花键套零件机械加工工艺规程与工序设计计算.docx
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花键套零件机械加工工艺规程与工序设计计算
课程设计
学院：
机械工程学院班级：
数控1311班
学号：
设计地点（单位）：
2教学楼
设计题目：
花键套的工艺设计
完成日期：
2015年5月29日
机械学院课程设计任务书
设计题目：
花键套零件的机械加工工艺规程及工序的设计计算
学生姓名
课程名称
机械制造基础
专业班级
11数控3班
地点
教学楼
起止时间
2013年6月10号―2013年6月28日
设计内容及要求
完成 花键套 机械加工工艺规程设计（零件图见附图），内容及要求如下：
①手绘一张零件图；
②选择热处理方法；
③选择毛坯制造方法和工艺参数，绘制详细的毛坯图一张（A4）；
④拟定零件的机加工工艺路线，选择加工设备、刀具、夹具、量具，进行详细的机加工工序设计（工序余量。
尺寸、工序公差、切削用量、工时定额），工时要求只选个别工步计算即可；
⑤完成工艺过程卡一张（A4）；
⑥完成所有机加工工序的工序卡（A4）；
⑦完成设计说明书编写（格式见课程设计管理规定），并装订成册，装订顺序为：
封面、任务书、目录、正文、卡片图纸。
⑧同组学生设计参数一致率不能超过30%。
进度要求
算中间周六、周日共18天。
准备资料、读图、绘图 2天
毛坯制造工艺设计 1天
加工路线拟定 2天
加工装备选择 1天
工序设计及计算 4天
工艺卡、工序卡、工序图填画 3天
说明书编写 2天
电子稿排版 2天
整理装订 1天
参考资料
机械制造工艺手册 机械制造技术 互换性与技术测量
机床手册 机械制造课程设计指导书 等方面书籍或手册资料
其它
说明
1．本表应在每次实施前一周由负责教师填写二份，教研室审批后交学院院备案，一份由负责教师留用。
2．若填写内容较多可另纸附后。
3．一题多名学生共用的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。
教研室主任：
贾伟杰指导教师：
韩健
2013年6月8日
附表
机械加工工艺规程设计
1.1设计任务
如图所示的是花键套简图，该零件材料为45号钢，其外锥表面对内花键孔的轴线保证同轴，这样花键套在与花键轴联接时可以满足对中的要求，使花键孔较好的起到传递转矩和运动的功能。
内花键孔的外径尺寸和槽两侧尺寸精度都有较高的要求，在完成花键孔的拉削加工后，一般都是以它作为定位基准，来加工下道工序内容。
1.2花键套的工艺分析与计算
1.2.1花键套的主要基准是Φ25±0.0065mm外圆轴线。
1.2.2外圆锥mm表面对Φ25±0.0065mm内孔轴线的径向跳动公差为0.02mm，粗糙度Ra0.8μm。
1.2.3内花键孔mm表面对Φ25±0.0065mm外圆轴线的同轴度公差为0.01mm，粗糙度Ra1.6μm。
1.2.4普通外螺纹的中径、顶径的公差带的偏差代号为g，公差等级为6级。
1.2.5Φ25±0.0065mm外圆表面粗糙度为Ra0.8μm。
（1）将各个需要加工表面的尺寸精度、粗糙度、形位精度绘制为下表1。
表1零件技术要求分析
加工表面名称
尺寸精度
粗糙度/um
形位精度
外圆
Φ34mmIT7
1.6
外圆Φ25±0.0065
Φ25±0.0065mmIT6
0.8
内孔Φ21
Φ21IT7
3.2
锥面
1:
8锥度
0.8
与Φ25内孔轴线的径向跳动公差为0.02mm
螺纹
公称直径为27普通外螺纹的中径、顶径的公差带的偏差代号为g公差等级6级
3.2
内孔
mmIT7
1.6
与Φ25中心线同轴度公差为0.01mm
退刀槽2*1
2*1IT8
3.2
退刀槽6*2
6*2IT78
3.2
（2）技术条件为：
调制处理、倒角1*45°。
2.1毛坯的选择
该机械零件的毛坯为调质高合金钢。
常用作受力情况复杂，重载、力学性能要求较高零件的毛坯。
毛坯选择时应考虑零件材料、零件的力学性能要求，所以选用Φ50×200的45号圆钢作为毛坯
因零件的材料为合金钢45号钢。
花键套的尺寸为Φ34×86，且有较多不需要切削加工表面，所以毛坯的制造选用自由锻造。
2.2.1锻件不应有裂缝，锻件表面应清除毛刺、披缝结瘤和粘砂等。
2.2.2调质处理：
硬度235HBS，以消除内应力，改善切削加工性能。
2.2.3未注倒角的为1×45º。
2.3毛坯形状及尺寸的确定
根据表面最终尺寸及机械加工余量计算毛皮尺寸如表2-1。
表2-1毛坯尺寸及加工余量
最终表面尺寸（mm）
加工余量（mm）
毛坯尺寸（mm）
外圆
3.2+0.3+0.3
Φ37.8
外圆Φ25±0.0065
10+1+0.5+0.3
Φ36.8
长度86
5+0.15+0.2+0.2
91.55
选毛坯尺寸为Φ38×92的轴。
形状如下图。
毛坯
3工艺路线的拟定
3.1选择定位基准
粗基准选择毛坯表面，精基准选择遵循基准重合，基准统一，互为基准，自为基准原则，具体选择方法如下：
该零件图中较多尺寸都以Φ25±0.0065mm外圆为设计基准。
在拉削之后，以花键孔及端面作为定位基准，根据粗、精基准面选择确定加工表面基准如下表2。
表2加工部位基准的选择
加工部位
基准选择
mm外圆、
毛坯外圆中心线
Φ25±0.0065mm外圆
mm外圆中心线及端面
Φ25±0.0065mm外圆、钻Φ12mm孔、镗Φ21孔
mm外圆中心线及端面
Φ34mm外圆、Φ27mm外圆、车锥面
Φ25±0.0065mm外圆中心线及端面
拉花键孔
花键孔中心线
退刀槽、螺纹M27×1.5-6h
花键孔中心线及端面
磨Φ25±0.0065mm外圆
花键孔中心线及端面
磨Φ34mm外圆
磨外圆锥面
3.2零件表面加工方案的选择
方案选择如下表。
加工表面名称
经济精度
粗糙度/um
加工方案
备注
外圆
IT7
1.6
粗车-半精车-磨
查[2]表1-9
外圆Φ25±0.0065
IT6
0.8
粗车-半精车-磨
查[2]表1-9
内孔Φ21
IT8
3.2
钻-镗
查[2]表1-10
锥面
IT7
0.8
粗车-半精车-磨
查[2]表1-9
螺纹
IT6
3.2
车
查[2]表1-12
内孔
IT7
1.6
钻-拉
查[2]表1-10
退刀槽2*1
IT8
3.2
车
查[2]表1-9
退刀槽6*2
IT8
3.2
车
查[2]表1-9
表3各表面加工方案
3.4工序顺序的安排
3.4.1.机械加工顺序
（1）遵循“先基准后其他”的原则。
首先加工基准—Φ25±0.0065mm外圆轴线。
（2）遵循“先粗后精”的原则。
先安排粗加工工序，然后再安排加工工序。
（3）遵循“先主后次”的原则。
先加工主要表面—mm外圆、Φ25±0.0065mm外圆
（4）遵循“先面后孔”的原则。
首先加工各个端面和表面，后加工各个孔。
3.4.2热处理工序的安排
粗加工后半精加工前进行调质处理。
3.4.3辅助工序的安排
按图纸对零件的精度和要求进行检验
工艺路线方案一：
工序1.车粗车外圆mm
工序2.钻Φ12孔
工序3.车粗车外圆Φ25±0.0065
工序4.热处理调质
工序5.车半精车Φ25±0.0065mm外圆
工序6.镗镗Φ21mm孔，Φ13花键内孔
工序7.车半精车mm外圆毛坯,
工序8.车精车M27×1.5外圆
工序9.车半精车1：
8锥面
工序10.拉拉花键孔
工序11.切槽
工序12.车车螺纹M27×1.5-6g.
工序13.磨磨外圆mm，Φ25±0.0065mm外圆，1：
8圆锥面
工序14.检验
3.5机床设备及工艺设备的选用
根据以上所诉可列机床设备及工艺装备如下表4所示：
表4机床设备及工艺装备
工序号
内容
设备
2
粗车mm外圆及端面
CA6140卧式车床、P10外圆车刀、游标卡尺、通用夹具
钻Φ12mm孔
Φ11mm标准麻花钻
孔口倒角
P10倒角车刀
续表3-3
工序号
内容
设备
3
粗车Φ25±0.0065mm外圆及端面
CA6140卧式车床、P10外圆车刀、游标卡尺、通用夹具
5
半精车Φ25±0.0065mm外圆及端面
CA6140卧式车床、P10外圆车刀、游标卡尺、通用夹具
镗Φ13mm孔
T68卧式铣镗床、硬质合金刀头、通用夹具
6
半精车mm外圆及端面
CA6140卧式车床、P10外圆车刀、游标卡尺、通用夹具
车Φ27mm外圆
车30mm长1：
8锥面
镗Φ21mm孔
T68卧式铣镗床、硬质合金刀头、通用夹具
7
拉花键孔
L6110卧式拉床、通用夹具、六孔花键拉刀
8
车M27×1.5-6g螺纹
CA6140卧式车床，螺纹车刀，螺纹千分尺
切2×1、2×6槽
CA6140卧式车床，切槽刀，游标卡尺
9
磨Φ25±0.0065mm外圆
M1432A万能磨床、白刚玉砂轮、花键心轴
磨mm外圆
M1432A万能磨床、白刚玉砂轮、花键心轴
磨30mm长1：
8锥面
M143A2万能磨床、白刚玉砂轮、花键心轴
3.6确定工艺路线
表5拟订加工路线
工序号
工序名称
工序内容
加工车间
工艺装备
1
下料
Φ38×92mm
准备
2
车
夹毛坯外圆，车端面，粗车外圆mm毛坯
金工
CA6140
三爪卡盘
外圆至Φ36.8-0.030mm，长度大于50mm。
钻Φ12通孔
3
车
夹mm毛坯外圆，车端面总长大于87mm。
金工
CA6140三爪卡盘
粗车Φ25±0.0065mm毛坯外圆.
4
热处理
调质235HBS
热处理
5
车
夹mm毛坯外圆,半精车Φ25±0.0065mm
金工
CA6140三爪卡盘
外圆毛坯至Φ25.3±0.0065mm。
镗Φ12花键内孔至Φ13.5mm,孔口倒角1×45º
6
车
夹Φ25±0.0065mm毛坯外圆，车端面保证总长86mm。
金工
CA6140三爪卡盘
半精车Φ34-0.030mm外圆毛坯,
车M27×1.5外圆至尺寸要求，镗Φ21mm孔，
续表3-4
工序号
工序名称
工序内容
加工车间
工艺装备
7
车
孔口倒角1×45º。
精车1：
8锥面，留磨量0.3mm。
金工
CA6140
9
拉
以Φ13.5mm孔及端面为基准拉花键孔至尺寸精度要求。
金工
拉床L6110
11
车
以花键孔及端面为基准切槽2×1和2×6。
金工
CA6140花键心轴
外圆各处倒角。
车螺纹M27×1.5-6g.
13
磨
以花键孔及端面为基准磨Φ25±0.0065mm外圆，
金工
M1432A
花键心轴
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