花键套零件工艺设计.docx

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花键套零件工艺设计

花键套零件工艺设计

一、花键套工艺设计1

㈠零件的分析1

㈡毛坯的选择1

㈢基准的选择2

㈣拟定机械加工工艺路线2

㈤定机械加工余量、工序尺寸及公差3

（六）选择机床设备及工艺设备4

（七）确定切削用量及用时5

（A）填写工艺卡片16

二、轴套夹具设计说明书17

（一）零件本工序的加工要求分析17

（二）套类零件的材料和毛坯的选17

（三）拟订工件定位方案和选择定位元件18

（四）确定引导或对刀元件19

（五）确定夹紧方案、选择夹紧元件20

（六）确定夹具体、绘制夹具结构总图20

（七）设计小结21

（八）参考文献书目22

㈠零件的工艺分析

1.1零件的功用、结构及特点

花键套是变速箱的重要零件。

其外锥表而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髙的要求，在完成花键孔的拉削加工后，一般都是以它作为泄位基准，来加工下道工序内容。

花键套与花键轴联接时其他表面配合部分有较细的表面粗糙度。

1.2花键套的技术要求

1.1.1花键套的主要基准是①25±0.0065mm外圆轴线。

1.1.2外圆锥表而对＜P25±0.0065mm内孔轴线的径向跳动公差为0.02mm,粗糙度RaO.8um。

1.1.3内花键孔^16o°olsmm表而对＜P25±0.0065mm外圆轴线的同轴度公差为0.01mm,粗

糙度Ral.6umo

1.1.5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。

1.1.6①25±0.0065mm外圆表面粗糙度为RaO.8um。

㈡毛坯的选择

2.1确左毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差

因零件的材料为45钢，要求生产1见，属于小批疑生产。

花键套的尺寸为634X86,且有较多不需要切削加工表而，所以毛坯的制造选用自由锻造。

2.2确左毛坯的技术要求

2.2.1锻件不应有裂缝，锻件表面应晴除毛刺、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1X45%

2.3绘制毛坯图

在各加工表而上加上机械加工余量（2nun）,绘制毛坯图，并标注尺寸和技术要求。

〈见附录II〉

㈢基准的选择

3.1加工部位基准的选择

该零件图中较多尺寸都以0）25±0.0065mm外圆为设计基准。

在拉削之后，以花键孔及端而作为定位基准，根据粗、精基准而选择确左加工表而基准如下表：

表3-1加工部位基准的选择

序号

加工部位

基准选择

1

①34-0.030mm外圆、①16mm孔

毛坯外圆

2

①25±0・0065mm外圆

①34-0・030mm外圆及端而

3

＜P25±0.0065mm外圆.锂①12mm花键孔

634-0・030mm外圆及端而

4

①34-0・030mm外圆.627mm外圆、车锥而、①21mm花键孔

4>25±0.0065mm外圆及端面

5

拉花键孔

C12mm孔轴线及端而

6

退刀槽、螺纹M27X1.5-6g

花键孔及端面

7

磨25±0.0065mm外圆

花键孔及端面

磨4>34-0・030mm外圆

磨外圆锥而

㈣拟订机械加工工艺路线

4.1确左各加工表而的加工方法

根据各加工表而的加工精度和表而粗糙度要求选泄如下加工方法：

^16^0,8mm.扩和孔口倒角。

①12mm孔和621mm孔加工方法为锂。

花键套①25±0・0065mm外圆.^34^0O）mm外圆和外锥面采用车削。

表4-1拟订加工路线如下:

工序号

工序名

称

工序内容

加工车间

工艺装备

10

下料

①38X92mm

准备

20

车

夹毛坯外圆，车端而，粗车外圆①34-0・030mm毛坯

金工

C6132三爪卡盘

外圆至①36.8-0.030mm＞长度大于50mm。

钻615孔深42mm・

30

车

夹①34-0.030mm毛坯外圆，车端面总长大于87mnu

金工

C6132三爪卡盘

粗车0）25±0.0065mm毛坯外圆.

40

热处理

调质235HBS

热处理

50

车

夹634-0・030mm毛坯外圆,半精车C25±0・0065mm

金工

C6132三爪卡盘

外圆毛坯至①25.3±0.0065mnu

镇612花键内孔至＜P13.5mm,孔口倒角1X45°

60

车

夹①25±0・0065mm毛坯外圆，车端而保证总长86mm。

金工

C6132三爪卡盘

半精车634-0・030mm外圆毛坯，

精车M27X1.5外圆至尺寸要求，镇①21mm孔，

续表4-1

工序号

工序名

称

工序内容

加工车间

工艺装备

60

车

孔口倒角1X45%精车1：

8锥而，留磨M0.3mmo

金工

C6132三爪卡盘

70

拉

以613.5mm孔及端面为基准拉花键孔至尺寸精度要求。

金工

拉床

L6110

80

车

以花键孔及端而为基准切槽2X1和6X2。

金工

C6132花键心轴

外圆各处倒角。

车螺纹M27X1.5-6g.

90

磨

以花键孔及端而为基准磨①25±0.0065mm外圆，

金工

M1200花键心轴

磨634-0.030mm外圆至尺寸要求，

磨8外圆锥而至尺寸要求。

100I检验按图样要求检验。

I检L检具］

4.2工艺分析

4.2.1该花键套由于是小批量生产，在工序过程的安排上遵循了集中与分散相结合的原则，大部分路线都采用了通用和工艺装置。

4.2.2在拉削过程中以016加她mm内孔和35mm长度左端面作为泄位基准，所以在半精车工序中要保证^16^OISmm内孔和端面位置度的要求，加工时要注意工艺要求。

4.2.3工序60花键拉削后，在后续的工序均以它作为加工的左位基准，修整

8外锥面，对花键孔的同轴度的位宜精度。

4.2.4工序80磨锥而中即要保证1：

8外锥面的锥度精度，有要控制03£（,帧mm外圆长度

10mm,因锥度较大，每磨小径0.12mm左右时就要涉及到长度1mm的误差。

4.2.5花键套的热处理工序，调质处理主要目的是使零件可获得良好的综合机械性能

㈤确定机械加工余量、工序尺寸及公差

5-1机械加工余量、工序尺寸及公差

根据以上所诉可列机械加工余量、工序尺寸及公差参数如下表所示:

表5-1机械加工余量、工序尺寸及公差

工序号

内容

单边余虽:

（mm）

工序尺寸（mm）

表而粗糙度

（Ra/um）

20

粗车0虫九3（）mm外圆及端而

0.6

036.8：

）.（）30

1.6

钻016捫*mm孔

7.5

015严*

1.6

30

粗车①25±0・0065mm夕卜圆及端而

5

①28

0.8

续表5-1

工序号

内容

单边余量

（mm）

工序尺寸（mm）

表而粗糙度（Ra/um）

50

精车①25±0・0065mm外圆及端而

0.15

025.3±0.0065

0.8

镇①12mm孔

0.75

013.5

1.6

60

精车034-0.030mm外圆及端面

1.1

10

1.6

车027mm外圆

1.5

027

1.6

车30mm长1：

8锥而

1.5

30

1.6

镇①21mm孔

1.25

021

1.6

70

拉花键孔

3.25

4>20

1.6

80

车M27X1.5-6g螺纹

1.96

M27X1.5-6g

1.6

切2Xlmm槽

0.5

023.3±0.0065

1.6

切6X2mm槽

1

025±0.0065

1.6

'90

磨C25±0・0065mm外圆

0.15

025±0.0065

0.8

磨0341°03（）111111外圆

0.15

034：

030

1.6

磨1：

8外圆锥而

0.15

30

1.6

（为选用机床设备及工艺装备

根据以上所诉可列机床设备及工艺装备如下表所示：

表6-1机床设备及工艺装备

工序号

内容

设备

20

粗车0虫九3。

呗外圆及端而

C6132卧式车床、P10外圆车刀、游标卡尺、专用夹具

钻016『皿mm孔

扩016J0018mm孔

孔口倒角

P10倒角车刀

续表6-1

工序号

内容

设备

30

粗车①25±0・0065mm夕卜圆及端面

C6132卧式车床、P10外圆车刀、游标卡尺、专用夹具

50

精车O25±0.0065mm夕卜圆及端面

C6132卧式车床、P10外圆车刀、游标卡尺、专用夹具

镇巾12mm孔

T68卧式铳锂床、硬质合金刀头、专用夹具

60

精车<1>34-0・030mm外圆及端而

C6132卧式车床、P10外圆车刀、游标卡尺、专用夹具

车①27mm外圆

C6132卧式车床、P10外圆车刀、游标卡尺、专用夹具

车30mm长1：

8锥而

C6132卧式车床、P10外圆车刀、游标卡尺、专用夹具

镇C21mm孔

T68卧式铳锂床、硬质合金刀头、专用夹具

70

拉花键孔

L6132卧式拉床、专用夹具、六孔花键拉刀

80

车M27X1.5-6g螺纹

M1432万能磨床、白刚玉砂轮、花键心轴

切2X1、6X2槽

M1432万能磨床、白刚玉砂轮、花键心轴

90

磨①25±0・0065mm外圆

M1432万能磨床、白刚玉砂轮、花键心轴

磨。

34[0030mm外圆

M1432万能磨床、白刚玉砂轮、花键心轴

磨30mm长1：

8锥面

M1432万能磨床、白刚玉砂轮、花键心轴

（七）确定切削用量及基本工时

7・1工序20粗车0）^34^（）30mm外圆及端面，钻、扩^16^018mm孔，孔口倒角。

7.1.1粗车①034打03（］mm外圆及端而

7.1.1.1确定背吃刀量ap.端面总加工余量为0.6mm,一次走刀加工完成，ap=0.6mm。

7.1.1.2确定进给量fo查［3］表5-111得f=0.4~0・5mm/r,根据C6132卧式车床的横向进给量查［2］表2-11取f二0・46mm/r.

7.1.1.3确定切削速度Vco査［3］表5-110得Cv二242,m=0.2,xv=0.15,yv=0.35,修正系数kMv=0.77,kHv=l.1&khv=0.&ktV=0.81,ktv=l.0,刀具寿命选T二60min。

（7-1）

242

6O°2xO.6oi5xO.46°35

X0.77X1.18X0.8X0.81X1.0

=89m/min

7.1.1.4确定机床主轴转速n0

（7-2）

n=1000Vc/ndw

=1000X89/nX50r/min

=557r/min

查［2］表2-11得相近较小的机床转速为n二500r/min.所以实际的切削速度Vc=89m/min.

7.1.1.5计算基本时间T基本。

切削加工长度L=50mm，端而车刀选用主偏角kr二90°,背吃刀咼ap=0.6mm,查［3］表5-111得切出及切人量y+△二2mm“

（7-3）

50+2,

500x0.46

=0.22min

7.1.1.6确定辅助时间T辅助。

查［3］表2-19得装夹工件时间为0.8min,启动机床为

0.02min,启动调节切削液为0.05mim取量具并测量尺寸为0.5min,共计T辅助二1・37min.

7.1.2.1确定进给量fo查［3］表5-111得f=0.4~0・5mm/r,根据C6132卧式车床的横向

进给量查［2］表2-11取f=0.46mm/ro

7.1.2.3确定切削速度Vco査［3］表5-110得Cv二242,m=0.2,xv=0.15,yv=0.35,修正系数kMv=0.77,kHv=l.1&khv=0.&ktV=0.81,ktv=l.0,刀具寿命选T=60mino

故

=20m/min

7.1.2.4确定机床主轴转速n。

n=1000Vc/ndw

=1000X20/nX50r/min

=455r/min

查⑵表2-11得相近较小的机床转速为n=350r/min.所以实际的切削速度Vc=25・6m/min・

7.1.2.5计算基本时间T基本。

被加工孔长度L二50mm，切人疑y=[d0/2cot+（1"2）]=[14/2cot60°+（广2）]mm=5・2~6・2mm（式中dO为钻头直径（mm）,0为钻头半顶角，常为60°）,査[3]表5-111得切人My=6mm,切岀量△二4m“

T基本=

50+6+4,

500x0.46

=0.37min

7.1.2.6确左辅助时间T辅助。

查[3]表2-19得变换刀架时间为0.8min,变速或变换进给量0.02min,启动调节切削液为0.05min,共计T辅助=0.12min.

7.1.3.1确左背吃刀Map.端而总加工余疑为0.5mm,一次走刀加工完成，ap=0.Smnio

7.1.3.2确定进给量fo查［3］表5-111得f=0.4~0・5mm/r,根据C6132卧式车床的横向进给量查［2］表2-11取f=0.49mm/r.

7.1.3.3确定切削速度Vc.査［3］表5-110得Cv二242,m=0.2,xv=0.15,yv=0.35,修正系数kMv=0.77,kHv=l.1&khv=0.&ktV=0.81,ktv=l.0.刀具寿命选T二60min。

故

6O（>2xO.5o,5xO.49（）35

X0.77X1.18X0.8X0.81X1.0

=1100m/min

7・1・3・4确左机床主轴转速n。

n=1000Vc/ndw

=1000X1100/31X50r/min

=1150r/min

查⑵表2-11得相近较小的机床转速为n二1000r/min.所以实际的切削速度Vc=83.8m/min.

7.1.3.5计算基本时间T基本。

切削加工长度L二50mm,端而车刀选用主偏角kr二90°,背吃刀疑ap二0.6mm,查［3］表5-111得切岀及切人量y+△二2mm.

T基本/+

吋

50+2（

二xl

500x0.46

=0.05min

7.1.3.6确泄辅助时间T辅助。

查［3］表2-19得装夹工件时间为0.8min,启动机床为

0.02min,启动调节切削液为0.05min,取量具并测量尺寸为0.5min,共计T辅助二1.37min.7.1.4孔口倒角：

查［2］表2-11取n二700r/min,

T基本时间二0・03min,

T辅助时间二0・OSminc

7.2工序30粗车①25±0.0065mm外圆及端面

7.2.1确定背吃刀>apo端而总加工余量为5mm,两次走刀加工。

ap=2.5mm

7.2.2确定进给量fo査［3］表5-111得f二0.4~0.5mm./r,根据C6132卧式车床的横向进给量査⑵表2-11取f二0.46mm/r.

7.2.3确定切削速度Vco査［3］表5-110得Cv=242>m=0.2,xv=0.15,yv=0.35,修正系数kMv=O.77,kHv=l.18,khv=O.8,ktV=O.81,ktv=l.0,刀具寿命选T二60min。

故

242

=60"'x2.5"15x0.46°出XO.77X1.18X0.8X0.81X1.0

=71.85mm/r

7.2.4确龙机床主轴转速n.

n二lOOOVc/ndw

=457r/min

查［2］表2-11得相近较小的机床转速n=350所以实际的切削速度Vc二45.Snvmin

7.2.5计算基本时间T基本,切削加工长度35,端面车刀选用主偏角4=90,背吃刀具ap二2.5,查表得切入量及切出量y+△二2mm,

T基本=L+V~A/X2

=0.46min

7.2.6辅助时间T辅助，查⑶表2-19得装夹工件时间为0.8min,启动机床时间为0.02min,启动调节切削液为0.05min取量具并测量尺寸为0.5min,T辅助二1.44min。

7.31序50精车①25±0.0065mm外圆及端而、锂①12mm孔

7.3.1精车①25±0.0065nun外圆及端而

7.3.1.1确定背吃刀量ap.端面总加工余量为0.15mm,一次走刀加工完成，ap=0・15mm。

7.3.1.2确定进给量f°查［3］表5-111得f=0.4^0.5mm/r，根据C6132卧式车床的横向进给量查［2］表2-11取f二0.46mm/r.

7.3.1.3确定切削速度Vco査［3］表5-110得Cv=242,m=0.2,xv=0.15,yv=0.35,修正系数kMv=0.77,kHv=l.1&khv=0.&ktV=0.81,ktv=l.0,刀具寿命选T二60min。

Vc=—kv

TMapxvfyv

242

=60"二x0.15015x0.46"-5xo.77X1.18X0.8X0.81X1.0

=109.6m/min

7.3.1.4确宦机床主轴转速n»

n=1000Vc/ndw

=1000X109.6/兀X50r/min

=697r/min

查［2］表2-11得相近较小的机床转速为n=500r/min.所以实际的切削速度Vc二63.4m/min。

7.3.1.5计算基本时间T基本。

切削加工长度L=35mm，端面车刀选用主偏角kr=90°,背吃刀呈:

ap二0.15mm,査［3］表5-111得切岀及切人量y+△二2mm。

T基本=A+△i

对

35+2txl

=500x0.46

二0.16min

7.3.1.6确定辅助时间T辅助。

查［3］表2-19得装夹工件时间为0.8min,启动机床为0.02min,启动调节切削液为0.05min,取量具并测量尺寸为0.5min,共计T辅助二1.37min.

7・3・2锂①12mm孔

7.3.2.1确左背吃刀量apo端而总加工余量为0.75mm,一次走刀加工完成，ap=0.74mm。

7.3.2.2确定进给量f。

查［3］表5-111得f=0.3~0.4mm/r,根据T68卧式万能铳镇床的横向进给量查［2］表2-11取f二0.37mm/ro

7.3.2.3确定切削速度Vc.査［3］表5-110得Cv=242,m=0.2,xv=0.15,yv=0.35,修正系数kMv=0.77,kHv=l.1&khv=0.&ktV=O.81,ktv=l.0,刀具寿命选T二60min。

Vc=—kv

二6OO2xO.74o,5xO.37°35

TMapxvfyv

XO.77X1.18X0.8X0.81X1.0

=93.1m/min

7.3.2・4确左机床主轴转速n°

n=1000Vc/ndw

=1000X93.1/nX50r/min

=593r/min

查［2］表2-11得相近较小的机床转速为n=500r/min.所以实际的切削速度Vc=65.4m/min7.3.2.5计算基本时间T基本。

切削加工长度L二35mm,选用硬质合金镇刀刀头,背吃刀戢ap二0.15mm,查［3］表5-111得切出及切人虽:

y+△二2mm。

T基本=L+｝，+A/

35+2xl

二500x0.46X2=0.4min

7.3.2.6确定辅助时间T辅助。

查［3］表2-19得装夹工件时间为0.8min,启动机床为

0.02min,启动调节切削液为0.05min,取量具并测量尺寸为0.5min,共计T辅助二1.37min«

7.4工序60精车^34-0030外圆、精车＜P27nmi外圆、精车30mm长外圆锥而、锂621mm孔，孔口倒角。

7.4.1精车034九30外圆

7.4.1.1确左背吃刀呈:

ap。

端而总加工余呈:

为2mm,—次走刀加工完成，ap二2mm。

7.4.1.2确定进给量fo查［3］表5-111得f=0.4~0・5mm/r＜根据C6132卧式车床的横向进给量査⑵表2-11取f=0.46mm/r.

7.4.1.3确定切削速度Vc.査［3］表5-110得Cv=242,m=0.2,xv=0.15,yv=0.35,修正系数kMv=0.77,kHv=l.1&khv=0.&ktV=0.81,ktv=l.0,刀具寿命选T二60min。

242

=60°2x2015x0.46035xo.77X1.18X0.8X0.81X1.0

=75m/min

7.4.1.4确左机床主轴转速m

n=1000Vc/ndw

=1000X75/nX50r/min

=477r/min

査［2］表2-11得相近较小的机床转速为n=350r/min.所以实际的切削速度Vc二62.3m/min。

7.4.1.5计算基本时间T基本。

切削加工长度L=16mm，端而车刀选用主偏角kr二90°,背吃刀虽:

ap二2mm,查［3］表5-111得切出及切人量y+△二2mnu

T基本=

二350x0.46

=0.3min

7.4.1.6确定辅助时间T辅助。

查［3］表2-19得装夹工件时间为0.8min,启动机床为0.02min,启动调节切削液为0.05min,取量具并测量尺寸为0.5min,共计T辅助二1.37min.

7.4.2精车627mm外圆

7.4.2.1确定背吃刀Mapo端面总加工余量为1.5mn,一次走刀加工完成,ap=l.5mm.

7.4.2.2确定进给量f°查⑶表5-111得f二0・4~0・5mm/“根据C6132卧式车床的横向进给量查［2］表2-11取f二0・46mm/r.

7.4.2.3确定切削速度Vco査［3］表5-110得Cv=242,m=0.2,xv=0.15,yv=0.35,修正系数kMv=0.77,kHv=l.1&khv=0.&ktV=0.81,ktv=l.0,刀具寿命