联轴器的设计毕业设计Word下载.docx

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⑵如采用分度头装夹在钻床或铣床上完成6—φ32孔的加工,加工精度较难保证,夹具定位的辅助时间长,生产效率低。

为了建立与企业的合作关系，协助企业解决一些困难；

也为了把学校的实习教学与产品加工有机的结合起来，争取机会让学生多参与实操训练，通过有价值的生产实习，多元化的产品内容，进一步培养学生的综合能力。

我们尝试设计一套专用夹具，来完成对联轴器的加工。

图1联轴器

一、联轴器的技术分析

1、本次我们加工的联轴器是弹性联轴器的一种，作用于两同心轴的联接转动，具有较大的补偿两轴相对偏移、减震、缓冲等性能，其中间弹性件选用聚氨脂橡胶的联轴器。

2、尺寸精度要求较高

⑴φ40孔的尺寸精度为，下偏差为0，上偏差为+，表面粗糙度为;

⑵φ120与φ68相交端面处,相隔有长的锥度,公差为上下偏差±

；

⑶φ32联接孔之间的中心距145,允许上下偏差为±

;

⑷6—φ32孔的深度10，允许上下偏差为±

。

3、有一定的形位公差要求

⑴φ60的端面相对于φ40孔的轴线垂直度⊥要求为;

⑵6—φ18孔相对于φ40孔轴线的位置度为φ;

⑶6—φ32孔要求均布,分度⌒要求上下偏差为±

二、联轴器加工的工艺路线

1．锻造毛坯：

采用45号钢材料，锻件的机械性能等较好

2．粗车φ183、φ120、φ68、φ60外圆，φ40内孔

3．调质至HB220～260：

提高零件的综合力学性能；

不需要正火，因为调质与正火处理相比，不仅强度较高，而且塑性、韧性远高于正火钢

4．精车φ183、φ120、φ68、φ60外圆，φ40内孔，各长度、深度至尺寸要求，并注意φ40内孔的表面粗糙度

5．加工键槽至尺寸要求，注意12±

要求

6．通过钻工模钻削完成6—φ18孔与2—M8的小径尺寸φ

7．通过攻丝完成2—M8螺孔：

用于下一步加工6—φ32孔时配M8螺钉作定位用

8．通过专用夹具车削完成6—φ32孔至尺寸要求

9．锐边倒钝，去毛刺。

三、联轴器专用夹具的设计原理（如下图2）

图2联轴器专用夹具

针对该联轴器主要要完成6-φ32、6-φ18孔的加工，6个孔要圆周均布，一般会采用分度头或定位销式花盘进行加工。

1．利用分度头不利的因素

⑴每个等分都要用分度头进行手摇操作，重复使用时，在分度时容易出现摇多摇少的错误，且加工效率低；

⑵如采用钻床加工，利用扩孔的方法，因为钻头的尺寸精度、钻床的回转精度等原因，φ32的内孔尺寸精度较难达到；

因为钻头的轴向进给不好控制的原因，轴向进给时，φ32内孔的深度10±

的尺寸较难保证；

⑶如采用铣床进行加工，因φ32孔要求平底，孔的单边宽度就有8，直接用铣刀加工，切削力太大，容易出现振纹，造成底部不平，不易加工；

如先钻完6-φ18后再扩孔，最后再进行铣削，要重复装拆刀具，加工效率低。

2．利用定位销式花盘的不利因素（如下图3）

图3定位销式花盘

⑴如采用φ18孔作为定位孔，因该孔的精度要求不高（自由公差IT14），加工时采用钻削完成；

尺寸误差较大，造成定位精度也低，如依次按孔顺延加工，分度的累积误差将更大；

⑵如φ18孔采用车削加工完成，达到H8公差，再进行定位：

①增加了加工的难度，生产效率低；

②φ18孔的厚度只有，定位接触面太小，定位有误差；

③分度时仍存在较大的累积误差，特别是在当任一个孔出现加工为上偏差或超差时，更易产生累积误差。

3.采用分度座式夹具的构想

⑴遵循夹具制作的原则：

能保证工件的加工要求；

能提高生产率；

制作简单，维护方便；

夹具制作成本较低；

⑵仍要利用分度头的分度原理，把夹具的定位面进行等分；

⑶利用联轴器中与φ32孔同一分度圆的2-M8螺孔当作定位点，既在2-M8的螺孔上配一M8的内六角螺钉，利用该螺钉的螺钉头在12等分的定位分度座上进行分度定位。

4．通过内六角螺钉、定位销对定位分度座在定位盘上夹紧定位，用心轴、螺母对工件进行夹紧定位，用开口垫圈作快速装拆；

5．把定位盘与CA6140车床法兰盘利用螺钉紧固联接，以保证夹具体的定位精度、夹紧力、回转精度。

四、联轴器专用夹具的制作及装配

1、钻工模（附图:

ZM-060A）〔钻模底座与钻套如图4，钻工模装配示意图如图5所示〕

在加工联轴器的工艺路线中，为充分使用我实习工厂现有的设备（Z3040×

8/1摇臂钻床）及提高生产率，拟先对6-φ18孔进行钻削加工，完成后再统一车削加工6-φ32孔。

图4钻座、钻套

⑴该钻工模的6个内孔为φ，2个内孔为φ（M8螺孔的小径）的钻套是根据（JB/的标准，采用轴承钢作为材料进行加工完成的,内孔渗碳后表面硬度要求达到HRC65,钻套两端面通过磨削完成,要求平行度∥小于;

钻套在加工过程中，要注意把钻套外径进行刮花或车削成内凹形，便于环氧树脂粘结，可使其固定后使用过程中不易脱落；

⑵钻模底座采用45型材加工完成,主要保证φ40外径尺寸，用于与工件的内孔作配合定位用，并要注意保证钻套安装面的平面度；

中间的φ19通孔用于螺栓紧固工件用；

⑶6-φ钻套6等分均布定位,2-φ钻套平行定位，并与6-φ钻套成30°

该钻模在装配时，是利用专用靠模（锥柄轴）在ZX5725A数显十字工作台立式钻床上定位完成的,钻套定位时先采用划线法基本定位，然后用靠模校正后用502强力图5钻模装配图

胶水固位,再采用6101环氧树脂加铁末溶解到钻模底座与定好位的钻套位置,凝固后方可使用。

（选用中等值～环氧树脂作为粘接剂，主要是其具有良好的粘接性和机械性能，凝固时间较短〈约30小时〉;

采用铁末作为填料可提高粘接硬度）

⑷采取以上的粘接凝固式加工方法,操作简单,对中性好,定位分度易达到要求,完成的周期短;

如采用夹具来加工,工作量大,装夹复杂,较难加工，耗时较长。

2．定位盘（如图6所示）

⑴该配件（附图:

LZQ06-01）的主要作用：

作为整套夹具的底座，不仅起到保证固定位分度座和平衡块的作用，在与车床法兰盘联接后还保证了回转精度；

并对定位分度座进行了定位，保证了φ145±

的尺寸;

⑵定位盘的加工及技术分析

①选用A3钢板作为材料;

②粗车毛坯后,先完成φD处内径尺寸加工,与车床法兰盘配合间隙要达到～;

③完成3-M12螺孔,用于联接紧固车床法兰盘;

④把该配件直接与法兰盘联接,直接要车床上完成端面（定位面）的加工,保证平行度∥;

图6定位盘

⑤完成φ165±

、定位槽20的加工，该槽主要是用于与分度盘底部的定位轴定位紧固联结，以保证偏心距，完成φ145±

的加工；

⑥划线、钻孔，完成8-M10螺孔，该螺孔主要用于紧固安装分度盘和平衡块。

3.定位分度座（如图7所示）

LZQ06-02）的主要作用：

该件与定位盘联接，利用该配件底部的φ20轴与定位盘中槽20配合定位；

该件上的12等分起分度作用，心轴φ40与工件φ40内孔配合起定位作用;

⑵定位分度座的加工及技术分析

①选用45号钢型材加工，粗车后调质处理至HB220～260;

②精车完成φ20定位轴及端面；

③精车完成φ40心轴，保证φ20外圆和φ155端面相对φ40心轴外圆的跳动↗

④完成分度定位面的加工,利用分度头装夹在铣床（X5032B）进行粗铣,然后在数控铣床（YL163K3）上进行精铣,保证定位分度座12等分±

要求,分度座中的定位槽14±

到尺寸要求,该槽将配M8内六角螺钉进行定位;

（原理:

要完成加工联轴器的联接孔为6等分,而与联接孔同一分度圆的2个工艺螺丝孔,刚好与之相错开30°

因此根据360°

/30°

=12,把定位分度座均加工成12等分）;

图7定位分度座

⑤完成M16螺孔加工,用于与M16螺栓配合,起紧固工件作用；

⑥划线，钻削完成4-φ12孔，该孔用于与定位盘紧固配合用；

⑦对φ40心轴表面淬火达到HRC38～42，可采用火焰淬火法，结合风焊加热至约成紫红色，随即用机油冷却完成。

4.其它附件

⑴定位螺钉：

采用M8内六角螺钉加工完成，把该螺钉的螺钉头磨削至φ14±

×

6，作用于与分度盘中的定位槽14±

作间隙配合，起分度限位作用；

⑵平衡块：

150×

100×

55，选用A3材料制造，采用刨削完成；

通过M8内六角螺钉固定在定位盘上，起平衡作用；

平衡块的重量是根据定位分度座和工件的重量及安装位置（定位分度座+工件）×

L=平衡块×

L，推算出平衡块重约7kg；

（在实际使用中，该平衡块要偏靠定位盘的外缘安装，校正后仍要调整配重）

⑶M10、M12圆柱头内六角螺钉按GB70-85选择；

⑷开口垫圈，按GB851-85标准，结合车削加工完成；

采用开口形式，可方便装卸，便于提高生产率；

⑸平垫圈,按GB848-85选择;

⑹定位销，按GB117-86，选用A8×

30，起定位作用

5．夹具装配的工艺分析（附图:

LZQ06-00）

⑴装配过程

首先在车床上完成定位盘的加工定位盘与车床法兰盘装配定位分度座与定位盘装配套校正定位销定位平衡块与定位盘装配；

（在装配过中，要保证各定位面的位置，并紧固）

⑵工件定位的保证及夹紧力分析

①定位分度座与定位盘紧固联接时，要保证尺寸±

（该尺寸主要通过加工定位盘φ165±

、定位槽20配定位分度座的定位轴φ20完成）；

②定位分度座中任选一槽位与定位盘回转中心重合，既要与工件加工中心重合,该处定位通过划线找正来完成。

⑶φ145±

中心距的允许加工误差为:

△G≤δk-△D-△A

≤δk-（δD+δd）/2-△A

≤≤

⑷6-φ32孔均布分度的允许加工误差为:

≤δk-（δD+δd+△min）-△A

⑸该套夹具通过心轴限制了Z、Y轴的移动，Z轴的转动三个自由度；

M16螺栓限制了X轴的移动一个自由度；

分度盘限制了Y轴的转动一个自由度；

属不完全定位，付合定位要求；

⑹该联轴器加工时，夹紧力的确定是合理的：

首先，夹紧力方向是朝向定位基面的（定位分度座的顶面）；

其次，夹紧力落在了定位元件的支承范围内（定位分度座的环面）；

最后，夹紧力是紧靠加工表面的（Fw垂直于工件，保证M2=FwfD2）；

在最终的紧固时，采用的螺母式夹紧装置是可以保证夹紧力的；

平衡块起到平衡作用。

四、使用效果

1．该夹具的定位分度座制作成12等分，增加了加工范围，当有联轴器与该批都是同一型号（分度圆相同）、内径相同时，该夹具可完成12、6、4、3、2等分的加工；

2、该夹具制作过程不复杂，周期短，成本较低（完成该套夹具的制作成本约500元人民币）；

3、经过试车，能保证图纸要求的尺寸及形位精度；

4、工件装拆方便，定位稳定，分度操作简易，提高了生产率；

5、通过该套夹具的完成并投入使用，使学生不但了解了专用夹具的重要性，并了解了夹具的制造过程，掌握了相关的机械制图、划线、钻孔、铣削、装配等的知识；

6、通过加工该批联轴器，学生加工内孔的水平提高了；

7、通过该专用夹具的制作，可演化成另一种可行的夹具构想，即采用钢球（球头销）分度销的原理制作。

五、结束语

夹具的制作，需要我们充分的理论结合实践，既要讲原则，也要灵活运用，是一门综合性的学科。

在不同的生产条件下，解决的方法也可能不同。

但基本路线是一致的：

它需要我们要明确设计任务，认真分析零件图，掌握工件的机械加工工艺规程，前后工序的联系；

加工的要求、余量、定位基准、夹紧表面等各方面的资料。

实践证明，只要不断学习、创新，不仅能进一步提高学生的结构设计能力，更能设计出高效、省力，既经济合理又能保证加工质量的夹具，解决实际问题。

但本人工作以来主要是从事技工学校的实习教学，仍缺乏更多的实践经验，水平有限，对于本文中不足之处，敬请专家、评委们批评指正。

参考文献及资料：

1、黄如林汪群主编：

《金属加工工艺及工装设计》

化工工业出版社2006

2、劳动部培训司组织编写：

《机床夹具》，中国劳动出版社1989

3、劳动部培训司组织编写：

《机械制造工艺与设备》

中国劳动出版社1989

4、机械工业技师考评培训教材编审委员会编：

《车工技师培训教材》

机械工业出版社2003

5、胡农刘继福邱言龙主编：

《车工技师手册》

机械工业出版社2000

稿件来源：

中国劳动力市场信息网监测中心

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