聯(lián)軸器的加工設計

聯(lián)軸器的加工設計,聯(lián)軸器,加工,設計 聯(lián)軸器的加工工藝設計 目 錄 第一章 前言………………………………………………………………………1 1.1以科技創(chuàng)新為先導………………………………………………………………1 1.2在商品化上狠下功夫……………………………………………………………2 第二章聯(lián)軸器的介紹……………………………………………………………2 2.1種類及功用………………………………………………………………………2 2.2常用的聯(lián)軸器……………………………………………………………………3 2.3聯(lián)軸器的類型特點………………………………………………………………3 2.4聯(lián)軸器的選用……………………………………………………………………3 2.5選擇聯(lián)軸器應考慮的因素………………………………………………………4 2.5.1動力機的機械特性……………………………………………………………4 2.5.2載荷類別………………………………………………………………………4 2.5.3聯(lián)軸器的許用轉速……………………………………………………………5 2.5.4聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸相對位移……………………………………………………5 2.5.5聯(lián)軸器的傳動精度……………………………………………………………5 2.5.6聯(lián)軸器尺寸、安裝和維護……………………………………………………5 2.5.7工作環(huán)境………………………………………………………………………6 2.5.8經濟性…………………………………………………………………………6 第三章機械工藝設計 ……………………………………………………………………6 3.1 29323聯(lián)軸器的選材……………………………………………………………6 3.2 29323聯(lián)軸器工藝路線擬定……………………………………………………7 3.2.1加工階段的劃分………………………………………………………………7 3.2.2機械加工工序的安排…………………………………………………………8 3.2.3熱處理工序的安排……………………………………………………………8 3.2.4輔助工序的安排………………………………………………………………8 3.2.5加工路線的擬定………………………………………………………………8 3.3機床與工藝設備的選擇…………………………………………………………8 3.3.1機床的選擇……………………………………………………………………8 3.3.2工藝設備的選擇………………………………………………………………8 3.4刀具選擇…………………………………………………………………………8 3.4.1選擇數控刀具的原則…………………………………………………………8 3.4.2設置刀點和換刀點……………………………………………………………10 3.4.3確定切削用量…………………………………………………………………10 3.5工件的裝夾方式…………………………………………………………………11 3.5.1對聯(lián)軸器夾具的基本要求……………………………………………………11 3.5.2聯(lián)軸器夾具選用………………………………………………………………11 第四章 編寫程序………………………………………………………………12 4.1數控系統(tǒng)的介紹…………………………………………………………………12 4.2編程指令的介紹…………………………………………………………………13 4.3加工程序…………………………………………………………………………13 第五章 結論與展望……………………………………………………………15 致謝…………………………………………………………………………………16 參考文獻…………………………………………………………………………17 第一章 前言 數控技術和數控裝備是制造工業(yè)現代化的重要基礎。這個基礎是否牢固直接影響到一個國家的經濟發(fā)展和綜合國力，關系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數控技術及其產業(yè)。 在我國，數控技術與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當大的進步。特別是在通用微機數控領域，以PC平臺為基礎的國產數控系統(tǒng)，已經走在了世界前列。但是，我國在數控技術研究和產業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術創(chuàng)新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。在新世紀到來時，如何有效解決這些問題，使我國數控領域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數控研究開發(fā)部門和生產廠家所面臨的重要任務。 為完成此任務，首先必須確立符合中國國情的發(fā)展道路。為此，本文從總體戰(zhàn)略和技術路線兩個層次及數控系統(tǒng)、功能部件、數控整機等幾個具體方面探討了新世紀的發(fā)展途徑。　 制定符合中國國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，對21世紀我國數控技術與產業(yè)的發(fā)展至關重要。通過對數控技術和產業(yè)發(fā)展趨勢的分析和對我國數控領域存在問題的研究，我們認為以科技創(chuàng)新為先導，以商品化為主干，以管理和營銷為重點，以技術支持和服務為后盾，堅持可持續(xù)發(fā)展道路將是一種符合我國國情的發(fā)展數控技術和產業(yè)的總體戰(zhàn)略。 1.1　以科技創(chuàng)新為先導 ? 中國數控技術和產業(yè)經過40多年的發(fā)展，從無到有，從引進消化到擁有自己獨立的自主版權，取得了相當大的進步。但回顧這幾十年的發(fā)展，可以看到我們在數控領域的進步主要還是按國外一些模式，按部就班地發(fā)展，真正創(chuàng)新的成分不多。這種局面在發(fā)展初期的起步階段，是無可非議的。但到了世界數控強手如林的今天和知識經濟即將登上舞臺的新世紀，這一常規(guī)途徑就很難行通了。例如，在國外模擬伺服快過時時，我們開始搞模擬伺服，還沒等我們占穩(wěn)市場，技術上就已經落后了；在國外將脈沖驅動的數字式伺服打入我國市場時，我們就跟著搞這類所謂的數字伺服，但至今沒形成大的市場規(guī)模；近來國外將數字式伺服發(fā)展到用網絡（通過光纜等）與數控裝置連接時，我們又跟著發(fā)展此類系統(tǒng)，前途仍不樂觀。這種老是跟在別人后面走，按國外已有控制和驅動模式來開發(fā)國產數控系統(tǒng)，在技術上難免要滯后，再加上國外公司在我國境內設立研究所和生產廠，實行就地開發(fā)、就地生產和就地銷售，使我們的產品在性能價格比上已越來越無多大優(yōu)勢，因此要進一步擴大市場占有率，難度自然就很大了。 為改變這種現狀，我們必須深刻理解和認真落實“科學技術是第一生產力”的偉大論斷，大力加強數控領域的科技創(chuàng)新，努力研究具有中國特色的實用的先進數控技術，逐步建立自己獨立的、先進的技術體系。在此基礎上大力發(fā)展符合中國國情的數控產品，從而形成從數控系統(tǒng)、數控功能部件到種類齊全的數控機床整機的完整的產業(yè)體系。這樣，才不會被國外牽著鼻子，永遠受別人的制約，才有可能用先進、實用的數控產品去收復國內市場，打開國際市場，使中國的數控技術和數控產業(yè)在21世紀走在世界的前列。 1.2　在商品化上狠下工夫 ? 近幾年我國數控產品雖然發(fā)展很快，但真正在市場上站住腳的卻不多。就數控系統(tǒng)而言，國產貨仍未真正被廣大機床廠所接受，因此出現國產數控系統(tǒng)用于舊機床改造的例子較多，而裝備新機床的卻很少，機床廠出產的國產數控機床大多數用的都是國外的系統(tǒng)。這當然不是說舊機床的數控化改造不重要，而是說明從商品的角度看，我們的數控系統(tǒng)與國外相比還存在相當大的差距。 ? 影響數控系統(tǒng)和數控機床商品化的主要因素除技術性能和功能外，更重要的就是可靠性、穩(wěn)定性和實用性。以往，一些數控技術和產品的研究、開發(fā)部門，所追求的往往是一些體現技術水平的指標（如多少通道、多少軸聯(lián)動、每分鐘多少米的進給速度等等），而對影響實用性的一些指標和一些小問題卻不太重視，在產品的穩(wěn)定性、魯棒性、可靠性、實用性方面花的精力相對較少。從而出現某些產品鑒定時的水平都很高，甚至也獲各種大獎。但這些高指標、高性能的產品到用戶哪兒卻由于一些小問題而表現不盡人意，最后喪失了信譽，打不開市場。這說明，高指標、高性能的樣機型的產品離用戶真正需要的實用、可靠的商品是有相當大的距離的，將一個高指標、高性能的產品變?yōu)橐粋€有市場的商品還需作出大量艱苦的努力。 另一方面，數控系統(tǒng)和數控機床不像家電類產品那樣易于大批量生產，應用環(huán)境也不那么簡單。數控產品是在生產環(huán)境中使用，面臨的是五花八門的工藝問題。如果開發(fā)部門對這些問題掌握得不透，就難以將產品設計得很完善。而且數控產品的某些問題在開發(fā)、試用，甚至鑒定時都難以發(fā)現。這就造成，同樣型號的數控機床在有的用戶那兒運行得很好，而在別的用戶那兒卻表現欠佳?；蛘咄瑯有吞柕臄悼貦C床用于加工某些零件工作得很好，但用于加工其他零件時卻不盡人意。出現這種情況，有時是用戶操作人員的水平問題，但有時就是數控產品本身潛在問題的暴露。為解決這一問題，國外一些公司設立了專門機構來測試考驗自己的產品，如為考驗新開發(fā)的數控系統(tǒng)，廠家自己設計和從生產實際中收集了大量零件程序，讓數控系統(tǒng)運行各種各樣的程序，一旦發(fā)現問題，即立即反饋給開發(fā)部門予以解決。經過這樣的測試考驗過程后，數控系統(tǒng)的潛在問題就大為減少。以往，我們的產品就很少進行這樣嚴格的全面的自我測試考驗。好些問題要等到用戶去給我們挑出來。這樣，即使一個小問題也將嚴重影響國產數控產品的聲譽。 第二章聯(lián)軸器的介紹 2.1種類及功用 聯(lián)軸器一般可區(qū)分為兩大類，剛性（ Rigid ）聯(lián)軸器和柔性（ Flexible ）聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器對于兩軸間同心度的要求非常高。因此柔性聯(lián)軸器被廣泛地使用。一般柔性聯(lián)軸器的分類為： 一、橡膠式聯(lián)軸器 (ELASTOMERIC) 二、金屬性聯(lián)軸器（ METALLIC ） 聯(lián)軸器的功用： 　　聯(lián)軸器是將兩軸軸向聯(lián)接起來并傳遞扭矩及運動的部件并具有一定的補償兩軸偏移的能力，為了減少機械傳動系統(tǒng)的振動、降低沖擊尖峰載荷，聯(lián)軸器還應具有一定的緩沖減震性能。聯(lián)軸器有時也兼有過載安全保護作用。 2.2常用的聯(lián)軸器 凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、十字滑塊聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器、十字軸萬向聯(lián)軸器、彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器。 2.3聯(lián)軸器的類型特點 剛性聯(lián)軸器：剛性聯(lián)軸器不具有補償被聯(lián)兩軸軸線相對偏移的能力，也不具有緩沖減震性能；但結構簡單，價格便宜。只有在載荷平穩(wěn)，轉速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。 撓性聯(lián)軸器：具有一定的補償被聯(lián)兩軸軸線相對偏移的能力，最大量隨型號不同而異。 無彈性元件的撓性聯(lián)軸器： 承載能力大，但也不具有緩沖減震性能，在高速或轉速不穩(wěn)定或經常正、反轉時，有沖擊噪聲。適用于低速、重載、轉速平穩(wěn)的場合。 非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器：在轉速不平穩(wěn)時有很好的緩沖減震性能；但由于非金屬（橡膠、尼龍等）彈性元件強度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫，故適用于高速、輕載和常溫的場合 金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器：除了具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場合。 安全聯(lián)軸器：在結構上的特點是，存在一個保險環(huán)節(jié)（如銷釘可動聯(lián)接等），其只能承受限定載荷。當實際載荷超過事前限定的載荷時，保險環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截斷運動和動力的傳遞，從而保護機器的其余部分不致?lián)p壞，即起安全保護作用。 起動安全聯(lián)軸器: 除了具有過載保護作用外，還有將機器電動機的帶載起動轉變?yōu)榻瓶蛰d起動的作用。 2.4聯(lián)軸器的選用 聯(lián)軸器選擇原則： 轉矩T：選剛性聯(lián)軸器、無彈性元件或有金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器； T有沖擊振動，選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器； 轉速n：非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器； 對中性：對中性好選剛性聯(lián)軸器，需補償時選撓性聯(lián)軸器； 裝拆：考慮裝拆方便，選可直接徑向移動的聯(lián)軸器； 環(huán)境：若在高溫下工作，不可選有非金屬元件的聯(lián)軸器； 成本:同等條件下，盡量選擇價格低，維護簡單的聯(lián)軸器 聯(lián)軸器品種、型式、規(guī)格很多，在正確理解品種、型式、規(guī)格各自概念的基礎上，根據傳動的需要來選擇聯(lián)軸器，首先從已經制訂為標準的聯(lián)軸器中選擇，目前我過制訂為國際和行標的聯(lián)軸器有數十種，這些標準聯(lián)軸器絕大多數是通用聯(lián)軸器，每一種聯(lián)軸器都有各自的特點和適合范圍，基本能夠滿足多種工況的需要，一般情況下設計人員無需自行設計聯(lián)軸器，只有在現有標準聯(lián)軸器不能滿足需要時才自行設計聯(lián)軸器。標準聯(lián)軸器選購方便，價格比自行設計的非標準聯(lián)軸器要便宜很多。在眾多的標準聯(lián)軸器中，正確選擇適合自己需要的最佳聯(lián)軸器，關系到機械產品軸系傳動的工作性能、可靠性、使用壽命、振動、噪聲、節(jié)能、傳動效率、傳動精度、經濟性等一系列問題，也關系到機械產品的質量。 設計人員在選用聯(lián)軸器時應立足于從軸系傳動的角度和需要來選擇聯(lián)軸器，應避免單純的只考慮主、從動端聯(lián)接選擇聯(lián)軸器。 2.5選擇聯(lián)軸器應考慮的因素 2.5.1 動力機的機械特性 動力機到工作機之間，通過一個或數個不同品種型式、規(guī)格的聯(lián)軸器將主、從動端聯(lián)接起來，形成軸系傳動系統(tǒng)。在機械傳動中，動力機不外乎電動機、內燃機和氣輪機。由于動力機工作原理和機構不同，其機械特性差別較大，有的運轉平穩(wěn)，有的運轉時有沖擊，對傳動系統(tǒng)形成不等的影響。根據動力機的機械特性，將動力機分為四類。見表 1 。 表 1 動力機系數 Kw 動力機類別代號 動力機名稱 動力機系數 Kw 動力機類別代號 動力機名稱 動力機系數 Kw Ⅰ 電動機、透平 1.0 Ⅲ 二缸內燃機 1.4 Ⅱ 四缸及四缸以上內燃機 1.2 Ⅳ 單缸內燃機 1.6 動力機的機械特性對整個傳動系統(tǒng)有一定的影響，不同類別的動力機，由于其機械特性不同，應選取相應的動力機系數 Kw ，選擇適合于該系統(tǒng)的最佳聯(lián)軸器。動力機的類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本因素，動力機的功率是確定聯(lián)軸器的規(guī)格大小的主要依據之一，與聯(lián)軸器轉矩成正比。 固定的機械產品傳動系統(tǒng)中的動力機大都是電動機，運行的機械產品傳動系統(tǒng)（例如船舶、各種車輛等）中的動力機多為內燃機，當動力機為缸數不同的內燃機時，必須考慮扭振對傳動系統(tǒng)的影響，這種影響因素與內燃機的缸數、各缸是否正常工作有關。此時一般應選用彈性聯(lián)軸器，以調整軸系固有頻率，降低扭振振幅，從而減振、緩沖、保護傳動裝置部件，改善對中性能，提高輸出功率的穩(wěn)定性。 2.5.2 載荷類別 由于結構和材料不同，用于各個機械產品傳動系統(tǒng)的聯(lián)軸器，其載荷能力差異很大。載荷類別主要是針對工作機的工作載荷的沖擊、振動、正反轉、制動、頻繁啟動等原因而形成不同類別的載荷。為便于選用計算，將傳動系統(tǒng)的載荷分為四類，見表 2 。 表 2 載荷類別 載荷類別 載荷狀況 工況系數 K 載荷類別 載荷狀況 工況系數 K Ⅰ 載荷均勻，工作平穩(wěn) 1～1.5 Ⅲ 重沖擊載荷，頻繁正反轉 2.5～2.75 Ⅱ 中等沖擊載荷 1.5～2.5 Ⅳ 特重沖擊載荷，頻繁正反轉 >2.75 傳動系統(tǒng)的載荷類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本依據。沖擊、振動和轉矩變化較大的工作載荷，應選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器即彈性聯(lián)軸器，以緩沖、減振、補償軸線偏移，改善傳動系統(tǒng)工作性能。起動頻繁、正反轉、制動時的轉矩是正常平穩(wěn)工作時轉矩的數倍，是超載工作，必然縮短聯(lián)軸器彈性元件使用壽命，聯(lián)軸器只允許短時超載，一般短時超載不得超過公稱轉矩的 2～3 倍，即 [Tmax] ≥ 2～3T n 。 低速工況應避免選用只適用于中小功率的聯(lián)軸器，例如：彈性套柱銷聯(lián)軸器、芯型彈性聯(lián)軸器、多角形橡膠聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器等；需要控制過載安全保護的軸系，宜選用安全聯(lián)軸器；載荷變化較大的并有沖擊、振動的軸系，宜選擇具有彈性元件且緩沖和減振效果較好的彈性聯(lián)軸器。金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器承載能力高于非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器；彈性元件受擠壓的彈性聯(lián)軸器可靠性高于彈性元件受剪切的彈性聯(lián)軸器。 2.5.3 聯(lián)軸器的許用轉速 聯(lián)軸器的許用轉速范圍是根據聯(lián)軸器不同材料允許的線速度和最大外緣尺寸，經過計算而確定。不同材料和品種、規(guī)格的聯(lián)軸器許用轉速的范圍不相同，改變聯(lián)軸器的材料可提高聯(lián)軸器許用轉速范圍，材料為鋼的許用轉速大于材料為鑄鐵的許用轉速。 用于 n>5000r/min 工況條件的聯(lián)軸器，應考慮聯(lián)軸器外緣離心力和彈性元件變形等影響因素，并應作動平衡。高速時不應選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器，高速時形成彈性元件變形，宜選用高精度的撓性聯(lián)軸器，目前國外用于高速的聯(lián)軸器不外乎膜片聯(lián)軸器和高精度鼓形齒式聯(lián)軸器。 2.5.4 聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸相對位移 聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸由于制造誤差、裝配誤差、安裝誤差、軸受載而產生變形、基座變形、軸承受損、溫度變化（熱脹、冷縮）、部件之間的相對運動等多種因素而產生相對位移。一般情況下，兩軸相對位移是難以避免的，但不同工況條件下的軸系傳動所產生的位移方向，即軸向（ x ）、徑向（ y ）、角向（α）以及位移量的大小有所不同。只有撓性聯(lián)軸器才具有補償兩軸相對位移的性能，因此在實際應用中大量選擇撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器不具備補償性能，應用范圍受到限制，因此用量很少。角向（α）唯一較大的軸系傳動宜選用萬向聯(lián)軸器，有軸向竄動，并需控制軸向位移的軸系傳動，應選用膜片聯(lián)軸器；只有對中精度很高的情況下選用剛性聯(lián)軸器，各標準撓性聯(lián)軸器許用補償量見表 3 。 2.5.5聯(lián)軸器的傳動精度 小轉矩和以傳遞運動為主的軸系傳動，要求聯(lián)軸器具有較高的傳動精度，宜選用金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器。大轉矩個傳遞動力的軸系傳動，對傳動精度亦有要求，高轉速時，應避免選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器和可動元件之間有間隙的撓性；聯(lián)軸器，宜選用傳動精度高的膜片聯(lián)軸器。 2.5.6 聯(lián)軸器尺寸、安裝和維護 聯(lián)軸器外形尺寸，即最大徑向和軸向尺寸，必須在機器設備允許的安裝空間以內。應選擇裝拆方便、不用維護、維護周期長或者維護方便、更換易損件不用移動兩軸、對中間調整容易的聯(lián)軸器。 大型機器設備調整兩軸對中較困難，應選擇使用耐久和更換易損件方便的聯(lián)軸器。金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器使用壽命長。需密封潤滑和使用不耐久的聯(lián)軸器，必然增加維護工作量。對于長期連續(xù)運轉和經濟效益較高的場合，例如我國冶金企業(yè)的軋機傳動系統(tǒng)的高速端，目前普遍采用的是齒式聯(lián)軸器，齒式聯(lián)軸器雖然理論上傳遞轉矩大，但必須在潤滑和密封良好的條件下才能耐久工作，且需經常檢查密封狀況，注潤滑油或潤滑脂，維護工作量大，增加了輔助工時，減少了有效工作時間，影響生產效益。國際上工業(yè)發(fā)達國家，已普遍選用使用壽命長、不用潤滑和維護的膜片聯(lián)軸器取代鼓形齒式聯(lián)軸器，不僅提高了經濟效益，還可以凈化工作環(huán)境。在軋機傳動系統(tǒng)選用我過研制的彈性活銷聯(lián)軸器和扇形塊彈性聯(lián)軸器，不僅具有膜片聯(lián)軸器的優(yōu)點，而且緩沖減振效果好，價格便宜。 2.5.7 工作環(huán)境 聯(lián)軸器與各種不同主機產品配套使用，周圍的工作環(huán)境比較復雜，如溫度、濕度、水、蒸汽、粉塵、砂子、油、酸、堿、腐蝕介質、鹽水、輻射等狀況，是選擇聯(lián)軸器時必須考慮的重要因素之一。對于高溫、低溫、有油、酸、堿介質的工作環(huán)境，不宜選用以一般橡膠為彈性元件材料的撓性聯(lián)軸器，應選擇金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器，例如膜片聯(lián)軸器、蛇形彈簧聯(lián)軸器等。 2.5.8經濟性 由于各品種、型式、規(guī)格的聯(lián)軸器結構、材料、大小和精度不同，其成本和造價相差很大。一般精度要求的聯(lián)軸器成本低于高精度要求的聯(lián)軸器；結構簡單、工藝性好的聯(lián)軸器成本低于結構復雜、工藝性差的聯(lián)軸器；采用一般材料作原料的聯(lián)軸器成本低于采用特殊材料作原料的聯(lián)軸器；非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器的成本低于金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器。在選擇聯(lián)軸器時，價格是不可忽視的重要因素，有時甚至是決定因素。對于一般工況條件，就無必要選擇價格較貴的高精度聯(lián)軸器，選用者往往因為經濟的原因不能選用某些性能雖好但價格較高的撓性聯(lián)軸器。 在選擇聯(lián)軸器時應根據選用各自實際情況和要求，綜合考慮上述各種因素，從現有標準聯(lián)軸器中選取最適合于自己需要的聯(lián)軸器品種、型式和規(guī)格。一般情況下現有的標準聯(lián)軸器基本可以滿足不同工況的需要。 第三章 聯(lián)軸器工藝分析 3.1 29323聯(lián)軸器的選材 在一般的情況下，選材合理性的標志，應是在滿足零件的性能要求的條件下最大限度的發(fā)揮材料潛力，做到既要考慮提高材料強度的使用水平，同時也要減少材料的削耗和降低加工成本.因此要做到合理選材，必須全面分析和綜合考慮. 一般在下列情況下需要選用材料：設計新產品，改變原設計或是改變零件原來材料的降低成本；為適應本廠的設備條件而要改變零件加工工藝；原材料缺乏，需要更換新材料等.目前選用零件大部分涉及到一些尚未標準化或尚未定型化的零件和在滿足零件工具. 選材的一般原則：首先是作用性能的前提下，再考慮工藝性、經濟性，且要根據我國的資源情況選擇國產材料. 滿足29323聯(lián)軸器的使用性能要求. 零件的使用性能是機械零件，構件等在正常情況下材料應具備的性能.它包括力學性能和物理化學性能等，由于29323聯(lián)軸器主要用于汽車的裝備，因此，對29323聯(lián)軸器的要求非常高的. 滿足材料的工藝性能需求 材料的工藝性能:是指材料適應某種加工的能力.材料的工藝性包括材料的焊接性能，切削加工性能，熱處理工藝性能. 切削加工性：是指材料接受切削加工的能力它一般用切削抗力大小，加工零件表面粗糙度，加工時切削排除難易程序及刀具磨損大小來衡量. 切削加工性與材料的化學成分，力學性能及其纖維組織有密切關系.對鋼鐵材料，一般認為硬度在160～230HBS范圍內切削加工性能較好.過高的硬度不但難以加工而且刀具很快磨損；當硬度大于300HBS時，切削加工性能顯著下降；硬度大于400HBS時，切削加工性能很差，但過低的硬度在切削加工時易形成很長的切削，纏繞在刀具或工件上，造成工具的發(fā)熱或磨損，零件以切削后，表面粗糙數值大，故切削加工性差.嚴重不符合本次設計切削加工要求. 切削加工性好的材料，對保證產品質量，提高勞動生產率，降低成本有極大的經濟意義. 熱處理工藝性能包括淬透性，變形與開裂傾向，過熱敏感性，回火脆性，氧化脫碳傾向.不同材料的熱處理性能是不同的. 考慮材料的經濟性:材料的經濟性涉及到材料的成本高低，材料的供應是否充足，加工工藝過程是否復雜，成品率的高低以及同一產品中使用材料的品種規(guī)格等.從選材的經濟性原則考慮，應盡可能選用價廉貨源充足，加工方便的材料，并盡量減少選材的品種規(guī)格，以簡化供應，保管等工作. 在選擇材料時，即要考慮材料本身的相對價格，也要該材料制成的零件在使用過程中的經濟效益問題，如制造成本，零件使用壽命等，來綜合考慮，從而達到合理選材的目的. 根據以上原則,選擇29323聯(lián)軸器的材料為45鋼. 3.2 29323聯(lián)軸器工藝路線的擬定 擬定工藝路線是指擬定零件加工所經過的部門和工序的先后順序.工藝路線的擬訂是工藝規(guī)程制定過程中的關鍵階段，是工藝規(guī)程制定的總體設計，其主要任務包括加工方法的確定、加工順序的安排、工序集中與分散等內容. 3.2.1加工階段的劃分 粗加工:主要切除各表面上大部分的余量，使毛坯形狀和尺寸接近于成品，為后序加工創(chuàng)造條件.. 半精加工：完成次要表面的加工，并為主要表面的精加工做準備.. 精加工：保證主要表面達到圖樣要求. 3.2.2機械加工工序的安排 1)基面先行的原則， 2)先粗后精的原則， 3)先主后次的原則， 3.2.3熱處理工序的安排 本零件是鑄件，鑄造完后，只需進行時效處理就行.時效處理的目的是消除毛坯制造和機械加工過程中產生的殘余應力. 3.2.4輔助工序的安排 輔助工序一般包括去毛刺、倒棱、清冼、防銹、去磁、檢驗等.檢驗工序是 主要的輔助工序，是合格證產品質量的重要措施.零件的每道工序加工完成之后，和零件全部加工完成之后都要進行檢驗工序. 3.2.5加工路線的擬定 1.備料 45號鋼 直徑 總長 2.粗車 按工序圖車至要求 3.熱處理 表面不大于HB250　　　　心部ＨＢ180－230 4．精車一　　按工序圖車至要求　浸泡冷卻液3到5分鐘 5．精車二　　按工序圖精車大端面至要求 6．磨　　　　按工序圖磨大端面至要求 7．加工中心　　鉆銑 8．鉗　攻英制螺紋1/4－20－2B，所有孔口倒角． 9．檢　按圖紙進行檢驗 10．防銹處理　　按規(guī)定上防銹油 11．　入庫 3.3 機床及其工藝設備的選擇 3.3.1機床的選擇 根據零件產量、加工要求選擇加工機床.2932聯(lián)軸器的粗加工在普通車床上完成,精加工在LGmazak車削中心上完成. 3.3.2工藝設備的選擇 游標卡尺、數顯測位尺，數據顯示深度尺,內徑百分表,千分表,外徑千分尺。. 3.4 刀具的選擇 3.4.1選擇數控刀具的原則 刀具壽命與切削用量有密切關系。在制定切削用量時，應首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應根據優(yōu)化的目標而定。一般分最高生產率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據單件工時最少的目標確定，后者根據工序成本最低的目標確定。 選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據刀具復雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復雜和精度高的刀具壽命應選得比單刃刀具高些。對于機夾可轉位刀具，由于換刀時間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產效率，刀具壽命可選得低些，一般取15-30min。對于裝刀、換刀和調刀比較復雜的多刀機床、組合機床與自動化加工刀具，刀具壽命應選得高些，尤應保證刀具可靠性。車間內某一工序的生產率限制了整個車間的生產率的提高時，該工序的刀具壽命要選得低些當某工序單位時間內所分擔到的全廠開支M較大時，刀具壽命也應選得低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機床加工方法相比，數控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要岡牲好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能壇同時要求安裝調整方便，這樣來滿足數控機床高效率的要求。數控機床上所選用的刀具常采用適應高速切削的刀具材料(如高速鋼、超細粒度硬質合金)并使用可轉位刀片。 1).選擇數控車削用刀具 數控車削車刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀以及三類。成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形伏和尺寸決定。數控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數控加工中，應盡量少用或不用成型車刀。尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構成，如900內外圓車刀、左右端面車刀、切槽(切斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內孔車刀。尖形車刀幾何參數(主要是幾何角度)的選擇方法與普通車削時基本相同，但應結合數控加工的特點(如加工路線、加工干涉等)進行全面的考慮，并應兼顧刀尖本身的強度。 圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點都是圓弧形車刀的刀尖，應此，刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。圓弧形車刀可以用于車削內外表面，特別適合于車削各種光滑連接(凹形)的成型面。選擇車刀圓弧半徑時應考慮兩點車刀切削刃的圓弧半徑應小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干淺該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會因刀尖強度太弱或刀體散熱能力差而導致車刀損壞。 2)選擇數控銑削用刀具 在數控加工中，銑削平面零件內外輪廓及銑削平面常用平底立銑刀，該刀具有關參數的經驗數據如下：一是銑刀半徑RD應小于零件內輪廓面的最小曲率半徑Rmin，一般取RD=(0.8-0.9)Rmin。二是零件的加工高度H<(1/4-1/6)RD，以保證刀具有足夠的剛度。三是用平底立銑刀銑削內槽底部時，由于槽底兩次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半徑Re=R-r，即直徑為d=2Re=2(R-r)，編程時取刀具半徑為Re=0.95(Rr)。對于一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常用球形銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。 目前，數控機床上大多使用系列化、標準化刀具，對可轉位機夾外圓車刀、端面車刀等的刀柄和刀頭都有國家標準及系列化型號對于加工中心及有自動換刀裝置的機床，刀具的刀柄都已有系列化和標準化的規(guī)定，如錐柄刀具系統(tǒng)的標準代號為TSG-JT，直柄刀具系統(tǒng)的標準代號為DSG-JZ，此外，對所選擇的刀具，在使用前都需對刀具尺寸進行嚴格的測量以獲得精確數據，并由操作者將這些數據輸入數據系統(tǒng)，經程序調用而完成加工過程，從而加工出合格的工件。 3.4.2設置刀點和換刀點 刀具究竟從什么位置開始移動到指定的位置呢?所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標系下開始運動的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時刀具相對于工件運動的起點，所以稱程序起始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設置原則是：便于數值處理和簡化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查；引起的加工誤差小。對刀點可以設置在加工零件上，也可以設置在夾具上或機床上，為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量設置在零件的設計基準或工藝基誰上。實際操作機床時，可通過手工對刀操作把刀具的刀位點放到對刀點上，即“刀位點”與“對刀點”的重合。所謂“刀位點”是指刀具的定位基準點，車刀的刀位點為刀尖或刀尖圓弧中心。平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點；球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動對刀操作，對刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等，以減少對刀時間，提高對刀精度。加工過程中需要換刀時，應規(guī)定換刀點。所謂“換刀點”是指刀架轉動換刀時的位置，換刀點應設在工件或夾具的外部，以換刀時不碰工件及其它部件為準。 3.4.3確定切削用量 數控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度提高生產率，降低成本。 1)確定主軸轉速 主軸轉速應根據允許的切削速度和工件(或刀具)直徑來選擇。其計算公式為： n=1000v/71D 式中：v—切削速度，單位為m/m動，由刀具的耐用度決定；n一一主軸轉速，單位為r/min，D—工件直徑或刀具直徑，單位為mm。 計算的主軸轉速n，最后要選取機床有的或較接近的轉速。 2)確定進給速度 進給速度是數控機床切削用量中的重要參數，主要根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。確定進給速度的原則：當工件的質量要求能夠得到保證時，為提高生產效率，可選擇較高的進給速度。一般在100一200mm/min范圍內選??；在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20一50mm/min范圍內選取；當加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在20--50mm/min范圍內選?。坏毒呖招谐虝r，特別是遠距離“回零”時，可以設定該機床數控系統(tǒng)設定的最高進給速度。 3)確定背吃刀量 背吃刀量根據機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數，提高生產效率。為了保證加工表面質量，可留少量精加工余量，一般0.2一0.5mm，總之，切削用量的具體數值應根據機床性能、相關的手冊并結合實際經驗用類比方法確定。 同時，使主軸轉速、切削深度及進給速度三者能相互適應，以形成最佳切削用量。 切削用量不僅是在機床調整前必須確定的重要參數，而且其數值合理與否對加工質量、加工效率、生產成本等有著非常重要的影響。所謂“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和機床動力性能(功率、扭矩)，在保證質量的前提下，獲得高的生產率和低的加工成本的切削用量。 根據加工要求，選用五把刀(切削參數見下表) 刀具 轉 速 刀尖圓弧 背吃刀量 進給速度 粗車外圓 800 0.8 0.5 0.12 精車外圓 900 0.2 0.2 0.06 切槽刀 200 0.2 0.3 0.06 φ16鏜孔刀 1000 0.4 0.4 0.10 φ20鏜孔刀 800 0.8 0.4 0.11 3.5工件的裝夾方式 3.5.1對聯(lián)軸器夾具的基本要求 (1）保證工件的加工精度 (2）提高生產率 (3）使用性好 (4)經濟性好 3.5.2聯(lián)軸器夾具選用 根據加工要求選用三爪液壓自定心卡盤自定心夾緊. 因軟三爪常要修改，所以要自行設計加工。 三爪卡盤能自動定心，一般不需要校正。應用三爪卡盤裝夾聯(lián)軸器工件表面時，要根據不同的直徑調整壓力，以免夾傷聯(lián)軸器的表面。 三爪卡盤可裝成正爪或反爪。用正爪夾持聯(lián)軸器時，直徑不能太大，卡爪伸出卡盤外圓不應超過卡爪長度的三分之一，以免發(fā)生事故。對大直徑工件，盡量用反爪裝夾。 對于29323聯(lián)軸器所涉及的相應工序尺寸分析，本夾具設計參數及制造精度均采用了較優(yōu)化的數據足以保證零件加工精度。加工時采用三爪液壓自定心卡盤自定心夾緊. 夾具上與工件加工尺寸直接有關的且精度較高的部位，在夾具制造時常用調整法和修配法來保證夾具精度.我所做的29323聯(lián)軸器為了保持加工的精度的要求，每次要根據29323聯(lián)軸器加工直徑的不同，對軟爪進行膛刀車一下，再夾住29323聯(lián)軸器。目的是為了保證2932聯(lián)軸器加工的同軸度，提高29323聯(lián)軸器加工的精度。 第四章 數控加工 4.1數據系統(tǒng)的介紹 LGmazak車削中心以其高品質的運動控制性能和先進的信息化、智能化功能居于世界領先地位。該數控系統(tǒng)主要有以下三個顯著的優(yōu)勢： 1.強大的數據處理功能 數控系統(tǒng)使用了高性能、高速度的64位RISC結構的CPU，利用超群的數據處理能力實現了高速度、高品質的運動控制。使用該數控系統(tǒng)可以在原有的加工模式基礎上實現更高速、更精密的加工。 由于處理器有了更高的數據吞吐能力，因而大幅度縮短了控制的采樣周期，可以使控制環(huán)路在不產生振蕩的前提下得到很高的增益，大幅度減小了系統(tǒng)在高速進給下的插補誤差，從而有效保證了加工精度，同時可以獲得高質量的加工表面。 2.Pc和CNC的融合技術 數控系統(tǒng)在世界上首次使用了CNC和PC融合技術，使這種新型的CNC系統(tǒng)兼具傳統(tǒng)CNC和現代PC的雙方面優(yōu)勢，實現了數控系統(tǒng)的網絡化、智能化功能。 由于PC和CNC的融合，將數控系統(tǒng)接入工廠的局域網后，管理計算機可以通過網絡直接訪問各種有關加工工況和工作過程的數據，并實時發(fā)出各種指令，真正實現了管理過程的閉環(huán)控制。 3.智能化功能 Mazatrol Fusion 640數控系統(tǒng)可以直接接入任何類型的計算機網絡，操作人員和管理人員可以通過計算機網絡對機床進行全方位的監(jiān)控和操作。該數控系統(tǒng)CNC和PC融合的技術滿足了制造業(yè)網絡化、信息化管理的需要，給制造業(yè)的運行和管理模式帶來了巨大的變革。數控系統(tǒng)所獨有的Mazatrol加工編程語言是一種應用了人工智能技術的編程語言，使得加工程序的編寫變得非常容易。 4.系統(tǒng)特點 · 程序編制利用MAZAK開發(fā)的人機對話（漢語）方式實現了世界上最簡單的編程 · 加工當中如果想修改程序時，僅對要修改部分通過對話的方式進行修改即可，沒有必要象其它公司的EIA/ISO編程那樣，將程序全部修改。 · 需要專業(yè)知識的加工條件可通過加工條件自動設定功能來幫助用戶確定。 · 客戶自行編程確定的適宜的切削條件，可以通過切削條件學習功能進行記憶，并可在今后的編程中直接調用。 · 加工中使用的刀具并非通過刀位編號來管理，而是通過刀具名稱直接輸入功能管理的，這種世界獨有的功能，可實現簡單準確的刀具管理。 · 程序作成后，可利用刀庫自動分配功能確定刀位。在指定刀位上裝上刀 具，并通過刀具管理系統(tǒng)將刀具數據傳送給CNC，機器即可開始加工。 CNC畫面語言顯示，是包括漢語在內的12國語言單鍵切換方式。（除漢語、英語 外需提前說明） 4.2編程指令的介紹 G指令 組號 功能 G00 01 快速點定位 G01 直線插補 G02 順時針圓弧插補 G03 逆時針圓弧插補 G04 00 暫停 G20 02 英制尺寸 G21 米制尺寸 G32 01 螺紋切削 G40 07 取消刀具半徑補償 G41 刀尖圓弧半徑左補償 G42 刀尖圓弧半徑右補償 G50 00 設定坐標系，設定主軸最高轉速 G71 外圓粗車復合循環(huán) G70精車循環(huán)，程序的格式：G0 X_a_ Z_b_ G70 P_c_ Q__d F_e_,a表示粗車循環(huán)起刀點，b表示粗車循環(huán)起刀點，c表示輪廓循環(huán)開始的段號，d表示輪廓循環(huán)結束的段號。 G71外圓粗車復合循環(huán)，程序格式；G0 X_a_ Z_b_ G71 U_f_ R_g_ G71 P__c_ Q_d_ U_1_ W_2_ F_3_, a表示粗車循環(huán)起刀點，b表示粗車循環(huán)起刀點，f表示循環(huán)切削過程中徑向的背吃刀量，半徑值，單位 mm。g表示循環(huán)切削過程中徑向的退刀量，半徑值，單位 mm。1表示X方向的精加工的余量，直徑值，單位為mm,2表示Z方向的精加工的余量,單位為mm G41-刀具半徑左補償指令，即沿刀具運動方向看（假設工件不動），刀具位于工件的左側時刀具的補償 G42-刀具半徑右補償指令，即沿刀具運動方向看（假設工件不動），刀具位于工件的右側時刀具的補償 G40-刀具半徑取消指令，即使用該指令后，使G41,G42指令無效。 4.3 聯(lián)軸器加工程序 圖號　　29323 UNO 材料 OD-MAX OD-MIN 長度 RPM FIN-X FIN-Z 工件面 碳剛 197 103 26 800 0.5 0.1 1.5 UNO 單元 CHANGE-DT SEQ G 資料1 資料2 資料3 半徑/變數 RPM 進給 M OFS 1 0X 197 Z0 S700 8 2 1X 104 REV0.2 3 0X 192 Z0.5 4 1Z 0.05 REV0.06 5 1X 193.5 Z-0.8 REV0.2 6 Z-22 7 0X2 〈100 REV0.06 UNO 單元 # CPT-X PT-Z RV FV R-FEED ROD R-TOOL F-TOOL 2 BARIN 0 103 -0.2 234 180 0.16 4 7 7 SEQ SHD S-CNR SPT-X CPT-Z FRT-X FPT-Z F-CNR/S 半徑 RGH UNO 單元 CHANGE-DT 3 MNP 1 SEQ G 資料1 資料2 資料3 半徑/變數 RPM 進給 M OFS 1 0X 105 Z-0.7 S600 2 1X 190.1 REV0.2 3 0X 105 Z0 4 1Z -1.5 REV0.05 5 1X 190.1 6 Z 0.2 7 0X 183.5 Z-1.5 8 0X 189.1 Z-0.3〈 REV0.1 9 2X 190.1 Z-1.5 10 0X 183.3 11 1X 189.9 Z-0.75〈 12 2X 190.3 Z-1.6 13 1Z -0.3 14 X 0.86 〈0.1 15 0 Z300 UNO 單元 CHANGE-DT 4MNP 1 SEQ G 資料1 資料2 資料3 半徑/變數 RPM 進給 M OFS 1 0X 191.2 Z0.05 S600 2 1X 190.588 Z0.3 REV0.06 3 Z-1.7 4 3X 189 Z—0.75 0.75 5 1X 183 Z-1.6 6 X 107.1 REV0.17 7 X 106.42 Z-0.35〈 REV0.06 8 0X 189.1 Z-0.3〈 REV0.1 9 0X -2 〈Z300 UNO 單元 # NO 間距 寬度 完成 RV FV 進給 DEP R-TOOL F-TOOL 5GRVIN 1 1 7.9 64 90 0.06 0.5 11 11 SEQ SCNR SPT-X SPT-Z FPT-X FPT-Z CNR AND RGH 1 C0.6 105.8 11.25 112.7 11.25 0.06 UNO 單元 CHANGE-DT 5MNP 1 SEQ G 資料1 資料2 資料3 半徑/變數 RPM 進給 M OFS 1 0X 103 Z1.65 S650 2 1X 183 REV0.12 3 0X 189 Z-0.02 4 1X 195 REV0.08 5 0Z 200 UNO 單元 計算器 返回 工件數 CONT NVM 移動 7END 第五章、結論與展望 這次的畢業(yè)設計是我們學完了全部的課程，其中包括全部的基礎課、技術基礎課、以及大部分的專業(yè)課之后，在完成一系列的校園工廠實習、校內課程設計的基礎上，一次對所有學過的課程的深入地綜合性的總結，也是一次對理論聯(lián)系實際的實際訓練，因此，它是我們大學所學、所用、所看的一次總結，它將在我們大學生活的精彩畫卷畫上一個句號，因此，它的地位是十分重要的。 在這次的設計過程中，我了解并掌握了一個零件的的加工工藝的編制及實行，了解并掌握了一個工件的編程方法，并在這過程中學到了一系列的有關數控方面的專業(yè)知識。 我希望能通過這次的畢業(yè)設計，對自己未來將從事的工作進行一次適應性的訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為以后所從事的工作進行基石地鋪墊。 致 謝 論文脫稿之際，特別感謝指導教師項建云老師為我講解新技術、提供具有代表性的課題、材料，以及在我遇到難題時，能及時為我解答，使我順利完成畢業(yè)設計。謹向項建云老師所授予的嚴謹、細致、認真的指導和所付出的心血，致以崇高的敬意和衷心的感謝！ 常州輕工職業(yè)技術學院的多位教師在我撰寫畢業(yè)論文過程中以及在校學習期間，給予了很多熱情幫助和大力支持。為此，向他們表示誠摯的謝意！ 向所有關心、支持、幫助過我的各位老師、同學、朋友們表示謝意！ 最后，向熱心評審本論文和參加答辯的老師們致以衷心的感謝！ 參考文獻 [1] 機械設計手冊. 化學工業(yè)出版社，1978：1200～1252頁 [2] 機械工程手冊，機械工業(yè)出版社，1982：23-1~23~86頁 [3] ?中國機床工具工業(yè)協(xié)會?行業(yè)發(fā)展部.CIMT2001巡禮［J］.世界制造技術與裝備市場，2001(3)：18-20. 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