联轴器的加工设计毕业设计.docx
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联轴器的加工设计毕业设计
联轴器的加工设计毕业设计
第一章前言………………………………………………………………………1
1.1以科技创新为先导………………………………………………………………1
1.2在商品化上狠下功夫……………………………………………………………2
第二章联轴器的介绍……………………………………………………………2
2.1种类及功用………………………………………………………………………2
2.2常用的联轴器……………………………………………………………………3
2.3联轴器的类型特点………………………………………………………………3
2.4联轴器的选用……………………………………………………………………3
2.5选择联轴器应考虑的因素………………………………………………………4
2.5.1动力机的机械特性……………………………………………………………4
2.5.2载荷类别………………………………………………………………………4
2.5.3联轴器的许用转速……………………………………………………………5
2.5.4联轴器所联两轴相对位移……………………………………………………5
2.5.5联轴器的传动精度……………………………………………………………5
2.5.6联轴器尺寸、安装和维护……………………………………………………5
2.5.7工作环境………………………………………………………………………6
2.5.8经济性…………………………………………………………………………6
第三章机械工艺设计……………………………………………………………………6
3.129323联轴器的选材……………………………………………………………6
3.229323联轴器工艺路线拟定……………………………………………………7
3.2.1加工阶段的划分………………………………………………………………7
3.2.2机械加工工序的安排…………………………………………………………8
3.2.3热处理工序的安排……………………………………………………………8
3.2.4辅助工序的安排………………………………………………………………8
3.2.5加工路线的拟定………………………………………………………………8
3.3机床与工艺设备的选择…………………………………………………………8
3.3.1机床的选择……………………………………………………………………8
3.3.2工艺设备的选择………………………………………………………………8
3.4刀具选择…………………………………………………………………………8
3.4.1选择数控刀具的原则…………………………………………………………8
3.4.2设置刀点和换刀点……………………………………………………………10
3.4.3确定切削用量…………………………………………………………………10
3.5工件的装夹方式…………………………………………………………………11
3.5.1对联轴器夹具的基本要求……………………………………………………11
3.5.2联轴器夹具选用………………………………………………………………11
第四章编写程序………………………………………………………………12
4.1数控系统的介绍…………………………………………………………………12
4.2编程指令的介绍…………………………………………………………………13
4.3加工程序…………………………………………………………………………13
第五章结论与展望……………………………………………………………15
致谢…………………………………………………………………………………16
参考文献…………………………………………………………………………17
第一章前言
数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。
这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。
因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。
在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。
特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。
但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。
在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。
为完成此任务，首先必须确立符合中国国情的发展道路。
为此，本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。
制定符合中国国情的总体发展战略，对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。
通过对数控技术和产业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究，我们认为以科技创新为先导，以商品化为主干，以管理和营销为重点，以技术支持和服务为后盾，坚持可持续发展道路将是一种符合我国国情的发展数控技术和产业的总体战略。
1.1 以科技创新为先导
中国数控技术和产业经过40多年的发展，从无到有，从引进消化到拥有自己独立的自主版权，取得了相当大的进步。
但回顾这几十年的发展，可以看到我们在数控领域的进步主要还是按国外一些模式，按部就班地发展，真正创新的成分不多。
这种局面在发展初期的起步阶段，是无可非议的。
但到了世界数控强手如林的今天和知识经济即将登上舞台的新世纪，这一常规途径就很难行通了。
例如，在国外模拟伺服快过时时，我们开始搞模拟伺服，还没等我们占稳市场，技术上就已经落后了；在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时，我们就跟着搞这类所谓的数字伺服，但至今没形成大的市场规模；近来国外将数字式伺服发展到用网络（通过光缆等）与数控装置连接时，我们又跟着发展此类系统，前途仍不乐观。
这种老是跟在别人后面走，按国外已有控制和驱动模式来开发国产数控系统，在技术上难免要滞后，再加上国外公司在我国境内设立研究所和生产厂，实行就地开发、就地生产和就地销售，使我们的产品在性能价格比上已越来越无多大优势，因此要进一步扩大市场占有率，难度自然就很大了。
为改变这种现状，我们必须深刻理解和认真落实“科学技术是第一生产力”的伟大论断，大力加强数控领域的科技创新，努力研究具有中国特色的实用的先进数控技术，逐步建立自己独立的、先进的技术体系。
在此基础上大力发展符合中国国情的数控产品，从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。
这样，才不会被国外牵着鼻子，永远受别人的制约，才有可能用先进、实用的数控产品去收复国内市场，打开国际市场，使中国的数控技术和数控产业在21世纪走在世界的前列。
1.2 在商品化上狠下工夫
近几年我国数控产品虽然发展很快，但真正在市场上站住脚的却不多。
就数控系统而言，国产货仍未真正被广大机床厂所接受，因此出现国产数控系统用于旧机床改造的例子较多，而装备新机床的却很少，机床厂出产的国产数控机床大多数用的都是国外的系统。
这当然不是说旧机床的数控化改造不重要，而是说明从商品的角度看，我们的数控系统与国外相比还存在相当大的差距。
影响数控系统和数控机床商品化的主要因素除技术性能和功能外，更重要的就是可靠性、稳定性和实用性。
以往，一些数控技术和产品的研究、开发部门，所追求的往往是一些体现技术水平的指标（如多少通道、多少轴联动、每分钟多少米的进给速度等等），而对影响实用性的一些指标和一些小问题却不太重视，在产品的稳定性、鲁棒性、可靠性、实用性方面花的精力相对较少。
从而出现某些产品鉴定时的水平都很高，甚至也获各种大奖。
但这些高指标、高性能的产品到用户哪儿却由于一些小问题而表现不尽人意，最后丧失了信誉，打不开市场。
这说明，高指标、高性能的样机型的产品离用户真正需要的实用、可靠的商品是有相当大的距离的，将一个高指标、高性能的产品变为一个有市场的商品还需作出大量艰苦的努力。
另一方面，数控系统和数控机床不像家电类产品那样易于大批量生产，应用环境也不那么简单。
数控产品是在生产环境中使用，面临的是五花八门的工艺问题。
如果开发部门对这些问题掌握得不透，就难以将产品设计得很完善。
而且数控产品的某些问题在开发、试用，甚至鉴定时都难以发现。
这就造成，同样型号的数控机床在有的用户那儿运行得很好，而在别的用户那儿却表现欠佳。
或者同样型号的数控机床用于加工某些零件工作得很好，但用于加工其他零件时却不尽人意。
出现这种情况，有时是用户操作人员的水平问题，但有时就是数控产品本身潜在问题的暴露。
为解决这一问题，国外一些公司设立了专门机构来测试考验自己的产品，如为考验新开发的数控系统，厂家自己设计和从生产实际中收集了大量零件程序，让数控系统运行各种各样的程序，一旦发现问题，即立即反馈给开发部门予以解决。
经过这样的测试考验过程后，数控系统的潜在问题就大为减少。
以往，我们的产品就很少进行这样严格的全面的自我测试考验。
好些问题要等到用户去给我们挑出来。
这样，即使一个小问题也将严重影响国产数控产品的声誉。
第二章联轴器的介绍
2.1种类及功用
联轴器一般可区分为两大类，刚性（Rigid）联轴器和柔性（Flexible）联轴器。
刚性联轴器对于两轴间同心度的要求非常高。
因此柔性联轴器被广泛地使用。
一般柔性联轴器的分类为：
一、橡胶式联轴器（ELASTOMERIC）
二、金属性联轴器（METALLIC）
联轴器的功用：
联轴器是将两轴轴向联接起来并传递扭矩及运动的部件并具有一定的补偿两轴偏移的能力，为了减少机械传动系统的振动、降低冲击尖峰载荷，联轴器还应具有一定的缓冲减震性能。
联轴器有时也兼有过载安全保护作用。
2.2常用的联轴器
凸缘联轴器、套筒联轴器、十字滑块联轴器、齿式联轴器、十字轴万向联轴器、弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器。
2.3联轴器的类型特点
刚性联轴器：
刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，也不具有缓冲减震性能；但结构简单，价格便宜。
只有在载荷平稳，转速稳定，能保证被联两轴轴线相对偏移极小的情况下，才可选用刚性联轴器。
挠性联轴器：
具有一定的补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，最大量随型号不同而异。
无弹性元件的挠性联轴器：
承载能力大，但也不具有缓冲减震性能，在高速或转速不稳定或经常正、反转时，有冲击噪声。
适用于低速、重载、转速平稳的场合。
非金属弹性元件的挠性联轴器：
在转速不平稳时有很好的缓冲减震性能；但由于非金属（橡胶、尼龙等）弹性元件强度低、寿命短、承载能力小、不耐高温和低温，故适用于高速、轻载和常温的场合
金属弹性元件的挠性联轴器：
除了具有较好的缓冲减震性能外，承载能力较大，适用于速度和载荷变化较大及高温或低温场合。
安全联轴器：
在结构上的特点是，存在一个保险环节（如销钉可动联接等），其只能承受限定载荷。
当实际载荷超过事前限定的载荷时，保险环节就发生变化，截断运动和动力的传递，从而保护机器的其余部分不致损坏，即起安全保护作用。
起动安全联轴器:
除了具有过载保护作用外，还有将机器电动机的带载起动转变为近似空载起动的作用。
2.4联轴器的选用
联轴器选择原则：
转矩T：
选刚性联轴器、无弹性元件或有金属弹性元件的挠性联轴器；T有冲击振动，选有弹性元件的挠性联轴器；
转速n：
非金属弹性元件的挠性联轴器；
对中性：
对中性好选刚性联轴器，需补偿时选挠性联轴器；
装拆：
考虑装拆方便，选可直接径向移动的联轴器；
环境：
若在高温下工作，不可选有非金属元件的联轴器；
成本:
同等条件下，尽量选择价格低，维护简单的联轴器
联轴器品种、型式、规格很多，在正确理解品种、型式、规格各自概念的基础上，根据传动的需要来选择联轴器，首先从已经制订为标准的联轴器中选择，目前我过制订为国际和行标的联轴器有数十种，这些标准联轴器绝大多数是通用联轴器，每一种联轴器都有各自的特点和适合范围，基本能够满足多种工况的需要，一般情况下设计人员无需自行设计联轴器，只有在现有标准联轴器不能满足需要时才自行设计联轴器。
标准联轴器选购方便，价格比自行设计的非标准联轴器要便宜很多。
在众多的标准联轴器中，正确选择适合自己需要的最佳联轴器，关系到机械产品轴系传动的工作性能、可靠性、使用寿命、振动、噪声、节能、传动效率、传动精度、经济性等一系列问题，也关系到机械产品的质量。
设计人员在选用联轴器时应立足于从轴系传动的角度和需要来选择联轴器，应避免单纯的只考虑主、从动端联接选择联轴器。
2.5选择联轴器应考虑的因素
2.5.1动力机的机械特性
动力机到工作机之间，通过一个或数个不同品种型式、规格的联轴器将主、从动端联接起来，形成轴系传动系统。
在机械传动中，动力机不外乎电动机、内燃机和气轮机。
由于动力机工作原理和机构不同，其机械特性差别较大，有的运转平稳，有的运转时有冲击，对传动系统形成不等的影响。
根据动力机的机械特性，将动力机分为四类。
见表1。
表1动力机系数Kw
动力机的机械特性对整个传动系统有一定的影响，不同类别的动力机，由于其机械特性不同，应选取相应的动力机系数Kw，选择适合于该系统的最佳联轴器。
动力机的类别是选择联轴器品种的基本因素，动力机的功率是确定联轴器的规格大小的主要依据之一，与联轴器转矩成正比。
固定的机械产品传动系统中的动力机大都是电动机，运行的机械产品传动系统（例如船舶、各种车辆等）中的动力机多为内燃机，当动力机为缸数不同的内燃机时，必须考虑扭振对传动系统的影响，这种影响因素与内燃机的缸数、各缸是否正常工作有关。
此时一般应选用弹性联轴器，以调整轴系固有频率，降低扭振振幅，从而减振、缓冲、保护传动装置部件，改善对中性能，提高输出功率的稳定性。
2.5.2载荷类别
由于结构和材料不同，用于各个机械产品传动系统的联轴器，其载荷能力差异很大。
载荷类别主要是针对工作机的工作载荷的冲击、振动、正反转、制动、频繁启动等原因而形成不同类别的载荷。
为便于选用计算，将传动系统的载荷分为四类，见表2。
表2载荷类别
传动系统的载荷类别是选择联轴器品种的基本依据。
冲击、振动和转矩变化较大的工作载荷，应选择具有弹性元件的挠性联轴器即弹性联轴器，以缓冲、减振、补偿轴线偏移，改善传动系统工作性能。
起动频繁、正反转、制动时的转矩是正常平稳工作时转矩的数倍，是超载工作，必然缩短联轴器弹性元件使用寿命，联轴器只允许短时超载，一般短时超载不得超过公称转矩的2～3倍，即[Tmax]≥2～3Tn。
低速工况应避免选用只适用于中小功率的联轴器，例如：
弹性套柱销联轴器、芯型弹性联轴器、多角形橡胶联轴器、轮胎式联轴器等；需要控制过载安全保护的轴系，宜选用安全联轴器；载荷变化较大的并有冲击、振动的轴系，宜选择具有弹性元件且缓冲和减振效果较好的弹性联轴器。
金属弹性元件弹性联轴器承载能力高于非金属弹性元件弹性联轴器；弹性元件受挤压的弹性联轴器可靠性高于弹性元件受剪切的弹性联轴器。
2.5.3联轴器的许用转速
联轴器的许用转速范围是根据联轴器不同材料允许的线速度和最大外缘尺寸，经过计算而确定。
不同材料和品种、规格的联轴器许用转速的范围不相同，改变联轴器的材料可提高联轴器许用转速范围，材料为钢的许用转速大于材料为铸铁的许用转速。
用于n>5000r/min工况条件的联轴器，应考虑联轴器外缘离心力和弹性元件变形等影响因素，并应作动平衡。
高速时不应选用非金属弹性元件弹性联轴器，高速时形成弹性元件变形，宜选用高精度的挠性联轴器，目前国外用于高速的联轴器不外乎膜片联轴器和高精度鼓形齿式联轴器。
2.5.4联轴器所联两轴相对位移
联轴器所联两轴由于制造误差、装配误差、安装误差、轴受载而产生变形、基座变形、轴承受损、温度变化（热胀、冷缩）、部件之间的相对运动等多种因素而产生相对位移。
一般情况下，两轴相对位移是难以避免的，但不同工况条件下的轴系传动所产生的位移方向，即轴向（x）、径向（y）、角向（α）以及位移量的大小有所不同。
只有挠性联轴器才具有补偿两轴相对位移的性能，因此在实际应用中大量选择挠性联轴器。
刚性联轴器不具备补偿性能，应用范围受到限制，因此用量很少。
角向（α）唯一较大的轴系传动宜选用万向联轴器，有轴向窜动，并需控制轴向位移的轴系传动，应选用膜片联轴器；只有对中精度很高的情况下选用刚性联轴器，各标准挠性联轴器许用补偿量见表3。
2.5.5联轴器的传动精度
小转矩和以传递运动为主的轴系传动，要求联轴器具有较高的传动精度，宜选用金属弹性元件的挠性联轴器。
大转矩个传递动力的轴系传动，对传动精度亦有要求，高转速时，应避免选用非金属弹性元件弹性联轴器和可动元件之间有间隙的挠性；联轴器，宜选用传动精度高的膜片联轴器。
2.5.6联轴器尺寸、安装和维护
联轴器外形尺寸，即最大径向和轴向尺寸，必须在机器设备允许的安装空间以内。
应选择装拆方便、不用维护、维护周期长或者维护方便、更换易损件不用移动两轴、对中间调整容易的联轴器。
大型机器设备调整两轴对中较困难，应选择使用耐久和更换易损件方便的联轴器。
金属弹性元件挠性联轴器一般比非金属弹性元件挠性联轴器使用寿命长。
需密封润滑和使用不耐久的联轴器，必然增加维护工作量。
对于长期连续运转和经济效益较高的场合，例如我国冶金企业的轧机传动系统的高速端，目前普遍采用的是齿式联轴器，齿式联轴器虽然理论上传递转矩大，但必须在润滑和密封良好的条件下才能耐久工作，且需经常检查密封状况，注润滑油或润滑脂，维护工作量大，增加了辅助工时，减少了有效工作时间，影响生产效益。
国际上工业发达国家，已普遍选用使用寿命长、不用润滑和维护的膜片联轴器取代鼓形齿式联轴器，不仅提高了经济效益，还可以净化工作环境。
在轧机传动系统选用我过研制的弹性活销联轴器和扇形块弹性联轴器，不仅具有膜片联轴器的优点，而且缓冲减振效果好，价格便宜。
2.5.7工作环境
联轴器与各种不同主机产品配套使用，周围的工作环境比较复杂，如温度、湿度、水、蒸汽、粉尘、砂子、油、酸、碱、腐蚀介质、盐水、辐射等状况，是选择联轴器时必须考虑的重要因素之一。
对于高温、低温、有油、酸、碱介质的工作环境，不宜选用以一般橡胶为弹性元件材料的挠性联轴器，应选择金属弹性元件挠性联轴器，例如膜片联轴器、蛇形弹簧联轴器等。
2.5.8经济性
由于各品种、型式、规格的联轴器结构、材料、大小和精度不同，其成本和造价相差很大。
一般精度要求的联轴器成本低于高精度要求的联轴器；结构简单、工艺性好的联轴器成本低于结构复杂、工艺性差的联轴器；采用一般材料作原料的联轴器成本低于采用特殊材料作原料的联轴器；非金属弹性元件挠性联轴器的成本低于金属弹性元件挠性联轴器。
在选择联轴器时，价格是不可忽视的重要因素，有时甚至是决定因素。
对于一般工况条件，就无必要选择价格较贵的高精度联轴器，选用者往往因为经济的原因不能选用某些性能虽好但价格较高的挠性联轴器。
在选择联轴器时应根据选用各自实际情况和要求，综合考虑上述各种因素，从现有标准联轴器中选取最适合于自己需要的联轴器品种、型式和规格。
一般情况下现有的标准联轴器基本可以满足不同工况的需要。
第三章联轴器工艺分析
3.129323联轴器的选材
在一般的情况下，选材合理性的标志，应是在满足零件的性能要求的条件下最大限度的发挥材料潜力，做到既要考虑提高材料强度的使用水平，同时也要减少材料的削耗和降低加工成本.因此要做到合理选材，必须全面分析和综合考虑.
一般在下列情况下需要选用材料：
设计新产品，改变原设计或是改变零件原来材料的降低成本；为适应本厂的设备条件而要改变零件加工工艺；原材料缺乏，需要更换新材料等.目前选用零件大部分涉及到一些尚未标准化或尚未定型化的零件和在满足零件工具.
选材的一般原则：
首先是作用性能的前提下，再考虑工艺性、经济性，且要根据我国的资源情况选择国产材料.
满足29323联轴器的使用性能要求.
零件的使用性能是机械零件，构件等在正常情况下材料应具备的性能.它包括力学性能和物理化学性能等，由于29323联轴器主要用于汽车的装备，因此，对29323联轴器的要求非常高的.
满足材料的工艺性能需求
材料的工艺性能:
是指材料适应某种加工的能力.材料的工艺性包括材料的焊接性能，切削加工性能，热处理工艺性能.
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，加工时切削排除难易程序及刀具磨损大小来衡量.
切削加工性与材料的化学成分，力学性能及其纤维组织有密切关系.对钢铁材料，一般认为硬度在160～230HBS范围内切削加工性能较好.过高的硬度不但难以加工而且刀具很快磨损；当硬度大于300HBS时，切削加工性能显著下降；硬度大于400HBS时，切削加工性能很差，但过低的硬度在切削加工时易形成很长的切削，缠绕在刀具或工件上，造成工具的发热或磨损，零件以切削后，表面粗糙数值大，故切削加工性差.严重不符合本次设计切削加工要求.
切削加工性好的材料，对保证产品质量，提高劳动生产率，降低成本有极大的经济意义.
热处理工艺性能包括淬透性，变形与开裂倾向，过热敏感性，回火脆性，氧化脱碳倾向.不同材料的热处理性能是不同的.
考虑材料的经济性:
材料的经济性涉及到材料的成本高低，材料的供应是否充足，加工工艺过程是否复杂，成品率的高低以及同一产品中使用材料的品种规格等.从选材的经济性原则考虑，应尽可能选用价廉货源充足，加工方便的材料，并尽量减少选材的品种规格，以简化供应，保管等工作.
在选择材料时，即要考虑材料本身的相对价格，也要该材料制成的零件在使用过程中的经济效益问题，如制造成本，零件使用寿命等，来综合考虑，从而达到合理选材的目的.
根据以上原则,选择29323联轴器的材料为45钢.
3.229323联轴器工艺路线的拟定
拟定工艺路线是指拟定零件加工所经过的部门和工序的先后顺序.工艺路线的拟订是工艺规程制定过程中的关键阶段，是工艺规程制定的总体设计，其主要任务包括加工方法的确定、加工顺序的安排、工序集中与分散等内容.
3.2.1加工阶段的划分
粗加工:
主要切除各表面上大部分的余量，使毛坯形状和尺寸接近于成品，为后序加工创造条件..
半精加工：
完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备..
精加工：
保证主要表面达到图样要求.
3.2.2机械加工工序的安排
1）基面先行的原则，
2）先粗后精的原则，
3）先主后次的原则，
3.2.3热处理工序的安排
本零件是铸件，铸造完后，只需进行时效处理就行.时效处理的目的是消除毛坯制造和机械加工过程中产生的残余应力.
3.2.4辅助工序的安排
辅助工序一般包括去毛刺、倒棱、清冼、防锈、去磁、检验等.检验工序是
主要的辅助工序，是合格证产品质量的重要措施.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进行检验工序.
3.2.5加工路线的拟定
1.备料45号钢直径总长
2.粗车按工序图车至要求
3.热处理表面不大于HB250 心部ＨＢ180－230
4．精车一 按工序图车至要求 浸泡冷却液3到5分钟
5．精车二 按工序图精车大端面至要求
6．磨 按工序图磨大端面至要求
7．加工中心 钻铣
8．钳 攻英制螺纹1/4－20－2B，所有孔口倒角．
9．检 按图纸进行检验
10．防锈处理 按规定上防锈油
11． 入库
3.3机床及其工艺设备的选择
3.3.1机床的选择
根据零件产量、加工要求选择加工机床.2932联轴器的粗加工在普通车床上
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