花键传动轴零件加工工艺及夹具设计.docx
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花键传动轴零件加工工艺及夹具设计
制造工艺学课程设计
机械制造工艺学
课程设计说明书
设计题目设计“花键传动轴”零件的机械加工工艺及夹具
设计者
指导教师
机械制造工艺学课程设计任务书
题目:
设计工艺规则及工艺装备
内容:
1零件图1张
2.机械加工工艺过程综合卡片1张
3.夹具设计装配图1张
4.夹具设计零件图1张
5.课程设计说明书12张
目录
一零件分析…………………
(1)
二工艺规程设计……………
(1)
三夹具设计………………(12)
四设计心得………………(13)
五参考文献………………(14)
一、零件的分析
(一)零件的作用
题目所给的零件是花键传动轴,为花键传动中的传动轴,起传动的
作用。
二、工艺规程设计
(一)确定毛坯的制造形式
选择锻件毛坯。
(二)基面的选择
(1)基准的选择:
该零件既是花键轴又是阶梯轴,其加工精度又要求较高,因此选中心孔B3/7.5做为设计和工艺基准。
(三)制定工艺路线
制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
1.工艺路线方案一
工序一下料
工序二夹一端,车端面,见平即可,钻中心孔B3/7.5
工序三倒头装夹工件,车端面,保证总长175
工序四以中心孔定位装夹工件粗车外圆各部。
工序五去毛刺
工序六以两中心孔定位装夹工件。
精车,半精车各部尺寸,倒角
工序七一夹一顶装夹工件,粗,精铣花键
工序八热处理:
调质处理255—302HB
工序九按图样要求检查各部尺寸及精度。
(四)机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
“花键传动轴”;零件材料为40MnB,硬度为255—302HB,毛坯质量为6.37kg。
生产类型为小批量生产,锻造毛坯。
据以上原始资料及加工路线,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
1.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差(φ32内孔及端面)。
查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2~2.5,取φ20,φ50端面长度余量均为2.5(均为双边加工)
车削加工余量为:
粗车1.5mm
此处删减NNNNNNNNNNNNNNNN字
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工件材料:
40MnB,σb=0.6GPa《机械工程材料》表5—6,24—38HRC,型钢。
加工要求:
精车各部尺寸,留磨削余量0.4mm,各处倒角C1,粗、精车螺纹
机床:
CR6150《工艺手册》表7—4。
刀具:
WC+Ti+C。
硬质合金钢车刀,牌号YT15,硬度78HRC,《工艺手册》表10—3。
95°外圆车刀,L=140mm,h=25mm,b=16mm。
《工艺手册》表10—100。
2.切削用量
1)切削深度:
ap=1.6mm,《工艺手册》表11—27。
2)进给量:
f=0.14,《工艺手册》表11—27。
3)查后刀面最大磨损及寿命
查《工艺手册》表11—25,后刀面最大磨损为0.4—0.6mm。
寿命T=60min
4)计算切削速度
由《工艺手册2》表8·4—8,得,
=198m/min。
5)确定机床主轴转速
=955r/min根据机床选取n=900r/min
Vf=fn=0.14×900=126mm/min。
所以实际切削速度为v=176m/min。
精车不同轴处的切削速度:
=131m/min
=125m/min
=100m/min
=86m/min
=68m/min
6)计算基本工时
tm=
=2min
工序七磨削
1.加工条件
工件材料:
40MnB,σb=0.6GPa《机械工程材料》表5—6,24—38HRC,型钢。
加工要求:
以两孔定位装夹工件。
粗,精磨外圆各部至图样尺寸。
机床:
万能外圆磨床MW1420,表面粗糙度0.16um,《工艺手册》表7—117。
选取陶瓷剂平行小砂轮,由《工艺手册》中磨料选择各表中,选择结果为
WA46KV6P20×4×6其含义为:
砂轮磨料为白刚玉,粒度为
,硬度为中软1级,陶瓷结剂,D=35mm,H=10mm,d=6mm。
《工艺手册》表10—281
2.切削用量
根据《工艺手册》表11—172查得,
=0.0222mm/st工件纵向进给量
=0.5mm/r,砂轮速度
=20m/mi,转速
=1050r/min.
3、切削工时
当加工1个表面时
(见《工艺手册》表6.2-8)
式中
——加工面积
——单面加工余量0.2
——系数1.10
——工作台移动速度
——工作台往返一次砂轮轴向进给量
——工作台往返一次砂轮径向进给量
0.822min
工序八铣花键
1.加工条件
工件材料:
40MnB,σb=0.6GPa《机械工程材料》表5—6,24—38HRC,型钢。
加工要求:
一夹一顶装夹工件,粗,精铣花键
机床:
X62W
2.切削用量
选取铣刀类型及其参数:
根据花键轴参数,选取高速钢尖齿槽铣刀,其直径D=40,铣刀厚度L=18,齿数Z=16
选取每齿进给量af:
根据铣刀结构及其参数,加工性质和铣削宽度
ae=(120-112)/2=4mm
按表选取每齿进给量af=0.04mm/z
确定刀具耐久度T:
按表18。
2-14确定铣刀耐久度T=120min
选择切削速度V:
根据表18.2-14选取切削速度V,按条件D=40;
L=10-16;Z=16;T=120min和af=0.04mm/z,取V1=45m/min,又根据不同的加工条件进行修正计算。
按表18.2-19,工件硬度为255—302HB时,取Kmv=1.27,最后确定V=V1,Kmv=45×1.27=57.15m/min.
确定铣床主轴转速N
N=100V/∏D=1000×57.15/∏×100=181.91r/min
根据X62W型铣床说明书,选定N‘=190r/min
最后确定的切削速度为:
V=∏×100×190/1000=59.69r/min
确定每分钟进给量Vf
Vf=Af×Z×N‘=0.04×18×190=136.8mm/min
根据X62W铣床说明书,确定Vmm/min
校验机床电动机功率:
选取切削功率Pm=1.1kw,
按公式Pm≤η×Pe,则
1.1≤0.85×7.5
1.1<6.375
所以满足要求
计算纵向工作台的工作行程长度:
L=l+L1+L2
花键长度l=95mm,则L1=21mm
取L2=3mm,L=400+21+3=424mm
(3)切削工时
计算机动时间:
Tm=LN/Vf=424×10/118=35.9min
三、夹具设计
夹具设计
1.定位基准的选择
出于定位简单和快速的考虑,选择中心孔B3/7.5为基准,即一端夹紧,另外一端顶住,使工件定位。
再使用快速螺旋夹紧机构进行夹紧。
2.切削力和卡紧力计算
铣削切削力的确定:
算得
=25.71N
注:
F——铣削力(N);
——在高速钢(W18
4V)铣刀铣削时,考虑工件材料及铣刀类型的系数;
——铣削深度(mm),指铣刀刀齿切入和切出工件过程中,接触弧在垂直走刀方向平面中测得的投影长度;
——每齿进给量(mm);
——铣刀直径(mm);
——铣削宽度(mm)(指平行于铣刀轴线方向测得的切削层尺寸);
——铣刀的齿数;
——用高速钢(W18
4V)铣刀铣削时,考虑工件材料机械性能不同的修正系数。
切削扭矩的确定:
=
=21.7N·m
夹紧力的确定:
防止工件转动:
=
=1.30(N)
=
所以工件所需的实际切削力为42.54N。
3夹具设计及操作的简要说明
夹具的夹紧力不大,故使用手动夹紧。
为了提高生产力,使用快速螺旋夹紧机构。
设计心得
经过这次课程设计,对以前学习过的课程有了一定的复习,并在课程设计中发现了自己的不足之处,在以后的学习过程中可以加以弥补。
这次课程设计对我来说最大的作用是,为紧接下来的毕业设计打了一个基础,有了一次独立作业的机会,可以少犯一些错误,少走一些弯路。
在这次课程设计中,有以下体会;一是不能拖,要尽快做,按着进度一步一步做下去;二是对自己要严要求,不能随便搞一下。
三是要学会查资料,利用各种工具书,特别是手册。
四是整个设计过程应该是先紧后松,而不是倒过来。
五是要善于发现问题,与指导老师交流。