机械制造技术课程设计花键传动轴加工工艺及夹具设计

1、摘要机械制造基础课程设计是我们学完了大学的机械制造基础课程、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们大学中进行的第二次的课程设计，每次课程设计对毕业设计有着很大的帮助 这次设计的是端盖，有零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序的工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件，题目所给的零件是端盖。了解了端盖的作用，接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗基准，最后拟定端盖的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。abstractmachinery manufacturing

2、foundation course design is we learned university machinery manufacturing base course, course and the most specialized technical after. this is our university in the second course design, each course design of graduation design has a lot of help this design is cover, have part drawing, casting chart

3、, each one, mechanical drawings machining process card and with the design fixtures corresponding that procedure process card every one. first we must be familiar with the parts, the title of the parts are cover. understand the role of the cover, next according to the properties and parts drawing pa

4、rts on each end of the roughness of blank size and determined mechanical machining allowance. then we can decide according to the locating datum, pure benchmark crude benchmark, and finally determined after worked out the process, formulate the roadmap cover the workpiece clamping fixture, draw asse

5、mbly drawings. 目 录1、零件的分析，并进行结构工艺性审查11.1、零件的作用11.2、零件的结构特点11.3、确定主要、次要加工表面及其加工方法12、确定毛坯的制造形式以及毛坯图23、拟定工艺路线33.1、定位基准的选择33.2、制定工艺路线43.3、工艺设备的选择53.4、填写工艺流程图64、确定切削用量及基本工序65.夹具设计115.1提出问题125.2设计思想125.3夹具设计126. 体会与展望14参考文献151.零件的分析，并进行结构工艺性审查：1.1、零件的作用题目所给的零件是花键传动轴，起传动作用。1.2、零件的结构特点25h5带键槽的轴圆面和花键的外圆面精度要求

6、较高，25h5不带键槽的轴公差等级较高，所以均需在精车后进行磨削。1.3、确定主要、次要加工表面及其加工方法25h5带键槽和不带键槽部分以及30f7为主要加工表面，在经过精车后要调质处理再粗磨和精磨；其他的加工表面为次要加工表面，经过粗车、半精车、精车。2.确定毛坯的制造形式以及毛坯图锻件适用于强度要求高、形式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，适用与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型零件毛坯。因此选择自由锻毛坯进行加工。材料是c45钢，选择锻件毛坯，制造方法是自由锻，

7、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5-28，在轴线长度方向余量为41，在轴向直径的毛坯余量为30.5毛坯图：3.拟定工艺路线3.1、定位基准的选择3.1.1、粗基准的选择粗基准的选择应考虑两个问题：一是保证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。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为粗基准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各加工表面总的金属切

8、除量最小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选作粗基准的表面应平整光洁，要避开锻造飞边毛刺等缺陷，以保证定位准确，夹紧可靠3.1.2、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，夹具结构简单，使零件的制造较为经济、容易。应遵循的原则:基准重合原则基准统一原则自为基准原则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，以此选轴的中心线作为设计和工艺基准，能最大限度地加工多个外圆面和端面。3.2、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

9、求能得到合理的保证。3.2.1、加工方法的选择应考虑的因素：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3.2.2、加工阶段的划分工艺过程分为四个加工过程粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段光整加工阶段3.2.3、拟定工艺路线工序一 夹左端，粗车右端面，右侧25h5的外圆面，调头，粗车左端面，30f7、25h5、20k6的外圆面，留加工余量0.5工序二 半精车右面退刀槽，右端面，右侧25h5的外圆面，调头，半精车左面退刀槽，左端面，30f7、25h5、20k6的外圆面，留加工余量0.1工序三 精车右面退刀槽，右端面，右侧25h5的外圆面，调头，精车

10、左面退刀槽，左端面，30f7、25h5的外圆面，留加工余量0.05，精车20k6外圆面并倒角工序四 粗铣键槽精铣键槽工序五 粗铣花键精铣花键工序六 磨花键外圆面、25h5带键槽和不带键槽部分的外圆面3.3、工艺设备的选择3.3.1、机床的选择查阅相关手册，选择机床型号车床普通车床ca6140铣床立式铣床x53k，花键轴铣床y631k磨床m114w万能外圆磨床3.3.2、刀具的选择车刀外圆车刀铣刀立铣刀、花键滚刀砂轮gb60zr3.3.3、夹具的选择三爪卡盘，专用夹具，表面粗糙度仪3.4填写工艺流程图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，可填写工艺流程图，见图纸4.确定切削

11、用量及基本工序工序一 粗车工步一 车右端面选择切削深度：单边总余量为2,粗车工序中ap=1.5，留下0.3给半精车，0.2给精车 选择进给量：考虑刀杆尺寸，工件直径及选定切削深度。从表中选f=0.3mm/r选择切削速度：根据工件材料45钢，及选定切削深度和进给量，选定v=1.54m/s确定机床主轴转速：n=1000v/d=10001.5460/33=886r/min从表4.3-1机床主轴箱上查得实际主轴转速取900r/min故实际的切削速度v=3.1433900/100060=1.55m/s计算切削工时：切削工时=（33/2+3+5）/(9000.3) 5=22s30f7右半圆选择切削深度：单

12、边总余量为1.5,粗车工序中ap=1，留下0.3给半精车，0.15给精车，0.05给磨其余同上计算切削工时：切削工时=(22+3+5+5)/(9000.3) 10.3=26s25h5带键槽的外圆面选择切削深度：单边总余量为3,粗车工序中ap=2.5，留下0.3给半精车，0.15给精车，0.05给磨故实际的切削速度v=3.1431900/100060=1.46m/s其余同上 计算切削工时：切削工时=(64+3+5+5)/(9000.3) 2.50.3=154s工步二车左端面选择切削深度：单边总余量为2,粗车工序中ap=1.5，留下0.3给半精车，0.2给精车选择进给量：考虑刀杆尺寸，工件直径及选

13、定切削深度。从表中选f=0.3mm/r选择切削速度：根据工件材料45钢，及选定切削深度和进给量，选定v=1.67m/s确定机床主轴转速：n=1000v/d=10001.6760/31=1032r/min从表4.3-1机床主轴箱上查得实际主轴转速取1120r/min故实际的切削速度v=3.14311120/100060=1.71m/s计算切削工时：切削工时=（33/2+3+5）/(11200.3) 5=23.7s30f7左半圆选择切削深度：单边总余量为1.5,粗车工序中ap=1，留下0.3给半精车，0.15给精车，0.05给磨故实际的切削速度v=3.14331120/100060=1.75m/s

14、其余同上计算切削工时：切削工时=(23+3+5+5)/(11200.3) 10.3=18s25h5不带键槽的外圆面选择切削深度：单边总余量为3,粗车工序中ap=2.5，留下0.3给半精车，0.15给精车，0.05给磨故实际的切削速度v=3.14311120/100060=1.71m/s其余同上计算切削工时：切削工时=(21+3+5+5)/(11200.3) 9=54.6s20k6选择切削深度：单边总余量为2.8,粗车工序中ap=2.3，留下0.3给半精车，0.15给精车,0.05给磨故实际的切削速度v=3.1425.61120/100060=1.49m/s其余同上计算切削工时：切削工时=(14

15、+3+5+5)/(11200.3) 2.30.3=37s工序四 粗铣 精铣键槽x53k取工作台垂直进给量给25mm/min粗铣： 确定切削深度：ap=3mm工作台进给量：查表取纵向fma=30mm/min横向进给量fmz=20mm/min选择进给速度：查表取v=1.25m/s确定主轴转速：根据x53k立式铣床说明书，选定n=950r/min计算切削工时：t=（ap+l1）/fma+(l-d)/ fmz=34s取l1=2mm精铣： 确定切削深度：ap=1mm工作台进给量：查表取纵向fma=23.5mm/min横向进给量fmz=15mm/min选择进给速度：查表取v=1.8m/s确定主轴转速：根据

16、x53k立式铣床说明书，选定n=1500r/min计算切削工时t=（ap+l1）/fma+(l-d)/ fmz=37s取l1=2mm工序六 磨30f7, 25h5，20k6外圆面切削深度：0.05mm加工要求：粗精磨30f7, 20k6, 25h5外圆面至图样要求切削用量：查阅相关手册，取工件径向进给量fr=0.025mm/r,工件轴向进给取轴向进给为fa=25 mm/r选择进给速度：查表取v=0.4m/s确定主轴转速：根据m114w万能外圆磨床说明书，选定n=2667r/min切削工时:t= lzbk/nfrfa=21300.051.55/(3.20.02525)=5min5.夹具设计夹具是

17、一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。5.1提出问题（1）怎样限制零件的自由度（2）怎样夹紧。（3）设计的夹具怎样排削。（4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。5.2设计思想本夹具用来铣键槽，该槽相对于孔中心有一定的技术要求。因此在本道工序加工时，在考虑零件的技术要求的前提下降低劳动强度提高劳动

18、生产率。5.3夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经分析决定设计第七道工序铣18h11槽的铣床专用夹具。5.3.1定位基准的选择由零件图知，键槽的两边相对于两孔中心线有对称度要求，其设计基准是两孔中心线，为了使定位误差为零，故选择以两孔中心线为主要定位基准，所以由定位其准不重合引起的误差为零。5.3.2夹紧机构 根据零件的定位方案、加工方法、生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用螺旋夹紧机构，通过拧紧夹紧螺母14使工件夹紧，有效提高了工作效率。手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力计算。5.3.3对刀装置采用直角对刀块对刀，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）。5.3.4夹具与机床连接元件 夹具体底面上的一对螺纹孔，使用螺钉可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铣削加工。5.3.5使用说明 安装工件时，先放上v型块，再将工件孔中心对准支撑钉，用夹紧螺母拧紧，夹紧工件。5.3.6 结构特点 该夹具结构简单，操作方便，容易铸成，加工定位方便。6. 体会与展望通过这两个多个星期的学习，我们在老师的修改与指导下，终于完成了夹具的设计。在这次设计中历练了我的设计的能力，以及对于一个零件加工方法的认知。本次课程设计主要经历了两个阶段，第一阶段是机