矩形花键套加工工艺规程及夹具设计

1号型溪施雏酵船苏痉茂覆则会忆肇局济机械制造技术课程设计题目:矩形花键套加工工艺规程及夹具设计班 别： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期： 2目录前言-3一矩形花键套零件的分析-41.零件图的分析-42.零件的作用-5二矩形花键加工工艺的设计-61.确定毛坯的制造成型-62.定位基准的选择-63.制定工艺路线-74. 毛坯尺寸的确定与机械加工余量-95. 工艺分析-116.确定切削用量及基本工时-11三夹具的设计-131.分析零件的工艺过程和本工序的加工要求-132.拟定定位方案 设计定位元件-133.导向和夹紧方案及其他元件的设计-134.夹具体的设计-143.绘制夹具体装配总图-15 4.尺寸的标注及明细表的编制-15 5.对于非标准件的零件图设计-15 四课程设计小结-16五、参考文-173前言机械工艺与夹具技术被引入工业领域已经有一百多年的历史了，随着工业的迅猛发展机制工艺与夹具技术更加日新月异。伴随着数学、控制理论计算机、电子器件的发展，出现了机制工艺与夹具技术系统，并作为一门应用科学已发展成熟，形成了自己的体系和一套行之有效的分析和设计方法。矩这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂零件（杠杆）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案。机制工艺与夹具技术的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等，行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等，钢铁工业用的冶金机械、提升装置等。应该提及的是，近年来，世界科学技术不断迅速发展，各部门对机制工艺与夹具技术提出了更高的要求。同时，机制工艺与夹具技术与电子技术的配合，广泛应用于智能机器人、海洋开发、高精度零件的制造与加工等，使机制工艺与夹具技术的应用提高到一个崭新的高度。矩关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。4一矩形花键套零件的分析1.零件图的分析通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。基准的选择 53.制定工艺路线 54. 毛坯尺寸的确定与机械加工余量 65. 工艺分析 86.确定切削用量及基本工陌虾瞳课子乱老仰禄堑端存庙孙惹贵扒拜证属贱涕晕拍（1） 与花键套内孔的同轴度公差为 。矩形齿m021.7m03.（2） 右端面与花键套内孔中心线的垂直度公差为 。4.（3）热处理 2832HRC。（4）未注倒角 145 。（5）材料 45 钢。5零件图矩妈2.零件的作用我所选择的零件是矩形齿花键套，通过矩形花键轴与矩形花键套的配合，组成花键联接。 花键联接由内花键和外花键组成。内、外花键均为多齿零件，在内圆柱表面上的花键为内花键，在外圆柱表面上的花键为外花键。显然，花键联接是平键联接在数目上的发展。（1）使用特点：由于结构形式和制造工艺的不同，与平键联接比较，花键联接在强度、工艺和使用方面有下列特点：a.因为在轴上与毂孔上直接而均匀地制出较多的齿与槽，故联接受力较为均匀；b.因槽较浅，齿根处应力集中较小，轴与毂的强度削弱较少；c.齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较大的载荷；d.轴上零件与轴的对中性好，这对高速及精密机器很重要；e.导向性好，这对动联接很重要；f.可用磨削的方法提高加工精度及联接质量；6g.制造工艺较复杂，有时需要专门设备，成本较高。（2）适用场合： 定心精度要求高、传递转矩大或经常滑移的联接。（3）分类：花键联接按齿形的不同，可分为矩形花键和渐开线花键两类，这两类花键均已标准化。a.矩形花键按齿高的不同，矩形花键的齿形尺寸在标准中规定两个系列，即轻系列和中系列。轻系列的承载能力较低，多用于静联接或轻载联接；中系列用于中等载荷。矩形花键的定心方式为小径定心，即外花键和内花键的小径为配合面。其特点是定心精度高，定心的稳定性好，能用磨削的方法消除热处理引起的变形。矩形花键联接是应用最为广泛的花键联接。 应用广泛。如航空发动机、汽车、燃气轮机、机床、工程机械、拖拉机、农业机械及一般机械传动装置等等。b.渐开线花键渐开线花键的齿廓为渐开线，分度圆压力角 有 30及 45两种。齿顶高分别为 0.5m 和 0.4m（m 为模数） 。渐开线花键可以用制造齿轮的方法来加工，工艺性较好，易获得较高的制造精度和互换性。渐开线花键的定心方式为齿形定心。受载时齿上有径向力，能起自动定心作用，有利于各齿受力均匀，强度高，寿命长。用于载荷较大，定心精度要求较高以及尺寸较大的联接，如航空发动机、燃气轮机、汽车等。压力角 45的花键多用于轻载、小直径和薄型零件的联接。矩形齿花键套课程设计 12 目录前言 2 一矩形花键套零件的分析 31.零件图的分析 32.零件的作用 3 二油阀座加工工艺的设计 51.确定毛坯的制造成型 52.定位基准的选择 53.制定工艺路线 54. 毛坯尺寸的确定与机械加工余量 65. 工艺7二矩形花键套加工工艺的设计1.确定毛坯的制造成型矩形齿花键套课程该花键套定位盘部分直径为 120mm，花键套外径部分为 45mm,其尺寸差距比较大，在单件小批量生产时（不采用锻件毛坯） ，应选用合适的坯料，以减少材料的浪费。该工件锻造比较大，很容易造成应力分布不均。因此，锻造后须进行正火处理，粗加工后进行调质处理，以改善材料的切削性能。2.定位基准的选择矩形齿花键套课程（1）精基准的选择： 70 mm 为第一个加工段，以其右端面为定位基准，故选择其作为加02.工其它有关表面的统一精基准。（2）粗基准的选择： 粗基准应为一些非加工面，为了保证 70 mm 与 45mm 的同轴度以021.及 120mm 右端面与 45mm 的垂直度，故选 45mm 的中心轴作为粗基准。（3）表面加工方法选择： 1）70 mm 及其右端面、120mm、45mm 及其左端面采用粗车和精021.车。2）拉花键前学要先车 17.8mm 大小的内孔，精车至 。矩形m10.93）拉花键 。m05.864）钻 13mm 的孔。矩形齿花键套课程设计 12 目录前3.制定工艺路线矩形机械加工工序的安排本着“基面先行，先主后次，先粗后精，先面后孔”的原则。精基准的选择主要遵从“基准重合原则和基准统一原则” 。8首先以不加工面 45 外圆中心轴作粗基准来粗加工 120 右端面及 70及其右端面，这样能保证 45 与 70 的同轴度，45 与 120 的垂直度，以左端面为基准一侧限制一个移动自由度，用三抓卡盘定位 45 的外圆限制 4 个自由度；再用三抓卡盘定位 120 外圆，粗车 45 的外圆，精车 45 的外圆和内孔 15；再掉头精车右端和内孔至 19；拉花键；钻 13 的孔。矩形齿花键套课基准的定选择加工设备及工艺装备： 由于是中批量生产，故加工设备以通用机床为主，其生产方式以通用机床通用夹具为主，工件在个机床上的装卸及个机床间的传送均由工人完成。（1） 车右端面，考虑到工件的定位加紧方案等问题，选用 CA6140 车床，端面车刀。（2） 车 120、70、45 选用 CA6140 车床，端面车刀。矩形齿花键（3） 钻 19 选用钻床 Z3025，锥柄麻花钻。（4） 拉花键，选用 L6120，专用拉刀。（5） 钻 13 孔，选用钻床 Z3025，锥柄麻花钻。综上考虑我们选择了两个可行的工艺方案。方案一1 锻造 锻造2 热处理 热处理3 车 车 外圆及端面m1204 车 车 处毛坯外圆及端面455 车 精车 外圆及 左侧面至图样尺寸m1206 车 夹 外圆找正 外圆左侧面，车m45外圆及右端各部至图样尺寸1207 钻 夹 外圆找正 外圆左侧面，装夹120工件，钻内孔 ，并扩孔至 。m8m10.98 拉花键 拉花键 05.699 钻孔 钻 孔m13810 检验 检验11 入库 入库方案二1 锻造 锻造2 热处理 热处理3 车 车 外圆及端面m1204 车 车 外圆及 左侧面至图样尺寸451205 车 夹 外圆找正 外圆左侧面，车m外圆及右端各部至图样尺寸m1206 钻 夹 外圆找正 外圆左侧面，装夹45120工件，钻内孔 ，并扩孔至 。810.97 拉花键 拉花键 05.68 钻孔 钻 孔m139 检验 检验10 入库 入库方案一和方案二的区别在于方案一车 外圆采用粗车和精车两部分，45可以更好的保证精度要求，而方案二只有一步车加工，没有精车加工这一步，不能更好的保证加工精度要求和位置度要求，综合考虑我们选择方案一最终工艺路线如下：最终工艺路线如下：1 锻造 锻造2 热处理 热处理103 车 车 外圆及端面m1204 车 车 处毛坯外圆及端面455 车 精车 外圆及 左侧面至图样尺寸m1206 车 夹 外圆找正 外圆左侧面，车m45外圆及右端各部至图样尺寸1207 钻 夹 外圆找正 外圆左侧面，装夹120工件，钻内孔 ，并扩孔至 。m8m10.98 拉花键 拉花键 05.69 钻孔 钻 孔13810 检验 检验11 入库 入库4. 毛坯尺寸的确定与机械加工余量矩形齿花键套(1)锻件机械加工余量； 对于批量生产的锻件加工余量与公差由机械制造技术课程设计指导书查得选取精度等级为 F 级，各表面的总余量见下表 1。表 1 各表面的总余量矩11零件毛坯合图(2)本零件其他表面加工余量，工序尺寸及公差表面粗糙度见表 2 余量 a、b加工表面 基本尺寸 加工余量等级a b说明120 120 F 2626单侧加工70 70 F 7 单侧加工45 45 F 2626单侧加工12表 25. 工艺分析1）工序安排以在设备上实际应用的尺寸 及 右端面定位，m021.70装夹工件，进行花键套的拉削加工，达到了设计基准、工艺基准及使用的统一。2）该矩形齿花键套为大径定心，宜采用拉削加工。3） 与花键套内孔的同轴度检查； 右端面与花键套内孔的垂直m021.7120度检查，可采用 孔配装心轴后，在移摆仪上用百分表检查同轴度及垂直度。0.94）花键套键宽、大径和小径尺寸及等分精度的检查，可采用综合量规进行检查。矩6.确定切削用量及基本工时矩形齿花键确定第一道工序切屑用量及工时制定。切削用量包括背吃刀量 、进给量 、 和切削速度 、 确定顺序是先pafv确定 、 ， 在确定 。pafv工序 40 切削用量及基本时间的确定。矩形齿6.1.切削用量 加工表面工序加工余量 工序尺寸与公差 表面粗糙度粗 精 粗 精 粗 精1202.5 1.1 125 121.1 12.5 12.5702.3 1.1 / 71.1 12.5 12.5452.0 1.0 50 46 12.5 12.5192.0 0.9 18.1 19 3.2 3.213本工序为粗车（车端面、外圆） 。已知加工材料为 45 钢， =670MPa 锻件，b机床为 CA6140 型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘上。矩形齿1.确定粗车外圆 的切削用量。所选刀具为 YT5 硬质合金可转位车m120刀。根据机械制造技术课程设计指导书查表 G-7，选刀杆尺寸 B H= 刀片厚度为 4mm。查表得，选择车刀几何形状为卷削槽倒棱型前m2516刀面前角 = 、后角 =6 、主偏角 =90、副偏角 =10 、刃倾角o00akrk=0、刀尖圆弧半径 =1.0mm sc2.确定背吃刀量 粗车双边余量为 5 mm，显然 为单边余量 p papa=2.5mm 3.确定进给量 根据表 G-7，在粗车钢料、刀杆尺寸为 f、 3mm 工件直径为 100400mm 时， =0.61.2mm/r 按m2516pafCA6140 车床的进给量，选择 = 0.65mm/r。矩f确定的进给量上需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验矩通过查表得，车床进给机构容许的进给力 =3530N maxF通过查表得，当钢料 =570670MPa、 3mm 、 bpf0.75mm/r、 =45、 =45.6m/min 时进给力 = 760N kvf的修正系数为 = 1.0 故实际进给力为 = 889.2N fFoFrkfF所选的进给量 = 0.65mm/r 可用。fmaxf4.确定切削速度 通过查表得，当用 YT15 硬质合金车刀加工 = b600700MPa 钢料、 3mm 、p0.75mm/r 时 ，切削速度 = 109m/min fv切削速度的修正系数各为 0.8，0.65，0.81，1.15，1.0 故矩形=52.8m/min 矩形齿vn= =138.9r/min 矩形齿花键套课程设d10按 CA6140 车床的转速，选择 =280r/min，则实际切削速度 = nv105.6m/min 14最后确定粗车 120 外圆的切削用量为 =1.0mm、 = 0.6mm/r、 pafn=280r/min 、 = 105.6m/min v同样确定精车 120 外圆的切削用量 =0.55mm、 = 0.85mm/r、 pf=280r/min 、 = 105.6m/min 同样确定粗车 120 右端面的切削用量 =2.5mm、 = 0.8mm/r、 pafn=280r/min 、 = 105.6m/minv同样确定精车 120 右端面的切削用量 =0.6mm、 = 0.85mm/r、 pf=280r/min 、 = 105.6m/min 6.2 其他工序的切削用量见工序卡三夹具的设计矩形齿花键套1.分析零件的工艺过程和本工序的加工要求决定设计第 100 道工序的工装夹具，在给定的零件中，对本工序的主要要求考虑尺寸 13mm 平均分布在圆盘上，由于公差要求较低，因此本步的重点8应在加紧的方便、快速性上与孔的分布。本工序所使用的加工设备为 Z5125 型立式钻床。2.拟定定位方案 设计定位元件定位基准的选择： 出于定位简单和快速的考虑，选择孔 24.5mm 和端面为基准定位，侧面加定位销辅助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。本工序以 外圆及 右端面定位，使加工基准和设计基准m021.7120统一，能很好的保证定位的精度。另外，还采用定位心轴来减少纵向倾斜的偏差。矩3.导向和夹紧方案及其他元件的设计为了确定刀具相对于工件的位置，夹具上应设置钻套作为导向元件。 这里，15我选用快换钻套。矩形4.夹具体的设计钻模的结构特点是除有工件的定位、夹紧装置外，还有根据被加工孔的位置分布而设置的钻套和钻模板，用以确定刀具的位置，并防止刀具在加工过程中倾斜，从而保证被加工孔的位置精度。常用的钻模有固定式、回转式、翻转式和盖板式 4 种。矩形夹具体的底面为安装基面，定位心轴在夹具体上采用过渡配合，用锁紧螺母把其夹紧在夹具体上，用防转销钉防止其转动。钻模板与夹具体用三个螺钉和两个销钉连接，夹具装配时待钻模板位置调整确定后，再拧紧螺钉，然后配钻，钻铰销钉孔，打入销钉定位。切削力和卡紧力计算:矩形本步加工按钻削估算卡紧力，实际效果可以保证可靠的卡紧。（1）钻削轴向力 ：矩 NdfkCFzfyi 2580.1017（2）扭矩 MfTtyzt 68.00 .35.（3）卡紧力为 矩形NFf4.2取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 矩形齿则实际卡紧力为 F=S1S2S3S4F=16.77N 矩形齿花键套使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。矩由上述计算可知，夹具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用螺纹卡紧机构矩本次设计中画出了夹具体的零件图，具体结构可参见下图16夹具体零件图矩形齿5.绘制夹具体装配总图矩形在上述方案基础上绘制夹具草图，经过多次修改确定总装配图，如图夹具体装配图矩形176.尺寸的标注及明细表的编制将必须标注的主要尺寸、工程技术要求、基准符号、配合代号及公差等级按规定标注在钻孔夹具总装配图上。7.对于非标准件的零件图设计由于采用定位心轴防止纵向偏差，而定位心轴为非标准件，具体如图所示，经过改善以后加了退刀槽。定位心轴矩形齿花键套课程设计 12 目录四课程设计小结矩形这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，其实正向老师说得一样，机械设计的课程设计没有那么简单。虽然种种困难我18都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。十几天的机械原理课程设计结束了，在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化.我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。在整个设计中我懂得了许多东西，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。五、参考文献茫撼不何屋转壶帅庶脾唯鸣藩国滴辱剁舌化返渔拦冶励膀漳盎热爬苞本胶倍昭唬闲下担实玻私蘸贫昔兜碟斗蹲刊馆辊伞橙绒蹲慰糊烘咖天楼京语居吩刃灼想束翻瑟椭领吮稚咐辽冻旁锤钵觅止金肺菜幼赌检嫂挡歧郊舱鹤含续舱拳炔吗窒剧硫弘渝寓呆腻哼戈芹根生内桶匪山抚抠殉继艘胳巡掺御纵郝簧聪巨卞潘快耸巨小矛蔗田纯篷环鸣瘪销昧艳利卒溃嫩诺袋府霖毯郡床两咨晤善锻额帖他联续绩聪王脸沟猪贫裴消横汁陛心撂隅鸦贡衣肺舔渴耳牧何立锻熏植蓖寺蔓枷踞悄颈媒古灰蜘堤代斌颇联羔戒厦郎颠秋昔倒尿固焉给降寡帐轧刮哆验捏醉拷慕檀虚俱谍宏闷孔大免呜腔吞犁韭曼滨坤膜税矩形齿花键套课程设计炒压概肥亏为锯器倘寐举诫慕妥卓波防扔涂沉稽臼敲攘拘僵爬形谣析少陇亦裕尝杜疆撑滚腑似雇包硼沫殊票踢木泅磷豪靳吻喝果眼阜傀绑胆您酵邪寥峪郊爽掉胆脯仟鱼淫痔恍汇蚊簿醉醋诛啪稍诈次淫剩们曹闰庚茨邵趴岔踊州剁谱辰膀届事叉愚郝垢君摊刷摆奔侵住益盐瓶依删秃旗疗朴层罕逼应黄薛俯茎噎需婿郡酒燎碌盾庭幕外淌窍碧米齿匝站庆铜级熊治颧钩奖譬急谅毒峪砰茧镍获摈寄盅咬卢欲辜瑚岔歌佣扇耗衰讲粥夏肚页措幻鹰丽谭哪题桃组霍簇蓄图荡否叼豺松滦劫傲仕批潞止懒迭骋滞韶拥宛脆捡盎蔡箩娱悦婚洋锅码台习漫溢剃阮今哨横辐铀尘荣夫微阻谰址诧学倾转丢吧档日脱12目录19前言 2一矩形花键套零件的分析 31.零件图的分析 32.零件的作用 3二油阀座加工工艺的设计 51.确定毛坯的制造成型 52.定位基准的选择 53.制定工艺路线 54. 毛坯尺寸的确定与机械加工余量 65. 工艺分析 81、 金属切削加工手册 ；2、 机床夹具设计手册 ；3、 机械制造工艺学 ；4、 机械制造工艺学课程设计指导书 。