花键轴加工工艺及花键滚刀设计课件(PPT 31页)
花键的加工方法
花键的加工方法
花键啊，那可是机械领域里非常重要的一个部件呢！它就像是机器的关节，让各个部分能够紧密又灵活地连接和运转。
要加工花键，方法可不少。
比如说滚切法，就好像是一位经验丰富的大师，用它那精湛的技艺，一点一点地塑造出完美的花键形状。
刀具在工件上滚动，就如同舞者在舞台上轻盈地跳跃，每一步都那么精准，那么恰到好处。
还有铣削法，这就像是用一把神奇的铲子，小心翼翼地挖掘出花键的轮廓。
铣刀旋转着，一点一点地把多余的材料去除，留下的就是那精致的花键。
插削法也很不错啊！它就如同一位细心的工匠，用耐心和专注，一点一点地雕琢出花键的细节。
刀具插入工件，每一次的动作都带着对完美的追求。
拉削法呢，就好像是用一股强大的力量，一下子就把花键的形状给拉出来了，干脆利落！
你想想看，如果没有这些巧妙的加工方法，那些复杂的机器设备怎么能正常运转呢？花键的加工不就像是一场精彩的表演吗？每个方法都有它独特的魅力和作用。
在实际加工中，得根据不同的需求和条件来选择合适的方法呀。
这可不是随便就能决定的事情，得经过深思熟虑呢！而且，加工过程中还得注意各种细节，就像呵护一个宝贝一样，不能有丝毫的马虎。
刀具的选择、切削参数的设置，哪一个环节出了问题都可能影响到花键的质量。
这不就跟我们做事情一样吗？要认真对待，要全力以赴！只有这样，才能加工出高质量的花键，才能让机器更好地为我们服务。
所以说啊，花键的加工真的太重要了，它是机械领域里不可或缺的一部分啊！。
花键轴加工工艺及花键滚刀设计
花键轴加工工艺及花键滚刀设计花键轴加工工艺指的是制造花键轴时所采用的加工方法和流程。
花键轴是一种常用于传动轴的零件，它具有花键的特殊结构，在传递力矩时能够实现良好的传动效果和轴向定位。
花键轴的加工工艺一般包括以下步骤：1. 设计花键轴的零件图纸，确定花键的位置和尺寸。
根据轴的使用要求和承载能力，确定轴的材料和硬度。
2. 将轴的原材料切割成适当长度，并进行表面处理，如去除毛刺和氧化层。
3. 将轴的定位面加工成相应的形状和精度。
该步骤通常采用车床或铣床进行，以保证花键轴在组装时能够正确定位。
4. 根据设计要求，在轴上切削出花键槽。
花键槽的形状和尺寸应与配套的花键滚刀相匹配，以确保良好的传动效果。
5. 进行热处理，以提高花键轴的强度和硬度。
热处理过程包括加热、保温和冷却，根据轴材料的不同，采用的热处理方法也有所不同。
6. 进行精加工，如研磨和拉伸。
这些工艺可以进一步提高花键轴的表面光洁度和尺寸精度。
花键滚刀是用于加工花键槽的专用刀具。
它的设计应根据花键轴的尺寸、形状和加工要求进行。
花键滚刀的设计要考虑以下因素：1. 花键槽的形状和尺寸。
滚刀的刀头需要与花键槽相匹配，以确保加工出合适的花键。
2. 花键轴的材料和硬度。
滚刀的材料应具有足够的硬度和耐磨性，以保证长时间的使用寿命。
3. 滚刀的刀片数量和排列方式。
根据花键槽的尺寸和要求，确定滚刀的刀片数量和排列方式，以提高加工效率和质量。
4. 滚刀的材质和涂层。
合适的材质和涂层可以提高滚刀的切削性能和耐磨性，减少切削力和热量的产生。
在实际加工中，花键轴的加工和花键滚刀的设计是相互影响的。
合理的工艺和设计可以提高加工效率和质量，同时减少成本和资源的浪费。
因此，在进行花键轴加工之前，需要充分考虑设计要求和加工工艺的问题，以确保最终产品的性能符合要求。
续写相关内容：7. 加工表面处理。
花键轴的加工完成后，需要对其表面进行处理，以提高表面质量和耐腐蚀性。
常见的表面处理方法包括镀铬、热浸镀锌、阳极氧化等。
第六章键和花键ppt课件
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平键失效形式：侧面压溃(磨损)静联接(动联接)主要失效形式键 截面剪切。
键被剪断
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圆盘铣刀铣键槽
4.平键联结的配合尺寸：键和轴槽、轮毂槽的宽度尺 寸是配合尺寸。 键高、键长、轴槽深、轮毂槽深等都属于非配合尺寸。
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6.2 键、花键连接的精度设计 6.2.1平键结合的精度设计 1.概述
键是轴与轴上的传动件之间的可拆卸联结，用于轴和 齿轮（链轮、皮带轮等）间的连接，通过键来传递扭矩、 传递运动和导向。 2.键的分类：有平键（普通平键和导向平键）、半圆键、 切向键和楔键联结，平键联结应用最广。 3.平键结合的特点
键侧工作，由于轴和齿轮的定心精度高，故键和键槽 及轮毂槽应采用小间隙或小过盈配合，键宽和键槽宽及轮 毂槽宽是主要参数。键同时与键槽和轮毂槽配合，是典型 的一轴配两孔，因此平键结合按基轴制。键一般较长要考 虑对称度和平行度。
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矩形花键的尺寸公差带代号标注:N×d×D×B。 其含义如下：
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花键副配合代号标注：见P265图6.13
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轴的标注示例
1、标注槽深d-t及公差 2、标注槽宽b及公差 3、标注对称度公差 4、标注表面粗糙度
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轮毂的标注示例 ：
1、标注轮毂深d+t1 及公差 2、标注槽宽b及公差 3、标注对称度公差 4、标注表面粗糙度
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1)矩形花键结构示例
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• 花键联接的特点 • 1）在轴上与毂孔上直接而均匀地制出较多的齿
机械设计精品课件 花键
花键联接2
花键联接
矩形花键：键齿形状简单，加工方便，可通过磨削获得高精度。 分为：轻、中两个系列。 轻系列： 轻系列：轻载静连接 中系列： 中系列：较重载荷静连接或空载下移动的动连接 有：大径、小径和齿宽三种定心方式。 国家标准采用小径定心（定心精度高）。
花键联接2
花键联接
渐开线花键：强度高，承载能力大，寿命长； 工艺性好，加工精度高； 齿形定心，有径向分力自动定心。
动联接的耐磨性计算条件为：
2T p= ≤ [ p] kld
式中：
k ≈ h / 2 ； l：为键的接触长度。 圆头平键： l = L −b
平头平键：
l =L
单圆头平键： l = L −
b 2
[σp]、[p]：为许用应力和许用压强。
（见表5－2）
键联接6
键 联 接
注：当强度不足时，可适当增加键长或采用两个键按180º布置。考 虑到两个键的载荷分布不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。
键联接2
键 联 接
用于静联接，应用极为广泛。 普通平键： 分为A型、B型、C型。
平键
导向平键 滑键
（见图5－1）
用于动联接。
（见图5－2）
详细说明
导向平键固定在轴上的键槽中，用于移动量不大的场合。 滑键固定在轮毂上，与轮毂一起在轴上的键槽中移动，用于移 动量较大的场合。
键联接2
键 联 接
导向平键
槽销销轴和开口销开尾圆锥销圆柱销圆锥销内螺纹圆锥销型面联接是用非圆截面的柱面体或锥面体的轴与相同轮廓的毂孔配合以传递运动和转矩的可拆联接它是无键联接的一种型式
第五章
键、花键、销和成形联接
§5-1 键联接 §5-2 花键联接 §5-3销联接 §5-4成形联接
花键轴的滚切加工法
花键轴的滚切加工法
花键轴是一种重要的机械传动零件，它通过花键与配套轴套相互卡合，传递转矩和运动。
花键轴的制造工艺对其性能和寿命具有决定性作用，滚切加工法是目前应用最广泛的制造方法之一。
滚切加工法又称为滚花加工法，它是通过压花轮对花键轴进行加工，将花键形状刻画于轴上。
滚切加工法具有以下优点：
一、高效率。
滚花加工是一种连续加工方式，工件经过一道道的滚花轮，花键形状逐渐清晰，可以大大提升生产效率。
二、高精度。
滚花加工利用压印法的原理，保证了花键的精度和一致性，避免了传统加工方式中可能存在的误差。
三、增强硬度。
滚花加工可以在花键表面形成良好的压痕，提升了材料的硬度和强度，增强了花键轴的耐磨性。
花键轴的滚切加工法需要考虑以下几个因素：
一、花键形状。
花键轴的花键形状决定了加工方式和工艺参数，不同的形状需要不同的滚花轮和加工方式。
二、轴材质。
轴材质的硬度和可加工程度对滚花加工有一定的影响，需要选择合适的轴材料和处理工艺。
三、加工设备和压花轮。
滚花加工需要专用的加工设备和压花轮，不同的压花轮可以实现不同的花键形状和加工精度。
四、加工参数。
滚花加工需要对加工参数进行精细调整，包括轴的旋转速度、压花轮的压力和速度等因素。
综上所述，花键轴的滚切加工法是一种高效、高精度、高硬度的制造方法，适用于各种花键形状和轴材质。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的加工工艺和设备，精细调整加工参数，以确保花键轴的质量和性能。
花键轴的工艺设计PPT
切槽刀
中心钻Leabharlann 直柄键槽铣刀端面车刀
砂轮
倒
直齿三面刃
角
铣刀
刀
细 齿 锯 片 铣 刀
7:24的铣夹头
7:24 的铣 刀杆
钻夹头
AA型型鸡鸡心心夹夹头头 D=50，D1=22，D2=10，L=135
固定顶尖，型号：D314，顶尖尾锥 号数（莫氏）：5,外形尺寸（尾锥大 端直径×总长） /mm×mm:Φ44.399×200
高度游标卡尺 测量范围/mm：0-200 分度值/mm：0.02 示值误差/mm：±0.03
百分表 测量范围/mm：0-3 分度值/mm：0.01 示值误差/mm：0.014
杠杆千分尺 测量范围/mm：0-25 分度值/mm：0.001 示值误差/mm：±0.03
谢谢各位老师
轻式回转顶尖，型号：D314顶尖尾 锥号数（莫氏）4,径向载荷/N2500,极 限转速r/min3200,60°圆锥表面对莫 氏圆锥轴线的径向圆跳动/mm0.01外 形尺寸（顶尖外径/mm×总长 /mm:Φ42×134
C型三爪自定心卡盘用过渡盘 主轴端部代号：5 ,D=200，D1=165 D2=108，D3=104.8，d=82.563 H=30,hmax=4
F11125A万能分度头
圆形永久吸盘
游标卡尺 测量范围/mm：0-150,0-300 分度值/mm：0.02 示值误差/mm：±0.02，±0.04
外径千分尺 测量范围/mm：0-25,25-50 分度值/mm：0.01 示值误差/mm：±0.004
锥柄圆柱塞规 D=6
整体式螺纹环规 测量范围/mm：16
花键轴加工工艺及花键滚刀设计
3228
27.059mm
花键滚刀校验计算
花键节圆直径 花键在节圆上的齿形角 花键的计算键宽
花键的计算内径
代圆弧半径和代圆弧中 心应协调 以上数据与计算数据基本相等，合格。
三维建模
根据以上的计算结果，在Pro/E平台进行三维建模，如下图所示：
主要技术条件
1）滚刀表面粗糙度：前刃面、齿形、内孔及两端面粗 糙度不小于3.2µ m，轴台外不小于6.3µm。 2）滚刀内孔极限偏差不超过D1级。 3）滚刀外径、轴台直径和轴台长度的极限偏差不得超 过d10级。 4）滚刀总长度极限偏差不超过d9级。
±0.02 T=65
20 20 0.020
二维零件图
二维零件图
切削用量选用：
切削用量选用：
根据以上工艺分析及切削用量等选择， 制作的加工工艺卡片以及工序卡片如论文 附录所示。
花键滚刀设计
根据花键轴花键尺寸，参考《复杂刀具设计手 册》，选定的花键滚刀基本尺寸及槽数如下表：
滚刀 外径 Deg 100 轴台 外径 D1 55 轴台 长度 l1 4
花键.轴尺寸
14.213mm
14.033mm
-2.252mm
26.946mm
14.970mm
花键滚刀齿形误差分析
齿形误差分析计算结果如下表所示：
α
Δρ×10-4 |Δρ|×10-4 总误差 键宽公差 验算
8°
10°
12°
14°
16°
18°
20°
-30.89
21.509
9.452
-30.99
-64.69
-56.19
测量线距节线
高度 Δhx（mm）
辅助角 β（mm）
花键轴加工工艺
结合子加工工艺说明书（数控加工工艺课程设计）数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。
数控加工工艺课程设计是数控技术类专业同学在学习数控加工工艺、机械加工实训及其他有关课程之后进行的一个重要的实践性教学环节，是第一次较全面的工艺设计训练，其目的是培养学生综合运用数控加工工艺及其他有关先修课程的知识去分析和解决工程实际问题的能力，以进一步巩固、深化、扩展本课程所学到的理论知识，强化工艺设计能力。
通过数控加工工艺课程设计，同学应进一步提高识图、制图和机械设计的水平；掌握机械加工工艺设计的方法，学会查阅和运用有关专业资料、手册等工具书；培养独立思考和工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。
此次数控加工工艺设计实训，我们在对结合子零件的整个设计过程中，对零件进行工艺分析，拟定其机械加工工艺过程，选择加工过程中适合的刀具，并撰写相关设计说明书。
数控加工工艺设计课程要求我们应该像真正在工厂工作一样的严格要求自己，必须以科学务实和诚信负责的态度对待自己所做的技术决定、数据和计算结果，培养良好的工作作风。
一、数控加工工艺课程任务书1.1设计题目 (4)1.2设计任务 (4)1.3设计要求 (4)二、零件加工工艺分析2.1零件图工艺分析 (6)2.2确定毛坯 (6)2.3确定加工路线 (6)2.3.1确定走刀路线 (7)2.4确定装夹方案 (7)2.5确定加工顺序 (7)2.6刀具的选择 (8)2.7切削用量选择 (8)2.7.1加工余量 (8)2.7.2切削用量 (8)三、小结 (10)四、参考资料 (11)五、附 (11)一、数控加工工艺课程设计任务书1.1设计题目结合子零件制造工艺设计1.2设计任务选择设计指导书附录第113页结合子零件，此零件材料为45钢，为小批量生产类型，需要经过热处理，如下图1-1所示：（1）对零件进行工艺分析，拟定工艺方案，绘制零件工作图1张。
渐开线花键滚刀的设计与加工工艺
渐开线花键滚刀的设计与加工工艺任务书1．设计的主要任务及目标（1）了解渐开线花键滚刀的工作原理。
（2）掌握渐开线花键滚刀的齿形设计。
、（3）了解渐开线花键滚刀切削过程及其特点。
（4）了解渐开线花键滚刀结构参数的确定。
（5）了解渐开线花键滚刀的公差与技术要求。
（6）掌握渐开线花键滚刀的设计步骤。
（7）掌握渐开线花键滚刀加工工艺并编制加工工艺过程卡。
2．设计的基本要求和内容（1）要求了解渐开线花键滚刀的工作原理。
（2）要求基本掌握渐开线花键滚刀的齿形设计及结构设计，并能出产品图纸。
（3）要求了解渐开线花键滚刀加工工艺。
（4）根据设计的产品图，编制加工工艺过程卡。
3．主要参考文献（1）袁哲俊编《齿轮刀具设计》上、下册，新时代出版社，1983年（2）四川省机械工业局编《复杂刀具设计手册》上、下册，机械工业出版社，1979年（3）太原工具厂齿轮刀具工艺资料4．进度安排渐开线花键滚刀的设计与加工工艺摘要：本设计的题目是渐开线花键滚刀，它是齿轮滚刀的一种，与齿轮滚刀相比它的齿高较小，分度圆压力角较大，相当于一个齿数很少，螺旋角很大的斜齿轮其外貌呈蜗杆状。
渐开线花键滚刀是依照螺旋齿轮副啮合原理，用展成法切削齿轮的刀具，齿轮滚刀相当于小齿轮，被切齿轮相当于一个大齿轮。
为了形成刀刃，在蜗杆端面沿着轴线铣出几条容屑槽，以形成前面及前角，经铲齿和铲磨，形成后刀面及后角。
除了滚刀的设计，滚刀的加工工艺也是本设计任务的一部分，我需要了解滚到材料的物理化学性能以及机械加工的相关知识，进而编制出加工渐开线花键滚刀的工艺过程。
关键词：渐开线，压力角，齿轮，蜗杆，啮合，刀刃，加工工艺The design and processing technology of Involute spline hobAbstract: The topic of this design is involute spline hob, it is one of the gear hob and its depth is small compared with gear hob, dividing the circle pressure Angle is bigger, the equivalent of a few teeth, spiral Angle large helical gear worm shaped its appearance. Involute spline hob is in accordance with the helical gears meshing principle, with the generating method of gear cutting tool, the gear hob is equal to the pinion, cut gear wheel is equivalent to a big gear. In order to form the blade, in the end along the axis of the worm milling a few crumbs slot, in order to form the front and the rake Angle, the relieving and shovel grinding, knife after the formation of surface and back Angle. In addition to hob design, the processing technology of the hob is my part of the design task, I need to know to the physical and chemical properties and mechanical processing knowledge, and develop the processes of machining involute spline hob.Keywords: involute, pressure Angle, gear, worm, gear, blade, processing technology目录1前言 (1)2渐开线花键滚刀结构和齿形设计 (4)2．1滚刀的外径 (4)2．2滚刀的长度 (4)2．3滚刀的容屑槽 (4)2．4滚刀的前角 (5)2．5滚刀的分度圆直径和螺旋升角 (6)2．6阿基米德的齿形角 (7)2．7法向直廓的齿形角 (8)2．8渐开线花键滚刀的齿厚和齿高 (9)2．9滚刀的压力角和齿高 (10)3渐开线开建滚刀的设计过程 (11)3．1渐开线花键滚刀的设计步骤和计算过程 (11)3．2产品图 (19)4渐开线花键滚刀的公差与技术要求 (20)5渐开线花键滚刀加工工艺 (23)5．1零件分析 (23)5．2工艺说明 (23)5．3加工工艺编制 (23)5．3．1加工工艺过程卡 (23)5．3．2工艺装备明细表 (25)5．3．3机械加工工序卡片 (25)5．4刀具材料高速钢的应用 (25)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)太原工业学院毕业设计1 前言本设计的题目是渐开线花键滚刀，即是齿轮滚刀其中特殊的一种，专用于加工渐开线花键。
滚刀设计PPT幻灯片课件
齿轮坯是在齿轮坯的上端面外圆E点处，则这一边的最小长度
为：
L1 (2ra h)h s0
L1是随着齿轮坯的齿顶圆半径ra增大而增大的
复杂刀具设计
为了满足第二个要求，在齿轮坯转入和转出的每边，滚刀应产 生足够的包络齿形的作用。在转入的一边，滚刀其包络作用的 长度已包括在L1之内，可以只考虑在转出的一边滚刀其包络作 用的长度L2，并考虑最后一个刀齿的最小厚度。则有：
复杂刀具设计
滚刀的基本蜗杆（产形蜗杆）：切削刃所在的蜗杆。
复杂刀具设计
1. 理论基本蜗杆：渐开线基本蜗杆 基本蜗杆的螺纹表面若为渐开螺旋面(端面为渐开线)， 则称为渐开线基本蜗杆，相应的滚刀称为渐开线滚刀。
用渐开线齿轮滚刀可以切出理论上完全正确的渐开线齿形。 但是，由于制造困难，生产中用得很少。
复杂刀具设计
减小直径的弊处：将引起滚刀螺旋升角增大，这就会导致滚刀 的造形误差变大，精度下降。
2. 滚刀的长度
滚刀的最小长度应满足三个要求： (1) 滚刀端头的刀齿载荷不应过重； (2) 滚刀能完整地包络出被加工齿轮的全部齿形； (3) 滚刀应有充分的“窜刀”长度
复杂刀具设计
为满足第一个要求，在齿轮坯转入的一边，应使滚刀开始碰到
三、齿轮滚刀的造形（齿形）误差
复杂刀具设计
齿形误差产生的原因：由于基本蜗杆为阿基米德蜗杆，而不 是渐开线蜗杆引起的。
齿轮滚刀的齿形误差是在理论渐开线基本蜗杆基圆柱的切平 面内度量的。
轴向齿形 1表示阿基米德齿形，2表示渐开线齿形
法向齿形 Ⅰ表示渐开线齿形，Ⅱ表示阿基米德齿形
当滚刀前角γ p＝0° 时，齿形误差大小随 螺旋升角λ 0的增大而 增大。
2) 滚刀的安装
复杂刀具设计
任务书——花键传动轴零件加工工艺及夹具设计
学生姓名
院系
专业、班级
指导教师姓名
职称
教授
从事
专业
机械设计
是否外聘
否
题目名称
花键传动轴零件加工工艺及夹具设计
一、设计目的、意义
花键轴通常应用于飞机、汽车、拖拉机、机床制造业、农业机械及一般机械传动等装置。由于矩形花键轴多齿工作，所以承载能力高，对中性、导向性不错，而其齿根较浅的特点可以使其应力集中小。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。
[8]孙丽嫒.机械制造工艺及专用夹具[S].北京:冶金工业出版社,2010.
[9]于骏一.典型零件制造工艺探究[J].冶金工程,2009.
六、备注
指导教师签字：
年月日
系部主任签字：
年月日
二、设计内容、技术要求（研究方法）
设计内容：
1花键轴工艺规程设计。
2花键轴车床夹具设计。
3花键轴磨床夹具设计。
4其他内容设计
技术要求：
外圆尺寸精度：φ30k6、φ30f7两节
φ25k6、φ20h6及M24X1.5的螺纹
外圆形状位置精度：要求φ30f7两轴节相对φ30k6，
φ20h6，φ25k6需高频淬火。
外圆表面质量：φ30k6、φ30f7两节，φ25k6、φ20h6的表面质量要求Ra均为0.8um
其余均为12.5um
三、设计完成后应提交的成果
计算说明部分：
毕业设计论文，1.5万字以上。
花键轴的工艺规程设计
一、零件的分析根据零件简图分析，该零件为花键轴，其长度与直径之比L/D＜5，所以该零件为钢性主轴。
从表面加工类型看，主要加工的表面有外圆柱面、花键、键槽、螺纹，属于典型的加工表面，易加工。
该零件外圆柱面的尺寸公差和表面粗糙度有些偏高，需要磨削加工。
二、毛坯的选择1.常见的毛坯种类1.1铸件对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。
目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造和离心铸造等。
1.2锻件锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。
因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。
其中自由锻件的精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。
1.3型材型材主要有板材、棒材、线材等。
常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。
就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。
热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。
冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。
1.4焊接件焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。
其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。
但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。
2.毛坯的材料和尺寸的选择根据工艺规程，大量生产的零件应该选择精度和生产率高的毛坯制造方法，此花键轴需要保证其力学性能，由于长度与直径之比L/D＜5，为减少材料消耗和机械加工劳动量。
综合考虑锻件具有较高的综合力学性能，在硬度方面也有较高的性能。
由于经过锻造后金属内部，纤维组织沿表面均匀分布，具有较高的抗拉，抗弯及抗扭强度。
故此轴选用锻件作为毛坯。
选用模锻适用于中小型零件大批量生产且加工余量较少。
因次，选择45钢的锻件作为该零件的毛坯，适合单件小批量生产，该毛坯的尺寸为Ф40mm×180mm的45钢锻件。
三、加工方法1.常见的加工方法1.1车削车削中工件旋转，形成主切削运动。
花键轴加工工艺设计
机械制造工艺学课程设计班级: B110234姓名: 赵连保学号: B11023429前言机械制造工艺学课程设计，是以切削理论为基础、制造工艺为主线、兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本能力的培养；是综合运用机械制造技术的基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机械制造技术基础”知识及相关知识的一次全面训练。
机械制造技术基础课程设计，是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行的设计。
即以所选择的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。
机械制造工艺学课程设计是作为未来从事机械制造技术工作的一次基本训练。
通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。
在设计过程中，我熟悉了有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。
1、能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。
2、提高结构设计能力。
学生通过夹具设计的训练，应获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。
3、学会使用手册、图表及数据库资料。
掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后所从事的工作打下基础。
由于本人能力有限，设计尚有许多不足之处，可请各位老师给予批评指正。
编者于洛阳目录前言 (2)第1节零件的工艺分析 (6)1.1花键轴介绍 (6)1.2零件结构分析 (7)1.3零件的工艺分析 (7)1.3.1技术要求 (8)1.3.2零件技术要求分析 (8)第2节选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 (10)2.1毛坯选择 (10)2.2毛坯的确定 (12)2.3毛坯余量确定 (12)2.4确定锻件毛坯尺寸 (13)2.5设计毛坯图 (15)2.6确定毛坯的热处理方式 (15)第三节加工方法的选择及工艺路线的制定 (16)3.1定位基准的选择 (16)3.2零件表面加工方法的选择 (17)设计感悟 (18)致谢 (19)参考文献 (20)机械制造工艺学课程设计任务书一、设计课题名称:设计“花键轴”零件的机械加工工艺规程设计二、设计要求:1、零件图一张2、毛坯图一张3、工艺过程卡一份4、工序卡若干5、设计说明书一份6、零件批量为成批或大批7、工艺过程卡中一般要求机械加工工序达到8道以上，包含的不同类型的的机械加工机床达到四种以上。
花键轴加工工艺过程
任务？花键轴的加工任务目标1、掌握花键轴加工的方法与工艺。
2、熟悉加工花键轴的常用机床，掌握其使用方法。
3、了解花键轴的检测和验收方法。
任务描述●任务内容分析花键轴的加工工艺，熟悉常用机床的使用方法及注意事项，完成花键轴的加工。
●实施条件卧式普通车床、卧式铣床、花键轴磨床、常用检测工具。
●安全提示1、所用工具应齐备、完好、安全可靠，方能开始工作；2、操作机床时应完全遵守各种机床的安全使用规则，正确穿戴好劳动保护用品，认真仔细检查机床各部件和保护装置是否完好，确定安全可靠之后，才能开机加工；加工过程中不得离开机床，应密切注意加工情况，发现机床运转不正常时，应立即停车，请机修工检查修理；工、量具应放在安全的位置，机床运转时，不准测量工件；加工工件切削量和进刀量不宜超大，以免机床过载或梗住工件造成意外事件；高速切削时，使用防护罩，防止碎屑伤人。
3、工作完毕后，应将设备和工具的电、气、水、油源断开；应清理好工作场地卫生，将工具和零件整齐地摆放在指定的位置上。
任务实施花键轴属于特种的轴类，常用于定中心的连接或传递转矩的传动中，是重要的机器零件之一。
花键按齿形可分为矩形齿、三角形齿、梯形齿和渐开线齿等多种。
加工方法主要分车、铣、磨三步。
步骤一车削一、了解车床车床主要用于加工各种回转表面。
如内外圆柱面、圆锥面、回转体成型面、环形槽、端面及螺纹，还可进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花等加工。
常见的卧式车床主要组成部分包括：主轴箱、刀架、尾座、进给箱、溜板箱、床身等。
主要运动有：表面成形运动、进给运动及辅助运动。
图1.卧式车床外形图二、车削步骤花键轴的车削部分主要是进行外圆和端面的的加工，采用的方法如下：（一）安装工件和校正工件安装工件采用三爪自定心卡盘，采用百分表校正工件。
（二）选择车刀车外圆可用图2所示的各种车刀。
直头车刀(尖刀)的形状简单，主要用于粗车外圆；弯头车刀不但可以车外圆，还可以车端面，加工台阶轴和细长轴则常用偏刀。
一种花键轴及其加工工艺
一种花键轴及其加工工艺
花键轴是一种常用的机械传动元件，具有传动力矩大、传动精度高等优点，广泛应用
于各种工业领域。
本文介绍了一种花键轴及其加工工艺，该轴具有结构简单、制造成本低
等特点，适用于小型机械设备的传动。
该花键轴的结构如图所示，主要包括轴体、键槽和花键。
轴体为一个圆柱形，两端用
车床加工成两个平面，用于装配与固定机械传动零件。
轴体顶部开有一个键槽，用于固定
花键。
花键由多个等距的圆形凸台构成，相邻凸台之间形成等距的槽形凹槽，与轴体的键
槽配合使用，形成花键传动系统。
该花键轴的加工工艺包括以下几个步骤：
1. 材料准备：选择适合的材料进行加工，如碳钢、合金钢等，材料应符合机械传动
的强度、硬度和耐磨性要求。
2. 轴体加工：将圆柱形材料用车床加工成所需直径和长度的轴体，两端加工成平面，以便于与传动零件连接。
3. 键槽加工：在轴体顶部开一个浅而宽的键槽，用于固定花键，键槽的深度和宽度
应与花键的凸台大小相适应。
4. 花键加工：在花键加工设备上，将合适直径、长度和高度的材料精确加工成多个
等距圆形凸台，相邻凸台之间加工出等距的槽形凹槽。
5. 花键装配：将花键放入轴体的键槽中，确保花键的凸台和轴体的键槽配合紧密，
不出现转动和脱落。
6. 研磨处理：利用研磨设备对轴体和花键进行精细加工和抛光，使花键与齿轮、皮
带等传动零件配合紧密、运行平稳。
通过以上工艺步骤，可以制造出具有良好力学性能和尺寸精度的花键轴。
其具有结构
简单、制造成本低、传动精度高等优点，适用于各种小型机械设备的传动，如手动割草机、小型研磨机、小型农机等。
花键轴加工工艺及花键滚刀设计课件(PPT 31页).ppt
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花键滚刀校验计算
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三维建模
根据以上的计算结果，在Pro/E平台进行三维建模，如下图所示：
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主要技术条件
1）滚刀表面粗糙度：前刃面、齿形、内孔及两端面粗 糙度不小于3.2µm，轴台外不小于6.3µm。 2）滚刀内孔极限偏差不超过D1级。 3）滚刀外径、轴台直径和轴台长度的极限偏差不得超 过d10级。 4）滚刀总长度极限偏差不超过d9级。
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花键滚刀结构参数计算
2）滚刀齿厚、齿高计算结果如下：
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花键滚刀结构参数计算
3）倒角ε可在35°~50°的范围内选取，可参考下表：
已知花键轴花键键数n=10，故取ε=4铲背量K： 第二铲背量K1： Ⅰ型滚刀： Ⅱ型滚刀： 选Ⅰ型，取
5）滚刀全齿高：
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花键滚刀结构参数计算
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根据以上工艺分析及切削用量等选择， 制作的加工工艺卡片以及工序卡片如论文 附录所示。
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花键滚刀设计
根据花键轴花键尺寸，参考《复杂刀具设计手 册》，选定的花键滚刀基本尺寸及槽数如下表：
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花键滚刀齿形计算
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花键滚刀齿形计算
5）花键侧在节圆上的齿形角： 6）滚刀齿形最大齿形角：
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过渡曲线高度验算
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机床选择：
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其他用具选择：
1）夹具选择： 车床专用夹具（三爪卡盘），铣床专用夹具，磨床专
用夹具，滚齿机专用夹具，剃齿机专用夹具。 2）刀具选择：
YG6端面车刀，YG6外圆车刀，麻花钻，切槽刀，平 行砂轮，滚齿刀，剃齿刀，锉刀。 3）量具选择：
游标卡尺，千分尺等。
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10
切削用量选用：
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二维零件图
二维零件图
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1、有事业的峰峦上，有汗水的溪流飞 淌；在 智慧的 珍珠里 ，有勤 奋的心 血闪光 。
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2、人们走过的每一个足迹，都是自己 生命的 留言； 留给今 天翻过 的日历 ，留给 未来永 久的历 史。
2）精车加工中，该零件利用中心孔和完成粗加 工的φ220的圆柱段进行装夹定位。
3）零件轴向的定位基准选择在外花键圆柱段以 及φ95轴段的外圆表面。
机床选择：
机床
C620-1卧式车床 X63卧式铣床 MD118磨床 Y3150E滚齿机 Y4250剃齿机
用途 粗、精车外轮廓，车削退刀槽
及螺纹 粗、精铣花键键槽 磨削各轴段外圆表面
已知花键轴花键键数n=10，故取ε=40°。
花键滚刀结构参数计算
4）铲背量K：
第二铲背量K1： Ⅰ型滚刀： Ⅱ型滚刀： 选Ⅰ型，取 5）滚刀全齿高：
花键滚刀结构参数计算
6）螺旋槽深度：
7）其余参数计算：
11.975mm 94.074mm
3228 27.059mm
花键滚刀校验计算
花键节圆直径 花键在节圆上的齿形角
花键的计算键宽
花键的计算内径 代圆弧半径和代圆弧中
心应协调 以上数据与计算数据基本相等，合格。
三维建模
根据以上的计算结果，在Pro/E平台进行三维建模，如下图所示：
主要技术条件
1）滚刀表面粗糙度：前刃面、齿形、内孔及两端面粗 糙度不小于3.2µm，轴台外不小于6.3µm。 2）滚刀内孔极限偏差不超过D1级。 3）滚刀外径、轴台直径和轴台长度的极限偏差不得超 过d10级。 4）滚刀总长度极限偏差不超过d9级。
花键尺寸要求：
热处理要求：
1）淬火加高温回火 HB198~269；
2）非齿面部分回火 HB269。
齿轮分析：
齿数 压力角 齿顶高系数 齿形公差
Z=15 α=20°
ha=1 ff=0.016
跨齿数
K=3
基节偏差
齿圈径向跳 动公差
fpb=±0.016 Fr=0.036
模数 螺旋角 齿根高系数 齿向公差
6）滚刀齿形最大齿形角：
过渡曲线高度验算
加工出的键齿直线部分高度：
其中g为过渡曲线高度，如图所示：
确定花键滚刀齿形
计算确定花键滚刀的法向齿形，常用的方法有： 1）计算法； 2）代圆弧法； 3）查表法。
采用代圆弧法计算得出以下结果：
14.213mm
14.033mm
-2.252mm
26.946mm
14.970mm
IT3
齿轮左端面
IT7
粗糙度（µm） 加工方案
3.2
粗→半精→精车
12.5
粗车
6.3
钻孔
3.2
粗铣→精铣
粗→半精→精→
1.6
金刚石车
粗→半精→精→
0.8
金刚石车→磨削
3.2
粗→半精→精车
定位基准的选择：
1）粗车加工中，该零件可以利用零件左端φ95、 右端φ220的外圆柱段与中心孔，采用三爪卡盘一 夹一顶的装夹定位方式即可满足要求；
Δhx1
Δhx2
齿顶距测量线 高度
hx（mm）
hx1
hx2
13.019° 17.293° 14.599 14.045 0.95 1.973 1.423 0.400
花键滚刀结构参数计算
3）倒角ε可在35°~50°的范围内选取，可参考下表：
齿数n
4~8
10~14
16~20
倒角ε
35°
40°
45°~50°
花键滚刀齿形误差分析
齿形误差分析计算结果如下表所示：
α
8° 10° 12° 14° 16° 18° 20°
Δρ×10-4
-30.89 21.509 9.452 -30.99 -64.69 -56.19 29.455
|Δρ|×10-4
总误差 键宽公差
验算
30.89
21.509 9.452 30.99 64.693 56.190 29.455
主要技术条件
5）精度等级取A级，滚刀制造公差及齿形误差见下表：
最大齿距误差
在两个齿距长度上最大齿距累积误差
外径的径向跳动 外径锥度（在全长上） 前刃面径向性偏差（只许斜入） 圆周节距最大累积误差 螺旋槽导程（T）的偏差
轴台的径向跳动 轴台的端面跳动 齿形高度（mm）
±20 ±30
40 65 30' 60 ±0.02 T=65 20 20 0.020
花键轴加工工艺及花键滚刀设计
The processing method of spline shaft and the spline hob design
机械工程学院 张 建 20091118 指导教师：马术文 副教授
花键轴零件图分析
材料为17CrNiMo6合金
零件结构分析：
1)长度与直径之比L/D≈4，所以该工件属于钢性主轴; 2)主要加工表面有圆柱面、花键、、螺纹、齿轮，采用 一般的加工即可; 3)表面精度要求较高，需进行磨削方可满足要求; 4)加工中心孔时，采用专用夹具定位和加紧，螺纹加工 安排在半精加工后。
花键滚刀设计
根据花键轴花键尺寸，参考《复杂刀具设计手 册》，选定的花键滚刀基本尺寸及槽数如下表：
花键.轴尺寸 n—D×d×b
滚刀 外径 Deg
总长度 L
轴台 外径 D1
轴台 长度
l1
孔径 d
槽数 zg
10—88×82×12 100
85
55
4
32
14
花键滚刀齿形计算
花键滚刀齿形计算
5）花键侧在节圆上的齿形角：
Δρ=|Δρ3|+|Δρ5=0.0074145 Δ/3=0.027/3=0.009
Δ/3≥Δρ，误差合格。
花键滚刀齿形
根据以上计算结果得出滚刀齿形如下：
花键滚刀结构参数计算
2）滚刀齿厚、齿高计算结果如下：
辅助角 β（mm）β1源自β2法向齿厚 Sx（mm）
Sx1
Sx2
测量线距节线 高度
Δhx（mm）
公法线长度
公法线长度公差 螺旋副中心距极
限偏差
mn=12 β=0° hf=1.25 FB=0.016 W=95.189 mm
FW=0.025
a+fa=744 ±0.04
主要表面加工方法：
加工表面
精度等级
花键轴右端面
IT7
花键轴左端面
IT11
Φ10中心孔
IT10
花键槽
IT7
Φ95外圆表面
IT5
Φ105外圆表面
加工齿轮
其他用具选择：
1）夹具选择： 车床专用夹具（三爪卡盘），铣床专用夹具，磨床专
用夹具，滚齿机专用夹具，剃齿机专用夹具。 2）刀具选择：
YG6端面车刀，YG6外圆车刀，麻花钻，切槽刀，平 行砂轮，滚齿刀，剃齿刀，锉刀。 3）量具选择：
游标卡尺，千分尺等。
切削用量选用：
切削用量选用：
根据以上工艺分析及切削用量等选择， 制作的加工工艺卡片以及工序卡片如论文 附录所示。