设计左联轴器零件的机械加工工艺规程.doc

机 械 制 造 工 艺 学

课 程 设 计 说 明 书

设计题目：设计左联轴器零件的机械加工工艺规程

学 院：机电工程学院
专业班级：机械083班
学生姓名：王新
学 号：2008111097
指导教师：闻全意
完成日期：2011年12月20日
成 绩：

机械制造工艺学课程设计任务书

适用专业：机械设计制造及其自动化
设计题目：左联轴器零件的机械加工工规程
一、设计前提：中批生产
二、设计内容：
1.零件图 1张
2.课程设计说明书 1份
3.机械加工工艺规程 1套
三、课程设计工作计划
第一周周一、二：绘制零件图
第一周周三、四、五：撰写课程设计说明书草稿
第二周周一、二：修订并完成课程设计说明书
第二周周三、四：制定机械加工工艺规程
第二周周五：答辩

设计内容成绩：
答辩内容成绩：
总内容成绩：

指导教师签字：
系主任签字：
  年 月 日

序言
《机械制造工艺学课程设计》学习完大学阶段的机械类基础和技术基础课以及专业课程并在进行了生产实习之后进行的下一个教育环节。这次设计使我们能综合运用过去所学过的全部课程、机械制造技术基础的基本理论并结合生产实习中学到的实践知识。锻炼我们进行工艺及结构设计的基本能力，另外，也为以后搞好毕业设计及未来从事工作打下良好的基础。通过机械制造工艺课程设计，学生应该在以下两个方面得到锻炼：能熟练地运用机械制造工艺学课程中的基本理论，以及在生产实习中学到的实践知识，正确得解决一个零件在在加工中的定位、夹紧及合理安排工艺路线等问题，以保证零件的加工质量。学会使用手册及图表资料，掌握与本设计有关的各种资料的名称及出处，并能够做到熟练应用。
对于我本人来说，希望能通过本次课程设计的学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力；同时，又希望能超越目前工厂的实际生产工艺，而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中，为改善我国的机器制造业相对落后的局面探索可能的途径，并为未来先进的加工工艺的设计打下坚实的基础。
一、零件的工艺分析及生产类型的确定
1、零件的作用
题目所给定的零件为左联轴器的零件图，那么联轴器的作用是什么那？周所周知：由于制造和安装联轴器的不可能绝对精确，以及工作受载时基础、机架和其它部件的弹性变形与温差变形，联轴器所联接的两轴线不可避免的要产生相对偏移。联轴器的被联两轴可能出现的相对偏移有：轴向偏移、径向偏移和角向偏移、以及三种偏移同时出现的组合偏移。
联轴器的两轴相对偏移的出现，将在轴、轴承和联轴器上引起附加载荷，甚至出现剧烈振动。因此，联轴器还应具有一定的补偿两轴偏移的能力，以消除或降低被联两轴相对偏移引起的附加载荷，改善传动性能，延长机器寿命。为了减少机械传动系统的振动、降低冲击尖峰载荷，某些特殊的联轴器还应具有一定的缓冲减震性能。根据性能特征与功能的不同，联轴器可分为：刚性联轴器、挠性联轴器、无弹性元件的挠性联轴器、金属弹性元件的弹性联轴器、安全联轴器、起动安全联轴器等。具体地将,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具有承载能力大，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能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。金属弹性元件的弹性联轴器，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。安全联轴器的结构特点是，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。
当然，联轴器具有种种功能是建立在左右联轴器零件的基础上的，换而言之，左右联轴器零件的结构决定了联轴器的功能，零件功能也就很明显了。刚性联轴器
2.零件的工艺分析
通过对该零件图的重新绘制，对设计尺寸，尺寸公差、技术参数进行了深入的分析后发现在零件的某些地方需要较细的表面粗糙度，各装配基面要求有一定的尺寸精度，否则会影响机械设备的传动性能和精度。
因零件的结构比较简单，大部分工序在车床加工时只需要三爪卡盘，并加载适当的力即可定位。但是对于键槽和孔的加工要设计较复杂的夹具才能准确的定位，并保持适当的夹紧力。 同时基准面的选择也是很重要的。在加工小轴端面时应选择大轴端面做粗基准，用铣刀铣出小轴表面，加工完后再用小轴端面作精基准加工大轴端面。加工孔时，由于直径较大，在加工过程应采用先钻削再镗削。注意在整个加工过程中，应尽量减少安装的次数，以减少安装时带来的安装误差。
材料为HT150，制造方法为铸造。
二、选择毛坯，确定毛坯尺寸
1.选择毛坯
该零件的材料为HT150，零件为中批生产、结构简单，在使用过程中，它的主要作用是传递力矩，受到的冲击不是很大用铸造的方法。HT150铸铁材料是最常见的材料，其优点是：容易成型，切削性能好，价格低廉，且吸振性好。为了得到较好的强度和表面硬度，可在加工过程中进行调质处理，淬火，同时为了消除内应力对工件的影响，可进行适当的人工时效处理（如果需要的话）。从提高生产率、加工精度方面并在生产条件许可的条件下，还可以采用一般机器造型的振压式或高压造型中的脱箱射压法(P3-8) ，这里采用上采用砂型机器造型的振压式来制造零件的轮廓。
2.确定加工余量毛坯尺寸与公差
1)、求最大轮廓尺寸：根据零件图计算轮廓尺寸，直径125，高80mm，最大尺寸为125mm。
2)、选取公差等级CT (P3-13)
查表3.1-24，铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，中批生产，得公差等级CT范围8~12级，取为10级。
3)、求铸件尺寸公差
根据加工面的基本尺寸和铸造公差等级CT，由表得公差带相对于基本尺寸对称分布。
4)、求机械加工余量等级
由表3.1 -26得，铸造方法按机器造型、 铸件材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围E~G级，取为F级。
5)、求要求的机械加工余量
对所有加工表面取同一个数值，由表查得最大轮廓尺寸为125mm。机械加工余量等级F级得RMA数值为1.5mm
6)、求毛坯基本尺寸
孔28较小，铸成实心。两端面属于双侧加工，应由式

外圆属于大外圆面的加工，RMA与铸件其它尺寸之间的关系可由公式：
外圆属于小外圆面的加工，RMA与铸件其它尺寸之间的关系可由公式：
孔32可以铸出来，RMA与铸件其它尺寸之间的关系由公式：

毛坯尺寸公差与加工余量见下表：单位mm
项目
端面
大外圆面
大外圆面
内孔
公差
等级
10
10
10
10
加工面的基本尺寸

80

125

58

32
铸件尺寸公差
3.6
8
2.8
2.6
机械加工余量等级

F

F

F

F
RMA
1.5
1.5
1.5
1.5
毛坯基本尺寸
84.6
129.8
62.4
22.7
三、选择加工方法、制定工艺路线
1、定位基准的选择
本零件是左联轴器，中心轴线是设计基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，应该选择已外圆为定位基准。既选择外圆和其端面为其定位基准。
最初的工序中，用三爪夹盘的外圆，所以的外圆为粗基准。在加工端面时选择未加工的毛坯表面——小端面作为粗基准。精基准选加工好的外圆和大端面。
2、零件表面加工方法的选择
本零件的加工表面有外圆，端面，内孔，材料为铸铁。以公差等级和表面粗糙度要求参考本指南有关资料，其加工方法选择如下：
1)、孔的加工(P5-16)
查表得孔的公差等级为IT7，孔的粗糙度为Ra=3.2um，毛坯孔为铸出，为实心毛坯，孔径大于20mm根据手册查得，加工方法可采用车床上钻、扩、铰即可达到所需要求。(P63)
2)、两端面的加工
公差等级为IT11,表面粗糙度Ra=12.5um，查表得只需粗铣即可达到要求。
3)、外圆的加工
公差等级为IT13，要求粗糙度Ra=6.3um，可用粗车、半精车就一定满足要求，保证25的长度。
4)、外圆的加工
要求粗糙度Ra=12.5um，可用粗车、半精车就一定满足要求。
4)、孔和键槽的加工
孔： 要求粗糙度Ra=3.2um，加工方法可采用车床上钻、扩、铰即可达到所需要求。键槽采用拉刀加工方可满足要求。

3.制订工艺路线
由于是中批生产，故加工工艺采用工序分散原则。根据先粗后精、先主后次、基准面先加工、先加工端面后加工内孔的机械加工顺序安排原则，先加工精基准中心孔之前必须先切端面。
工序1：钳工划线；以小端面为粗基准，划大端面的加工线。
工序2：以小端面为定位粗基准，粗铣出零件大端面；在以大端面为精基准，铣出小端面。
工序3：以外圆为定位粗基准，在车床上用三爪卡盘装夹，外圆表面，车的外圆至。
工序4：以外圆为精基准，在车床上用三爪卡盘装夹，加工的外圆，并倒出倒角和和拉出键槽。
工序5：钻、扩、绞孔。
工序6：拉出键槽。
工序7：钳工划线。的外圆和端面为基准，划孔和螺纹孔M8的圆心。
工序8：在钻床上，以的外圆和端面为基准，，钻出通孔并绞孔至的要求。
工序9：钻6.8mm的盲孔。攻螺纹盲孔M8。
工序10：钳工去毛刺。
工序11：终检。
四、工序设计
1.选择加工设备与工艺装备
1)、选择通用机床 根据不同的工序选择机床
1.工序2、3、4都是粗车与半精车。各工序的工步数不大，中批生产不要求很高的生产效率，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外扩尺寸不大，精度要求不高，故选用最常用的C620-1型卧式车床即可。铣床选X5032。
2)、选择刀具
在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀；铣刀选用一般高速钢端面铣刀：钻32、28孔，选用莫氏锥柄麻花钻，用锥柄扩孔钻进行扩孔，锥柄机用绞刀进行绞孔。拉刀为高速钢拉刀。丝锥选高速钢机动丝锥W18Cr4V。
3)、确定工序加工尺寸余量
1、两端面
查表确定加工余量，因两端面留量为对称的，可得粗铣余量为3mm。
2、外圆和外圆(P108)
查表7-3确定加工余量，可得粗车余量为2.3mm，半精车余量为1.5mm;查表确定粗车外圆加工余量为2.5mm.，半精车余量为1.8mm.
3、孔和孔
查表7-11确定的各加工余量：孔的加工余量，钻为30.0mm,扩孔钻为31.75mm,粗铰为31.93mm。孔的加工余量，钻为26.0mm,扩孔钻为27.80mm,粗铰为27.94mm。
4、键槽
查表7-21确定拉键槽的加工余量为：0.8mm。
5、螺纹孔M8
查表7-31确定攻螺纹前的孔的尺寸为：0.68mm。
五、切削用量的确定
正确的选用切削用量，对保证产品质量，提高切削效率和经济效益，具有重要的作用。切削用量的选择主要依据工件材料，加工精度和表面粗糙度的要求，还应考虑刀具合理的耐用度、工艺系统刚度及机床功率等条件。
加工条件：工件材料HT150，铸件，时效处理。
加工要求：铣两端面，粗铣可使端面表面粗糙度小端面Ra12.5；精铣大端面为Ra6.3。半粗车和精车外圆和外圆，外圆表面粗糙度Ra6.3；外圆表面粗糙度Ra12.5。钻、扩、铰孔φ26mm，表面粗糙度Ra3.2；倒角1×45和1×45。拉键槽的表面粗糙度Ra3.2。
1、两端面
查表8-18确定切削用量，可得粗铣切削用量为0.2-0.4min/z 。
2、外圆和外圆(P128)
查表7-3确定粗车外圆，在被吃刀量3-5mm条件下，切削用量0.7-1.0 min/z，半精车得到表面粗糙度Ra6.3，取刀尖半径为1.0副偏角为10时的切削用量0.45-0.98in/z 。粗车外圆，在被吃刀量3-5mm条件下，切削用量1.0-1.2 min/z；半精车得到表面粗糙度Ra12.5，取刀尖半径为1.0副偏角为10时的切削用量0.8-0.9 min/z 。
3、孔和孔
查表8-10确定各切削用量：孔的各切削用量，钻0.7-0.80mm/r, 扩孔钻为0.7-0.80 mm/r,粗铰为1.6-3.2 mm/r。孔的各加工余量：钻0.54-0.66m0mm/r,扩孔钻为0.7-0.8 mm/r,粗铰为1.30-2.60mm/r。
4、键槽
查表8-29确定拉键槽的切削用量为：0.06-0.20 mm/r。
5、螺纹孔M8
查表7-31确定攻螺纹的切削用量为：在螺距为1.25mm条件下，8.0mm/min。
附一： 零件工作图
附二： 机械加工工艺过程综合卡片

机械加工工艺过程综合卡片
　齐 齐 哈 尔 大学
机电工程学院机械083班
产 品 名 称
姓 名
学 号

联轴器

王新

2008111097
零 件 名 称
零 件 图 号
材 料
数 量
左联轴器

HT150
1
工序号
工序名称和内容
安 装 简 图
(定位基面)
设备及工艺装备(名称和规格)
机 床
夹 具
刀 具
量 具
1
钳工划线，划下表面的加工线
以小端面为粗基准
钳工台

2
粗铣出零件两端面；
铣大端面以小端面为定位粗基准；铣小端面以大端面为精基准
X5032
花盘，垫块
辅助
直齿端铣刀
游标卡尺
3
车 外圆
以小端的外圆为粗基准，粗车、半精车大端外圆
C620-1
三爪卡盘
硬质合金车刀
游标卡尺
4
车外圆
以已加工外圆为精基准，粗车、半精车小端外圆
C620-1
三爪卡盘
硬质合金车刀
游标卡尺

5

钻孔

以已加工外圆为基准，钻、扩、绞孔

C620-1
三爪卡盘
莫氏锥柄麻花钻，锥柄扩孔钻，锥柄机用绞刀
游标卡尺
6
拉键槽
以已加工外圆为基准，拉键槽
C620-1
三爪卡盘
高速钢拉刀
游标卡尺
7
钳工划线，划孔的加工中心线
以的外圆和端面为基准，划孔和M8中心线

钳工台

8
钻孔
以的外圆和端面为基准，钻、扩、绞孔
钻床
花盘，垫块
辅助
莫氏锥柄麻花钻，锥柄扩孔钻，锥柄机用绞刀
内径百分尺
9
钻孔
以的外圆和端面为基准，钻孔
钻床
花盘；垫块
莫氏锥柄麻花钻
内径百分尺
10
攻螺纹M8
攻螺纹M8
钳工台

11
钳工去毛刺

钳工台

 高速钢机动丝锥W18Cr4V

12
终检

工序
加工尺寸
尺寸公差
使用量具
１
28
0.5
分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺
２
12
0.2
分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺
３
14
---
分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺
4
Φ10
0.013
分度值为0.01mm，测量范围为0-150mm的内径百分尺
Φ6
0.030
Φ9
---
分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺

参考文献
[1] 王先逵，艾兴 机械加工工艺手册 机械工业出版社 2006.11
[2] 王凡 实用机械制造工艺设计手册 机械工业出版社 2008.05
[3] 王启平，王振龙，狄士春. 机械制造工艺学（第五版）. 哈尔滨工业大学出版社. 2005.08
[4] 林景凡 王世刚 李世恒 互换性与质量控制基础 中国科学技术出版社 2001.03
[5] 闻全意，陈集，王中双，徐长顺. 金属工艺学实践教程. 哈尔滨地图出版社. 2004版社. 2004