2821 花鍵傳動(dòng)軸零件設(shè)計(jì),花鍵,傳動(dòng)軸,零件,設(shè)計(jì) 制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì) “花鍵傳動(dòng)軸”零件的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目: 設(shè)計(jì)工藝規(guī)則及工藝裝備內(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)……………… （12）四 設(shè)計(jì)心得……………… （13）五 參考文獻(xiàn)……………… （14）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。1.工藝路線方案一工序一 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 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 255—302HB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 255—302HB，毛坯質(zhì)量為6.37ｋｇ。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、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（φ32 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 2.2～2.5，取 φ20，φ50 端面長度余量均為 2.5（均為雙邊加工）車削加工余量為： 粗車 1.5mm半精車 1mm3. 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，σ b =0.6GPa《機(jī)械工程材料》表 5—6 ，255—3 02HB，型鋼。機(jī)床：CR6150《工藝手冊(cè)》表 7—4刀具：W18Cr4V 高速鋼 ，牌號(hào) W18，硬度 63—66HRC，Ａ型機(jī)夾切斷車刀：ｈ=20ｍｍ，ｂ=22ｍｍ，Ｌ=125ｍｍ。2. 切削用量1）切削深度 因?yàn)槭乔袛?，所?ap = 36ｍｍ。 《工藝手冊(cè)》表 11—292）進(jìn)給量 ｆ=0.20ｍｍ/ｒ《工藝手冊(cè)》表 11—293）查后刀面最大磨損及壽命查《工藝手冊(cè)》表 11—25，后刀面最大磨損為 0.4—0.6ｍｍ。壽命 T=60ｍｉｎ。4）計(jì)算切削速度由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 8·4—8，(以下稱《工藝手冊(cè) 2》)得，vcxympCVTaf?算得 =70ｍ/ｍｉｎ。 c5）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=319ｒ/ｍｉｎ。 按機(jī)床說明書(見《工藝手冊(cè)》表 4.2),10cswVnd??與 319ｒ/ｍｉｎ相近 的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 360ｒ/ｍｉｎ,故選擇 360ｒ/ｍｉｎ的轉(zhuǎn)速. Vf=ｆｎ =0.20×360=72ｍｍ/ｍｉｎ. 所以實(shí)際切削速度為ｖ=79ｍ/ｍｉｎ.6) 計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=36/72=0.5ｍｉｎ.工序二 粗車端面，鉆中心孔1. 加工條件工件材料：40MnB，σ b =0.6GPa《機(jī)械工程材料》表 5—6 ，24—38HRC，型鋼。加工要求：粗車 M24×1.5—8ｇ端面，鉆中心孔。機(jī)床：CR6150《工藝手冊(cè)》表 7—4刀具：ＷＣ+Ｔｉ+Ｃ。硬質(zhì)合金鋼車刀，牌號(hào) YT15，硬度 78HRC， 《工藝手冊(cè)》表 10—3。45°端面銑刀尺寸；Ｌ=140ｍｍ，ｈ=25ｍｍ，ｂ=16ｍｍ。 《工藝手冊(cè)》表 10—99。2. 切削用量1）切削深度： a p= 3ｍｍ 《工藝手冊(cè)》表 11—26。2）進(jìn)給量 ：ｆ=0.25ｍｍ/ｒ 《工藝手冊(cè)》表 11—26。3）查后刀面最大磨損及壽命查《工藝手冊(cè)》表 11—25，后刀面最大磨損為 1.0—1.4ｍｍ。壽命T=60ｍｉｎ。4）計(jì)算切削速度 由《工藝手冊(cè) 2》表 8·4—8，得， =138 ｍ/ｍｉｎ.vcxympCVTaf?5）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=628ｒ/ｍｉｎ。按機(jī)床說明書(見《工藝手冊(cè)》表 4.2),10cswnd??與 628ｒ/ｍｉｎ相近 的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 600ｒ/ｍｉｎ. ,故選擇600ｒ/ｍｉｎ的機(jī)床.所以實(shí)際切削速度為ｖ=120ｍ/ｍｉｎ.Vf=ｆｎ=0.25×600=150ｍｍ/ｍｉｎ。6) 計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=36/150=0.24ｍｉｎ查《工藝手冊(cè)》表 10—180，選用帶護(hù)錐中心鉆（B 型）ｄ=2.50ｍｍ，材料為高速鋼。主軸轉(zhuǎn)速ｎ=628ｒ/ｍｉｎ，切削深度=10ｍｍ。工序四 粗車1．加工條件工件材料：40MnB，σ b =0.6GPa《機(jī)械工程材料》表 5—6 ，24—38HRC，型鋼。加工要求：粗車外圓各部。機(jī)床：CR6150《工藝手冊(cè)》表 7—4。刀具：ＷＣ+Ｔｉ+Ｃ。硬質(zhì)合金鋼車刀，牌號(hào) YT15，硬度78HRC， 《工藝手冊(cè)》表 10—3。95°外圓車刀，Ｌ=140ｍｍ，ｈ=25ｍｍ，ｂ=16ｍｍ。 《工藝手冊(cè)》表 10—100。2. 切削用量1）切削深度： a p= 3ｍｍ 《工藝手冊(cè)》表 11—26。2）進(jìn)給量 ：ｆ=0.75ｍｍ/ｒ 《工藝手冊(cè)》表 11—26。3）查后刀面最大磨損及壽命查《工藝手冊(cè)》表 11—25，后刀面最大磨損為 1.0—1.4ｍｍ。壽命T=60ｍｉｎ。4）計(jì)算切削速度由《工藝手冊(cè) 2》表 8·4—8，得， =123ｍ/ｍｉｎ。vcxympCVTaf?5）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=612ｒ/ｍｉｎ。根據(jù)機(jī)床選?。?=600ｒ/ｍｉｎ。10cswnd??Vf=ｆｎ=0.75×600=450ｍｍ/ｍｉｎ。所以實(shí)際切削速度為ｖ=120ｍ/ｍｉｎ。粗車不同軸處的切削速度：V c2 =∏ｄｎ/1000=90ｍ/ｍｉｎ。Vc3=∏ ｄｎ /1000=87ｍ/ｍｉｎ。 V c4=∏ｄｎ/1000=69 ｍ/ｍｉｎ。Vc5=∏ ｄｎ /1000=60ｍ/ｍｉｎ。 V c6=∏ｄｎ/1000=49ｍ/ｍｉｎ。6) 計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=260/450=0.577ｍｉｎ。工序六 精車1．加工條件工件材料：40MnB，σ b =0.6GPa《機(jī)械工程材料》表 5—6 ，24—38HRC，型鋼。加工要求：精車各部尺寸，留磨削余量 0.4ｍｍ，各處倒角 C1，粗、精車螺紋機(jī)床：CR6150《工藝手冊(cè)》表 7—4。刀具：ＷＣ+Ｔｉ+Ｃ。硬質(zhì)合金鋼車刀，牌號(hào) YT15，硬度78HRC， 《工藝手冊(cè)》表 10—3。95°外圓車刀，Ｌ=140ｍｍ，ｈ=25ｍｍ，ｂ=16ｍｍ。 《工藝手冊(cè)》表 10—100。2. 切削用量1）切削深度： a p=1.6ｍｍ， 《工藝手冊(cè)》表 11—27。2）進(jìn)給量 ：ｆ=0.14 ， 《工藝手冊(cè)》表 11—27。3）查后刀面最大磨損及壽命查《工藝手冊(cè)》表 11—25，后刀面最大磨損為 0.4—0.6ｍｍ。壽命T=60ｍｉｎ4）計(jì)算切削速度由《工藝手冊(cè) 2》表 8·4—8，得， =198ｍ/ｍｉｎ。vcxympCVTaf?5）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速=955ｒ/ｍｉｎ 根據(jù)機(jī)床選?。?900ｒ/ｍｉｎ10cswnd??Vf=ｆｎ=0.14×900=126ｍｍ/ｍｉｎ。所以實(shí)際切削速度為ｖ=176ｍ/ｍｉｎ。精車不同軸處的切削速度： =131ｍ/ｍｉｎ 2cV10dn??3cV=125ｍ/ｍｉｎ10dn??=100ｍ/ｍｉｎ =86ｍ/ｍｉｎ 4cV5c 6c=68ｍ /ｍｉｎ6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝ =2ｍｉｎfLV工序七 磨削1．加工條件工件材料：40MnB，σ b =0.6GPa《機(jī)械工程材料》表 5—6 ，24—38HRC，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 0.16ｕｍ， 《工藝手冊(cè)》表 7—117。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WA46KV6P20×4×6 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為 ，#46硬度為中軟 1 級(jí)，陶瓷結(jié)劑， Ｄ=35ｍｍ，Ｈ=10ｍｍ，ｄ=6ｍｍ。 《工藝手冊(cè)》表 10—2812. 切削用量 根據(jù)《工藝手冊(cè)》表 11—172 查得， =0.0222ｍｍ/ ｓｔ 工件pa縱向進(jìn)給量 =0.5ｍｍ/ｒ， 砂輪速度 =20ｍ/ｍｉ，轉(zhuǎn)速af V砂=1050ｒ/ｍｉｎ.n砂3、切削工時(shí)當(dāng)加工 1 個(gè)表面時(shí) （見《工藝手冊(cè)》120barLZKtvf?表 6.2-8）式中 ——加工面積——單面加工余量 0.2bZ——系數(shù) 1.10K——工作臺(tái)移動(dòng)速度v——工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)af給量——工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)rf給量0.822min1t?工序八 銑花鍵1． 加工條件工件材料：40MnB，σ b =0.6GPa《機(jī)械工程材料》表 5—6 ，24—38HRC，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 255—302HB 時(shí)，取 Kmv=1.27，最后確定 V=V1， Kmv=45×1.27=57.15m/min.確定銑床主軸轉(zhuǎn)速 NN=100V/∏D=1000×57.15/ ∏×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=∏×100×190/1000=59.69r/min確定每分鐘進(jìn)給量 VfVf=Af×Z×N‘=0.04×18×190=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 Pm≤η×Pe,則1.1≤0.85×7.51.1＜6.375所以滿足要求計(jì)算縱向工作臺(tái)的工作行程長度： L=l+L1+L2花鍵長度 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=424×10/118=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： 0.860.86.72fpzpFCafDBzK??算得 =25.71NfF注： F——銑削力（N） ；——在高速鋼（Ｗ18 4V）銑刀銑削時(shí)，考慮工件材料及pCr銑刀類型的系數(shù)；——銑削深度（ｍｍ） ，指銑刀刀齒切入和切出工件過程中，pa接觸弧在垂直走刀方向平面中測(cè)得的投影長度； ——每齒進(jìn)給量（ｍｍ） ；zf——銑刀直徑（ｍｍ） ；D——銑削寬度（ｍｍ） （指平行于銑刀軸線方向測(cè)得的切削B層尺寸） ；——銑刀的齒數(shù)；z——用高速鋼（Ｗ18 4V）銑刀銑削時(shí)，考慮工件材料機(jī)械性能不pKrC同的修正系數(shù)。 切削扭矩的確定： = 20.8.34pMDfK?=21.7N·ｍ20.80.341?夾緊力的確定：防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)： =12sinKWR????=1.30（N ）22.801.7535??=34sin2fKFW????22.805.714.5()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。