花鍵軸加工工藝及花鍵滾刀設(shè)計

Theprocessingmethodofsplineshaftandthesplinehobdesign機(jī)械工程學(xué)院張建20091118指導(dǎo)教師：馬術(shù)文副教授花鍵軸零件圖分析材料為17CrNiMo6合金1)長度與直徑之比L/D≈4，所以該工件屬于鋼性主軸;2)主要加工表面有圓柱面、花鍵、、螺紋、齒輪，采用一般的加工即可;3)表面精度要求較高，需進(jìn)行磨削方可滿足要求;4)加工中心孔時，采用專用夾具定位和加緊，螺紋加工安排在半精加工后。零件結(jié)構(gòu)分析：

花鍵尺寸要求：熱處理要求：1）淬火加高溫回火

HB198~269；2）非齒面部分回火

HB269。齒輪分析：齒數(shù)Z=15模數(shù)

mn=12壓力角α=20°螺旋角

β=0°齒頂高系數(shù)ha=1齒根高系數(shù)

hf=1.25齒形公差ff=0.016齒向公差

FB=0.016跨齒數(shù)K=3公法線長度

W=95.189mm基節(jié)偏差fpb=±0.016公法線長度公差

FW=0.025齒圈徑向跳動公差Fr=0.036螺旋副中心距極限偏差a+fa=744±0.04主要表面加工方法：加工表面精度等級粗糙度（μm）加工方案花鍵軸右端面IT73.2粗→半精→精車花鍵軸左端面IT1112.5粗車Φ10中心孔IT106.3鉆孔花鍵槽IT73.2粗銑→精銑Φ95外圓表面IT51.6粗→半精→精→金剛石車Φ105外圓表面IT30.8粗→半精→精→金剛石車→磨削齒輪左端面IT73.2粗→半精→精車定位基準(zhǔn)的選擇：1）粗車加工中，該零件可以利用零件左端φ95、右端φ220的外圓柱段與中心孔，采用三爪卡盤一夾一頂?shù)难b夾定位方式即可滿足要求；2）精車加工中，該零件利用中心孔和完成粗加工的φ220的圓柱段進(jìn)行裝夾定位。3）零件軸向的定位基準(zhǔn)選擇在外花鍵圓柱段以及φ95軸段的外圓表面。機(jī)床選擇：機(jī)床用途C620-1臥式車床粗、精車外輪廓，車削退刀槽及螺紋X63臥式銑床粗、精銑花鍵鍵槽MD118磨床磨削各軸段外圓表面Y3150E滾齒機(jī)Y4250剃齒機(jī)加工齒輪1）夾具選擇：

車床專用夾具（三爪卡盤），銑床專用夾具，磨床專用夾具，滾齒機(jī)專用夾具，剃齒機(jī)專用夾具。2）刀具選擇：

YG6端面車刀，YG6外圓車刀，麻花鉆，切槽刀，平行砂輪，滾齒刀，剃齒刀，銼刀。3）量具選擇：

游標(biāo)卡尺，千分尺等。其他用具選擇：

切削用量選用：切削用量選用：根據(jù)以上工藝分析及切削用量等選擇，制作的加工工藝卡片以及工序卡片如論文附錄所示。花鍵滾刀設(shè)計花鍵.軸尺寸n—D×d×b滾刀外徑Deg總長度L軸臺外徑D1軸臺長度l1孔徑d槽數(shù)zg10—88×82×12100855543214根據(jù)花鍵軸花鍵尺寸，參考《復(fù)雜刀具設(shè)計手冊》，選定的花鍵滾刀基本尺寸及槽數(shù)如下表：花鍵滾刀齒形計算

花鍵滾刀齒形計算5）花鍵側(cè)在節(jié)圓上的齒形角：

6）滾刀齒形最大齒形角：

過渡曲線高度驗(yàn)算加工出的鍵齒直線部分高度：

其中g(shù)為過渡曲線高度，如圖所示：

確定花鍵滾刀齒形計算確定花鍵滾刀的法向齒形，常用的方法有：1）計算法；2）代圓弧法；3）查表法。14.213mm14.033mm-2.252mm26.946mm14.970mm采用代圓弧法計算得出以下結(jié)果：花鍵滾刀齒形誤差分析齒形誤差分析計算結(jié)果如下表所示：α8°10°12°14°16°18°20°Δρ×10-4-30.8921.5099.452-30.99-64.69-56.1929.455|Δρ|×10-430.8921.5099.45230.9964.69356.19029.455總誤差Δρ=|Δρ3|+|Δρ5=0.0074145鍵寬公差Δ/3=0.027/3=0.009驗(yàn)算Δ/3≥Δρ，誤差合格。花鍵滾刀齒形根據(jù)以上計算結(jié)果得出滾刀齒形如下：花鍵滾刀結(jié)構(gòu)參數(shù)計算

輔助角β（mm）法向齒厚Sx（mm）測量線距節(jié)線高度Δhx（mm）齒頂距測量線高度hx（mm）β1β2Sx1Sx2Δhx1Δhx2hx1hx213.019°17.293°14.59914.0450.951.9731.4230.4002）滾刀齒厚、齒高計算結(jié)果如下：花鍵滾刀結(jié)構(gòu)參數(shù)計算3）倒角ε可在35°~50°的范圍內(nèi)選取，可參考下表：齒數(shù)n4~810~1416~20倒角ε35°40°45°~50°已知花鍵軸花鍵鍵數(shù)n=10，故取ε=40°。花鍵滾刀結(jié)構(gòu)參數(shù)計算4）鏟背量K：

第二鏟背量K1：Ⅰ型滾刀：Ⅱ型滾刀：

選Ⅰ型，取

5）滾刀全齒高：

花鍵滾刀結(jié)構(gòu)參數(shù)計算6）螺旋槽深度：

7）其余參數(shù)計算：11.975mm94.074mm322827.059mm花鍵滾刀校驗(yàn)計算花鍵節(jié)圓直徑花鍵在節(jié)圓上的齒形角花鍵的計算鍵寬花鍵的計算內(nèi)徑代圓弧半徑和代圓弧中心應(yīng)協(xié)調(diào)以上數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)基本相等，合格。三維建模根據(jù)以上的計算結(jié)果，在Pro/E平臺進(jìn)行三維建模，如下圖所示：主要技術(shù)條件1）滾刀表面粗糙度：前刃面、齒形、內(nèi)孔及兩端面粗糙度不小于3.2μm，軸臺外不小于6.3μm。2）滾刀內(nèi)孔極限偏差不超過D1級。3）滾刀外徑、軸臺直徑和軸臺長度的極限偏差不得超過d10級。4）滾刀總長度極限偏差不超過d9級。主要技術(shù)條件5）精度等級取A級，滾刀制造公差及齒形誤差見下表：最大齒距誤差±20在兩個齒距長度上最大齒距累積誤差±30外徑的徑向跳動40外徑錐度（在全長上）65前刃面徑向性偏差（只許斜入）30'圓周節(jié)距最大累積誤差60螺旋槽導(dǎo)程（T）的偏差±0.02T=65軸臺的徑向跳動20軸臺的端面跳動20齒形高度（mm）0.020二維零件圖二維零件圖1、有事業(yè)的峰巒上，有汗水的溪流飛淌；在智慧的珍珠里，有勤奮的心血閃光。2、人們走過的每一個足跡，都是自己生命的留言；留給今天翻過的日歷，留給未來永久的歷史。3、人生是一座可以采掘開拓的金礦，但總是因?yàn)槿藗兊那趭^程度不同，給予人們的回報也不相同。4、理想之風(fēng)扯滿人生的帆；奮斗之桿舉起理想之旗。5、人應(yīng)該學(xué)會走自己的路，但更應(yīng)該掌握手中的羅盤。6、不能因?yàn)槿松牡缆房部溃褪棺约旱纳碥|變得彎曲；不能因?yàn)樯畹臍v程漫長，就使求索的腳步遲緩。7、人生的意義在理想的光輝中閃爍；生命的價值在創(chuàng)造的生活中閃現(xiàn)。8、只有走完平凡的路程，才能達(dá)到偉大的目標(biāo)。9、奮斗目標(biāo)是人生的精神支柱。10、共同的事業(yè)，共同的斗爭，可以使人們產(chǎn)生忍受一切的力量。——奧斯特洛夫斯基11、屬于每個人的道路，都在每個人的足下；屬于每個人的歷史，都在每個人的身后。12、終于有一天，海水和淚都是甜的。13、有志者自有千方百計，無志者只有千難萬難。14、貧不足羞，可羞是貧而無志。——呂坤15、人，只要有一種信念，有所追求，什么艱苦都能忍受，什么環(huán)境也都能適應(yīng)。——丁玲16、人生的途程是遙遠(yuǎn)的，只要雙腳不息地前行，道路就會向遠(yuǎn)方延伸。17、理想是人生的堅實(shí)支柱，如果失去了生活的理想，精神也就會隨之而癱瘓。18、目標(biāo)不是都能達(dá)到的，但它可以作為瞄準(zhǔn)點(diǎn)。28、我學(xué)習(xí)了一生，現(xiàn)在我還在學(xué)習(xí)，而將來，只要我還有精力，我還要學(xué)習(xí)下去。——別林斯基

29、任何時候我也不會滿足，越是讀書，就越是深刻的感到不滿足，越是感到自己的知識貧乏。——馬克思

30、外國語是人生斗爭的一種武器。——馬克思

31、學(xué)習(xí)這件事不在乎有沒有人教你，最重要的是在于你自己有沒有覺悟和恒心。——法布爾

32、筆落驚風(fēng)雨,詩成泣鬼神。——杜甫

33、別裁偽體親風(fēng)雅,轉(zhuǎn)益多師是汝師。——杜甫28、我學(xué)習(xí)了一生，現(xiàn)在我還在學(xué)習(xí)，而將來，只要我還有精力，我還要學(xué)習(xí)下去。—