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(dòng)夾具設(shè)計(jì)

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(dòng)夾具設(shè)計(jì),tl5,彈性,套柱銷,聯(lián)軸器,零件,工藝,規(guī)程,加工,柱銷孔,手動(dòng),夾具,設(shè)計(jì) 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(shí)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(yùn)動(dòng)、補(bǔ) 償所連兩軸相對(duì)位移和改善系統(tǒng)傳遞動(dòng)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(jì) 50 年代末期即已制訂為機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn), JB08 — 60 彈 性圈柱銷聯(lián)軸器,是我國第一個(gè)部標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)半聯(lián)軸器,具有一定補(bǔ)償兩軸相對(duì)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(bǔ)償軸線位移和彈性,但軸線位移許用補(bǔ)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(duì)中精度較高、沖擊載荷不大、對(duì)減振要求不高的中小 功率軸系傳動(dòng)。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的種類日益增多，對(duì)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(biāo)準(zhǔn)化工作方面 均有較大進(jìn)展，但與先進(jìn)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(dòng)力特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 機(jī)床夾具是機(jī)械制造過程中最常用的一種工藝裝備。在機(jī)械制造過程中，它裝在 機(jī)床上，使工件相對(duì)刀具與機(jī)床保待正確的位置，并能承受切削力。機(jī)床夾具的主要 作用是保證加工精度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍和保證生產(chǎn)安全，因此， 機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有很重要的地位。 在夾具設(shè)計(jì)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(jì)效率，減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。 夾具的設(shè)計(jì)采用三維模型，不僅直觀、減輕設(shè)計(jì)勞動(dòng)，還可以借助動(dòng)畫檢查各零 件間有無干涉，提高設(shè)計(jì)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(dòng)作，提高設(shè)計(jì)的可行性。 減少了標(biāo)準(zhǔn)件的參數(shù)查找和繪圖工作，有利于提高設(shè)計(jì)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(hào) 鋼 廣 泛 用 于 機(jī) 械 制 造 ， 這 種 鋼 的 機(jī) 械 性 能 很 好 。 但 是 這 是 一 種 中 碳 鋼 ， 淬 火 性 能 并 不 好 ， 45 號(hào) 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(jī) 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(qiáng)度、塑性、韌性都比較好的綜合機(jī)械性能。 1.2 材料性能 材料牌號(hào): 45 材料名稱: 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 標(biāo) 準(zhǔn) 號(hào): GB699-88 試樣尺寸: 25 試樣狀態(tài): 退火鋼 抗拉強(qiáng)度: ≥600 (MPa) 屈服強(qiáng)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(jì) 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(shí)：HB≤229 熱處理：正火 沖擊功：Aku≥39J 強(qiáng)度較高，塑性和韌性尚好，用于制作承受負(fù)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(duì)心部強(qiáng)度要求不高的表面淬火零件，如曲軸、傳動(dòng)軸、齒輪、 蝸桿、鍵、銷等。水淬時(shí)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(jìn)一步加工用的生產(chǎn)對(duì)象。毛坯 的種類、形狀、尺寸及精度對(duì)機(jī)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(jī)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(shí)應(yīng)該考慮下列因素： ① 零件的材料及其機(jī)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(dāng)形狀不復(fù)雜且機(jī)械性能要求不高時(shí)常用型材，機(jī) 械性 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 能要求高時(shí)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(tái)階直徑相差不大時(shí)可用 棒料，相差大時(shí)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(shí)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(jī)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(tái)以利于工件的裝夾。 ① 是一個(gè)零件制成一個(gè)毛坯還是多個(gè)零件各制成一個(gè)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，主編：路永明。可以查表得到部分?jǐn)?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(biāo)記示例： TL5 聯(lián)軸器 J130×50/J235×50 GB/T 4323—1984 主動(dòng)端：J 1 型軸孔、A 型鍵槽，d=30mm，L=50mm； 從動(dòng)端：J 1 型軸孔、A 型鍵槽，d=35mm，L=50mm。 本聯(lián)軸器具有一定補(bǔ)償兩軸線相對(duì)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(dòng)，可用于經(jīng)常正反轉(zhuǎn)、起動(dòng)頻繁的場合，工作溫 度為—20～+70℃。 由此，確定設(shè)計(jì)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(jì) 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(huì)浪費(fèi)原材料和加工工時(shí)，增大 機(jī)床和刀具的負(fù)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(xiàng)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(shí)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(dāng)考慮加工一批零件時(shí)，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(shí)，不應(yīng)小于 Ta。Ta 的數(shù)值可從工藝手冊(cè)中按加工方法 的經(jīng)濟(jì)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(bǔ)，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(bǔ) 的數(shù)值需要結(jié)合實(shí)際情況通過計(jì)算或 實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)求得。 ④ 本工序加工時(shí)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(shí)，由于三爪卡盤本身定位不準(zhǔn)確，使 工件中心和機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)中心偏移了一個(gè) 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(duì)加工余量的影響 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 2-6 三爪卡盤的安裝誤差 定位誤差可按定位方法進(jìn)行計(jì)算，加緊誤差可根據(jù)有關(guān)資料查得。由于 ρa(bǔ) 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(jì)算公式： 對(duì)于單邊余量 Zb = Ta + (Ra + Da) + |ρa(bǔ) + ε b| 對(duì)于雙邊余量 2Zb = Ta + 2(Ra + Da) + 2|ρa(bǔ) + ε b| 以上是兩個(gè)基本計(jì)算式,在應(yīng)用時(shí)需要根據(jù)具體情況進(jìn)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(duì)毛坯總量余量必須保證切 除 毛坯制造時(shí)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(xì)標(biāo)注可以參考零件圖。 2．右聯(lián)軸器毛坯圖： 詳細(xì)標(biāo)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(jì)工藝性。進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，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(jì)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(duì)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(jì) 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(biāo)準(zhǔn)，會(huì)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(yán)重時(shí)會(huì)使鑄件報(bào) 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(shí)施。 第 3 章 加工工序 3.1 對(duì)左聯(lián)軸器毛坯的加工 ① 首先選用普通車床對(duì)毛坯進(jìn)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(duì) Φ136 的外圓進(jìn)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(duì) Φ72 的外圓進(jìn)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(duì)左聯(lián)軸器 Φ130 外圓的下端面進(jìn)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(jì) 13 圖 3-9 ④ 選擇 45°右偏角端面車刀對(duì)左聯(lián)軸器 Φ130 外圓的上端面進(jìn)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(duì)左聯(lián)軸器 Φ130 外圓的上端面進(jìn)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(duì)毛坯 Φ62 的外圓進(jìn)行外圓車削，加工余量為 3mm，進(jìn)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(duì)左聯(lián)軸器 Φ66 外圓的上端面進(jìn)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(duì)左聯(lián)軸器 Φ56 外圓的上端面進(jìn)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(duì)左聯(lián)軸器 Φ66 外圓的上端面和 Φ56 外圓的上端面進(jìn)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(jìn)行了初步的粗加工，為了達(dá)到審美和感觀的效果， 提高光澤，需要對(duì)外圓表面進(jìn)行半精加工和精加工的過程，以達(dá)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(duì)左聯(lián)軸器進(jìn)行擴(kuò)孔和鉸孔的加工，以 Φ130 孔的下端面為基準(zhǔn)， 對(duì) Φ24 的孔進(jìn)行擴(kuò)孔的加工，加工余量為 3mm，選用套式擴(kuò)孔鉆對(duì) Φ24 的孔做進(jìn)一步 加工，以擴(kuò)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(shí)擴(kuò)孔的精度為 IT9、粗糙度 Ra 為 20um。 接著對(duì)所擴(kuò)孔進(jìn)行鉸孔的加工，換為套式機(jī)用鉸刀，以 Φ130 孔的下端面為基準(zhǔn)， 對(duì)聯(lián)軸器中心孔進(jìn)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(jì) 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(gè)形狀大小一樣的小圓錐 孔組成，且這 8 個(gè)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(diǎn)為圓心，以 45mm 為半徑，在 Φ130 外圓的下端面用畫 針作好一個(gè)圓，并將該圓 8 等分，用畫針做好記號(hào)，作為 8 個(gè)圓錐孔的圓心。然后， 將 Φ56 圓的上端面為基準(zhǔn)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(duì) 8 個(gè)圓心進(jìn)行鉆孔，鉆孔直徑為 10mm，接著用錐形的鉸刀分別對(duì) 8 個(gè)鉆孔進(jìn)行鉸孔的加工處理，以達(dá)到加工出錐形孔和進(jìn)行精加工的目的。 此時(shí)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(duì)左聯(lián)軸器的加工還需要進(jìn)行鍵槽的考慮，為了滿足需要，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課 程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，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(duì)左聯(lián)軸器進(jìn)行鍵槽的加工，鍵槽寬度為 10mm，長度為 60mm，標(biāo)注如圖 第 3 章 加工工序 16 3-15 所示： 圖 3-15 3.2 對(duì)右聯(lián)軸器毛坯的加工 對(duì)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(tái)階上有了點(diǎn)差異，其工作性能和表面粗糙度的要求也是大體一致。 對(duì)于右聯(lián)軸器毛坯，因?yàn)檫x用的是鑄鋼件，在其 Φ136 的大圓部分有著形狀相同 的 8 個(gè)圓柱孔，根據(jù)零件圖需要，可以看出該 8 個(gè)圓柱孔的實(shí)際直徑為 Φ28mm，孔的 高度 為 38mm。如果說是對(duì)這 8 個(gè)孔，鑄鋼件 Φ136 外圓部分采用的是實(shí)心體結(jié)構(gòu)，則加工 將會(huì)用鉆孔的方法進(jìn)行起始的加工處理，則是不符合加工經(jīng)濟(jì)要求，因?yàn)檫@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(hù)要求，并降低了生產(chǎn)效率和提高了 生產(chǎn)的成本。 為此，對(duì)于右聯(lián)軸器毛坯的確定，應(yīng)在 Φ136 外圓部分在鑄造的時(shí)候，保留那 8 個(gè)孔的準(zhǔn)確位置，其孔的直徑選為 Φ22m。 同時(shí)對(duì)這 8 個(gè)孔的加工位置確定也是非常重要的，即要準(zhǔn)確的確定好這 8 個(gè)孔每 個(gè)孔的中心線位置。因?yàn)槁?lián)軸器左、右部分并不是獨(dú)立的，他們是一個(gè)整體，對(duì)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(gè)孔的中心線相對(duì)穩(wěn)和。否則， 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 因偏心后產(chǎn)生附加交變載荷對(duì)減速機(jī)造成振動(dòng)大、噪聲大、發(fā)熱高、對(duì)電機(jī)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(duì)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(duì)毛坯先進(jìn)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(duì) Φ136 的外圓進(jìn)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(shí)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(duì)右聯(lián)軸器進(jìn)行切端面的加工。選擇 45°左偏角端面車刀 對(duì)右聯(lián)軸器 Φ130 外圓的下端面進(jìn)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(duì)的端面，對(duì)工作的影響也不大，而且隱藏于兩端面之間， 所以對(duì)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(duì)毛坯 Φ62 的外圓進(jìn)行外圓車削，加工余量為 3mm， 進(jìn)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(duì)右聯(lián)軸器 Φ130 外圓的上端面進(jìn)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(duì) Φ130 和 Φ56 外圓的 交界處進(jìn)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(duì)該端面進(jìn)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(duì)右聯(lián)軸器 Φ56 外圓的上端面進(jìn) 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(duì)右聯(lián)軸器 Φ56 外圓的上端面進(jìn)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(jìn)行了初步的粗加工，為了達(dá)到審美和感觀的效果， 提高光澤，需要對(duì)外圓表面進(jìn)行半精加工和精加工的過程，以達(dá)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(duì)右聯(lián)軸器進(jìn)行擴(kuò)孔和鉸孔的加工，以 Φ130 孔的下端面為基準(zhǔn)， 對(duì) Φ29 的孔進(jìn)行擴(kuò)孔的加工，加工余量為 3mm，選用套式擴(kuò)孔鉆對(duì) Φ29 的孔做進(jìn)一步 加工，以擴(kuò)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(shí)擴(kuò)孔的精度為 IT9、粗糙度 Ra 為 20um。 接著對(duì)所擴(kuò)孔進(jìn)行鉸孔的加工，換為套式機(jī)用鉸刀，以 Φ130 孔的下端面為基準(zhǔn)， 對(duì)聯(lián)軸器中心孔進(jìn)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(gè)形狀大小一樣的小圓柱 孔組成，且這 8 個(gè)圓柱孔上、下端面的直徑為 Φ28mm，在之前也介紹了該 8 個(gè)孔的確 定 情況，應(yīng)依次采取擴(kuò)孔和鉸孔的加工方法。 首先，將 Φ56 圓的上端面為基準(zhǔn)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(kuò)孔鉆分別對(duì) 8 個(gè)圓心進(jìn)行擴(kuò)孔加工，擴(kuò)孔直徑為 28mm，擴(kuò)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(duì) 8 個(gè)孔進(jìn)行鉸孔的加工處理，以達(dá)到精加工的目的。 此時(shí)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(duì)右聯(lián)軸器的加工還需要進(jìn)行鍵槽的考慮，為了滿足需要，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課 程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，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(jì) 21 選用插床對(duì)右聯(lián)軸器進(jìn)行鍵槽的加工，鍵槽寬度為 10mm，長度為 82mm，標(biāo)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(duì) 稱 可 互 換 ,壽 命 長 ,允 許 較 大 的 軸 向 竄 動(dòng) ,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(duì) 各 零 件 的 選 擇 可 以 由 周 明 衡 主 編 《 機(jī)械傳動(dòng)基礎(chǔ)部件標(biāo)準(zhǔn),聯(lián)軸器手冊(cè)》 和 吳 宗 澤 主 編 《 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》 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(jī) 械 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》 ， 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(jì) 23 I 型 六 角 螺 母 （ GB/T 6170—2000 摘 錄 ） 螺 紋 規(guī) 格 ： D = M12， 性 能 等 級(jí) 為 04 級(jí) ， 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(jī) 械 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》 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(cè)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(qiáng)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(jī)械傳動(dòng)基礎(chǔ)部件標(biāo)準(zhǔn),聯(lián)軸器手冊(cè)》 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(hào) 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(jì) 25 4.4 聯(lián)軸器的許用補(bǔ)償量 使用時(shí)被聯(lián)接兩軸容許相對(duì)偏移量不得大于表 4-2 的規(guī)定。 表 4-2 許用補(bǔ)償量 聯(lián)軸器型號(hào)許用補(bǔ)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(jī)械性能 5 級(jí) GB 3098.2—82《緊固件機(jī) 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(jī)械性能 橡膠彈性套物理、機(jī)械性能不低于表 5-2 的規(guī)定。 表 5-2 橡膠彈性套物理、機(jī)械性能 序號(hào) 性能要求 單 位 指 標(biāo) 試驗(yàn)方法 1 邵爾硬度 A° 70±5 GB 531—76《橡膠邵爾 A 型硬度試驗(yàn)方法》 2 扯斷伸長率 % ≥300 GB 528—76《橡膠扯斷 強(qiáng)度試驗(yàn)方法》 3 扯斷強(qiáng)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(yàn)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(yàn)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(yàn) 方法》 7 耐油 100℃ ×70h30 號(hào)油 % ≤40 HG 4—847—76《橡膠 耐介質(zhì)試驗(yàn)方法》 （體 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(hù)凸緣和圓柱柱銷時(shí)由供需雙方協(xié)議商解決。 ③ 高速工況條件下需作動(dòng)平衡時(shí)，按有關(guān)主機(jī)軸系要求一起進(jìn)行。 ④ 制動(dòng)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(yàn)規(guī)則 聯(lián)軸器制造廠技術(shù)檢驗(yàn)部門應(yīng)按符合本標(biāo)準(zhǔn)要求并經(jīng)過規(guī)定程序批準(zhǔn)的圖樣進(jìn)行 檢查和驗(yàn)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(biāo)志、包裝、貯存 兩個(gè)半聯(lián)軸器應(yīng)按要求分別打印型號(hào)標(biāo)志。 聯(lián)軸器清洗干凈后進(jìn)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(jī)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(jì) 6.1 夾具概述 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(yàn)、裝配、焊接和熱 處理等工作所使用的工藝裝備。機(jī)床夾具（簡稱夾具）是指機(jī)床上用來完成工件裝夾 任務(wù)所使用的工藝裝備。在機(jī)械制造的切削加工、檢驗(yàn)、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(duì)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(jì)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(dòng)強(qiáng)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(jì)和制造專用夾具，利用夾具上的定位元件和夾 緊機(jī)構(gòu)，無需進(jìn)行找正便可以迅速而精確地安裝工件。 6.2 機(jī)床夾具的分類 隨著機(jī)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(diǎn)及設(shè)計(jì)原理，應(yīng)對(duì)機(jī)床夾具的分類方法有所了解。機(jī)床夾具的分類方法很多， 按所用的機(jī)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(jī)床夾具、數(shù)控和加工中心機(jī)床及柔性制造單元和系統(tǒng)（FMC、FMS）用夾具等； 按夾具動(dòng)力源可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液動(dòng)夾具、氣液聯(lián)動(dòng)夾具、真空夾具、磁 力夾 具、電動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)床附件與通用機(jī)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(tái)；平 面磨床上的磁力工作臺(tái)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(jī)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(zhǔn)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(jì) 31 ② 專用夾具 專用夾具指針對(duì)某一種工件的特定工序而設(shè)計(jì)制造的夾具。此類夾具的優(yōu)點(diǎn)是針 對(duì)性強(qiáng)、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(diǎn)設(shè)計(jì)和制造。其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì) 制造周期長；產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)往往不能繼續(xù)使用，適應(yīng)性差；費(fèi)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(shí)，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(biāo)準(zhǔn)元件及其合件，按不同工件的工藝特點(diǎn)組裝而成的夾具。 組合夾具是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化較高的機(jī)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(jìn)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(hù)后入庫管理，以備再次組裝重復(fù)使用，減少了夾具存儲(chǔ) 空間。組合夾具是一中為某個(gè)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(jì)和制造，節(jié)省了設(shè)計(jì)和制造夾具所用的工時(shí)、材料和相應(yīng)費(fèi)用，縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn) 準(zhǔn)備周期， 在短時(shí)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(duì)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(yùn)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(jì)制造。在使用時(shí)，只需要調(diào)整和更換少量的定位、夾緊、對(duì)刀和分度元件即可。 即對(duì)某一組中的一種零件是專用的，而對(duì)組內(nèi)其他零件時(shí)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(jì)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(jì)制造成本低、 產(chǎn)品制造的準(zhǔn)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(diǎn)。 第 6 章 夾具的設(shè)計(jì) 32 6.3 夾具的組成 由于機(jī)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(jī)床夾具相應(yīng)有不同的結(jié)構(gòu)形式。歸納起來，機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)由彼此功能相互獨(dú)立而 又相互聯(lián)系的六個(gè)部分組成。 ① 定位元件或定位裝置 確定工件在機(jī)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(zhǔn)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(gè)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(jìn)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(shí)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(dòng)力裝置（如氣缸、油缸等） 、中間傳 力機(jī)構(gòu)（如杠桿、螺紋傳動(dòng)副、斜楔、凸輪等）和夾緊元件（如卡爪、壓板、壓塊等） 組成。 ③ 對(duì)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(duì)刀、引導(dǎo)元件或裝置。其作 用是用來保證夾具相對(duì)刀具的相對(duì)位置，或引導(dǎo)刀具的方向。如對(duì)刀塊、鉆套、鏜套、 襯套、塞尺、對(duì)刀棒等。 ④ 夾具體 將夾具的元件或裝置連接成一個(gè)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(jī)床有關(guān)部位相連接，以確定夾具相對(duì)于機(jī)床的位置。 ⑤ 連接元件 確定夾具在機(jī)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(jì) 33 件組成一個(gè)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(gè)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(gè)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(jī)床上的定位都有專門的元件保證，夾具相對(duì) 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(dòng)生產(chǎn)率，降低加工成本 采用機(jī)床夾具，可使工件在機(jī)床上快速準(zhǔn)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(shí)間；也可采用多件、多工位安裝和采用 氣壓、 液壓、快速聯(lián)動(dòng)夾緊裝置，使輔助時(shí)間與基本時(shí)間重合或縮短輔助時(shí)間；由于夾緊安 全可靠，還可以采用強(qiáng)力、高速切削來縮短基本時(shí)間，使得總加工時(shí)間縮短，從而提 高了生產(chǎn)率。使得機(jī)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(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全 采用機(jī)床夾具安裝工件，工人操作簡便、省時(shí)省力，從而減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)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(hù)裝置，以保證生產(chǎn)安全。 第 6 章 夾具的設(shè)計(jì) 34 ④ 擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能 采用機(jī)床夾具，可擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍。如在車床溜板上或在搖臂鉆床工作臺(tái)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(shí)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(jī)床的品種和數(shù)量有限的生產(chǎn)條件下， 采用夾具，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用” ，也可在大批量生產(chǎn)條件下將閑置或負(fù)荷不足、精度不高 的普通機(jī)床變?yōu)楦咝А⒏呔鹊膶Ｓ脵C(jī)床，從而充分挖掘現(xiàn)有機(jī)床的潛力。 ⑤ 減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期 在機(jī)床經(jīng)常采用通用、可調(diào)、成組和組合夾具，可以不必花費(fèi)大量的專用夾具的 設(shè)計(jì)和制造時(shí)間，因此減少了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，這對(duì)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(shí)采用同樣的方法也能很好地減少開發(fā)試制時(shí)間；在大批量生 產(chǎn)時(shí)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(jī)械加工工藝過程中，如果有的工序加工時(shí)間很廠，制約其他工序的順利進(jìn)行， 成為加工工藝的瓶頸時(shí)，可采用多工位或高效夾具，縮短工序加工時(shí)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(zhǔn)，在 V 形塊和支承板上實(shí)現(xiàn) 5 點(diǎn)定位。采用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)推動(dòng) 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(jì) 35 如圖 6-26 所示 圖 6-26 夾具的結(jié)構(gòu)圖 6.7 實(shí)體建模 6.7.1 底座的設(shè)計(jì) 根據(jù)加工和設(shè)計(jì)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(jì) 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(jì) 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(shí)，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(dāng)距離 h，但是 h 值不能取得太大，否則會(huì)降低鉆套對(duì)鉆頭的 導(dǎo)向作用，影響加工精度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，加工鋼件時(shí)，取 h = （0.7～1.5）D；加工鑄鐵 件時(shí)，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(shí)， 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 通過計(jì)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(shí)對(duì)聯(lián)軸器 12 個(gè)孔進(jìn)行不斷換刀的時(shí)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(gè)孔用于對(duì)孔的加工，用以一次性將零件夾緊，通過 移動(dòng)刀具的位置進(jìn)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(jì) 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(jìn)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(gè)方向上添加了螺釘進(jìn)行了固定。如圖 6-31 所示： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 圖 6-31 鉆套的固定 6.7.3 螺旋夾緊定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 支承塊的設(shè)計(jì)： 考慮到底座對(duì)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(gè)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(jì) 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(jì) 41 圖 6-34 支承板 6.7.4 V 型壓頭的設(shè)計(jì) 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(jì) 42 圖 6-35 V 型壓頭 V 型壓頭不是獨(dú)立的，他和 V 型塊組合形成夾具，對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行了夾緊的工作，它 的動(dòng)力則是來源于螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)，因此 V 型壓頭是和螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)緊密連接起的，為 了方便兩者之間的安裝，需要對(duì) V 型壓頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行令內(nèi)的設(shè)計(jì)。 先對(duì) A 線進(jìn)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(jì)為倒梯形是為了防止因 2 號(hào)部件經(jīng)過長久的旋轉(zhuǎn)而使 1 號(hào)部件磨損而 向下沉。同時(shí)將 2 號(hào)部件抬起也能使 1 號(hào)部件從 V 型壓頭順利脫落，便于對(duì) V 型壓頭 和螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)的更換。2 號(hào)件則是連接 V 型壓頭和螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)的零件。 6.7.5 套筒和螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 模型如圖 6-37 和 6-38 所示： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 43 圖 6-37 套筒和螺旋推進(jìn)器 圖 6-38 套筒和螺旋推進(jìn)器 套筒上突出的小棒部分則是為了防止套筒因螺旋推進(jìn)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(jì) 除此之外，還應(yīng)考慮對(duì)支承板的設(shè)計(jì)，支承板與聯(lián)軸器端面相接觸，則限制了 1 個(gè)自由度。加工時(shí)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(duì)聯(lián)軸器與鉆套進(jìn)行孔的校正，以保證聯(lián)軸器和鉆套各 8 個(gè)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(gè) 孔， 而不用不停的對(duì)聯(lián)軸器更換位置與對(duì)孔。為此，需要設(shè)計(jì)出一個(gè)專用柱銷進(jìn)行孔的校 第 6 章 夾具的設(shè)計(jì) 44 正。設(shè)計(jì)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(gè)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(jìn)行孔的加工了。 經(jīng)過對(duì)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(jì) 45 6.8 夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 夾緊裝置的設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)于保證工件加工精度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和減輕工人的 勞動(dòng)強(qiáng)度都極為重要。為此，要正確地設(shè)計(jì)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(dāng)。對(duì)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(dòng)和振動(dòng)，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(jìn)行調(diào)整。 ③ 夾緊機(jī)構(gòu)性能可靠。手動(dòng)夾緊要有可靠的自鎖性，機(jī)動(dòng)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(dòng)作靈活、行程合理、安全省力， 并具有足夠的強(qiáng)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(hù)方便，經(jīng)濟(jì)性 好，運(yùn)行成本低，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高。 第 6 章 夾具的設(shè)計(jì) 46 總 結(jié) 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在理論學(xué)習(xí)上和上機(jī)操作上有了很大的進(jìn)步，對(duì)機(jī)械方面 的設(shè)計(jì)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和了解，并對(duì)大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)有了更進(jìn)一步的深化， 如機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械加工工藝、Auto CAD 2008、機(jī)械制造技術(shù)、機(jī)械制 圖、機(jī)械設(shè)計(jì)等。 通過本次設(shè)計(jì)，我將所學(xué)課程進(jìn)行了綜合的歸納的運(yùn)用，在通過計(jì)算機(jī)繪圖，使 自己將所學(xué)過的知識(shí)在理論上得到鞏固，在實(shí)踐操作中得到加深。但是在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)， 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(duì)后面的設(shè)計(jì)工作造成不必要的影響。 通過本次設(shè)計(jì)，我對(duì) Auto CAD 2008 和 Office Word 等計(jì)算機(jī)軟件的進(jìn)一步學(xué)習(xí) 和鞏固，同時(shí)加深了對(duì)計(jì)算機(jī)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(huì)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(jì) 47 參 考 文 獻(xiàn) [1] 吳宗澤，羅圣國.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （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(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》.遼寧：科學(xué)技術(shù)出版社，1993. [5] 陸永明.《新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》.武漢：石油大學(xué)出版社，1990. [6] 狼洪明.《機(jī)械制造與自動(dòng)化》.武漢：江漢大學(xué), 2007. [7] 王啟平.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1996. [8] 徐發(fā)仁.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》.重慶：重慶大學(xué)出版社，1996. [9] 孫光華.《工裝設(shè)計(jì)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998. [10] 孟憲棟.《機(jī)床夾具圖冊(cè)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992. 第 6 章 夾具的設(shè)計(jì) 48 致 謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將完結(jié)之際，我特向在設(shè)計(jì)中給我提出寶貴意見的同學(xué)，以及對(duì)我 細(xì)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(jì)是我在校期間的最大一次設(shè)計(jì)，是我知識(shí)的總結(jié)和應(yīng)用，在此我也感謝 學(xué)校對(duì)我的栽培。我想在以后的道路中，這些知識(shí)會(huì)給我極大的幫助，我也會(huì)把這些 知識(shí)升華。