矩形齿花键轴课程设计

荆楚理工学院

课程设计成果

学院：机械工程学院班级：10级数控2班

学生姓名：学号：

设计地点（单位）：荆楚理工学院

设计题目：矩形齿花键轴课程设计

完成日期：2013年 1 月

指导教师评语：

____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ __________________________________________________________

成绩（五级记分制）：

教师签名：

前言

地方及周边地区的快速发展需要越来越多的实用型应用型人才。高等职业教育根据“必须、够用”原则培养出一大批能把科学发现转化应用技术，把产品设计转化为工艺流程，把宏观决策转化为微观管理的技术型和管理型的人才。正是在这种背景下，我们为全面提升自身的知识结构、能力结构和素质结构进行此次毕业设计。

毕业设计是继专业基础课程如机械制造工艺学、工程力学、机械设计、公差与技术测量等之后，并在一定生产实习的基础上进行的一个教学环节，要求我们综合运用所学知识，根据零件的结构特点和产品的加工要求，进行加工工艺规程和夹具的设计。

机床夹具是保证机械产品质量高、数量多、成本的一种极重要的工艺装备。其主要作用是：可靠地保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。

机床夹具设计是工艺装备设计的重要组成部分。一个好的设计，应能稳定地保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力，制造、维护容易等其衡量指标。

本人设计的课题是矩形齿花键轴铣花键设计。通过本次毕业设计，我能够综合的运用机械制造工艺学中的基本知识和理论,结合生产实习中的实践知识,独立地分析和解决工艺问题,已初步具备设计一定复杂程度的零件的工艺规程能力和运用夹

具设计的基本原理和方法.拟订夹具设计方案,完成夹具结构设计的能力,并熟悉和运用相关手册、图表等技术资料及编写技术文件等技能的一次综合训练的机会,为今后从事的工作打下良好的基础。

作为一名高职院校的学生，我深知自己知识、能力和经验的不足,正是这种不足让我在今后的工作中更加谦虚谨慎、脚踏实地、不断进步，敬请各位老师多多指教。

设计者：

2012 年 1 月

目录

第一章：零件分析-----------------------------------------------------------------------（4）

1、零件图样分析--------------------------------------------------------------（4）

2、零件工艺分析----------------------------------------------------------------(4）

3、花键轴的用途--------------------------------------------------------------（5）第二章：毛胚制造工艺--------------------------------------------------------------------（6）

1、A花键轴毛胚的确定--------------------------------- ------------------（6）

B毛胚种类的选择-------------------------------------------------------（6）

2、根据零件的功能选择毛胚--------------------------------------------（6）第三章：机加工工艺----------------------------------------------------------------------（7）

1.表面加工分析------------------------------------------------------------------（7）

2. 基准选择-----------------------------------------------------------------------（8）

3. 加工路线的拟定--------------------------------------------------------------（8）

4. 各工序的加工设备.夹具.量具的选择-------------------------------------（9）

A、选择机床-------------------------------------------------------------------（9）

B、选择刀具-------------------------------------------------------------------（9）

C、选择夹具-------------------------------------------------------------------（9）

D、选择量具-------------------------------------------------------------------（10）

5. 余量.工序尺寸.工序公差的确定-------------------------------------------（11）

机械加工余量及工序尺寸表格--------------------------------------------（12）

6.切削用量的选择及工时计算------------------------------------------------（12）第四章: 热处理工艺------------------------------------------------------------------------（18）结论---------------------------------------------------------------------------------------------(19) 参考文献----------------------------------------------------------（20）

一、零件分析

1 ⑴.零件图样分析

1.该零件即是花键轴又是阶梯轴，其加工精度较高，所以零件两中心孔是设计和工艺基准。

2.矩形花键轴花键两端面对公共轴线的圆跳动公差为0.04mm。

3.花键外圆对公共轴心线圆跳动公差为0.04mm

4.Φ2503.00mm外圆（两处）对公共轴心线圆跳动公差为0.04mm

5.Φ2003.00+mm外圆对公共轴心线圆跳动公差为0.04mm

6.材料45号钢

7.热处理28~32mm

⑵.零件工艺分析

1.花键轴的种类较多，按齿轮的形状可分为矩形齿、梯形齿、渐开线齿和三角线等。花键的定心方法有小径定心，大径定心和键侧定心三种，但一般情况下均按大径定心。

矩形齿花键由于加工方便，强度较高，而且易于对正，所以应用广泛。

2.为确保花键轴各部外圆的位置及形状精度要求，在各工序中均似两中心孔为定位基准装夹工件。

3.花键轴可以在专用的花键铣床上，采用滚切法进行加工，这种方法有较高的生产效率和加工精度，但在没有专用的花键铣床时，也可以用普通卧式铣床进行铣削加工。

4.矩形齿花键轴花键两端面圆跳动公差，花键外圆Φ2503.00+外圆两处Φ2003.00+外圆对公共轴线的圆跳动公差的检查，可以两中心孔定位，将工件装夹在偏摆仪上，用百分表进行检查。

5.外花键在单件小批生产时，其等分精度由分度头，精度保证、键宽、大径、小径尺寸可用游游标卡尺或千分尺测定。必要时可用百分表检查花键键侧的对称度。在成批或大批量生产中，可采用综合量规进行检查。

⑶.花键轴的用途

花键轴一般都是起传动作用，它属于台阶轴类零件中，由圆柱面、导角、轴角、退刀槽、砂轮越程槽、键槽和花键等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置。各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置。键槽用于安装键，以传递转矩：花键也是用来传递动力的，但外面要套一个东西（把转矩传给它）并且要求花键轴与外层是可以根据工作性能与条件划动的。

矩形齿花键轴技术要求表

二、毛坯的选择

A.花键轴毛坯的确定

毛坯的形状和尺寸越接近成品零件，材料消耗就少。机械加工的劳动量越小，因此会提高机械加工效率，降低成本，但毛坯的制造费用就提高了。因此，确定毛坯要从机械加工和毛坯制造两方面综合考虑，以求得最佳结果。

B.毛坯种类的选择

1.根据圆纸规定的材料及机械性能选择毛坯。

图纸标定的材料就基本确定了毛坯的种类，该花键轴的材料是钢材，因此可直接选用钢材。故选用φ40mmx200mm圆钢。

2.根据零件的功能选择毛坯

根据零件的工作条件、材料、结构特点三者综合考虑的材料为45号钢，且各台阶直径相差不大，因此可选用圆钢。

合理选用材料和规定热处理的技术要求，对提高轴类零件的强度和使用寿命有重要意义。同时，对轴的加工过程有极大的影响。

综上所诉，绘制毛坯简图：

三、机加工工艺

1.、表面加工分析

该花键轴大都是回转表面，因此主要采用车削，花键齿形采用专用花键铣床铣削。由于该花键轴的主要表面加工要求较高，零件的几何精度要求较高，表面粗糙度Ra 越少，故车削、铣削后还需要精车精铣削。

具体方法如下：

①矩形花键轴两端面为φ2503.00+,公差等级IT10.表面粗糙度Ra为6.3um.参考文献【1】表1-11需要进行粗车。

②钻中心孔B2.5/8可直接采用麻花钻（2.5/8钻头）钻削

③车矩形花键轴外圆车槽：倒角的表面粗糙度Ra为3.2~1.6um公差等级为IT8(参考文献【1】表1-11）需粗车、精车才能达到要求。

④矩形花键8×605.015.0--mm，且保证小径φ3215.005.0--mm其表面粗糙Ra为3.2um。公差等级为IT8需粗铣-精铣。

⑤键槽宽度为603.00+mm其表面粗糙度Ra=3.2um公差等级为IT8,需粗铣-精铣。

主轴零件加工方案表

2.基准的选择

该零件圆中较多尺寸及形位公差是以两中心孔及其端面为设计基准的。因此必须首先加工处两中心孔B2.5/8及其端面，为后续工序作为基准。根据粗精基准选择原则，确定加工表面的基准加工如表所示：

3、加工工艺路线的拟定

4、各加工工序的加工设备、夹具、量具的选择

A、1、选择机床

①工序1

由于要求是棒料零件，为里达到φ40x200棒料，选用锯床加工切割合适。

②工序2、3、4、6

粗车两端面、钻两中心孔及粗车、粗车外圆、切槽、倒角时，为提高效率，减少装卸时间适用CA6140型普通卧式车床比较合适，由于中心孔精度不用考虑，选麻花钻即可。

③工序7、8、10、11

铣花键、键槽时，由于单件小批量生产，即选用卧式铣床XA6132铣比较合适。

B、选择刀具

该零件无特殊形状表面，小批量生产，一般采用通用或标准刀具，车床上粗车面用P

10

外圆车刀钻孔用粗直柄∝。麻花钻查参考文献[1]中表5-28知，其直径范

围0.10～0.35在外圆用P

10外圆车刀，切槽用切槽车刀，其直径为1mm。倒角用P

10

45

度倒角倒，铣矩形花键

-0.05

0.15

-

6

mm。查参考文献[1]中表5-40①所示，用三面刀铣刀，且

铣刀直径为90～110mm。查参考文献[1]中5-44所示d=100mm.孔径D=32mm。z=6，Z=18。铣键槽6+

0.03mm。查参考文献[1]表5-40①所示，用粗齿i面刀，且铣刀直径90～170mm。查表5-44所示d=100mm。孔径D=32mm。宽度L=6，齿数Z=18。

C、选择夹具

该零件加工工序20、30、40、60采用三爪卡盘，其余工序用顶尖

D、选择量具

⑴选择车端面，钻中心孔B2.5/8量具

其端面尺寸未注公差。按IT14要求，其为25的标准公差T为0.52mm，查参考文件机械制造技术课程设计指导中5-56①，计算其不确定度，允许值n

1

=0.029mm。查参考文件机械制造技术课程设计指导中表5-57①分度值，0.02mm游标卡尺，其确定数值

V=0.02mm。u

1

选用0～200mm/0～0.02mm游标卡尺。

⑵车外圆、切槽及倒角

外圆尺寸公差T=0.13mm，按参考文献[1]表5-56①中计算器基本确定度允许值

u

1

=0.009mm,根据参考文献[1]表5-59①选用分度值0.02mm/0～200mm游标卡尺。

⑶铣矩形花键

其键尺寸

-0.05

0.15

-

6mm，其公差T=0.01mm。查参考文献[1]中表5-59①可选用值

0.02mm/0-200mm的游标卡尺。

⑷铣键槽

其键槽尺寸槽宽6+

0.03mm。查参考文献[1]中表5-56和5-59均可选用分度值0.02mm/0～200mm的游标卡尺

根据生产类型和满足被加工零件的技术要求，结合工厂现有的生产条件，各工序所选用的机床和工艺装置如图所示：

机床和工艺装备选择

5、确定机械加工余量、工序尺寸及公差

加工余量可采用查表修正法确定，确定工序尺寸的一般方法是：

由加工表面的最后工序网前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注，当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸，只与工序加工余量有关，当基准不重合时，工序尺寸用工艺尺寸链解算。中间工序尺寸按“单项入体”原则标准，但毛坯和孔的距尺寸公差带一般取双向对称布置。中间工序尺寸的公差可以相应的加工经济精度表中查得。

该零件工序无基准转换各表加工均用同意基准重合，查各种表面加工余量表，分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差，如

表所示：

机械加工余量及工序尺寸

6、确定切削用量的选择

工序2和3

粗车矩形花键轴两端面

1、确定背吃刀量a

p

端面总加工余量为10mm,一次走刀加工a

p

=2.5mm

2、确定进给量f

查参考文献[1]表5-102得f=0.4～0.5mm/r,查参考文献[1]表5-5根据机床横向进给量,取f=0.45mm/r

3、确定切削速度V

c

查参考文献[1]表5-109和表5-110得:C

v =242,X

i

=0.15,Y

v

=0.35,m=0.20修

整K

m =1.0,K

hv

=1.24,K

hv

=0.9,K

krv

=0.81,K

tv

=1.0,刀具寿命选T=60min,所以

V

c

=C

v

K

v

/T m a

p

Xv f Yv=(242×1×1.24×0.9×0.81×1/600.2×2.50.15×

0.450.35)m/min=110.3m/min

4、确定机床主轴转速n

n=1000V

c

/πd=1000×110.3/(π×40)=878.2r/min

查参考文献[1]表5-5相近较小的机床转速为n=710r/min,所以实际的切削

速度V

c

=89.2m/min

5、计算基本时间T J:

切削加工长度L=40mm,端面车刀选用主偏角K r =90°,背吃刀量a p =2.5, 查参考文献表5-138和表5-139得: L 1=(a p /tanK r )+(2～3)=3mm,L 2=(3～5)mm=4mm,L 3=5mm;

L=(d-d 1/2)+ L 1+L 2+L 3=40/2+3+4+5=32mm T J =L ×i/nf=32×2/900×0.45=0.16min

6、确定辅助时间T f

查参考文献[1]表5-153得:装夹工件的时间为0.8min,启动机床的时间为0.02min,启动调节切削液的时间为0.05min,取量具并测量尺寸的时间为0.5min,共计T f =1.37min.

工序4

粗车外圆台阶φ-0.05

0.08-36mm, φ0.03025+mm, φ20.0300+mm

1、粗车外圆台阶φ3-0.050.08-6mm 确定背吃刀量a p

一次走刀量a p =2mm

确定进给量f

查参考文献[1]表5-102得f=0.4～0.5mm/r, 查参考文献[1]表5-5根据机床的横向进给量,取f=0.4mm/r 确定切削速度V c

查参考文献[1]表5-109和P136表5-110, 查得C v =242,X v =0.15,Y v =0.35,m=0.20,修整系

K mv =1.0,K hv =1.24,K hv =0.9,K krz =0.81,K w =1.0;刀具寿命选T=60min, 所以

V c =( C v /T m a p Xv f Yv )K v =1.0×1.24×0.9×0.81×1.0×242/600.2×20.15

0.40.35=124.5m/min

1.4、确定主轴转速n

n=1000V c /πd=1000×124.5/π×36=1101.4r/min

查参考文献[1]表5-5查、相近较小的机床转速为n=900r/min,所以实际

的切削速度V c =101.7m/min

1.5计算基本时间T J

切削加工长度L=100,外圆车刀选用主偏角K r =90°,背吃刀量a p =2, 查参考文献[1]表5-138和表5-139得:L 1=(a p /tanK r )+(2～3)=3mm,L 2=(3～5)mm=4mm,L 3=5mm;

L=L+L 1+L 2+L 3=100+3+4+5=112mm T J =( L/nf)i=112/0.4×900=0.31min

1.6、辅助时间T f

查参考文献[1]表5-152得,装夹工件的时间为0.8min,启动机床时间为0.02min,启动调节切削液的时间为0.05min,取量具并测量尺寸时间为0.5min,共计T f =1.37min

2、粗车外圆台阶φ20.03

5+mm

方法同上:背吃刀量a p =1.5mm,选进给量f=0.4mm/r,机床转速n=1400r/min,切削速度V c =109.9m/min,基本时间T J =0.22min,辅助时间T f =0.57min

3、粗车外圆φ20.03

00+mm

方法同上:背吃刀量a p =1.5mm,选进给量f=0.4mm/r,机床转速n=1400r/min,切削速度V c =87.9m/min,基本时间T J =0.075min,辅助时间T f =0.57min 工序6

精车外圆台阶φ-0.050.08-36mm, φ0.03025+mm, φ0.05

020+mm 及切槽2mm ×φ18mm ，3mm ×φ23mm,

倒角C2 、 C0.5

1、精车外圆台阶φ3605

.008.0--mm

1.1、确定背吃刀量a p

一次走刀量a p =1mm 1.2、确定进给量f

查参考文献[1]表5-102得f=0.4～0.5mm/r, 查参考文献[1]表5-5根据机床的横向进给量,取f=0.4mm/r 1.3确定切削速度V c

查参考文献[1]表5-109和表5-110,查得C v =242,X v =0.15,Y v =0.35,m=0.20,修整系数K mv =1.0,K hv =1.24,K hv =0.9,K krz =0.81,K w =1.0;刀具寿命选T=60min, 所以

V c =( C v /T m a p Xv f Yv )K v =1.0×1.24×0.9×0.81×1.0×242/600.2×10.15×

0.40.35=132.0m/min

1.4、确定主轴转速n:

n=1000V c /πd=1000×132.0/π×36=1167.8r/min

查参考文献[1]表5-5查得相近较小的机床转速为n=1120r/min,所以实际的切削速度V c =126.6m/min 1.5、计算基本时间T J

切削加工长度L=100,车刀选用主偏角K r =90°,背吃刀量a p =1, 查参考文献[1]表5-138和表5-139得:L 1=(a p /tanK r )+(2～3)=3mm,L 2=(3～5)mm=4mm,L 3=5mm

L=L+L 1+L 2+L 3=100+3+4+5=112mm

T J =( L/nf)i=112/1120×0.4×1=0.25min

1.6、辅助时间T f

查参考文献[1]表5-152得,装夹工件的时间为0.8min,启动机床时间为0.02min,启动调节切削液的时间为0.05min,取量具并测量尺寸时间为0.5min,共计T f =1.37min

1、车外圆台阶φ25+0.030mm

方法同上,背吃刀量a p =1mm,进给量f=0.4mm/r.机床转速n=1120r/min,切削速度V c =87.9m/min,基本时间T J =0.092min,辅助时间T f =0.57min

2、车外圆台阶φ20+0.03

0mm

方法同上,背吃刀量a

p

=1mm,进给量f=0.4mm/r,机床转速n=1120r/min,切削

速度V

c =70.3m/min,基本时间T

J

=0.094min, 辅助时间T

f

=0.57min

3、切槽3mm×φ23mm

方法同上: 背吃刀量a

p

=1mm,进给量f=0.4mm/r.机床转速n=1400r/min,切削

速度V

c =101.1m/min, 基本时间T

J

=0.02min, 辅助时间T

f

=0.57min

4、切槽2mm×φ18mm

方法同上: 背吃刀量a p=1mm,进给量f=0.4mm/r.机床转速n=1400r/min,切削

速度V

c =79.1m/min, 基本时间T

J

=0.014min,辅助时间T

f

=0.57min

5、倒角C2 、C0.5

取n=760r/min, 基本时间T

J =0.03min,辅助时间T

f

=0.08min,切削速度

V c =40.6m/min,进给量f=0.4mm/r,背吃刀量a

p

=1mm

工序7

粗铣矩形花键8×0.05

0.15

6+mm

1、确定背吃刀量a

p

一次走刀量a

p

=2.5mm

2、确定进给量f

查参考文献[1]表5-143得粗铣时每进给量f=a

f

z=(0.06～0.08)×18=(1.08～1.44)mm/r=1.20mm/r

3、确定切消速度V c

查参考文献[1]表5-124得V

c

=（20～40）m/min=30m/min

4、确定主轴转速n

n=1000Vc/πd=1000×30/π×100=95.5r/min

查参考文献[1]表5-8查得相近较小的机床转速为n=95r/min，所以实际的切

削速度V

c

=29.8m/min

5、计算机动时间T

J

查参考文献[1]表5-8查得F

mz

=75mm/min,L=100mm,L1=0.5d+(1～2)=0.5×6+2=5mm,

L 2=1～3=2mm,i=1，T

j

=(L+L

1

+L

2

)i/F

mz

=100+5+2/75=1.43min;T

j总

=8T

j

=11.5min

6、确定辅助时间T

f

查参考文献[1]表5-153取工件装夹时间为0.8min,启动机床的时间为

0.02min，启动调节切削液的时间为0.05min,取量具并测量尺寸的时间为

0.5min，共计T

f =1.37min,由于是8个，所以T

f总

=8T

f

=10.96min

工序8

精铣矩形花键8×0.05

0.15

6+mm

1、确定背吃刀量a

p

一次走刀量a

p

=0.5mm

2、确定进给量f

查参考文献[1]表5-121得f=(0.5～1.0)mm/r=0.5mm/r

3、确定切消速度V

c

查参考文献[1]表5-124得V

c

=（20～40）m/min=30m/min

4、确定主轴转速n

n=1000Vc/πd=1000×30/π×100=95.5r/min

查参考文献[1]表5-8查得相近较小的机床转速为n=95r/min，所以实际的

切削速度V

c

=29.8m/min

5、计算机动时间T

J

查参考文献[1]表5-8查得F

mz

=75mm/min,L=100mm,L1=0.5d+(1～2)=0.5×6+2=5mm,

L 2=1～3=2mm,i=1，T

j

=(L+ L1+ L2)i/F

mz

=100+5+2/75=1.43min;T

j总

=8Tj=11.5min

6、确定辅助时间T

f

启动机床的时间为0.02min，启动调节切削液的时间为0.05min,取量具并

测量尺寸的时间为0.5min，共计T

f =1.37min,由于是铣8个键，所以T

f总

=8T

f

=4.56min

工序10

粗铣键槽0.03

6 mm

1、确定背吃刀量a

p

一次走刀a

p

=2.5mm

2、确定进给量f

查参考文献[1]表5-119粗铣时每转进给量f=a

f

z=（0.06～0.08）×18=1.25mm/r

3、确定切削速度V

c

查参考文献[1]表5-124得V c=（20～40）m/min=30m/min

4、确定主轴转速n

n=1000V

C

/πd=100×30/π×100=95.5r/min

查参考文献[1]表5-8查得相近较小的机床转速为n=95r/min,所以实际的

切削速度V

C

=29.8m/min

5、计算机动时间T

J

查参考文献[1]表5-8得f

MZ

=75mm/min

h=1.8mm L

1

=1～2=2mm L=30mm d=6mm

T j =h+L

1

/f

MC

+L-d/f

MZ

=1.8+2/75+30-6/75=0.37min

6、确定辅助时间T

f

：

查参考文献[1]表5-153装夹工件时间为0.8min，启动机床的时间为

0.02min。启动调节切削液时间为0.05min,取量具并车测量尺寸时间为0.5min，

其计T

f

=1.37min

工序11

精铣键槽0.03

6 mm

1、确定背吃刀量a

p

一次走刀量a

p

=0.5mm

2、确定进给量f

查参考文献[1]表5-121，得f=(0.5～1.0)mm/r=0.5mm/r

3、确定切削速度V

c

查参考文献[1]表5-124得V

c

=（20～40）m/min=30m/min

4、确定主轴转速n

n=1000V

C

/πd=1000×30/π×100=95.5r/min

查参考文献[1]表5-8查得相近较小的机床转速为n=95r/min,所以实际的切削

速度V

C

=29.8m/min

5、计算机动时间T

J

查参考文献[1]表5-8得f

MZ

=75mm/min

h=1.8mm L

1

=1～2=2mm L=30mm d=6mm

T O =h+L

1

/f

MC

+L-d/f

MZ

=1.8+2/75+30-6/75=0.37min

6、确定辅助时间T

f

：

启动机床的时间为0.02min。启动调节切削液时间为0.05min,取量具并车测量

尺寸时间为0.5min，其计T

f

=0.57min。

四、热处理工艺

在主轴加工的整个工艺过程中，应安排足够的热处理工序，以保证主轴力学性能及加工精度要求并改善工件加工性能。

一般在主轴锻造后，首先安排工作正火处理。以消除锻造内应力，细化晶粒，改善机加工的切削性能。

在粗加工后安排调质处理。在粗加工阶段，经过粗车，钻床等工序，主轴的大部分加工余量被切除。粗加工过程中切削力和发热都很大，在力的作用下，主轴产生很大内应力，通过调质处理可消除内应力，代替时效处理，同时可以得到所要求的韧性。

半精加工后，除重要元素表面外，其他表面均已达到设计尺寸。重要表面仅剩精加工余量，这时对支撑轴颈，配合轴颈，锥孔等安排淬火处理，使之达到设计的硬度要求，保证这些表面的耐磨性。而后续的精加工工序可以消除淬火的变形。经过对花键轴的结构及工作条件分析后确定，该轴选用45号钢的锻件毛坯，热处理技术条件如下：

整体调质后的硬度为220~250HBS

花键此齿廓部分硬度为45~48HRC

结论

通过这次毕业设计我学到了许多以前我没有接触过的东西和学到了许多书本中没有的知

识，从中提高了我运用各种知识的能力,并懂了怎样运用手中的知识去设计有价值的东西，来提高效率。

通过这次毕业设计让我学会了从机器功能的要求出发，合理选择紧固机构、调整机构，制定设计方案，正确计算零件的工作能力，确定它的尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，进一步培养机械设计的基本技能。

这次毕业设计培养了我机械设计的能力。通过毕业设计，使我具备了综合运用机械设计课程、机械制造课程和其他选修课程的理论和实际知识的能力，使我现在初步具备了解决机械设计问题的能力。通过设计时间，掌握了机械设计的一般规律，树立了正确的设计思想，进一步培养了我分析解决实际问题的能力。

经过这次毕业设计培养了我运用机械制造工艺学及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、公差与技术测量、金属切削原理与刀具等）的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。

能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具机构设计，提高结构设计能力。进一步提高了我运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。

这次毕业设计我自己觉得做得还是比较成功的，在老师的指导下我成功的把铣矩形齿花键铣床夹具画出来，虽然这次刚开始的时候遇到了很多困难，以前没接触过夹具，不知道从哪里下手做，在经过指导老师的指导和帮助下，自己感觉越来越有头绪了，路子就渐渐清新起来，原来我们对加工零件的定位基准怎么也拿不准，又不会判断。现在看来是很简单的事，自己搞复杂了。在对于标准件的选择还存在很多不足。还须在以后的日子里还需加倍努力学习，把它弄懂、弄会。

以后的学习和生活中我会尽我所能将其完善，争取能设计出比现在更好的夹具来。在这次设计中所出现的一些不合理的机构将不再出现，我会在以后的工作中多积累一些这方面的知识，

因为这不光能提高我自身的设计加工能力，同时也能为我创造财富。

对于班级的同学我也要向他们说一声谢谢，是他们在我遇到困难时给我无偿的提供帮助，我能这么顺利地完成毕业设计多亏了他们的帮助。最后我还要感谢我的指导老师，是他给了我做毕业设计的机会，通过这次毕业设计我的各方面的能力都得到了提高，这对我以后找工作非常有帮助。

参考文献

[1] 刘长青主编.机械制造技术课程设计指导.武汉：华中科技大学出版社.2007

[2]华茂发、谢骐主编.机械制造技术.北京：机械工业出版社.2004

[3]邹青、呼咏主编.机械制造技术基础课程设计指导课程第2版。机械工业出版社.

[4]陈宏钧、方想明、马素敏主编.典型零件机械加工生产实例.北京：机械工业出版社.2005

[5]刘长青主编.机械制造技术.武汉：华中科技大学出版社.2005

[6]陈于萍、周兆元主编.互换性与测量技术基础.北京：机械工业出版社.2005

花键轴规格表

花键轴规格表 内花键：6×23H7×26H10×6H11，GB/T1144—2001。 外花键：6×23f7×26a11×6d10，GB/T1144—2001。 花键副：6×23H7/f7×26H10/a11×6H11/d10 GB/T1144—2001。 在机械制图中，花键的键齿作图比较繁琐。为提高制图效率，许多国家都制订了花键画法标准，国际上也制订有ISO标准。中国机械制图国家标准规定:对于矩形花键，其外花键在平行于轴线的投影面的视图中，大径用粗实线、小径用细实线绘制。 扩展资料： 花键的工作长度的终止端和尾部长度的末端均用细实线绘制。对于渐开线花键，画法基本上与矩形花键相同，但需用点划线画出其分度圆和分度线 花键的齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较大的载荷；轴上零件与轴的对中性好，这对高速及精密机器很重要；导向性好，这对动

联接很重要；可用磨削的方法提高加工精度及联接质量；制造工艺较复杂，有时需要专门设备，成本较高。 1、碳素钢35、45、50等优质碳素结构钢因具有较高的综合力学性能，应用较多，其中以45钢用得最为广泛。为了改善其力学性能，应进行正火或调质处理。不重要或受力较小的轴，则可采用Q235、Q275等碳素结构钢。 2、合金钢合金钢具有较高的力学性能，但价格较贵，多用于有特殊要求的轴。例如采用滑动轴承的高速轴，常用20Cr、20CrMnTi等低碳合金结构钢，经渗碳淬火后可提高轴颈耐磨性；机转子轴在高温、高速和重载条件下工作，必须具有良好的高温力学性能，常采用40CrNi、38CrMoAlA等合金结构钢。轴的毛坯以锻件优先、其次是钢；尺寸较大或结构复杂者可考虑铸钢或球墨铸铁。 例如，用球墨铸铁制造曲轴、凸轮轴，具有成本低廉、吸振性较好，对应力集中的敏感性较低、强度较好等优点。轴的力学模型是梁、多数要转动，因此其应力通常是对称循环。其可能的失效形式有：疲劳断裂、过载断裂、弹性变形过大等。轴上通常要安装一些带轮毂的零件，因此大多数轴应作成阶梯轴，切削加工量大。

花键轴课程设计

加工工艺工艺课程设计 花键轴零件加工工艺 教学单位：机电工程系 班级：数控加工092班 设计：徐胜 学号：0224 指导：彭京城老师 湖南铁道职业技术学院 2011年5月7日

目录 课程设计课题任务书 (3) 第一部分零件工艺分析 花键轴介绍 (5) 图样分析 (5) 第二部分工艺设计 毛坯选择 (7) 材料及热处理 (8) 加工方法 (9) 加工顺序 (10) 加工方案 (10) 走到路线和对刀点选择 (10) 零件定位基准和装夹方式 (10) 加工设备 (14) 切屑用量的确定（粗车、半精车，粗铣键） (15) 工时定额计算（粗车、半精车，粗铣键槽） (16) 加工余量的确定及工序尺寸的计算 (17) 零件加工工艺卡 (19) 机械加工工序卡 (21) 第三部分后序 感想 (24) 参考文献 (25)

课程设计任务书(数控加工方向) 机电工程系 一、设计课题名称: _____典型零件的数控加工工艺设计___ 二、指导教师: ____彭京城______ 三、设计要求 (1) 根据所给定的零件，选择合适的加工机床、刀具、切削用量，合理的进给路线，制定经济高效的工艺方案。 (2) 工艺过程及工序卡片的编制。 (3) 说明书要求格式完整、内容精简、书写清楚。所有设计内容不得复印和抄袭。 四、设计依据 零件图 生产纲领：_______中批量___________ 生产设备:__________________________ 五、参考资料 1、《机械加工工艺与夹具设计》顾京主编机械工业出版社出版 2、《机械加工工艺手册》机械工业出版社 六、设计内容及工作量 1、设计内容 (1)确定生产类型，对零件进行工艺分析，并绘制零件图。 (2)选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图。 (3)拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备和工艺装备（刀具、夹具、量具、辅具），确定各工序切削用量及工序尺寸。 (4)填写工艺文件：工艺过程卡、工序卡。 (5)对数控加工工序进行工艺分析确定工步、走刀路线、刃、量具、加工参数。 (6) 填写数控加工刀具调整卡.

机械制造基础课程设计

课程设计说明书 系别机电工程系 专业机械设计制造及其自动化 方向机电一体化 课程名称《制造技术基础课程设计》 学号 06080729 姓名张森 指导教师 题目名称 CA6140车床拨叉 设计时间 2011年3-6月 2011 年 5 月日

目录 一、序言 (1) 二、零件的工艺分析及生产类型的确定 (2) 三、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 (4) 四、选择加工方法，制定工艺路线 (8) 五、工序设计 (10) 六、确定切削用量及基本时间 (12) 七、专用机床夹具设计 (15) 八、设计心得 (17) 九、参考文献 (18) 十、附图 (19)

序言 一、序言 机械制造技术基础课程设计在学完了机械制造基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一次实践性教学环节。这次课程程设计是我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好基础。 由于能力有限，经验不足，设计中还有血多不足之处，希望各位老师多加指教。

二、零件的工艺分析及生产类型的确定 1.零件的作用 本次设计所给的零件是CA6140车床变速齿轮拨叉，用于双联变换齿轮的啮合，输出不同的转速，已达到变速的目的。该拨叉应用在CA6140车船的变速箱变速机构中机构中。拨 孔与变速叉轴联结，拨叉脚则夹在双叉头以φ22mm孔套在变速叉轴上，并用销钉经8mm 联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑动，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换转速，从而改变车床的主轴转度。 该拨叉在改换转速时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、叉轴孔mm（H7）和锁销孔φ8mm，在设计工艺规程时应重点予以保证。 图1-1 拨叉零件图 2.零件的技术要求 CA6140车床拨叉技术要求表1-1

矩形齿花键轴

九、矩形齿花键轴 见图2-43 1、零件图样分析 1）该零件既是花键轴又是阶梯轴，其加工精度要求又较高，所以零件两中心孔是

设计和工艺基准。 2）矩形花键轴花键两端面对公共轴线的圆跳动公差为0.03mm。 3）花键外圆对公共轴心线圆跳动公差为0.04mm。 4）φ2503.0 +mm外圆(两处)对公共轴心线圆跳动公差为0.04mm。 5）φ2003.0 +mm外圆对公共轴心线圆跳动公差为0.04mm。 6）材料45。 7）热处理28~32HRC。 2、矩形齿花键轴机械加工工艺过程卡（表2-34） 表2-34 矩形齿花键轴机械加工工艺过程卡

3、工艺分析 1）花键轴的种类较多，按齿廓的形状可分为矩形齿、梯形齿、渐开线齿和三角形等。 花键的定心方法有小径定心，大径定心和键侧定心三种。但一般情况下，均按大径定心。 矩形齿花键由于加工方便、强度较高，而且易于对正，所以应用较广泛。 2）本例矩形花键为大径定心，所以安排工序7粗、精磨各部外圆，来保证花键轴 大径尺寸φ3605 .008 .0--mm 3）为确保花键轴各部外圆的位置及形状精度要求，在各工序中均以两中心孔为定位基准，装夹工件。 4）花键轴可以在专用的花键铣床上，采用滚切法进行加工，这种方法有较高的生产效率和加工精度。但在没有专用的花键铣床时，也可以用普通卧式铣床进行铣削加工。 5）矩形齿花键轴花键两端面圆跳动公差、花键外圆φ2503.00+mm 外圆两处，φ 2003.00+mm 外圆对公共轴线的圆跳动公差的检查，可以两中心孔定位，将工件装夹在偏 摆仪上，用百分表进行检查。 6）外花键在单件小批生产时，其等分精度由分度头精度保证，键宽、大径、小径尺寸可用游标卡尺或千分尺测定。必要时可用百分表检查花键键侧的对称度。在成批或大批量生产中，可采用综合量规进行检查。

花键轴工艺设计

一．零件的总体分析 叶片泵是有转子，定子，叶片和配油盘相互形成封闭容积的体积变化来实现泵的吸油和压油。叶片泵的转子旋转时叶子在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子内表面上。这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积，先由小到大吸油后再由大到小排油，叶片旋转一圈时，完成两次吸油与排油。泵轴在工作时承受扭转和弯曲疲劳，在花键和轴颈处受磨损。因此，要求轴具有高的强度，良好的韧性及耐磨性。 二．零件的服役条件及失效形式的分析 1．服役条件 泵轴的叶片泵的主要零件之一，主要传递动力。在工作时，高速旋转的轴承受弯曲，扭转和冲击等多种载荷。 2．失效形式 叶片泵轴的主要失效形式是疲劳断裂，在花键和轴颈处可能发生工作面的磨损，咬伤，甚至是咬裂。 三．性能要求 叶片泵轴的主要性能要求是要求轴具有高的强度，良好的韧性及耐磨性，以保证轴在良好的服役条件下长时间的工作。 四．材料选择 1．材料的选择 叶片泵轴选择材料分为两类： 一类是合金渗碳钢12CrNi3等。

另一类是中碳45钢或中碳合金钢40Cr，42CrMo等。 根据零件要求不需要进行渗碳处理，所以选择中碳45钢或中碳合金40Cr等。 45钢是普通的中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能好，且价格低，来源广，所以应用广泛。用做截面尺寸较小或不要求完全渗透的零件，经过调质处理后，硬度可达220-250HBS，表面淬火后硬度为48-61HRC。 40Cr一般用做渗透性较高的零件，合金元素Cr可阻碍碳化物在高温回火时聚集长大，保证钢的高强度，铬还阻碍r相的再结晶，能保证细小的晶块结构。具有优良的机械性能。40Cr经调质处理后，硬度可达220-250HBS，表面淬火后硬度为52-61HRC。 综上所述，45钢非常适合制作这个叶片泵轴。 五．加工设备的选择 组合车床加专用夹具 CA6140卧式车床 Z4006台式钻床 立式铣床X53T 万能外圆磨床M131W 六．加工工序的划分 铣轴的两端面，打中心孔 粗车外圆大小端面各外径 半精车，倒角

花键轴叉锻造工艺课程设计

花键轴叉锻造工艺 设计 姓名：XXX 指导老师：郑传林 学号：100118024 班级：10材料 日期：2013.6.18

目录 任务书 (1) 一、摘要 (3) 二、零件分析及工艺方案设定 (3) 1、零件分析 (3) 2、确定工艺方案 (3) 三、绘制锻件图 (4) 1、分模面选择 (4) 2、确定模锻件机械加工余量及公差 (4) 3、确定锻件模锻斜度 (5) 4、确定锻件圆角半径 (5) 5、绘制锻件图及计算锻件基本参数 (5) 四、确定变形工艺及锻比 (5) 1、确定合适的锻造比 (5) 2、确定锻造工序 (5) 五、确定坯料质量及尺寸 (6) 1、坯料尺寸 (6) 2、坯料质量 (6) 六、选择锻造设备及吨位 (6) 七、确定锻造温度范围、加热冷却及热处理规范 (7) 1、确定锻造温度范围 (7) 2、确定加热规范及火次 (7) 3、确定热处理规范 (7) 4、确定冷却方法及冷却规范 (7) 八、总结………………………………………………………………………………７参考文献……………………………………………………………………………８

一、摘要 锻造包括自由锻和模锻。自由锻是利用冲击功或压力使金属在上、下砧之间产生变形，以获得锻件的方法。模锻是把热塑性金属坯料放在具有一定形状和尺寸的锻模模膛内承受冲击功或静压力产生塑性变形而获得锻件的加工方法。 本次课程设计介绍了花键轴叉的锻造工艺流程，这是我们在学习了材料成型工艺等专业课后的一个实践教学环节，让我们对所学的理论知识有了一个更加清晰地认识。在老师的指导下，初步掌握了一个锻件从坯料到成型零件所要经过的各项工序。同时也提高了自己查阅有关机械手册、图表的能力，以及增强了自己对一些绘图软件的掌握，为我们今后的毕业设计以及工作都奠定了一定的基础。另外，此次课程设计中由于自己能力有限，经验不足，设计中出现错误还请老师给予指导。 二、零件分析及工艺方案设定 1、零件分析 零件为轴叉类零件，因此锻造的目的不是侧重于成形、减少加工余量，而是侧重于提高锻件的力学性能。同时对零件整体分析，结合零件表面粗糙度，该零件材料选用45钢，材料性能稳定。 2、确定工艺方案 该零件是带有叉形的长轴类锻件，而且属于中小型锻件，结合生产批量要求，生产设备，制模能力等进行全面分析，决定采用锤上模锻进行锻造。

花键轴的铣削

专业工种数控铣课程铣工工艺与技能训练课题 花键轴的铣削 授课班级授课时间授课学时 教学目标知识目标 1、花键连接简介 2、用单刀铣削矩形齿外花键 3、外花键铣削的质量分析 技能目标 1、能正确对刀，选择铣削用量 2、正确测量对称度并进行修正 3、用单刀铣削矩形齿外花键 教学重点 正确对中心；正确测量对称度并进行修正；用单刀铣削矩形齿外花键教学难点正确调整刀具中心（对中心） 教学对象分析大部分同学已掌握矩形离合器的铣削方法，能正确使用分度头，并可独立完成相关的计算并进行调整。 教学环境铣工实习车间教学方法一体化 教学准备1、加工图纸 2、X5032铣床，FW125分度头及附件 3、Φ80×12mm三面刃铣刀，锯片铣刀Φ80×2mm 4、高度游标卡尺（0.02），百分表，千分尺（0-25，25-50,0.01）,游标卡尺（0.02）, 教学回顾矩形齿离合器的铣削 授课教师教研组长

教学过程及教学内容 一、组织教学： 1、点名检查学生出勤情况，填写考勤表。 2、检查学生着装。 3、安全教育。 4、布置教学任务。 二、复习旧课，导入新课 1、直齿离合器的铣削要点 2、花键连接是轴和轮毂孔周向均布多个凸齿和凹槽所构成的连接。花键齿的侧面是工作面。花键轴的加工是铣工的重要内容之一，本课题学习完以后，要求重点掌握的目标是单刀铣削工件并达到精度要求。 三、讲授新课专业知识讲解（引导式教学） 一）、花键的使用特点及适用场合 由于结构形式和制造工艺的不同，与平键连接比较，引导学生总结花键连接在强度、工艺和使用方面的特点： （1）在轴上或毂孔上直接而均匀地制出较多的齿与槽，故连接受力较为均匀。（2）因槽较浅，齿根处应力集中较小，轴与毂的强度削弱较小。 （3）齿数较多，总接触面积较大，可承受较大的载荷。 （4）轴上零件与轴的对中性好，这对高速及精密机器很重要。 （5）定心精度高，导向性好，这对动连接很重要。 （6）可用磨削的方法提高加工精度及连接质量。 （7）制造工艺较复杂，有时需要专门设备，成本较高。 （8）花键齿可采用完善的加工工艺，两被连接件的定心性好，带毂零件能沿轴移动，零件的互换性也容易保证。 故花键适用于定心精度要求高、传递转矩大或经常滑移的连接。 二）、用单刀铣削矩形齿外花键 在铣床上加工各种外花键，工艺上有许多相同之处。在铣床用单刀铣削矩形齿外花键，以加工大径定心的矩形花键轴为主，它的大径精度要求较高，同时，对花键齿宽度的要求也比较严格，较多用于单件生产或维修加工。对于以小径定

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 班别： 专业： 姓名： 学号： 指导教师： 日期：

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

矩形花键拉刀课程设计

矩形花键拉刀课程设计

目录 1.前言 (3) 2.矩形花键拉刀 (5) 2.1花键孔尺寸 (5) 2.2拉削长度 (6) 2.3工件材料 (6) 2.4刀具结构参数及各部分功用 (6) 2.4.1拉刀的结构 (6) 2.4.2切削方式 (7) 2.4.3拉削余量 (7) 2.4.4拉刀刀齿结构 (7) 2.5设计步骤 (8) 3.矩形花键铣刀 (17) 3.1花键轴尺寸 (17) 3.2拉削长度 (17) 3.3工件材料 (17) 3.4设计步骤 (17)

4.总结 (21) 5.致谢 (21) 6.参考资料 (21)

1.前言 随着社会的进步和科学技术的迅速发展，金属切削刀具也由那些古老的手动设备被自动化设备代替并逐渐向高速、高精度方向发展。为了满足生产的需要，金属切削工具的种类越来越丰富.以培养学生的创新思维能力、观察分析能力、工程实践能力及综合能力为出发点，我设计选择的题目是：矩形花键拉刀及矩形花键铣刀。拉刀上有很多齿，后一个刀齿（或后一组刀齿）的齿高要高于（或齿宽宽于）前一个刀齿，所以当拉刀作直线运动时（对某些拉刀来说则为旋转运动），便能依次地从工件上切下很薄的金属层。故加工质量好，生产效率高。拉刀寿命长，较麻烦，价格较高，一般是专用工具，因而多用于大量批量生产的精加工。 金属切削刀具课程设计是学完“金属切削原理及刀具”课程的基础上进行的重要的实践教学环节，其目的是使学生巩固和深化课堂理论教学内容，锻炼和培养学生综合运用所学知识了理论的能力，是对学生进行独立分析、解决问题能力的强化训练。 通过金属切削刀具课程设计，具体应使学生做到： （1）掌握金属切削刀具的设计和计算的基本方法； （2）学会运用各种设计资料、手册和国家标准； （3）学会绘制符合标准要求的刀具工作图，能标注出必要的技术条件完成矩形花键拉刀及矩形花键铣刀的设计和计算工作，绘制刀具工作图和必要的零件图以及编写一份正确、完整的说明书。

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。刀具沿平行旋转轴线运动时，就形成内、外圆柱面、刀具沿与轴线相交的斜线运动、就形成锥面，仿形车床或数控车床上，可以控制刀具沿着一条曲线进给，则形成一特定的旋转曲面。采用成型车刀，横向进给时，也可加工出旋转曲面来。车削还可以加工螺纹面、端平面及偏心轴等。车削加工精度一般为IT8——IT7，表面粗糙度为6.3——1.6um。精车时，可达IT6——IT5，粗糙度可达0.4——0.1um。车削的生产率较高，切削过程比较平稳，刀具较简单。 1.2铣削 主切削运动是刀具的旋转。卧铣时，平面的形成是由铣刀的外圆面上的刃形成的。 立铣时，平面是由铣刀的端面刃形成的。提高铣刀的转速可以获得较高的切削速度，因此生产率较高。但由于铣刀刀齿的切入、切出，形成冲击，切削过程容易产生振动，因此限制了表面质量的提高。这种冲击，也加剧了刀具的磨损和破损，往往导致硬质合金刀片的碎裂。在切离工件的一般时间内，可以得到一定冷却，因此散热条件较好。按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反，又分为顺铣和逆铣。 1.3磨削 磨削以砂轮或其他刀具对工件进行加工，其主要运动是砂轮的旋转。砂轮的磨削过程实际上是磨粒对工件表面的切削、刻削和滑擦三种作用的综合效应。磨削中，磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝，使切削作用变差，切削力变大。当切削超过粘合剂强度时，园钝的磨粒脱落，露出一层新的磨粒，形成砂轮的“自锐性”。但切屑和砕磨粒仍会将砂轮阻塞。因而，磨削一定时间后，需用金刚石车刀等对砂轮进行修整。 磨削时，由于刀刃很多，所以加工平稳、精度高。磨床是精加工机床，磨削精度可达IT6——IT4，表面粗糙度Ra可达1.25——0.01um，甚至可达0.1——0.008um。磨削

车床主轴传动系统课程设计公比1.41转速12级

目录 一、机床总体设计---------------------------------------------------------------------2 1、机床布局--------------------------------------------------------------------------------------------2 2、绘制转速图-----------------------------------------------------------------------------------------4 3、防止各种碰撞和干涉-----------------------------------------------------------------------------5 4、确定带轮直径--------------------------------------------------------------------------------------5 5、验算主轴转速误差--------------------------------------------------------------------------------5 6、绘制传动系统图-----------------------------------------------------------------------------------6 二、估算传动件参数确定其结构尺寸-------------------------------------------7 1、确定传动见件计算转速--------------------------------------------------------------------------7 2、确定主轴支承轴颈尺寸--------------------------------------------------------------------------7 3、估算传动轴直径-----------------------------------------------------------------------------------7 4、估算传动齿轮模数--------------------------------------------------------------------------------8 5、普通V带的选择和计算-------------------------------------------------------------------------8 三、机构设计--------------------------------------------------------------------------10 1、带轮设计-------------------------------------------------------------------------------------------10 2、齿轮块设计----------------------------------------------------------------------------------------10 3、轴承的选择----------------------------------------------------------------------------------------10 4、主轴主件-------------------------------------------------------------------------------------------10 5、操纵机构-------------------------------------------------------------------------------------------10 6、滑系统设计----------------------------------------------------------------------------------------10 7、封装置设计----------------------------------------------------------------------------------------10 8、主轴箱体设计-------------------------------------------------------------------------------------11 9、主轴换向与制动结构设计----------------------------------------------------------------------11 四、传动件验算-----------------------------------------------------------------------11 1、齿轮的验算----------------------------------------------------------------------------------------11 2、传动轴的验算-------------------------------------------------------------------------------------13 五、设计感想--------------------------------------------------------------------------17 六、参考文献--------------------------------------------------------------------------17

花键轴规格表

内花键：6×23H7×26H10×6H11，GB/T1144—2001。 外花键：6×23f7×26a11×6d10，GB/T1144—2001。 花键副：6×23H7/f7×26H10/a11×6H11/d10 GB/T1144—2001。 在机械制图中，花键的键齿作图比较繁琐。为提高制图效率，许多国家都制订了花键画法标准，国际上也制订有ISO标准。中国机械制图国家标准规定:对于矩形花键，其外花键在平行于轴线的投影面的视图中，大径用粗实线、小径用细实线绘制。 扩展资料：

花键的工作长度的终止端和尾部长度的末端均用细实线绘制。对于渐开线花键，画法基本上与矩形花键相同，但需用点划线画出其分度圆和分度线 花键的齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较大的载荷；轴上零件与轴的对中性好，这对高速及精密机器很重要；导向性好，这对动联接很重要；可用磨削的方法提高加工精度及联接质量；制造工艺较复杂，有时需要专门设备，成本较高。 1.矩形花键的画法 1.1外花键：在平行于花键轴线的投影面的视图中，大径用粗实线、小径用细实线绘制，在径向剖视图中画出一部分或全部齿形。 1.2内花键：在轴向剖视图中，大径及小径均用粗实线绘制，在径向部视图画出一部分或全部齿形。

1.3花键工作长度的终止端和尾部长度的末端均用细实线绘制，并与轴线垂直，尾部则画成斜线，其倾斜角度一般与轴线成30°，必要时，可按实际情况画出。 2.矩形花键长度标注 花键长度应采用下列三种形式之一标注： 标注工作长度标注工作长度及尾部长度 标注工作长度及全长

3.渐开线花键 渐开线花键的分度圆及分度线用点划线绘制。 4.花键联接 4.1 花键的联接部分在剖视图中按外花键绘制。 矩形花键

键花键的互换性

第八章键和花键的公差与配合 授课课题：键和花键的公差与配合 目的要求：1、了解平键、矩形花键结合的种类与特点； 2、掌握平键和矩形花键连接的公差与配合的特点；掌握矩形花键连接的定心方式； 3、了解渐开线花键的公差与配合的特点； 4、了解平键与矩形花键的标注。 重点：1、平键连接的公差与配合的选用与标注； 2、矩形花键连接的公差与配合的选用与标注。 难点：矩形花键连接的公差与配合的选用 机器中键和花键的结合主要作用： 用来联结轴和轴上的齿轮、皮带轮等以传递扭矩； 当轴与传动件之间有轴向相对运动要求时，键还能起导向作用。 键的种类：主要可分为单键和花键。 单键又分为平键、半圆键和楔键等几种。 其中平键应用最广。平键又可分为普通平键和导向平键。普通平键一般用于固定联结，而导向平键用于可移动的联结。 花键按键廓的形状不同分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键等，其中矩形花键应用最多。 本节主要讨论平键和矩形花键结合的精度设计。 图8-1键联接图8-2单键 一、平键联结的精度设计 包括：1.尺寸精度设计 2.形位精度设计 3.表面粗糙度的精度设计 1.尺寸精度设计 平键联结的基本构成： 平键联结是由键、轴键槽、轮毂键槽构成。在工作时，通过键的侧面与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递转矩。 平键联结的配合尺寸：b （非配合尺寸：L（键长）、h（键高） t（轴槽深）、t1（轮毂槽深）

d（轴和轮毂槽直径） 图8-3平键联结使用要求： ①侧面传力，需要足够的有效接触面积。键的上表面与轮毂槽间留有一定的间隙（0.2-0.5） ②键嵌入牢固；③便于装拆。 影响平键联结使用要求的因素与控制： 1）影响平键联结使用要求的因素 配合表面的形位误差：配合表面对孔、轴轴线的对称度误差 配合表面的表面粗糙度：键与键槽接触表面的粗糙度 2）影响其使用要求的因素的控制 键是标准件，所以影响因素的控制主要是对键槽而言。 对配合尺寸给予较严的公差，对非配合尺寸给予较松的公差。 给予轴键槽宽度的中心平面对轴线和轮毂槽宽度的中心平面对孔的基准轴线的对称度公差。 对键槽的配合表面给较严的表面粗糙度允许值，而非配合表面给较松的表面粗糙度值。 平键联结的公差与配合的确定： 1）键和键槽配合尺寸的公差带与配合种类 配合制：基轴制 平键联结的精度已经标准化：键宽规定了一种公差带：h9；轴槽和轮毂槽规定了三种公差带。形成了三种配合：较松、一般、较紧联结。 较松联结一般联结较紧联结 图8-4平键的公差配合图解 表8-1平键键宽与轴槽宽及轮毂槽宽的公差与配合 2）平键和键槽非配合尺寸的公差带 平键高h：h11 平键长L：h14 轴槽长L1：H14 轴槽深t和轮毂槽深t1的极限偏差由国标确定（见课本表10.3），为便于测量，分别标注（d-t）和（d+t1），其偏差按相应的t和t1的偏差选取，但（d-t）的偏差应取取号（-）。 2.键槽的形位公差 为了保证键和键槽的侧面具有足够的接触面积和避免装配困难，国家标准对键和键槽的形位公差作了以下规定： （1）由于键槽的实际中心平面在径向产生偏移和轴向产生倾斜，造成了键槽的对称度误差，应分别规定轴槽和轮毂槽对轴线的对称度公差。对称度公差等级按国家标准GB/T 1184—1996选取，一般取7~9级。

矩形花键拉刀课程设计

目录 1.前言 (3) 2.矩形花键拉刀 (5) 2.1花键孔尺寸 (5) 2.2拉削长度 (6) 2.3工件材料 (6) 2.4刀具结构参数及各部分功用 (6) 2.4.1拉刀的结构 (6) 2.4.2切削方式 (7) 2.4.3拉削余量 (7) 2.4.4拉刀刀齿结构 (7) 2.5设计步骤 (8) 3.矩形花键铣刀 (17) 3.1花键轴尺寸 (17) 3.2拉削长度 (17) 3.3工件材料 (17) 3.4设计步骤 (17) 4.总结 (21)

5.致谢 (21) 6.参考资料 (21)

1.前言 随着社会的进步和科学技术的迅速发展，金属切削刀具也由那些古老的手动设备被自动化设备代替并逐渐向高速、高精度方向发展。为了满足生产的需要，金属切削工具的种类越来越丰富.以培养学生的创新思维能力、观察分析能力、工程实践能力及综合能力为出发点，我设计选择的题目是：矩形花键拉刀及矩形花键铣刀。拉刀上有很多齿，后一个刀齿（或后一组刀齿）的齿高要高于（或齿宽宽于）前一个刀齿，所以当拉刀作直线运动时（对某些拉刀来说则为旋转运动），便能依次地从工件上切下很薄的金属层。故加工质量好，生产效率高。拉刀寿命长，较麻烦，价格较高，一般是专用工具，因而多用于大量批量生产的精加工。 金属切削刀具课程设计是学完“金属切削原理及刀具”课程的基础上进行的重要的实践教学环节，其目的是使学生巩固和深化课堂理论教学内容，锻炼和培养学生综合运用所学知识了理论的能力，是对学生进行独立分析、解决问题能力的强化训练。 通过金属切削刀具课程设计，具体应使学生做到： （1）掌握金属切削刀具的设计和计算的基本方法； （2）学会运用各种设计资料、手册和国家标准； （3）学会绘制符合标准要求的刀具工作图，能标注出必要的技术条件 完成矩形花键拉刀及矩形花键铣刀的设计和计算工作，绘制刀具工作图和必要的零件图以及编写一份正确、完整的说明书。 刀具工作图应包括制造及检验所需的全部图形、尺寸、公差、粗糙度要求及技术要求等；说明书应包括设计时所涉及的问题以及设计计算的全部过程；设计说明书中的计算必须准确无误，所用的尺寸、数据、和计量单位，均应符合有关标准和法定计量单位。

课程设计

第一章绪论 万向传动轴一般是由万向节、传动轴和中间支承组成。主要用于在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。 万向传动轴设计应满足如下基本要求： 1.保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地 传递动力。 2.保证所连接两轴尽可能等速运转。 3.由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围 内。 4.传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。 变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴之间普遍采用十字轴万向传动轴。在转向驱动桥中，多采用等速万向传动轴。当后驱动桥为独立的弹性，采用万向传动轴。

第二章方案分析 2.1万向节分类 万向节分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节可分为不等速万向节如十字轴式、准等速万向节（如双联式、凸块式、三销轴式等）和等速万向节（如球叉式、球笼式等）。 2.2不等速万向节 不等速万向节是指万向节连接的两轴夹角大于零时，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度比传递运动的万向节。准等速万向节是指在设计角度下工作时以等于1的瞬时角速度比传递运动，而在其它角度下工作时瞬时角速度比近似等于1的万向节。输出轴和输入轴以等于1的瞬时角速度比传递运动的万向节，称之为等速万向节。挠性万向节是靠弹性零件传递动力的，具有缓冲减振作用。典型的十字轴万向节主要由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承及其轴向定位件和橡胶密封件等组成。十字轴万向节结构简单，强度高，耐久性好，传动效率高，生产成本低。但所连接的两轴夹角不宜过大，当夹角由4°增至16°时，十字轴万向节滚针轴承寿命约下降至原来的1/4。 2.3准等速万向节 双联式万向节是由两个十字轴万向节组合而成。为了保证两万向节连接的轴工作转速趋于相等，可设有分度机构。偏心十字轴双联式万向节取消了分度机构，也可确保输出轴与输入轴接近等速。双联式万向节的主要优点是允许两轴间的夹角较大（一般可达50°，偏心十字轴双联式万向节可达60°），轴承密封性好，效率高，工作可靠，

矩形花键孔内齿轮的加工工艺

矩形花键孔内齿轮的加工工艺 笔者学校的实习工厂一直为某企业生产一系列规格的矩形花键轴。花键分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键，其中矩形花键（见下图）在机床和一般机械中应用最广。 一、矩形花键孔内齿轮技术要求及零件特点 1.技术要求 （1）参数（见表1）。 （2）槽两侧面对花键孔外径轴线的端面跳动允许0.05mm。 （3）6d10键槽宽的中心平面对花键孔外经轴线的对称度为0.018mm。 （4）齿部G50，内齿轮齿部高频淬火、硬度HRC50 。 2.零件特点 该带矩形花键孔内齿轮在车床主轴箱内，依靠花键联接起离合器作用。要求该件能在花键轴上运动自如，依靠外齿啮合起联接传动作用，因此对内齿轮精度的要求不高。 二、工艺分析 1.批量生产内花键，由拉削完成 拉削时为防止拉刀歪斜，一般应以花键孔一次车下的平面（最好是大的平面）作拉削时的安装面。 2.该件作离合器用 变动箱外手柄位置，通过拔叉嵌在槽内，带动内齿轮移动。为让该件能在轴上滑动自如，防止在轴上移动时侧斜，槽在加工时应按花键孔定位，保证槽两侧面端面跳动最小。 3.该件上内齿轮 该件上内齿轮起联接作用，对传动精度的要求不高，按排插齿完成。 三、加工过程 1.材料 材料牌号：40Cr，毛坯种类：锻，毛皮外型尺寸： 96×52。 2.粗车 全件粗车，各部留3mm余量（CD6140A普通车床）。 3.热处理 正火。 4.半精车 夹右端，车90外径至91，内径63-0.50，花键底孔46H11车至符合要求，孔口倒角54×15，调头车90外径至91，70×8槽至71×7，75外径至76，总长留1mm余量，孔口倒角54×15（CD6140A普通车床）。 5.拉削 以90左端面定位，拉6-50H7×46H11×12E8花键孔至要求，花键拉刀6-50H7×46H11×12E8（拉削长度为25～50）。 6.精车 花键孔定位，精车全件外圆各部至符合图样要求，并车两端面至46-0.5，夹90外径，靠平左端面，精车内齿轮内径至，车正槽75×6花键微锥芯轴（CD6140A

矩形花键拉刀矩形花键铣刀设计使用说明刀具教学规划

目录 1 说明··3 2 矩形花键拉刀··4 2．1 设计要求·4 2．2 设计步骤·4 2.2.1 花键孔尺寸·4 2.2.2 确定拉削余量·4 2.2.3 齿升量的选择·5 2.2.4 切削几何参数选择·5 2.2.5 确定校准齿直径·6 2.2.6 倒角齿参数计算·6 2.2.7 确定齿距p及同时工作齿数·7 2.2.8 容削槽的设计·7 2.2.9 拉刀的分削槽形状·8 2.2.10 花键齿截型设计·8 2.2.11 粗算切削齿齿数·9 2.2.12 计算切削齿部分长度·10 2.2.13 拉刀尺寸设计·10 2．3 拉刀强度及拉床拉力校验·13 2.3.1 拉削力·13 2.3.2 拉刀强度校验·13

2.3.3 拉床拉力校验·13 2．4 确定拉刀的技术条件·14 3 矩形花键铣刀·15 3．1 设计要求·15 3．2 设计步骤·15 3.2.1 花键轴尺寸·15 3.2.2 具体参数设计·15 3.2.3 齿形高度和宽度·16 3.2.4 铣刀的孔径和外径·16 3.2.5 铣刀的齿数··17 3.2.6 铣刀的后角及铲削量··17 3.2.7 铣刀的容削槽和分削槽··18 3.2.8 校验·18 3．3 矩形花键铣刀的技术条件·19 3.3.1 表面粗糙度（按GB1031－68）·19 3.3.2 尺寸公差·19 3.3.3 形状位置公差·19 3.3.4 齿形误差·20 3.3.5 材料及热处理·20

4 参考文献·21

1说明 大学三年的学习即将结束，在我们即将进入大四,踏入社会之前，通过课程设计来检查和考验我们在这几年中的所学，同时对于我们自身来说，这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。 我的课程设计课题目是矩形花键拉刀与矩形花键铣刀的设计。在设计过程当中,我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识，比如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、以及所学软件AUTOCAD的运用，设计了零件的工艺、编制了零件的加工程序等。我利用此次课程设计的机会对以往所有所学知识加以梳理检验，同时又可以在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补，使我对专业知识得到进一步的了解和系统掌握。 由于本人水平有限,设计编写时间也比较仓促,在我们设计的过程中会遇到一些技术和专业知识其它方面的问题，再加上我们对知识掌握的程度，所以设计中我们的设计会有一些不尽如人意的地方, 为了共同提高今后设计设计的质量，希望在考核和答辩的过程中得到各位指导老师的谅解与批评指正,不胜感激之至.