TL5型彈性套柱銷聯(lián)軸器零件工藝規(guī)程及加工柱銷孔手動夾具設(shè)計

TL5型彈性套柱銷聯(lián)軸器零件工藝規(guī)程及加工柱銷孔手動夾具設(shè)計,tl5,彈性,套柱銷,聯(lián)軸器,零件,工藝,規(guī)程,加工,柱銷孔,手動,夾具,設(shè)計 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5號廢舊干電池自動脫殼機械設(shè)計 與三維運動學(xué)仿真 學(xué) 生：高 榕 學(xué) 號：07011039233 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化（機電方向） 班 級：07級3班 指導(dǎo)教師：何慶中 四川理工學(xué)院機械工程學(xué)院 二O一O年六月 四 川 理 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 設(shè)計（論文）題目： TL5型彈性套柱銷聯(lián)軸器零件工藝規(guī)程及加工柱銷孔 手動夾具設(shè)計 學(xué)院： 機械工程學(xué)院 專業(yè)： 機電一體化 班級： 07級1班 學(xué)號： 07162010204 學(xué)生： 黃 涌 指導(dǎo)教師： 李 志 榮 接受任務(wù)時間 2010.02.25 教研室主任 （簽名）　　院長 （簽名） 1. 畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 主要內(nèi)容：① 分析題目，查閱相關(guān)資料，完成開題報告；②分析TL5彈性套柱銷聯(lián)軸器零件工藝規(guī)程及加工柱銷孔手動夾具設(shè)計的要求，擬定加工工藝方案；③對各工序過程進行分析計算，確定并繪制所需夾具的主要零件圖、裝配圖（含被加工零件圖），并對夾具設(shè)計進行必要的分析計算；④撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 基本要求：①主要零（部）件圖2~4張；②夾具裝配圖1張；③ 畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書一份，內(nèi)容及格式符合“2010屆-機械工程學(xué)院畢業(yè)環(huán)節(jié)實施細則”中的相關(guān)要求。 2．指定查閱的主要參考文獻及說明 [1] 路永明 主編 機械設(shè)計手冊 石油大學(xué)版社，1990 [2] 張捷 主編 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)，西南交通大學(xué)出版社，2007 [3] 楊明忠等 主編 機械設(shè)計 武漢理工大學(xué)出版社，2001 [4] 邱軒懷 主編 機械設(shè)計（第四版） 高等教育出版社，1997 [5] 吳宗澤 主編 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊（超星圖書） [6] 蔡春源 主編 新編機械設(shè)計手冊 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 1993 3．進度安排 設(shè)計（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 分析題目，查閱相關(guān)資料，完成開題報告 2010.03．1－2010.03.10 2 分析零件工藝要求，擬定工藝方案和夾具方案 2010.03.11－2010.03.31 3 對夾具進行結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算，并繪制主要零件圖、裝配圖 2010.04.01－2010.05.05 4 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書 2010.05.06－2010.06.06 5 畢業(yè)設(shè)計（論文）的修改、答辯的準備 2010.06.07－2010.06.15 四 川 理 工 學(xué) 院 專 業(yè) 機 械 加 工 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 型 號 TL5 零（部）件圖號 共 1 頁 機電一體化071班 黃涌 產(chǎn) 品 名 稱 聯(lián)軸器 零（部）件名稱 聯(lián)軸器體 第 1 頁 車 間 工 序 號 工 序 名 稱 材 料 牌 號 金 工 210 鍵槽的加工 ZG310 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄 件 Φ62×45、Φ136×44 1 1 設(shè) 備 名 稱 設(shè) 備 型 號 設(shè) 備 編 號 同時加工件數(shù) 插 床 B5020 1 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 工位器具編號 工位器具名稱 插鍵槽專用夾具 冷 卻 液 工 序 工 時 準 終 乳化液 單 件 工 步 號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)/分） 切削速度（米/分） 走刀量（毫米/齒） 吃刀深度（毫米） 走刀次數(shù) 工 時 定 額 機 動 輔 助 1 鍵槽的加工 插鍵槽專用夾具、游標卡尺 120 2.58 0.4 0.7 5 1.82 0.32 描 圖 描 校 底圖號 編 制 日 期 審核期 會簽日期 班 級 姓名 姓名 裝訂號 機電一體化071班 黃涌 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 摘 要 分析了TL5彈性套柱銷聯(lián)軸器加工工藝過程，提出在制定工件加工工藝時，要全面考慮影響加工工藝的因素，確定工藝方案時，首先是要保證加工品質(zhì)，其次則應(yīng)兼顧經(jīng)濟性?？s短輔助加工時間，降低勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率以降低生產(chǎn)成本是機械加工中面臨的主要問題，而生產(chǎn)中夾具的設(shè)計是實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵。文章介紹了聯(lián)軸器孔加工工序的專用夾具的設(shè)計，該夾具的投入使用大大縮短了產(chǎn)品的加工時間，降低了勞動強度，提高了設(shè)備效率。 關(guān)鍵字：聯(lián)軸器，加工工藝，孔加工，夾具。 Abstract 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. II 四川理工學(xué)院 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 TL5 零件圖號 產(chǎn)品名稱 聯(lián)軸器 零件名稱 聯(lián)軸器左、右零件 共 2 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 ZG310 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 Φ62×44、Φ72×22、Φ136×23 和Φ62×45、Φ136×44 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時（min） 準終 單件 10 鑄造 備料 金屬型鑄造 鑄 20 鍛造 去內(nèi)應(yīng)力 鑄 30 熱處理 正火 熱 40 車 粗車136外圓 金工 CA6140 三爪卡盤 50 車 粗車72外圓 金工 CA6140 三爪卡盤 60 車 粗車131.2外圓下端面 金工 CA6140 三爪卡盤 70 車 粗、半精車131.2外圓上端面 金工 CA6140 三爪卡盤 80 車 粗車62外圓 金工 CA6140 三爪卡盤 90 車 粗、半精車剩余外圓及端面 金工 CA6140 三爪卡盤 100 車 精車加工 金工 CA6140 三爪卡盤 110 擴 擴24孔并鉸孔 金工 Z525 專用夾具 120 鉆、鉸 柱銷孔加工 金工 Z525 專用夾具 130 插 鍵槽加工 金工 B5020 插鍵槽專用夾具 140 車 粗車136外圓 金工 CA6140 三爪卡盤 150 車 粗車131.2外圓下端面 金工 CA6140 三爪卡盤 160 車 粗車62外圓 金工 CA6140 插鍵槽專用夾具 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 四川理工學(xué)院 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 TL5 零件圖號 產(chǎn)品名稱 聯(lián)軸器 零件名稱 聯(lián)軸器左、右零件 共 2 頁 第 2 頁 材 料 牌 號 ZG310 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 Φ62×44、Φ72×22、Φ136×23 和Φ62×45、Φ136×44 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 170 車 粗、半精車131.2和57.2外圓上端面 金工 CA6140 三爪卡盤 180 車 精車加工 金工 CA6140 三爪卡盤 190 擴 擴29孔并鉸孔 金工 Z525 專用夾具 200 擴、鉸 柱銷孔加工 金工 Z525 專用夾具 210 插 鍵槽的加工 金工 B5020 插鍵槽專用夾具 220 裝 裝配 230 檢 終檢 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 前 言 彈性套柱銷聯(lián)軸器是利用一端套有彈性套(橡膠材料)的柱銷,裝在兩半聯(lián)軸器凸緣 孔中,以實現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的聯(lián)接，其功能是：連接兩軸共同回轉(zhuǎn)以傳遞轉(zhuǎn)矩和運動、補 償所連兩軸相對位移和改善系統(tǒng)傳遞動力學(xué)特性。彈性套柱銷聯(lián)軸器曾經(jīng)是我國應(yīng)用 最廣泛的聯(lián)軸器,早在 20 世紀 50 年代末期即已制訂為機械部標準, JB08 — 60 彈 性圈柱銷聯(lián)軸器,是我國第一個部標準聯(lián)軸器。 彈性套柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)比較簡單,制造容易,不用潤滑,不需要與金屬硫化粘結(jié),更 換彈性套方便,不用移動半聯(lián)軸器,具有一定補償兩軸相對偏移和減振緩沖性能。彈性 套工作是受壓縮變形,由于彈性套的厚度較薄,體積小,彈性變形有限,所以,彈性套柱銷 聯(lián)軸器雖可補償軸線位移和彈性,但軸線位移許用補償量較少,彈性較弱。彈性套柱銷 聯(lián)軸器是依靠柱銷組的鎖緊力而產(chǎn)生于接觸面的摩擦力矩,并壓縮橡膠彈性套來傳遞轉(zhuǎn) 矩。適用于安裝底座剛性好、對中精度較高、沖擊載荷不大、對減振要求不高的中小 功率軸系傳動。 隨著科學(xué)技術(shù)的進步和生產(chǎn)的發(fā)展，機械產(chǎn)品的種類日益增多，對其使用性能的 要求也不斷提高。為了適應(yīng)各種不同工況的需要，要求有各種不同特性的聯(lián)軸器，以 獲得預(yù)期的使用效果。近些年來，我國在聯(lián)軸器的研制、學(xué)術(shù)探討和標準化工作方面 均有較大進展，但與先進國家相比尚有一定差距，主要是缺少自主開發(fā)的產(chǎn)品、缺乏 動力特性試驗數(shù)據(jù)。 機床夾具是機械制造過程中最常用的一種工藝裝備。在機械制造過程中，它裝在 機床上，使工件相對刀具與機床保待正確的位置，并能承受切削力。機床夾具的主要 作用是保證加工精度、提高勞動生產(chǎn)率、擴大機床的使用范圍和保證生產(chǎn)安全，因此， 機床夾具在機械制造中占有很重要的地位。 在夾具設(shè)計過程中，三維建模圖形文件的調(diào)用快捷、方便，虛擬裝配過程簡潔、 明了，有利于提高設(shè)計效率，減少設(shè)計錯誤。 夾具的設(shè)計采用三維模型，不僅直觀、減輕設(shè)計勞動，還可以借助動畫檢查各零 件間有無干涉，提高設(shè)計質(zhì)量;模擬加工過程中夾具裝卸工件、夾緊工件、翻轉(zhuǎn)鉆模板 等各種動作，提高設(shè)計的可行性。 減少了標準件的參數(shù)查找和繪圖工作，有利于提高設(shè)計效率和質(zhì)量。 第 1 章 材料的選擇 2 第 1 章 材料的選擇 1.1 材料 選用 45 鋼，4 5 號 鋼 廣 泛 用 于 機 械 制 造 ， 這 種 鋼 的 機 械 性 能 很 好 。 但 是 這 是 一 種 中 碳 鋼 ， 淬 火 性 能 并 不 好 ， 45 號 鋼 可 以 淬 硬 至 HRC42~46。 所 以 如 果 需 要 表 面 硬 度 ， 又 希 望 發(fā) 揮 45＃ 鋼 優(yōu) 越 的 機 械 性 能 ， 常 將 45＃ 鋼 表 面 滲 碳 淬 火 ， 這 樣 就 能 得 到 需 要 的 表 面 硬 度 。 45 鋼 為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度不高易切削加工，模具中常用 來做模板，導(dǎo)柱等，但須熱處理。通過調(diào)質(zhì)件淬火后得到硬度為 HRC56-59,雖然截面大 的可能性低，但不能低于 HR 出 8.使其獲得強度、塑性、韌性都比較好的綜合機械性能。 1.2 材料性能 材料牌號: 45 材料名稱: 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 標 準 號: GB699-88 試樣尺寸: 25 試樣狀態(tài): 退火鋼 抗拉強度: ≥600 (MPa) 屈服強度: ≥355 (MPa) 延 長 率: ≥16% 斷面收縮率: ≥40% 布氏硬度: ≤197 (Hblack eye 化學(xué)成分: 材料化學(xué)成分組成 元素 比例(%) 碳 C : 0.42～0.50 鉻 Cr ; ≤0.25 錳 Mn ; 0.50～0.80 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 鎳 Ni ; ≤0.25 磷 P ; ≤0.035 硫 S ; ≤0.035 硅 Si ; 0.17～0.37 特性及應(yīng)用: 未熱處理時：HB≤229 熱處理：正火 沖擊功：Aku≥39J 強度較高，塑性和韌性尚好，用于制作承受負荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較小 的大型正火零件，以及對心部強度要求不高的表面淬火零件，如曲軸、傳動軸、齒輪、 蝸桿、鍵、銷等。水淬時有形成裂紋的傾向，形狀復(fù)雜的零件應(yīng)在熱水或油中淬火， 焊接性差。 第 2 章 毛坯的選擇 毛坯是根據(jù)零件所要求的形狀、尺寸等制成的供進一步加工用的生產(chǎn)對象。毛坯 的種類、形狀、尺寸及精度對機械加工工藝工程、產(chǎn)品質(zhì)量、材料消耗和生產(chǎn)成本有 著直接的影響。 2.1 確定毛坯種類 機械零件常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、型材、焊接件、沖壓件以及粉末冶金件 和工程塑料件等。選用時應(yīng)該考慮下列因素： ① 零件的材料及其機械性能。零件的材料大致確定了毛坯的種類。例如，鑄鐵 第 1 章 材料的選擇 4 和青銅零件用鑄造毛坯；鋼質(zhì)零件當形狀不復(fù)雜且機械性能要求不高時常用型材，機 械性 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 能要求高時宜用鍛件。 ② 零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸。例如，階梯軸零件各臺階直徑相差不大時可用 棒料，相差大時宜用鍛件；外形尺寸大的零件一般用自由鍛件或砂型鑄造毛坯，中小 型零件可用模鍛件或特種鑄造毛坯。 ③ 生產(chǎn)類型。大批量生產(chǎn)時應(yīng)采用精度和生產(chǎn)率都較高的毛坯制造方法。鑄件 應(yīng)采用金屬型鑄造，鍛件應(yīng)采用模鍛或精密鍛造；單件小批生產(chǎn)則應(yīng)采用手工鑄造或 自由鍛造。 ④ 毛坯車間的生產(chǎn)條件。必須結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)條件來確定毛坯。 ⑤ 利用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性。例如，采用精密鑄造、精鍛、冷軋、 冷擠壓、粉末冶金、異型鋼材及工程塑料等。 2.2 確定毛坯的形狀 為了減少機械加工工作量和節(jié)約金屬材料，毛坯應(yīng)盡可能接近零件形狀。最終確 定的毛坯形狀除了取決于零件形狀、各加工表面總余量和毛坯種類，還應(yīng)考慮： ① 是否需要制出工藝凸臺以利于工件的裝夾。 ① 是一個零件制成一個毛坯還是多個零件各制成一個毛坯。 ① 哪些表面不要求制成（如孔、槽、凹坑等） 。 ① 鑄件分型面、撥模斜度及鑄造圓角；鍛件敷、分模面、模鍛斜度及圓角半徑 等。 根據(jù)《新編機械設(shè)計手冊》 ，主編：路永明?？梢圆楸淼玫讲糠謹?shù)據(jù)，確定 TL5 彈性套柱銷聯(lián)軸器的數(shù)據(jù)，從而作出聯(lián)軸器的圖形。 TL5 彈性套柱銷聯(lián)軸器： 公稱扭矩： 125 N·M 許用轉(zhuǎn)速（鋼）： 4600r/min 軸孔直徑： d1=30mm，d 2=35mm，d z =35mm 軸孔長度 J1 型： L1=60mm，L=82 mm，D=130 mm，D 1*=90 mm，D 2*=56 mm，d 3*=14 mm，d 4*=28 mm，b *=38 mm，b 1*=17 mm，S *=5 mm，A=45 mm，n *=6 第 2 章 毛坯的選擇 6 mm。 標記示例： TL5 聯(lián)軸器 J130×50/J235×50 GB/T 4323—1984 主動端：J 1 型軸孔、A 型鍵槽，d=30mm，L=50mm； 從動端：J 1 型軸孔、A 型鍵槽，d=35mm，L=50mm。 本聯(lián)軸器具有一定補償兩軸線相對偏移和減振緩沖能力，適用于安裝底座剛性好， 沖擊載荷不大的中、小功率軸系傳動，可用于經(jīng)常正反轉(zhuǎn)、起動頻繁的場合，工作溫 度為—20～+70℃。 由此，確定設(shè)計加工聯(lián)軸器的左、右部分的圖像如下 2-1 和圖 2-2 所示： 圖 2-1 左半聯(lián)軸器 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 圖 2-2 右半聯(lián)軸器 2.3 加工余量的確定 加工余量的大小應(yīng)按加工要求來確定，余量過大會浪費原材料和加工工時，增大 機床和刀具的負荷；余量過小則不能修正前一道工序的誤差和去掉前一道工序留下來 的表面缺陷，造成局部表面切不到而影響加工質(zhì)量，甚至造成廢品。為了合理確定加 工余量， 首先要明白影響最小余量的各項因素。影響加工余量的主要因素有： ① 前道工序加工后的表面上有微觀的表面粗糙度 Ra 和表面缺陷層 Da，如圖 2-3 所示。在本工序加工時要去除的這部分厚度是指表面粗糙層、表面缺陷層（鑄 件的冷硬層、氣孔、夾渣層、鍛件和熱處理的氧化皮、脫碳層、表面裂紋或其 它破壞層）和切削加工后的殘余應(yīng)力層等。它的大小與所采用的加工方法有關(guān)。 ② 前道工序的表面尺寸公差 Ta。右于前道工序加工后，表面存在尺寸誤差和形 狀誤差，如圖 2-4 所示，這些誤差的總和一般不超過前道工序的尺寸公差 Ta。所以當考慮加工一批零件時，為了糾正這些誤差，本工序的加工余量在不 考慮其他誤差的存在時，不應(yīng)小于 Ta。Ta 的數(shù)值可從工藝手冊中按加工方法 的經(jīng)濟加工精度查得。 第 2 章 毛坯的選擇 8 圖 2-3 表面粗糙度和缺陷層 圖 2-4 前道工序留下的形狀誤差的影響 ③ 前道工序的各表面間相互的空間誤差 ρa，如直線度、同軸度、垂直度誤差等。 前道工序加工后，還留下表面位置尺寸誤差和表面間的相互位置誤差，如圖 2-5 所示的軸。由于前道工序軸線有直線度偏差 δ，本工序加工余量需要增加 2δ 才能保證該軸在加工后無彎曲。ρa 的數(shù)值需要結(jié)合實際情況通過計算或 實驗統(tǒng)計求得。 ④ 本工序加工時的安裝誤差 ε b。安裝誤差包括定位誤差和加緊誤差。如圖 2-6 所示用三爪卡盤加緊工件外圓來磨內(nèi)孔時，由于三爪卡盤本身定位不準確，使 工件中心和機床主軸回轉(zhuǎn)中心偏移了一個 e 值，為了加工出內(nèi)孔就需使磨削余 量增大 2e 值。 圖 2-5 軸的彎曲對加工余量的影響 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 圖 2-6 三爪卡盤的安裝誤差 定位誤差可按定位方法進行計算，加緊誤差可根據(jù)有關(guān)資料查得。由于 ρa 和 ε b 在空間可有不同的方向，因此他們的合成應(yīng)為矢量和。 綜上所述，可得出加工余量的計算公式： 對于單邊余量 Zb = Ta + (Ra + Da) + |ρa + ε b| 對于雙邊余量 2Zb = Ta + 2(Ra + Da) + 2|ρa + ε b| 以上是兩個基本計算式,在應(yīng)用時需要根據(jù)具體情況進行修正。 為了防止工序余量不夠而產(chǎn)生廢品，所估余量一般偏大，對毛坯總量余量必須保證切 除 毛坯制造時的缺陷，如鑄造毛坯是有氧化層、脫碳層、高低不平、氣孔和裂紋的深度 等。鑄鋼件毛坯缺陷頂面為 2～7mm，底面和側(cè)面為 2～4mm。 2.4 繪制毛坯—零件綜合圖 第 2 章 毛坯的選擇 10 1. 左聯(lián)軸器毛坯圖： 詳細標注可以參考零件圖。 2．右聯(lián)軸器毛坯圖： 詳細標注可以參考零件圖。 毛坯由鑄鋼件組成，影響其鑄鋼件質(zhì)量的因素很多： 第一、 鑄件的設(shè)計工藝性。進行設(shè)計時，除了要根據(jù)工作條件和金屬材料性能來確定 鑄件幾何形狀、尺寸大小外，還必須從鑄造合金和鑄造工藝特性的角度來考慮 設(shè)計的合理性，即明顯的尺寸效應(yīng)和凝固、收縮、應(yīng)力等問題，以避免或減少 對鑄鐵件的成分偏析、變形、開裂等缺陷的產(chǎn)生。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 第二、 要有合理的鑄造工藝。即根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)、重量和尺寸大小，鑄造合金特 性和生產(chǎn)條件，選擇合適的分型面和造型、造芯方法，合理設(shè)置鑄造筋、冷鐵、 冒口和澆注系統(tǒng)等。以保證獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。 第三、 是鑄造用原材料的質(zhì)量。金屬爐料、耐火材料、燃料、熔劑、變質(zhì)劑以 及鑄造砂、型砂粘結(jié)劑、涂料等材料的質(zhì)量不合標準，會使鑄件產(chǎn)生氣孔、針 孔、夾渣、粘砂等缺陷，影響鑄鐵件外觀質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量，嚴重時會使鑄件報 廢。 第四、 是工藝操作，要制定合理的工藝操作規(guī)程，提高工人的技術(shù)水平，使工 藝規(guī)程得到正確實施。 第 3 章 加工工序 3.1 對左聯(lián)軸器毛坯的加工 ① 首先選用普通車床對毛坯進行外圓的車削，用三角卡盤夾住左聯(lián)軸器毛坯 Φ62 的外圓部分，然后選擇 90 度外圓車刀對 Φ136 的外圓進行車削，加工余量為： 2Zb = da – db = 136 – 130 = 6mm Zb = 3mm 車削為粗車，得到加工精度要求為 IT12、粗糙度 Ra 為 50um 的零件表面。得到如 第 3 章 加工工序 12 圖 3-7 所示零件： 圖 3-7 ② 接著，用同樣的方法，選擇 90 度外圓車刀對 Φ72 的外圓進行車削，加工余量 為 3mm，車削為粗車，得到加工精度要求為 IT12、粗糙度 Ra 為 50um 的零件表面。得 到如圖 3-8 所示零件： 圖 3-8 ③ 選擇 45°左偏角端面車刀對左聯(lián)軸器 Φ130 外圓的下端面進行端面車削，粗 加工余量為 3mm，保證端面的平整。得到加工精度要求為 IT12、粗糙度 Ra 為 20um 的 表面。得到如圖 3-9 所示零件： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 圖 3-9 ④ 選擇 45°右偏角端面車刀對左聯(lián)軸器 Φ130 外圓的上端面進行端面車削，粗 加工余量為 3mm，保證端面的平整且上下端面的寬度為 17mm。得到加工精度要求為 IT12、粗糙度 Ra 為 50um 的表面。 然后，對左聯(lián)軸器 Φ130 外圓的上端面進行半精車的加工，得到加工精度要求為 IT10、粗糙度 Ra 為 6.3um 的平整端面。 零件所示如圖 3-10： 圖 3-10 ⑤ 將毛坯取下車床并交換位置，使三角卡盤夾住左聯(lián)軸器的 Φ130 外圓部分，使 用車刀對毛坯 Φ62 的外圓進行外圓車削，加工余量為 3mm，進行粗加工，得到加工精 度要求為 IT12、粗糙度 Ra 為 50um 的外圓表面。零件所示如圖 3-11： 圖 3-11 ⑥ 選擇 45°左偏角端面車刀對左聯(lián)軸器 Φ66 外圓的上端面進行端面車削，粗加 工 第 3 章 加工工序 14 余量為 3mm，保證端面的平整且上下端面的寬度為 22mm。得到加工精度要求為 IT12、 粗 糙度 Ra 為 50um 的表面。 接著用同樣的方法，對左聯(lián)軸器 Φ56 外圓的上端面進行端面車削，粗加工余量為 4mm，保證端面的平整且上下端面的寬度為 43mm。得到加工精度要求為 IT12、粗糙度 Ra 為 50um 的表面。 然后，對左聯(lián)軸器 Φ66 外圓的上端面和 Φ56 外圓的上端面進行半精加工，得到 加工精度為 IT10、粗糙度 Ra 為 6.3um 的平整端面。 如圖 3-12 所示： 圖 3-12 ⑦ 左聯(lián)軸器的各外圓部分都進行了初步的粗加工，為了達到審美和感觀的效果， 提高光澤，需要對外圓表面進行半精加工和精加工的過程，以達到生產(chǎn)和銷售的需要。 半精車得到加工精度為 IT10、粗糙度 Ra 為 12.5um 的表面， 精車得到加工精度為 IT7、粗糙度 Ra 為 3.2um 的表面。 ⑧ 選擇搖臂轉(zhuǎn)床對左聯(lián)軸器進行擴孔和鉸孔的加工，以 Φ130 孔的下端面為基準， 對 Φ24 的孔進行擴孔的加工，加工余量為 3mm，選用套式擴孔鉆對 Φ24 的孔做進一步 加工，以擴大孔徑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軸線 誤差，此時擴孔的精度為 IT9、粗糙度 Ra 為 20um。 接著對所擴孔進行鉸孔的加工，換為套式機用鉸刀，以 Φ130 孔的下端面為基準， 對聯(lián)軸器中心孔進行鉸孔，鉸孔精度為 IT6、粗糙度 Ra 為 3.2um，保證垂直度誤差不 超過 0.05mm。得到如圖 3-13 所示的零件： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 圖 3-13 ⑨ 在左聯(lián)軸器中心孔外圈，即 Φ130 外圓由圖可知由 8 個形狀大小一樣的小圓錐 孔組成，且這 8 個圓錐孔上端面的直徑為 Φ10mm，下端面的直徑為 Φ14.5mm，為了方 便鉆孔的加工和錐形孔的形成，應(yīng)從較大端面開始經(jīng)過鉆孔和鉸孔的加工過程。 首先，以 Φ130 外圓的圓點為圓心，以 45mm 為半徑，在 Φ130 外圓的下端面用畫 針作好一個圓，并將該圓 8 等分，用畫針做好記號，作為 8 個圓錐孔的圓心。然后， 將 Φ56 圓的上端面為基準面，將左聯(lián)軸器毛坯倒置放置，用夾具將其加緊固定，選用 合適的麻花鉆分別對 8 個圓心進行鉆孔，鉆孔直徑為 10mm，接著用錐形的鉸刀分別對 8 個鉆孔進行鉸孔的加工處理，以達到加工出錐形孔和進行精加工的目的。 此時獲得鉸孔精度為 IT6、粗糙度 Ra 為 3.2um 的圓錐孔，加工零件如圖 3-14 所 示。 圖 3-14 ⑩ 對左聯(lián)軸器的加工還需要進行鍵槽的考慮，為了滿足需要，根據(jù)《機械設(shè)計課 程設(shè)計手冊》 ，吳宗澤 主編，可以查表得到鍵槽的參考數(shù)據(jù)，鍵槽深度軸 t 公稱尺 寸為 5mm，極限上偏差為+0.2mm，下偏差為 0mm，t1 的公稱尺寸為 3.3mm，極限上偏差 為+0.2mm，下偏差為 0mm。 選用插床對左聯(lián)軸器進行鍵槽的加工，鍵槽寬度為 10mm，長度為 60mm，標注如圖 第 3 章 加工工序 16 3-15 所示： 圖 3-15 3.2 對右聯(lián)軸器毛坯的加工 對于右聯(lián)軸器，從圖形外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)來觀察，兩部分的構(gòu)造結(jié)構(gòu)大體相同，只 是從外部外圓臺階上有了點差異，其工作性能和表面粗糙度的要求也是大體一致。 對于右聯(lián)軸器毛坯，因為選用的是鑄鋼件，在其 Φ136 的大圓部分有著形狀相同 的 8 個圓柱孔，根據(jù)零件圖需要，可以看出該 8 個圓柱孔的實際直徑為 Φ28mm，孔的 高度 為 38mm。如果說是對這 8 個孔，鑄鋼件 Φ136 外圓部分采用的是實心體結(jié)構(gòu)，則加工 將會用鉆孔的方法進行起始的加工處理，則是不符合加工經(jīng)濟要求，因為這樣的加工 大大減少了材料和能源的消耗，并不符合環(huán)境保護要求，并降低了生產(chǎn)效率和提高了 生產(chǎn)的成本。 為此，對于右聯(lián)軸器毛坯的確定，應(yīng)在 Φ136 外圓部分在鑄造的時候，保留那 8 個孔的準確位置，其孔的直徑選為 Φ22m。 同時對這 8 個孔的加工位置確定也是非常重要的，即要準確的確定好這 8 個孔每 個孔的中心線位置。因為聯(lián)軸器左、右部分并不是獨立的，他們是一個整體，對工作 起著重要作用，因此必須保證左、右聯(lián)軸器兩部分的 8 個孔的中心線相對穩(wěn)和。否則， 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 17 因偏心后產(chǎn)生附加交變載荷對減速機造成振動大、噪聲大、發(fā)熱高、對電機造成軸瓦 發(fā)熱，以致影響二者壽命，而且這種加工方法使每套聯(lián)軸器間也無互換性，為以后更 換聯(lián)軸器 帶來了很大麻煩。 因此對于右聯(lián)軸器的加工，我們可以參考左聯(lián)軸器的加工方法，具體工序如下： ① 首先選用普通車床對毛坯先進行外圓的車削，用三角卡盤夾住右聯(lián)軸器毛坯 Φ62 的外圓部分，用頂針頂著 Φ136 外圓的下端面，保證右聯(lián)軸器中心孔中心線與水 平線的平行，以提高生產(chǎn)質(zhì)量。然后選擇 90°外圓車刀對 Φ136 的外圓進行車削，加 工余量為： 2Zb = da – db = 136 – 130 = 6mm Zb = 3mm 初次車削為粗車加工，為的是除去鑄鋼件鑄造出時自身表面的氧化層、脫碳層、 高低不平、氣孔和裂紋的深度等。得到加工精度要求為 IT12、粗糙度 Ra 為 50um 的零 件表面。 得到如圖 3-16 示零件： 圖 3-16 ② 同樣選擇普通車床對右聯(lián)軸器進行切端面的加工。選擇 45°左偏角端面車刀 對右聯(lián)軸器 Φ130 外圓的下端面進行端面車削，粗加工余量為 3mm，保證端面的平整。 因該端面是左、 右聯(lián)軸器相對的端面，對工作的影響也不大，而且隱藏于兩端面之間， 所以對該端面的加工精度要求也不是很高，因此選擇該端面的加工精度要求為 IT12、 粗糙度 Ra 為 20um。 得到如圖 3-17 所示零件： 第 3 章 加工工序 18 圖 3-17 ③ 將加工毛坯取下車床并交換上下端面位置，使用三角卡盤夾住右聯(lián)軸器的 Φ130 外圓部分，使用圓頭車刀對毛坯 Φ62 的外圓進行外圓車削，加工余量為 3mm， 進行粗加工，得到加工精度要求為 IT12、粗糙度 Ra 為 50um 的外圓表面。零件所示如 圖 3-18： 圖 3-18 ④ 選擇 45°左偏圓弧車刀對右聯(lián)軸器 Φ130 外圓的上端面進行端面車削，粗加 工余量為 3mm，保證端面的平整且上下端面的寬度為 38mm，并對 Φ130 和 Φ56 外圓的 交界處進行倒圓，使其倒圓直徑為 4mm。所得端面的加工精度要求為 IT12、粗糙度 Ra 為 50um，但根據(jù)零件圖紙的需要，應(yīng)對該端面進行半精加工的操作，加工精度要求為 IT10、粗糙 度 Ra 為 6.3um。 接著用同樣的方法，選擇 45°左偏角端面車刀對右聯(lián)軸器 Φ56 外圓的上端面進 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 行端面車削，粗加工余量為 4mm，保證端面的平整且上下端面的寬度為 44mm。得到加 工精度要求為 IT12、粗糙度 Ra 為 50um 的表面。 然后，對右聯(lián)軸器 Φ56 外圓的上端面進行半精加工，得到加工精度為 IT10、粗 糙度 Ra 為 6.3um 的平整端面。 如圖 3-19 所示： 圖 3-19 ⑤ 右聯(lián)軸器的各外圓部分都進行了初步的粗加工，為了達到審美和感觀的效果， 提高光澤，需要對外圓表面進行半精加工和精加工的過程，以達到生產(chǎn)和銷售的需要。 半精車得到加工精度為 IT10、粗糙度 Ra 為 12.5um 的表面， 精車得到加工精度為 IT7、粗糙度 Ra 為 3.2um 的表面。 ⑥ 選擇搖臂轉(zhuǎn)床對右聯(lián)軸器進行擴孔和鉸孔的加工，以 Φ130 孔的下端面為基準， 對 Φ29 的孔進行擴孔的加工，加工余量為 3mm，選用套式擴孔鉆對 Φ29 的孔做進一步 加工，以擴大孔徑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軸線 誤差，此時擴孔的精度為 IT9、粗糙度 Ra 為 20um。 接著對所擴孔進行鉸孔的加工，換為套式機用鉸刀，以 Φ130 孔的下端面為基準， 對聯(lián)軸器中心孔進行鉸孔，鉸孔精度為 IT6、粗糙度 Ra 為 3.2um，保證垂直度誤差不 超過 0.05mm。得到如圖 3-20 所示的零件： 第 3 章 加工工序 20 圖 3-20 ⑦ 在右聯(lián)軸器中心孔外圈，即 Φ130 外圓由圖可知由 8 個形狀大小一樣的小圓柱 孔組成，且這 8 個圓柱孔上、下端面的直徑為 Φ28mm，在之前也介紹了該 8 個孔的確 定 情況，應(yīng)依次采取擴孔和鉸孔的加工方法。 首先，將 Φ56 圓的上端面為基準面，將右聯(lián)軸器毛坯倒置放置，用夾具將其加緊 固定，選用合適的套式擴孔鉆分別對 8 個圓心進行擴孔加工，擴孔直徑為 28mm，擴孔 所得精度為 IT9、粗糙度為 20um。 接著用帶柄的套式鉸刀分別對 8 個孔進行鉸孔的加工處理，以達到精加工的目的。 此時獲得鉸孔精度為 IT6、粗糙度 Ra 為 3.2um，加工零件如圖 3-21 所示。 圖 3-21 ⑧ 對右聯(lián)軸器的加工還需要進行鍵槽的考慮，為了滿足需要，根據(jù)《機械設(shè)計課 程設(shè)計手冊》 ，吳宗澤 主編，可以查表得到鍵槽的參考數(shù)據(jù)，鍵槽深度軸 t 公稱尺 寸為 5mm，極限上偏差為+0.2mm，下偏差為 0mm，t1 的公稱尺寸為 3.3mm，極限上偏差 為+0.2mm，下偏差為 0mm。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 21 選用插床對右聯(lián)軸器進行鍵槽的加工，鍵槽寬度為 10mm，長度為 82mm，標注如圖 3-22 所示： 圖 3-22 第 4 章 聯(lián)軸器的安裝零件 彈 性 柱 銷 聯(lián) 軸 器 具 有 較 大 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 合 理 ,維 修 方 便 、 兩 面 對 稱 可 互 換 ,壽 命 長 ,允 許 較 大 的 軸 向 竄 動 ,具 有 緩 沖 、 減 震 、 耐 磨 等 性 能 。 其 結(jié) 構(gòu) 是 由 左 、 右 半 聯(lián) 軸 器 ， 螺 母 ， 墊 圈 ， 擋 圈 ， 彈 性 套 ， 柱 銷 組 成 的 。 因 此 對 各 零 件 的 選 擇 可 以 由 周 明 衡 主 編 《 機械傳動基礎(chǔ)部件標準,聯(lián)軸器手冊》 和 吳 宗 澤 主 編 《 機 械 設(shè) 計 課 程 設(shè) 計 手 冊 》 參 考 相 關(guān) 數(shù) 據(jù) 可 得 聯(lián) 軸 器 各 安 裝 零 件 的 選 擇 。 4.1 螺 母 的 選 擇 根 據(jù) 吳 宗 澤 主 編 《 機 械 設(shè) 計 課 程 設(shè) 計 手 冊 》 ， 可 知 ： 第 3 章 加工工序 22 允 許 制 造 型 式 （ GB/T 6170） 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 23 I 型 六 角 螺 母 （ GB/T 6170—2000 摘 錄 ） 螺 紋 規(guī) 格 ： D = M12， 性 能 等 級 為 04 級 ， 不 經(jīng) 表 面 處 理 。 相 關(guān) 參 數(shù) ： damax = 13mm dwmin = 16.6mm emin = 20.03mm Smax 18mm cmax = 0.6mm mmax（ 六 角 螺 母 ） = 10.8mm 技術(shù)條件：螺紋公差為 6H。 4.2 鍵的選擇 根 據(jù) 吳 宗 澤 主 編 《 機 械 設(shè) 計 課 程 設(shè) 計 手 冊 》 可 知 ： 因左、右聯(lián)軸器中心孔的公稱直徑分別為 Φ30mm 和 Φ35mm，所以按照手冊所給 數(shù) 據(jù)要求，所選鍵的公稱尺寸為 b×h，即 10×8，則 b = 10mm，h = 8mm。 鍵尺寸的極限偏差 b 為 h8，h 為 h11，L 為 h14。 鍵材料的抗拉強度應(yīng)不小于 590MPa。 A 型鍵 4.3 彈性套、擋圈、柱銷的選擇 根據(jù)周 明 衡 主 編 《 機械傳動基礎(chǔ)部件標準,聯(lián)軸器手冊》 可 知 ： 彈 性 套 、 擋 圈 、 柱 銷 的 型 式 和 主 要 尺 寸 應(yīng) 符 合 圖 4-23、 4-24、 4-25 和 表 4- 1 的 規(guī) 定 。 第 4 章 聯(lián)軸器的安裝零件 24 圖 4-23 彈 性 套 圖 4-24 擋 圈 圖 4-25 柱 銷 表 4-1 彈性套、擋圈、柱銷尺寸表（GB 4323—84） 彈性套 擋 圈 柱 銷型 號 d5 d6 L1 d7 S d8 L2 M TL5 26 14 28 20 5 14.5 72 M12 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 25 4.4 聯(lián)軸器的許用補償量 使用時被聯(lián)接兩軸容許相對偏移量不得大于表 4-2 的規(guī)定。 表 4-2 許用補償量 聯(lián)軸器型號許用補償量 TL5 徑向△y mm 0.3 角向△a 1°30′ 第 5 章 技術(shù)要求 5.1 聯(lián)軸器零件材料 聯(lián)軸器零件材料應(yīng)符合表 5-1 的規(guī)定。 表 5-1 聯(lián)軸器零件名稱及材料 零件名稱 材料 備注 鑄鋼 ZG35Ⅱ GB 979—67《碳素鋼鑄件 分類技術(shù)條件》 鑄鐵 HT20—40 GB 976—67《灰鑄鐵件分 類及技術(shù)條件》 半聯(lián)軸器 鍛鋼 35 — 第 4 章 聯(lián)軸器的安裝零件 26 螺母 按機械性能 5 級 GB 3098.2—82《緊固件機 械性能螺栓、螺釘和螺柱》 墊圈 65Mn GB 93—76《彈簧墊圈》 擋圈 A3 GB 700—79《普通碳素結(jié) 構(gòu)鋼技術(shù)條件》 彈性套 橡膠 （合成膠、天然膠） 柱銷 35 GB 699—65《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié) 構(gòu)鋼技術(shù)條件》 5.2 橡膠彈性套物理、機械性能 橡膠彈性套物理、機械性能不低于表 5-2 的規(guī)定。 表 5-2 橡膠彈性套物理、機械性能 序號 性能要求 單 位 指 標 試驗方法 1 邵爾硬度 A° 70±5 GB 531—76《橡膠邵爾 A 型硬度試驗方法》 2 扯斷伸長率 % ≥300 GB 528—76《橡膠扯斷 強度試驗方法》 3 扯斷強度 Kgf/c㎡ ≥150 GB 528—76 4 磨耗量 cm3/1.61k M ≤0.2 HG 4—843—76《橡膠 阿克隆磨耗試驗方法》 5 老化 100℃ ×70h 硬度變 化 A° 0～10 HG 4—845—76《橡膠 熱空氣老化試驗方法》 6 壓縮永久變形 100℃×70h×2 0% % ≤70 HG 4—829—76《橡膠 恒定壓縮永久變形試驗 方法》 7 耐油 100℃ ×70h30 號油 % ≤40 HG 4—847—76《橡膠 耐介質(zhì)試驗方法》 （體 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 27 體積變化率 積和重量法） 第 5 章 技術(shù)要求 28 5.3 要求 ① 彈性套外形要光滑平整。內(nèi)部組織要緊密，不得有雜質(zhì)、氣泡、裂紋、龜裂等 缺陷。 ② 需要保護凸緣和圓柱柱銷時由供需雙方協(xié)議商解決。 ③ 高速工況條件下需作動平衡時，按有關(guān)主機軸系要求一起進行。 ④ 制動輪外圓表面淬火。 ⑤ 螺母應(yīng)符合 GB 52—76《六角螺母》的規(guī)定。 5.4 檢驗規(guī)則 聯(lián)軸器制造廠技術(shù)檢驗部門應(yīng)按符合本標準要求并經(jīng)過規(guī)定程序批準的圖樣進行 檢查和驗收，并應(yīng)附有合格證。 根據(jù)用戶的需要，彈性套制造廠應(yīng)按規(guī)定提供彈性套合格證。 5.5 標志、包裝、貯存 兩個半聯(lián)軸器應(yīng)按要求分別打印型號標志。 聯(lián)軸器清洗干凈后進行防銹包裝。 聯(lián)軸器和彈性套應(yīng)保存在干燥的環(huán)境，避免日曬、雨淋，與酸、堿有機溶劑等物 質(zhì)接觸，彈性套在自由狀態(tài)下貯存。 第 6 章 夾具的設(shè)計 6.1 夾具概述 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 29 夾具是指將工件迅速固定在正確位置上，完成切削加工、檢驗、裝配、焊接和熱 處理等工作所使用的工藝裝備。機床夾具（簡稱夾具）是指機床上用來完成工件裝夾 任務(wù)所使用的工藝裝備。在機械制造的切削加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等工藝 過程中，要使用大量的夾具來安裝加工對象，使其占有正確的位置，以保證零件和產(chǎn) 品的加工質(zhì)量，并提高生產(chǎn)率，從而提高其經(jīng)濟性。 在批量生產(chǎn)中，為滿足加工精度和生產(chǎn)率以及減輕工人勞動強度的要求，常根據(jù) 工件形狀和某一工序的具體要求，設(shè)計和制造專用夾具，利用夾具上的定位元件和夾 緊機構(gòu)，無需進行找正便可以迅速而精確地安裝工件。 6.2 機床夾具的分類 隨著機械制造技術(shù)的發(fā)展，夾具的種類不斷增加。為了學(xué)習(xí)和掌握各類夾具的工 作特點及設(shè)計原理，應(yīng)對機床夾具的分類方法有所了解。機床夾具的分類方法很多， 按所用的機床可分為車床夾具、銑床夾具、刨床夾具、磨床夾具、鏜床夾具、鉆床夾 具和組 合機床夾具、數(shù)控和加工中心機床及柔性制造單元和系統(tǒng)（FMC、FMS）用夾具等； 按夾具動力源可分為手動夾具、氣動夾具、液動夾具、氣液聯(lián)動夾具、真空夾具、磁 力夾 具、電動夾具、離心力夾具、切削力（自緊）夾具等；而按夾具的使用范圍可分類如 下： ① 通用夾具 通用夾具是其結(jié)構(gòu)、尺寸已標準化、規(guī)格化，在一定范圍內(nèi)具有較大通用性的夾 具。由專業(yè)制造廠生產(chǎn)，有的已作為機床附件與通用機床配套供應(yīng)。如車床上的三爪 卡盤、四爪卡盤，頂尖和雞心夾；銑床上的平口虎鉗、萬能分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺；平 面磨床上的磁力工作臺等。這類夾具在使用上具有很大的通用性，無需調(diào)整或稍作調(diào) 整就可用于裝夾一定形狀和尺寸的工件。 在機床切削加工中使用通用夾具可減少夾具品種，縮短生產(chǎn)準備周期，并降低零 件的加工成本。但受操作者的技術(shù)水平限制，工件的定位精度較低，生產(chǎn)率也降低， 第 5 章 技術(shù)要求 30 常用于單件和中、小批量生產(chǎn)，以及結(jié)構(gòu)比較簡單及加工精度不是很高的工件的裝夾。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 31 ② 專用夾具 專用夾具指針對某一種工件的特定工序而設(shè)計制造的夾具。此類夾具的優(yōu)點是針 對性強、結(jié)構(gòu)簡單、剛性好，操作容易，裝夾快捷，生產(chǎn)率高、定位精度高。專用夾 具一般由使用廠自行根據(jù)工件的工藝特點設(shè)計和制造。其缺點是設(shè)計 制造周期長；產(chǎn)品更新?lián)Q代時往往不能繼續(xù)使用，適應(yīng)性差；費用較高。專用夾具適 用于產(chǎn)品固定及工藝過程較穩(wěn)定時，批量較大的生產(chǎn)。 ③ 組合夾具 組合夾具是由一套預(yù)先制造好的不同形狀、不同規(guī)格、不同尺寸，具有完全互換 性、高耐磨性和高精度的標準元件及其合件，按不同工件的工藝特點組裝而成的夾具。 組合夾具是一種標準化、系列化和通用化較高的機床夾具。 組合夾具有基礎(chǔ)件、支承件、定位件、導(dǎo)向件、夾緊件、緊固件、其他件、合件 和部件等組合而成，它們是由專業(yè)生產(chǎn)廠家進行制造的。組合夾具使用完備后，可將 其各組部分拆開、清洗和防護后入庫管理，以備再次組裝重復(fù)使用，減少了夾具存儲 空間。組合夾具是一中為某個工件的某道工序而組裝的專用夾具。由于不需要專門設(shè) 計和制造，節(jié)省了設(shè)計和制造夾具所用的工時、材料和相應(yīng)費用，縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn) 準備周期， 在短時間內(nèi)即可組裝出一套夾具，組裝后又可以得到較高的精度，特別適用于新產(chǎn)品 試制和產(chǎn)品品種多的中小批量生產(chǎn)，對生產(chǎn)批量較大的產(chǎn)品也是適用的。采用組合夾 具既能保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，又可降低成本。 ④ 成組夾具 成組夾具是運用成組技術(shù)的工程原理，由通用基礎(chǔ)件和可調(diào)整元件組成，用于某 一組尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)以及工藝特征相似的工件的裝夾，并根據(jù)組內(nèi)的典型代表零件 而設(shè)計制造。在使用時，只需要調(diào)整和更換少量的定位、夾緊、對刀和分度元件即可。 即對某一組中的一種零件是專用的，而對組內(nèi)其他零件時通用的。提高了專用夾具在 多品種、中小批量生產(chǎn)中的使用范圍和經(jīng)濟性，成組夾具又稱為專用可調(diào)夾具。成組 夾具的結(jié)構(gòu)有基礎(chǔ)部分和可調(diào)整部分組成。成組夾具使用范圍廣、設(shè)計制造成本低、 產(chǎn)品制造的準備周期短，與組合夾具相比具有精度高、性能好，結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)節(jié)方便、 迅速等優(yōu)點。 第 6 章 夾具的設(shè)計 32 6.3 夾具的組成 由于機床種類不同，以及被加工工件的形狀和被加工表面的技術(shù)要求等的差異， 機床夾具相應(yīng)有不同的結(jié)構(gòu)形式。歸納起來，機床夾具的結(jié)構(gòu)由彼此功能相互獨立而 又相互聯(lián)系的六個部分組成。 ① 定位元件或定位裝置 確定工件在機床夾具中正確位置的元件為定位元件。如支承釘、支承板、V 形塊、 定位軸、定位鍵、定位銷等。只要把工件的定位基準面與夾具上的定位元件相接觸或 相配合，便將工件定位了，而且一批工件中的每個工件都處于夾具的同一位置。有些 夾具是用一些零件組成定位裝置將工件進行定位的。 ② 夾緊元件或夾緊裝置 能夾緊工件，并使其在加工時在外力作用下仍然能保持工件在夾具正確位置的元 件或裝置，稱為夾緊元件或夾緊裝置。它一般由動力裝置（如氣缸、油缸等） 、中間傳 力機構(gòu)（如杠桿、螺紋傳動副、斜楔、凸輪等）和夾緊元件（如卡爪、壓板、壓塊等） 組成。 ③ 對刀及引導(dǎo)元件或裝置 用于確定夾具和刀具正確位置的元件或裝置，稱為對刀、引導(dǎo)元件或裝置。其作 用是用來保證夾具相對刀具的相對位置，或引導(dǎo)刀具的方向。如對刀塊、鉆套、鏜套、 襯套、塞尺、對刀棒等。 ④ 夾具體 將夾具的元件或裝置連接成一個具有裝夾功能的整體的基礎(chǔ)零件稱為夾具體，如 底座、本體等。夾具體與機床有關(guān)部位相連接，以確定夾具相對于機床的位置。 ⑤ 連接元件 確定夾具在機床中處于正確位置的定位元件及連接緊固件，連接夾具上所有零部 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 33 件組成一個完整的夾具的元件統(tǒng)稱為連接元件。如定位鍵、定位銷、過渡盤、襯套、 螺釘、螺栓等。 ⑥ 其他元件或裝置 由工件的某些特殊加工要求而設(shè)置的其他元件或裝置統(tǒng)稱為其他元件或裝置。如 分度裝置、靠模裝置、上下料裝置等。 以上夾具的個組成部分，并不是所有夾具上都應(yīng)齊全，但定位元件、夾緊元件和 夾具體卻是每個夾具都必須具備的主要組成部分。 6.4 夾具的作用 ① 保證加工表面位置粗糙度，使加工質(zhì)量穩(wěn)定 由于工件在夾具中的定位和夾具在機床上的定位都有專門的元件保證，夾具相對 刀具的位置又由刀及引導(dǎo)元件確定，所以采用夾具安裝工件可以容易地保證工件加工 表面的位置精度。由于工件在夾具中定位不易受各種主客觀因素的影響，所以加工質(zhì) 量也很穩(wěn)定。 ② 提高勞動生產(chǎn)率，降低加工成本 采用機床夾具，可使工件在機床上快速準確可靠地定位和夾緊，既可省去劃線、 找正、試切等工作，從而極大地減少了輔助時間；也可采用多件、多工位安裝和采用 氣壓、 液壓、快速聯(lián)動夾緊裝置，使輔助時間與基本時間重合或縮短輔助時間；由于夾緊安 全可靠，還可以采用強力、高速切削來縮短基本時間，使得總加工時間縮短，從而提 高了生產(chǎn)率。使得機床夾具，既能使工件的加工質(zhì)量得到保證，廢品率減少，生產(chǎn)率 提高，又可采用技術(shù)水平較低的操作者，故使生產(chǎn)成本大大降低。 ③ 減輕勞動強度，保證生產(chǎn)安全 采用機床夾具安裝工件，工人操作簡便、省時省力，從而減輕了工人的勞動強度， 改善了工作條件。根據(jù)加工條件，夾具上還可設(shè)置安全防護裝置，以保證生產(chǎn)安全。 第 6 章 夾具的設(shè)計 34 ④ 擴大機床的工藝范圍，實現(xiàn)一機多能 采用機床夾具，可擴大機床的加工范圍。如在車床溜板上或在搖臂鉆床工作臺上 安裝鏜模，便可以加工箱體類零件上的孔；在車床上安裝拉削裝置可以實現(xiàn)拉削加工。 這 樣既可在批量不大、工件的種類和規(guī)格增多，而機床的品種和數(shù)量有限的生產(chǎn)條件下， 采用夾具，實現(xiàn)“一機多用” ，也可在大批量生產(chǎn)條件下將閑置或負荷不足、精度不高 的普通機床變?yōu)楦咝?、高精度的專用機床，從而充分挖掘現(xiàn)有機床的潛力。 ⑤ 減少生產(chǎn)準備時間，縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期 在機床經(jīng)常采用通用、可調(diào)、成組和組合夾具，可以不必花費大量的專用夾具的 設(shè)計和制造時間，因此減少了生產(chǎn)準備時間，這對多品種、小批量的生產(chǎn)方式特別適 合；在新產(chǎn)品試制開發(fā)時采用同樣的方法也能很好地減少開發(fā)試制時間；在大批量生 產(chǎn)時也可采用這種方法。 ⑥ 在流水線的生產(chǎn)中，用于調(diào)整加工速度，平衡生產(chǎn)節(jié)拍 在機械加工工藝過程中，如果有的工序加工時間很廠，制約其他工序的順利進行， 成為加工工藝的瓶頸時，可采用多工位或高效夾具，縮短工序加工時間，提高生產(chǎn)效 率，使其生產(chǎn)節(jié)拍與其他工序協(xié)調(diào)平衡。 6.5 選擇夾具的類型 選擇的夾具是用于在搖臂式鉆床上加工 Φ28 孔的專用夾具。工件以 Φ56 外圓的 上 端面為定位基準，在 V 形塊和支承板上實現(xiàn) 5 點定位。采用快速螺旋夾緊機構(gòu)推動 V 形壓頭夾緊工件。 6.6 確定夾具的零件 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 35 如圖 6-26 所示 圖 6-26 夾具的結(jié)構(gòu)圖 6.7 實體建模 6.7.1 底座的設(shè)計 根據(jù)加工和設(shè)計的需要，基本確定底座的形狀為長方體，長為 470mm，寬為 280mm，高為 30mm。 模型如圖 6-27 所示： 主視圖為： 俯視圖為： 第 6 章 夾具的設(shè)計 36 左視圖為： 圖 6-27 底板的三視圖 6.7.2 鉆模板和鉆套的設(shè)計 鉆套： 鉆套是引導(dǎo)刀具的元件，用以保證孔的加工位置精度，并防止加工過程中刀具發(fā) 生偏斜。鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套。 鉆套導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括高度 H、孔徑 D、鉆套與被加工工件之間的距離 h。鉆套導(dǎo)向部分高度 H 越大，刀具導(dǎo)向性越好，但刀具與鉆套的摩擦系數(shù)也越大，一 般取 H = （1～1.5）D，孔徑小時，精度要求越高，H 取較大值。為了便于排屑，鉆套下端 與被加工工件間應(yīng)留有適當距離 h，但是 h 值不能取得太大，否則會降低鉆套對鉆頭的 導(dǎo)向作用，影響加工精度。根據(jù)經(jīng)驗，加工鋼件時，取 h = （0.7～1.5）D；加工鑄鐵 件時，取 h = （0.3～0.4）D；大孔取較小的系數(shù)，小孔取較大的系數(shù)。 為了滿足加工聯(lián)軸器孔 Φ28 的要求，因此將鉆套的外圓直徑 D 取為 34mm，則此時， 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 37 通過計算可以得，H = 34～51mm，h = 23.8～51mm，則選取 H = 40mm，h = 30mm。 鉆模板： 鉆模板用于安裝鉆套，并確保鉆套在鉆模上的正確位置。 為了減少加工時對聯(lián)軸器 12 個孔進行不斷換刀的時間，也為了提高加工所需要的 精度，應(yīng)此在鉆模板上設(shè)定了 12 個孔用于對孔的加工，用以一次性將零件夾緊，通過 移動刀具的位置進行效率的加工。 為此鉆套的圖形如圖 6-28 所示: 主視圖為： 俯視圖為： 左視圖為： 圖 6-28 鉆套三視圖 第 6 章 夾具的設(shè)計 38 鉆模板如圖 6-29 所示： 圖 6-29 鉆模板的主視圖 鉆模板和鉆套組合如圖 6-30 所示： 圖 6-30 鉆模板和鉆套的組合 雖然鉆模板和鉆套進行了組合，但考慮到因?qū)@套固定在鉆模板上，所以在鉆套 的四個方向上添加了螺釘進行了固定。如圖 6-31 所示： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 39 圖 6-31 鉆套的固定 6.7.3 螺旋夾緊定位機構(gòu)的設(shè)計 支承塊的設(shè)計： 考慮到底座對鉆模板的支撐只有一端而導(dǎo)致另一端因重力而產(chǎn)生向下偏移的情況， 影響加工精度，也為了減少鉆模板一端受力過大而降低壽命的情況，應(yīng)此在支承塊的 上端打了 2 個螺栓孔以固定和支承鉆模板。為了便于觀察，將支承塊的模型圖分為了 2 部分，支承塊第 1 部分如圖 6-32 所示。 三視圖： 圖 6-32 支承塊第 1 部分 上圖中 1 為 V 型壓頭的安裝位置，2 為連接鉆模板的螺栓孔的位置，3 為連接底座 的螺栓的位置。 支承塊第 2 部分三視圖如圖 6-33 所示： 第 6 章 夾具的設(shè)計 40 圖 6-33 支承塊第 2 部分 圖中的 4 表示上下部分可以分離，用于套筒的安裝，上下部分的連接則是通過螺 釘?shù)倪B接來完成。 于是將支承塊的 1、2 部分連接起來可以得到如圖 6-34 所示圖形。 主視圖： 俯視圖： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 41 圖 6-34 支承板 6.7.4 V 型壓頭的設(shè)計 V 型壓頭模型如圖 6-35 所示： 主視圖： 左視圖： 俯視圖： 第 6 章 夾具的設(shè)計 42 圖 6-35 V 型壓頭 V 型壓頭不是獨立的，他和 V 型塊組合形成夾具，對聯(lián)軸器進行了夾緊的工作，它 的動力則是來源于螺旋推進機構(gòu)，因此 V 型壓頭是和螺旋推進機構(gòu)緊密連接起的，為 了方便兩者之間的安裝，需要對 V 型壓頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行令內(nèi)的設(shè)計。 先對 A 線進行切割得到如圖 6-36 所示圖形： 沿 B 平面切割所得圖形： 圖 6-36 圖中 1 設(shè)計為倒梯形是為了防止因 2 號部件經(jīng)過長久的旋轉(zhuǎn)而使 1 號部件磨損而 向下沉。同時將 2 號部件抬起也能使 1 號部件從 V 型壓頭順利脫落，便于對 V 型壓頭 和螺旋推進機構(gòu)的更換。2 號件則是連接 V 型壓頭和螺旋推進機構(gòu)的零件。 6.7.5 套筒和螺旋推進機構(gòu)的設(shè)計 模型如圖 6-37 和 6-38 所示： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 43 圖 6-37 套筒和螺旋推進器 圖 6-38 套筒和螺旋推進器 套筒上突出的小棒部分則是為了防止套筒因螺旋推進器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生摩擦而使自身產(chǎn) 生旋轉(zhuǎn)磨損的現(xiàn)象，這樣也就延長了套筒的使用壽命。 6.7.6 支承板的設(shè)計 除此之外，還應(yīng)考慮對支承板的設(shè)計，支承板與聯(lián)軸器端面相接觸，則限制了 1 個自由度。加工時應(yīng)盡量保證支承板的干凈，防止因鐵屑與聯(lián)軸器端面接觸而影響加 工精度。 在使用之前，還應(yīng)該對聯(lián)軸器與鉆套進行孔的校正，以保證聯(lián)軸器和鉆套各 8 個孔的中心線能夠相重合，便于孔的加工，這樣就能保證一次性加工完所要求的 8 個 孔， 而不用不停的對聯(lián)軸器更換位置與對孔。為此，需要設(shè)計出一個專用柱銷進行孔的校 第 6 章 夾具的設(shè)計 44 正。設(shè)計如圖 6-39 所示： 圖 6-39 其中 1 用于懸掛和手指拿放，2 根據(jù)聯(lián)軸器 8 個孔的直徑確定為 Φ28mm，3 根據(jù)聯(lián) 軸器毛坯的直徑確定為 Φ22mm。這樣將柱銷插入聯(lián)軸器毛坯和鉆套的孔內(nèi)，在將夾具 夾緊，使聯(lián)軸器毛坯固定，便能保持各孔中心線的重合。校正后，將柱銷取出便可以 進行孔的加工了。 經(jīng)過對夾具各部位和模型的分析，由此可以得出所設(shè)夾具的裝配圖如圖 6-40 所示： 圖 6-40 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 45 6.8 夾緊裝置的設(shè)計要求 夾緊裝置的設(shè)計是否合理，對于保證工件加工精度、提高勞動生產(chǎn)率和減輕工人的 勞動強度都極為重要。為此，要正確地設(shè)計合理的夾緊裝置，必須滿足以下基本要求： ① 確保工件的既定位置不變。在夾緊過程中，不得破環(huán)工件在夾具中的既定位置。 ② 夾緊力的大小要適當。對工件所施夾緊力的大小，既要確保在加工過程中不因 外力而產(chǎn)生移動和振動，又要保證工件不產(chǎn)生不允許的變形和損傷，并能在一定范圍 內(nèi)進行調(diào)整。 ③ 夾緊機構(gòu)性能可靠。手動夾緊要有可靠的自鎖性，機動夾緊要考慮其自鎖性和 夾緊力的穩(wěn)定性。 ④ 夾緊裝置應(yīng)便于使用。夾緊裝置應(yīng)操作簡便、動作靈活、行程合理、安全省力， 并具有足夠的強度和剛度。 ⑤ 夾緊裝置應(yīng)有良好的工藝性。結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，安裝、維護方便，經(jīng)濟性 好，運行成本低，標準化、系列化程度高。 第 6 章 夾具的設(shè)計 46 總 結(jié) 通過本次畢業(yè)設(shè)計，我在理論學(xué)習(xí)上和上機操作上有了很大的進步，對機械方面 的設(shè)計有了更進一步的認識和了解，并對大學(xué)期間所學(xué)的知識有了更進一步的深化， 如機械設(shè)計技術(shù)、機構(gòu)設(shè)計、機械加工工藝、Auto CAD 2008、機械制造技術(shù)、機械制 圖、機械設(shè)計等。 通過本次設(shè)計，我將所學(xué)課程進行了綜合的歸納的運用，在通過計算機繪圖，使 自己將所學(xué)過的知識在理論上得到鞏固，在實踐操作中得到加深。但是在進行設(shè)計時， 有很多值得注意的問題：考慮問題必須全面、周到，分析問題必須透徹，不能粗心大 意，以免對后面的設(shè)計工作造成不必要的影響。 通過本次設(shè)計，我對 Auto CAD 2008 和 Office Word 等計算機軟件的進一步學(xué)習(xí) 和鞏固，同時加深了對計算機的了解，并且使得懂得在以后的學(xué)習(xí)和工作中要充分利 用身邊的各種現(xiàn)代化工具解決問題，這樣才會取得事半功倍的效果。并且得出在以后 的學(xué)習(xí)和工作中，方法是非常重要的。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 47 參 考 文 獻 [1] 吳宗澤，羅圣國.《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》 （第 3 版）.北京：高等教育出版社， 2006. [2] 李麗.《現(xiàn)代工程制圖》.北京：高等教育出版社，2005. [3] 張良棟，廖映華.《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》.成都：西南交通大學(xué)出版社，2009. [4] 蔡春源.《新編機械設(shè)計手冊》.遼寧：科學(xué)技術(shù)出版社，1993. [5] 陸永明.《新編機械設(shè)計手冊》.武漢：石油大學(xué)出版社，1990. [6] 狼洪明.《機械制造與自動化》.武漢：江漢大學(xué), 2007. [7] 王啟平.《機床夾具設(shè)計》.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1996. [8] 徐發(fā)仁.《機床夾具設(shè)計》.重慶：重慶大學(xué)出版社，1996. [9] 孫光華.《工裝設(shè)計》.北京：機械工業(yè)出版社，1998. [10] 孟憲棟.《機床夾具圖冊》.北京：機械工業(yè)出版社，1992. 第 6 章 夾具的設(shè)計 48 致 謝 在畢業(yè)設(shè)計即將完結(jié)之際，我特向在設(shè)計中給我提出寶貴意見的同學(xué)，以及對我 細心指導(dǎo)并幫助我解決困難的老師們表示衷心的感謝。 這次設(shè)計是我在校期間的最大一次設(shè)計，是我知識的總結(jié)和應(yīng)用，在此我也感謝 學(xué)校對我的栽培。我想在以后的道路中，這些知識會給我極大的幫助，我也會把這些 知識升華。