花鍵軸加工工藝及花鍵滾刀設計

花鍵軸加工工藝及花鍵滾刀設計

Theprocessingmethodofsplineshaftandthesplinehobdesign機械工程學院張建指導教師：馬術文副教授第一頁，共三十二頁?；ㄦI軸零件圖分析材料為17CrNiMo6合金第二頁，共三十二頁。1)長度與直徑之比L/D≈4，所以該工件屬于鋼性主軸;2)主要加工表面有圓柱面、花鍵、、螺紋、齒輪，采用一般的加工即可;3)表面精度要求較高，需進行磨削方可滿足要求;4)加工中心孔時，采用專用夾具定位和加緊，螺紋加工安排在半精加工后。零件結構分析：

第三頁，共三十二頁?；ㄦI尺寸要求：熱處理要求：1）淬火加高溫回火

HB198~269；2）非齒面部分回火

HB269。第四頁，共三十二頁。齒輪分析：齒數Z=15模數

mn=12壓力角α=20°螺旋角

β=0°齒頂高系數ha=1齒根高系數

hf=1.25齒形公差ff=0.016齒向公差

FB=0.016跨齒數K=3公法線長度

W=95.189mm基節(jié)偏差fpb=±0.016公法線長度公差

FW=0.025齒圈徑向跳動公差Fr=0.036螺旋副中心距極限偏差a+fa=744±0.04第五頁，共三十二頁。主要表面加工方法：加工表面精度等級粗糙度（μm）加工方案花鍵軸右端面IT73.2粗→半精→精車花鍵軸左端面IT1112.5粗車Φ10中心孔IT106.3鉆孔花鍵槽IT73.2粗銑→精銑Φ95外圓表面IT51.6粗→半精→精→金剛石車Φ105外圓表面IT30.8粗→半精→精→金剛石車→磨削齒輪左端面IT73.2粗→半精→精車第六頁，共三十二頁。定位基準的選擇：1）粗車加工中，該零件可以利用零件左端φ95、右端φ220的外圓柱段與中心孔，采用三爪卡盤一夾一頂的裝夾定位方式即可滿足要求；2）精車加工中，該零件利用中心孔和完成粗加工的φ220的圓柱段進行裝夾定位。3）零件軸向的定位基準選擇在外花鍵圓柱段以及φ95軸段的外圓表面。第七頁，共三十二頁。機床選擇：機床用途C620-1臥式車床粗、精車外輪廓，車削退刀槽及螺紋X63臥式銑床粗、精銑花鍵鍵槽MD118磨床磨削各軸段外圓表面Y3150E滾齒機Y4250剃齒機加工齒輪第八頁，共三十二頁。1）夾具選擇：

車床專用夾具（三爪卡盤），銑床專用夾具，磨床專用夾具，滾齒機專用夾具，剃齒機專用夾具。2）刀具選擇：

YG6端面車刀，YG6外圓車刀，麻花鉆，切槽刀，平行砂輪，滾齒刀，剃齒刀，銼刀。3）量具選擇：

游標卡尺，千分尺等。其他用具選擇：第九頁，共三十二頁。

第十頁，共三十二頁。切削用量選用：第十一頁，共三十二頁。切削用量選用：第十二頁，共三十二頁。根據以上工藝分析及切削用量等選擇，制作的加工工藝卡片以及工序卡片如論文附錄所示。第十三頁，共三十二頁?；ㄦI滾刀設計花鍵.軸尺寸n—D×d×b滾刀外徑Deg總長度L軸臺外徑D1軸臺長度l1孔徑d槽數zg10—88×82×12100855543214根據花鍵軸花鍵尺寸，參考《復雜刀具設計手冊》，選定的花鍵滾刀基本尺寸及槽數如下表：第十四頁，共三十二頁?；ㄦI滾刀齒形計算

第十五頁，共三十二頁?；ㄦI滾刀齒形計算5）花鍵側在節(jié)圓上的齒形角：

6）滾刀齒形最大齒形角：

第十六頁，共三十二頁。過渡曲線高度驗算加工出的鍵齒直線部分高度：

其中g為過渡曲線高度，如圖所示：

第十七頁，共三十二頁。確定花鍵滾刀齒形計算確定花鍵滾刀的法向齒形，常用的方法有：1）計算法；2）代圓弧法；3）查表法。14.213mm14.033mm-2.252mm26.946mm14.970mm采用代圓弧法計算得出以下結果：第十八頁，共三十二頁。花鍵滾刀齒形誤差分析齒形誤差分析計算結果如下表所示：α8°10°12°14°16°18°20°Δρ×10-4-30.8921.5099.452-30.99-64.69-56.1929.455|Δρ|×10-430.8921.5099.45230.9964.69356.19029.455總誤差Δρ=|Δρ3|+|Δρ5=0.0074145鍵寬公差Δ/3=0.027/3=0.009驗算Δ/3≥Δρ，誤差合格。第十九頁，共三十二頁?；ㄦI滾刀齒形根據以上計算結果得出滾刀齒形如下：第二十頁，共三十二頁。花鍵滾刀結構參數計算

輔助角β（mm）法向齒厚Sx（mm）測量線距節(jié)線高度Δhx（mm）齒頂距測量線高度hx（mm）β1β2Sx1Sx2Δhx1Δhx2hx1hx213.019°17.293°14.59914.0450.951.9731.4230.4002）滾刀齒厚、齒高計算結果如下：第二十一頁，共三十二頁?；ㄦI滾刀結構參數計算3）倒角ε可在35°~50°的范圍內選取，可參考下表：齒數n4~810~1416~20倒角ε35°40°45°~50°已知花鍵軸花鍵鍵數n=10，故取ε=40°。第二十二頁，共三十二頁?；ㄦI滾刀結構參數計算4）鏟背量K：

第二鏟背量K1：Ⅰ型滾刀：Ⅱ型滾刀：

選Ⅰ型，取

5）滾刀全齒高：

第二十三頁，共三十二頁。花鍵滾刀結構參數計算6）螺旋槽深度：

7）其余參數計算：11.975mm94.074mm322827.059mm第二十四頁，共三十二頁?；ㄦI滾刀校驗計算花鍵節(jié)圓直徑花鍵在節(jié)圓上的齒形角花鍵的計算鍵寬花鍵的計算內徑代圓弧半徑和代圓弧中心應協(xié)調以上數據與計算數據基本相等，合格。第二十五頁，共三十二頁。三維建模根據以上的計算結果，在Pro/E平臺進行三維建模，如下圖所示：第二十六頁，共三十二頁。主要技術條件1）滾刀表面粗糙度：前刃面、齒形、內孔及兩端面粗糙度不小于3.2μm，軸臺外不小于6.3μm。2）滾刀內孔極限偏差不超過D1級。3）滾刀外徑、軸臺直徑和軸臺長度的極限偏差不得超過d10級。4）滾刀總長度極限偏差不超過d9級。第二十七頁，共三十二頁。主要技術條件5）精度等級取A級，滾刀制造公差及齒形誤差見下表：最大齒距誤差±20在兩個齒距長度上最大齒距累積誤差±30外徑的徑向跳動40外徑錐度（在全長上）65前刃面徑向性偏差（只許斜入）30'圓周節(jié)距最大累積誤差60螺旋槽導程（T）的偏差±0.02T=65軸臺的徑向跳動20軸臺的端面跳動20齒形高度（mm）0.020第二十八頁，共三十二頁。二維零件圖第二十九頁，共三十二頁。二維零件圖第三十頁，共三十二頁。感謝各位老師的點評指導！謝謝第三十一頁，共三十二頁。內容總結花鍵軸加工工藝及花鍵滾刀設計

Theprocessingmethodofsplineshaftandthesplinehobdesign。花鍵軸加工工藝及花鍵滾刀設計

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