花键传动轴零件加工工艺及夹具说明书

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 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 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. 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=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，=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=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0.40.6。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，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255302HB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+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（）； 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