花键传动轴零件设计

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。