矩形花键套设计说明书

机械制造技术课程设计题目:矩形花键套加工工艺规程及夹具设计

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目录

前言---------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 一．矩形花键套零件的分析---------------------------------------------------------------------------------4

1.零件图的分析------------------------------------------------------------4

2.零件的作用--------------------------------------------------------------5 二．矩形花键加工工艺的设计------------------------------------------------------------------------------6

1.确定毛坯的制造成型---------------------------------------------------------------------------------6

2.定位基准的选择----------------------------------------------------------6

3.制定工艺路线------------------------------------------------------------7

4. 毛坯尺寸的确定与机械加工余量-----------------------------------------------------------------9

5. 工艺分析----------------------------------------------------------------------------------------------11

6.确定切削用量及基本工时--------------------------------------------------------------------------11 三．夹具的设计-----------------------------------------------------------------------------------------------13

1.分析零件的工艺过程和本工序的加工要求-----------------------------------13

2.拟定定位方案设计定位元件--------------------------------------------------------------------13

3.导向和夹紧方案及其他元件的设计-----------------------------------------13

4.夹具体的设计-----------------------------------------------------------------------------------------14

3.绘制夹具体装配总图-----------------------------------------------------15

4.尺寸的标注及明细表的编制-----------------------------------------------15

5.对于非标准件的零件图设计-----------------------------------------------15 四．课程设计小结--------------------------------------------------------------------------------------------16 五、参考文-----------------------------------------------------------------------------------------------------17

前言

机械工艺与夹具技术被引入工业领域已经有一百多年的历史了，随着工业的迅猛发展机制工艺与夹具技术更加日新月异。伴随着数学、控制理论计算机、电子器件的发展，出现了机制工艺与夹具技术系统，并作为一门应用科学已发展成熟，形成了自己的体系和一套行之有效的分析和设计方法。

这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂零件（杠杆）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案。

机制工艺与夹具技术的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等，行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等，钢铁工业用的冶金机械、提升装置等。应该提及的是，近年来，世界科学技术不断迅速发展，各部门对机制工艺与夹具技术提出了更高的要求。同时，机制工艺与夹具技术与电子技术的配合，广泛应用于智能机器人、海洋开发、高精度零件的制造与加工等，使机制工艺与夹具技术的应用提高到一个崭新的高度。

关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。

一．矩形花键套零件的分析

1.零件图的分析

通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。

（1）mm 021.070±Φ与花键套内孔的同轴度公差为mm 03.0Φ。

（2）mm 120Φ右端面与花键套内孔中心线的垂直度公差为mm 04.0Φ。

（3）热处理28~32HRC 。

（4）未注倒角1×45 o。

（5）材料45钢。

零件图

2.零件的作用

我所选择的零件是矩形齿花键套，通过矩形花键轴与矩形花键套的配合，组成花键联接。

花键联接由内花键和外花键组成。内、外花键均为多齿零件，在内圆柱表面上的花键为内花键，在外圆柱表面上的花键为外花键。显然，花键联接是平键联接在数目上的发展。

（1）使用特点：

由于结构形式和制造工艺的不同，与平键联接比较，花键联接在强度、工艺和使用方面有下列特点：

a.因为在轴上与毂孔上直接而均匀地制出较多的齿与槽，故联接受力较为均匀；

b.因槽较浅，齿根处应力集中较小，轴与毂的强度削弱较少；

c.齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较大的载荷；

d.轴上零件与轴的对中性好，这对高速及精密机器很重要；

e.导向性好，这对动联接很重要；

f.可用磨削的方法提高加工精度及联接质量；

g.制造工艺较复杂，有时需要专门设备，成本较高。

（2）适用场合：

定心精度要求高、传递转矩大或经常滑移的联接。

（3）分类：

花键联接按齿形的不同，可分为矩形花键和渐开线花键两类，这两类花键均已标准化。

a.矩形花键

按齿高的不同，矩形花键的齿形尺寸在标准中规定两个系列，即轻系列和中系列。轻系列的承载能力较低，多用于静联接或轻载联接；中系列用于中等载荷。

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等。

b.渐开线花键

渐开线花键的齿廓为渐开线，分度圆压力角α有30°及45°两种。齿顶高分别为0.5m和0.4m（m为模数）。渐开线花键可以用制造齿轮的方法来加工，工艺性较好，易获得较高的制造精度和互换性。

渐开线花键的定心方式为齿形定心。受载时齿上有径向力，能起自动定心作用，有利于各齿受力均匀，强度高，寿命长。用于载荷较大，定心精度要求较高以及尺寸较大的联接，如航空发动机、燃气轮机、汽车等。压力角45°的花键多用于轻载、小直径和薄型零件的联接。

二．矩形花键套加工工艺的设计

1.确定毛坯的制造成型

该花键套定位盘部分直径为Φ120mm，花键套外径部分为Φ45mm,其尺寸差距比较大，在单件小批量生产时（不采用锻件毛坯），应选用合适的坯料，以减少材料的浪费。

该工件锻造比较大，很容易造成应力分布不均。因此，锻造后须进行正火处理，粗加工后进行调质处理，以改善材料的切削性能。

2.定位基准的选择

（1）精基准的选择：

Φ70021

±mm为第一个加工段，以其右端面为定位基准，故选择其作为加.0

工其它有关表面的统一精基准。

（2）粗基准的选择：

粗基准应为一些非加工面，为了保证Φ70021

.0

±mm与Φ45mm的同轴度以及Φ120mm右端面与Φ45mm的垂直度，故选Φ45mm的中心轴作为粗基准。

（3）表面加工方法选择：

1）Φ70021

±mm及其右端面、Φ120mm、Φ45mm及其左端面采用粗车和精.0

车。

2）拉花键前学要先车Φ17.8mm 大小的内孔，精车至mm 10.0019+Φ。

3）拉花键mm 05.008.056-

-?。

4）钻Φ13mm 的孔。

3.制定工艺路线

机械加工工序的安排本着“基面先行，先主后次，先粗后精，先面后孔”的原则。精基准的选择主要遵从“基准重合原则和基准统一原则”。

首先以不加工面Φ45外圆中心轴作粗基准来粗加工Φ120右端面及Φ70及其右端面，这样能保证Φ45与Φ70的同轴度，Φ45与Φ120的垂直度，以左端面为基准一侧限制一个移动自由度，用三抓卡盘定位Φ45的外圆限制4个自由度；再用三抓卡盘定位Φ120外圆，粗车Φ45的外圆，精车Φ45的外圆和内孔Φ15；再掉头精车右端和内孔至Φ19；拉花键；钻Φ13的孔。

选择加工设备及工艺装备：

由于是中批量生产，故加工设备以通用机床为主，其生产方式以通用机床通用夹具为主，工件在个机床上的装卸及个机床间的传送均由工人完成。

（1） 车右端面，考虑到工件的定位加紧方案等问题，选用CA6140车床，端面车刀。

（2） 车Φ120、Φ70、Φ45选用CA6140车床，端面车刀。

（3） 钻Φ19选用钻床Z3025，锥柄麻花钻。

（4） 拉花键，选用L6120，专用拉刀。

（5） 钻Φ13孔，选用钻床Z3025，锥柄麻花钻。

综上考虑我们选择了两个可行的工艺方案。

方案一