（完稿）花键轴工艺及钻模设计（CAD全套）

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。

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。

其它毛坯其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。

毛坯的选择原则零件的生产纲领大量生产的零件应选择精度和生产率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。

如铸件采用金属模机器造型或精密铸造锻件采用模锻精锻选用冷拉和冷轧型材。

单件小批生产时应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法。

零件材料的工艺性例如材料为铸铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯钢质零件当形状不复杂，力学性能要求又不太高时，可选用型材重要的钢质零件，为保证其力学性能，应选择锻造件毛坯。

零件的结构形状和尺寸形状复杂的毛坯，般采用铸造方法制造，薄壁零件不宜用砂型铸造。

般用途的阶梯轴，如各段直径相差不大，可选用圆棒料如各段直径相差较大，为减少材料消耗和机械加工的劳动量，则宜采用锻造毛坯，尺寸大的零件般选择自由锻造，中小型零件可考虑选择模锻件。

现有的生产条件选择毛坯时，还要考虑本厂的毛坯制造水平设备条件以及外协的可能性和经济性等。

理并且能保证加工质量的夹具。

关键词轴，工艺路线，机械制造，钻床夹具目录摘要目录第章绪论第二章零件图的结构分析和工艺分析.基本概念确定生产类型加工零件工艺分析第三章毛坯类型的选择和工艺路线的制定.确定毛坯.拟定工艺路线各表面加工方法定位基准的选择加工阶段的划分.相关尺寸链计算渗碳层深度计算轴向尺寸图表绘制.各工序顺序安排第四章夹具设计和分析.问题的提出.钻床夹具结构和类型的选取.夹具定位元件的选择.钻套设计钻套种类的选择钻套内径尺寸公差及配合的选择钻套与工件距离钻套的材料.钻模板设计.加紧装置的设计计算夹紧装置的选用夹紧力的确定.设计夹具与机床定位的紧固结构.夹具体底座设计.夹具精度分析.夹具装配图第五章全文总结参考文献致谢毕业设计小结附录第章绪论轴类零件在机械行业拥有非常重要的地位，其加工质量和精度直接影响台机器的运作。

对于轴类零件加工工艺的研究，对于整个机械行业而言，有着举足轻重的地位，能够尽可能的提高工件加工质量的基础上同时提高生产效率是轴类工件工艺设计的准则，个合格的零件工艺规程，应该首先要求保证零件设计的尺寸和精度，其次要尽量合理地运用现有的工作条件，尽量减少辅助时间，提高生产效率。

夹具的设计需要注意其精度对加工工件精度的影响，务必确保使用夹具能够保证设计精度。

本设计以上述各原则为基准进行。

第二章零件图的结构分析和工艺分析.基本概念机械加工工艺过程是指机械加工方法逐步改变毛坯的状态形状尺寸和表面质量等，使之成为合格零件所进行的全部过程。

把工艺过程的有关内容，用文件的形式确定下来，称为机械加工工艺规程。

机械加工工艺过程可分为工序。

个工人或台机床对个工件所连续完成的那部分工艺过程。

工序是组成工艺过程的基本单元。

工步。

在加工表面不变切削工具不变切削用量不变的情况下，所连续完成的那部分工艺过程。

走刀。

走刀是切削工具在加工表面上切削次所完成的那部分工艺过程。

整个工艺过程由若干个工序组成，每个工序可包括个工步或几个工步，每个工步包括次或几次走刀。

安装。

使工件在机床上定位并将它夹紧的过程。

工位。

.零件的生产类型的确定及工艺分析确定生产类型工艺过程必须根据给定的生产量的大小来设计。

生产量的大小决定着生产类型，般可分为三种基本类型单件小批量生产。

成批生产。

大量生产。

根据要求及查阅相关手册可确定该连杆件生产类型为中小批量生产。

加工零件工艺分析图花键轴零件图主视图零件的作用该花键轴结构见图主要用于航空传动，该轴两处的花键由于其航空用途压力角皆为。

花键轴是具有较紧凑的结构，能够传递超额的载荷及动力，并具有较长的寿命，花键轴传动效率高定位精度高传动可逆性同步性能好等优良功能。

零件的结构分析零件的主要加工表面有轴端面，各级外圆面，分度圆为的花键，分度圆为的花键，的孔，的螺纹孔。

主要形位误差外圆面和外圆面对外圆面的同轴度为.，螺纹孔对外圆面的同轴度为.，内圆面对外圆面的同轴度为.，分度圆为的小花键对外圆面的同轴度为.，分度圆为的大花键对外圆面的同轴度为.，外圆左端面对外圆面的垂直度为.。

设计基准轴向左右两端面径向外圆面精度要求各外圆粗糙度为.，孔的粗糙度为.，螺纹孔的粗糙度为.，全零件其余粗糙度为.。

零件的材质合金结构钢，其特点为强度高韧性好淬透性良好，渗碳淬火后表面层硬度及耐磨性都好，冷变形时塑性好，切削性尚好，但有白点敏感性及回火脆性，合金材料含量高，热处理工艺性较差，锻后正火硬度仍然较高，需长时间的高温回火。

用作高负荷交变应力下工作的大型渗碳件，如受高负荷的各种齿轮蜗轮蜗杆轴等机械结构件。

表面硬度符合零件要求。

经过渗碳淬火后能够达到。

供料状态为冷拉。

锻后正火硬度仍然较高，需长时间的高温回火。

用作高负荷交变应力下工作的大型渗碳件，如受高负荷的各种齿轮蜗轮蜗杆轴等机械结构件。

零件的其他技术要求基准表面渗碳，深度渗碳表面硬度，非渗碳表面硬度除基准表面及表面外，其余表面氧化磁力探伤检查按进行，不允许有裂纹第三章毛坯类型的选择和工艺路线的制定.确定毛坯毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且也与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关，为此需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺人员密切配合，合理地确定毛坯的种类结构形状。

常见的毛坯种类有以下几种铸件对形状较复杂的毛坯，般可用铸造方法制造。

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。

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。

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。

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。

其它毛坯其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。

毛坯的选择原则零件的生产纲领大量生产的零件应选择精度和生产率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。

如铸件采用金属模机器造型或精密铸造锻件采用模锻精锻选用冷拉和冷轧型材。

单件小批生产时应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法。

零件材料的工艺性例如材料为铸铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯钢质零件当形状不复杂，力学性能要求又不太高时，可选用型材重要的钢质零件，为保证其力学性能，应选择锻造件毛坯。

零件的结构形状和尺寸形状复杂的毛坯，般采用铸造方法制造，薄壁零件不宜用砂型铸造。

般用途的阶梯轴，如各段直径相差不大，可选用圆棒料如各段直径相差较大，为减少材料消耗和机械加工的劳动量，则宜采用锻造毛坯，尺寸大的零件般选择自由锻造，中小型零件可考虑选择模锻件。

现有的生产条件选择毛坯时，还要考虑本厂的毛坯制造水平设备条件以及外协的可能性和经济性等。

本次花键轴零件生产类型为中小批，属于轴类零件，同时采用钢质材料，属于航空方面零件，力学性能要求较高，所以选择毛坯时采用棒料，包括余量零件毛坯尺寸，留有切口宽度。

图纸要求最大尺寸，型材尺寸。

.拟定工艺路线各表面加工方法加工方法的选择首先要根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及分几次加工。

决定加工方法时要考虑被加工材料的性质。

选择加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产效率和经济性问题。

选择加工方法还要考虑本厂或本车间的现有设备及技术条件。

此外，选择加工方法还应考虑些其他因素，例如，工件的形状质量以及加工方法所能达到的表面物理机械性能等。

根据本次设计的条件及要求，采用传统的机床和专用夹具设备即可，由于零件分为重要加工表面和次要加工表面，分别有不同的技术要求，应分不同加工方法和多次加工。

其中主要加工表面加工方法如下和外圆面有高精度其中和外圆面相对外圆面有.的高同轴度要求同时有.的很高的表面粗糙度要求。

故三外圆面采用机床进行精磨终加工来保证加工精度，同时在前几道工序中采用中间加持软三爪保证软三爪回转精度的方法保证加工刚度和工件回转精度来保证精磨前工件的状态，最终保证主要表面的加工质量。

和表面要求渗碳淬火。

此处要注意对其他表面的保护。

般而言，对工件进行渗碳保护有两种方法余量保护和镀层保护。

余量保护是计算余量，在全零件渗碳后通过切除余量来保证需渗碳表面的渗碳层深度和非渗碳表面的表面状态不发生改变。

镀层保护是在全表面镀铜，再去除渗碳表面的铜层进行渗碳加工，加工后去掉铜层。

余量保护要求较大的毛坯切除量，对于本工件材料而言不具有经济性。

拟采用镀铜保护的措施。

渗碳层深度的相关计算将会在后面进行。

径向孔和轴向孔加工，内孔对外圆面的同轴度要求较低可采用型车床直接进行钻削加工。

径向孔尺寸和位置精度由钻模保证，将会在后续的夹具设计项进行相关的计算和论述。

这里需要讨论两孔的加工相对于热处理的前后关系。

因为径向孔需要打过渗碳热处理表面，故该孔应安排在渗碳热处理完成之前。

两孔的钻削应先钻孔再钻孔。

如此安排在钻孔时便不必考虑径向移动自由度的限制，能够降低夹具设计难度和提高钻孔质量。

同时应该注意将两孔的钻削加工安排在渗碳之后，否则孔内会出现渗碳层导致工件内部材料状态发生改变，产生废品。

综上所述，钻削两孔和渗碳淬火的向后关系为渗碳钻孔钻孔热处理技术条件中“除基准表面外其余表面氧化”项。

拟将些主要表面的精磨安排在氧化之后进行，这样可以避免重复加工，增加生产效率。

定位基准的选择基本概念基准就是零件上用来确定其他点线面的位置的那些点线面。

设计基准就是零件图上用来确定其他点线面的位置的基准。

在本次花键轴零件设计中的设计基准是左右两端面和外圆面。

定位基准在加工时使工件在机床或夹具上占有正确位置所采用的基准。

要注意当用调整法加工时，如果定位基准与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。

所以当定位基准和设计基准不重合时，必须检查有关尺寸的公差和加工方法能否满足条件要求，如不能满足，则要求改变加工方法或另行选定工艺方案。

基准的选择粗基面选择原则如果必须首先保证工件重要表面的余量均匀，就应该选择该表面作为粗基面。

如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为粗基面。

应该用毛坯制造中尺寸和位置比较可靠平整光洁的表面作为粗基面，使加工后各加工表面对各不加工表面的尺寸精度位置精度更容易符合图纸要求。

粗基面通常只允许使用次，否则定位误差太大。

精基面选择原则基准重合原则应尽可能选用设计基准作为定位基准。

统基准原则应尽可能选择统的定位基准加工各表面，以保证各表面间的位置精度。

所选的寸的加工数据，需要大量的尺寸链计算。

在实际生产中，解决类似于该轴轴向尺寸的加工问题多采用绘制尺寸图表的方法。