花键传动轴零件设计
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一、零件
(一)零件的作用
题目所给的零件是花键传动轴,起传动的作用。
二、工艺规程设计
(一)确定毛坯的制造形式
选择锻件毛坯。
(二)基面的选择
(1)基面的选择:
该零件既是花键轴又是阶梯轴,其加工精度又要求较高,以此选中心孔B3/7.5做为设计和工艺基准。
(三)制定工艺路线
制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已经确定的情况下,可以考虑采用万能型机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中起来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量降低。
1.工艺路线方案一
工序一下料
工序二加一端,车端面,见平即可,钻中心孔B3/7.5
工序三倒头装夹工件,车端面,保证总长175
工序四以中心孔定位装夹工件粗车外圆各部。
工序五去毛刺
工序六以两中心孔定位装夹工件。半精车,精车各部尺寸,倒角
工序七一夹一顶装夹工件,粗、精铣花键。
工序八热处理:调质处理255—302HB
工序九按图样要求检查各部尺寸及精度。
(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“花键传动轴”:零件材料为40MnB,硬度为255—302HB,毛坯质量为6.37kg。生产类型为小批量生产,锻造毛坯。
据以上原始资料及加工路线,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
1.外圆表面沿轴线方向长度的加工余量及公差(Φ32内孔及端面)。2.查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2~2.5,取Φ20,Φ50端面长度余量均为2.5(均为双边加工)
车削加工余量为:
粗车1.5mm
半精车1mm
3.其他尺寸直接锻造得到
由于本设计规定的零件为大批量生产,应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。
(五)确立切削用量及基本工
工序一下棒料
2.加工条件
工件材料:40MnB,σb=0.6GPa《机械工程材料》表5-6,
255-302HB,型钢。
机床:CR6150《工艺手册》表7-4
刀具:W18Cr4V高速钢,牌号W18,硬度63-66HRC,
A型机夹切断刀:h=20mm,L=125mm.
2.切削用量
1)切削深度因为是切断,所以a p=36mm。《工艺手册》表11—29
2)进给量f=0.20mm/r《工艺手册》表11-29
3)查后刀面最大磨损及寿命
查《工艺手册》表11-25,后刀面最大磨损为0.4~0.6mm。寿命T=60min。
4)计算切削速度
由《机械加工工艺手册》(以下称《工艺手册2》)得,
V c=C v/T m a p xv f yv
算得V c=70 m/min
5)确定机床主轴转速
n s=1000 V c /πd w=319r/min。按机床说明书,与319r/min
相近的机床转速为360 r/min,故选360 r/min的转速。V f
=fn=0.20×360=72mm/min。所以实际切削速度为v=79
mm/min。
6)计算基本工时
t m=L/V f=36/72=0.5min
工序二粗车端面,钻中心孔
1.加工条件
工件材料:40MnB, σb=0.6GPa 《机械工程材料》,24—38HRC,型钢。
加工要求:粗车M24×1.5—8g端面,钻中心孔
机床:CR6150 《工艺手册》
刀具:W C+Ti+C。硬质合金钢车刀,牌号YT15,硬度78HRC,《工艺手册》表10—3。
45°端面铣刀尺寸:L=140mm,h=25mm,b=16mm。《工艺手册》表10—99
2.切削用量
1)切削深度: a p=3mm 《工艺手册》表11—26
2)进给量: f=0.25mm/r 《工艺手册》表11—26
3)查后刀面最大磨损及寿命
查《工艺手册》表11—25,后刀面最大磨损为1.0—1.4mm。寿命T=60min。
4)计算切削速度
由《工艺手册2》表8.4—8,得
V c=C v/T m a p xv f yv=138m/min
5)确定机床主轴转速
n s=1000 V c /πd w=628r/min。按机床说明书与628r/min相近的机床转速为600r/min,故选择600r/min的机床。
所以实际切削速度为v=120m/min。
V f=fn=0.25×600=150mm/min。
6)计算基本工时
t m=L/V f=36/150=0.24min
查《工艺手册》表10—180,选用带护锥中心钻(B型)
d=2.50mm,材料为高速钢。主轴转速n=628r/min,切削深度
d f=10mm。
工序四粗车
1.加工条件
工件材料:40MnB, σb=0.6GPa 《机械工程材料》,24—38HRC,型钢。
加工要求:粗车外圆各部。
机床:CR6150 《工艺手册》
刀具:W C+Ti+C。硬质合金钢车刀,牌号YT15,硬度78HRC,《工艺手册》表10—3。
95°外圆车刀,L=140mm,h=25mm,b=16mm。《工艺手册》表10—100。
2.切削用量
1)切削深度:a p =3mm 《工艺手册》表11—26
2)进给量:f=0.75mm/r 《工艺手册》表11—26
3)查后刀面最大磨损及寿命
查《工艺手册》表11—25,后刀面最大磨损为1.0—1.4mm。寿命T=60min。
4)计算切削速度
由《工艺手册2》表8.4—8,得
V c=C v/T m a p xv f yv=123m/min
5)确定机床主轴转速
n s=1000 V c /πd w=612r/min。根据机床选取n=612r/min。
V f=fn=0.75×600=450mm/min。
所以实际切削速度为v=120m/min。
粗车不同轴处的切削速度:V c2=πdn/1000=90m/min。