花鍵軸課程設(shè)計(jì)

1、花鍵軸課程設(shè)計(jì)加工工藝工藝課程設(shè)計(jì)花鍵軸零件加工工藝教學(xué)單位：機(jī)電工程系班級(jí)：數(shù)控加工092班設(shè)計(jì)：徐勝學(xué)號(hào)：2指導(dǎo)：彭京城老師湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院2011年5月7日目錄1 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)課 程 設(shè) 計(jì) 課 題 任 務(wù)書 3第一部分零件工藝分析花鍵軸介紹 5 圖樣分析 5第二部分工藝設(shè)計(jì)毛坯選擇 7材料與熱處理 8 加工方法 9 加工順2 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)10加工方案 10走到路線和對(duì)刀點(diǎn)選擇 10零件定位基準(zhǔn)和裝夾方式 10加工設(shè)備 14切屑用量的確定（粗車、半精車，粗銃鍵）15工時(shí)定額計(jì)算（粗車、半精車，粗銃鍵槽）16加工余量的確定與工序尺寸的計(jì)算 17零件加工工藝| 19機(jī)

2、械加工工序| V、Mo、W等合金元素。通過調(diào)制處理可得到較好的綜合力學(xué)性能。）此鋼是冷 徹模具鋼，加工容易，適當(dāng)?shù)臒崽幚砗罂梢垣@得一定的韌性、塑性和11/34花鍵軸課程設(shè)計(jì)耐磨性，正火可以促進(jìn)組織球化，該進(jìn)硬度小于160HBS,毛坯的切 削性能在溫度550C-570C進(jìn)行回火，調(diào)制具有最佳的綜合力學(xué)性能, 并且淬透性高于45鋼，適于高頻淬火、火藥淬火等表面硬化處理等?；瘜W(xué)成分牌號(hào)CSiMnGrNiPSCu400. 37-00. 17-00. 50-00. 80-1wo.oWO. 0WO. 0WO. 0Gr.44.37.80.1030353530c機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度 b=980mPa,屈服強(qiáng)度&

3、 s=985mPa,伸長(zhǎng)率 6 %=9,斷面收縮率屮=45%。該零件材料為40G進(jìn)行加工時(shí)易變形，為了提高它的加工性 能，在加工鍛造前該零件時(shí)，要進(jìn)行正火；由于該零件的花鍵加工精 度高，使它的耐磨性高，因此要進(jìn)行局部淬火。加工方法市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財(cái)富和提高勞動(dòng) 率為目的，同樣的加工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求 的前提下，提高工件的加工效率和經(jīng)濟(jì)性，而在具體的選擇上，一般 根據(jù)機(jī)械加工資料和工人的經(jīng)驗(yàn)來確定。由于方法的多種多樣，工人 在選擇是一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn)場(chǎng)的加工條件來確定最佳的加工 方案。該零件的主要結(jié)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)體零件，故以車（粗車、半精車、精車）

4、加工為主，輔以其他加工方法如：銃、磨以與熱處理等加工方式完成 整個(gè)零件的加工。根據(jù)各表而加工要求和各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，查表12 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)選擇零件主要表而的加工方法舉例：+0.00820-叭外圓柱面：加工方案：粗車、半精車一精車一磨削公差等級(jí)：IT12、IT9 -IT8-IT7粗糙度：3.2、1.61.60. 86二盟鍵槽寬：加工方案：粗銃（精銃）一磨削公差等級(jí)：IT12-IT9粗糙度：3.21.626九3、25九3外圓：加工方案：粗車、半精車一精車-一磨削公差等級(jí)：IT12、IT9 -IT8IT7粗糙度：3.2、1.61.60.8加工順序模鍛下料一一退火處理一一車端面

5、、鉆中心孔一一粗、半精車各 外圓一一調(diào)質(zhì)處理一一研磨中心孔一一精加工（各外圓）一一車螺紋 銃花鍵一一銃鍵槽一一磨各外圓、臺(tái)階而與鍵槽一一表面熱處理 鉗_檢驗(yàn)13 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)加工方案按先主后次、先粗后精的加工原則確定加工路線，采用固定循環(huán) 指令進(jìn)行粗加工，再精加工，加工螺紋、花鍵、鍵槽，最后技術(shù)處理 到要求。走刀路線和對(duì)刀點(diǎn)選擇走刀路線包括切削加工軌跡，刀具運(yùn)動(dòng)到切削起始點(diǎn)、刀具切入、 切出并返回切削起始點(diǎn)或?qū)Φ饵c(diǎn)等非切削空行程軌跡。由于半精加工 和精加工的走刀路線是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的，所以確定走刀路線 主要在于規(guī)劃好粗加工與空行程的走刀路線。合理確定對(duì)刀點(diǎn)，對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工

6、零件上，但注意對(duì)刀點(diǎn) 必須是基準(zhǔn)位或己精加工過的部位，有時(shí)在第一道工序后對(duì)刀點(diǎn)被加 工毀壞，會(huì)導(dǎo)致第二道工序和之后的對(duì)刀點(diǎn)無從查找，因此在第一道 工序?qū)Φ稌r(shí)注意要在與定位基準(zhǔn)有相對(duì)固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一 個(gè)相對(duì)對(duì)刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對(duì)位置關(guān)系找回原對(duì)刀 點(diǎn)。這個(gè)相對(duì)對(duì)刀位置通常設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)或夾具上。零件定位基準(zhǔn)和裝夾方式為保證花鍵軸各圓柱面的同軸度和其他位置精度，半精車、精車 和磨削時(shí)應(yīng)該選擇基準(zhǔn)軸線為定位基準(zhǔn)(左右20基準(zhǔn)圓柱、花鍵 外徑33),軸兩端鉆中心孔，用兩頂尖裝夾。兩端中心孔相關(guān)尺寸 和位置精度以與粗糙度是影響加工精度的重要因素，因此工件在調(diào)質(zhì) 等熱處理后要安排修磨

7、中心孔的工序。(1) 粗基準(zhǔn)的選擇原則14 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)8.相互位置原則；b.余量最小原則；C.重要表面原則；d.不重復(fù) 使用原則；e.便于裝夾原則；（2）精基準(zhǔn)的選擇原則乩基準(zhǔn)重合原則；b.余量最小原則；c.自為基準(zhǔn)原則；d.互為基 準(zhǔn)原則；e.便于裝夾原則；總結(jié)：根據(jù)相關(guān)的技術(shù)要求，定位基準(zhǔn)確定如下：1）選擇精基準(zhǔn)：以兩中心孔為精基準(zhǔn)，采用兩頂裝夾定位，便 于位置精度的保證，為后續(xù)加工提供精基準(zhǔn)。2）選擇粗基準(zhǔn)：以外圓柱面為粗基準(zhǔn)。粗車時(shí)為了保證工件裝夾剛性，常采用一夾一頂?shù)难b夾方法，左 端采用三爪自定心卡盤夾緊、右端采用活動(dòng)頂尖支頂。裝夾圖夾外圓，粗車、半精車左端面，打中心孔3

8、2夾外圓，粗車、半精車右端面，打中心孔15 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)B3J粗車.半精車左端端外圓各段與倒角粗車、半精車左端端外圓各段與倒角車螺紋16 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)銃花鍵磨花鍵17 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)磨各軸段與外圓加工設(shè)備該類零件生產(chǎn)批量大，精度等級(jí)要求較高，選擇普通車床加工， 即可滿足零件尺寸精度要求，又可提高生產(chǎn)效率節(jié)省時(shí)間。(1) 機(jī)床的選擇：CA6140車床，M131W (萬能磨床)、X52K銃床。CA6140：是普通車床，C表示車床，A表示第一次重大改進(jìn)，6 表示落地與普通車床，1表示普通車床，40是機(jī)床主參數(shù)，回轉(zhuǎn)直徑 為400毫米。 M131W是萬能磨床，主要對(duì)花鍵槽，

9、中心孔，各軸段外圓進(jìn)行 研磨，加強(qiáng)其零件精度。 X52K；是小型立式銃車，X二銃車，5二立式，2二工作臺(tái)面200mm, K二改進(jìn)次數(shù)，X52K的工作臺(tái)而橫向移動(dòng)距離為30mm,縱向移動(dòng)距離 為200mm,垂直升降為200mm,電機(jī)功率為3或4kw,立銃頭可以轉(zhuǎn)18 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)角度為30或-30。，*52K可以銃平面，銃側(cè)面，銃溝槽等。（2）夾具選擇：車床專用夾具、銃床專用夾具、三爪卡盤、活動(dòng)頂 尖支頂、分度頭、V型塊。（3）刀具與刀位號(hào)選擇：粗車、半精車使用同一把90合金外圓車刀（硬質(zhì)合金YT15）, 安裝在刀架的1號(hào)刀位上，并定為基準(zhǔn)刀。車退刀槽使用兩把車槽刀, 一把主切削刃寬2

10、mm,另一把主切削刃寬1. 36mm,刀位點(diǎn)都取在左刀 尖。分別安裝在刀架的2、3號(hào)刀位上。車螺紋使用60外螺紋車刀, 刀尖角取為59 30，安裝在刀架的4號(hào)刀位上，用試切對(duì)刀法測(cè) 定各刀具的刀位偏差值，并在程序運(yùn)行前輸入數(shù)控系統(tǒng)。產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱花鍵軸零件圖號(hào)序號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀具半徑/mm備注8T0190外圓車刀1左端外 圓表面 的半精 加工9T0190外圓車刀1右端外 圓表面 的半精 加工8T02韌寬為21左端各19 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)的切槽刀退刀槽9T02韌寬為2的切槽刀1左端各退刀槽10T03螺紋車刀1車M24XI. 5的螺紋編制徐勝審核彭京城批準(zhǔn)彭京城共頁(yè)

11、第頁(yè)銃花鍵用矩形齒花滾刀。（4）量具選擇該零件屬于中批量生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用夾具，根據(jù)零 件表而的精度要求和形狀特點(diǎn)，參考有關(guān)資料選擇如下：外圓便面的 公差等級(jí)為IT7級(jí)，在粗車、半精車使用讀數(shù)值0.02測(cè)量范圍0 500游標(biāo)卡尺，在精車中因?yàn)榕枯^大，為提高測(cè)量效率，故采用專 用卡規(guī)測(cè)量。切削用量的確定1、粗車（1）選擇切削深度：?jiǎn)芜吙傆嗔繛?,粗車工序中曲二3留下3 給半精車，0.7給粗銃，0.3給磨。（2）選擇進(jìn)給量：考慮刀桿尺寸，工件直徑與一定的切削深度。 查表313可選取f二0. 6mm/ro（3）選擇切削速度：根據(jù)工件材料40Gr熱處理與選定切削深度 和進(jìn)給量，查表3-19

12、可取u=l. 48 （85m/min）o20 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)（4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n=1000v/3. 14*43=630r/min從表4. 3-1機(jī)床主軸箱牌上可查得實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速可取71 Or/min 故實(shí)際切削速度 v=3. 14dn/1000=3. 14*43*710/1000=1. 6m/s （95.8m/min）2、半精車（1）選擇切削深度：ap=lmmo（2）選擇進(jìn)給速度：根據(jù)工件材料與選定切削深度和進(jìn)給量查 表 319 可取 v=l. 7m/so（3）選定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n00*l. 7/3. 14*43 （43-6） =877. 9r/min3、粗銃鍵槽（1）定銃削深度

13、：由于加工余量不大，故可一次走刀完成，則 ae=ab=O. 7mm（2）每齒進(jìn)給量：af=O. 1mm（3）計(jì)算切削速度：根據(jù)表3-27選刀具耐用度t=7. 8*1000（4）選定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速N=1000v/3. 14*01000*81. 68/3. 14*1000二260根據(jù)機(jī)床說明書選255實(shí)際切削速度為：N=1000v/3. 14*41000*255/1000二80. 07m/min表1切削用量選擇21 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min)進(jìn) 給 “f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗車外圓3000.43.0半精車外圓4600. 150.4車螺紋300切槽4600. 1注：螺

14、紋M24X1.5車削時(shí)大徑去直徑為23. 8 (0-0. IP) mm, 總背吃刀量為0. 65P二(0. 65X 1. 5) mni=0. 95mm,分三次循環(huán)切削，第 一次被吃刀量取0. 475mm，第二次取0.3mm,第三次取0.2mm。工時(shí)定額計(jì)算1、粗車：計(jì)算切削工時(shí)：取切入長(zhǎng)度I=2mm切出長(zhǎng)度I2=2mm則切削工時(shí)：tm二2X72=2+2/710X0. 5=25s2、半精車計(jì)算切削工時(shí)：nf=76/900X0. 3=16. 8min3、粗銃花鍵計(jì)算基木工時(shí)；首先計(jì)算每分鐘進(jìn)給量fm=afzn=0. 1 X 6 X 25153mm/min根據(jù)機(jī)床說明書選fm=165m/min基本工

15、時(shí)：T 基二L/fm二72+8. 5+8. 5/165=0. 55min22 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)加工余量的確定與工序尺寸的計(jì)算總加工余量是毛坯尺寸和零件設(shè)計(jì)尺寸之差。加工總余量的大小 取決于加工過程中各個(gè)工序切除金屬厚度的總和。工序余量是每一工 序所切除的金屬厚度（即相鄰兩個(gè)工序尺寸之差）。其關(guān)系可用下式 表示：Hz=z1+z2+-+乙式中：乙一加工總余量；Z，工序余量；N機(jī)械加工工序數(shù)目。由于加工中不可避免地存在誤差，所以工序尺寸也有公差，這種 公差稱為工序公差。其公差大小等于本道工序尺寸與上道工序尺寸之 和。余量公差可表示為：Tz = 2|心一乙尬加=% +巧式中：工序余量公差；工序最

16、大余量；Zm in 匸序最小余量；幾一加工面在本道工序上的尺寸公差；加工面在上道工序上的尺寸公差。加工表而20 0.008工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸與公差23 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)磨0.4IT7 20 O.OO8半精車1.6IT9 20.4%粗車8IT1122知3毛坯31亍加工表而26爲(wèi)工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸與公差磨0.4IT726爲(wèi)半精車1.6IT9 26.4%粗車3ITU38汕毛坯31亍加工表而M24外圓工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸與公差半精車1.6IT1023.85爲(wèi)粗車3IT12025.452毛坯31亍，加工表而不九3工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸與公差磨0.4

17、IT625九324 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)半精車1.6IT1025.4爲(wèi)粗車4IT1227二毛坯3巴加工表面迅畑工序名稱工序余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸與公差磨0.4IT733汕半精車1.6IT9G33.41()32粗車4ITU35騫毛坯39亍零件加工工藝卡表2機(jī)械加工工藝卡機(jī)電工程系機(jī)械加工工藝卡零件名稱花鍵軸材料40Gr圖號(hào)生產(chǎn)類型大批量工序號(hào)匚序名稱工序類容工藝設(shè)備備注1鍛按長(zhǎng)170mm,各外圓確定加工余量25 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)模鍛2退火處理3車粗車、半精車兩端面鉆鉆中心孔4車（粗車、半精車）夾左端，半精車花鍵外徑到34mm,長(zhǎng)5mm至尺寸半精車外圓26. 4mm長(zhǎng)45mm至尺寸，退刀槽2

18、mm*23. 5mm半精車右端外圓20. 4mm長(zhǎng)14mm至尺寸，退刀槽2mm*18. 5mm工件調(diào)頭，夾右端車左端，螺紋倒角半精車外圓25. 4mm,長(zhǎng)18mm到尺寸,退刀槽2mm*23. 5mm半精車螺紋大徑24mm,長(zhǎng)25mm到尺寸，螺紋退刀槽2*623. 5mm半精車外圓20. 4mm長(zhǎng)14mm到尺寸，退刀槽2mm*18. 5mm5執(zhí)調(diào)質(zhì)處理6修研修研兩中心孔7車（精夾左端，精車右端各外圓與長(zhǎng)度26 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)車）尺寸到要求，車花鍵外圓到33. 4掉頭精車車左端各外圓到要求（螺紋外徑車至23. 8mm）采取“一夾一頂”裝夾工件，車螺紋（分三次循環(huán)切削）到要求8銃工件用頂尖裝

19、夾滾床、花鍵滾刀按零件加工要求滾銃花鍵（留足精磨余量）匚件用兩頂尖裝夾，加輔助支承X52K銃床、兩 頂尖、輔助支 承、鍵槽銃刀按零件加工要求銃鍵槽（留足精磨余量）9修研修研兩中心孔10磨工件兩頂尖裝夾（先夾左端）M131W （萬能磨床）、兩頂人、GB砂輪精磨花鍵外圓、花鍵齒到要求精磨左端20外圓以與各個(gè)臺(tái)階面到要求工件調(diào)頭用兩頂尖裝夾精磨右端20外圓以與各個(gè)臺(tái)階面到要求9執(zhí) /八、花鍵外面表而（齒面）熱處理，表面淬火、低溫回火到要求27 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)10鉗各處去毛刺、銳邊到耍求11檢最終檢驗(yàn)12入庫(kù)機(jī)械加工工序卡螺紋加工工序卡工廠數(shù)控加工工序R片產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱材料零件號(hào)花鍵軸

20、40Cr工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱夾具編號(hào)使用設(shè)備車間7三爪卡盤CA6140工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)進(jìn)給量/ (mm/r)被吃 刀量 /mm備注1裝夾28 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)r.fT-2車螺紋TENN2020-162000.4750. 30. 20. 095編制審核彭京城批準(zhǔn)彭京城共頁(yè)第頁(yè)花鍵加工工序卡銃花鍵機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱零件名稱花鍵軸共頁(yè)第頁(yè)車間工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)8銃花鍵毛坯種毛坯外形每毛坯可每臺(tái)件29 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)類尺寸制作數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)花鍵軸銃床1夾具編號(hào)夾具名稱切削液頂尖工位器具編

21、號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)（分）準(zhǔn)終單件工步號(hào)工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速切削 速 度進(jìn)給量切 削 深 度進(jìn)給次 數(shù)工步時(shí)間1裝夾工作頂尖8508500. 15222銃花鍵設(shè)計(jì)（日期）校對(duì)（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)（日期）會(huì)簽（日期）30 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)鍵槽加工工序銃鍵槽機(jī)械加工工序卡片丿J0$1y零件圖號(hào)零件名稱花鍵軸共頁(yè)第頁(yè)車間工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)8銃鍵槽毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制作每臺(tái)件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)花鍵軸銃床1夾具編號(hào)夾具名稱切削液頂尖工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)（分）準(zhǔn)終單件產(chǎn)品型號(hào)產(chǎn)品名稱31 / 34花鍵軸課程設(shè)計(jì)工步號(hào)工步內(nèi)容工藝裝備軸轉(zhuǎn)

22、速W削 速 度進(jìn)給量切削 深 度進(jìn)給 次 數(shù)工步時(shí)間1裝夾工作頂尖、專用夾具8508500. 15222銃鍵槽設(shè)計(jì)（日期）校對(duì)（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)（日期）會(huì)簽（日期）第三部分后序感想通過本次數(shù)控加工花鍵零件工藝課程設(shè)計(jì)，我受益匪淺，在這段 時(shí)間里，通過查閱資料，自己的知識(shí)而得到提高，同時(shí)也對(duì)前面學(xué)的 知識(shí)進(jìn)行了溫習(xí)。通過這次實(shí)訓(xùn)，它是對(duì)我兩年來所學(xué)課程與知識(shí)的 考察，也是對(duì)我所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固和提高，也讓我對(duì)所學(xué)專業(yè)有了 更進(jìn)一步的了解，為自己以后自己的工作方向樹立了目標(biāo)，為自己以 后的工作奠定基礎(chǔ)。數(shù)控加工，還記得當(dāng)年填報(bào)自愿時(shí)自己的迷茫，完全不理解這個(gè)專業(yè)的含義，只是憑著自己的感覺和家人的填報(bào)的，后來通過在老師的教學(xué)，自己