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机械加工工艺课程论文
题目: 花键轴加工工艺设计
班级: 机制1303
姓名: 陈富龙
学号: 1304061100
第1节 零件的工艺分析
1.1花键轴介绍
花键轴用于各个轴用于轴与轴承配合、螺纹主要用于紧固和传动连接、键与花键用于轴和轴上传动件之间的可拆卸连接,用于传递扭矩,有时也作用轴上传动件的导向。
矩形花键轴能够多齿工作,对中性好,导向性好,齿根较浅,应力集中,轴与毂强度削弱小加工方便,在机械制造中应用非常广泛。
其中,该矩形花键轴按国家标准,为花键的中系列,经过查表(教材《互换性与测量技术》表10-7)可得其规格为N*d*D*B=6*34.2*40*10,标注外花键规格和尺寸代号为6*34.2f7*40f7*10d9 GB/T1144-2001。
花键轴
1.2零件结构分析
根据零件简图分析:该主轴零件的结构有以下特点:从形状上看该工件为阶梯结构的花键,由于长度与直径之比L/D 5,所以该工件属于钢性主轴。从表面加工类型看,主要加工表面有外圆柱面,花键,双键槽,内螺纹孔,属于典型的加工表面,易加工。
1.3零件的工艺分析
零件的视图正确、完整,尺寸、公差及技术要求齐全。但花键外圆柱面Φ40f7mm与右端外圆柱面Φ35k6mm要求Ra0.8m有些偏高。
该零件属轴类零件,它的所有表面均需切削加工,各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。花键轴径向设计基准是轴中心线,轴向设计基准是花键外圆柱面Φ40f7mm的左端平面。花键径向设计基准为Φ40f7mm外圆柱面。M12螺纹孔的径向设计基准是轴中心线,轴向设计基准是花键外圆柱面Φ40f7mm的左端平面。M5径向设计基准为花键外圆柱面Φ40f7mm的左端平面,轴向设计基准与花键呈30°角。总体来说,这个零件的工艺性较好。
1.3.1技术要求
该零件属于轴类零件,主要构成表面主要为外圆、倒角、退刀槽、键槽、内螺纹和外花键等;各轴段装配表面粗糙度要求极高,Ra达0.8m,为IT6、IT7级;而尺寸精度和位置精度要求也高(重点保证外圆表面的加工),轴右端Φ35mm(基面B)以及花键大径Φ40mm(基面A)的加工尤为重要,它们分别与退刀槽侧面、键槽宽有圆度和对称度要求,外花键键齿与基面A有平行度要求。
其中,各个圆柱尺寸精度等级较高,圆柱装配表面表面粗糙度要求也高,Ra达0.8m。退刀槽与花键健齿侧面Ra达1.6m;两键槽的侧面Ra达1.6m;其余则要较低Ra只需达到12.5m,这些表面粗糙度较容易获得,可以通过粗车-半精车-精车、铣削达到要求。各处倒角、圆角、去毛刺达到要求。
1.3.2零件技术要求分析
(1)尺寸精度
右端轴段为Φ35mm,花键外圆为Φ40 mm ,花键齿根圆Φ34.2 mm,键齿宽10 mm ,键槽宽8 mm,键槽底与外圆母线距离4.5(30.5)mm ,花键轴总长191 mm ,右端面与花键右端的距离30 mm。
(2)位置精度
1Φ40f7在全长上的锥度和不圆度不大于直径公差之半。
2花键的不等分累积误差和键对Φ40f7的不对称度不大于0.03。
3花键的侧面对Φ40f7轴线的不平行度不大于0.04。
4Φ35k6对Φ40f7的径向跳动不大于0.04。
5两个8H8键槽对Φ35k6轴线的不对称度不大于0.05。
(3)表面粗糙度
花键外圆Φ40f7和Φ35k6外圆面表面粗糙度为Ra=0.8m,花键齿侧面及其花键左、右端面表面粗糙度为Ra=1.6m ,两键槽侧面和花键齿根圆表面粗糙度为Ra=3.2m,其余表面为Ra=12.5m。
第2节 选择毛坯、确定毛坯尺寸
2.1毛坯选择
常见毛坯类型:
(1)铸件
铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件,即把冶炼好的液态金属,用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中,冷却后经落砂、清理和后处理等,所得到的具有一定形状,尺寸和性能的物件。
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、熔模铸造成和离心铸造等。
(2)锻件
锻件是金属被施加压力,通过塑性变形塑造要求的形状或合适的压缩力的物件。这种力量典型的通过使用铁锤或压力来实现。铸件过程建造了精致的颗粒结构,并改进了金属的物理属性。在零部件的现实使用中,一个正确的设计能使颗粒流在主压力的方向。
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低,主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高,主要用于产量较大的中小型锻件。
(3)型材
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