花鍵傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)說明書.doc

航空制造工程學(xué)院 機(jī)械制造工藝及裝備 課程設(shè)計(jì)說明書專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)： 090314 姓名： 張建 學(xué)號(hào)： 09031432 評(píng)分： 指導(dǎo)老師：（簽字） 2012年11月 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 課題: 傳動(dòng)軸花鍵軸機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 內(nèi)容： 1 零件圖 1張 2. 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1張 3. 夾具設(shè)計(jì)裝配圖1張 4. 夾具設(shè)計(jì)零件圖1張 5. 課程設(shè)計(jì)說明書12張 班級(jí)：09031432 姓名：張建 2012年11月 目錄一 零件分析（1）二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（1）三 夾具設(shè)計(jì) （9）四 設(shè)計(jì)心得 （10）五 參考文獻(xiàn) （11） 一、零件的分析（一） 零件的作用題目所給的零件是花鍵傳動(dòng)軸，為花鍵傳動(dòng)中的傳動(dòng)軸，起傳動(dòng)的作用。二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一)確定毛坯的制造形式 選擇鍛件毛坯。（二）基面的選擇 （1）基準(zhǔn)的選擇： 該零件既是花鍵軸又是階梯軸，其加工精度又要求較高，因 此選中心孔B3/7.5做為設(shè)計(jì)和工藝基準(zhǔn)。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線方案： 工序一 下料 工序二 夾一端，車端面，見平即可，鉆中心孔B3/7.5 工序三 倒頭裝夾工件，車端面，保證總長(zhǎng)175 工序四 以中心孔定位裝夾工件粗車外圓各部。 工序五 去毛刺 工序六 以兩中心孔定位裝夾工件。精車,半精車各部尺寸，倒角 工序七 一夾一頂裝夾工件，粗，精銑花鍵 工序八 熱處理 ：調(diào)質(zhì)處理255302HB 工序九 按圖樣要求檢查各部尺寸及精度。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定“花鍵傳動(dòng)軸”， 零件材料為40MnB，硬度為255302HB，毛坯質(zhì)量為6.37。生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)，鍛造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、1工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面延軸線方向長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（32內(nèi)孔及端面）。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.22.5，取20，50端面長(zhǎng)度余量均為2.5（均為雙邊加工）車削加工余量為： 粗車 1.5mm半精車 1mm2. 其他尺寸直接鍛造得到由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。（五）確立切削用量及基本工工序一 下棒料 1. 加工條件 工件材料：40MnB，b =0.6GPa機(jī)械工程材料表56 ，2553 02HB，型鋼。機(jī)床：CR6150工藝手冊(cè)表74刀具：W18Cr4V高速鋼 ，牌號(hào)W18，硬度6366HRC， 型機(jī)夾切斷車刀：=20，=22，=125。2. 切削用量 1）切削深度 因?yàn)槭乔袛?，所以ap = 36。工藝手冊(cè)表1129 2）進(jìn)給量 =0.20/工藝手冊(cè)表1129 3）查后刀面最大磨損及壽命 查工藝手冊(cè)表1125，后刀面最大磨損為0.40.6。壽命T=60。 4）計(jì)算切削速度 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表848，(以下稱工藝手冊(cè)2)得， 算得 =70/。 5）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速1=319/。 按機(jī)床說明書(見工藝手冊(cè)表4.2),與319/相近 的機(jī)床轉(zhuǎn)速為360/,故選擇360/的轉(zhuǎn)速. Vf=0.20360=72/. 所以實(shí)際切削速度為=79/. 6) 計(jì)算基本工時(shí) tmL/ Vf=36/72=0.5.工序二 粗車端面，鉆中心孔1. 加工條件工件材料：40MnB，b =0.6GPa機(jī)械工程材料表56 ，2438HRC，型鋼。 加工要求：粗車M241.58端面，鉆中心孔。 機(jī)床：CR6150工藝手冊(cè)表74 刀具：+。硬質(zhì)合金鋼車刀，牌號(hào)YT15，硬度78HRC，工藝手冊(cè)表103。 45端面銑刀尺寸；=140，=25，=16。工藝手冊(cè)表1099。2. 切削用量 1）切削深度： ap= 3 工藝手冊(cè)表1126。 2）進(jìn)給量 ：=0.25/ 工藝手冊(cè)表1126。 3）查后刀面最大磨損及壽命查工藝手冊(cè)表1125，后刀面最大磨損為1.01.4。壽命T=60。 4）計(jì)算切削速度 由工藝手冊(cè)2表848，得， =138 /. 5）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 =628/。按機(jī)床說明書(見工藝手冊(cè)表4.2), 與628/相近 的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600/. ,故選擇600/的機(jī)床.所以實(shí)際切削速度為=120/. Vf=0.25600=150/。 6) 計(jì)算基本工時(shí) tmL/ Vf=36/150=0.24 查工藝手冊(cè)表10180，選用帶護(hù)錐中心鉆（B型） =2.50，材料為高速鋼。主軸轉(zhuǎn)速=628/，切削深度=10。工序四 粗車1加工條件工件材料：40MnB，b =0.6GPa機(jī)械工程材料表56 ，2438HRC，型鋼。加工要求：粗車外圓各部。機(jī)床：CR6150工藝手冊(cè)表74。刀具：+。硬質(zhì)合金鋼車刀，牌號(hào)YT15，硬度78HRC，工藝手冊(cè)表103。95外圓車刀，=140，=25，=16。工藝手冊(cè)表10100。2. 切削用量1）切削深度： ap= 3 工藝手冊(cè)表1126。 2）進(jìn)給量 ：=0.75/ 工藝手冊(cè)表1126。 3）查后刀面最大磨損及壽命查工藝手冊(cè)表1125，后刀面最大磨損為1.01.4。壽命T=60。4）計(jì)算切削速度 由工藝手冊(cè)2表848，得， =123/。 5）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=612/。根據(jù)機(jī)床選取=600/。Vf=0.75600=450/。所以實(shí)際切削速度為=120/。 粗車不同軸處的切削速度：Vc2 =/1000=90/。Vc3=/1000=87/。 Vc4=/1000=69 /。Vc5=/1000=60/。 Vc6=/1000=49/。6) 計(jì)算基本工時(shí) tmL/ Vf=260/450=0.577。工序六 精車1加工條件工件材料：40MnB，b =0.6GPa機(jī)械工程材料表56 ，2438HRC，型鋼。加工要求：精車各部尺寸，留磨削余量0.4，各處倒角C1，粗、精車螺紋機(jī)床：CR6150工藝手冊(cè)表74。刀具：+。硬質(zhì)合金鋼車刀，牌號(hào)YT15，硬度78HRC，工藝手冊(cè)表103。95外圓車刀，=140，=25，=16。工藝手冊(cè)表10100。2. 切削用量1）切削深度： ap=1.6，工藝手冊(cè)表1127。2）進(jìn)給量 ：=0.14 ，工藝手冊(cè)表1127。 3）查后刀面最大磨損及壽命查工藝手冊(cè)表1125，后刀面最大磨損為0.40.6。壽命T=60 4）計(jì)算切削速度 由工藝手冊(cè)2表848，得， =198/。 5）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=955/ 根據(jù)機(jī)床選取=900/Vf=0.14900=126/。所以實(shí)際切削速度為=176/。 精車不同軸處的切削速度： =131/ =125/=100/ =86/ =68/6）計(jì)算基本工時(shí) tm=2 工序七 磨削1加工條件工件材料：40MnB，b =0.6GPa機(jī)械工程材料表56 ，2438HRC，型鋼。加工要求：以兩孔定位裝夾工件。粗，精磨外圓各部至圖樣尺寸。 機(jī)床：萬能外圓磨床MW1420，表面粗糙度0.16，工藝手冊(cè)表7117。 選取陶瓷劑平行小砂輪，由工藝手冊(cè)中磨料選擇各表中，選擇結(jié)果為 WA46KV6P2046其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為，硬度為中軟1級(jí)，陶瓷結(jié)劑， =35，=10，=6。工藝手冊(cè)表102812. 切削用量 根據(jù)工藝手冊(cè)表11172查得，=0.0222/ 工件縱向進(jìn)給量=0.5/， 砂輪速度=20/，轉(zhuǎn)速=1050/.3、切削工時(shí) 當(dāng)加工1個(gè)表面時(shí) （見工藝手冊(cè)表6.2-8）式中 加工面積 單面加工余量0.2 系數(shù)1.10 工作臺(tái)移動(dòng)速度 工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量 工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量 0.822min 工序八 銑花鍵1 加工條件工件材料：40MnB，b =0.6GPa機(jī)械工程材料表56 ，2438HRC，型鋼。加工要求：一夾一頂裝夾工件，粗，精銑花鍵機(jī)床：X62W2. 切削用量 選取銑刀類型及其參數(shù)：根據(jù)花鍵軸參數(shù)，選取高速鋼尖齒槽銑刀，其直徑D=40，銑刀厚度L=18，齒數(shù)Z=16 選取每齒進(jìn)給量af:根據(jù)銑刀結(jié)構(gòu)及其參數(shù)，加工性質(zhì)和銑削寬度 ae=(120-112)/2=4mm按表選取每齒進(jìn)給量af=0.04mm/z 確定刀具耐久度T：按表18。2-14確定銑刀耐久度T=120min 選擇切削速度V：根據(jù)表18.2-14選取切削速度V，按條件D=40； L=10-16；Z=16；T=120min和af=0.04mm/z，取V1=45m/min，又根據(jù)不同的加工條件進(jìn)行修正計(jì)算。 按表18.2-19，工件硬度為255302HB時(shí)，取Kmv=1.27，最后確定V=V1，Kmv=451.27=57.15m/min. 確定銑床主軸轉(zhuǎn)速N N=100V/D=100057.15/100=181.91r/min 根據(jù)X62W型銑床說明書，選定N=190r/min 最后確定的切削速度為： V=100190/1000=59.69r/min 確定每分鐘進(jìn)給量Vf Vf=AfZN=0.0418190=136.8mm/min 根據(jù)X62W銑床說明書，確定Vmm/min 校驗(yàn)機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率：選取切削功率Pm=1.1kw,按公式PmPe,則 1.10.857.5 1.16.375所以滿足要求 計(jì)算縱向工作臺(tái)的工作行程長(zhǎng)度： L=l+L1+L2 花鍵長(zhǎng)度l=95mm，則L1=21mm 取L2=3mm,L=400+21+3=424mm(3) 切削工時(shí) 計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間：Tm=LN/Vf=42410/118=35.9min三、 夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)1 定位基準(zhǔn)的選擇出于定位簡(jiǎn)單和快速的考慮，選擇中心孔B3/7.5為基準(zhǔn)，即一端夾緊，另外一端頂住，使工件定位。再使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。2 切削力和卡緊力計(jì)算銑削切削力的確定： 算得=25.71N注： F銑削力（N）； 在高速鋼（184V）銑刀銑削時(shí)，考慮工件材料及銑刀類型的系數(shù)；銑削深度（），指銑刀刀齒切入和切出工件過程中，接觸弧在垂直走刀方向平面中測(cè)得的投影長(zhǎng)度； 每齒進(jìn)給量（）； 銑刀直徑（）；銑削寬度（）（指平行于銑刀軸線方向測(cè)得的切削層尺寸）；銑刀的齒數(shù)；用高速鋼（184V）銑刀銑削時(shí)，考慮工件材料機(jī)械性能不同的修正系數(shù)。 切削扭矩的確定： = =21.7N夾緊力的確定： 防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)：=1.30（N）= 所以工件所需的實(shí)際切削力為42.54N。3 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 設(shè)計(jì)心得經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，對(duì)以前學(xué)習(xí)過的課程有了一定的復(fù)習(xí)，并在課程設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，在以后的學(xué)習(xí)過程中可以加以彌補(bǔ)。這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我來說最大的作用是，為緊接下來的畢業(yè)設(shè)計(jì)打了一個(gè)基礎(chǔ)，有了一次獨(dú)立作業(yè)的機(jī)會(huì)，可以少犯一些錯(cuò)誤，少走一些彎路。在這次課程設(shè)計(jì)中，有以下體會(huì)；一是不能拖，要盡快做，按著進(jìn)度一步一步做下去；二是對(duì)自己要嚴(yán)要求，不能隨便搞一下。三是要學(xué)會(huì)查資料，利用各種工具書，特別是手冊(cè)。四是整個(gè)設(shè)計(jì)過程應(yīng)該是先緊后松，而不是倒過來。五是要善于發(fā)現(xiàn)問題，與指導(dǎo)老師交流。 參考文獻(xiàn)1.張世昌，李旦.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).-2版-北京：高等教育出版社，2007.52.王忠.機(jī)械工程材料. -北京：清華大學(xué)出版社，2007.93.趙家齊.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.-2版.-北京：機(jī)械工業(yè)出版社2010.14.鄧文英，郭曉鵬.金屬工藝學(xué).上、下冊(cè).-5版.-北京：高等教育出版社，2008.