3891-花键轴加工工艺及编程设计说明书

花键轴的工艺设计与编程姓名：班级：专业：机械制造与设计教学系：机电系指导老师：目录摘要第1章前言-------------------------------------------------------第2章花键轴的结构工艺性分析-------------------------------------2.1零件的作用----------------------------------------------------2.2零件的结构特点分析--------------------------------------------2.3零件的主要加工表面-------------------------------------72.4零件加工工艺分析-----------------------------------------------第3章工艺规程设计------------------------------------------------3.1零件毛坯的选择及制造形式的确定3.2定位基准的选择3.2.1粗基准的选择3.2.2精基准的选择3.3制定工艺路线3.3.1工艺路线3.3.2确定各表面的加工方案3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定3.5加工机床、刀具的选择3.5.1机床的选择3.5.2刀具的选择3.6确定切削用量及基本工时第4章零件的编程-------------------------------------------------第5章结束语-------------------------------------------------------参考文献-----------------------------------------------------------附录1、花键轴的零件图2、花键轴的毛坯图3、花键轴的工艺过程卡片4、花键轴的加工工序卡摘要本文首先对花键轴的零件进行分析，通过对花键轴进行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，与指导老协商后，觉得用编程比较合适。在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了花键轴的机械加工工艺规程与编程设计。整个设计的指导思想“简便、高效、经济”。力求生产处符合要求的产品。关键词：工艺编程花键轴数控机床第1章前言本文首先对花键轴的零件进行分析，通过对花键轴进行的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，与指导老协商后，觉得用编程比较合适。在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了花键轴的机械加工工艺规程与编程设计。整个设计的指导思想“简便、高效、经济”。力求生产处符合要求的产品。第2章花键轴的结构工艺性分析2.1零件的作用轴是由轴颈支承在机器的支架或箱体上，实现运动和动力的传递。主要用于支承齿轮、带轮等传动零件及传动运动和扭矩，其结构组成中具有许多外圆、退刀槽、和键槽等。轴是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件。花键轴的零件图2.2零件的结构特点分析轴类零件按其结构特点可分为简单轴、阶梯轴、空心轴和异形轴4大类。2.3零件的主要技术要求（1）尺寸精度和形状精度（2）位置精度（3）表面粗糙度2.4零件加工工艺性分析该零件属于轴类零件，它的主要表面需要加工，主要表面的精度等级和表面粗糙度如下：（1）、、三个外圆表面粗糙度均为15.02.040021.0030008.0005.020，精度等级为。mRa2.38IT（2）外圆表面粗糙度为，精度等级为。0016.045mRa8.07IT（3）内孔表面粗糙度为，精度等级为。13.0028mRa3.610IT第3章工艺规程设计机械加工工艺规程是指在一定的加工条件下，确定一种较为合理的加工工艺，并将它以表格形式的技术文件呈现来指导生产的一类文件，同时也是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序是由安装、工位、工步及走刀组成。生产过程就是指将原材料转变为成品的全过程。包括原材料的运输、保管和准备、产品技术、生产准备、毛坯制造、零件的机械加工和材料热处理，部件和产品的装配、检验与调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等等。3.1零件毛坯的选择及制造形式的确定毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺步骤，而且也与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。正确选择合适的毛坯，对零件的加工质量材料消耗和加工工时都有很大的影响。如果当毛坯的尺寸与零件图尺寸相近时，则就提高了工作效率，但是毛坯制造的成本就越高，所以选择合适的毛坯需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺人员密切配合，合理地确定毛坯的种类、结构形状，并绘出毛坯图。花键轴的毛坯图由于花键轴的零件结构比较简单，所以此次采用锻件的毛坯。花键轴在工作中承受传递的作用，要求具有很高的强度。因此，该花键轴采用40Cr。3.2定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准的选择是否正确关系到零件加工的好坏，甚至有可能导致所加工零件大量损坏，导致生产加工无法继续，将严重损害企业利益。定位基准的正确选择还可以保证加工质量，提高生产效率。定位基准有粗基准和精基准之分。在工件加工的第一道工序中，只能用毛坯上未曾加工过的表面作为定位基准，则该表面称为粗基准。在以后的加工工序中，则使用加工过的表面作为定位基准，则该表面称为精基准。3.2.1粗基准的选择粗基准选择时，应重点考虑两个问题：一是保证主要加工面有足够而均匀的加工余量和各待加工表面有足够的加工余量；二是保证加工面与不加工面之间的位置精度。其选择原则为：1）为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准2）合理分配个加工面的加工余量a、为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准。b、为了保证重要加工表面的加工余量均匀，应选重要加工面为粗基准。c、粗基准的选择应使工件上各加工表面总的金属切除量最小。3）粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上通常只使用一次4）选作粗基准的表面应光洁，要避开锻造、飞边和铸造浇冒口、分型面、毛刺等缺陷，以保证定位准确，加紧可靠。当使用夹具装夹时，选择的粗基准面最好使夹具结构简单，操作方便。综上所述，在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，所以对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。先以外圆作为粗基准，加工两个端面，钻中心孔，粗车5个外圆台阶面。3.2.2精基准的选择精基准的选择，重点是考虑如何减小工件的定位误差，保证工件的加工精度，同时也要考虑工件的装夹方便可靠，夹具结构简单，使零件的制造较为经济、容易。其选择原则为：1）基准重合原则以设计基准作为定位基准。2）基准统一原则加工过程中采用统一的定位基准，这样做可以简化工艺规程的制定工作，减小夹具设计，制造量和成本，缩短生产准备周期。由于减少了基准转换，便于保证各加工表面的相互位置精度。基准重合和基准统一原则是选择精基准的两个重要原则。但有时两者相互矛盾，必须处理好。当遇有尺寸精度较高的表面时，应以基准重合为主，以免给加工带来困难，这时不宜做到基准统一原则，除此之外，均应考虑基准统一原则。3）自为基准原则当加工余量小而均匀时选择加工表面本身作为定位基准4）互为基准原则用于两个有相互位置要求的表面，采用反复加工，相互作为基准。3.3制定工艺路线制订工艺路线的目的应该是使零件的几何形状、位置精度、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定是大批生产的条件下，我们可以考虑采用万能性的机床并配备有专用夹具，尽量使工序集中以提高生产率。但是除此以外，还应当考虑到经济效果，最大可能的使生产成本下降。根据先面后孔、先主后次和先粗后精的基本原则，将外圆表面先加工来作为基准面，按基准面画出各主要加工部位的中心线，然后车左端主轴的各端面，铣各槽，钻孔、划线等次要表面放在最后来加工。因为该零件工序安排较为清晰明确，所以无需安排两种不同的工序进行分析与比较。由于考虑到该零件本身的加工精度要求比较高，需要进行精加工才能够满足其要求，所以相对来说工序步骤也就多一些。3.3.1工艺路线工序1粗车外圆处至mm008.0005.020mm25粗车外圆处至mm0021.030mm35粗车外圆处至mm1.02.040mm45粗车外圆处至mm0016.045mm50粗车内孔处至，长度mm12.0008.28mm25mm50工序2220-270HB工序3右端平面车出车外圆长、、2.40mm28mmmm15.02.040mm03.002.45车槽，保持尺寸，外圆倒角025.014.005.377.1mm25.010.0125.1C车孔，扩孔，孔口倒角mm13.002816325.2C孔底钻中心孔A2车左端平面，控制尺寸260，研磨左端中心孔夹外圆，顶左端，中间车至尺寸，2.40mm30mm2R至尺寸放余量，长mm0021.030mm3.0mm40放余量，外圆倒角C1.5mm008.0005.020mm3.0工序4软氮化工序5以外圆定位，插内花键mm03.002.45插去—齿工序6铣半圆键55.2R以内花键定位，铣平键槽15.005.062.00036.00253010以内花键定位，校正左端面，钻孔3012.005槽口，孔口去毛刺工序7磨外圆、、、mm008.0005.020mm0021.030mm011.0005.040，涂油保护mm0016.045工序8按图纸要求，检验零件工序9包装入库3.3.2确定各表面的加工方案花键轴的加工面有外圆、内孔、端面、槽及小孔等，材料为50圆钢40Cr。以公差等级和表面粗糙度要求，查阅工艺手册中零件表面加工方法、加工经济精度与表面粗糙度相关内容，其加工方法选择如下：1.端面的加工零件右端面没有粗糙度要求，粗车就可达到要求。2.外圆的加工外圆、和。表面粗糙度为，其mm20mm30mm40mRa2.3公差等级，需进行粗车及半精车。8IT外圆。表面粗糙度为，其公差等级，需进mm45mRa8.07IT行粗车、半精车及磨削。3.内孔的加工内孔。表面粗糙度要求为，其公差等级mm8.20mRa3.6，需进行钻及扩。10IT4.槽的加工槽宽和槽深的表面粗糙度要求为和，其公mRa2.3mRa3.6差等级分别为和，，需进行粗铣及半精铣。13IT14IT半圆槽和平键槽，都只需粗铣。55.2R2530105.孔的加工小孔，采用复合钻头一次钻出即成。mm53.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定锻件的公差及机械加工余量按GB/T12362-2003确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定一下因素。（1）锻件公差等级。通过零件的功用和技术要求，确定锻件公差为普通级。（2）锻件质量。根据零件成品质量，估算。fmkg36.1kgmf2.2（3）锻件形状复杂系数S。该锻件为圆形，假设他最大直径，长，可计mm50mm265算出锻件外轮廓包容体质量：nmkgmn082.41085.726550624nfmmS539.0082.42.2S查工艺手册中锻件形状复杂系数S分级表，0.539介于0.32和0.63之间，所以该零件的形状复杂系数是级。2S（4）锻件材质系数M。该零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65％的碳素钢，查手册可知锻件的材质系数