矩形齿花键轴课程

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：

1

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

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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）

3

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

25mm外圆（两处）对公共轴心线圆跳动公差为0.04mm 5.Φ200.03mm外圆对公共轴心线圆跳动公差为0.04mm

04.Φ

00.036.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Φ

250.030外圆两处Φ

200.030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。

4

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

公差及精度 0.03,IT8 0.1,IT10 0.03,IT7 0.1,IT11 0.03,IT9 加工表面 H、J面 花键I面 尺寸及偏差/mm 表面粗糙度Ra/μm 1.6 3.2 3.2 3.2 3.2 形位公差 Φ25Φ0.030 小径Φ320.050.15 36 0.050.08 键宽60.15 K面 键宽600.030.05 Φ200.030 0.03,IT8 3.2

5

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：

6

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φ

250.030,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 考文献【1】表1-11）需粗车、精车才能达到要求。 ④矩形花键8×60.15mm，且保证小径φ等级为IT8需粗铣-精铣。 ⑤键槽宽度为60

0.030.05IT8(参

320.150.05mm其表面粗糙Ra为3.2um。公差

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

加工表面 主轴左端面 主轴右端面 H、J面（外圆） K面（外圆） I面（外圆）I面键宽60.15K面键槽60 0.05经济精度 IT10 IT10 IT7 IT8 IT8 IT8 IT8 表面粗糙 加工方案 度 6.3 6.3 1.6 3.2 3.2 3.2 3.2 粗车 备注 表1-11 粗车 表1-11 粗车-半精车-精车 表1-9 粗车-半精车 粗车-半精车 粗铣-精铣 粗铣-精铣 表1-9 表1-9 表1-11 表1-11 0.03 7

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：

表加工表面的基准 序号 加工部位 基准选择 1 B2.5/8中心孔及其两端面 轴外圆柱表面（粗基准） 2 矩形花键轴外圆及倒角车槽 两中心孔B2.5/8 3 矩形花键8x6+00.03 两中心孔B2.5/8 4 键槽6+00.03 两中心孔B2.5/8

3、加工工艺路线的拟定 工序工序名工序内容 加工基准 工艺装备 号 称 1 下料 棒料φ40x200 锯床 2 3 4 粗车 粗车 粗车 夹一端车端面，见平即可，钻中心孔B2.5/8 倒立装夹工件，车端面，保证总长190mm钻中心孔B2.5/8 以两中心孔定位装置装夹工作粗车外圆各部留加工余量2mm，长度方向各留加工余量2mm 外圆 外圆 中心孔 车床 车床 车床 5 6 热处理 调质处理28～32HRC 精车 以两中心孔定位装夹工件，精车各部尺寸切槽2xφ18mm,切槽3xφ23mm（两处）倒角C2。及C0.5。 粗铣 精铣 一夹一顶装夹工件粗铣花键 8xφmm留加工余量1mm 一夹一顶装夹工件精铣花键 8xφ 中心孔 车床 7 8 中心孔 中心孔 车床 铣床 6-0.05-0.156-0.05-015mm保证以小径φ32

0.050.15mm 8

9 10 划线 精铣 划φ 6+00.03mm键槽线 铣床 一夹一顶装夹工件精铣键槽 中心孔 +0.03φ 60mm保证尺寸1mm 一夹一顶装夹工件精铣键槽 φ6+00.03mm保证尺寸18.2mm 中心孔 11 12 13 精铣 清洗 检验 铣床

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P10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P10外圆车刀，切槽用切槽车刀，其直径为1mm。倒角用P1045度倒角倒，铣矩形花键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。

+0.03①

铣键槽60mm。查参考文献[1]表5-40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

6-0.05-0.15 9

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n1=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。u⑵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

①

u1=0.009mm,根据参考文献[1]表5-59选用分度值0.02mm/0～200mm游标卡尺。

⑶铣矩形花键

-0.056其键尺寸-0.15mm，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+00.03mm。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

工序工序内容 机床设备和工艺装备 号 1 车端面 XA6140型卧式车床、P10端面车刀、0～钻中心孔 200mm/0.02mm游标卡尺、ø2.5mm标准麻花钻、 2 粗车、精车 外圆切槽及倒角 粗铣、精铣 矩形花键 粗铣、精铣 键槽 C336-1回轮式转工基车床、P10端面车刀、P10切槽刀 P1045。倒角刀、0～200mm/0.02mm游标卡尺 XA6132型卧式铣床、P10 花键铣刀、0～200mm/0.02mm游标卡尺 XA6132型卧式铣床、P10三面铣刀 0～200mm/0.02mm游标卡尺 3 4

10

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

工序工序内容 单边余量工序尺寸表面粗糙度/mm /mm Ra/mm 号 2 5 195 6.3 车一端端面 3 4 倒头车另一端端面 5 190 -0.0538φ-0.08 6.3 6.3 6.3 6.3 3.2 -0.052 36粗车外圆台阶φ-0.08 粗车外圆台阶φ25+00.03 粗车外圆台阶φ20+00.03 4.5 1.5 1 φ27+00.03 φ22+00.03 φ360-0.1 精车外圆台阶φ36-0.05-0.08 11

5 精车外圆台阶φ25+00.03 精车外圆台阶φ20+00.03 切槽3xφ23 切槽2xφ18 。倒角2.2x45。 1 1 1 1 2 1 2.5 0.5 2.5 0.5 φ25+00.03 φ20+00.03 φ23 φ18 -0.0536φ-0.08 1.6 3.2 6.3 6.3 3.2 1.6 3.2 6.3 3.2 6.3 3.2 倒角0.5x45。 6 7 8 9 粗铣花键 精铣花键 粗铣键槽 精铣键槽 φ25+00.03φ20+00.03 -0.055φ-0.15 -0.056φ-0.15 φ5+00.03 φ6+00.03 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ap

端面总加工余量为10mm,一次走刀加工ap=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Vc

查参考文献[1]表5-109和表5-110得:Cv=242,Xi=0.15,Yv=0.35,m=0.20修整Km=1.0,Khv=1.24,Khv=0.9,Kkrv=0.81,Ktv=1.0,刀具寿命选T=60min,所以

mXvYv0.20.15

Vc=CvKv/Tapf=(242×1×1.24×0.9×0.81×1/60×2.5×

0.450.35)m/min=110.3m/min

4、确定机床主轴转速n

n=1000Vc/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Vc=89.2m/min 5、计算基本时间TJ:

12

切削加工长度L=40mm,端面车刀选用主偏角Kr=90°,背吃刀量ap =2.5, 查参考文献表5-138和表5-139得: L1=(ap/tanKr)+(2～3)=3mm,L2=(3～5)mm=4mm,L3=5mm;

L=(d-d1/2)+ L1+L2+L3=40/2+3+4+5=32mm TJ=L×i/nf=32×2/900×0.45=0.16min

6、确定辅助时间Tf

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Tf=1.37min.

工序4

0.030.03250粗车外圆台阶φ36-0.05mm, φmm, φ2mm 00-0.081、粗车外圆台阶φ36-0.05-0.08mm

1.1、 确定背吃刀量ap

一次走刀量ap=2mm 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Vc

查参考文献[1]表5-109和P136表5-110, 查得Cv=242,Xv=0.15,Yv=0.35,m=0.20,修整系

Kmv=1.0,Khv=1.24,Khv=0.9,Kkrz=0.81,Kw=1.0;刀具寿命选T=60min, 所以

Vc=( Cv/T m ap XvfYv)Kv=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=1000Vc/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Vc=101.7m/min

1.5计算基本时间TJ

切削加工长度L=100,外圆车刀选用主偏角Kr=90°,背吃刀量ap=2, 查参考文献[1]表5-138和表5-139得:L1=(ap/tanKr)+(2～3)=3mm,L2=(3～5)mm=4mm,L3=5mm;

L=L+L1+L2+L3=100+3+4+5=112mm TJ=( L/nf)i=112/0.4×900=0.31min

1.6、辅助时间Tf

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Tf=1.37min

13

2、粗车外圆台阶φ2500.03mm

方法同上:背吃刀量ap=1.5mm,选进给量f=0.4mm/r,机床转速n=1400r/min,切削速度Vc=109.9m/min,基本时间TJ=0.22min,辅助时间Tf=0.57min

3、粗车外圆φ200mm

方法同上:背吃刀量ap=1.5mm,选进给量f=0.4mm/r,机床转速n=1400r/min,切削速度Vc=87.9m/min,基本时间TJ=0.075min,辅助时间Tf=0.57min 工序6

0.030.052520精车外圆台阶φ36-0.05mm, φmm, φmm及切槽2mm×φ18mm，3mm×φ23mm,00-0.080.03倒角C2 、 C0.5

1、精车外圆台阶φ360.08mm

1.1、确定背吃刀量ap

一次走刀量ap=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Vc

查参考文献[1]表5-109和表5-110,查得Cv=242,Xv=0.15,Yv=0.35,m=0.20,修整系数Kmv=1.0,Khv=1.24,Khv =0.9,Kkrz=0.81,Kw=1.0;刀具寿命选T=60min, 所以

Vc=( Cv/T m ap XvfYv)Kv=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=1000Vc/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Vc=126.6m/min 1.5、计算基本时间TJ

切削加工长度L=100,车刀选用主偏角Kr=90°,背吃刀量ap=1, 查参考文献[1]表5-138和表5-139得:L1=(ap/tanKr)+(2～3)=3mm,L2=(3～5)mm=4mm,L3=5mm

L=L+L1+L2+L3=100+3+4+5=112mm

TJ=( L/nf)i=112/1120×0.4×1=0.25min

1.6、辅助时间Tf

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Tf=1.37min

1、车外圆台阶φ25+0.030mm

方法同上,背吃刀量ap=1mm,进给量f=0.4mm/r.机床转速n=1120r/min,切削速度Vc=87.9m/min,基本时间TJ=0.092min,辅助时间Tf=0.57min

+0.03

2、车外圆台阶φ200mm

0.05 14

方法同上,背吃刀量ap=1mm,进给量f=0.4mm/r,机床转速n=1120r/min,切削速度Vc=70.3m/min,基本时间TJ=0.094min, 辅助时间Tf=0.57min 3、切槽3mm×φ23mm

方法同上: 背吃刀量ap=1mm,进给量f=0.4mm/r.机床转速n=1400r/min,切削速度Vc=101.1m/min, 基本时间TJ=0.02min, 辅助时间Tf=0.57min 4、切槽2mm×φ18mm 方法同上: 背吃刀量ap=1mm,进给量f=0.4mm/r.机床转速n=1400r/min,切削

速度Vc=79.1m/min, 基本时间TJ=0.014min,辅助时间Tf=0.57min 5、倒角C2 、C0.5

取n=760r/min, 基本时间TJ=0.03min,辅助时间Tf=0.08min,切削速度Vc=40.6m/min,进给量f=0.4mm/r,背吃刀量ap=1mm

工序7

粗铣矩形花键8×60.15mm 1、确定背吃刀量ap

一次走刀量ap=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=afz=(0.06～0.08)×18=(1.08～1.44)mm/r=1.20mm/r 3、确定切消速度Vc

查参考文献[1]表5-124得Vc=（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Vc=29.8m/min 5、计算机动时间TJ

查参考文献[1]表5-8查得Fmz=75mm/min,L=100mm,L1=0.5d+(1～2)=0.5×6+2=5mm,

L2=1～3=2mm,i=1，Tj=(L+L1+L2)i/Fmz=100+5+2/75=1.43min;Tj总=8Tj=11.5min 6、确定辅助时间Tf

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Tf=1.37min,由于是8个，所以Tf总=8Tf=10.96min

工序8

精铣矩形花键8×60.15mm 1、确定背吃刀量ap

一次走刀量ap=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

0.050.05 15

3、确定切消速度Vc

查参考文献[1]表5-124得Vc=（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Vc=29.8m/min 5、计算机动时间TJ

查参考文献[1]表5-8查得Fmz=75mm/min,L=100mm,L1=0.5d+(1～2)=0.5×6+2=5mm,

L2=1～3=2mm,i=1，Tj=(L+ L1+ L2)i/Fmz=100+5+2/75=1.43min;Tj总=8Tj=11.5min 6、确定辅助时间Tf

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Tf=1.37min,由于是铣8个键，所以Tf总=8Tf=4.56min

工序10

粗铣键槽60mm 1、确定背吃刀量ap

一次走刀ap=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=afz=（0.06～0.08）×18=1.25mm/r 3、确定切削速度Vc

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

4、确定主轴转速n

n=1000VC/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VC=29.8m/min

5、计算机动时间TJ

查参考文献[1]表5-8得fMZ=75mm/min

h=1.8mm L1=1～2=2mm L=30mm d=6mm

Tj=h+L1/fMC+L-d/fMZ=1.8+2/75+30-6/75=0.37min

6、 确定辅助时间Tf：

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Tf=1.37min

0.03 16

工序11

精铣键槽60mm

1、确定背吃刀量ap

一次走刀量ap=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Vc

查参考文献[1]表5-124得Vc=（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VC=29.8m/min

5、计算机动时间TJ

查参考文献[1]表5-8得fMZ=75mm/min h=1.8mm L1=1～2=2mm L=30mm d=6mm

TO=h+L1/fMC+L-d/fMZ=1.8+2/75+30-6/75=0.37min

6、确定辅助时间Tf：

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Tf=0.57min。

0.03 17

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

18

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。

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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

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