联轴器加工工艺与工装设计

1.1多轴加工应用加工中心一般可以分为立式加工中心和卧式加工中心两种。三轴立式加工中心是最立式主轴头回转。(1)减少基准的转换，可以提高加工精度。所以说多轴的数控加工的工序不仅可以提高了工艺的有效性，并且由于零件在整个加工过程中只需一次装夹，所以加工精度更容易得到保证。(2)减少工装夹具数量和占地面积。尽管多轴数控加工中心的单一的设备价格较(3)缩短生产的过程链，简化生产的管理。可以使多轴数控机床完成处理大大缩明度。使用更复杂的工件它相对传统生产过程方法的优势更加明显。同时由于缩短生产(4)新产品研发周期的缩：短新产品研发周期。对于航空航天、汽车等领域的企和完整的多轴数控加工中心的处理能力可以很好地解决新产品研发过程中复杂零件加工的精度和周期问题，大大缩短研发周期和提高新产品的成功率。1.1.3多轴加工的设备多轴加工的饲料加工许多孔在同一时间或同时在许多相同的或不同的工件加工一1.2联轴器技术分析(2)尺寸精度要求较高(φ40孔的尺寸精度为，下偏差为0,上偏差为+0.034,表面φ32联接孔之间的中心距145,允许上下偏差为±0.10;6—φ32孔的深度10,允许上下偏(3)、有一定的形位公差要求：φ60的端面相对于φ40孔的轴线垂直度上要求为1.3论文研究的意义及现状作为现代机械制造技术现代机械制造技术的基础，用机械制造过程发生明显的变化。与传统加工技术相比，无论是在加工工艺，还是在加工过程控制和加工设备与工艺装备等诸多方面均有显著不同。我们所熟悉的数控机床有三个直线坐标轴，多轴是在一台机床上至少4轴[1]。所说通常的多轴数控加工是指第4轴以上的数控加工技术，具有代表性的是5轴数控的加工。所以多轴数控加工能同时控制4个以上坐标轴的联动，将1.4论文主要研究内容参考有关资料，按照中小批生产(如年产3000～5000件),所以零件加工工艺；件上4孔设计加工零件上4孔的工装—多轴头。(1)根据国家有关标准和实际需要，完善被加工零件《GY535X60(半)联轴器》(3)设计加工零件上4孔的工装—多轴头及夹具，分析、计算和结构合理、正确；画多轴头及夹具装配图和主要零件图(用AutoCAD)。1.5研究目标1.6研究方法与手段(2)确定工艺方案，制定加工工艺文件；(3)完成零件图的制作。1.7方案可行性分析(1)查阅相关文献，搜集有关资料。(4)根据国家有关标MLL-I型得带制动轮梅花形弹性联轴器，在动力过程和传递运动动力过程中一同回工作温度在-35℃~80℃。技术参数如表1-1所示图2-1联轴器型号长度寸键槽BDhLRbt5810560205810502021070522521030540302103050063022145050063022145550663525162550663525162000663527052040000535270520400005352.1联轴器的分析MLL-I型与制联轴器连接两个或两个轴和传动轴旋转在动力过程和传递运动动力结构简单、维护方便，耐磨，加工精度不高，适应性广，可用于多种小功率水平或垂直轴系统，工作温度在-35℃~80℃[4]。2.1.2零件的工艺分析(1)梅花形弹性元件的材料以聚酯型聚氨橡胶为主，它不但具有高的弹性和耐磨(2)两版联轴器的材料均为铸刚ZG310-570,查机械设计课程设计手册，表2-5GB11352-89摘录，可知抗拉强度为570Mpa,屈服强度为310Mpa,伸长率为15%,正火、回火硬度>153HBS,表面淬火硬度为40～50HRC。由表可知，当直径d1=30mm时，沉孔尺寸d3=55mmR=1.5mm,键槽尺寸b=8mm,主动轴半联轴器上有三个螺栓孔，厚度为10mm,根据机械设计课程设计手册，表3-9可查得M12x30,因此孔直径为Φ12mm,性能等级8.8级，全螺纹。(3)制动轮材料为ZG45,查机械设计课程设计手册，GB700-88摘录，表2-6,其抗拉强度为600Mpa,屈服强度为355Mpa,伸长率为16%,未经热处理的硬度为229HBS,经热处理后为197HBS。度为10mm。2.2确定毛坯画零件图(附图)根据以上分析确定毛坯均为铸件，而弹性元件是直接浇注成型。由已知资料可知，弹性件型号为M74,质量为8.5kg。毛坯的铸造方法采用型砂造型。由于两孔均需铸出，故还应安放型芯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。弹性元件瓣的直径为d=(0.2-0.4)DI,MLL4-I-160型取d=20mm各加工表面总余量如下表2-2:表2-2加工表面总余量加工表面基本尺寸加工余量数值毛坯尺寸制动轮外圆表面主动轴联轴器轴孔主动轴联轴器左端面从动轴联轴器右端面由原始资料给的基本参数和主要尺寸表和机械设计手册表2和表3可选出下面14个型号的尺寸及参数如下表3。2.3工艺规程设计(1)定位基准的选择粗基准的选择：考虑刀以下几点要求，选择制动轮零件的重要表面即O160的外圆表面(2)制定工艺路线根据各表面加工要求和各种方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：2.3.2从动轴半联轴器(1)定位基准的选择这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则[5];此外，左端面A的面积较大，定位较表2-3轴孔直径型号轴孔直径长度沉孔尺寸键槽BDhLRbt5831058310210372210334021033062214850622148566251632662516326622705094052270509405MLL10-32220244552.4加工工序设计工序40粗铣N面及粗铣Q面至尺寸70mm,查金属机械加工工艺人员手册表14—67,得切削速度为44.9m/min,切削深度为3mm,进给量为0.1mm/min,计算出转速为583r/min。工序50粗车P面及粗车M面至20mm,查手册表14—1,得切削速度为255m/min,工序60粗车D0的圆柱面0160.5mm同工序50工序70半精车D0的圆柱面O160mm,查手册表14—1,得切削速度为277m/min,工序80钻孔3x012的孔查手册表14—29,得切削速度为26m/min,进给量为0.2mm/min,计算出转速为200r/min。切削速度为255m/min,切削深度为1.5mm,进给量为0.15mm/min,计算出转速为工序50扩铰孔d1并孔内倒角查手册表14—29,得切削速度为49.1m/min。工序80铣凸爪亮侧面及内侧查手册表14—67,得切削速度为44.9m/min,切削深工序90铣N面查手册表14—67,得切削速度为44.9m/min,切削深度为3mm,进查手册表14—1,得切削速度为255m/min,切削深度为1.5mm,进给量为0.15mm/min,计算出转速为478r/min。工序50扩铰孔d2并孔内倒角查手册表14—29,(3)工序60插键槽S查手册表14—19,得切削速度为9m/min,进给量为0.12mm/min,计算转速为128r/min。(4)工序70车B面查手册表14—1,得切削速度为255m/min,切削深度为1.5mm,(5)工序80扩沉孔055mm查手册表14—29,得切削速度为49.1m/min,进给量(6)工序90粗铣凸爪E面，查手册表14—67,得切削速度为44.9m/min,切削深度为3mm,进给量为0.1mm/min,计算出转速为583r/m(7)工序100铣凸爪两侧面及内侧，查手册表14—67,得切削速度为44.9m/min,(9)工序120钻孔O12mm,查手册表14—29,得切削速度为26m/min,进给量分度圆应尽可能画得准确(精度在0.2～0.3mm),这样便于用图解法核对所计算的坐轴及工作轴的旋转方向，齿轮层数(对两层以上)。同时还应在图旁注明：工作轴每分已有一定的经验，在[1]中，有关多轴头齿轮的结构和规格参数，以及齿轮的材料、从[1]中2-1中查得；主动轮的模数m=2。3.2确定工作轴直径径可按[1]中表2-2查得，工作轴直径d=15mm。3.3选择传动方式(2)按齿轮传动方式分A、外部齿轮传动。外部齿轮传动具有以下几种分布形式：(3)按工作轴布置情况分A图3-1压力中心示意图3.4确定主动轴中心位置来自多个主轴头的工作稳定性方面考虑，驱动轴中心应与每个轴的轴向力的合力点(称为压力中心)。此时，机床主轴和多个主轴头本身并不受弯矩的影响。从多轴头结构的对称性方面考虑，主动轴应处于多轴头本体的几何中心上。此时，多轴头外形匀称。对于加工孔对称分布的多轴头，使主动轴中心既要与压力中心重合，又要与多轴头本体3.5确定传动比及齿轮的齿数(1)确定传动比的原则要保证工艺对工作轴所提出的转速、切削速度及每转进给量的要求。本设计的齿轮，外啮合传动比一般应不大于2.5,最好等于1。应尽可能不(2)传动比的计算公式及其确定方法N为第N根对工作轴的转速(r/min)1为主动轴的转速(r/min)式中1为主动轴每转进给量(mm/r),N为对工作轴每转进给量(mm/r)。(3)确定各轴上齿轮的齿数则n=1000V/(πd)=1000×25/(3.14×11)=723(r/min)所以选低一级的转速，即530r/min。fl=fN×11N=0.25×1.36=0.36(mm/r)fN与工艺给定的工作轴每转进给量0.25mm/r相3.6惰轮的布置及其坐标计算(1)工作轴的旋转方向与惰轮布置的关系(2)各轴受力情况与惰轮布置的关系在多轴头传动系统设计中，惰的布局被一些条件限制，特别是由驱动轴和轴位置的工作极限，轴向应力分布通常是不好的。然而，轴向力的好坏，会影响到多轴头工作，轴和轴承的使用寿命。所以，应尽可能在轴向力的设计状况良好[12]。(3)惰轮分度圆半径及中心位置的确定按照一圆与三个不等圆相切，求外切圆的半径及其中心位置的计算公式，在图3-2中选定坐标，确定原始尺寸：图3-2坐标图确定原始尺寸：1=k=33.23mm,m=n=33.23mm,R1=24mm,R2=R3=17mm。a=b=n²+k²+R²-R²=33.23c=1n+mkA=(la+kb)/2c=(33.23×249546+33.23×249546)/(2×2208D=[1(R₁-R₃)+k(R₁-R₂)]/c=[33.23(24-17)+33.23(24-N=1-D²-E²=1-0.21²=0.9477M=R-AD-BE=24-37.54×0.21-0=16.3411X=B+ER=0Y=A+DR=37.54+0.21×17.13=惰轮齿数(Z)定为18,则计算惰轮与主动轴实际中心距(A)与理论中心距(A0)A与A0相差0.87,齿轮需要变位。3.7绘制传动系统图6图3-3传动系统图图3-4检查干涉3.8检查结构上的干涉现象如上图3-4所示不存在轴承干涉情况第4章齿轮的几何尺寸计算表4-1齿轮具体尺寸序号符号计算公式计算结果主动轮与惰轮工作轮与惰轮1小齿轮数已知2大齿轮数已知3模数m22已知4实际中心距A已知5理论中心距A6两轮齿数和7中心距变动系数丸8中心距变动系数的模数9反变位系数的模数根据查表反变位系数J表5-2齿轮尺寸续表序号符号计算公式计算结果主动轮与惰轮工作轮与惰轮小轮变位系数大轮变位系数小轮分度圆直径大轮分度圆直径小轮齿顶圆直径D₄₁=大轮齿顶圆直径D第5章绘制多轴头总图机床主轴盖机床主轴盖圆环传动杆圆盘多轴头上盖图5-2导向部件图5-3齿轮传动第6章轴承寿命的计算多轴头中常用的轴承有单列向心轴承(0000型)、单向推力球轴承(5000型)及滚动轴承。在特殊情况下，也采用滑动轴承。首先根据轴径的大小选择轴承，然后进行强度或寿命等方面的验算。下面是部分轴承的验算。6.1单列向心球轴承的验算单列向心球轴承需要验算轴承的动载荷，其中计算公式如下：式中：C为轴承动载荷P为轴承的计算负荷；[C]为允许的额定动载荷，由轴承标准手册查得。从受力分析看，惰轮轴(6和7)受径向力比