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1、联轴器的加工工艺设计 目 录第一章 前言11.1以科技创新为先导11.2在商品化上狠下功夫2第二章联轴器的介绍22.1种类及功用22.2常用的联轴器32.3联轴器的类型特点32.4联轴器的选用32.5选择联轴器应考虑的因素42.5.1动力机的机械特性42.5.2载荷类别42.5.3联轴器的许用转速52.5.4联轴器所联两轴相对位移52.5.5联轴器的传动精度52.5.6联轴器尺寸、安装和维护52.5.7工作环境62.5.8经济性6第三章机械工艺设计 63.1 29323联轴器的选材63.2 29323联轴器工艺路线拟定73.2.1加工阶段的划分73.2.2机械加工工序的安排83.2.3热处理工
2、序的安排83.2.4辅助工序的安排83.2.5加工路线的拟定83.3机床与工艺设备的选择83.3.1机床的选择83.3.2工艺设备的选择83.4刀具选择83.4.1选择数控刀具的原则83.4.2设置刀点和换刀点103.4.3确定切削用量103.5工件的装夹方式113.5.1对联轴器夹具的基本要求113.5.2联轴器夹具选用11第四章 编写程序124.1数控系统的介绍124.2编程指令的介绍134.3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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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
9、，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
10、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
11、用的联轴器 第三章联轴器工艺分析3.1 29323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
12、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160230HBS范围内切削加工性能较好.过高的硬度不
13、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
14、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. 3.2 29323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.3.5工件的装夹方式3.5.1对联
15、轴器夹具的基本要求(1）保证工件的加工精度(2）提高生产率(3）使用性好(4)经济性好3.5.2联轴器夹具选用 根据加工要求选用三爪液压自定心卡盘自定心夹紧. 因软三爪常要修改，所以要自行设计加工。三爪卡盘能自动定心，一般不需要校正。应用三爪卡盘装夹联轴器工件表面时，要根据不同的直径调整压力，以免夹伤联轴器的表面。三爪卡盘可装成正爪或反爪。用正爪夹持联轴器时，直径不能太大，卡爪伸出卡盘外圆不应超过卡爪长度的三分之一，以免发生事故。对大直径工件，尽量用反爪装夹。对于29323联轴器所涉及的相应工序尺寸分析，本夹具设计参数及制造精度均采用了较优化的数据足以保证零件加工精度。加工时采用三爪液压自定心
16、卡盘自定心夹紧.夹具上与工件加工尺寸直接有关的且精度较高的部位，在夹具制造时常用调整法和修配法来保证夹具精度.我所做的29323联轴器为了保持加工的精度的要求，每次要根据29323联轴器加工直径的不同，对软爪进行膛刀车一下，再夹住29323联轴器。目的是为了保证2932联轴器加工的同轴度，提高29323联轴器加工的精度。第四章 数控加工4.1数据系统的介绍LGmazak车削中心以其高品质的运动控制性能和先进的信息化、智能化功能居于世界领先地位。该数控系统主要有以下三个显著的优势：1.强大的数据处理功能数控系统使用了高性能、高速度的64位RISC结构的CPU，利用超群的数据处理能力实现了高速度、
17、高品质的运动控制。使用该数控系统可以在原有的加工模式基础上实现更高速、更精密的加工。由于处理器有了更高的数据吞吐能力，因而大幅度缩短了控制的采样周期，可以使控制环路在不产生振荡的前提下得到很高的增益，大幅度减小了系统在高速进给下的插补误差，从而有效保证了加工精度，同时可以获得高质量的加工表面。2.Pc和CNC的融合技术 数控系统在世界上首次使用了CNC和PC融合技术，使这种新型的CNC系统兼具传统CNC和现代PC的双方面优势，实现了数控系统的网络化、智能化功能。 由于PC和CNC的融合，将数控系统接入工厂的局域网后，管理计算机可以通过网络直接访问各种有关加工工况和工作过程的数据，并实时发出各种
18、指令，真正实现了管理过程的闭环控制。 3.智能化功能Mazatrol Fusion 640数控系统可以直接接入任何类型的计算机网络，操作人员和管理人员可以通过计算机网络对机床进行全方位的监控和操作。该数控系统CNC和PC融合的技术满足了制造业网络化、信息化管理的需要，给制造业的运行和管理模式带来了巨大的变革。数控系统所独有的Mazatrol加工编程语言是一种应用了人工智能技术的编程语言，使得加工程序的编写变得非常容易。4.系统特点 程序编制利用MAZAK开发的人机对话（汉语）方式实现了世界上最简单的编程 加工当中如果想修改程序时，仅对要修改部分通过对话的方式进行修改即可，没有必要象其它公司的E
19、IA/ISO编程那样，将程序全部修改。 需要专业知识的加工条件可通过加工条件自动设定功能来帮助用户确定。 客户自行编程确定的适宜的切削条件，可以通过切削条件学习功能进行记忆，并可在今后的编程中直接调用。 加工中使用的刀具并非通过刀位编号来管理，而是通过刀具名称直接输入功能管理的，这种世界独有的功能，可实现简单准确的刀具管理。 程序作成后，可利用刀库自动分配功能确定刀位。在指定刀位上装上刀具，并通过刀具管理系统将刀具数据传送给CNC，机器即可开始加工。 CNC画面语言显示，是包括汉语在内的12国语言单键切换方式。（除汉语、英语外需提前说明）4.2编程指令的介绍G指令 组号 功能 G00 01 快
20、速点定位 G01 直线插补 G02 顺时针圆弧插补 G03 逆时针圆弧插补 G04 00 暂停 G20 02 英制尺寸 G21 米制尺寸 G32 01 螺纹切削 G40 07 取消刀具半径补偿 G41 刀尖圆弧半径左补偿 G42 刀尖圆弧半径右补偿 G50 00 设定坐标系，设定主轴最高转速 G71 外圆粗车复合循环G70精车循环，程序的格式：G0 X_a_ Z_b_ G70 P_c_ Q_d F_e_,a表示粗车循环起刀点，b表示粗车循环起刀点，c表示轮廓循环开始的段号，d表示轮廓循环结束的段号。G71外圆粗车复合循环，程序格式；G0 X_a_ Z_b_ G71 U_f_ R_g_ G71
21、P_c_ Q_d_U_1_ W_2_ F_3_, a表示粗车循环起刀点，b表示粗车循环起刀点，f表示循环切削过程中径向的背吃刀量，半径值，单位 mm。g表示循环切削过程中径向的退刀量，半径值，单位 mm。1表示X方向的精加工的余量，直径值，单位为mm,2表示Z方向的精加工的余量,单位为mmG41-刀具半径左补偿指令，即沿刀具运动方向看（假设工件不动），刀具位于工件的左侧时刀具的补偿G42-刀具半径右补偿指令，即沿刀具运动方向看（假设工件不动），刀具位于工件的右侧时刀具的补偿G40-刀具半径取消指令，即使用该指令后，使G41,G42指令无效。本毕业设计包含了论文文档和CAD图纸；毕业设计文档使用
22、Word 2003撰写；图纸类型AutoCAD2010.dwg。 完整图纸和论文请联系雨辰教育。QQ:1334095854 TEL:151380038614.3 联轴器加工程序图号29323UNO 材料 OD-MAX OD-MIN 长度 RPM FIN-X FIN-Z 工件面 碳刚 197 103 26 800 0.5 0.1 1.5 UNO 单元 CHANGE-DTSEQ G 资料1 资料2 资料3 半径/变数 RPM 进给 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
23、Z-0.8 REV0.26 Z-22 7 0X2 100 REV0.06 UNO 单元 # 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 7SEQ SHD S-CNR SPT-X CPT-Z FRT-X FPT-Z F-CNR/S 半径 RGHUNO 单元 CHANGE-DT 3 MNP 1SEQ G 资料1 资料2 资料3 半径/变数 RPM 进给 M OFS 1 0X 105 Z-0.7 S600 2 1X 190.1 REV0.2 3 0X 105 Z0 4 1Z -1.5 RE
24、V0.055 1X 190.1 6 Z 0.27 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-1.613 1Z -0.3 14 X 0.86 0.1 15 0 Z300 UNO 单元 CHANGE-DT 4MNP 1SEQ G 资料1 资料2 资料3 半径/变数 RPM 进给 M OFS 1 0X 191.2 Z0.05 S600 2 1X 190.588 Z0.3 REV0.06 3 Z-1.7 4 3X 189 Z0.75 0.75
25、5 1X 183 Z-1.6 6 X 107.1 REV0.177 X 106.42 Z-0.35 REV0.06 8 0X 189.1 Z-0.3 REV0.1 9 0X -2 Z300UNO 单元 # NO 间距 宽度 完成 RV FV 进给 DEP R-TOOL F-TOOL 5GRVIN 1 1 7.9 64 90 0.06 0.5 11 11SEQ SCNR SPT-X SPT-Z FPT-X FPT-Z CNR AND RGH 1 C0.6 105.8 11.25 112.7 11.25 0.06UNO 单元 CHANGE-DT 5MNP 1SEQ G 资料1 资料2 资料3 半径
26、/变数 RPM 进给 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 200UNO 单元 计算器 返回 工件数 CONT NVM 移动 7END 第五章、结论与展望这次的毕业设计是我们学完了全部的课程，其中包括全部的基础课、技术基础课、以及大部分的专业课之后，在完成一系列的校园工厂实习、校内课程设计的基础上，一次对所有学过的课程的深入地综合性的总结，也是一次对理论联系实际的实际训练，因此，它是我们大学所学、所用、所看的一次总结，它将在我们大学生活的精彩画卷画上一个句号，因此，它的地
27、位是十分重要的。在这次的设计过程中，我了解并掌握了一个零件的的加工工艺的编制及实行，了解并掌握了一个工件的编程方法，并在这过程中学到了一系列的有关数控方面的专业知识。我希望能通过这次的毕业设计，对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为以后所从事的工作进行基石地铺垫。致 谢论文脱稿之际，特别感谢指导教师项建云老师为我讲解新技术、提供具有代表性的课题、材料，以及在我遇到难题时，能及时为我解答，使我顺利完成毕业设计。谨向项建云老师所授予的严谨、细致、认真的指导和所付出的心血，致以崇高的敬意和衷心的感谢！常州轻工职业技术学院的多位教师在我撰写毕业论文过程中以
28、及在校学习期间，给予了很多热情帮助和大力支持。为此，向他们表示诚挚的谢意！ 向所有关心、支持、帮助过我的各位老师、同学、朋友们表示谢意！最后，向热心评审本论文和参加答辩的老师们致以衷心的感谢！参考文献1 机械设计手册. 化学工业出版社，1978：12001252页2 机械工程手册，机械工业出版社，1982：23-12386页3 中国机床工具工业协会行业发展部.CIMT2001巡礼J.世界制造技术与装备市场，2001(3)：18-20.4 梁训王宣,周延佑.机床技术发展的新动向J.世界制造技术与装备市场，2001(3)：21-285 中国机床工具工业协会数控系统分会.CIMT2001巡礼J.世界制造技术与装备市场，2001(5)：13-17.6 杨学桐，李冬茹，何文立，等?距世纪数控机床技术发展战略研究M.北京：国家机械工业局，2000 7 太原市金属切削刀具协会.金属切削实用刀具技术.北京：机械工业出版社.2002 8 机床加工技能训练.中国劳动出版社.1996年5月 9 华丽娟，徐朔.数控加工技术iJ教学改革探索9
