传动轴花键轴零件的工艺及夹具设计全套图纸Word格式.docx

1、三 确定毛坯的制造形式以及绘制毛坯图毛坯的选择不仅影响毛坯制造的工艺、设备及制造费用，而且对零件机械加工工艺、生产率和经济性也有很大影响。选择毛坯要从机械加工和毛坯制造两个方面综合考虑，以求得到最佳效果。确定毛坯的主要任务是：根据零件的技术要求、结构特点、材料、生产纲领等方面的要求、合理地确定毛坯的种类、毛坯的制造方法、毛坯的尺寸等。根据零件要求和生产要求应选择锻件毛坯。锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。锻造方法有自由锻和模锻两种。自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小、生产率高、但成本也高，适用于大批大量生产的中小

2、型零件毛坯。根据生产批量和技术要求，应选择自由锻毛坯进行加工材料是40MnB结构合金钢，选择锻件毛坯，制造方法是自由锻，毛坯形状为圆柱形。确定余量：查金属机械加工工艺人员手册表528，在轴线长度方向和轴向直径的毛坯余量均为41mm。四 拟定工艺路线（一）基准的选择基准的选择包括粗基准和精基准的选择：粗基准的选择应考虑两个问题：一是保证主要加工面有足够而均匀的加工余量和各待加工表面有足够的加工余量；二是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度。1为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准。2合理分配各加工面的加工余量a.为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面位

3、粗基准。b.为了保证重要加工面的加工余量均匀，应选重要加工面为粗基准。c.粗基准的选择应尽可能使工件上个加工表面总的金属切除量最小。3粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。4选作粗基准的表面应平整光洁，要避开锻造飞边和铸造浇冒口、分型面、毛刺等缺陷，以保证定位准确，夹紧可靠。精基准的选择 选择精基准时，重点是考虑如何减小工件的定位误差、保证工件的加工精度，同时也要考虑工件的装夹方便可靠，夹具结构简单，使零件的制造较为经济、容易。应遵循的原则：1基准重合原则2基准统一原则3自为基准原则4互为基准原则根据此花键轴的要求，该零件既是花键轴又是阶梯轴，其加工精度又要求较高，以此选中

4、心孔B3/7.5做为设计和工艺基准。（二）确定表面的加工方法以及加工余量38键槽部分先粗车后半精车（加工余量1mm），粗铣和精铣键槽，经调质处理后粗磨（加工余量0.6mm）、精磨（加工余量0.4mm）。35光轴部分先粗车后半精车（加工余量1mm），最后粗磨（加工余量0.6mm）、精磨（加工余量0.4mm）；其他表面依次粗车、半精车（加工余量1mm）和精车（加工余量0.5mm）即可。以上工序余量由查表法获得（查金属机械加工工艺人员手册），由于本设计规定的零件为小批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零

5、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，在生产纲领已经确定的情况下，可以考虑采用万能型机床配以专用工卡具，并尽量使工序集中起来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。工艺路线的拟定是工艺规程制订过程中的关键阶段，是工艺规程制订的总体设计，其主要任务包括加工方法的确定、加工顺序的安排、工序集中与分散等内容。1.加工方法的选择应考虑因素：1按经济精度选择加工方法。工件材料的性质工件的形状和尺寸生产类型生产率和经济性具体生产条件特殊要求2.加工阶段的划分工艺过程分为四个加工过程：1粗加工阶段2半精加工阶段3精加工阶段4光整加工阶段因为工件既是阶梯轴又是花

6、键轴，根据工件形状和位置精度，应选择粗车半精车精车粗铣花键精铣花键调制处理外圆磨削因为工件是大批量的，而且有一定的位置精度，因此应工序分散3.加工顺序的安排（1）机械加工工序的安排原则1基面先行先粗后精先主后次先面后孔次要表面可穿插在各阶段进行加工安排加工顺序还要考虑车间设备布置情况（2）热处理工序的安排1预备热处理。包括退火、正火和调制处理，时效处理。最终热处理。包括淬火、渗碳淬火、渗氮、氰化处理根据已知的生产资料，并查阅特种机械加工技术和金属切削工艺学先拟定出两种方案：方案一：粗车半精车粗磨（除了35光轴部分和38键槽部分需要磨削外，其他外圆精车即可）精磨；方案二：粗车半精车精车精细车（只

7、有35光轴部分和38键槽部分需要精细车即金刚车）。制定工艺路线的出发点是：保证质量；表面成形；经济性好；高生产率；减小消耗。而以上两种方案均能达到零件图所要求的公差和粗糙度，虽然方案二的尺寸精度比方案一高，但是方案二的成本高于方案一;综合考虑两种方案的经济性和生产率，应该选择方案一。在生产纲领已经确定的情况下，可以考虑采用万能型机床配以专用工卡具，并尽量使工序集中起来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低，方案一的具体工艺路线如下：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，并铰中心孔；工序三 掉头装夹，车端面，保证总长170mm；工序四 以中

8、心孔定位装夹工件。粗车外圆各部分。去毛刺；工序五 半精车45外圆、51外圆，精车40外圆，并倒角；工序六 以中心孔定位装夹工件，精车35外圆；工序七 一夹一顶装加工件，铣花键；工序八 调制处理淬火，淬硬深度1.52.5。HRC30；工序九 中心孔定位装夹工件，粗磨，精磨；工序十 检查各部分尺寸并入库。（四）工艺设备的选择 机床的选择：参考金属机械加工工艺人员手册选择机床型号，铣床万能卧式升降台铣床 ，车床CR6150 型普通车床，磨MMB1312 万能磨床。刀具的选择：参考金属切削工艺学选择刀具，车刀W18Cr4V高速钢，牌号W18和硬质合金钢车刀，牌号YT15；砂轮陶瓷剂平行小砂轮；铣刀高速

9、钢尖齿槽铣刀。夹具的选择：三爪卡盘，中心孔及内孔定位夹具。（五）填写工艺过程卡现在已经确定了工艺路线并选定了工艺装备，检查上述内容无误后，可填写工艺过程卡，（工艺过程卡见附表）。 五 确立切削用量及基本工序1 工序一 下棒料（1）加工条件：工件材料：40MnB,b=0.6GPa机械工程材料表5-6，255-302HB，型钢。机床：CR6150工艺手册表7-4刀具：W18Cr4V高速钢，牌号W18,硬度63-66HRC,A型机夹切断刀：h=20mm,L=125mm.（查阅金属切削与刀具）。（2）切削用量：1）切削深度：因为是切断，所以ap=36mm（金属机械加工工艺人员手册表1129）。2）进给

10、量：f=0.20mm/r（金属机械加工工艺人员手册表11-29）。3）查后刀面最大磨损及寿命：查金属机械加工工艺人员手册表11-25，后刀面最大磨损为0.40.6mm，寿命T=60min。4）计算切削速度：由金属机械加工工艺人员手册得：Vc Cv/Tm apxv f yv算得： Vc 70 m/min5）确定机床主轴转速：ns1000 Vc /dw319r/min。按机床说明书，与319r/min相近的机床转速为360 r/min，故选360 r/min的转速。Vffn0.2036072mm/min。所以实际切削速度为v79 mm/min。6）计算基本工时tmL/Vf36/720.5min 2

11、 工序二 夹一端车端面，钻中心孔B3/7.5并铰中心孔40MnB, b0.6GPa 机械工程材料，2438HRC，型钢。加工要求：粗车M241.58g端面，钻中心孔CR6150 工艺手册硬质合金钢车刀，牌号YT15，硬度78HRC，（金属机械加工工艺人员手册表103）；45端面车刀尺寸：L140mm,h25mm,b16mm（金属机械加工工艺人员手册表1099）；选用带护锥中心钻（B型），d2.50mm，材料为高速钢（查金属机械加工工艺人员手册表10180），主轴转速n628r/min，切削深度df=10mm。（2）加工要求：车45端面，然后倒头装夹，车38端面，保证总长170mm，钻中心孔。（

12、3）切削用量1）切削深度: ap3mm 金属机械加工工艺人员手册表1126。2）进给量: f0.25mm/r 金属机械加工工艺人员手册表1126。查金属机械加工工艺人员手册表1125，后刀面最大磨损为1.01.4mm。寿命T60min。由金属机械加工工艺人员手册2表8.48，得Vc Cv/Tm apxv f yv138m/minns1000 Vc /dw628r/min按机床说明书与628r/min相近的机床转速为600r/min，故选择600r/min的机床。所以实际切削速度为，v120m/min，Vffn0.25600150mm/min tmL/Vf36/1500.24min查工艺手册表1

13、0180，选用带护锥中心钻（B型） d2.50mm，材料为高速钢。主轴转速n628r/min，切削深度df=10mm。3 工序三 掉头装夹，车端面，保证总长170mmWCTiC，硬质合金钢车刀，牌号YT15，硬度78HRC（金属机械加工工艺人员手册表103）；95外圆车刀，L=140mm，h=25mm，b=16mm（金属机械加工工艺人员手册表10100）。粗车外圆各部要保证留有足够的余量，。（3）切削用量：ap =3mm（金属机械加工工艺人员手册表1126）。f=0.75mm/r（金属机械加工工艺人员手册表1126）。3） 查后刀面最大磨损及寿命:后刀面最大磨损为1.01.4mm，寿命T60m

14、in（查金属机械加工工艺人员手册表1125）。由金属机械加工工艺人员手册2表8.48，得：Vc Cv/Tm apxv f yv123m/min确定机床主轴转速：ns1000 Vc /dw612r/min根据机床选取n612r/min；Vffn0.75600450mm/min所以实际切削速度为：v120m/min。粗车不同轴处的切削速度：Vc2=dn1000=90m/min，Vc3=dn1000=87m/minVc4=dn1000=69m/min，Vc5=dn1000=60m/minVc6=dn1000=49m/min计算基本工时：tmL/Vf170/4500.378min4 工序四 以中心孔定

15、位装夹工件。去毛刺1.加工条件粗车外圆各部。WCTiC。硬质合金钢车刀，牌号YT15，硬度78HRC，工艺手册表103。外圆车刀，L=140mm，h=25mm，b=16mm。工艺手册表10100。2.切削用量ap =3mm 工艺手册表1126f=0.75mm/r 工艺手册表11263）查后刀面最大磨损及寿命查工艺手册表1125，后刀面最大磨损为1.01.4mm。4）计算切削速度由工艺手册2表8.48，得Vc Cv/Tm apxv f yv123m/min5）确定机床主轴转速ns1000 Vc /dw612r/min。根据机床选取n612r/min。600450mm/min。所以实际切削速度为v

16、120m/min。 粗车不同轴处的切削速度：Vc2=dn1000=90m/min。Vc3=dn1000=87m/min。 Vc4=dn1000=69m/min。Vc5=dn1000=60m/min。 Vc6=dn1000=49m/min。6）计算基本工时 tmL/Vf260/4500.577min。5 工序五 半精车45、51外圆，精车40外圆，并倒角CA6140（ 查金属机械加工工艺人员手册）WCTiC，硬质合金钢车刀，牌号YT15，硬度78HRC（金属机械加工工艺人员手册表103）；（查金属机械加工工艺人员手册表10100）。精车各部尺寸，即除了35光轴部分和38键槽部分其他的外圆尺寸，还

17、有各处倒角。ap =1.6mm（查金属机械加工工艺人员手册表1127）；f=0.14mm/r（金属机械加工工艺人员手册表1127）。后刀面最大磨损为0.40.6mm，寿命T60min（查金属机械加工工艺人员手册表1125）。Vc Cv/Tm apxv f yv198m/minns1000 Vc /dw955r/min（根据机床选取n900r/min）Vffn0.14900126mm/min所以实际切削速度为，v176m/min5）精车不同轴处的切削速度： Vc2=dn1000=131m/min，Vc3=dn1000=125m/min， Vc4=dn1000=100m/min，Vc5=dn100

18、0=86m/min， Vc6=dn1000=68m/min。tm =L/Vf=2min6 工序六 以中心孔定位装夹工件，精车35外圆1加工条件：精车各部尺寸，留磨削余量0.4mm，各处倒角C1，粗、精车螺纹。2切削用量ap =1.6mm 工艺手册表1127f=0.14mm/r 工艺手册表1127查工艺手册表1125，后刀面最大磨损为0.40.6mm。Vc Cv/Tm apxv f yv198m/minns1000 Vc /dw955r/min。根据机床选取n900r/min。900126mm/min。所以实际切削速度为v176m/min。精车不同轴处的切削速度： Vc2=dn1000=131m

19、/min。Vc3=dn1000=125m/min。 Vc4=dn1000=100m/min。Vc5=dn1000=86m/min。tmL/Vf2min。7 工序七 一夹一顶装加工件，铣花键 工件材料：一夹一顶装夹工件，粗、精铣花键。X62W。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18.214确定铣刀耐久度T=120min选取切削速度V：根据表18.214选取切削速度V

20、，按条件D=40；L=1016；Z=16：T=120min和af=0.04mm/z，取V1=45m/min，有根据不同的加工条件进行修正计算。按表18.219，工件硬度为255302HB时，取Km=1.27，最后确定V=V1，KmV=451.27=57.15m/min。确定铣床主轴转速NN=100V/D=100057.15/100=181.91r/min根据X62W型铣床说明书，选定N=190 r/min最后确定的切削速度为： V=100190/1000=59 r/min确定每分钟进给量Vf: Vf=AfZN=0.0418190=136.8 mm/min。根据X62W铣床说明书，确定V效验机床

21、电动机功率：选取切削功率Pm=1.1kw按公式PmPe，则 1.10.857.5 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，则L=400+21+3=424mm。3. 切削工时计算机动时间：Tm=LN/Vf=42410/118=35.9min。8 工序八 热处理：调制处理淬火，淬硬深度1.52.5 HRC30工件材料为40MnB, b0.6GPa（查模具材料及表面处理表5-6），2438HRC。（2）要求：对38键槽部分进行调质处理后达到HRC30，要求在粗磨和精磨之后淬硬深度达到1.52.5mm（这一步很重要，调质处理决

22、定了花键轴工作部位的机械性能）（3）计算：此时的调质处理是在磨削之前进行，由于粗磨和精磨后的要保证淬硬深度H=1.52.5mm，其工序基准和设计基准不重合，要保证零件的淬硬深度达到1.52.5mm，所以要计算出此时的淬硬深度h（其中粗磨加工余量为0.6mm，精磨加工余量为0.4mm）。如下图尺寸链图5-1，尺寸h为封闭环：由特种机械加工技术公式1-1和1-4计算过程如下：基本尺寸：h+19=19.5+1.5，则：h=2mm上 偏 差： es=1+0.0150.05=1.01mm下 偏 差：ei= -0.03（-0.01），则ei= -0.01可知此时的淬硬深度h=1.993.01mm（4）调质

23、处理：将45钢（830850）加热水冷淬火后取出，分别按工艺放入200、400、600的炉内进行回火，回火保温时间30min，出炉空冷。（参考工程材料与成形工艺）9 工序九 以两中心孔定位装夹工件，粗磨，精磨工件材料为40MnB,经调质处理后硬度达到2438HRC。磨床MMB1312 万能磨床，表明粗糙度0.16um（金属机械加工工艺人员手册表7117）。选取陶瓷剂平行小砂轮，由金属机械加工工艺人员手册中磨料选择各表中，选择结果为 WA46KV6P2046 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46，硬度为中软1级，陶瓷结剂，D=35mm，H=10mm，d=6mm（金属机械加工工艺人员手册表112

24、81）。以两孔定位装夹。粗、精磨38和35外圆至图样尺寸。根据金属机械加工工艺人员手册表11172查得，ap=0.0222mm/s，工件纵向进给量fa=0.5mm/r，砂轮速度V=20m/min ，转速n=1050r/min。（4）切削工时：当加工一个表面时 ： t=2LbZbK/1000vfafr （查金属机械加工工艺人员手册表6.2-8）。式中 Lb加工面积；Zb单面加工余量0.2；K系数1.10；v工作台移动速度；fa工作台往返一次砂轮轴向进给量；fr工作台往返一次砂轮径向进给量。所以： tc=0.8222min10 工序十 按图样要求检查各部尺寸及精度并入库使用量具检查工件的尺寸和精度。11 填写