花键传动轴设计说明书(小批量)

航空制造工程学院机械制造工艺课程设计课程名称： 机械制造工艺及装备 设计课题： 传动轴花键轴机械加工工艺 规程及夹具设计 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 学号： 评分： 指导老师：（签字） 2012年12月 目录一 零件分析（1）二 工艺规程设计（1）三 夹具设计 （8）四 设计心得 （10）五 参考文献 （11） 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 基准的选择： 该零件既是花键轴又是阶梯轴，其加工精度要求较高，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通用工、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。工艺路线方案： 10 下料（棒料） 20 夹一端，车端面，见平即可，钻中心孔B3/7.5 30 倒头装夹工件，车端面，保证总长170mm 40 以两中心孔定位装夹工件，粗、精车35及38外圆，倒角。 50 以两中心孔定位装夹工件，粗、精车51及45外圆，倒角。 60 一夹一顶装夹工件，粗、精铣花键 70 热处理 ：调质处理255302HB 80 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。生产类型为小批量生产，选择锻件毛坯。 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。查机械制造工艺设计简明手册表2.22.5，取38，45端面长度余量均为5mm（均为双边加工）车削加工余量为： 粗车 1.5mm半精车 1mm精车 0.5mm2. 其他尺寸直接锻造得到由于本设计规定的零件为小批量生产，应该采用工序集中加工。（5） 确立切削用量及基本工10 下料 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 = 23。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=0.5.20 粗、精车端面，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、精车38及45端面，38端钻中心孔。 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=4.5mm 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。40 粗、精车35及38外圆，倒角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、精车35及38外圆，倒角机床：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/。6) 计算基本工时 tmL/ Vf=260/450=0.577。50 粗、精车51及45外圆，倒角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、精车51及45外圆，倒角。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=1.5，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/。 6）计算基本工时 tm=2 60 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、夹具设计铣花键专用夹具设计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。 四、设计心得经过这次课程设计，培养了我独立思考问题和解决问题的能力, 树立了正确的设计思想，掌握了零件产品设计的基本方法和步骤.。通过设计，使我能熟悉地查找和应用有关参考资料、计算图表、手册、图册和规范，熟悉有关国家标准，以完成一个工程技术人员在机械设计方面所必须具备的基础技能训练。同时，我还学会了许多CAD的操作。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。这次课程设计对我来说最大的作用是，为紧接下来的毕业设计打了一个基础，有了一次独立作业的机会，可以少犯一些错误，少走一些弯路。在这次课程设计中，有以下体会：一是不能拖，要尽快做，按着进度一步一步做下去；二是对自己要严要求，不能马虎随便；三是要学会查资料，利用各种工具书，特别是手册：四是整个设计过程应该是先紧后松，而不是倒过来;五是要善于发现问题，与指导老师交流。但是这次课程设计让我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用以后需要多加努力才行。在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量探讨，听听不同的见解，更好地理解了课本的知识。最后，我要感谢我的老师以及同学，是你们给予了我帮助让我在挫败中有了坚持了下来的勇气。 五、参考文献1.张世昌，李旦.机械制造技术基础.-2版-北京：高等教育出版社，2007.52.王忠.机械工程材料. -北京：清华大学出版社，2007.93.赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书.-2版.-北京：机械工业出版社2010.14.邓文英，郭晓鹏.金属工艺学.上、下册.-5版.-北京：高等教育出版社，2008.45.王伯平.互换性与测量技术