【十字滑块联轴器设计工艺设计6400字（论文）】

十字滑块联轴器设计工艺设计目录TOC\o"1-3"\h\u27515第一章绪论 第一章绪论最近几年，我国经济发展迅速，在数控加工技术领域取得了巨大的发展，可是针对高技术产品仍旧没有较强的核心竞争力的状况下，中国数控领域必然要有新的超越。目前一个国家工业全面势力是直接通过这个国家的数控技术开展程度来体现。数控机床在中国即使经过了几十年的成长，可是因为开展较迟，致使跟国外等发达国家相比中国的数控技术已极度滞后了，特别是在可靠性和精确度层面跟欧美国家仍存在相当大的距离。如今市场上中国高端型数控机床的绝大部分是外国企业制作的数控机床，然而中国企业制作的数控机床主要是低档次经济型，这意味着中国数控技术的缺乏。第二章零件图纸的分析2.1零件图分析此零件为半轴器，为典型的轴类零件，由外圆、内孔、凹槽三个部分构成，具体形状如图2.1所示图2.1半轴器零件图纸通过绘制与分析，此零件各个部分尺寸标注清晰、完整，技术要求合理。2.2零件毛坯材料分析2.2.1毛坯种类确定常见的毛坯种类有铸件、锻件、型材、焊接件、其他毛坯。1）铸件：针对外形比较繁琐的毛坯，通常采取铸造的方式生产。现如今铸件多数使用砂型铸造，砂型铸造包括手工造型与机械造型。手工造型毛培余量大，精度低，生产效率低，一般用于单件小批量生产或大型复杂零件。对尺寸精度要求较高、大批量生产的小型铸件，可采用特种铸造，特种铸造包括离心铸造、熔模铸造、压力铸造、精密铸造及永久型铸造等方法。2）锻件：受力复杂、机械强度要求高的零件，一般要求锻造。3）型材按截面形状可分为圆钢（管）、方钢（管）、扁钢、六角棒与其余特别横断面样式。根据制作方式，包括冷拉与热轧两大种类。4）焊接件：焊接件是用铆焊方式形成的组立部件，通常适用于大型零件，小批量制造与单个部件以及样机试制。5）其他毛坯：除开上诉4种毛坯还有冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等其他毛坯。2.2.2材料的选择在选择毛坯的时候应根据毛坯的外形和尺寸要求进行选择，减少“肥头大耳”，毛坯余量小，加工时间缩短，材料消耗减少，形状接近成品，减少机械加工的劳动量。与此同时恰当的毛坯选用对部件成本、生产效率与机械生产工艺起着非常大的作用。综上所述再结合图纸所规定的尺寸毛坯尺寸选φ80X50mm的45钢型材如图2.2.1所示工件毛坯图2.2.2第三章确定定位基准与零件的装夹3.1定位基准的概念与分类在确定工艺过程中，定位基准的正确选择对要加工的零件是否能达到所要求的尺寸精度与相互位置精度要求有很大的影响，因此经纬基准的正确选择是一个十分重要的工艺问题。基准是工件上用来确定确定其他点、线、面位置所依据的那些点、线面。3.2定位基准的选择原理在选择定位基准时需要格外的注意，因为定位基准的不合理选择，将直接影响到零件加工的形状、尺寸、位置精度、生产效率等方面。定位基准有分为粗基准与精基准选择粗基准时，主要考虑各加工表面有充足的余量，使得加工表面符合图纸要求，并为接下来的后序工序提供精基准，具体选择时应考虑下列原则：1）符合相互位置要求2）选用不加工表面为粗基准3）合理分配各表面加工余量4）避免粗基准的重复使用5）选用表面平整且加工面积较大的面作为粗基准精基准的选取重点应思考在确保加工精确度的前提下仍需要装夹便利牢靠、架构简单。其选择原则如下：1）基准重合原则2）基准统一原则3）自为基准原则4）互为基准原则5）便于装夹原则3.3基准的确定由于所加工的零件为半轴器，所以根据基准统一原则都选择工件的中心轴线为定位基准。3.4夹具的选择为了确保工件加工精度，在使用数控机床加工零件时，必须使工件位于一个固定且合理的位置，然后将其固定住。这种定位与固定的过程称为工件的装夹。数控车床多用于加工端面、外圆面、圆锥面、螺纹等。根据这一特性可将车床夹具分为两类：第一类是安装在车床主轴上的夹具，这类夹具与车床主轴连接并带动工件随主轴一起选择；第二类是安装在床身或滑轨上的夹具。1）三爪自定心卡盘是车床上使用最多的夹具。使用三爪自定心卡盘一般不需要对工件进行找正，装夹速度快、装夹方便、应用广泛。但由于夹紧力较小，不适用于不规则外形工件的装夹，常用于装夹轴类、盘套类工件。2）四爪单动卡盘上的四个爪均可单独移动，在安装工件时需要进行找正，拥有较大的夹紧力，适用于不规则外形工件、非圆柱体等工件的加工。3）顶尖适用于长度较长、多工序的轴类零件加工，使用两顶尖装夹工件不需要找正切安装精度高。4）心轴装夹可分为圆锥心轴装夹与圆柱心轴装夹。其中圆锥心轴装卸方便但不能承受较大切削力，多适用于精加工。圆柱心轴夹紧力大适用于粗加工。

第四章加工工艺路线的确定4.1加工方案的确定当被加工零件需要保证一定的精度时，通常不可以仅以一道工序来达到加工零件的精度标准，使用多道工序来一步步达到被加工零件精度要求。通常情况下可分为4大加工夹断。1）粗加工阶段。该部分加工主要为去掉毛坯上较多的加工余量，快速加工出工件的形状与轮廓。2）半精加工阶段。此阶段介于粗加工与精加工之间，在完成一些次要表面加工的同时，留有一定加工余量，为后序的精加工做准备。3）精加工阶段。此阶段加工余量下，主要是确保各加工表面达到图纸上所要求的加工精度与表面粗糙度的要求。4）光整加工阶段。此阶段主要应用于对工件表面粗糙度要求很小，尺寸精度要求很高的工件。终上所述为了在保证加工质量、合理使用设备的情况下完成半轴器的加工可根据表4-1选择工件的加工方案。加工方案表4-1序号加工方法加工精度表面粗糙度Ra/um适用范围1粗车IT11～IT1312.5-50适用于除淬火钢以外的各种金属2粗车、半精车IT8～IT103.2-6.33粗车、半精车、精车IT7～IT80.8-1.64钻孔IT11～IT136.3-12.5除淬火钢以外各种材料；毛坯用铸孔或锻出孔5钻孔、半精镗IT9～IT106.3-12.56钻孔、半精镗、精镗IT7～IT80.8-1.67粗铣IT11～IT135-20适用于除淬火钢以外的各种金属8粗铣、半精铣IT8～IT112.5--109粗铣、半精铣、精铣IT6～IT80.63-1.6从上表可知：选择粗车、半精车及精车的方式对φ70mm与φ32mm的外圆进行车削。选择钻孔、半精镗与精镗的加工方式在对φ17mm的内孔孔径进行加工。选择粗铣、半精铣与精铣的铣削方式进行凹槽加工。4.2安排与确定加工工序1零件的加工工序的设计需要按照：先加工基准面，先粗加工再精加工，先加工主要部位，后加工次要部位，先加工面后加工孔的原则进行。2热处理加工的工序安排主要分为两大类：预备热处理与最终热处理。3辅助工序的设计基本有以下几项：去毛刺、表面处理、倒角、倒棱边、检验、防锈、清洗等。由于数控机械加工主要应用于各种复杂形状工件的加工，且毛坯材料多种多样、生产数量不唯一等原因，对于制定实际零件加工工序时，需要按照实际零件情况进行分析，灵活设计。如此方可使加工效率最大化，收益最高。所以在本次对半轴器的加工过程中我们以基准先行、先粗后精、先主后次、先面后孔的原则进行工件的加工。4.3工序的划分工序划分存在2类不一样原则，一类为工序集中制，再是工序分散制。工序集中制主要是保证工件在几道工序中就可以加工完成，使得加工总工序变少。在一般的数控生产加工中均采用工序集中原则来划分工序，且此方法对操作者本人要求较高，其特点如下：在生产加工中尽可能完成零件的多个表面加工在一次安装中，这样工件的相互位置精度可得到有效的保证，同时也减少了工人的操作时间，缩短生产周期。2）工序集中可以使生产零件的机床总数减少，同时减少工人，节省车间面积，降低生产成本简化生产过程。3）由于采用工序集中的生产加工多采用具有高效率的数控机床、高度自动化的生产线，从而使得生产效率得到提高。4）由于采用专业设备，使得初始投资变大，调试与维修复杂，从而使得在加工前的生产准备工作变大。工序分散的原则是采用把部件的加工分配至不同工序内多次加工，让所有工序的去除部分很少，此方法对操作者水平要求较低，其特点如下：1）机床设备的工艺装置简单，易于工人的调整与维修，从而降低生产准备工作所需要的时间。2）有利于采用最合理的切削用量，减少加工基本时间。3）由于工序分散所以需要更多的设备对同一工件进行加工，使得机加工人员增多，提高人工成本。综上所述考虑到本次加工的工件是个半轴器工件所以我们采用工序集中的原则对工件进行工序划分，具体安排如下：1）夹持工件毛坯一端，先加工φ32x30mm的外圆作为第一道工序。2）夹持以加工完成的φ32x30mm外圆，加工φ70x12mm的外圆与φ18mm的通孔为第二道工序。3）夹持工件φ32x30mm的外圆，加工宽20mm的凹槽为第三道工序。4）第4道工序是对零件做热处理。4.4加工路线的确定对于数控机械加工环节，加工路线的长短直接影响到工件的生产效率与零件表面质量，除此之外还应考虑零件加工数值计算简单、走刀路线尽量短、提高效率等。由于精加工加工路线都是围绕形状以基本完成的工件进行，所以确定加工路线的确定主要是对粗加工的路线进行，具体操作规划如下：1）准备圆棒毛坯料，尺寸为φ80x45mm。2）将圆棒料一端夹紧，进行端面加工，车削φ32x30mm的外圆。3）掉头夹持已加工的φ32mm外圆，加工φ70x12mm的外圆，钻孔，镗孔。4）在铣床上进行20mm凹槽的加工。5）热处理与已完成工件的检验。

第五章量具、刀具及切削用量的选择5.1量具的选择对于小批量的单件的在数控加工制造中，通常选择通用测量工具，如百分尺、标尺、游标卡尺等。对于工件的大批量制造中，则应采用各种量规和更高效的专用检具与量仪等。5.2刀具的选择原则加工工具的选用需要按照机床加工水平、切削力、零件的表面粗糙度要求、数控加工工序、零件材料性能等条件合理选取刀具与刀柄。选取应符合安装调整方便、安全、经济、合适、刚性好的主要原则。在选取刀具的之后，亦需要顾及工具在夹持与安装调试的方便、伸展度刚性好、精度高耐用好。在保证加工标准的基础上，让刀具探出的长度尽量短，进而让刀具的使用刚性得到提高。5.2.1数控加工刀具要求与非数控机床比较，数控加工对刀的要求更高，不仅需要达到高精度，刚性好要求，同时亦需要保证尺寸平稳、耐磨、排屑与排屑能力高，还需要装配调整便捷，能够让数控机床的完成高效率加工。5.2.2刀具的材料数控机床刀具按照刀具自身制造所选择的原材料能够分为下列几种：陶瓷、高速钢、聚晶金刚石、立方氮化、硬质合金。对于目前的工厂生产制造中数控机床选择的最多最广泛的材质为硬质合金材料。该种刀具的刀片因为它的优良的加工性能，被广泛应用于在各大工厂的数控车床加工中。高速钢一般为型坯原料，韧性好于硬质合金材料，可是耐磨性和硬度及红硬性上比低于硬质合金，对于硬度较高的材料的加工不是很适合，并且对高速加工也不适合。因此对于零件镗孔、凹槽、外圆的加工时选择硬质合金材料刀具，在孔的加工中选择高速钢材料刀具。5.2.3刀具的几何角度选择按照《机械切削工艺参数速查手册》中所提供的数据能够发现，就的毛坯型材而言，和所要加工的工件外形所选刀具如表5-1。数控加工刀具卡片表表5-1产品名称或代号十字滑块联轴器零件名称半轴器零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01硬质合金端面车刀：45°1端面加工手动2T02菱形外圆车刀90°1工件左端外圆粗加工自动3T03菱形外圆车刀55°1工件左端外圆精加工自动4T04中心钻A31中心钻孔自动5T05钻头Φ161通孔加工自动6T06镗孔刀1内孔精加工自动7T07键槽铣刀6mm1槽加工自动编制审核批准共1页第1页5.3切削用量的选择切削用量包括切削速度、进给量及被吃刀量。切削用量的正确设定对于是否可以完美施展机床性能和刀具加工性能，降低成本，提高质量，提高产量与安全生产具有关键的作用。关于加工进给量的设置存在一项总的规则：一是最大程度挑选大的背吃刀量，二是，设置最多的单次加工量，三是，设置最快的切削速度。因此加工用量的设置需要在满足工件精度与表面粗糙度的要求下，完美施展刀具的加工性能，并且确保刀具使用寿命。加工用量最后的设置亦需顾及别的某些条件，最终方获取合适的方案。5.3.1主轴转速和切削速度的设置大家通过切削速度的运算公式：v=πdn/1000，中能够得到v相对的加工速度（m/min）；n为其主轴转动速度（r/min）；d为该刀具或工件的尺寸（mm）。通过这一公式能够发现加工速度是根据工件（或刀具）尺寸与机床主轴转速来求得的。所以根据公式与计算可以得出在粗车两端外圆时切削速度为150m/min，主轴转速为700r/min。在精加工两端表面时切削速度为110m/min，主轴转速为800r/min。钻孔与镗孔是切削速度为150m/min，主轴转速为2600r/min。5.3.2进给量的确定进给量指主运动每转一圈或每一行程时，刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，单位是mm/r或mm/次。其的速度求解运算公式是：Vf=nf，该式中f表示刀具的进给量（mm/r），n表示机床主轴的旋转速度（r/min）。在粗加工与精加工中对于进给量设定有所不同，对于粗加工，进给量设定主要按照机床进给运动的强度、刀具的强度与刚度、被加工零件的刚性硬度等。对于精与半精加工而言，进给量设定需要根据加工的精度与工件表面粗糙度要求来设定。在具体的加工制造中，进给量的设定通常按照操作师傅的经验来设定。对于粗加工而言，背吃刀量能够按照表5-2来设定。硬质合金车刀粗加工进给量参考值表5-2工件材料车刀刀杆尺寸工件直径mm背吃刀量a/mm≤3＞3-5＞5-8＞8-12＞12进给量mm/r碳素结构钢、合金结构钢、耐热钢16x25200.3-0.4400.4-0.50.3-0.4600.6-0.70.4-0.60.3-0.51000.8-1.00.5-0.70.5-0.60.4-0.54001.2-1.40.7-1.00.6-0.80.5-0.620x3025x25200.3-0.4400.4-0.50.3-0.4600.6-0.70.5-0.70.4-0.61000.8-1.00.7-0.90.5-0.70.5-0.74001.2-1.41.0-1.20.8-1.00.6-0.90.4-0.65.3.3背吃刀量的确定在生产中对于加工背吃刀量确定我们需要注意，切削加工过程中一般有粗加工、半精加工、精加工三道工序。在粗加工时，在条件允许的情况下，一次走刀尽可能切除多的余量，但加工余量过大也可能造成机床抖动，刀具损坏等问题，严重影响到加工工件的加工质量。所以在本次半轴器的加工中，考虑到数控机床的实际性能与刀具的强度，在加工时背吃刀量不易取太大，这样对数控机床与刀具本身都可以起到一个有效的保护。综上所述最终本次加工的背吃刀量设定依次为：设定每刀背吃刀量为1.0mm进行端面粗车设定每刀背吃刀量为0.2mm进行端面精车设定每刀背吃刀量为3.0mm进行外圆粗车设定每刀背吃刀量为0.2mm进行外圆