聯(lián)軸器加工工藝與工裝設(shè)計(jì)

1.1多軸加工應(yīng)用加工中心一般可以分為立式加工中心和臥式加工中心兩種。三軸立式加工中心是最立式主軸頭回轉(zhuǎn)。(1)減少基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，可以提高加工精度。所以說多軸的數(shù)控加工的工序不僅可以提高了工藝的有效性，并且由于零件在整個(gè)加工過程中只需一次裝夾，所以加工精度更容易得到保證。(2)減少工裝夾具數(shù)量和占地面積。盡管多軸數(shù)控加工中心的單一的設(shè)備價(jià)格較(3)縮短生產(chǎn)的過程鏈，簡(jiǎn)化生產(chǎn)的管理?？梢允苟噍S數(shù)控機(jī)床完成處理大大縮明度。使用更復(fù)雜的工件它相對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)過程方法的優(yōu)勢(shì)更加明顯。同時(shí)由于縮短生產(chǎn)(4)新產(chǎn)品研發(fā)周期的縮：短新產(chǎn)品研發(fā)周期。對(duì)于航空航天、汽車等領(lǐng)域的企和完整的多軸數(shù)控加工中心的處理能力可以很好地解決新產(chǎn)品研發(fā)過程中復(fù)雜零件加工的精度和周期問題，大大縮短研發(fā)周期和提高新產(chǎn)品的成功率。1.1.3多軸加工的設(shè)備多軸加工的飼料加工許多孔在同一時(shí)間或同時(shí)在許多相同的或不同的工件加工一1.2聯(lián)軸器技術(shù)分析(2)尺寸精度要求較高(φ40孔的尺寸精度為，下偏差為0,上偏差為+0.034,表面φ32聯(lián)接孔之間的中心距145,允許上下偏差為±0.10;6—φ32孔的深度10,允許上下偏(3)、有一定的形位公差要求：φ60的端面相對(duì)于φ40孔的軸線垂直度上要求為1.3論文研究的意義及現(xiàn)狀作為現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的基礎(chǔ)，用機(jī)械制造過程發(fā)生明顯的變化。與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，無論是在加工工藝，還是在加工過程控制和加工設(shè)備與工藝裝備等諸多方面均有顯著不同。我們所熟悉的數(shù)控機(jī)床有三個(gè)直線坐標(biāo)軸，多軸是在一臺(tái)機(jī)床上至少4軸[1]。所說通常的多軸數(shù)控加工是指第4軸以上的數(shù)控加工技術(shù)，具有代表性的是5軸數(shù)控的加工。所以多軸數(shù)控加工能同時(shí)控制4個(gè)以上坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)，將1.4論文主要研究?jī)?nèi)容參考有關(guān)資料，按照中小批生產(chǎn)(如年產(chǎn)3000～5000件),所以零件加工工藝；件上4孔設(shè)計(jì)加工零件上4孔的工裝—多軸頭。(1)根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際需要，完善被加工零件《GY535X60(半)聯(lián)軸器》(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)1.6研究方法與手段(2)確定工藝方案，制定加工工藝文件；(3)完成零件圖的制作。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。(4)根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)MLL-I型得帶制動(dòng)輪梅花形彈性聯(lián)軸器，在動(dòng)力過程和傳遞運(yùn)動(dòng)動(dòng)力過程中一同回工作溫度在-35℃~80℃。技術(shù)參數(shù)如表1-1所示圖2-1聯(lián)軸器型號(hào)長(zhǎng)度寸鍵槽BDhLRbt5810560205810502021070522521030540302103050063022145050063022145550663525162550663525162000663527052040000535270520400005352.1聯(lián)軸器的分析MLL-I型與制聯(lián)軸器連接兩個(gè)或兩個(gè)軸和傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)在動(dòng)力過程和傳遞運(yùn)動(dòng)動(dòng)力結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，耐磨，加工精度不高，適應(yīng)性廣，可用于多種小功率水平或垂直軸系統(tǒng)，工作溫度在-35℃~80℃[4]。2.1.2零件的工藝分析(1)梅花形彈性元件的材料以聚酯型聚氨橡膠為主，它不但具有高的彈性和耐磨(2)兩版聯(lián)軸器的材料均為鑄剛ZG310-570,查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，表2-5GB11352-89摘錄，可知抗拉強(qiáng)度為570Mpa,屈服強(qiáng)度為310Mpa,伸長(zhǎng)率為15%,正火、回火硬度>153HBS,表面淬火硬度為40～50HRC。由表可知，當(dāng)直徑d1=30mm時(shí)，沉孔尺寸d3=55mmR=1.5mm,鍵槽尺寸b=8mm,主動(dòng)軸半聯(lián)軸器上有三個(gè)螺栓孔，厚度為10mm,根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，表3-9可查得M12x30,因此孔直徑為Φ12mm,性能等級(jí)8.8級(jí)，全螺紋。(3)制動(dòng)輪材料為ZG45,查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，GB700-88摘錄，表2-6,其抗拉強(qiáng)度為600Mpa,屈服強(qiáng)度為355Mpa,伸長(zhǎng)率為16%,未經(jīng)熱處理的硬度為229HBS,經(jīng)熱處理后為197HBS。度為10mm。2.2確定毛坯畫零件圖(附圖)根據(jù)以上分析確定毛坯均為鑄件，而彈性元件是直接澆注成型。由已知資料可知，彈性件型號(hào)為M74,質(zhì)量為8.5kg。毛坯的鑄造方法采用型砂造型。由于兩孔均需鑄出，故還應(yīng)安放型芯。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。彈性元件瓣的直徑為d=(0.2-0.4)DI,MLL4-I-160型取d=20mm各加工表面總余量如下表2-2:表2-2加工表面總余量加工表面基本尺寸加工余量數(shù)值毛坯尺寸制動(dòng)輪外圓表面主動(dòng)軸聯(lián)軸器軸孔主動(dòng)軸聯(lián)軸器左端面從動(dòng)軸聯(lián)軸器右端面由原始資料給的基本參數(shù)和主要尺寸表和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表2和表3可選出下面14個(gè)型號(hào)的尺寸及參數(shù)如下表3。2.3工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(1)定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇：考慮刀以下幾點(diǎn)要求，選擇制動(dòng)輪零件的重要表面即O160的外圓表面(2)制定工藝路線根據(jù)各表面加工要求和各種方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工方法如下：2.3.2從動(dòng)軸半聯(lián)軸器(1)定位基準(zhǔn)的選擇這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則[5];此外，左端面A的面積較大，定位較表2-3軸孔直徑型號(hào)軸孔直徑長(zhǎng)度沉孔尺寸鍵槽BDhLRbt5831058310210372210334021033062214850622148566251632662516326622705094052270509405MLL10-32220244552.4加工工序設(shè)計(jì)工序40粗銑N面及粗銑Q面至尺寸70mm,查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14—67,得切削速度為44.9m/min,切削深度為3mm,進(jìn)給量為0.1mm/min,計(jì)算出轉(zhuǎn)速為583r/min。工序50粗車P面及粗車M面至20mm,查手冊(cè)表14—1,得切削速度為255m/min,工序60粗車D0的圓柱面0160.5mm同工序50工序70半精車D0的圓柱面O160mm,查手冊(cè)表14—1,得切削速度為277m/min,工序80鉆孔3x012的孔查手冊(cè)表14—29,得切削速度為26m/min,進(jìn)給量為0.2mm/min,計(jì)算出轉(zhuǎn)速為200r/min。切削速度為255m/min,切削深度為1.5mm,進(jìn)給量為0.15mm/min,計(jì)算出轉(zhuǎn)速為工序50擴(kuò)鉸孔d1并孔內(nèi)倒角查手冊(cè)表14—29,得切削速度為49.1m/min。工序80銑凸爪亮側(cè)面及內(nèi)側(cè)查手冊(cè)表14—67,得切削速度為44.9m/min,切削深工序90銑N面查手冊(cè)表14—67,得切削速度為44.9m/min,切削深度為3mm,進(jìn)查手冊(cè)表14—1,得切削速度為255m/min,切削深度為1.5mm,進(jìn)給量為0.15mm/min,計(jì)算出轉(zhuǎn)速為478r/min。工序50擴(kuò)鉸孔d2并孔內(nèi)倒角查手冊(cè)表14—29,(3)工序60插鍵槽S查手冊(cè)表14—19,得切削速度為9m/min,進(jìn)給量為0.12mm/min,計(jì)算轉(zhuǎn)速為128r/min。(4)工序70車B面查手冊(cè)表14—1,得切削速度為255m/min,切削深度為1.5mm,(5)工序80擴(kuò)沉孔055mm查手冊(cè)表14—29,得切削速度為49.1m/min,進(jìn)給量(6)工序90粗銑凸爪E面，查手冊(cè)表14—67,得切削速度為44.9m/min,切削深度為3mm,進(jìn)給量為0.1mm/min,計(jì)算出轉(zhuǎn)速為583r/m(7)工序100銑凸爪兩側(cè)面及內(nèi)側(cè)，查手冊(cè)表14—67,得切削速度為44.9m/min,(9)工序120鉆孔O12mm,查手冊(cè)表14—29,得切削速度為26m/min,進(jìn)給量分度圓應(yīng)盡可能畫得準(zhǔn)確(精度在0.2～0.3mm),這樣便于用圖解法核對(duì)所計(jì)算的坐軸及工作軸的旋轉(zhuǎn)方向，齒輪層數(shù)(對(duì)兩層以上)。同時(shí)還應(yīng)在圖旁注明：工作軸每分已有一定的經(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)，以及齒輪的材料、從[1]中2-1中查得；主動(dòng)輪的模數(shù)m=2。3.2確定工作軸直徑徑可按[1]中表2-2查得，工作軸直徑d=15mm。3.3選擇傳動(dòng)方式(2)按齒輪傳動(dòng)方式分A、外部齒輪傳動(dòng)。外部齒輪傳動(dòng)具有以下幾種分布形式：(3)按工作軸布置情況分A圖3-1壓力中心示意圖3.4確定主動(dòng)軸中心位置來自多個(gè)主軸頭的工作穩(wěn)定性方面考慮，驅(qū)動(dòng)軸中心應(yīng)與每個(gè)軸的軸向力的合力點(diǎn)(稱為壓力中心)。此時(shí)，機(jī)床主軸和多個(gè)主軸頭本身并不受彎矩的影響。從多軸頭結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性方面考慮，主動(dòng)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(duì)于加工孔對(duì)稱分布的多軸頭，使主動(dòng)軸中心既要與壓力中心重合，又要與多軸頭本體3.5確定傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù)(1)確定傳動(dòng)比的原則要保證工藝對(duì)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。本設(shè)計(jì)的齒輪，外嚙合傳動(dòng)比一般應(yīng)不大于2.5,最好等于1。應(yīng)盡可能不(2)傳動(dòng)比的計(jì)算公式及其確定方法N為第N根對(duì)工作軸的轉(zhuǎn)速(r/min)1為主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速(r/min)式中1為主動(dòng)軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm/r),N為對(duì)工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm/r)。(3)確定各軸上齒輪的齒數(shù)則n=1000V/(πd)=1000×25/(3.14×11)=723(r/min)所以選低一級(jí)的轉(zhuǎn)速，即530r/min。fl=fN×11N=0.25×1.36=0.36(mm/r)fN與工藝給定的工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.25mm/r相3.6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(2)各軸受力情況與惰輪布置的關(guān)系在多軸頭傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，惰的布局被一些條件限制，特別是由驅(qū)動(dòng)軸和軸位置的工作極限，軸向應(yīng)力分布通常是不好的。然而，軸向力的好壞，會(huì)影響到多軸頭工作，軸和軸承的使用壽命。所以，應(yīng)盡可能在軸向力的設(shè)計(jì)狀況良好[12]。(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：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(R?-R?)+k(R?-R?)]/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=惰輪齒數(shù)(Z)定為18,則計(jì)算惰輪與主動(dòng)軸實(shí)際中心距(A)與理論中心距(A0)A與A0相差0.87,齒輪需要變位。3.7繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖6圖3-3傳動(dòng)系統(tǒng)圖圖3-4檢查干涉3.8檢查結(jié)構(gòu)上的干涉現(xiàn)象如上圖3-4所示不存在軸承干涉情況第4章齒輪的幾何尺寸計(jì)算表4-1齒輪具體尺寸序號(hào)符號(hào)計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果主動(dòng)輪與惰輪工作輪與惰輪1小齒輪數(shù)已知2大齒輪數(shù)已知3模數(shù)m22已知4實(shí)際中心距A已知5理論中心距A6兩輪齒數(shù)和7中心距變動(dòng)系數(shù)丸8中心距變動(dòng)系數(shù)的模數(shù)9反變位系數(shù)的模數(shù)根據(jù)查表反變位系數(shù)J表5-2齒輪尺寸續(xù)表序號(hào)符號(hào)計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果主動(dòng)輪與惰輪工作輪與惰輪小輪變位系數(shù)大輪變位系數(shù)小輪分度圓直徑大輪分度圓直徑小輪齒頂圓直徑D??=大輪齒頂圓直徑D第5章繪制多軸頭總圖機(jī)床主軸蓋機(jī)床主軸蓋圓環(huán)傳動(dòng)桿圓盤多軸頭上蓋圖5-2導(dǎo)向部件圖5-3齒輪傳動(dòng)第6章軸承壽命的計(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(dòng)軸承。在特殊情況下，也采用滑動(dòng)軸承。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(dòng)載荷，其中計(jì)算公式如下：式中：C為軸承動(dòng)載荷P為軸承的計(jì)算負(fù)荷；[C]為允許的額定動(dòng)載荷，由軸承標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)查得。從受力分析看，惰輪軸(6和7)受徑向力比