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花键轴加工工艺及花键滚刀设计Theprocessingmethodofsplineshaftandthesplinehobdesign 机械工程学院张建20091118指导教师 马术文副教授 花键轴零件图分析 材料为17CrNiMo6合金 1 长度与直径之比L D 4 所以该工件属于钢性主轴 2 主要加工表面有圆柱面 花键 螺纹 齿轮 采用一般的加工即可 3 表面精度要求较高 需进行磨削方可满足要求 4 加工中心孔时 采用专用夹具定位和加紧 螺纹加工安排在半精加工后 零件结构分析 花键尺寸要求 热处理要求 1 淬火加高温回火HB198 269 2 非齿面部分回火HB269 齿轮分析 主要表面加工方法 定位基准的选择 1 粗车加工中 该零件可以利用零件左端 95 右端 220的外圆柱段与中心孔 采用三爪卡盘一夹一顶的装夹定位方式即可满足要求 2 精车加工中 该零件利用中心孔和完成粗加工的 220的圆柱段进行装夹定位 3 零件轴向的定位基准选择在外花键圆柱段以及 95轴段的外圆表面 机床选择 1 夹具选择 车床专用夹具 三爪卡盘 铣床专用夹具 磨床专用夹具 滚齿机专用夹具 剃齿机专用夹具 2 刀具选择 YG6端面车刀 YG6外圆车刀 麻花钻 切槽刀 平行砂轮 滚齿刀 剃齿刀 锉刀 3 量具选择 游标卡尺 千分尺等 其他用具选择 切削用量选用 切削用量选用 根据以上工艺分析及切削用量等选择 制作的加工工艺卡片以及工序卡片如论文附录所示 花键滚刀设计 根据花键轴花键尺寸 参考 复杂刀具设计手册 选定的花键滚刀基本尺寸及槽数如下表 花键滚刀齿形计算 花键滚刀齿形计算 5 花键侧在节圆上的齿形角 6 滚刀齿形最大齿形角 过渡曲线高度验算 加工出的键齿直线部分高度 其中g为过渡曲线高度 如图所示 确定花键滚刀齿形 计算确定花键滚刀的法向齿形 常用的方法有 1 计算法 2 代圆弧法 3 查表法 采用代圆弧法计算得出以下结果 花键滚刀齿形误差分析 齿形误差分析计算结果如下表所示 花键滚刀齿形 根据以上计算结果得出滚刀齿形如下 花键滚刀结构参数计算 2 滚刀齿厚 齿高计算结果如下 花键滚刀结构参数计算 3 倒角 可在35 50 的范围内选取 可参考下表 已知花键轴花键键数n 10 故取 40 花键滚刀结构参数计算 4 铲背量K 第二铲背量K1 型滚刀 型滚刀 选 型 取 5 滚刀全齿高 花键滚刀结构参数计算 6 螺旋槽深度 7 其余参数计算 花键滚刀校验计算 三维建模 根据以上的计算结果 在Pro E平台进行三维建模 如下图所示 主要技术条件 1 滚刀表面粗糙度 前刃面 齿形 内孔及两端面粗糙度不小于3 2 m 轴台外不小于6 3 m 2 滚刀内孔极限偏差不超过D1级 3 滚刀外径 轴台直径和轴台长度的极限偏差不得超过d10级 4 滚刀总长度极限偏差不超过d
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