矩形齒花鍵套課程設(shè)計(jì)

1、目錄前言2一矩形花鍵套零件的分析31.零件圖的分析32.零件的作用3二油閥座加工工藝的設(shè)計(jì)51.確定毛坯的制造成型52.定位基準(zhǔn)的選擇53.制定工藝路線(xiàn)54. 毛坯尺寸的確定與機(jī)械加工余量65. 工藝分析86.確定切削用量及基本工時(shí)8三夾具的設(shè)計(jì)101.分析零件的工藝過(guò)程和本工序的加工要求103.導(dǎo)向和夾緊方案及其他元件的設(shè)計(jì)105.繪制夾具體裝配總圖126.尺寸的標(biāo)注及明細(xì)表的編制127.對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖設(shè)計(jì)13四小結(jié)14五、參考文獻(xiàn)15前言機(jī)械工藝與夾具技術(shù)被引入工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)有一百多年的歷史了，隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展機(jī)制工藝與夾具技術(shù)更加日新月異。伴隨著數(shù)學(xué)、控制理論計(jì)算機(jī)、電子器件的發(fā)展

2、，出現(xiàn)了機(jī)制工藝與夾具技術(shù)系統(tǒng)，并作為一門(mén)應(yīng)用科學(xué)已發(fā)展成熟，形成了自己的體系和一套行之有效的分析和設(shè)計(jì)方法。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜零件（杠桿）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計(jì)方案。機(jī)制工藝與夾具技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機(jī)械、壓力機(jī)械、機(jī)床等，行走機(jī)械中的工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車(chē)等，鋼鐵工業(yè)用的冶金機(jī)械、提升裝置等。應(yīng)該提及的是，近年來(lái)，世界科學(xué)技術(shù)不斷迅速發(fā)展，各部門(mén)對(duì)機(jī)制工藝與夾具技術(shù)提出了更高的要求。同時(shí)，機(jī)制工藝與夾具

3、技術(shù)與電子技術(shù)的配合，廣泛應(yīng)用于智能機(jī)器人、海洋開(kāi)發(fā)、高精度零件的制造與加工等，使機(jī)制工藝與夾具技術(shù)的應(yīng)用提高到一個(gè)嶄新的高度。一矩形花鍵套零件的分析 1.零件圖的分析通過(guò)對(duì)該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。（1） 與花鍵套內(nèi)孔的同軸度公差為。（2） 右端面與花鍵套內(nèi)孔中心線(xiàn)的垂直度公差為。（3） 熱處理2832HRC。（4） 未注倒角C1。（5） 材料45鋼。零件圖 2.零件的作用我所選擇的零件是矩形齒花鍵套，通過(guò)矩形花鍵軸與矩形花鍵套的配合，組成花鍵聯(lián)接?；ㄦI聯(lián)接由內(nèi)花鍵和外花鍵組成。內(nèi)、外花鍵均為多齒零件，在內(nèi)圓柱表面上的花鍵為內(nèi)花鍵，在外圓柱表面上

4、的花鍵為外花鍵。顯然，花鍵聯(lián)接是平鍵聯(lián)接在數(shù)目上的發(fā)展。（1） 使用特點(diǎn)： 由于結(jié)構(gòu)形式和制造工藝的不同，與平鍵聯(lián)接比較，花鍵聯(lián)接在強(qiáng)度、工藝和使用方面有下列特點(diǎn)： a.因?yàn)樵谳S上與轂孔上直接而均勻地制出較多的齒與槽，故聯(lián)接受力較為均勻； b.因槽較淺，齒根處應(yīng)力集中較小，軸與轂的強(qiáng)度削弱較少； c.齒數(shù)較多，總接觸面積較大，因而可承受較大的載荷； d.軸上零件與軸的對(duì)中性好，這對(duì)高速及精密機(jī)器很重要； e.導(dǎo)向性好，這對(duì)動(dòng)聯(lián)接很重要； f.可用磨削的方法提高加工精度及聯(lián)接質(zhì)量； g.制造工藝較復(fù)雜，有時(shí)需要專(zhuān)門(mén)設(shè)備，成本較高。（2）適用場(chǎng)合： 定心精度要求高、傳遞轉(zhuǎn)矩大或經(jīng)?；频穆?lián)接。（3

5、）分類(lèi)： 花鍵聯(lián)接按齒形的不同，可分為矩形花鍵和漸開(kāi)線(xiàn)花鍵兩類(lèi)，這兩類(lèi)花鍵均已標(biāo)準(zhǔn)化。 a.矩形花鍵 按齒高的不同，矩形花鍵的齒形尺寸在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定兩個(gè)系列，即輕系列和中系列。輕系列的承載能力較低，多用于靜聯(lián)接或輕載聯(lián)接；中系列用于中等載荷。 矩形花鍵的定心方式為小徑定心，即外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑為配合面。其特點(diǎn)是定心精度高，定心的穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理引起的變形。矩形花鍵聯(lián)接是應(yīng)用最為廣泛的花鍵聯(lián)接。 應(yīng)用廣泛。如航空發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車(chē)、燃?xì)廨啓C(jī)、機(jī)床、工程機(jī)械、拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械及一般機(jī)械傳動(dòng)裝置等等。 b.漸開(kāi)線(xiàn)花鍵 漸開(kāi)線(xiàn)花鍵的齒廓為漸開(kāi)線(xiàn)，分度圓壓力角有30°及45

6、6;兩種。齒頂高分別為0.5m和0.4m（m為模數(shù)）。漸開(kāi)線(xiàn)花鍵可以用制造齒輪的方法來(lái)加工，工藝性較好，易獲得較高的制造精度和互換性。 漸開(kāi)線(xiàn)花鍵的定心方式為齒形定心。受載時(shí)齒上有徑向力，能起自動(dòng)定心作用，有利于各齒受力均勻，強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)。用于載荷較大，定心精度要求較高以及尺寸較大的聯(lián)接，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、汽車(chē)等。壓力角45°的花鍵多用于輕載、小直徑和薄型零件的聯(lián)接。二油閥座加工工藝的設(shè)計(jì) 1.確定毛坯的制造成型該花鍵套定位盤(pán)部分直徑為120mm，花鍵套外徑部分為45mm,其尺寸差距比較大，在單件小批量生產(chǎn)時(shí)（不采用鍛件毛坯），應(yīng)選用合適的坯料，以減少材料的浪費(fèi)。該工件鍛造比

7、較大，很容易造成應(yīng)力分布不均。因此，鍛造后須進(jìn)行正火處理，粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以改善材料的切削性能。 2.定位基準(zhǔn)的選擇（1）精基準(zhǔn)的選擇：70mm為第一個(gè)加工段，以其右端面為定位基準(zhǔn)，故選擇其作為加工其它有關(guān)表面的統(tǒng)一精基準(zhǔn)。（2）粗基準(zhǔn)的選擇：粗基準(zhǔn)應(yīng)為一些非加工面，為了保證70mm與45mm的同軸度以及120mm右端面與45mm的垂直度，故選45mm的中心軸作為粗基準(zhǔn)。 （3）表面加工方法選擇： 1）70mm及其右端面、120mm、45mm及其左端面采用粗車(chē)和精車(chē)。 2）拉花鍵前學(xué)要先車(chē)17.8mm大小的內(nèi)孔，精車(chē)至。 3）拉花鍵。 4）鉆13mm的孔。 3.制定工藝路線(xiàn)機(jī)械加工工序的

8、安排本著“基面先行，先主后次，先粗后精，先面后孔”的原則。精基準(zhǔn)的選擇主要遵從“基準(zhǔn)重合原則和基準(zhǔn)統(tǒng)一原則”。首先以不加工面45外圓中心軸作粗基準(zhǔn)來(lái)粗加工120右端面及70及其右端面，這樣能保證45與70的同軸度，45與120的垂直度，以左端面為基準(zhǔn)一側(cè)限制一個(gè)移動(dòng)自由度，用三抓卡盤(pán)定位45的外圓限制4個(gè)自由度；再用三抓卡盤(pán)定位120外圓，粗車(chē)45的外圓，精車(chē)45的外圓和內(nèi)孔15；再掉頭精車(chē)右端和內(nèi)孔至19；拉花鍵；鉆13的孔。選擇加工設(shè)備及工藝裝備： 由于是中批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床通用夾具為主，工件在個(gè)機(jī)床上的裝卸及個(gè)機(jī)床間的傳送均由工人完成。（1） 車(chē)右端

9、面，考慮到工件的定位加緊方案等問(wèn)題，選用CA6140車(chē)床，端面車(chē)刀。（2） 車(chē)120、70、45選用CA6140車(chē)床，端面車(chē)刀。（3） 車(chē)19選用CA6140車(chē)床，鏜刀。（4） 拉花鍵，選用L6120，專(zhuān)用拉刀。（5） 鉆13孔，選用鉆床，中心鉆。綜上制定工藝卡如下工序號(hào)工序工序內(nèi)容設(shè)備工藝裝備40粗車(chē)車(chē)外圓及端面CA6140三爪自定心卡盤(pán)50粗車(chē)車(chē)處毛坯外圓及端面CA6140三爪自定心卡盤(pán)70精車(chē)精車(chē)外圓及左側(cè)面至圖樣尺寸，車(chē)內(nèi)孔CA6140三爪自定心卡盤(pán)80精車(chē)夾外圓找正外圓左側(cè)面，車(chē)外圓及右端各部至圖樣尺寸，精車(chē)內(nèi)孔至CA6140三爪自定心卡盤(pán)90拉花鍵拉花鍵L6120100鉆孔鉆孔Z3

10、032C專(zhuān)用夾具 4. 毛坯尺寸的確定與機(jī)械加工余量 (1)鍛件機(jī)械加工余量； 對(duì)于批量生產(chǎn)的鍛件加工余量與公差由機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)查得選取精度等級(jí)為F級(jí)，各表面的總余量見(jiàn)下表1。表1 各表面的總余量加工表面基本尺寸加工余量等級(jí)余量a、b說(shuō)明ab120120F單側(cè)加工7070F 單側(cè)加工4545F單側(cè)加工 零件毛坯合圖 (2)本零件其他表面加工余量，工序尺寸及公差表面粗糙度見(jiàn)表 2工序尺寸及公差表面粗糙度見(jiàn)表 2加工表面工序加工余量工序尺寸與公差表面粗糙度粗精粗精粗精1202.51.1125121.112.512.5702.31.1 /71.112.512.5452.01.050461

11、2.512.5192.00.918.1193.23.2 5. 工藝分析1） 工序安排以在設(shè)備上實(shí)際應(yīng)用的尺寸及右端面定位，裝夾工件，進(jìn)行花鍵套的拉削加工，達(dá)到了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)及使用的統(tǒng)一。2） 該矩形齒花鍵套為大徑定心，宜采用拉削加工。3） 與花鍵套內(nèi)孔的同軸度檢查；右端面與花鍵套內(nèi)孔的垂直度檢查，可采用孔配裝心軸后，在移擺儀上用百分表檢查同軸度及垂直度。4） 花鍵套鍵寬、大徑和小徑尺寸及等分精度的檢查，可采用綜合量規(guī)進(jìn)行檢查。 6.確定切削用量及基本工時(shí)確定第一道工序切屑用量及工時(shí)制定。切削用量包括背吃刀量、進(jìn)給量、 和切削速度、 確定順序是先確定、， 在確定。工序40 切削用量及基本時(shí)

12、間的確定。 6.1.切削用量 本工序?yàn)榇周?chē)（車(chē)端面、外圓）。已知加工材料為45鋼，=670MPa鍛件，機(jī)床為CA6140型臥式車(chē)床，工件裝卡在三爪自定心卡盤(pán)上。1.確定粗車(chē)外圓的切削用量。所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀。根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)查表G-7，選刀桿尺寸B H= 刀片厚度為4mm。查表得，選擇車(chē)刀幾何形狀為卷削槽倒棱型前刀面前角=、后角=6 、主偏角=90°、副偏角 =10 、刃傾角=0、刀尖圓弧半徑=1.0mm 2.確定背吃刀量 粗車(chē)雙邊余量為5 mm，顯然 為單邊余量 =2.5mm3.確定進(jìn)給量 根據(jù)表G-7，在粗車(chē)鋼料、刀桿尺寸為 、3mm 工件直徑為10

13、0400mm 時(shí)，=0.61.2mm/r 按CA6140車(chē)床的進(jìn)給量，選擇= 0.65mm/r。 確定的進(jìn)給量上需滿(mǎn)足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)通過(guò)查表得，車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)容許的進(jìn)給力=3530N通過(guò)查表得，當(dāng)鋼料=570670MPa、 3mm 、 0.75mm/r、=45、=45.6m/min時(shí)進(jìn)給力= 760N 的修正系數(shù)為= 1.0 故實(shí)際進(jìn)給力為= 889.2N 所選的進(jìn)給量= 0.65mm/r 可用。4.確定切削速度 通過(guò)查表得，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車(chē)刀加工= 600700MPa鋼料、 3mm 、 0.75mm/r 時(shí) ，切削速度 = 109m/min切削速度的修正系數(shù)各為 0

14、.8，0.65，0.81，1.15，1.0 故 =52.8m/minn= =138.9r/min按CA6140車(chē)床的轉(zhuǎn)速，選擇 =280r/min，則實(shí)際切削速度 = 105.6m/min 最后確定粗車(chē)120外圓的切削用量為 =1.0mm、= 0.6mm/r、 =280r/min 、 = 105.6m/min 同樣確定精車(chē)120外圓的切削用量 =0.55mm、= 0.85mm/r、 =280r/min 、 = 105.6m/min同樣確定粗車(chē)120右端面的切削用量 =2.5mm、= 0.8mm/r、 =280r/min 、 = 105.6m/min同樣確定精車(chē)120右端面的切削用量 =0.6m

15、m、= 0.85mm/r、 =280r/min 、 = 105.6m/min 6.2其他工序的切削用量見(jiàn)工序卡三夾具的設(shè)計(jì) 1.分析零件的工藝過(guò)程和本工序的加工要求決定設(shè)計(jì)第100道工序的工裝夾具，在給定的零件中，對(duì)本工序的主要要求考慮尺寸13mm平均分布在圓盤(pán)上，由于公差要求較低，因此本步的重點(diǎn)應(yīng)在加緊的方便、快速性上與孔的分布。本工序所使用的加工設(shè)備為Z5125型立式鉆床。 2.擬定定位方案 設(shè)計(jì)定位元件 定位基準(zhǔn)的選擇：出于定位簡(jiǎn)單和快速的考慮，選擇孔24.5mm和端面為基準(zhǔn)定位，側(cè)面加定位銷(xiāo)輔助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。本工序以外圓及右端面定位，使加工基準(zhǔn)和

16、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。另外，還采用定位心軸來(lái)減少縱向傾斜的偏差。 3.導(dǎo)向和夾緊方案及其他元件的設(shè)計(jì) 為了確定刀具相對(duì)于工件的位置，夾具上應(yīng)設(shè)置鉆套作為導(dǎo)向元件。 這里，我選用快換鉆套。 4.夾具體的設(shè)計(jì)鉆模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是除有工件的定位、夾緊裝置外，還有根據(jù)被加工孔的位置分布而設(shè)置的鉆套和鉆模板，用以確定刀具的位置，并防止刀具在加工過(guò)程中傾斜，從而保證被加工孔的位置精度。常用的鉆模有固定式、回轉(zhuǎn)式、翻轉(zhuǎn)式和蓋板式 4種。夾具體的底面為安裝基面，定位心軸在夾具體上采用過(guò)渡配合，用鎖緊螺母把其夾緊在夾具體上，用防轉(zhuǎn)銷(xiāo)釘防止其轉(zhuǎn)動(dòng)。鉆模板與夾具體用三個(gè)螺釘和兩個(gè)銷(xiāo)釘連接，夾具裝配時(shí)待鉆

17、模板位置調(diào)整確定后，再擰緊螺釘，然后配鉆，鉆鉸銷(xiāo)釘孔，打入銷(xiāo)釘定位。 切削力和卡緊力計(jì)算: 本步加工按鉆削估算卡緊力，實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 （1）鉆削軸向力 ：（2）扭矩 （3）卡緊力為取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實(shí)際卡緊力為 F=S1×S2×S3×S4×F=16.77N使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。由上述計(jì)算可知，夾具的卡緊力不大，故使用手動(dòng)卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用螺紋卡緊機(jī)構(gòu)本次設(shè)計(jì)中畫(huà)出了夾具體的零件圖，具體結(jié)構(gòu)可參見(jiàn)下圖夾具體零件圖 5.繪制夾具體裝配總圖在上述方案基礎(chǔ)上

18、繪制夾具草圖，經(jīng)過(guò)多次修改確定總裝配圖，如圖夾具體裝配圖 6.尺寸的標(biāo)注及明細(xì)表的編制將必須標(biāo)注的主要尺寸、工程技術(shù)要求、基準(zhǔn)符號(hào)、配合代號(hào)及公差等級(jí)按規(guī)定標(biāo)注在鉆孔夾具總裝配圖上。 7.對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖設(shè)計(jì)由于采用定位心軸防止縱向偏差，而定位心軸為非標(biāo)準(zhǔn)件，具體如圖所示，經(jīng)過(guò)改善以后加了退刀槽。定位心軸四小結(jié)本次設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)的工程材料與機(jī)械制造基礎(chǔ)，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制造技術(shù)， 互換性與測(cè)量技術(shù)等大學(xué)課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，能夠使我們的知識(shí)掌握更牢，并能提升我們分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。作為機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，最基本也是最實(shí)用的就是加工工藝和專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)的制定 。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我更為深入的掌握了加工工藝和專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)的基本步驟和方法。通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我在各個(gè)方面都有了很大的提高，具體地表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）對(duì)大學(xué)三年所學(xué)到的東西進(jìn)行了歸納總結(jié)，進(jìn)一步完善了