1、花键传动轴设计说明书航空制造工程学院 机械制造工艺及装备 课程设计说明书专业:机械设计制造及其自动化 班级: 090314 姓名: 张建 学号: 09031432 评分: 指导老师:(签字) 2012年11月 机械制造工艺学课程设计任务书 课题: 传动轴花键轴机械加工工艺规程及夹具设计 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 班级:09031432 姓名:张建 2012年11月一 零件分析(1)二 工艺规程设计(1)三 夹具设计 (9)四 设计心得 (10)五 参考文献 (11) 一、
2、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。工艺路线方案: 工序一 下料 工序二 夹一端,车端面,见
3、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255302HB 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255302HB,毛坯质量为6.37。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
4、加工余量及公差(32内孔及端面)。查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5,取20,50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半精车 1mm 2. 其他尺寸直接锻造得到由于本设计规定的零件为大批量生产,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。(五)确立切削用量及基本工工序一 下棒料 1. 加工条件 工件材料:40MnB,b =0.6GPa机械工程材料表56 ,2553 02HB,型钢。机床:CR6150工艺手册表74刀具:W18Cr4V高速钢 ,牌号W18,硬度6366HRC, 型机夹切断车刀:=20,=22,=125。2.
5、 切削用量 1)切削深度 因为是切断,所以ap = 36。工艺手册表1129 2)进给量 =0.20/工艺手册表1129 3)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0.40.6。寿命T=60。 4)计算切削速度 由机械加工工艺手册表848,(以下称工艺手册2)得, 算得 =70/。 5)确定机床主轴转速=319/。 按机床说明书(见工艺手册表4.2),与319/相近 的机床转速为360/,故选择360/的转速. Vf=0.20360=72/. 所以实际切削速度为=79/. 6) 计算基本工时 tmL/ Vf=36/72=0.5.工序二 粗车端面,钻中心孔1. 加工条件工
6、件材料:40MnB,b =0.6GPa机械工程材料表56 ,2438HRC,型钢。 加工要求:粗车M241.58端面,钻中心孔。 机床:CR6150工艺手册表74 刀具:+。硬质合金钢车刀,牌号YT15,硬度78HRC,工艺手册表103。 45端面铣刀尺寸;=140,=25,=16。工艺手册表1099。2. 切削用量 1)切削深度: ap= 3 工艺手册表1126。 2)进给量 :=0.25/ 工艺手册表1126。 3)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1.01.4。寿命T=60。 4)计算切削速度 由工艺手册2表848,得, =138 /. 5)确定机床主轴转速 =
7、628/。按机床说明书(见工艺手册表4.2), 与628/相近 的机床转速为600/. ,故选择600/的机床.所以实际切削速度为=120/. Vf=0.25600=150/。 6) 计算基本工时 tmL/ Vf=36/150=0.24 查工艺手册表10180,选用带护锥中心钻(B型) =2.50,材料为高速钢。主轴转速=628/,切削深度=10。工序四 粗车1加工条件工件材料:40MnB,b =0.6GPa机械工程材料表56 ,2438HRC,型钢。加工要求:粗车外圆各部。机床:CR6150工艺手册表74。刀具:+。硬质合金钢车刀,牌号YT15,硬度78HRC,工艺手册表103。95外圆车刀
8、,=140,=25,=16。工艺手册表10100。2. 切削用量1)切削深度: ap= 3 工艺手册表1126。 2)进给量 :=0.75/ 工艺手册表1126。 3)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1.01.4。寿命T=60。4)计算切削速度 由工艺手册2表848,得, =123/。 5)确定机床主轴转速=612/。根据机床选取=600/。Vf=0.75600=450/。所以实际切削速度为=120/。 粗车不同轴处的切削速度:Vc2 =/1000=90/。Vc3=/1000=87/。 Vc4=/1000=69 /。Vc5=/1000=60/。 Vc6=/1000
9、=49/。6) 计算基本工时 tmL/ Vf=260/450=0.577。工序六 精车1加工条件工件材料:40MnB,b =0.6GPa机械工程材料表56 ,2438HRC,型钢。加工要求:精车各部尺寸,留磨削余量0.4,各处倒角C1,粗、精车螺纹机床:CR6150工艺手册表74。刀具:+。硬质合金钢车刀,牌号YT15,硬度78HRC,工艺手册表103。95外圆车刀,=140,=25,=16。工艺手册表10100。2. 切削用量1)切削深度: ap=1.6,工艺手册表1127。2)进给量 :=0.14 ,工艺手册表1127。 3)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0
10、.40.6。寿命T=60 4)计算切削速度 由工艺手册2表848,得, =198/。 5)确定机床主轴转速=955/ 根据机床选取=900/Vf=0.14900=126/。所以实际切削速度为=176/。 精车不同轴处的切削速度: =131/ =125/=100/ =86/ =68/6)计算基本工时 tm=2 工序七 磨削1加工条件工件材料:40MnB,b =0.6GPa机械工程材料表56 ,2438HRC,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0.16,工艺手册表7117。 选取陶瓷剂平行小砂轮,由工艺手册中磨料选择各表中,
11、选择结果为 WA46KV6P2046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, =35,=10,=6。工艺手册表102812. 切削用量 根据工艺手册表11172查得,=0.0222/ 工件纵向进给量=0.5/, 砂轮速度=20/,转速=1050/.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,b =0.6GPa机械工程材料表56 ,2438HRC,型钢。加工要求:一夹一顶装
12、夹工件,粗,精铣花键机床:X62W2. 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
13、302HB时,取Kmv=1.27,最后确定V=V1,Kmv=451.27=57.15m/min. 确定铣床主轴转速N N=100V/D=100057.15/100=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=100190/1000=59.69r/min 确定每分钟进给量Vf Vf=AfZN=0.0418190=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PmPe,则 1.10.857.5 1.16.375所以满足要求 计算纵向工作台的工作行程长度: L=l
14、+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=42410/118=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(184V)铣刀铣削时,考虑工件材料及铣刀类型的系数;铣削深度(),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();
15、 铣刀直径();铣削宽度()(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(184V)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
16、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。 参考文献1.张世昌,李旦.机械制造技术基础.-2版-北京:高等教育出版社,2007.52.王忠.机械工程材料. -北京:清华大学出版社,2007.93.赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书.-2版.-北京:机械工业出版社2010.14.邓文英,郭晓鹏.金属工艺学.上、下册.-5版.-北京:高等教育出版社,2008.45.王伯平.互换性与测量技术.-2版.-广州:华南理工大学出版社,2009.86.蔡兰.机械零件工艺性手册.-2版.-北京: 机械工业出版社,2006.127.艾兴,肖诗纲.切削用量简明手册.-北京:机械工业出版社8.梁国元.电子机械设计与工艺简明手册.西安电子科技大学出版社9.刘鸿文.材料力学I.-4版.-北京:高等教育出版社,2004.110.沈鸿.机械加工工艺手册1,2卷.-北京: 机械工业出版社,1991.111.王先逵.机械制造工艺学.-2版.-北京: 机械工业出版社,2006.1
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