聯(lián)軸器加工工藝與工裝設(shè)計(jì)說明

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 緒論1.1 多軸加工應(yīng)用 一個(gè)零件的同一個(gè)面上，往往有多個(gè)孔，如果在普通鉆床上加工，通常要一個(gè)孔一個(gè)孔的鉆削，生產(chǎn)效率低。要是在普通立式鉆床的主軸上裝一個(gè)多軸頭，利用多軸頭，可分別進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸孔及攻絲等加工，也可同時(shí)進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸孔或鉆擴(kuò)、攻絲等多工序加工。就可以同時(shí)鉆削多個(gè)孔，使加工件的孔位能夠保證較高的位置精度。大大提高了生產(chǎn)效率。一臺普通的多軸器配上一臺普通的鉆床就能一次性把幾個(gè)乃至十幾二十個(gè)孔或螺紋加工出來。實(shí)現(xiàn)用立鉆床代替搖臂鉆床的多孔加工。靈活方便，能大大節(jié)省加工時(shí)間和輔助時(shí)間，提離勞動生產(chǎn)率。不同的加工方法有不同的特點(diǎn)，就鉆削加工而言，多軸加工

2、是一種通過少量投資來提高生產(chǎn)率的有效措施。1.1.1 多軸加工優(yōu)勢多軸加工是在一次進(jìn)給中同時(shí)加工工件上多個(gè)孔，可縮短加工時(shí)間，提高度，減少裝夾與定位時(shí)間；不必像在數(shù)控機(jī)床加工中計(jì)算坐標(biāo)等，簡化了編程；它可以采用通用設(shè)備（如立式或搖臂鉆床）進(jìn)行加工；節(jié)省了專用設(shè)備的投資。鉆孔這道工序，在傳統(tǒng)的機(jī)械加工中，在中小批量的生產(chǎn)中，一般是采用立式鉆床，一次只鉆一個(gè)孔，然后移位鉆頭鉆下一個(gè)孔。這種加工方法生產(chǎn)效率地下，而且難以保證孔的位置精度。為了解決這一問題，經(jīng)過近年來的不斷摸索和改進(jìn)，在立式鉆床上，利用多軸鉆頭加工多孔件，擴(kuò)大了立式鉆的適用范圍，其具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，投資少，見效快的特點(diǎn)。生產(chǎn)工人

3、在實(shí)際操作過程中，工件安裝簡單，工作方便，減少了工序數(shù)目，縮短了工藝路線，簡化了生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作。而且能較好的保證連軸器多孔的同時(shí)加工的精度要求。1.2 多軸加工的設(shè)備 多軸加工是在一次進(jìn)給中同時(shí)加工許多孔或同時(shí)在許多相同或不同工件上各加工一個(gè)孔。這不僅縮短切削時(shí)間，提高精度，減少裝夾或定位時(shí)間，并且在數(shù)控機(jī)床中不必計(jì)算坐標(biāo)，減少字塊數(shù)而簡化編程。它可以采用以下一些設(shè)備進(jìn)行加工：立鉆或搖臂鉆上裝多軸頭、多軸鉆床、多軸組合機(jī)床心及自動更換主軸箱機(jī)床。甚至可以通過二個(gè)能自動調(diào)節(jié)軸距的主軸或多軸箱，結(jié)合數(shù)控工作臺縱橫二個(gè)方向的運(yùn)動，加工各種圓形或橢圓形孔組的一個(gè)或幾個(gè)工序。1.2.1 多軸頭

4、多軸器俗稱多孔鉆、多軸鉆孔器、多軸機(jī)床或多軸頭，是一種新型的孔加工設(shè)備。多軸器最早出現(xiàn)在日本地區(qū)，后經(jīng)臺灣傳入大陸，如配上氣（液）壓裝置，可自動進(jìn)行快進(jìn)、工進(jìn)（工退）、快退、停止。多軸器白話叫群鉆,一般型號可同時(shí)鉆2-16孔,大大提升效率,固定機(jī)種軸數(shù)不拘,鉆軸形式,尺寸大小可依客戶之需進(jìn)行設(shè)計(jì)加工。多軸器廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)多孔零部件的鉆孔及攻絲加工。如汽車、摩托車多孔零部件：發(fā)動機(jī)箱體、鋁鑄件殼體、制動鼓、剎車盤、轉(zhuǎn)向器、輪轂、差速殼、軸頭、半軸、車橋等，泵類、閥類、液壓元件、太陽能配件等等。多孔鉆在其加工范圍內(nèi)，其主軸的數(shù)量、主軸間的距離，可以任意調(diào)整，一次進(jìn)給同時(shí)加工數(shù)孔。1.3 論文研

5、究的意義及現(xiàn)狀 當(dāng)今世界，工業(yè)對多軸器的研發(fā)高度重視，競相發(fā)展高質(zhì)量、高精、高效、自動化設(shè)備，以加速工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。多軸器設(shè)備在20世紀(jì)80年代以后加速發(fā)展，各方用戶提出更多需求，美、德、日三國是當(dāng)今世上在多軸頭設(shè)備科研、設(shè)計(jì)、制造和使用上，技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗(yàn)最多的國家。 我國中小零部件產(chǎn)業(yè)正處于穩(wěn)步發(fā)展的成熟期，中國對于多軸器的研制。起初缺乏實(shí)事求是的科學(xué)精神對多軸器的特點(diǎn)、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識，表現(xiàn)欠佳。隨后從日、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，并合資生產(chǎn)，多軸器開始正式生產(chǎn)和使用。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐，不能獨(dú)立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階

6、段，與日本多軸器的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏像日本“機(jī)電法”、“機(jī)信法”那樣的指引；嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。經(jīng)過多年努力，多軸器的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有較大提高，通過合作生產(chǎn)先進(jìn)多軸器，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距，開始能自行設(shè)計(jì)及制造高速、高性能的多軸器，供應(yīng)國內(nèi)市場的需求。國產(chǎn)多軸器的技術(shù)水平已接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平，大規(guī)?？恳M(jìn)技術(shù)發(fā)展的時(shí)代已經(jīng)結(jié)束，吸收、學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)的渠道和方法大為增強(qiáng)，自身開發(fā)能力大大提升。一批民營中小企業(yè)迅速成長壯大，規(guī)模和技術(shù)

7、實(shí)力大增。行業(yè)格局發(fā)生很大變化。一是國外著名的機(jī)械企業(yè)紛紛在中國建廠，改變了機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過多方努力以多軸器代表的中國機(jī)械工業(yè)已經(jīng)逐步發(fā)展成為具有一定綜合實(shí)力的制造業(yè)，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)做出了應(yīng)有貢獻(xiàn)。1.4 論文主要研究內(nèi)容 綜合運(yùn)用所學(xué)知識，參考有關(guān)資料，按中、小批生產(chǎn)（如年產(chǎn)30005000件），安排零件加工工藝；設(shè)計(jì)加工零件上4孔的工裝多軸頭。多軸加工是在一次進(jìn)給中同時(shí)加工工件上多個(gè)孔，可縮短加工時(shí)間，提高精度，減少裝夾或定位時(shí)間；不必像在數(shù)控機(jī)床加工中計(jì)算坐標(biāo)等，簡化了編程；它可以采用通用設(shè)備（如立式或搖臂鉆床）進(jìn)行加工；節(jié)省了專用設(shè)備的投資。 零件加工工藝和齒輪傳動多軸頭

8、設(shè)計(jì)雖是一個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)械課題，它的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是程序性強(qiáng)，但對設(shè)計(jì)者的機(jī)械基礎(chǔ)知識要求較高。能對該專業(yè)學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)前的、較全面地綜合培養(yǎng)和訓(xùn)練，為今后參加工作打下較好的基礎(chǔ)。 1、根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際需要，完善被加工零件GY5 35X60（半）聯(lián)軸器的圖紙，結(jié)構(gòu)和要求合理、正確； 2、根據(jù)零件的具體要求，合理安排零件加工工藝； 3、設(shè)計(jì)加工零件上4孔的工裝多軸頭及夾具，分析、計(jì)算和結(jié)構(gòu)合理、正確；畫多軸頭及夾具裝配圖和主要零件圖（用 AutoCAD）。1.5 研究目標(biāo) 通過課題的設(shè)計(jì)鍛煉和培養(yǎng)自己的工藝文件的編制能力，熟悉常用材料的使用性能，正確選用材料；掌握夾具設(shè)計(jì)的基本方法和機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的基

9、本程序和方法；掌握機(jī)械加工工藝的制定過程，對一般的制造過程和方法有初步的了解，了解常用的零部件設(shè)計(jì)軟件，并能熟練運(yùn)用二維及三維軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。定的機(jī)械加工工藝所加工的產(chǎn)品能達(dá)到圖紙的各項(xiàng)技術(shù)要求。使自己在大學(xué)四年所學(xué)的知識得到全面總結(jié)和鞏固，對以前所學(xué)的知識得以溫故而知新，更好的掌握學(xué)過的知識，為將來的工作奠定一個(gè)良好基礎(chǔ)。1.6 研究方法與手段 （1）調(diào)研、消化原始資料； 收集整理有關(guān)機(jī)械零件設(shè)計(jì)、裝配工藝、機(jī)械加工工藝、制造技術(shù)等有關(guān)資料，供設(shè)計(jì)時(shí)使用；消化零件制件圖，了解零件的用途，分析零件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求；分析工藝資料，了解所用材料性能、零件特性以及工藝參數(shù)； （2）確定工藝

10、方案，制定加工工藝文件； （3）完成零件圖的制作。 （4) 設(shè)計(jì)加工零件上4孔的工裝多軸頭，分析、計(jì)算和結(jié)構(gòu)合理、正確。 （5) 設(shè)計(jì)并制定出結(jié)構(gòu)部件的尺寸，通過計(jì)算選取標(biāo)準(zhǔn)化零件。 （6) 用 AutoCAD畫出多軸頭裝配圖和主要零件圖。1.7 方案可行性分析 (1）查閱相關(guān)文獻(xiàn)，搜集有關(guān)資料。 (2）通過下工廠調(diào)研觀察實(shí)物，對聯(lián)軸器的工作原理，結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)有進(jìn)一步的了解。并觀察與其配套的多軸頭結(jié)構(gòu)形成初步映像。 (3) 通過老師指導(dǎo),同學(xué)討論確定方案。 (4）根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)品。第二章 聯(lián)軸器工藝分析2.1 聯(lián)軸器的功用圖2-1 （半）聯(lián)軸器零件圖聯(lián)軸器是用來連接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（

11、主動軸和從動軸）使其共同旋轉(zhuǎn)以專遞轉(zhuǎn)矩的機(jī)械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖，減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器是由兩部分組成的，分別與主動軸和從動軸連接。一般動力機(jī)大都借于聯(lián)軸器與工作機(jī)相連接。但聯(lián)軸器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能分離，只有當(dāng)機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)才能將兩軸分離。聯(lián)軸器有時(shí)候可以作為安全裝置。2.2 聯(lián)軸器的主要加工表面及其技術(shù)要求（1）120外圓面：未注公差尺寸，公差等級按IT12，表面粗糙度。（2）大端面：未注公差尺寸，公差等級按IT9，表面粗糙度。（3）68的外圓面：未注公差尺寸，公差等級按IT12，表面粗糙度。（4）小斷面：未注公差尺寸，公差等級按IT9，表面粗糙度。（5

12、）內(nèi)孔裝在軸段上，為傳遞運(yùn)動和動力開有鍵槽；表面粗糙度皆為1.6(6）鍵槽：寬度，公差等級為IT11，表面粗糙度。（7）4-11孔：未注公差尺寸，公差等級按IT11，表面粗糙度。（8）大端面對軸線的垂直度允差0.02；（9）鍵槽內(nèi)兩平面的平行度允差為0.015；（10）4-11孔所在的圓上保證尺寸；（11）工件材料為HT200，鑄件；（12）未注倒角為C2。2.3 毛坯的選擇2.3.1 毛坯的確定 毛坯的選擇需要考慮一下幾個(gè)因素(1）.零件的力學(xué)性能要求：相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其力學(xué)性能有所不同。由于選擇的是灰鑄鐵，鑄鐵間的力學(xué)性能根據(jù)不同的制造方法而不同。離心澆注的鑄件，壓力澆注

13、的鑄件，金屬型澆注的鑄件，砂型澆注的鑄件，其強(qiáng)度一次遞減。 (2）.零件的結(jié)構(gòu)形狀和外廓尺寸：由于聯(lián)軸器形狀復(fù)雜程度一般且為回轉(zhuǎn)體一般選用金屬型澆注和離心鑄造。(3）.生產(chǎn)綱領(lǐng)和批量：生產(chǎn)綱領(lǐng)大時(shí)宜采用高精度與搞生產(chǎn)率的毛坯制造方法，生產(chǎn)綱領(lǐng)小時(shí)，宜采用設(shè)備投資曉得毛坯制造方法。通過綜合考慮零件材料為HT200，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)中小批量，所以零件毛坯用灰鑄鐵鑄造而成。2.3.2 毛坯制造方法的選擇 考慮到零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇金屬型澆注。查機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)第14頁表3-1,選用鑄件尺寸公差等級為CT-9，加工余量等級為G。2.3.3 總余量的確定 通過對零件工藝的

14、分析和工序的安排，所選用毛坯余量在徑向雙邊余量2.5mm，軸向單邊2mm。2.4 定位基準(zhǔn)的選擇 該零件圖中的形位公差是以的軸線為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的，但是又有要求不高，可以現(xiàn)將120的外圓面加工出來，為后續(xù)工序作為基準(zhǔn)。根據(jù)粗精加工的選擇原則：為了保證大端面的垂直度，鉆內(nèi)孔端面要在同一臺機(jī)床上進(jìn)行。要先以68的外圓面為粗基準(zhǔn)，粗車120的外圓面，大小端面和內(nèi)孔。這樣也保證加工小端面時(shí)余量均勻一致。 然后，以粗車后的120外圓面為定位基準(zhǔn)（精基準(zhǔn)），在一次安裝中加工小端面，68的外圓面和倒角以保證所要求的位置精度。2.5 擬定機(jī)械加工工藝路線2.5.1 工藝分析該（半）聯(lián)軸器要求較高的表面是孔，大端面和

15、鍵槽?？妆旧沓叽缇龋↖T6）和粗糙度有較高的要求；大端面不僅粗糙度要稍微高點(diǎn)而且位置精度也有一定的要求；鍵槽不僅有較高的形狀公差，本身尺寸還有一定的公差要求。2.5.2 確定個(gè)表面的加工方法根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸，可以采用粗車-精車的工藝來達(dá)到。大端面對孔軸線的垂直度要求，可以用在同一臺機(jī)床上加工來保證。根據(jù)加工表面的加工精度和粗糙的要求，選定如下加工方法：具體加工方法的分析如下：(1)120外圓面：未注公差尺寸，公差等級按IT12，表面粗糙度，查2中表4-2和表4-4，需粗車。(2)大端面：未注公差尺寸，公差等級按IT9，表面粗糙度，垂直度0.02，查2中表4-2和表4-5，采用粗車即

16、可。（3）68的外圓面：未注公差尺寸，公差等級按IT12，表面粗糙度，查2中表4-2和表4-4，需粗車。（4）小斷面：未注公差尺寸，公差等級按IT9，表面粗糙度，查2中表4-2和表4-5，采用粗車即可。（5）孔：公差等級按IT7，表面粗糙度，查2中表4-3，采用鉆-粗鏜-精鏜即可。（6）鍵槽：寬度，公差等級為IT11，平行度0.015，表面粗糙度，查2中表4-2，采用插削即可。（7）4-11孔：未注公差尺寸，公差等級按IT11，表面粗糙度，查2中表4-2和表4-3，采用鉆即可。2.5.3 擬定加工工藝路線加工方案如表2-1表2-1 加工方案工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備01鑄造，清理留徑向雙邊余量

17、2.5mm，軸向單邊2mm。03粗車1).用三爪卡盤夾68的外圓,車120右端面；2).車120的外圓表面至120；3).第一次鉆35的孔至20；第二次鉆至33;4).粗鏜35的孔至34.7，留半精鏜余量0.23；5).粗鏜35至68，深4mm。車床04半精鏜半精鏜34.7的孔至34.93，留精鏜余量0.07。車床05精鏜1).精鏜34.93的孔至；2).倒角。車床02粗車1).調(diào)頭2).用三爪卡盤夾120的外圓表面粗車左端面；3).粗車68的外圓表面至68。車床06鉆孔鉆411的孔保證位置940.2mmZ535多軸頭07插鍵槽插床08檢驗(yàn) 2.5.4 工藝路線方案的分析方案按工序集中原則，出

18、鉆411的孔和插槽外，其余工序都可在一臺或一組車床上加工完成。其優(yōu)點(diǎn)是：工藝路線短。減少了工件夾裝次數(shù)，易于保證加工表面的相互位置精度，需要的機(jī)床數(shù)量少，減少工件在工序間的運(yùn)輸，較少輔助時(shí)間和準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間，生產(chǎn)率得到提高。方案遵循了以下原則： 1、先加工基準(zhǔn)面零件在加工過程中，作為定位基準(zhǔn)的表面應(yīng)首先加工出來，以便盡快為后續(xù)工序的加工提供精基準(zhǔn)。 2、劃分加工階段加工質(zhì)量要求高的表面，都劃分加工階段，一般可分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。主要是為了保證加工質(zhì)量；有利于合理使用設(shè)備；便于安排熱處理工序；以及便于時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷等。通過分析可知這個(gè)方案可行。2.6 選擇機(jī)床及其工藝裝備2.6.

19、1 選擇機(jī)床 通過考慮機(jī)床規(guī)格與零件外形尺寸的適應(yīng)性，機(jī)床精度與工序要求的加工精度的適應(yīng)性，機(jī)床的生產(chǎn)率與零件的生產(chǎn)類型的適應(yīng)性等因素，機(jī)床進(jìn)行如下選擇。 由于大部分工序在車床上加工的，所以車床可根據(jù)2中表5-5選型號為CA6140的臥式車床。 加工411的孔時(shí)，由于孔的直徑較小，古可采用專用夾具在立式鉆床上加工，可根據(jù)2中表5-6選型號為Z535的立式鉆床；加工鍵槽用插床。2.6.2 選擇刀具刀具的類型，規(guī)格及精度應(yīng)符合加工要求，該零件無特行表面，成批生產(chǎn)，一般采用通用或標(biāo)準(zhǔn)刀具。 車床上粗車68和120的外圓面大端面小端面的車刀用P10外圓車刀，鉆-粗鏜-精鏜35H7孔及孔口倒角，鉆4-1

20、1的孔均可選用標(biāo)準(zhǔn)刀具：40錐柄麻花鉆25錐柄麻花鉆11錐柄麻花鉆單刃鏜刀。在插鍵槽時(shí)用插刀。2.6.3 選擇夾具 該零件在加工過程中大部分工序都在車床上進(jìn)行，夾具采用三抓卡盤即可；加工4-11孔時(shí)在立式鉆床Z535上，需要采用專用夾具，要重新設(shè)計(jì)夾具。2.6.4 選擇量具 該零件屬于批量生產(chǎn)，一般采用通用量具。（1）選擇120外圓面和內(nèi)孔的量具： 現(xiàn)按照計(jì)量器具的不確定度選擇該表面加工時(shí)所需的量具：120外圓面，未注公差尺寸，公差等級按IT12，表面粗糙度。標(biāo)準(zhǔn)公差值為0.40mm查2中表5-56，計(jì)量器具的不確定度允許值，查2中表5-56表5-57，分度值0.02mm的游標(biāo)卡尺，其不確定度

21、。查2中表5-59，選用的游標(biāo)卡尺。而鉆、粗鏜內(nèi)孔與粗車120在同一工序中，選用的游標(biāo)卡尺可以達(dá)到檢測要求。在精鏜時(shí)，此時(shí)達(dá)到公差等級為IT7。由于精度要求高，加工時(shí)每個(gè)工件都需要進(jìn)行測量，故選用極限量規(guī)，孔量規(guī)選用錐柄圓柱塞規(guī)。 （2）選擇大端面的量具： 現(xiàn)按照計(jì)量器具的不確定度選擇該表面加工時(shí)所需的量具：大端面，未注公差尺寸，公差等級按IT9，表面粗糙度。標(biāo)準(zhǔn)公差值為0.10mm查2中表5-56，計(jì)量器具的不確定度允許值，根據(jù)2中表5-59，選用的游標(biāo)卡尺。 （3）選擇68的外圓面的量具： 現(xiàn)按照計(jì)量器具的不確定度選擇該表面加工時(shí)所需的量具：68外圓面，未注公差尺寸，公差等級按IT12，表

22、面粗糙度。標(biāo)準(zhǔn)公差值為0.32mm查2中表5-56，計(jì)量器具的不確定度允許值，查2中表5-56表5-57，分度值0.02mm的游標(biāo)卡尺，其不確定度。查2中表5-59，選用的游標(biāo)卡尺。 （4）選擇小端面和鍵槽量具： 現(xiàn)按照計(jì)量器具的不確定度選擇該表面加工時(shí)所需的量具：小端面，未注公差尺寸，公差等級按IT12，表面粗糙度。標(biāo)準(zhǔn)公差值為0.30mm查2中表5-56，計(jì)量器具的不確定度允許值，根據(jù)2中表5-59，選用的游標(biāo)卡尺。同樣，鍵槽公差等級為IT11，表面粗糙度。均可選用的游標(biāo)卡尺。2.7 確定切削用量本論文主要研究的是同時(shí)加工411孔的多軸器，所以只需計(jì)算加工411的孔的切削用量和基本工時(shí)具體

23、計(jì)算如下：（1）確定被吃刀量（切削深度）：由于工序內(nèi)容為鉆孔，所以被吃刀量為孔的半徑5.5mm。 （2）確定進(jìn)給量：查切削用量手冊, （3）確定切削速度：查2中表5-113，取（4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n=1000V/(d)=/(3.1411)=723(r/min) 以上為工藝給定數(shù)值，實(shí)際情況將結(jié)合多軸頭的設(shè)計(jì)進(jìn)行具體分析。2.8 填寫工藝卡片機(jī)械加工工藝卡見下表2-2表2-2 機(jī)械加工工藝卡 專心-專注-專業(yè)天津大學(xué)仁愛學(xué)院機(jī)械加工工序卡產(chǎn)品名稱零件名稱工序號工序名稱機(jī)械工程系聯(lián)軸器聯(lián)軸器06鉆孔零 件 重 量同時(shí)加工件數(shù)1材 料毛 坯牌 號重 量形 式重 量HT200鑄 件機(jī) 床夾 具輔

24、具Z535專用夾具冷 卻 液工 時(shí) 定 額工步號安 裝 及 工 步 說 明刀 具量具走刀次數(shù)（次）切削深度(mm)進(jìn)給量主 軸轉(zhuǎn) 速(轉(zhuǎn)/分)切 削速 度(米/分)備 注(mm/轉(zhuǎn))(mm/分)10鉆4個(gè)11的孔保證尺寸940.211錐柄麻花鉆5.50.2572325設(shè)計(jì)胡思宇校對審核共1頁第1頁2.9 設(shè)計(jì)專用夾具2.9.1 定位基準(zhǔn)選擇根據(jù)六點(diǎn)定位原理，在加工4-11孔時(shí)需要限定零件5個(gè)自由度，以的孔和小端面為主要的定位基準(zhǔn)，以孔為定位基準(zhǔn)限制零件2個(gè)自由度，以小端面為定位基準(zhǔn)限制零件3個(gè)自由度，一共限制5個(gè)自由度，符合要求。2.9.2 夾具孔選用短圓柱銷定位，小端面選用一個(gè)大平面來定位。

25、把短圓柱銷采用過盈聯(lián)結(jié)裝在大平面上。大平面下底面通過T型螺釘來與機(jī)床工作臺連接來確定夾具在工作臺上的位置。零件通過鉆模板來夾緊。以保證夾具體的定位精度、夾緊力、回轉(zhuǎn)精度。2.9.3 夾具設(shè)計(jì)裝配圖圖2-1 夾具圖第三章 設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)圖多軸頭齒輪傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既要保證工藝要求，又要保證多軸頭的結(jié)構(gòu)的緊湊性。齒輪傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，其內(nèi)容包括：齒輪模數(shù)和工作軸直徑的確定，傳動方式的選擇，主動軸中心位置的確定，傳動比及齒輪齒數(shù)的確定，布置惰輪，檢查結(jié)構(gòu)上的干涉現(xiàn)象，傳動系統(tǒng)圖的坐標(biāo)計(jì)算與繪制等。齒輪傳動系統(tǒng)圖應(yīng)按照所規(guī)定的符號繪制。齒輪中心及分度圓應(yīng)盡可能畫得準(zhǔn)確（精度在0.20.3mm），這樣便

26、于用圖解法核對所計(jì)算的坐標(biāo)尺寸。在齒輪傳動系統(tǒng)圖中應(yīng)清晰的表明：齒輪的傳動方式，各齒輪的齒數(shù)及模數(shù)，主動軸及工作軸的旋轉(zhuǎn)方向，齒輪層數(shù)（對兩層以上）。同時(shí)還應(yīng)在圖旁注明：工作軸每分鐘轉(zhuǎn)速、工作軸每分鐘進(jìn)給量及傳動比等。下面按設(shè)計(jì)步驟分別討論每項(xiàng)內(nèi)容的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)方法。3.1 齒輪模數(shù)的確定在一般齒輪傳動設(shè)計(jì)中，齒輪模數(shù)是按齒輪的抗彎強(qiáng)度和齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算的，然后經(jīng)過試驗(yàn)確定。但是由于齒輪傳動多軸頭在生產(chǎn)中早已廣泛應(yīng)用，在使用和制造方面已有一定的經(jīng)驗(yàn)，在1中，有關(guān)多軸頭齒輪的結(jié)構(gòu)和規(guī)格參數(shù)，以及齒輪的、熱處理、齒寬及工作條件都作了規(guī)定，所以當(dāng)利用1所介紹的齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)加工孔徑，按表3

27、-1查得齒輪模數(shù)，此表查得的模數(shù)為主動輪的模數(shù)，每個(gè)主動齒輪可帶動三個(gè)工作軸。從1中2-1中查得：主動輪的模數(shù)m2。3.2 確定工作軸直徑多軸頭工作軸直徑是按扭轉(zhuǎn)剛度所計(jì)算的，若工作軸不兼做中間軸使用時(shí)，其直徑可按1中表2-2查得，工作軸直徑d15mm。3.3 選擇傳動方式多軸頭的齒輪傳動系統(tǒng)一般是定軸輪系，即主動軸、工作軸、惰輪軸的中心距是固定的。但由于被加工孔之間的相互位置有許多不同的排列形式，使得傳動系統(tǒng)圖隨之也出現(xiàn)了多種多樣的類型。下面列出各種傳動類型，供參考。 （1）按齒輪組合形式分按齒輪組合形式分有如下兩種形式：A、單式傳動，即每個(gè)軸上只有一個(gè)齒輪與其他齒輪嚙合傳動。B、復(fù)式傳動，

28、即每個(gè)軸櫖上有兩個(gè)、三個(gè)或多個(gè)齒輪與其他齒輪嚙合，分成兩層、三層及多層傳動，稱為二級、三級及多級傳動。（2）按齒輪傳動方式分A、外嚙合傳動。外嚙合傳動有如下幾種傳動分布形式：工作軸成長方形分布的；工作軸成“一”字形分布的；工作軸成框形分布的;工作軸成“八”字形分布的;工作軸成圓形分布的；工作軸成環(huán)形分布的。B、內(nèi)嚙合傳動。C、內(nèi)嚙合與外嚙合聯(lián)合傳動。（3）按工作軸布置情況分按工作軸布置情況可分為規(guī)則分布和不規(guī)則分布的。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，按照工作軸分布情況，可選擇工作軸成長方形分布的外嚙合傳動形式。3.4 確定主動軸中心位置從多軸頭工作平穩(wěn)性方面考慮，主動軸中心應(yīng)與各個(gè)工作軸所受軸向力的合力作用點(diǎn)（

29、稱為壓力中心）重合。此時(shí)，機(jī)床主軸及多軸頭本身均不受彎曲力矩。從多軸頭結(jié)構(gòu)的對稱性方面考慮，主動軸應(yīng)處于多軸頭本體的幾何中心上。此時(shí)，多軸頭外形勻稱。對于加工孔對稱分布的多軸頭，使主動軸中心既要與壓力中心重合，又要與多軸頭本體的幾何中心重合，是比較容易做到的。當(dāng)四孔加工時(shí)，壓力中心正好在對稱中心A點(diǎn)上（見圖3-1），即A點(diǎn)可作為主動軸中心。A點(diǎn)坐標(biāo)為： 33.23mm, =33.23mm。圖3-1 壓力中心示意圖3.5 確定傳動比及齒輪的齒數(shù)1.確定傳動比的原則(l)要保證工藝對工作軸所提出的轉(zhuǎn)速、切削速度及每轉(zhuǎn)進(jìn)給量的要求。(2)本設(shè)計(jì)的齒輪，外嚙合傳動比一般應(yīng)不大于2.5，最好等于1。(3

30、)應(yīng)盡可能不選最高一級或最低一級的機(jī)床轉(zhuǎn)速，以便給工藝上的更改留有余地。(4)攻絲多軸頭的對工作軸的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量必須與絲錐的螺距相等。2.傳動比的計(jì)算公式及其確定方法（1）傳動比的計(jì)算公式單式傳動：復(fù)式二級傳動：復(fù)式三級傳動：式中： 為主動軸對第N根對工作軸的傳動比為第N根對工作軸的轉(zhuǎn)速（r/min）為主動軸的轉(zhuǎn)速（r/min）為主動軸上齒輪的齒數(shù)、 、 、 為惰輪的齒數(shù)第N根對工作軸上齒輪的齒數(shù)（2）鉆孔多軸頭傳動比的確定方法鉆孔多軸頭是按對工作軸轉(zhuǎn)速初步確定的，然后驗(yàn)算對工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，最后確定可行的傳動比。工作軸轉(zhuǎn)速是按工藝要求確定的。主動軸轉(zhuǎn)速即為機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，我們可以從機(jī)床主軸各級轉(zhuǎn)

31、速中，選擇與對工作軸轉(zhuǎn)速相接近的作為主動軸的轉(zhuǎn)速，然后計(jì)算傳動比。當(dāng)傳動比初步確定后，可按照工藝規(guī)定的對工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量計(jì)算出主動軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量：式中 為主動軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）， 為對工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）。再以機(jī)床主軸各級進(jìn)給量中選取與計(jì)算值相近的一級作為主動軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。然后，再按所選取的主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量計(jì)算出對工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。這時(shí)，比較計(jì)算后的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量與工藝規(guī)定的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量之值是否相近，此外，還要從工藝方面考慮，按計(jì)算后的對工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量進(jìn)行加工是否可行，若不行，還要重新確定傳動比。上述所確定的傳動比是理論值，當(dāng)主動軸與對工作軸齒輪的齒數(shù)確定之后，按此數(shù)計(jì)算出來的傳動比是實(shí)

32、際值。傳動比的理論值與實(shí)際理論值相差很小，鉆孔多軸頭可忽略不計(jì)，但對于攻絲多軸頭，則需要進(jìn)行驗(yàn)算。3.確定各軸上齒輪的齒數(shù)在多軸頭傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，各軸上齒輪的齒數(shù)一般不是按照中心距、模數(shù)等已知條件計(jì)算出來的，因?yàn)槎噍S頭的對工作軸相互位置往往距離較近，有的分布還不規(guī)則，為保持對工作軸與主動軸旋轉(zhuǎn)方向相同，要通過惰輪，而惰輪的位置一般不是已經(jīng)確定的，通常是通過反復(fù)作圖與計(jì)算相結(jié)合的方法來確定。各軸上齒輪的齒數(shù)確定方法介紹如下：主動軸和工作軸上齒輪的齒數(shù)可按傳動比進(jìn)行分配。首先給定較小齒輪的齒數(shù)，即：當(dāng) 時(shí)，現(xiàn)給定工作軸上齒輪的齒數(shù)；當(dāng) 時(shí)，現(xiàn)給定主動軸上齒輪的齒數(shù)。然后按傳動比求出另一個(gè)齒輪的齒數(shù)

33、。初步確定齒數(shù)時(shí)，還必須檢查主動軸上齒輪的尺寸是否足夠大，因?yàn)橹鲃虞喌闹睆奖容^大，如果主動輪上齒輪的齒數(shù)過少，就保證不了厚度。此外還應(yīng)盡可能選擇奇數(shù)齒數(shù)。初步確定齒數(shù)時(shí)，還必須檢查主動軸上齒輪的尺寸是否足夠大，因?yàn)橹鲃虞喌闹睆奖容^大，如果主動輪上齒輪的齒數(shù)過少，就保證不了厚度。此外還應(yīng)盡可能選擇奇數(shù)齒數(shù)。查參考文獻(xiàn)8表5-113得：取VC=25m/min則n=1000V/(d)=/(3.1411)=723(r/min)根據(jù)計(jì)算的工作軸的轉(zhuǎn)速n=723r/min，Z535機(jī)床主軸的各級轉(zhuǎn)速中與其相接近的轉(zhuǎn)速為750r/min，但是減速傳動會使工作軸上的齒輪加大，在此情況下，不宜布置惰輪，所以選低

34、一級的轉(zhuǎn)速，即530r/min。I1N=nN/n1=723/530=1.36f1=fN*I1N=0.251.36=0.34(mm/r)從機(jī)床主軸各級進(jìn)給量中選取相接近的一級，即為0.32mm/r。fN=F1/I1N=0.32/1.36=0.235mm/rfN與工藝給定的工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.25mm/r相近似，所以，傳動比確定為1.36。選工作軸齒輪齒數(shù)Zn=17,主動軸齒數(shù)為：Z1=ZN*I1N=171.3623.12=243.6 惰輪的布置及其坐標(biāo)計(jì)算（1）工作軸的旋轉(zhuǎn)方向與惰輪布置的關(guān)系惰輪的主要作用是保證工作軸有一定的旋轉(zhuǎn)方向。從主動軸開始到工作軸為止，齒輪的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，工作軸和主動軸

35、的旋轉(zhuǎn)方向相同；從主動軸開始到工作軸為止，齒輪的個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，工作軸和主動軸的旋轉(zhuǎn)方向相反。（2）各軸受力情況與惰輪布置的關(guān)系在多軸頭傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，惰輪的布置是受一些條件限制的，尤其是受主動軸和工作軸位置的限制，一般不可能使各軸受力情況都是良好的。但是，各軸受力情況的好壞，將影響到多軸頭的工作情況及各軸和軸承的使用壽命。所以，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能使各軸的受力情況良好。（3）惰輪分度圓半徑及中心位置的確定按照一圓與三個(gè)不等圓相切，求外切圓的半徑及其中心位置的計(jì)算公式，在圖3-2中選定坐標(biāo)，確定原始尺寸：圖3-2 坐標(biāo)圖確定原始尺寸：l=k=33.23mm，m=n=33.23mm，R1=24mm，R2

36、=R3=17mm。a= b=n2+k2+R12-R32=33.232+33.232+242-172=2495.46c=ln+mk= 33.2333.23+33.2333.23=2208.46A=(la+kb)/2c=(33.46+33.46)/(22208.46)=37.54B=(ma-nb)/2c=0D=l(R1-R3)+k(R1-R2)/c=33.23(24-17)+33.23(24-17)/2208.46=0.21E=m(R1-R3)-n(R1-R2)/c=0N=1-D2-E2=1-0.212=0.9559M=R1-AD-BE=24-37.540.21-0=16.1166F=A2+B2-

37、R12=37.542+0-242=833.25R=17.13Z=2R/m=217.13/2=17.13X=B+ER=0Y=A+DR=37.54+0.2117.13=41.1373惰輪齒數(shù)(Z)定為18，則計(jì)算惰輪與主動軸實(shí)際中心距(A)與理論中心距(A0)A=R1+R=17.13+24=41.13A0=m(Z1+Z)/2=2(24+28)/2=42A與A0相差0.87，齒輪需要變位。3.7 繪制傳動系統(tǒng)圖按照坐標(biāo)尺寸繪制傳動系統(tǒng)圖如圖3-3所示.圖3-3 傳動系統(tǒng)圖3.8 檢查結(jié)構(gòu)上的干涉現(xiàn)象圖3-4 檢查干涉如圖所示不存在軸承干涉情況。第四章 齒輪的幾何尺寸計(jì)算在多軸頭傳動系統(tǒng)中，一般采用標(biāo)

38、準(zhǔn)齒輪，但在這個(gè)設(shè)計(jì)中我們采用變位齒輪。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中存在實(shí)際中心距與理論中心距不相等，所以應(yīng)采用變位齒輪。具體尺寸如表4-1 表4-1 齒輪的幾何尺寸序號名 稱符號計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果備 注主動輪與惰輪工作輪與惰輪1小齒輪數(shù)1817已知2大齒輪數(shù)2418已知3模數(shù)m22已知4實(shí)際中心距A41.1334.13已知5理論中心距42356兩輪齒數(shù)和= +42357中心距變動系數(shù)-0.435-0.4358中心距變動系數(shù)的模數(shù)-0.-0.9反變位系數(shù)的模數(shù)根據(jù) 查表0.0.10反變位系數(shù)0.0.11總變位系數(shù) -0.-0. 續(xù)表序號名 稱符號計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果備 注主動輪與惰輪工作輪與惰輪 12小輪變位系數(shù)-

39、0.-0.大輪變位系數(shù)-0.-0.13小輪分度圓直徑3634大輪分度圓直徑4836 14小輪齒頂圓直徑38.9937.22大輪齒頂圓直徑51.2438.99第五章 繪制多軸頭總圖多軸頭的結(jié)構(gòu)總圖見裝配圖其中的結(jié)構(gòu)有：（1） 連接部件和傳動部件。連接部件由連接法蘭、連接環(huán)組成；傳動部件是傳動桿。圖5-1 連接部件的傳動部件的結(jié)構(gòu)（2）導(dǎo)向部件。導(dǎo)向部件由導(dǎo)柱、導(dǎo)柱襯套和鉆模板組成，還有其他一些零部件。圖5-2 導(dǎo)向部件（3）齒輪傳動箱。齒輪傳動箱有工作軸、主動軸、惰輪軸以及軸上的齒輪、軸承及其他零件，還有本體、蓋、中間板和一些固定零件。此傳動箱采用單層布置。圖5-3 齒輪傳動箱第六章 軸承壽命的

40、計(jì)算多軸頭中常用的軸承有單列向心軸承(0000型)、單向推力球軸承（5000型）及滾動軸承。在特殊情況下，也采用滑動軸承。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，首先根據(jù)軸徑的大小選擇軸承，然后進(jìn)行強(qiáng)度或壽命等方面的驗(yàn)算。下面是部分軸承的驗(yàn)算。6.1單列向心球軸承的驗(yàn)算單列向心球軸承需要驗(yàn)算軸承的動載荷，其中計(jì)算公式如下：式中：C為軸承動載荷P為軸承的計(jì)算負(fù)荷；為轉(zhuǎn)速（ ）；為軸承壽命（ ），多軸頭軸承的壽命一般規(guī)定為2000小時(shí);C為允許的額定動載荷，由軸承標(biāo)準(zhǔn)手冊查得。從受力分析看，惰輪軸（6和7）受徑向力比工作軸大，而惰輪又距離下軸承較近，所以應(yīng)驗(yàn)算惰輪軸的下軸承。圖6-1 惰輪軸受力分析利用圖解法求出惰輪軸所受

41、的徑向力。圖7-1為惰輪軸7受力情況分析圖，圖中各力計(jì)算如下：首先計(jì)算每個(gè)工作軸的切削扭矩()M=21D2S0.8=.250.8=839(kgf.mm) =8.22(N.m)P=50DS0.8=50110.250.8=182(kgf)=1783.6(N)Pu9=2M/R2=2839/18=92.2(kgf)=903.56(N)Pr9= P u9tan=92.2tan15.5=25.6(kgf)=250.6(N)FN9= Fu9/cos=92.2/cos15.5=95.7(kgf)=937.7(N)Pu2=Pu3=M/R2=839/18=46.6(kgf)=456.8(N)Pr2= Pr3=Pu

42、2tan=46.6tan15.5=12.92(kgf)=126.6(N)PN2= PN3=Pu2/cos=46.6/cos15.5=48.4(kgf)=473.9(N)作力的矢量圖得PN7=65.52(kgf)=642(N)求出支承力 ：Pl2= PN7L2/L=65.5237/56=43.29(kgf)=424.242(N)求出惰輪軸的轉(zhuǎn)速n即n=nZ1/Z2=72317/18=683(r/min)軸承壽命（h）定為2000小時(shí)：基本額定動載荷C可根據(jù)公式： 查軸承手冊，軸承允許的額定動載荷C6000N，可知： CC，大小于所要求的動載荷，可以選用。6.2 止推軸承的驗(yàn)算單向推力軸承的動載荷C的計(jì)算與前面的相同，其中計(jì)算負(fù)荷應(yīng)按下式計(jì)算:式中 為某個(gè)工作軸上的軸向力。這個(gè)軸承中,其中P=182(kgf),所以可以得到:(kgf) NN查軸承手冊,允許的工作能力系數(shù)C=37500N,即CC,滿足所需,可以使用。.結(jié) 論三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)在忙碌中就快要結(jié)束了,在這兩個(gè)多月的時(shí)間里,在畢業(yè)設(shè)計(jì)之余還要兼顧找工作,因此,在這段時(shí)間里我覺得生活非常的充實(shí).不但在畢業(yè)設(shè)計(jì)中鞏固了以前的知識,而且在人生道路上學(xué)