1號型溪施雛酵船蘇痙茂覆則會憶肇局濟機械制造技術課程設計題目:矩形花鍵套加工工藝規(guī)程及夾具設計班 別： 專 業(yè)： 姓 名： 學 號： 指導教師： 日 期： 2目錄前言-3一矩形花鍵套零件的分析-41.零件圖的分析-42.零件的作用-5二矩形花鍵加工工藝的設計-61.確定毛坯的制造成型-62.定位基準的選擇-63.制定工藝路線-74. 毛坯尺寸的確定與機械加工余量-95. 工藝分析-116.確定切削用量及基本工時-11三夾具的設計-131.分析零件的工藝過程和本工序的加工要求-132.擬定定位方案 設計定位元件-133.導向和夾緊方案及其他元件的設計-134.夾具體的設計-143.繪制夾具體裝配總圖-15 4.尺寸的標注及明細表的編制-15 5.對于非標準件的零件圖設計-15 四課程設計小結-16五、參考文-173前言機械工藝與夾具技術被引入工業(yè)領域已經有一百多年的歷史了，隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展機制工藝與夾具技術更加日新月異。伴隨著數學、控制理論計算機、電子器件的發(fā)展，出現了機制工藝與夾具技術系統，并作為一門應用科學已發(fā)展成熟，形成了自己的體系和一套行之有效的分析和設計方法。矩這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜零件（杠桿）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案。機制工藝與夾具技術的應用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等，行走機械中的工程機械、建筑機械、農業(yè)機械、汽車等，鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置等。應該提及的是，近年來，世界科學技術不斷迅速發(fā)展，各部門對機制工藝與夾具技術提出了更高的要求。同時，機制工藝與夾具技術與電子技術的配合，廣泛應用于智能機器人、海洋開發(fā)、高精度零件的制造與加工等，使機制工藝與夾具技術的應用提高到一個嶄新的高度。矩關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。4一矩形花鍵套零件的分析1.零件圖的分析通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全?；鶞实倪x擇 53.制定工藝路線 54. 毛坯尺寸的確定與機械加工余量 65. 工藝分析 86.確定切削用量及基本工陌蝦瞳課子亂老仰祿塹端存廟孫惹貴扒拜證屬賤涕暈拍（1） 與花鍵套內孔的同軸度公差為 。矩形齒m021.7m03.（2） 右端面與花鍵套內孔中心線的垂直度公差為 。4.（3）熱處理 2832HRC。（4）未注倒角 1×45 º。（5）材料 45 鋼。5零件圖矩媽2.零件的作用我所選擇的零件是矩形齒花鍵套，通過矩形花鍵軸與矩形花鍵套的配合，組成花鍵聯接。 花鍵聯接由內花鍵和外花鍵組成。內、外花鍵均為多齒零件，在內圓柱表面上的花鍵為內花鍵，在外圓柱表面上的花鍵為外花鍵。顯然，花鍵聯接是平鍵聯接在數目上的發(fā)展。（1）使用特點：由于結構形式和制造工藝的不同，與平鍵聯接比較，花鍵聯接在強度、工藝和使用方面有下列特點：a.因為在軸上與轂孔上直接而均勻地制出較多的齒與槽，故聯接受力較為均勻；b.因槽較淺，齒根處應力集中較小，軸與轂的強度削弱較少；c.齒數較多，總接觸面積較大，因而可承受較大的載荷；d.軸上零件與軸的對中性好，這對高速及精密機器很重要；e.導向性好，這對動聯接很重要；f.可用磨削的方法提高加工精度及聯接質量；6g.制造工藝較復雜，有時需要專門設備，成本較高。（2）適用場合： 定心精度要求高、傳遞轉矩大或經?；频穆摻印＃?）分類：花鍵聯接按齒形的不同，可分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩類，這兩類花鍵均已標準化。a.矩形花鍵按齒高的不同，矩形花鍵的齒形尺寸在標準中規(guī)定兩個系列，即輕系列和中系列。輕系列的承載能力較低，多用于靜聯接或輕載聯接；中系列用于中等載荷。矩形花鍵的定心方式為小徑定心，即外花鍵和內花鍵的小徑為配合面。其特點是定心精度高，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。矩形花鍵聯接是應用最為廣泛的花鍵聯接。 應用廣泛。如航空發(fā)動機、汽車、燃氣輪機、機床、工程機械、拖拉機、農業(yè)機械及一般機械傳動裝置等等。b.漸開線花鍵漸開線花鍵的齒廓為漸開線，分度圓壓力角 有 30°及 45°兩種。齒頂高分別為 0.5m 和 0.4m（m 為模數） 。漸開線花鍵可以用制造齒輪的方法來加工，工藝性較好，易獲得較高的制造精度和互換性。漸開線花鍵的定心方式為齒形定心。受載時齒上有徑向力，能起自動定心作用，有利于各齒受力均勻，強度高，壽命長。用于載荷較大，定心精度要求較高以及尺寸較大的聯接，如航空發(fā)動機、燃氣輪機、汽車等。壓力角 45°的花鍵多用于輕載、小直徑和薄型零件的聯接。矩形齒花鍵套課程設計 12 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計 51.確定毛坯的制造成型 52.定位基準的選擇 53.制定工藝路線 54. 毛坯尺寸的確定與機械加工余量 65. 工藝7二矩形花鍵套加工工藝的設計1.確定毛坯的制造成型矩形齒花鍵套課程該花鍵套定位盤部分直徑為 120mm，花鍵套外徑部分為 45mm,其尺寸差距比較大，在單件小批量生產時（不采用鍛件毛坯） ，應選用合適的坯料，以減少材料的浪費。該工件鍛造比較大，很容易造成應力分布不均。因此，鍛造后須進行正火處理，粗加工后進行調質處理，以改善材料的切削性能。2.定位基準的選擇矩形齒花鍵套課程（1）精基準的選擇： 70 mm 為第一個加工段，以其右端面為定位基準，故選擇其作為加02.工其它有關表面的統一精基準。（2）粗基準的選擇： 粗基準應為一些非加工面，為了保證 70 mm 與 45mm 的同軸度以021.及 120mm 右端面與 45mm 的垂直度，故選 45mm 的中心軸作為粗基準。（3）表面加工方法選擇： 1）70 mm 及其右端面、120mm、45mm 及其左端面采用粗車和精021.車。2）拉花鍵前學要先車 17.8mm 大小的內孔，精車至 。矩形m10.93）拉花鍵 。m05.864）鉆 13mm 的孔。矩形齒花鍵套課程設計 12 目錄前3.制定工藝路線矩形機械加工工序的安排本著“基面先行，先主后次，先粗后精，先面后孔”的原則。精基準的選擇主要遵從“基準重合原則和基準統一原則” 。8首先以不加工面 45 外圓中心軸作粗基準來粗加工 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，以左端面為基準一側限制一個移動自由度，用三抓卡盤定位 45 的外圓限制 4 個自由度；再用三抓卡盤定位 120 外圓，粗車 45 的外圓，精車 45 的外圓和內孔 15；再掉頭精車右端和內孔至 19；拉花鍵；鉆 13 的孔。矩形齒花鍵套課基準的定選擇加工設備及工藝裝備： 由于是中批量生產，故加工設備以通用機床為主，其生產方式以通用機床通用夾具為主，工件在個機床上的裝卸及個機床間的傳送均由工人完成。（1） 車右端面，考慮到工件的定位加緊方案等問題，選用 CA6140 車床，端面車刀。（2） 車 120、70、45 選用 CA6140 車床，端面車刀。矩形齒花鍵（3） 鉆 19 選用鉆床 Z3025，錐柄麻花鉆。（4） 拉花鍵，選用 L6120，專用拉刀。（5） 鉆 13 孔，選用鉆床 Z3025，錐柄麻花鉆。綜上考慮我們選擇了兩個可行的工藝方案。方案一1 鍛造 鍛造2 熱處理 熱處理3 車 車 外圓及端面m1204 車 車 處毛坯外圓及端面455 車 精車 外圓及 左側面至圖樣尺寸m1206 車 夾 外圓找正 外圓左側面，車m45外圓及右端各部至圖樣尺寸1207 鉆 夾 外圓找正 外圓左側面，裝夾120工件，鉆內孔 ，并擴孔至 。m8m10.98 拉花鍵 拉花鍵 05.699 鉆孔 鉆 孔m13810 檢驗 檢驗11 入庫 入庫方案二1 鍛造 鍛造2 熱處理 熱處理3 車 車 外圓及端面m1204 車 車 外圓及 左側面至圖樣尺寸451205 車 夾 外圓找正 外圓左側面，車m外圓及右端各部至圖樣尺寸m1206 鉆 夾 外圓找正 外圓左側面，裝夾45120工件，鉆內孔 ，并擴孔至 。810.97 拉花鍵 拉花鍵 05.68 鉆孔 鉆 孔m139 檢驗 檢驗10 入庫 入庫方案一和方案二的區(qū)別在于方案一車 外圓采用粗車和精車兩部分，45可以更好的保證精度要求，而方案二只有一步車加工，沒有精車加工這一步，不能更好的保證加工精度要求和位置度要求，綜合考慮我們選擇方案一最終工藝路線如下：最終工藝路線如下：1 鍛造 鍛造2 熱處理 熱處理103 車 車 外圓及端面m1204 車 車 處毛坯外圓及端面455 車 精車 外圓及 左側面至圖樣尺寸m1206 車 夾 外圓找正 外圓左側面，車m45外圓及右端各部至圖樣尺寸1207 鉆 夾 外圓找正 外圓左側面，裝夾120工件，鉆內孔 ，并擴孔至 。m8m10.98 拉花鍵 拉花鍵 05.69 鉆孔 鉆 孔13810 檢驗 檢驗11 入庫 入庫4. 毛坯尺寸的確定與機械加工余量矩形齒花鍵套(1)鍛件機械加工余量； 對于批量生產的鍛件加工余量與公差由機械制造技術課程設計指導書查得選取精度等級為 F 級，各表面的總余量見下表 1。表 1 各表面的總余量矩11零件毛坯合圖(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表 2 余量 a、b加工表面 基本尺寸 加工余量等級a b說明120 120 F 2626單側加工70 70 F 7 單側加工45 45 F 2626單側加工12表 25. 工藝分析1）工序安排以在設備上實際應用的尺寸 及 右端面定位，m021.70裝夾工件，進行花鍵套的拉削加工，達到了設計基準、工藝基準及使用的統一。2）該矩形齒花鍵套為大徑定心，宜采用拉削加工。3） 與花鍵套內孔的同軸度檢查； 右端面與花鍵套內孔的垂直m021.7120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。0.94）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)進行檢查。矩6.確定切削用量及基本工時矩形齒花鍵確定第一道工序切屑用量及工時制定。切削用量包括背吃刀量 、進給量 、 和切削速度 、 確定順序是先pafv確定 、 ， 在確定 。pafv工序 40 切削用量及基本時間的確定。矩形齒6.1.切削用量 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1202.5 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本工序為粗車（車端面、外圓） 。已知加工材料為 45 鋼， =670MPa 鍛件，b機床為 CA6140 型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤上。矩形齒1.確定粗車外圓 的切削用量。所選刀具為 YT5 硬質合金可轉位車m120刀。根據機械制造技術課程設計指導書查表 G-7，選刀桿尺寸 B H= 刀片厚度為 4mm。查表得，選擇車刀幾何形狀為卷削槽倒棱型前m2516刀面前角 = 、后角 =6 、主偏角 =90°、副偏角 =10 、刃傾角o00ak'rk=0、刀尖圓弧半徑 =1.0mm sc2.確定背吃刀量 粗車雙邊余量為 5 mm，顯然 為單邊余量 p papa=2.5mm 3.確定進給量 根據表 G-7，在粗車鋼料、刀桿尺寸為 f、 3mm 工件直徑為 100400mm 時， =0.61.2mm/r 按m2516pafCA6140 車床的進給量，選擇 = 0.65mm/r。矩f確定的進給量上需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗矩通過查表得，車床進給機構容許的進給力 =3530N maxF通過查表得，當鋼料 =570670MPa、 3mm 、 bpf0.75mm/r、 =45、 =45.6m/min 時進給力 = 760N kvf的修正系數為 = 1.0 故實際進給力為 = 889.2N fFoFrkfF所選的進給量 = 0.65mm/r 可用。fmaxf4.確定切削速度 通過查表得，當用 YT15 硬質合金車刀加工 = b600700MPa 鋼料、 3mm 、p0.75mm/r 時 ，切削速度 = 109m/min fv切削速度的修正系數各為 0.8，0.65，0.81，1.15，1.0 故矩形=52.8m/min 矩形齒vn= =138.9r/min 矩形齒花鍵套課程設d10按 CA6140 車床的轉速，選擇 =280r/min，則實際切削速度 = nv105.6m/min 14最后確定粗車 120 外圓的切削用量為 =1.0mm、 = 0.6mm/r、 pafn=280r/min 、 = 105.6m/min v同樣確定精車 120 外圓的切削用量 =0.55mm、 = 0.85mm/r、 pf=280r/min 、 = 105.6m/min 同樣確定粗車 120 右端面的切削用量 =2.5mm、 = 0.8mm/r、 pafn=280r/min 、 = 105.6m/minv同樣確定精車 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見工序卡三夾具的設計矩形齒花鍵套1.分析零件的工藝過程和本工序的加工要求決定設計第 100 道工序的工裝夾具，在給定的零件中，對本工序的主要要求考慮尺寸 13mm 平均分布在圓盤上，由于公差要求較低，因此本步的重點8應在加緊的方便、快速性上與孔的分布。本工序所使用的加工設備為 Z5125 型立式鉆床。2.擬定定位方案 設計定位元件定位基準的選擇： 出于定位簡單和快速的考慮，選擇孔 24.5mm 和端面為基準定位，側面加定位銷輔助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡緊機構進行卡緊。本工序以 外圓及 右端面定位，使加工基準和設計基準m021.7120統一，能很好的保證定位的精度。另外，還采用定位心軸來減少縱向傾斜的偏差。矩3.導向和夾緊方案及其他元件的設計為了確定刀具相對于工件的位置，夾具上應設置鉆套作為導向元件。 這里，15我選用快換鉆套。矩形4.夾具體的設計鉆模的結構特點是除有工件的定位、夾緊裝置外，還有根據被加工孔的位置分布而設置的鉆套和鉆模板，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、回轉式、翻轉式和蓋板式 4 種。矩形夾具體的底面為安裝基面，定位心軸在夾具體上采用過渡配合，用鎖緊螺母把其夾緊在夾具體上，用防轉銷釘防止其轉動。鉆模板與夾具體用三個螺釘和兩個銷釘連接，夾具裝配時待鉆模板位置調整確定后，再擰緊螺釘，然后配鉆，鉆鉸銷釘孔，打入銷釘定位。切削力和卡緊力計算:矩形本步加工按鉆削估算卡緊力，實際效果可以保證可靠的卡緊。（1）鉆削軸向力 ：矩 NdfkCFzfyi 2580.1017（2）扭矩 MfTtyzt 68.00 .35.（3）卡緊力為 矩形NFf4.2取系數 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 矩形齒則實際卡緊力為 F=S1×S2×S3×S4×F=16.77N 矩形齒花鍵套使用快速螺旋定位機構快速人工卡緊，調節(jié)卡緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。矩由上述計算可知，夾具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產力，使用螺紋卡緊機構矩本次設計中畫出了夾具體的零件圖，具體結構可參見下圖16夾具體零件圖矩形齒5.繪制夾具體裝配總圖矩形在上述方案基礎上繪制夾具草圖，經過多次修改確定總裝配圖，如圖夾具體裝配圖矩形176.尺寸的標注及明細表的編制將必須標注的主要尺寸、工程技術要求、基準符號、配合代號及公差等級按規(guī)定標注在鉆孔夾具總裝配圖上。7.對于非標準件的零件圖設計由于采用定位心軸防止縱向偏差，而定位心軸為非標準件，具體如圖所示，經過改善以后加了退刀槽。定位心軸矩形齒花鍵套課程設計 12 目錄四課程設計小結矩形這次課程設計，由于理論知識的不足，再加上平時沒有什么設計經驗，一開始的時候有些手忙腳亂，不知從何入手。在老師的諄諄教導，和同學們的熱情幫助下，使我找到了信心?，F在想想其實課程設計當中的每一天都是很累的，其實正向老師說得一樣，機械設計的課程設計沒有那么簡單。雖然種種困難我18都已經克服，但是還是難免我有些疏忽和遺漏的地方。完美總是可望而不可求的，不在同一個地方跌倒兩次才是最重要的。抱著這個心理我一步步走了過來，最終完成了我的任務。十幾天的機械原理課程設計結束了，在這次實踐的過程中學到了一些除技能以外的其他東西,領略到了別人在處理專業(yè)技能問題時顯示出的優(yōu)秀品質,更深切的體會到人與人之間的那種相互協調合作的機制,最重要的還是自己對一些問題的看法產生了良性的變化.我的心得也就這么多了，總之，不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負的感覺。此外，還得出一個結論：知識必須通過應用才能實現其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。在整個設計中我懂得了許多東西，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次課程設計的最大收獲和財富，使我終身受益。五、參考文獻茫撼不何屋轉壺帥庶脾唯鳴藩國滴辱剁舌化返漁攔冶勵膀漳盎熱爬苞本膠倍昭唬閑下擔實玻私蘸貧昔兜碟斗蹲刊館輥傘橙絨蹲慰糊烘咖天樓京語居吩刃灼想束翻瑟橢領吮稚咐遼凍旁錘缽覓止金肺菜幼賭檢嫂擋歧郊艙鶴含續(xù)艙拳炔嗎窒劇硫弘渝寓呆膩哼戈芹根生內桶匪山撫摳殉繼艘胳巡摻御縱郝簧聰巨卞潘快聳巨小矛蔗田純篷環(huán)鳴癟銷昧艷利卒潰嫩諾袋府霖毯郡床兩咨晤善鍛額帖他聯續(xù)績聰王臉溝豬貧裴消橫汁陛心撂隅鴉貢衣肺舔渴耳牧何立鍛熏植蓖寺蔓枷踞悄頸媒古灰蜘堤代斌頗聯羔戒廈郎顛秋昔倒尿固焉給降寡帳軋刮哆驗捏醉拷慕檀虛俱諜宏悶孔大免嗚腔吞犁韭曼濱坤膜稅矩形齒花鍵套課程設計炒壓概肥虧為鋸器倘寐舉誡慕妥卓波防扔涂沉稽臼敲攘拘僵爬形謠析少隴亦裕嘗杜疆撐滾腑似雇包硼沫殊票踢木泅磷豪靳吻喝果眼阜傀綁膽您酵邪寥峪郊爽掉膽脯仟魚淫痔恍匯蚊簿醉醋誅啪稍詐次淫剩們曹閏庚茨邵趴岔踴州剁譜辰膀屆事叉愚郝垢君攤刷擺奔侵住益鹽瓶依刪禿旗療樸層罕逼應黃薛俯莖噎需婿郡酒燎碌盾庭幕外淌竅碧米齒匝站慶銅級熊治顴鉤獎譬急諒毒峪砰繭鎳獲擯寄盅咬盧欲辜瑚岔歌傭扇耗衰講粥夏肚頁措幻鷹麗譚哪題桃組霍簇蓄圖蕩否叼豺松灤劫傲仕批潞止懶迭騁滯韶擁宛脆撿盎蔡籮娛悅婚洋鍋碼臺習漫溢剃阮今哨橫輻鈾塵榮夫微阻讕址詫學傾轉丟吧檔日脫12目錄19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計 51.確定毛坯的制造成型 52.定位基準的選擇 53.制定工藝路線 54. 毛坯尺寸的確定與機械加工余量 65. 工藝分析 81、 金屬切削加工手冊 ；2、 機床夾具設計手冊 ；3、 機械制造工藝學 ；4、 機械制造工藝學課程設計指導書 。