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3、目录1花键筒工艺过程设计说明.11.1零件图工艺分析.11.1.1零件的工作状态及工作条件.11.1.2零件的结构分析.11.1.3零件的技术条件分析.11.1.4零件的材料及切削性加工.31.1.5零件图尺寸标注分析.81.1.6零件热处理的说明.91.1.7零件的工艺性分析.101.2毛坯的设计.121.2.1毛坯的种类的确定.121.2.2毛坯的工艺要求.131.2.3毛坯的余量和公差.151.3工艺规程设计.161.3.1工艺路线的制定.161.3.2工序尺寸的确定.311.3.3有关机床、夹具、刀具、量具的选择说明.331.3.4机床、夹具、刀具和量具的选择.352夹具设计.362.
4、1车床夹具设计.362.1.1设计方案.362.1.2定位方案的确定.372.1.3夹紧机构的设计.382.1.4夹具构造特点和原理.382.1.5误差分析.392.2钻床夹具设计.402.2.1设计方案.402.2.3钻床夹具钻具的选用.412.2.4夹紧机构的设计.432.2.5误差分析.442.3铣床夹具设.452.3.1设计方案.452.3.2定位方案确定.462.3.3铣床夹具定位键的选用.462.3.4对刀装置.462.3.5误差分析.462.4技术经济分析.473总结.49参考文献.50致谢.51附录.521花键筒工艺过程设计说明1.1零件图工艺分析1.1.1零件的工作状态及工作
5、条件花键筒零件（编号：99.01.85.030FA）属于发动机中的易损零件，主要用在低压压气机的转子上，起锁紧拉紧的作用。因而经常受到发动机运行中周期性振动所产生的冲击载荷，进而造成花键磨损，在苏27发动机的维修中经常需要更换，为此必须对该零件进行国产化。由于该零件形状复杂、薄壁(2mm)、深孔、加工易变形、位置精度要求较高（同轴度0.02），零件材料为BT20（俄材料），在设计中用国产材料TC11代替。1.1.2零件的结构分析花键筒零件总长552mm，管壁最薄2mm(如果算入公差，实际上小于2mm)，加工过程中容易产生变形。深孔内有锥面，不能直接加工，所以先把此零件分解为管子(编号：99.0
6、1.85.016FA)和花键衬套（编号：99.01.85.017FA）两部分，对此两部分进行粗加工、半精加工完成后焊接在一起在进行精加工。这样对焊接方法的选择和焊接缝的要求比较严格，即焊接后焊接缝的材质应和其他部分的材质完全相同，并满足位置精度的要求。管子的壁比较薄，在加工外圆柱面的时候容易产生变形，这样对所设计的夹具就有了新的要求，如何夹紧与定位是关键问题，并满足尺寸要求和位置精度的要求。在加工管子上的孔时，应注意如何选择加工方法并满足加工要求。花键衬套上的锥度加工是一个难点，合理选择加工方法和加工顺序是很重要的。从零件的总体构形来看，零件表面形状是比较复杂的，位置精度要求较高，除此之外焊接
7、时对焊接方法的选择，焊接接头的选择，焊接缝的要求等等都应注意。这与零件工作时受锁紧拉紧的作用紧密联系。还有就是对零件进行加工时对所选的刀具材料及加工方法都是很重要，直接影响着零件的尺寸及精度要求。1.13零件的技术条件分析1.零件表面本身精度花键筒的外圆柱面为零件的设计基准，并且与外圆柱面，在低压压气机运转时将受到摩擦，为了减小磨损提高使用寿命，外圆柱面要有较高的精度，其精度为IT7级，粗糙度为Ra1.6，花键E、F和花键G，在工作时将受到发动机运行中周期性振动产生的冲击载荷，进而造成花键磨损，因此要求其有较高的精度和光洁度，其精度均为IT10，粗糙度为Ral.6。2零件表面间的位置精度a)由
8、零件图尺寸的确定要求关系，零件的主要设计基准为外圆柱面C：。零件在加工过程中，为了测量方便，工序之间互为基准。在车外圆面时为保证尺寸要求选端面和内孔为基准；在加工内孔时为了保证尺寸要求选端面和外圆柱面为基准。b)为保证这个零件的同轴度，有许多表面对表面C都有跳动。跳动分圆跳动和全跳动，此零件中全为圆跳动；圆跳动又分径向圆跳动和端面圆跳动，此零件中全为径向圆跳动。外圆柱面对面C的跳动为0.02；零件内孔对面C的跳动为0.1；槽、I底部、槽II底部对面C的跳动为0.05；花键E、F(Q40.5h10)和花键G()齿槽对面C的跳动为0.063.零件的其他技术要求a)机械加工后，锐边倒角R1.6，并用
9、刀具保证；b)花键E相对花键F的偏差不大于0.05，用刀具保证；c)连接筋不允许有任何缺陷，零件去毛刺并用倒圆尖边，应无划伤、碰伤、压伤；d)热处理：退火。表面吹砂、镀银，套齿F镀银0.003-0.005，两端3m内允许有银层；粗糙度：主要表面管子为Ral.6，花键衬套Ra3.2，其余Ra6.3e)花键衬套的毛坯为模锻件，允许膨体模锻，允许自由模锻；f)焊接后做x光检验，焊接表面光洁并圆滑过渡到母材上，检查应有焊接检验印及X光检验印，焊接正面不允许塌陷，局面凸坑深不大于0.5mm，焊缝宽应均匀一致，其不均匀度不大于1；g)花键衬套毛坯有如下要求：1)未注明圆角r3;2)零件残留毛边不大于0.7
10、;3)表面缺陷须符合技术条件Q/3B1162-2000;4)锻件沿分模面错移量不大于0.66;5)锻件腐蚀清除表面污染层。h)荧光检验花键管的外表面;i)I类焊缝;j)管子壁厚差值不大于0.1。1.1.4零件的材料及切削性加工花键筒主要用在苏一27发动机低压压气机转子上，属于易损件，所以在选择材料时要保证具有较高的强度，耐高温度；较轻的质量。因此，选用国产材料TC11。钛在地球上的蕴藏量仅次于铝、铁和镁，居于第四位，是一种极有发展前景的新型结构材料，主要优点是：a)密度小，故重量轻但有较高的比强度，室温下钛合金的比拉伸强度为高强度结构钢的1.26倍，为高强度铝合金的1.38倍。b)耐高温与中温
11、性良好，在400-550时，钛合金的比持久强度、比蠕变强度和比疲劳强度均高于耐热不锈钢，当前最高工作温度已达到550，预期可大700。c)耐腐蚀性能良好。由于上述各特点，当前，钛及钛合金已被航空、航天、船舶、化工与机械工业所采用，特别在航空工业中尤为突出。在目前校先进的航空发动机中钛合金的用量已占结构重量的20%30%当前钛合金的主要缺点是加工性较差，因其导热性差、摩擦系数大，故在切削时易升温而粘刀，其次是钛的化学性能活泼，在冶炼与热加工中都带来一些困难，因此在使用上还受有一定限制。TC11是型钛合金，在室温下有两相组织，可热处理强化。其化学成分含量(%)如下；Ti（余量）；Fe(0.25)；
12、Al（5.87.0）；Si(0.200.35);C(0.10);Mo(2.83.6);Zr(0.8.2.0);N(0.15);O(0.15);H(0.012);杂质不大于0.3(技术标准HB528684）表1.1常用材料的强度比较材料强度Mpa重度KN/m3强度/重度铝合金490-58027.46018-21合金钢1275-156977.47516-20（）钛合金1010-117743.15023-27钛合金1275-137247.07427-29由于钛合金的熔点高，再结晶的温度也高，因而钛合金具有较高的热强度。目前，最高工作温度已达到550，并向700的温度发展，它的耐热性能形成一层致密牢固的氧化物和氮化物组成的保护膜，所以具有很好的抗腐蚀性能。另外，钛合金在加工过程中不宜磨削加工。并在常温状态下很容易氧化，应用油封。1钛合金的加工特点：
