度。锻件形状复杂系数S假设锻件的最大直径为，长60mm按表2.2—10，可估算形状复杂系数为级别,即简单级别。机械加工余量根据锻件重量、加工精度、复杂级别,查表2.2—25得直径方向为2.0~2.5mm，水平方向亦为2.0~2.5mm。即锻件各外径的单面余量为2.0~2.5mm，各轴向尺寸的单面余量亦为2.0~2.5mm。锻件中心孔和周围孔的单面余量按表2.2—24查得为2.0mm。表1：铸件加工余量表简图加工面代号基本尺寸加工余量说明D1282.0×2孔降一级双侧加工D2232.0×2孔降一级双侧加工D3762.0×2双侧加工D41102.0×2双侧加工D51942.0×2双侧加工T11942.5单侧加工T2762.5单侧加工T31942.5单侧加工3.3绘制铸件零件图（见图附录1）4工艺规程设计4.1选择定位基准：1粗基准的选择：以零件Φ194外圆为主要的定位粗基准，以Φ76外圆表面为辅助粗基准。2精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以Φ28孔表面为辅助的定位精基准。4.2制定工艺路线:根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《机械制造工艺设计简明手册》第20页表1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序01粗车Φ194圆下端面，以T2，Φ194外圆为粗基准，采用C620—1卧式车床加通用夹具；工序02粗车Φ76圆上端面，以T1，Φ194外圆为粗基准，采用C620—1卧式车床加通用夹具；工序03粗车Φ76外圆表面，以T1，Φ194外圆为粗基准，采用C620—1卧式车床加通用夹具；工序04粗车Φ23孔上端面，以T1，Φ194外圆为粗基准，采用C620—1卧式车床加通用夹具；工序5粗车Φ110外圆表面，以T1，Φ194外圆为粗基准，采用C620—1卧式车床加通用夹具；工序06半精车Φ110外圆表面，以T1，Φ194外圆为粗基准，采用C620—1卧式车床加通用夹具；工序07粗车Φ194外圆表面，以T1，Φ76外圆为定位基准，采用C620—1卧式车床加通用夹具；工序08半精车Φ76圆上端面，以T1，Φ194外圆为定位基准，采用C620—1卧式车床加通用夹具；工序09车Φ76和Φ194外圆表面2×45°倒角，以T1，Φ194外圆为定位基准，采用C620—1卧式车床加通用夹具；工序10半精车Φ194下端面，以T2，Φ194外圆为定位基准，采用C620—1卧式车床加通用夹具；工序11扩，铰Φ28孔，1×45°倒角，以Φ194外圆，T1为定位基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序12扩，铰8—Φ23孔，8—2×45°倒角，以Φ194外圆，Φ28孔为定位基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序13钻8—M8底孔，攻螺纹，以T1，Φ28孔为基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；工序14粗铣键槽，以Φ194外圆和零件中线为基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序15去毛刺；工序16终检。4.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定:4.3.1圆柱表面工序尺寸：前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：表2：圆柱表面工序尺寸表加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大Φ28IT8（D1）锻件4.0扩1.8IT106.31.1202.400铰2.2IT83.22.1832.264φ23IT8（D2）锻件4.0扩2.8IT106.32.1364.20铰1.2IT83.20.9801.287Φ176IT11（D3）粗车4.0IT1012.54.0014.094Φ110IT8（D4）锻件4.0粗车2.9IT106.32.1234.684半精车1.1IT83.21.1861.456Φ194IT11（D5）粗车4.0IT1012.54.3244.124平面工序尺寸：表3：平面工序尺寸表工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量最小最大锻件2.501粗车φ194圆下端面1.559.5121.03.3502粗车φ76圆上端面1.757.8121.23.4503粗车φ23孔上端面1.537.0111.03.2505半精车φ76圆上端面0.857.580.550.98007半精车φ194圆下端面1.056.080.751.0454.3.3确定圆角半径锻件的圆角半径按表2.2—22确定。本锻件的H／B小于2，故可用下式计算：外圆角半径R圆整为1mm。以上所取得圆角半径的数值能保证各表面的加工余量。4.3.4确定切削用量及时间定额：工序01粗车Φ194圆下端面，以T2，Φ194外圆为粗基准。加工条件如下工件材料：45钢,σb=170~240MPa，铸造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：粗铣Φ194圆下端面，加工余量0.8mm;机床：机床为C620—1型卧式车床；夹具：三爪自定心通用夹具；刀具：确定粗车Φ194圆下端面的切削用量所选刀具为YT5硬质合金可转位刀。根据《切削用量简明手册》第一部分表1.1，由于C620—1机床的中心高位200mm（表1.30），故选刀杆尺寸B×H=16mm×25mm,刀片厚度为4.5mm。根据表1.3，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角γ0＝12°，后角α0＝6°，主偏角Kr=90°副偏角Kr’=10°，刀倾角λs=0°，刀尖圆弧半径=0.8mm。确定切削深度由于余量仅为1.5mm，若考虑模锻斜度及公差，其最大余量为3.25mm，可在一次走刀内完成，故=1.5mm。确定进给量根据表1.4，在粗车钢料，刀杆尺寸为16mm×25mm、mm、工件直径为100~400mm时，按C620—1机床的进给量（表4.2—9），选择确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据表1.30，C620—1机床进给机构允许的进给力。根据表1,。21，当钢的=570~670MPa，mm，，，（预计）时，进给力。的修正系数为，，（表1.29—2），故实际进给力为由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选的可用。选择车刀磨钝标准及耐用度根据表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接由表中查出。现采用查表法确定切削速度。根据表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工=600~670MPa钢材，，，切削速度。切削速度修正系数，，，，（均见表1.28），故按C620—1机床的（表4.2—8），选择则实际切削速度。校验机床功率由表1.24，当，HBS=166~277，，，时，。切削功率的修正系数，，，，（表1.28），故实际切削时的功率为根据表1.30，当时，机床主轴允许功率。,故所选的切削用量可在C620—1机床上进行。最后决定的切削用量为=1.5mm，，，确定粗车端面的基本时间，式中=194mm,=0，=1.5mm,=4mm，=0，，，=1则工序02粗车Φ76圆上端面，以T1，Φ194外圆为粗基准切削用量及其计算过程同工序01。确定时间定额.，式中=76mm,=0，=1.7mm,=4mm，=0，，，=1则工序03粗车Φ23孔上端面，以T1，Φ194外圆为粗基准切削用量及其计算过程同工序01。确定时间定额.：，式中=194mm,=110mm，=1.5mm,=4mm，=0，，，=1则工序04粗车Φ76外圆表面，以T1，Φ194外圆为粗基准切削用量为=2.0mm，，，计算过程同工序01确定时间定额：式中=16mm,=0，=4mm，=0，，，=1则工序05粗车Φ110外圆表面，以T1，Φ194外圆为粗基准切削用量为=1.45mm，，，计算过程同工序01确定时间定额：式中=5mm,=0，=4mm，=0，，，=1则工序06半精车Φ110外圆表面，以T1，Φ194外圆为粗基准本工序为半精车，已知条件与粗加工工序相同。确定半精车Φ110外圆的切削用量所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀。车刀形状，刀杆尺寸及刀片厚度与粗车相同。根据表1.3，车刀几何形状为前角γ0＝12°，后角α0＝8°，主偏角Kr=90°副偏角Kr’=5°，刀倾角λs=0°，刀尖圆弧半径=0.5mm。（1）确定切削深度（2）确定进给量根据表1.6及C620—1机床进给量（表4.2—9），选择。由于是半精加工，切削力较小，故不需校核机床进给机构强度。(3)选择车刀磨钝标准及耐用度根据表1.9，选择车刀后角面最大磨损量为0.4mm，耐用度T=30min。（4）确定切削速度根据表1.10，当用YT15硬质合金刀加工钢材，，，切削速度。切削速度的修正系数为，，其余的修正系数均为1（表1.28），故按C620—1机床的转速（表4.2—8），选择则实际切削速度半精加工，机床功率也可不校验。最后决定的切削用量为，，，确定时间定额工序07粗车Φ194外圆表面，以T1，Φ76外圆为定位基准切削用量为=2.0mm，，，计算过程同工序01确定时间定额：式中=35mm,=0，=4mm，=0，，，=1则工序08半精车Φ76圆上端面，以T1，Φ194外圆为定位基准切削用量为，，，计算过程同工序06确定时间定额工序09半精车Φ194下端面，以T2，Φ194外圆为定位基准切削用量为，，，计算过程同工序06确定时间定额工序10扩，铰Φ28孔，1×45°倒角，以Φ194外圆查《切削手册》表2.10，扩孔进给量为：，并由机床使用说明书最终选定进给量为：。根据资料，切削速度，其中为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度，故：，，根据机床使用说明书选取：。基本工时：刀具：机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量为0.8～1.2mm/z,进给量取0.81mm/r，机床主轴转速取为=140r/min，则其切削速度为：。机动时切削工时，56mm，工序11扩，铰8—Φ23孔，8—2×45°倒角，以Φ194外圆，Φ28孔为定位基准查《切削手册》表2.10，扩孔进给量为：，并由机床使用说明书最终选定进给量为：。根据资料，切削速度，其中为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度，故：，，根据机床使用说明书选取：。基本工时：刀具：机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量为0.8～1.2mm/z,进给量取0.81mm/r，机床主轴转速取为=140r/min，则其切削速度为：。机动时切削工时，56mm，工序12钻8—M8底孔，攻螺纹，以T1，Φ28孔为基准（1）钻螺纹底孔mm机床：Z525立式钻床刀具：高速钢麻花钻根据《切削手册》查得，进给量为0.18～0.22mm/z,现取f=0.22mm/z，v=17m/min，则：查《简明手册》表4.2-15，取。所以实际切削速度为：计算切削基本工时：（2）攻螺纹M6机床：Z525立式钻床刀具：丝锥M8，P=1mm切削用量选为：，机床主轴转速为：，按机床使用说明书选取：，则；机动时，，计算切削基本工时：工序13粗铣键槽，以Φ194外圆和零件中线为基准切削用量所选刀具为高速钢齿三面刃铣刀。铣刀直径，宽度,齿数。根据《切削用量简明手册》第三部分表3.2选择铣刀的几何形状。由于加工钢材的在600~800MPa范围内，故选前角，后角（周齿），（端齿）。已知铣削宽度，铣削深度。机床先用X62型卧式铣床。确定每齿进给量根据表3.3，X62型卧式铣床的功率为7.5kW，工艺系统刚性为中等，查得进给量。现取。选择铣刀磨钝标准及耐用度根据表3.7，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，耐用度100min。确定切削速度和工作台每分钟进给量，根据表3,。27中公式计算：式中，，，，，，m=0.2，T=100min，，，，z=20，，根据X62型卧式铣床主轴转速（表4.2—39），选择实际切削速度工作台每分钟进给量为根据X62型铣床工作台进给量（表4.2—40），选择则实际的每齿进给量为校验机床功率根据表3.28的计算公式，铣削时的功率（单位kW）为式中，，，，，，，，，z=20，，，、X62铣床的主动电机的功率为7.5Kw,故所选切削用量可以采用。所确定的切削用量为，，，确定时间定额根据表6.2—7，三面刃铣刀铣槽的基本时间为式中，，，，，，，工序14精铣键槽，以Φ194外圆和零件中线为基准切削用量所选刀具为高速钢错齿三面刃铣刀。，，。机床亦选用X62卧式铣床。确定每齿进给量，本工序要求保证的表面粗糙度为（槽侧面），根据表3,。3，每转进给量，现取，则确定铣刀磨钝标准及耐用度根据表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.25mm，耐用度（表3.8）.确定切削速度和工作台每分钟进给量，按表3.27中公式计算，得根据X62铣床主轴转速（表4.2—39），选择实际切削速度为。工作台每分钟进给量（表4.2—40），选择则实际的每齿进给量为。确定时间定额5夹具设计5.1问题的提出本夹具主要用来钻M8螺纹底孔，共有八个该孔，跟柱销孔的中线有一定