花键轴毕业设计

1 / 24 花键轴毕业设计 目录 设 计 任 务 书-3 课 程 设 计 说 明 书 正 文-4 一 零 件 的 分 析- 4 1 零 件 的 作用 :- -4 2 零 件 的 结 构 特 点- 4 3 确定主要、次要加工表面及其加工方法 - 4 二 生产纲领和生产类型，确定工艺的基本特征-5 三 确定毛坯的制造形式以及绘制毛坯图-5 四 拟 定 工 艺 路 线-2 / 24 -6 1 基 准 的 选 择-6 2 决定个表面的加工方法以及加工余量-7 3 制定工艺路线-7 4 工 艺 设 备 的 选 择-8 5 填 写 工 艺 过 程 卡-9 五 确 立 切 削 用 量 及 基 本 工 序-9 1 工序一 下 棒 料-9 2 工序二 加一端，车端面，见平即可，钻中心孔 B3/ 3 工序三 以两中心孔定位装夹工件粗车外 圆 各 部-10 4 工序四 去毛刺-11 5 工序五 以两中心孔定位装夹工件，半精车，精车各部尺寸，倒角 -11 6 工序六 以两3 / 24 中 心 孔 定 位 装 夹 工 件 ， 粗 、 精 铣 花 键-11 7 工序七 热处理：调质处理 HRC30 -12 8 工序八 以两中心孔定位装夹工件，粗磨，精磨-13 9 工序九 按图样要求检查各部尺寸及精度-13 10 填写机械加工工序卡片-13 六 夹 具 的 设 计-14 七 设 计 心 得 体 会-15 机械制造工艺与机床夹具课程设计任务书 设计题目：“花键轴”零件的机械加工 工艺规程 一 任务及要求： 1.绘制零件图和毛坯图综合图 各 1张 2.机械加工工艺卡 1份 3.机械加工工序卡 1套 4.说明书 1 份 二 时间分配： 4 / 24 课程设计时间为一周，具体非配如下： 1.熟悉零件画零件毛坯综合图 1天 2.选择加工方案填写工艺文件天 3.编写说明书 天 三 原始资料 : 1.生产类型 小批生产 2.生产条件 车间现有设备 四 方法与步骤： 参考教材课程设计指导书部分 五 要求交电子版和纸质课程设计 设计任务书 河南工业职业技术学院 机械加工技术课程设计任务书 设计题目： “花键轴”零件的机械加工 工 艺规程 设计内容： 1. 产品零件图 2. 产品毛坯图 3. 机械加工工艺过程卡 4. 机械加工工序卡片 5. 课程设计说明书 班级：定 向 0901 班 5 / 24 设 计 者： 李 宁 指 导 老师： 教研室主任： 2016年 5 月 18日 课程设计说明书正文 一 零件的分析，并进行结构工艺性审查 零件的分析包括零件结构及其工艺性分析和零件 的技术要求的分析 该零件是轴类零件，外圆柱面需要在普通车床上进行车削。同时它也 是花键轴，键槽部分需要用铣床铣出。 零件的技术要求分析是制订工艺规程的重要环节。 主要包括三方面的内容： 精度分析，包括被加工表面的尺寸精度、形状精度和相互位置精 度的分析。 表面粗糙度及其他表面质量要求的分析。 热处理要求和其他方面要求的分析。 首先进行精度分析，题目中的花键轴有两个同轴度的要求，精度比较高， 需要比较精密的夹具去装夹零件加工 ;花键槽侧面还有一个平行度要求，不仅要求有一定的装夹精度，还要一6 / 24 定的机床和刀具精度。而花键槽的高度精度很高，需要特殊加工才能满足，如外圆磨削。其余尺寸用普通车床就可满足。 然后进行表面粗糙度及其他表面质量要求的分析。可以看出的是花键轴 中花键槽的表面粗糙度要求比较高，达到，其余大都是，这需要先在普通车床上进行粗车、半精车、精车，最后通过外圆磨削实现。 最后进行热处理要求和其他方面要求的分析。这个花键轴的花键槽部分需要淬硬深度为 ，硬度要 HRC30，这要考虑需要进行表面淬火，需要注意的是选择淬火的时机，需要将淬火安排在合适的工序中 1 零件的作用 题目所给的零件是花键传动轴，起传动的作用。 2 零件的结构特点 花键轴的键槽部分有硬度要求，键槽部分和 35 光轴的精度要求较高，因此在半精车后应先铣键槽，将键槽部分调质处理后，最后粗磨和精磨键槽部分和 35光轴。 3 确定主要、次要加工表面及其加工方法 38键槽部分和 35光轴部分为主要加工表面，在经过粗车和半精车后需要 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、半精车和精车。 二 生产纲领和生产类型，确定工艺的基本特征 7 / 24 零件的生产纲领 N=Q3n3=324 式中 -产品的生产纲领 Q=300； -每台车床中该零件的数量 n=1； -备品的百分率 a%=5%； -废品的百分率 b%=3%。 生产类型为小批量生产，毛坯制造方法为自由锻，其精度中等，加工余量中等 ;用部分通用机床和部分高生产率机床；先采用三爪卡盘粗加工，后以 两中心孔定位精加工；较多采用专用夹具、专用量具。 三 确定毛坯的制造形式以及绘制毛坯图 毛坯的选择不仅影响毛坯制造的工艺、设备及制造费用，而且对零件机械加工工艺、生产率和经济性也有很大影响。 选择毛坯要从机械加工和毛坯制造两个方面综合考虑，以求得到最佳效果。 确定毛坯的主要任务是：根据零件的技术要求、结构特点、材料、生产纲领等方面的要求、合理地确定毛坯的种类、毛坯的制造方法、毛坯的尺寸等。 根据零件要求和生产要求应选择锻件毛坯。 锻件适用于强度 要求高、形状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，适用于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8 / 24 用于大批大量生产的中小型零件毛坯。 根据生产批量和技术要求，应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，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，在轴线长度方向和轴向直径的毛坯余量均为 4 1mm。 花键轴数控加工 摘 要 数控技术在制造业的广泛运用，使当今的制造业生产面貌焕然一新，通过毕业设计能使我们熟练掌握数控加工零件的编程技术，掌握设计机床用夹具的基本原理和方法，能根据加工要求设计出相应的产品，提高结构设计能力。 花键轴零件在现代生活中占据十分重要和不可忽视的地位，它的数控生产加工工艺对于我们熟练掌握运用数控编程等相关技术有很大的帮助。为此我在所学数控基础知识和原有的加工工艺设计基础上对花键轴零件的数控加工等工艺作出阐述，希望通过对此设计能使我们在数控技术应用和产品的加工方面得到一定的 经验。 本文详细的论述了数控加工技术在加工花键轴零件中的加工工艺，通过对被加工零件的工艺分析，道具选择，车削的工装，工艺卡片的制订，数控编程时应注意的问题等9 / 24 运用数控技术加工花键轴零件，使自己在数控技术运用方面得到一次较为全面、系统的训练，基本上达到了灵活运用数控技术加工各种零件，掌握数控编程和数控机床操作的目的。 关键词：机械制造，加工工艺，花键轴，数控编程 Axis NC Machining Spline Graduation ABSTRACT CNC technology widely used in the manufacturing sector, the new look of todays manufacturing output, through the graduate design enables us to master the programming of CNC machining parts, machine tools designed fixture to master the basic principles and methods that can according to the processing requirements of the appropriate product design, improve design capabilities. Spline shaft part in modern life is very important and occupy the position can not be ignored, and its production and processing of CNC master the use of our CNC programming and other related technologies have great help. I learned this basic knowledge of CNC machining process design and the original based on the spline shaft and other parts of the CNC machining 10 / 24 process to elaborate the hope that through this design enables us to CNC technology and products in the processing of a certain experience. This article discusses in detail CNC machining technology in the processing part of the spline process, by processing parts of the process analysis, prop selection, turning tooling, process card development, CNC programming problems should pay attention to the use of CNC machining technology spline shaft part, makes the use of numerical control technology in terms of their own get a more comprehensive, systematic training, basically meeting the flexible use of CNC technology and processing of various parts, master CNC programming and CNC machine operation purposes. KEY WORDS: Machine manufacture, Processing craft, Crankshaft, working procedure 目 录 前 言 . 1 第 1 章 数 控 加 工 的 概11 / 24 述 . 3 数 控 加工 . 3 数 控 加 工 工 艺 内容 . 3 第 2 章 数 控 机 床 特点 . 5 具 有 高 度 柔性 . 5 加 工 精 度高 . 5 加 工 生 产 率高 . 6 减 轻 劳 动 强 度 ， 改 善 劳 动 条件 . 6 12 / 24 有 利 于 实 现 机 械 加 工 的 现 代 化 管理 . 6 第 3 章数控技术和装备发展趋势及对策 . 7 数 控 技 术 的 发展 . 7 数控阶段 3 . 8 计算机数控阶段 . 8 当前数控技术的基本情况 . 8 数 控 系 统 结 构 的 变化 . 8 软 件 伺 服 驱 动 技术 . 8 CNC 系 统 的 连 网 技术 . 8 功 能 的 扩13 / 24 大 . 9 未 来 数 控 技 术 的 发 展 趋势 . 9 高 速 化 、 高 精 加 工 技 术 及 装 备 的 新 趋势 . 10 资 源 丰 富 ， 产 品 开 发 容易 . 11 系 统 柔 性 大 ， 控 制 形 式 多 样化 . 11 高 精 度化 . 11 高 可 靠性 . 11 5 轴 联 动 加 工 和 复 合 加 工 机 床 快 速 发展 . 12 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的 主要趋势 .14 / 24 . 12 数 控 加 工 技 术 国 内 外 发 展 状况 . 13 数控技术和数控设备国内发展现状 . 14 数 控 化 改 造 在 国 外 的 应 用 现状 . 15 第 4 章 花 键 轴 零 件 分析 . 17 图例 . 17 花 键 轴 零 件 加 工 工 艺 分析 . 17 技 术 要求 . 18 毛坯选择 . 18 15 / 24 花 键 轴 加 工 时 切 削 用 量 的 选择 . 18 走 刀 路 线 和 对 刀 点 选择 . 22 花 键 轴 加 工 工 艺卡 . 22 第 5 章 工 艺 规 程 设计 . 25 选 择 装备 . 25 确 定 零 件 定 位 基 准 和 装 夹 方式 . 25 夹 具 的 选择 . 26 刀具及刀位号 . 27 量 具 的 选16 / 24 择 . 28 冷 却 液 的 选择 . 28 制 定 加 工 路 线 方案 . 29 编 写 程序 . 30 结 论 . 34 谢 辞 . 35 参考文献 . 36 前 言 机械制造工艺是机械工业的基础，是机械产品的生17 / 24 产的基本技术，工艺工作是每一个机械企业基本的活动内容，加强工艺技术研究，提高工艺水平，搞好工艺管理是提高机械产品质量，降低消耗的根本措施。随着科技的进步，机械制造业也正日新月异地变化着，对机械产品的要求也日趋严格，特别是在加工精度方面。为了保证产品的精度要求，必须协调产品加工中的每一个方面，因为任一方面的误差累积起来，将对产品的精度产生间接的影响。制造业中尤其是机械制造业，在产品生产过程中按照特定工艺，不论其生产规模如何，都需要种类繁多的工艺装备，而制造业产品的质量、生产率、成本无不与工艺装备有关。随着不规则形状零件在现代制造业中的广泛应用，如何保证这类零件的加工精度就显得尤为重要。 高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一。数控加工取代传统加工占据生产制造的主导地位已成为一种趋势，但由于历 史的原因，传统的加工设备与先进的数控机床并存，是目前乃至今后很长一段时期内大多数制造企业的设备现状。如何从工艺的角度根据各企业的设备现状、产品生产规模、零件结构形式与加工精度要求等方面来合理地进行产品工艺方案设计，充分发挥企业现有数控设备与传统设备的加工效率，使企业设备资源与人力资源得到充分利用，需要从多个方面来探讨。其中数控编程系统正向集成化，网络化和智能化方向发展。 18 / 24 花键轴零件的数控生产加工工艺对我们熟练掌握运用数控编程等相关技术具有很大的帮助。为此我们在原有的加工工艺设计基础上对花键轴零件 的数控加工等工艺在此作出较为详细的阐述，希望通过对此设计能使我们在数控技术应用和产品的加工方面得到一定的经验。数控技术是一门全新的技术，它整合了机械技术、物理技术、电子技术、计算机技术、网络通信技术等多门学科的知识。它是先进的数字控制技术与传统的机床制造技术相结合的产物。目前，数控加工技术成为了机械制造领域中最具活力、最有前途的先进制造技术之一，数控技术的应用已渗入到制造业的各个行业，无论是传统的机械加工和精密加工，还是电子产品的生产都广泛应用数控技术及数控设备。区别于普通机械加工，数控加工技术更适合于多品 第一部分 工艺设计说明书 1.零件图工艺性分析 零件结构功用分析 跟据零件简图分析：该主轴零件的结构具有如下特点：从形状上看该工件为阶梯结构的花键轴，由于长度与直径之比 L/D 5，所以该工件属于钢性主轴。从表面加工类型看。主要加工表面有圆柱面、花键、单键槽、螺纹，属于典型的加工表面，易加工。 零件技术条件分析 1、尺寸精度：两端轴段为 ?20?，中间轴段19 / 24 为 ?250?， ?26?，花键外 0? 圆 ?330?，健齿宽 8?，键槽宽度 5?键槽低 与外圆母线的距离 22?，花键轴总 0 57?长 1660 左端面与花键左端的距离，花键左端与 ?26?轴段右端面的距离 95?。 2、位置精度：螺纹 M24的左端面和 ?260?的右端面相对于 A、 B 两基面轴线的圆动误差为。花键齿面相对于 A、B两基面轴线的平行度误差为 38:,键槽与花键轴线的对称度误差为。 3、表面粗糙度：两端轴端 ?20?外圆和 ?250?260?、 ?外圆为 Ra=,花键齿面及其左端面、螺纹 M24的左端面和 ?260?的右端面为 Ra=， M24的螺纹及花键右 端面为 Ra=,花键齿根圆为 Ra=,其余为 Ra=。 零件结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用的要求的前提下，制造的可行性和经济性，它是评价零件结构设计优劣的主要技术经济指标之一。零件切削加工的结构工艺性涉及加工时的装夹、对刀、测量和切削效率等。 结论：该轴结构较规则且为阶梯结构的花键轴，由于长度与直径之比 L/D?5，所以该工件属于钢行主轴。从表面加工类型看。主要加工表面有圆柱面、花键、单键槽、螺20 / 24 纹，属于典型的加工表面，采用一般的加工即可，但有些面表面精 度要求较高，需进行磨削方可满足要求。在加工键槽和中心孔时，采用专用夹具定位和加紧，螺纹加工安排在半精加工后。 2.毛坯选择 毛坯类型 毛坯是用来加工各种工件的坯料，毛坯主要有：铸件，锻件，焊件，冲压件及型材等。 铸件 对形状较复杂的毛坯，一般可以用铸造的方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造，精密型铸造，压力铸造等。 锻件 锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织，因此 锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大批生产锻件的制造。模型锻件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。 型材 型材主要有板材，棒材，线材等，常用截面形状有圆形，方形和特殊截面形状。就其制造方法，又分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机21 / 24 械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。 焊接件 焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机 试制。其优点是制造简单，生产周期短，节省材料，重量轻。但其抗震性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。 根据轴类零件的特性：在传递力矩过程中要承受很强的冲击力和很大的交变载荷，要求材料应有较高的强度、冲击韧性、疲劳强度和耐磨性，而且其轮廓形状不复杂，故采用锻件。 零件尺寸不大，而且零件属于中批量生产，故采用模锻。 毛坯余量确定 毛坯的形状和尺寸越接近成品零件，即毛坯精度越高，则零件的机械加工劳动量越少，材料消耗越少，可充分提高劳动生产率，降低成本，但是 毛坯制造费用会提高，在确定毛坯时，应根据机械加工和毛坯制造两方面考虑。 由于毛坯制造技术的限制，零件被加工表面的技术要求还不能从毛坯制造直接得到，因此毛坯上某些表面需要留一定的加工余量，通过机械加工达到零件的质量要求。 查机械设计与制造工艺简明手册表 10-8 得：毛22 / 24 坯单边余量公差为 3?1， L=176mm。各倒角 R=1mm。 ? 毛坯零件合图草图 3、机械加工工艺路线确定 方案 I： 5 锻件 10 热处理 正火。 15 车粗车左端面及外圆各段，打中心孔。 20 车半精车左端外圆及倒角切退刀槽。 25 车车螺纹。 30 车粗车右端面及外圆各段，打中心孔。 35 半半精车右端外圆及倒角切退刀槽。 40 热处理 局部淬火。 42 修研 修研中心孔 45 磨磨各轴段外圆。 50 铣粗铣花键。 55 铣精铣花键。 60 铣铣键槽。 62 铣铣键槽 65 磨磨花键。 68 磨磨键槽 70 清理 去毛刺。 75 检验