花键传动轴零件设计.docx

1、花键传动轴零件设计一、 零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是花键传动轴，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） 基面的选择：该零件既是花键轴又是阶梯轴，其加工精度又要求较高，以此选中心孔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。1. 工艺路线方案一 工序一 下料工序二 加一端，车

2、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。半精车，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、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “花键传动轴”： 零件材料为 40MnB，硬度为255302HB，毛坯质量为6.37kg。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 外圆表面沿轴线方向长度的加工

3、余量及公差（32内孔及端面）。2 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1mm3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2 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.2. 切削用量1

4、） 切削深度 因为是切断，所以ap=36mm。工艺手册表11292） 进给量 f=0.20mm/r工艺手册表11-293） 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0.40.6mm。寿命T=60min。4） 计算切削速度由机械加工工艺手册（以下称工艺手册2）得， Vc Cv/Tm apxv f yv 算得 Vc 70 m/min 5） 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。

5、6） 计算基本工时tmL/Vf36/720.5min 工序二 粗车端面，钻中心孔1 加工条件工件材料：40MnB, b0.6GPa 机械工程材料，2438HRC，型钢。加工要求：粗车M241.58g端面，钻中心孔机床：CR6150 工艺手册刀具：WCTiC。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：L140mm,h25mm,b16mm。工艺手册表10992 切削用量 1） 切削深度: ap3mm 工艺手册表11262） 进给量: f0.25mm/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。寿

6、命T60min。4） 计算切削速度由工艺手册2表8.48，得Vc Cv/Tm apxv f yv138m/min5） 确定机床主轴转速ns1000 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。6） 计算基本工时 tmL/Vf36/1500.24min查工艺手册表10180，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。 工序四 粗车1. 加工条件 工件材料：40MnB, b0

7、.6GPa 机械工程材料，2438HRC，型钢。加工要求：粗车外圆各部。机床：CR6150 工艺手册刀具：WCTiC。硬质合金钢车刀，牌号YT15，硬度78HRC，工艺手册表103。95外圆车刀，L=140mm，h=25mm，b=16mm。工艺手册表10100。2. 切削用量1） 切削深度：ap =3mm 工艺手册表11262） 进给量：f=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。寿命T60min。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

8、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/min。 Vc4=dn1000=69m/min。Vc5=dn1000=60m/min。 Vc6=dn1000=49m/min。6） 计算基本工时 tmL/Vf260/4500.577min。 工序六 精车1 加工条件：工件材料：40MnB, b0.6GPa 机械工程材料，2438HRC，型钢。加工要求：精车各部尺寸，留磨削余量0.4mm，各处倒角C

9、1，粗、精车螺纹。机床：CR6150 工艺手册刀具：WCTiC。硬质合金钢车刀，牌号YT15，硬度78HRC，工艺手册表103。95外圆车刀，L=140mm，h=25mm，b=16mm。工艺手册表10100。2 切削用量1) 切削深度：ap =1.6mm 工艺手册表11272) 进给量：f=0.14mm/r 工艺手册表11273) 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0.40.6mm。寿命T60min。4）计算切削速度由工艺手册2表8.48，得Vc Cv/Tm apxv f yv198m/min5） 确定机床主轴转速ns1000 Vc /dw955r/min。根据机床选

10、取n900r/min。Vffn0.14900126mm/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/min。Vc3=dn1000=125m/min。 Vc4=dn1000=100m/min。Vc5=dn1000=86m/min。 Vc6=dn1000=68m/min。6） 计算基本工时tmL/Vf2min。工序七 磨削1 加工条件 工件材料：40MnB, b0.6GPa 机械工程材料，2438HRC，型钢。加工要求：以两孔定位装夹。粗、精磨外圆各部至图样尺寸。机床：外能外圆磨床MW1420，表明粗糙度0.16um，工艺手册表7117。

11、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 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。工艺手册表11281。 2 切削用量根据工艺手册表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。 3 切削工时当加工一个表面时 t=2LbZbK/1000vfafr 见工艺手册表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

12、往返一次砂轮径向进给量所以 t0.8222min工序八 铣花键1. 加工条件 工件材料：40MnB, b0.6GPa 机械工程材料，2438HRC，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18.214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，按条件D=40

13、；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效验机床电动机功率：选取

14、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。三、 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加紧。2. 切削力和卡紧力计算 洗削切削力的确定： Ff=CpapfzD算得Ff=25.71N注：Ff洗削力（N）； Cp在高速钢（W18Cr4V

15、）铣刀洗削时，考虑工件材料及铣刀类型的系数； ap洗削深度（mm），指铣刀刀齿切入和切出工件过程中，指触弧在垂直走刀方向平面中测得的投影长度； fz每齿进给量（mm）； D铣刀直径（mm）； B洗削宽度（mm）（指平行于铣刀轴线方向测得的切削层尺寸）； Z铣刀的齿数； Kp用高速钢（W18Cr4V）洗削时，考虑工件材料机械性能不同的修正系数。切削扭矩的确定：M=21.7Nm夹紧力的确定：防止工件转动；Wk=42.54（N）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，并在这次课程

16、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下一个基础，有了这一次的经验，可以少犯一些错误，少走一些弯路。在这次设计过程中也发现了很多问题，在以后的学习中要多加注意。 机械制造工艺学课程设计说明书设计题目 设计“主轴箱轴”的机械加工工艺及工艺设备设计者 潘帅指导教师 程雪丽 河南机电高等专科学校 2010年6 月3 机械加工工序卡片产品型号 零件图号产品名称零件名称主轴箱轴共8 页第1 页金工车间 1 下料40MnB 毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件 50mm*180mm1 1 设备名称设备型号设

17、备编号同时加工件数车床CR6150 1 夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘 工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1切割棒料 通用夹具，A型机夹切断车刀 360 79 0.20 36 1 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期河南机电高等专科学校机械加工工序卡片产品型号 零件图号产品名称零件名称主轴箱轴共8页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工车间2粗车端面，

18、钻中心孔40MnB毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件 50mm*180mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CR61501夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗车55断面通用夹具，45端面车刀60001200.25312钻中心孔通用夹具，中心钻（B型）6001200.251.2513铰中心孔通用夹具200600.111 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）

19、河南机电高等专科学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称花键轴共8页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工车间3粗车外圆40MnB毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件55mm*180mm 11设备名称设备型号设备编号同时加工件数 车床 CR61501夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗车35外圆顶尖，45外圆车刀600870.7511 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（

20、日期） 会 签（日期）河南机电高等专科学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称主轴箱轴轴共8页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工4去毛刺40MnB毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件55mm*180mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CR61501夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗车外圆40顶尖，45外圆车刀600900.75422粗车外圆51顶尖，45外圆车刀60069 0

21、.752.7523粗车外圆45 顶尖，45外圆车刀600600.752.514去毛刺 顶尖，45外圆车刀500800.750.051 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期河南机电高等专科学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共8页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工车间5 精车 40MnB毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件55mm*180mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CR61501夹具编号夹具名称切削液顶尖工位器具编号工位器具

22、名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1半精车45外圆顶尖，45外圆车刀9001310.14112半精车51外圆顶尖，45外圆车刀9001250.14113精车40外圆顶尖，45外圆车刀9001540.141.514倒角顶尖，45外圆车刀4001300.1411 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期河南机电高等专科学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共8页第6页车

23、间工序号工序名称材 料 牌 号金工车间6 精车40MnB毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件55mm*180mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CR61501夹具编号夹具名称切削液三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1精车35外圆顶尖，45外圆车刀9001000.141.51 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期河南机电高等专科学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称主轴箱轴共8页第7页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工车间7 铣花键槽40MnB毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件55mm*180mm