花鍵傳動軸設計說明書

1、航空制造工程學院 機械制造工藝及裝備 課程設計說明書專業(yè)：機械設計制造及其自動化 班級： 090314 姓名： 張建 學號： 09031432 評分： 指導老師：（簽字） 2012年11月 機械制造工藝學課程設計任務書 課題: 傳動軸花鍵軸機械加工工藝規(guī)程及夾具設計 內容： 1 零件圖 1張 2. 機械加工工藝過程綜合卡片 1張 3. 夾具設計裝配圖1張 4. 夾具設計零件圖1張 5. 課程設計說明書12張 班級：09031432 姓名：張建 2012年11月 目錄一 零件分析（1）二 工藝規(guī)程設計（1）三 夾具設計 （9）四 設計心得 （10）五 參考文獻 （11） 一、零件的分析（一） 零

2、件的作用題目所給的零件是花鍵傳動軸，為花鍵傳動中的傳動軸，起傳動的作用。二、 工藝規(guī)程設計 (一)確定毛坯的制造形式 選擇鍛件毛坯。（二）基面的選擇 （1）基準的選擇： 該零件既是花鍵軸又是階梯軸，其加工精度又要求較高，因 此選中心孔B3/7.5做為設計和工藝基準。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。工藝路線方案： 工序一 下料 工序二 夾一端，車端面，見平即可，鉆中心孔B3

3、/7.5 工序三 倒頭裝夾工件，車端面，保證總長175 工序四 以中心孔定位裝夾工件粗車外圓各部。 工序五 去毛刺 工序六 以兩中心孔定位裝夾工件。精車,半精車各部尺寸，倒角 工序七 一夾一頂裝夾工件，粗，精銑花鍵 工序八 熱處理 ：調質處理255302HB 工序九 按圖樣要求檢查各部尺寸及精度。（四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定“花鍵傳動軸”， 零件材料為40MnB，硬度為255302HB，毛坯質量為6.37。生產類型為小批量生產，鍛造毛坯。 據以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（32內

4、孔及端面）。查機械制造工藝設計簡明手冊表2.22.5，取20，50端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工）車削加工余量為： 粗車 1.5mm半精車 1mm2. 其他尺寸直接鍛造得到由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。（五）確立切削用量及基本工工序一 下棒料 1. 加工條件 工件材料：40MnB，b =0.6GPa機械工程材料表56 ，2553 02HB，型鋼。機床：CR6150工藝手冊表74刀具：W18Cr4V高速鋼 ，牌號W18，硬度6366HRC， 型機夾切斷車刀：=20，=22，=125。2. 切削用量 1）切削深度

5、 因為是切斷，所以ap = 36。工藝手冊表1129 2）進給量 =0.20/工藝手冊表1129 3）查后刀面最大磨損及壽命 查工藝手冊表1125，后刀面最大磨損為0.40.6。壽命T=60。 4）計算切削速度 由機械加工工藝手冊表8·48，(以下稱工藝手冊2)得， 算得 =70/。 5）確定機床主軸轉速=319/。 按機床說明書(見工藝手冊表4.2),與319/相近 的機床轉速為360/,故選擇360/的轉速. Vf=0.20×360=72/. 所以實際切削速度為=79/. 6) 計算基本工時 tmL/ Vf=36/72=0.5.工序二 粗車端面，鉆中心孔1. 加工條件工

6、件材料：40MnB，b =0.6GPa機械工程材料表56 ，2438HRC，型鋼。 加工要求：粗車M24×1.58端面，鉆中心孔。 機床：CR6150工藝手冊表74 刀具：+。硬質合金鋼車刀，牌號YT15，硬度78HRC，工藝手冊表103。 45°端面銑刀尺寸；=140，=25，=16。工藝手冊表1099。2. 切削用量 1）切削深度： ap= 3 工藝手冊表1126。 2）進給量 ：=0.25/ 工藝手冊表1126。 3）查后刀面最大磨損及壽命查工藝手冊表1125，后刀面最大磨損為1.01.4。壽命T=60。 4）計算切削速度 由工藝手冊2表8·48，得， =1

7、38 /. 5）確定機床主軸轉速 =628/。按機床說明書(見工藝手冊表4.2), 與628/相近 的機床轉速為600/. ,故選擇600/的機床.所以實際切削速度為=120/. Vf=0.25×600=150/。 6) 計算基本工時 tmL/ Vf=36/150=0.24 查工藝手冊表10180，選用帶護錐中心鉆（B型） =2.50，材料為高速鋼。主軸轉速=628/，切削深度=10。工序四 粗車1加工條件工件材料：40MnB，b =0.6GPa機械工程材料表56 ，2438HRC，型鋼。加工要求：粗車外圓各部。機床：CR6150工藝手冊表74。刀具：+。硬質合金鋼車刀，牌號YT15

8、，硬度78HRC，工藝手冊表103。95°外圓車刀，=140，=25，=16。工藝手冊表10100。2. 切削用量1）切削深度： ap= 3 工藝手冊表1126。 2）進給量 ：=0.75/ 工藝手冊表1126。 3）查后刀面最大磨損及壽命查工藝手冊表1125，后刀面最大磨損為1.01.4。壽命T=60。4）計算切削速度 由工藝手冊2表8·48，得， =123/。 5）確定機床主軸轉速=612/。根據機床選取=600/。Vf=0.75×600=450/。所以實際切削速度為=120/。 粗車不同軸處的切削速度：Vc2 =/1000=90/。Vc3=/1000=87/

9、。 Vc4=/1000=69 /。Vc5=/1000=60/。 Vc6=/1000=49/。6) 計算基本工時 tmL/ Vf=260/450=0.577。工序六 精車1加工條件工件材料：40MnB，b =0.6GPa機械工程材料表56 ，2438HRC，型鋼。加工要求：精車各部尺寸，留磨削余量0.4，各處倒角C1，粗、精車螺紋機床：CR6150工藝手冊表74。刀具：+。硬質合金鋼車刀，牌號YT15，硬度78HRC，工藝手冊表103。95°外圓車刀，=140，=25，=16。工藝手冊表10100。2. 切削用量1）切削深度： ap=1.6，工藝手冊表1127。2）進給量 ：=0.14

10、 ，工藝手冊表1127。 3）查后刀面最大磨損及壽命查工藝手冊表1125，后刀面最大磨損為0.40.6。壽命T=60 4）計算切削速度 由工藝手冊2表8·48，得， =198/。 5）確定機床主軸轉速=955/ 根據機床選取=900/Vf=0.14×900=126/。所以實際切削速度為=176/。 精車不同軸處的切削速度： =131/ =125/=100/ =86/ =68/6）計算基本工時 tm=2 工序七 磨削1加工條件工件材料：40MnB，b =0.6GPa機械工程材料表56 ，2438HRC，型鋼。加工要求：以兩孔定位裝夾工件。粗，精磨外圓各部至圖樣尺寸。 機床：萬

11、能外圓磨床MW1420，表面粗糙度0.16，工藝手冊表7117。 選取陶瓷劑平行小砂輪，由工藝手冊中磨料選擇各表中，選擇結果為 WA46KV6P20×4×6其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為，硬度為中軟1級，陶瓷結劑， =35，=10，=6。工藝手冊表102812. 切削用量 根據工藝手冊表11172查得，=0.0222/ 工件縱向進給量=0.5/， 砂輪速度=20/，轉速=1050/.3、切削工時 當加工1個表面時 （見工藝手冊表6.2-8）式中 加工面積 單面加工余量0.2 系數1.10 工作臺移動速度 工作臺往返一次砂輪軸向進給量 工作臺往返一次砂輪徑向進給量 0.8

12、22min 工序八 銑花鍵1 加工條件工件材料：40MnB，b =0.6GPa機械工程材料表56 ，2438HRC，型鋼。加工要求：一夾一頂裝夾工件，粗，精銑花鍵機床：X62W2. 切削用量 選取銑刀類型及其參數：根據花鍵軸參數，選取高速鋼尖齒槽銑刀，其直徑D=40，銑刀厚度L=18，齒數Z=16 選取每齒進給量af:根據銑刀結構及其參數，加工性質和銑削寬度 ae=(120-112)/2=4mm按表選取每齒進給量af=0.04mm/z 確定刀具耐久度T：按表18。2-14確定銑刀耐久度T=120min 選擇切削速度V：根據表18.2-14選取切削速度V，按條件D=40； L=10-16；Z=1

13、6；T=120min和af=0.04mm/z，取V1=45m/min，又根據不同的加工條件進行修正計算。 按表18.2-19，工件硬度為255302HB時，取Kmv=1.27，最后確定V=V1，Kmv=45×1.27=57.15m/min. 確定銑床主軸轉速N N=100V/D=1000×57.15/×100=181.91r/min 根據X62W型銑床說明書，選定N=190r/min 最后確定的切削速度為： V=×100×190/1000=59.69r/min 確定每分鐘進給量Vf Vf=Af×Z×N=0.04×1

14、8×190=136.8mm/min 根據X62W銑床說明書，確定Vmm/min 校驗機床電動機功率：選取切削功率Pm=1.1kw,按公式Pm×Pe,則 1.10.85×7.5 1.16.375所以滿足要求 計算縱向工作臺的工作行程長度： L=l+L1+L2 花鍵長度l=95mm，則L1=21mm 取L2=3mm,L=400+21+3=424mm(3) 切削工時 計算機動時間：Tm=LN/Vf=424×10/118=35.9min三、 夾具設計夾具設計1 定位基準的選擇出于定位簡單和快速的考慮，選擇中心孔B3/7.5為基準，即一端夾緊，另外一端頂住，使工件

15、定位。再使用快速螺旋夾緊機構進行夾緊。2 切削力和卡緊力計算銑削切削力的確定： 算得=25.71N注： F銑削力（N）； 在高速鋼（184V）銑刀銑削時，考慮工件材料及銑刀類型的系數；銑削深度（），指銑刀刀齒切入和切出工件過程中，接觸弧在垂直走刀方向平面中測得的投影長度； 每齒進給量（）； 銑刀直徑（）；銑削寬度（）（指平行于銑刀軸線方向測得的切削層尺寸）；銑刀的齒數；用高速鋼（184V）銑刀銑削時，考慮工件材料機械性能不同的修正系數。 切削扭矩的確定： = =21.7N·夾緊力的確定： 防止工件轉動：=1.30（N）= 所以工件所需的實際切削力為42.54N。3 夾具設計及操作的簡

16、要說明夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產力，使用快速螺旋夾緊機構。 設計心得經過這次課程設計，對以前學習過的課程有了一定的復習，并在課程設計中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，在以后的學習過程中可以加以彌補。這次課程設計對我來說最大的作用是，為緊接下來的畢業(yè)設計打了一個基礎，有了一次獨立作業(yè)的機會，可以少犯一些錯誤，少走一些彎路。在這次課程設計中，有以下體會；一是不能拖，要盡快做，按著進度一步一步做下去；二是對自己要嚴要求，不能隨便搞一下。三是要學會查資料，利用各種工具書，特別是手冊。四是整個設計過程應該是先緊后松，而不是倒過來。五是要善于發(fā)現(xiàn)問題，與指導老師交流。 參考文獻1.張世昌，李旦.機械制造技術基礎.-2版-北京：高等教育出版社，2007.52.王忠.機械工程材料. -北京：清華大學出版社，2007.93.趙家齊.機械制造工藝學課程設計指導書.-2版.-北京：機械工業(yè)出版社2010.14.鄧文英，郭曉鵬.金屬工藝學.上、下冊.-5版.-北京：高等教