花键轴加工工艺设计

1、机械加工技术课程论文主题：花键轴加工工艺设计类别：1303机制姓名：陈学生编号：1304061100第一节零件的工艺分析1.1花键轴介绍花键轴用于每个轴与轴承的配合，螺纹主要用于紧固和传动连接，键和花键用于轴和轴上的传动部件之间的可拆卸连接，用于传递扭矩，有时用于引导轴上的传动部件。矩形花键轴可多齿工作，对中性好，导向性好，齿根浅，应力集中，轴和轮毂强度降低小，加工方便，因此在机械制造中得到广泛应用。根据国家标准，矩形花键轴为中间系列花键，规格为N*d*D*B=6*34.2*40*10，外花键规格及尺寸代号为6 * 34.2f7 * 40f7 * 10d 9gb/t1144。花键轴1.2零件的

2、结构分析根据零件图的分析，主轴零件的结构具有以下特点：从形状上看，工件是一个阶梯结构的花键，由于长径比为L/D 5，工件属于刚性主轴。从表面加工类型来看，主要加工表面有外圆柱面、花键、双键槽和内螺纹孔，这些都是典型的加工表面，容易加工。1.3零件的工艺分析零件视图正确完整，尺寸、公差和技术要求完整。但是，花键外圆柱面 40 F 7 mm和右外圆柱面35k6mm的Ra0.8m要求稍高。该零件为轴类零件，其所有表面都需要加工，因此每个表面的加工精度和表面粗糙度不难获得。花键轴的径向设计基准是轴的中心线，轴向设计基准是花键外圆柱面40f7mm的左端平面。花键的径向设计基准是40f7mm外圆柱面。M1

3、2螺纹孔的径向设计基准为轴心线，轴向设计基准为花键外圆柱面40f7mm的左端平面。M5径向设计基准是花键外圆柱面40f7mm的左端平面，轴向设计基准与花键成30角。总的来说，该零件具有良好的工艺性。1.3.1技术要求该零件属于轴类零件，其主要表面有外圆、倒角、卸荷槽、键槽、内螺纹和外花键等，各轴段装配面粗糙度极高，Ra高达0.8m，为IT6和IT7尺寸精度和位置精度的要求也很高(特别是要保证圆柱面的加工)，轴的右端35mm(基面B)和花键的大直径40mm(基面A)的加工尤为重要，它们分别与卸荷槽的侧面和键槽的宽度有圆度和对称性要求，外花键键齿与基面A有平行度要求.其中，每个气缸的尺寸精度高，气

4、缸装配面的表面粗糙度也高，Ra为0.8m。两条键槽的边长达到1.6米；对于其他情况，较低的Ra仅需要达到12.5米，这些表面粗糙度可以很容易地获得，这可以通过粗车-半精车-精车和铣削来实现。所有倒角、圆角和去毛刺都符合要求。1.3.2零件技术要求分析(1)尺寸精度右端轴截面为35mm，花键外圆为 40mm，花键根圆为 34.2mm，键齿宽为10 mm，键槽宽为8 mm，键槽底部与外圆母线的距离为4.5(30.5)mm，花键轴总长为191 mm，花键右端面与右端的距离为30 mm。(2)位置精度40f7在整个长度上的锥度和不圆度不得超过直径公差的一半。花键的不等累积误差和键对40f7的不对称性不

5、大于0.03。花键侧面与40f7轴的不平行度不大于0.04。35k6至40f7的径向跳动不大于0.04。两条8H8键槽与35k6轴的不对称度不大于0.05。(3)表面粗糙度花键外圆40f7和35k6的外表面粗糙度为Ra=0.8m，花键齿面及其左右端面的表面粗糙度铸件是通过各种铸造方法获得的金属模制物体，也就是说，具有一定形状、尺寸和性能的物体是通过将熔化的液态金属通过浇注、注射、抽吸或其他铸造方法、冷却、落砂、清洗和后处理而浇注到准备好的模具中获得的。对于形状复杂的毛坯，一般采用铸造方法。目前，大多数铸件都是用砂型铸造的。对于尺寸精度较高的小型铸件，可采用特殊铸件，如永久型铸造、精密铸造、压力

6、铸造、熔模铸造和离心铸造。(2)锻造锻件是金属承受压力的物体，所需的形状或适当的压力是通过塑性变形来塑造的。这种力通常通过使用锤子或压力来实现。铸造过程建立了精细的晶粒结构，改善了金属的物理性能。在零件的实际使用中，正确的设计可以使颗粒向主压力方向流动。锻造后的毛坯可以获得连续均匀的金属纤维结构。因此，锻件具有良好的机械性能，经常用于具有复杂应力的重要钢零件。其中，自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批量生产和制造大型锻件。模型锻件具有较高的尺寸精度和生产率，主要用于大产量的中小型锻件。(3)简介型材是由铁或钢以及具有一定强度和韧性的材料(如塑料、铝、玻璃纤维等)制成的具有一定几何形状的物体

7、。)通过轧制、挤压、铸造和其他工艺。型材主要包括板材、棒材和线材。常见的横截面形状有圆形、正方形、六边形和特殊横截面形状。就其制造方法而言，可分为两类：热轧和冷拉。热轧型材尺寸大，精度低，用于一般机械零件。冷拔型材尺寸小、精度高，主要用于对毛坯精度要求高的中小型零件。(4)焊接零件焊接件主要用于小批量生产和试生产大型零件和原型。其优点是制造简单，生产周期短，节省材料，减轻重量。但是，它的抗振性差，变形大，所以只能经过时效处理才能加工。(5)其他空白其他毛坯包括冲压件、粉末冶金件、冷挤压件、塑料冲压件等。2.2空白的确定该零件的材料为45钢，在工作过程中经常承受交变载荷和冲击载荷。因此，该零件选

8、用锻件，尽可能不切断金属纤维，保证了零件的可靠工作。由于该零件属于大批量生产，零件外形尺寸不大，可以通过模锻成型。提高生产率和确保加工精度也是必要的。模锻的工序是制坯、预锻和终锻。在终锻模中，应确定锻件的尺寸和形状，并初步确定加工余量以避免毛刺。2.3确定锻件毛坯的尺寸花键40f7mm的外圆柱面和右端35k6mm的外圆柱面要求为Ra0.8m，毛坯为锻件。工艺路线是粗车(调制)半精车精车(淬火)粗磨精磨车削3354清洁检查。2.4确定毛坯的热处理方法45钢是最常用的中碳调质钢，具有良好的综合力学性能和较低的淬透性。水淬过程中容易产生裂纹。小零件应该淬火和回火，而大零件应该正火。含碳量为0.4%-

9、0.5%的中碳钢是最适合感应加热表面淬火的材料。例如45钢、40Cr等。一般工艺路线是：下料锻造(正火)粗加工(调制)精加工3354(感应加热表面淬火)(低温回火)磨削。第三节加工方法的选择和工艺路线的制定3.1定位基准的选择为了保证花键轴各圆柱面的同轴度等位置精度，应选择基准轴作为定位基准(右 35基准圆柱，花键外径 40)A.相互立场的原则；最低保证金原则；c .重要的表面原则；不重复使用的原则；e .易于夹紧的原则；(2)精密基准的选择原则A.基准重合原则；最低保证金原则；自我基准的原则；相互基准的原则；e .易于夹紧的原则；根据相关技术要求，定位基准确定如下：1)选择精密基准：以两个中心孔为精密基准，用两个顶夹定位，便于保证定位精度，为后续加工提供精密基准。2)选择粗基准：以外圆柱面为粗基准。为了保证粗车时工件的夹紧刚度，通常采用一夹一顶的夹紧方式，左端由三爪自定心卡盘夹紧，右端由活动中心支撑。3.2零件表面加工方法的选择根据零件的加工表面(外圆、端面、键、键槽和螺纹孔)、材料、公差等级和表面粗糙度要求，参照工艺手册中零件表面加工方法、加工经济精度和表面粗糙度的相关内容，加工方法如下。(1)40毫米和35毫米圆柱面。表面粗糙度为Ra0.8m，要求粗车、半精车、粗磨和精磨。(2)端面。该零件的端面是旋转体的端面，尺寸精