传动轴花键轴铣花键槽夹具设计【全套CAD图纸+说明书】【课设资料】
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传动轴
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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255—302HB
工序九 按图样要求检查各部尺寸及精度。
- 内容简介：
-
台州学院 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 传动轴 共 8 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 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 55mm*180mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 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/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 切割棒料 通用 夹具 , 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 nts台州学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 花键传动轴 共 8 页 第 2 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 2 粗车端面，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 55mm*180mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 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/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 粗车 55 端面 通用夹具 ， 45端面车 刀 600 120 0.25 3 1 2 钻 中心 孔 通用夹具，中心钻（ B 型 ） 600 120 0.25 1.25 1 3 铰 中心 孔 通用夹具 200 60 0.1 1 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 nts台州学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 花键传动轴 共 8 页 第 3 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 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 1 1 设备名称 设备型 号 设备编号 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/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 粗车 35 外圆 顶 尖 ， 45 外圆车刀 600 87 0.75 1 1 4 2 1 1 2.75 2 2.5 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 nts台州学院 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 键传动轴 共 8 页 第 4 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 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*180mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 1 夹具编号 夹具名称 切削液 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/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 粗车外圆 40 顶尖 ， 45 外圆车刀 600 90 0.75 4 2 2 粗车外圆 51 顶尖 ， 45 外圆车刀 600 69 0.75 2.75 2 3 粗车外圆 45 顶尖 ， 45 外圆车刀 600 60 0.75 2.5 1 4 去毛刺 顶尖 ， 45 外圆车刀 500 80 0.75 0.05 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 nts台州学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 花键传动轴 共 8 页 第 5 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 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*180mm 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 CR6150 1 夹具编号 夹具名称 切削液 顶尖 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/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 半精车 45 外圆 顶尖 ， 45 外圆车刀 900 131 0.14 1 1 2 半精车 51 外圆 顶尖 ， 45 外圆车刀 900 125 0.14 1 1 3 精车 40 外圆 顶尖 ， 45 外圆车刀 900 154 0.14 1.5 1 4 倒角 顶尖 ， 45 外圆车刀 400 130 0.14 1 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 nts台州学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 花键传动轴 共 8 页 第 6 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 6 铣花键 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 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 X62W 1 夹具编号 夹具名称 切削液 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 每分钟进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/min mm 机动 辅助 1 精车 35 外圆 顶尖 ， 45 外圆车刀 900 100 0.14 1.5 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 nts台州学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 花键传动轴 共 8 页 第 7 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 7 热处理 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 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 1 夹具编号 夹具名称 切削液 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/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 粗 铣花键 专用夹具 190 59.69 136.8 0.8 2 2 精铣花键 专用夹具 190 59.69 136.8 0.4 1 3 热处理，淬火。淬硬深度 1.5-2.5， HRC30 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 nts台州学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 花键传动轴 共 8 页 第 8 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 8 检查 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 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 1 夹具编号 夹具名称 切削液 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/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 检查 2 入库 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 nts 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 nts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 nts 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 nts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 255 302HB 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 255 302HB，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 2.2 2.5，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： nts粗车 1.5mm 半精车 1mm 3. 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 5 6 ， 255 3 02HB，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， 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 11 29 3）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 0.4 0.6。 寿命 T=60。 4）计算 切削速度 由机械加工工艺手册表 8 4 8， (以下称 工艺手册 2 )得， vvvc xympCVT a f算得 cV=70 /。 5）确定机床主轴转速 1000 cs wVn d =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= =0.20 360=72 / . 所以实际切削速度为 =79 / . nts6) 计算基本工时 tm L/ 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 5 6 ， 24 38HRC，型钢。 加工要求：粗车 M24 1.5 8端面，钻中心孔。 机床： CR6150工艺手册表 7 4 刀具： + +。硬质合金钢车刀，牌号 YT15，硬度 78HRC，工艺手册表 10 3。 45端面铣刀尺寸； =140， =25， =16。工艺手册表 10 99。 2. 切削用量 1） 切削深度： ap= 3 工艺手册表 11 26。 2）进给量 ： =0.25 / 工艺手册表 11 26。 3）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 1.0 1.4。寿命T=60。 4）计算 切削速度 由 工 艺手册 2表 8 4 8，得， vvvc xympCVT a f=138 / . 5）确定机床主轴转速 1000 cs wVn d =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= =0.25 600=150 / 。 6) 计算基本工时 tm L/ Vf=36/150=0.24 查 工艺手册表 10 180，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nts=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 5 6 ， 24 38HRC，型钢。 加工要求：粗车外圆各部。 机床： CR6150工艺手册表 7 4。 刀具： + +。硬质合金钢车刀，牌号 YT15，硬度 78HRC，工艺手册表 10 3。 95 外圆车刀， =140， =25， =16。工艺手册表10 100。 2. 切削用量 1） 切削深度： ap= 3 工艺手册表 11 26。 2）进给量 ： =0.75 / 工艺手册表 11 26。 3）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 1.0 1.4。寿命T=60。 4）计算 切削速度 由 工艺手册 2表 8 4 8，得， vvvc xympCVT a f=123 /。 5）确定机床主轴转速 1000 cs wVn d =612 /。根据机床选取 =600 /。 Vf= =0.75 600=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 tm L/ Vf=260/450=0.577。 工序六 精车 1加工条件 nts工件材料： 40MnB， b =0.6GPa机械工程材料表 5 6 ， 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 7 4。 刀具： + +。硬质合金钢车刀，牌号 YT15，硬度 78HRC，工艺手册表 10 3。 95 外圆车刀， =140， =25， =16。工艺手册表 10 100。 2. 切削用量 1） 切削深度： ap=1.6，工艺手册表 11 27。 2）进给量 ： =0.14 ，工艺手册表 11 27。 3）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 0.4 0.6。寿命 T=60 4）计算 切削速度 由 工艺手册 2表 8 4 8，得， vvvc xympCVT a f=198 /。 5）确定机床主轴转速 1000 cs wVn d =955 / 根据机床选取 =900 / Vf= =0.14 900=126 / 。 所以实际切削速度为 =176 /。 精车不 同轴 处的 切削 速度 ： 2cV 1000dn=131 / 3cV 1000dn=125 / 4cV 1000dn=100 / 5cV 1000dn=86 / 6cV 1000dn=68 / 6） 计算基本工时 nts tmfLV=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 5 6 ， 24 38HRC，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7 117。 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 WA46KV6P20 4 6 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， =35， =10， =6。工艺手册表 10 281 2. 切削用量 根据工艺手册表 11 172 查得，pa=0.0222 / 工件纵向进给量af=0.5 / ， 砂轮速度 V砂=20 /，转速n砂=1050 / . 3、切削工时 当加工 1 个表面时 121000 barLbZ Kt vf f （见工艺手册表6.2-8） 式 中 Lb 加工面积 bZ 单面加工余量 0.2 K 系数 1.10 v 工作台移动速度 af 工作台往返一次砂轮轴向进给量 nts rf 工作台往返一次砂轮径向进给量 1t 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 5 6 ， 24 38HRC，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。 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 302HB 时，取 Kmv=1.27，最后确定 V=V1， Kmv=45 1.27=57.15m/min. 确定铣床主轴转速 N N=100V/ D=1000 57.15/ 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： nts V= 100 190/1000=59.69r/min 确定每分钟进给量 Vf Vf=Af Z N =0.04 18 190=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 Pm Pe,则 1.1 0.85 7.5 1.1 6.375 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=424 10/118=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nts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 ： 0 . 8 6 0 . 8 60 . 7 2f p p z pF C a f D B z K算得fF=25.71N 注： F 铣削力（ N）； pC 在高速钢（ 18rC4V）铣刀铣削时，考虑工件材料及铣刀类型的系数； pa 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； zf 每齿进给量（ ）； D 铣刀直径（ ）； B 铣削宽度（ ）（指平行于铣刀轴线方向测得的切削层尺寸）； z 铣刀的齿数； pK 用高速钢（ 18rC4V）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 ： 2 0 . 80 . 3 4pM D f K= 2 0 . 80 . 3 4 1 2 0 . 1 2 . 8 =21.7N 夹紧力的确定： 防 止 工 件 转 动 ：12s i n 2s i n 2KKMWRR =22 . 8 0 8 2 1 . 7220 . 7 1
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