【文章內(nèi)容簡介】 格局發(fā)生很大變化。一是國外著名的機械企業(yè)紛紛在中國建廠，改變了機械生產(chǎn)企業(yè)的結(jié)構(gòu)。 經(jīng)過多方努力以多軸器代表的 中國機械工業(yè)已經(jīng)逐步發(fā)展成為具有一定綜合實力的制造業(yè)，為國民經(jīng)濟發(fā)展和建設(shè)做出了應(yīng)有貢獻。 論文主要研究內(nèi)容 綜合運用所學(xué)知識，參考有關(guān)資料，按中、小批生產(chǎn)（如年產(chǎn) 3000～ 5000件），安排零件加工工藝；設(shè)計加工零件上 4孔的工裝 — 多軸頭。 多軸加工是在一次進給中同時加工 工件上 多 個 孔 ，可 縮短加工時間，提高精度，減少裝夾或定位時間 ； 不必 像 在數(shù)控機床加工中計算坐標 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設(shè)計雖是一個傳統(tǒng)的機械課題，它的設(shè)計特點是程序性強，但對設(shè)計者的機械基礎(chǔ)知識要求較高。能對該專業(yè)學(xué)生進行畢業(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)。 根據(jù)國家有關(guān)標準和實際需要，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； 根據(jù)零件的具體要求，合理安排零件加工工藝； 設(shè)計加工零件 上 4 孔的工裝 — 多軸頭及夾具，分析、計算和結(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）。 研究目標 通過課題的設(shè)計鍛煉和培養(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)計的基本方法和機械零部件設(shè)計的基本程序和方法；掌握機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)計軟件，并能熟練運用二維及三維軟件進行設(shè)計。定的機械加工工藝所加工的產(chǎn)品能達到圖紙的各項技術(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良好基礎(chǔ)。 研究方法與手段 （ 1）調(diào)研、消化原始資料； 收集整理有關(guān)機械零件設(shè)計、裝配工藝、機械加工工藝、制造技術(shù)等有關(guān)資料，供設(shè)計時使用；消化零件制件圖，了解零件的用途，分析零件的工藝性、尺天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 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）確定工藝方案，制定加工工藝文件； （ 3）完成零件圖的制作。 （ 4) 設(shè)計加工零件上 4孔的工裝 — 多軸頭，分析、計算和結(jié)構(gòu)合理、正 確。 （ 5) 設(shè)計并制定出結(jié)構(gòu)部件的尺寸，通過計算選取標準化零件。 （ 6) 用 AutoCAD畫出多軸頭裝配圖和主要零件圖。 方案可行性分析 (1）查閱相關(guān)文獻，搜集有關(guān)資料。 (2）通過下工廠調(diào)研觀察實物，對聯(lián)軸器的工作原理，結(jié)構(gòu)，特點有進一步的了解。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)標準，設(shè)計產(chǎn)品。 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 第二章 聯(lián)軸器工藝分析 聯(lián)軸器的功用 圖 21 （半）聯(lián)軸器零件圖 聯(lián)軸器是用來連接不同機構(gòu)中的兩根軸（主動軸和從動軸）使其共同旋轉(zhuǎn)以專遞轉(zhuǎn)矩的機械零件。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。一般動力機大 都借于聯(lián)軸器與工作機相連接。但聯(lián)軸器在機器運轉(zhuǎn)時不能分離，只有當機器停止運轉(zhuǎn)才能將兩軸分離。聯(lián)軸器有時候可以作為安全裝置。 聯(lián)軸器種類繁多，按照被連接兩軸的相對位置和位置的變動情況，可以分為：固定式聯(lián)軸器。主要用于兩軸要求嚴格對中并在工作中不發(fā)生相對位移的地方，結(jié)構(gòu)一般較簡單，容易制造，且兩軸瞬時轉(zhuǎn)速相同，主要有凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等?？梢剖铰?lián)軸器。主要用于兩軸有偏斜或在工作中有相對位移的地方，根據(jù)補償位移的方法又可分為剛性可移式聯(lián)軸器和彈性可移式聯(lián)軸器。剛性可移式聯(lián)軸器利用聯(lián)軸器工作零件間構(gòu) 成的動連接具有某一方向或幾個方向的活動度來補償，如牙嵌聯(lián)軸器、十字溝槽聯(lián)軸器（用來聯(lián)接平行位移或角天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 位移很小的兩根軸）、萬向聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器、鏈條聯(lián)軸器等 聯(lián)軸器的主要加工表面及其技術(shù)要求 （ 1） 132? 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） 72? 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）內(nèi)孔 ? ? 裝在軸段上，為傳遞運動和動力開有鍵槽；表面粗糙度皆為 ? (6）鍵槽：寬度 ? ，公差等級為 IT11，表面粗糙度 ? 。 （ 7） 114 ?? 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 （ 9）鍵槽內(nèi)兩平面的平行度允差為 ； （ 10） 114 ?? 孔所在的圓上保證尺寸 ?? mm ； （ 11）工件材料為 HT200，鑄件； （ 12）未注倒角為 C2。 毛坯的選擇 毛坯的確定 毛坯的選擇需要考慮一下幾個因素 (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，壓力澆注的鑄件，金屬型澆注的鑄件，砂型澆注的鑄件，其強度一次遞減。 (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，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。 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《機械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)》第 14 頁表 31,選用鑄件尺寸公差等級為 CT9，加工余量等級為 G。 總余量的確定 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 通過對零件工藝的分析和工序的安排，所選用毛坯余量在徑向雙邊余量，軸向單邊 2mm。 定位基準的選擇 該零件圖中的形位公差是以 ? ? 的軸線為設(shè)計基準的 ，但是又有要求不高，可以現(xiàn)將 ? 132 的外圓面加工出來，為后續(xù)工序作為基準。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 ? ? 端面要在同一臺機床上進行。要先以 ? 72的外圓面為粗基準，粗車 ? 132 的外圓面，大小端面和內(nèi) 孔? ? 。這樣也保證加工小端面時余量均勻一致。 然后，以粗車后的 ? 132 外圓面為定位基準（精基準），在一次安裝中加工小端面， ? 72的外圓面和倒角以保證所要求的位置精度。 擬定機械加工工藝路線 工藝分析 該（半）聯(lián)軸器要求較高的表面是孔 ? ? ， 大 端面和鍵槽?？?? ? 本身尺寸精度（ IT6） 和粗糙度有較高的要求；大端面不僅粗糙度要稍微高點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。 確定個表面的加工方法 根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸，可以采用粗 車 精車的工藝來達到。大端面對孔 ? ? 軸線的垂直度要求，可以用在同一臺機床上加工來保證。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) 132? 外圓面：未注公差尺寸，公差等級按 IT12，表面粗糙度 ? ，查 [2]中表 42和表 44，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 ，查 [2]中表 42和表 45，采用粗車即可。 （ 3） 72? 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 42和 表 44，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 42 和表 45，采用粗車即可。 （ 5）孔 ? ? ：公差等級按 IT7，表面粗糙度 ? ，查 [2]中表 43，采用鉆 粗鏜 精鏜即可 。 （ 6）鍵槽：寬度 ? ，公差等級為 IT11，平行度 ，表面粗糙度，查 [2]中表 42，采用插削即可。 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 （ 7） 114 ?? 孔：未注公差尺寸，公差等級按 IT11，表面粗糙度 ? ，查 [2]中表 42和表 43，采用鉆即可。 擬定加工工藝路線 加工方案如表 21 表 21 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 ，軸向單邊 2mm。 03 粗車 1).用三爪卡盤夾 72? 的外圓 ,車 132? 右端面； 2).車 132? 的外圓表面至 132? ； 3).第一次鉆 40? 的孔至 20? ；第二次鉆至 33? ； 4).粗鏜 40? 的孔至 ? ，留半精鏜 余量 ； 5).粗鏜 40? 至 70? ，深 4mm。 車床 04 半精鏜 半精鏜 ? 的孔至 ? ，留精鏜余量 。 車床 05 精鏜 1).精鏜 ? 的孔至 ? ? ； 2).倒角。 車床 02 粗車 1).調(diào)頭 2).用三爪卡盤夾 132? 的外圓表面粗車左端面； 3).粗車 70? 的外圓表面至 70? 。 車床 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 06 鉆孔 鉆 114 ?? 的孔保證位置 ?? mm Z535 多軸頭 07 插鍵槽 插床 08 檢驗 工藝路線方案的分析 方案按工序集中原則，出鉆 114 ?? 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，需要的機床數(shù)量少，減少工件在工序間的運輸，較少輔助時間和準備終結(jié)時間，生產(chǎn)率得到提高。 方案遵循了以下原則： 先加工基準面 零件在加工過程中，作為定位基準的表面應(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。 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；以及便于時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷等。 通過分析可知這個方案可行。 選擇機床及其工藝裝備 選擇機床 通過考慮機床規(guī)格與零件外形尺寸的適應(yīng)性，機床精度與工序要求的加工精度的適應(yīng)性，機床的生產(chǎn)率與零件的生產(chǎn)類型的適應(yīng)性等因素，機床進行如下選擇。 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 55選型號為CA6140 的臥式車床。 加工 114 ?? 的孔時，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 56選型號為 Z535 的立式鉆床；加工鍵槽用插床。 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)，一般采用通用或標準刀具。 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 車床上粗車 ? 70 和 ? 132 的外圓面﹑大端面﹑小端面的車刀用 P10 外圓車刀，鉆 粗鏜 精鏜 ? 40H7 孔及孔口倒角，鉆 4? 11 的孔均可選用標準刀具： ? 40錐柄麻花鉆﹑ ? 25 錐柄麻花鉆﹑ ? 11 錐柄麻花鉆﹑單刃鏜刀。在插鍵槽時用插刀。 選擇夾具 該零件在加工過程中大部分工序都在車床上進行，夾具采用三抓卡盤即可；加工 4? 11孔時在立式鉆床 Z535 上，需要采用專用夾具 ，要重新設(shè)計夾具。 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 ? 132 外圓面和內(nèi)孔 ? ? 的量具： 現(xiàn)按照計量器具的不確定度選擇該表面加工時所需的量具： ? 132 外圓面，未注公差尺寸，公差等級按 IT12，表面粗糙度 ? 。標準公差值為 查 [2]中表 556，計量器具的不確定度允許值 ? ，查 [2]中表 556表557，分度值 的游標卡尺，其不確定度 ? ， 1UU? 。查 [2]中表 559，選用 ~0 的游標卡尺。而鉆、粗鏜內(nèi)孔 ? ? 與粗車? 132 在同一工序中，選用 ~0 的游標卡尺可以達到檢測要求。在精鏜時，此時達到公差等級為 IT7。由于精度要求高，加工時每個工件都需要進行測量，故選 用極限量規(guī)，孔量規(guī)選用錐柄圓柱塞規(guī)。 （ 2）選擇