联轴器

[0146]联轴器加工夹具设计与制作

2007-11-01

摘要：机床夹具的设计和使用是促进生产迅速发展的重要工艺措施之一。本文通过分析联轴器的结构，从拟定设计方案、夹具配件的制作及装配分析整个过程，论述了只要不断学习、不断总结，认真收集资料，掌握夹具设计原则，合理地安排工艺，是可以制作成结构合理、定位可靠、经济实用的夹具。

关键词：联轴器设计夹具定位

我们作为机械制造行业的一员，有责任把机床夹具的改进、研制和开发，作为提高生产效率和经济效益的一门重要的研究课题；因为机床夹具的设计和使用是促进生产迅速发展的重要工艺措施之一。它主要体现了能保证加工精度，稳定零件质量；扩大机床的加工范围，实现“一机多能”；提高劳动生产率，降低加工成本；降低对工人技术水平的要求和减轻工人的劳动强度等的作用。而我作为一名技工学校的实习指导老师，目的就是要指导学生把所学的工艺理论和实践知识，在实际的工艺、夹具设计中综合地加以运用，进而得到巩固、加深和发展，提高学生分析和解决生产实际问题的能力，培养好学生的综合动手能力，为以后从事相关的技术工作奠定扎实的基础。因此我更要通过不断的实践，理论联系实际，把机床夹具的设计、掌握运用到实际加工中去，拓宽学生实用专业技术的知识面。

在今年3月份起，省科技企业加法机电实业有限公司委托我校实习厂加工一批共（2000件）的联轴器（如图1所示）。

通过认真分析零件图（附图：LZQ06A），及考虑到批量生产，我们存在的问题是：⑴要完成6—φ32孔的加工,现有的车床夹具（三爪卡盘）无法直接装夹完成；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+0.034，表面粗糙度为Ra1.6;

⑵φ120与φ68相交端面处,相隔有1.5长的锥度,公差为上下偏差±0.05；

⑶φ32联接孔之间的中心距145,允许上下偏差为±0.10;

⑷6—φ32孔的深度10，允许上下偏差为±0.05。

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0.05;

⑵6—φ18孔相对于φ40孔轴线的位置度? 为φ0.10;

⑶6—φ32孔要求均布,分度⌒要求上下偏差为±0.08;

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±0.02要求

6．通过钻工模钻削完成6—φ18孔与2—M8的小径尺寸φ6.8

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 ±0.05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2.8，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φ18.05，2个内孔为φ6.80(M8螺孔的小径)的钻套是根据

(JB/T8045.1-95)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0.02;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；