遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計PAGEII遼寧工程技術(shù)大學機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計題目：“輸出軸”零件的機械加工工藝及鉆端面φ20孔工藝裝備 班級：機自21-4姓名：鄧祥濤學號：2107010403指導教師：蒲志新完成日期：2024.6.20遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計PAGEII遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計PAGE1任務(wù)書一、原始資料1.被加工零件的零件圖1張2.生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)）二、上交材料1．所加工的零件圖1張2．毛坯圖1張3．編制機械加工工藝過程卡片1套4．編制所設(shè)計夾具對應(yīng)的那道工序的機械加工工序卡片1套5．繪制夾具裝配圖（A0或A1）1張6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。1張7．課程設(shè)計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設(shè)計全部內(nèi)容。（約5000-8000字）1份三、進度安排本課程設(shè)計要求在3周內(nèi)完成。1．第l～2天查資料，繪制零件圖。2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法，編制機械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機械加工工序卡片。3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設(shè)計的下一步）。4．第11～13天，完成夾具裝配圖的繪制。5．第14～15天，零件圖的繪制。6．第16～18天，整理并完成設(shè)計說明書的編寫。7．第19天～21天，完成圖紙和說明書的輸出打印。答辯四、考核內(nèi)容與成績評定課程目標指標點考核內(nèi)容（滿分）成績評定目標1：能夠運用機械制造技術(shù)的基本原理和方法，并通過查閱文獻資料，提出零件機械加工的多種工藝方案，分析各方案對零件加工質(zhì)量、加工效率及生產(chǎn)成本的影響。綜合考慮技術(shù)條件、安全、環(huán)境和社會等因素，制訂滿足一定功能要求的零件機械加工工藝規(guī)程。指標點3-3能夠在解決復雜機械工程問題過程中綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等制約因素。工藝方案設(shè)計（20分）目標2：能夠運用機械制造技術(shù)的基本原理對專用機床夾具設(shè)計方案的技術(shù)性和經(jīng)濟性進行分析，確定合理的機床夾具設(shè)計方案。指標點6-2能合理分析、評價機械專業(yè)工程實踐和復雜工程問題的解決方案對社會、健康、安全、法律和文化的影響，以及這些制約因素對項目實施的影響，并理解應(yīng)承擔的責任。夾具方案設(shè)計（20分）目標3：熟悉獲取專業(yè)信息的方法和手段，能夠借助圖書館、計算機和互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)工具對設(shè)計過程中所需的信息進行文獻檢索、資料查詢，能夠用規(guī)范的文字、圖表和工程圖紙等表達設(shè)計內(nèi)容。指標點5-1了解機械專業(yè)常用現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件的使用原理和方法，并理解其局限性，能夠在解決復雜機械工程問題過程中，選擇和使用現(xiàn)代信息工具進行文獻查詢、獲取信息。設(shè)計說明書（20分）及圖紙（20分）目標4：能合理分析、評價零件加工工藝文件及夾具的設(shè)計方案工程圖紙對社會、健康、安全、法律和文化的影響，并理解應(yīng)承擔的責任；能就相關(guān)的設(shè)計問題進行溝通和交流，在答辯過程中能完整、準確地表達陳述、回應(yīng)提問。指標點6-2能合理分析、評價機械專業(yè)工程實踐和復雜工程問題的解決方案對社會、健康、安全、法律和文化的影響，以及這些制約因素對項目實施的影響，并理解應(yīng)承擔的責任。答辯（20分）合計（100分）綜合評定成績：指導教師日期摘要機械制造業(yè)的發(fā)展對世界經(jīng)濟起著非常重要的作用，而機械加工工藝的編制是機械制造技術(shù)的重要組成部分和關(guān)鍵工作。零件的質(zhì)量和精度是否合格，這與零件的工藝的質(zhì)量直接相關(guān)，而且還與夾緊裝置的設(shè)計有很大的關(guān)聯(lián)。本文是專門討論輸出軸零件的工藝生產(chǎn)加工和專用夾具的設(shè)計。在工藝生產(chǎn)加工階段，首先正確選擇零件的加工路徑，合理安排生產(chǎn)工藝順序，合理處理工藝的集中和分散問題，合理的選擇和加工設(shè)備。在夾具設(shè)計階段考慮防止切屑的積聚產(chǎn)生大量的切削熱，以工藝可靠性出發(fā)點，繪制夾具零件工作圖。本設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單、方便，且滿足夾緊要求，降低能源利用率提升產(chǎn)能。關(guān)鍵詞：機械制造技術(shù)；加工工藝；輸出軸；夾具設(shè)計AbstractThedevelopmentofmachinerymanufacturingindustryplaysaveryimportantroleintheworldeconomy,andthepreparationofmechanicalprocessingtechnologyisanimportantpartandkeyworkofmechanicalmanufacturingtechnology.Thequalityandaccuracyofthepartsarequalified,whichisdirectlyrelatedtothequalityoftheprocessoftheparts,butalsohasagreatrelationshipwiththedesignoftheclampingdevice.Thispaperistodiscusstheproductionprocessofoutputshaftpartsandthedesignofspecialfixture.Intheprocessproductionandprocessingstage,firstofall,thecorrectchoiceofpartsprocessingpath,reasonablearrangementoftheproductionprocesssequence,reasonabletreatmentoftheconcentrationanddispersionoftheprocess,reasonableselectionandprocessingequipment.Atthestageoffixturedesign,consideringtopreventtheaccumulationofchipstoproducealotofcuttingheat,theworkingdiagramoffixturepartsisdrawnfromthepointofprocessreliability.Thedesignproductqualityisstable,thestructureissimple,convenient,andmeettheclampingrequirements,reduceenergyefficiencyandincreaseproductioncapacity.Keywords:machinerymanufacturingtechnology;Processingtechnology;Outputshaft;Fixturedesign目錄TOC\o"1-3"\h\u106671輸出軸工藝性分析 125701.1零件的作用 1163471.2零件的工藝分析 1295831.3零件的裝夾 2210052毛坯設(shè)計 3219072.1選擇毛坯 316242.2確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差 3146062.3確定機械加工余量 3110592.4設(shè)計毛坯圖 3315093 選擇加工方法、制定工藝路線 5251533.1定位基準的選擇 5267423.2零件表面加工方法的選擇 7251533.3加工階段的劃分 6267423.4制定工藝路線 7210054工序設(shè)計 1098584.1加工設(shè)備與工藝裝備 10193164.2夾具的選擇 10184574.3量具的選擇 10226354.4刀具的選擇 10313945加工余量，工序尺寸，及其公差的確定 12104056確當切削用量及基本時間 15106327夾具的設(shè)計 33162237.1零件的加工要求分析 33199417.2分析計算定位誤差 3363747.3評價定位質(zhì)量 34246037.4夾具體機構(gòu)設(shè)計 34313797.5根據(jù)夾緊方式和切削力估算夾緊力 35313797.6繪制夾具總裝配圖 37123878總結(jié) 3825074參考文獻 3930848致謝 40遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計PAGEII遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計PAGE11輸出軸工藝性分析1.1零件的作用題目所給定的零件為CA6140車床輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉(zhuǎn)矩，使主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動力；二是工作過程中經(jīng)常承受載荷；三是支撐傳動零部件。圖1.1輸出軸零件圖1.2零件的工藝分析從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。(1)主要加工的面有：φ55外圓柱左端面，φ176外圓柱的左端面，φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓柱面，φ116的斜錐面，φ50、φ80、φ104的內(nèi)圓柱表面，10個φ20的通孔，2個φ8的斜孔，一個鍵槽，圖中所給的尺寸精度高，大部分是IT7級；(2)粗糙度方面：鍵槽底面為Ra6.3um，鍵槽兩側(cè)面、Φ80內(nèi)圓柱表面，大端端面,10個Φ20的孔內(nèi)表面為Ra3.2um,Φ55外圓柱面、小端端面Ra1.6um,Φ60、Φ75外圓柱面為Ra0.8um,其余為Ra12.5um，要求不高；(3)位置要求方面：Φ55的外圓、Φ60的外圓、Φ80內(nèi)孔圓柱面對Φ75、Φ60外圓軸線的跳動量為0.04mm，Φ20孔的軸線對Φ80內(nèi)孔軸線的位置度為Φ0.05mm，鍵槽對Φ55外圓軸線的對稱度為0.08mm；(4)熱處理方面：熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理，到200HBW，保持均勻。通過分析該零件，其布局合理，方便加工，我們通過徑向夾緊可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。1.3零件的裝夾軸類零件的加工通常采用三爪卡盤，三爪卡盤能自動定心，裝卸工件快。但是由于夾具的制造和裝夾誤差，其定心精度約為0.05-0.10m左右。由于零件較長，常采用一夾一頂?shù)难b夾法，即工件定的一端用車床主軸上的卡盤夾緊另一端用尾座頂尖支撐，這樣就克服了剛性差不能承受重切削的缺點，為進步提高加工精度，可采用中心架作中間輔助支撐，適用于半精加工和精加工。2 毛坯的設(shè)計2.1選擇毛坯該零件材料為45鋼?？紤]到零件在工作過程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選擇鍛件。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的大小,毛壞的鍛造方式有自由鍛和模鍛。自由鍛多用于中小批量生產(chǎn);模鍛適用于大批量生產(chǎn)，而且毛坯制造精度高,加工余量小，生產(chǎn)效率高,可以鍛造形狀復雜的毛坯。本零件生產(chǎn)批量為大批量，所以綜上所敘選擇模鍛。2.2確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差（1）鍛件公差等級：普通級（2）鍛件質(zhì)量mf：根據(jù)零件材料密度7.85g/cm3，零件的尺寸估算零件的成品質(zhì)量為2.6kg，估算mf為2.8kg。該鍛件質(zhì)量：mn=π/4*179*179*248*7.85*10-6=4.8kg（3）鍛件的形狀復雜系數(shù)s：S=mf/mn=2.6/4.8=0.54由于0.42介于0.32和0.63之間，故該零件的復雜系數(shù)s屬于s2級。（4）鍛件的材質(zhì)系數(shù)M：由于該零件材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)為M1級。（5）零件的表面粗糙度：由零件圖可知除了φ60,φ75的外圓表面為Ra0.8和φ55的左端面為Ra1.6，φ176右端面和φ80的內(nèi)孔為Ra3.2之外,其他的都是Ra12.5。2.3確定機械加工余量根據(jù)鍛件的質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復雜系數(shù)查表5-9，由此查得單邊余量在厚度方向為2.0至2.2，水平方向也是2.0至2.2。2.4設(shè)計毛坯圖毛坯(鍛件)圖是根據(jù)產(chǎn)品零件設(shè)計的,經(jīng)查《機械加工工藝手冊》和《金屬機械加工工藝人員手冊》知粗車-半精車-精車各余量,從而可得毛壞余量。成果為：外圓角半徑：R=2；內(nèi)圓角半徑：R=3。外模鍛斜度a=5°，內(nèi)模鍛斜度a=7°,下圖為本零件的毛壞圖:圖2.2輸出軸毛坯圖3 選擇加工方法、制定工藝路線3.1定位基準的選擇工件在加工第一道或最初幾道工序時，一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準，這個是粗基準，該零件選用φ55外圓柱面作為粗基準來加工φ176外圓柱面和右端面。以上選擇符合粗基準的選擇原則中的余量最小原則、便于裝夾原則，在以后的工序中，則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準，φ176的外圓柱面和右端面作為定位基準，這個基準就是精基準。在選精基準時采用有基準重合，基準統(tǒng)一。這樣定位比較簡單可靠，為以后加工重要表面做好準備。3.2零件表面加工方法的選擇加工表面表面粗糙度公差/精度等級加工方法φ176外圓柱面Ra12.5自由公差粗車φ55外圓柱表面Ra1.6IT6粗車-半精車-精車φ60外圓柱面Ra0.8IT6粗車-半精車-精車φ65外圓柱面Ra12.5自由公差粗車φ75外圓柱面Ra0.8IT6粗車-半精車-精車φ50內(nèi)圓柱面Ra12.5自由公差粗膛φ80內(nèi)圓柱面Ra3.2IT7粗膛-半精膛-精膛φ104內(nèi)圓柱面Ra12.5自由公差粗膛φ20通孔Ra3.2IT7鉆孔-擴孔-鉸孔Φ8孔Ra12.5自由公差鉆孔左端面Ra1.6IT7粗車-半精車-精車右端面Ra3.2自由公差粗車-半精車鍵槽Ra3.2IT9粗銑-精銑倒角Ra12.5自由公差粗車3.3加工階段的劃分當零件的加工質(zhì)量要求較高時，往往不可能用一道工序來滿足要求，而要用幾道工序逐步達到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力，零件的加工過程通常按工序性質(zhì)不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工和精磨四個階段。（1）粗加工階段：其任務(wù)是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，主要目標是提高生產(chǎn)率，去除內(nèi)孔，端面以及外圓表面的大部分余量，并為后續(xù)工序提供精基準，如加工φ176、φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱表面。（2）半精加工階段：其任務(wù)是使主要表面達到一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準備，如φ55外圓柱面，φ80內(nèi)圓柱面。（3）精加工階段：其任務(wù)就是保證各主要表面達到規(guī)定的尺寸精度，留一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準備，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目標是全面保證加工質(zhì)量。如φ80內(nèi)圓柱面，φ55、φ60、φ75外圓柱面。（4）精整和光整加工階段：對于加工質(zhì)量要求很高的表面，在工藝過程中需要安排一些高精度的加工方法，以進一步提高表面的尺寸、形狀精度，減小表面粗糙度，如φ60、φ75外圓柱面。3.4制定工藝路線（1）基面先行原則該零件進行加工時，要將端面先加工，再以左端面、外圓柱面為基準來加工，因為左端面和φ55外圓柱面為后續(xù)精基準表面加工而設(shè)定的，才能使定位基準更準確，從而保證各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出來。（2）先粗后精即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車將在較短時間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精車的余量均勻性要求，若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時，則要安排半精車，以此為精車做準備。（3）先面后孔對該零件先加工平面，后加工孔，這樣安排加工順序，一方面是利用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過的平面上加工孔，比較容易，并能提高孔的加工精度，所以對于CA6140車床輸出軸來講先加工φ75外圓柱面，做為定位基準再來加工其余各孔。（4）工序劃分的確定工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成每道工序加工內(nèi)容較多，工序集中使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次數(shù)，可以使裝夾時間減少，減少夾具數(shù)目，并且利用采用高生產(chǎn)率的機床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進行，每道工序的內(nèi)容很少，最少時每道工序只包括一簡單工步，工序分散可使每個工序使用的設(shè)備，刀具等比較簡單，機床調(diào)整工作簡化，對操作工人的技術(shù)水平也要求低些。綜上所述：考慮到工件是中批量生產(chǎn)的情況，采用工序分散。（5）輔助工序的安排輔助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除銹，退磁，檢驗等。（6）熱處理工序的安排熱處理的目的是提高材料力學性能，消除殘余應(yīng)力和改善金屬的加工性能，熱處理主要分預(yù)備熱處理，最終熱處理和內(nèi)應(yīng)力處理等，本零件CA6140車床輸出軸材料為45鋼，在加工過程中預(yù)備熱是消除零件的內(nèi)應(yīng)力，在毛坯鍛造之后。最終熱處理在半精車之后精車之前，按規(guī)范在840℃溫度中保持30分鐘釋放應(yīng)力。（7）擬定加工工藝路線根據(jù)以上各個零部件的分析以及加工工藝確定的基本原則，可以初步確定加工工藝路線，具體方案如下：方案一序號簡稱工序內(nèi)容1備料鍛造毛坯2熱處理退火（消除內(nèi)應(yīng)力）3車粗車φ55左端面，鉆中心孔；4車粗車、半精車φ176右端面，鉆中心孔；5車粗車各外圓表面，錐面及φ176左端面6熱處理調(diào)質(zhì)處理7車半精車、精車左端面和各外圓表面8鏜粗鏜φ50，φ80，φ104的內(nèi)孔9鏜半精鏜，精鏜φ80的內(nèi)孔10鉆鉆10*φ20孔，擴孔、鉸孔11鉆鉆2*φ8孔12銑粗銑、精銑鍵槽13倒角倒角14去毛刺去除所有的毛刺15檢驗檢驗零件方案二序號簡稱工序內(nèi)容1備料鍛造毛坯2熱處理退火（消除內(nèi)應(yīng)力）3車粗車φ55左端面，鉆中心孔4車粗車、半精車φ176右端面，鉆中心孔5車粗車各外圓表面，錐面及φ176左端面6熱處理調(diào)質(zhì)處理7鏜粗鏜φ50，φ80，φ104的內(nèi)孔8鏜半精鏜，精鏜φ80的內(nèi)孔9車半精車、精車左端面和各外圓表面10鉆鉆、擴、鉸10Xφ20的通孔11鉆鉆2Xφ8的斜孔12銑粗銑、精銑鍵槽13倒角倒角14去毛刺去除所有的毛刺15檢驗檢驗零件通過對方案一和方案二的比較，我們知道它們的主要區(qū)別在孔加工順序安排，是否在外圓加工完后再加工。通過對零件的分析知我們知道了，該軸上外圓表面精度較高，但是孔除φ80和10-φ20外，其他部分精度都較低，若在外圓加工完之后再用外圓表面定位夾緊來加工孔，可能會損壞已加工表面。所以呢應(yīng)該盡可能按排在外圓表面加工完之前加工孔。通過對上面的分析，選擇方案二進行加工。4工序設(shè)計4.1加工設(shè)備與工藝裝備（1）工序3、4、5、9是粗車和精車，采用CA6140普通車床；（2）工序7、8鏜削，采用CA6140型臥式車床；（3）工序10、11是鉆孔，采用Z525；（4）工序12是銑削，采用X51。4.2夾具的選擇本零件除銑銷,鉆斜孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即前車削工序用三爪自定心卡盤和心軸即可。4.3量具的選擇本零件屬大批大量生產(chǎn)，一般配情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點查表選擇如下:讀數(shù)值0.02、測量范圍0~150游標卡尺；讀數(shù)值0.01、測量范圍0~150游標卡尺；讀數(shù)值0.01、測量范圍50~125的內(nèi)徑千分尺；讀數(shù)值0.01、測量范圍50~125的外徑千分尺；讀數(shù)值0.01、測量范圍50~125的內(nèi)徑百分表。4.4刀具的選擇由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表面質(zhì)量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是數(shù)控加工工藝的一個重要部分，刀具應(yīng)具有高剛度，足夠的強度和韌度，高耐磨性，良好的導熱性，良好的工藝性和經(jīng)濟性，抗粘接性，化學穩(wěn)定性。由于零件CA6140車床輸出軸材料為45鋼，推薦用硬質(zhì)合金中的YT15類刀具，因為加工該類零件時摩擦嚴重,切削溫度高,而YT類硬質(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時刀具磨損小壽命長,所以加工45鋼這種材料時采用硬質(zhì)合金的刀具。（1）粗車外圓柱面：刀具號為T0101，90°可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為1，刀片型號為VCUM160408R-A4，刀具型號為PVJCR2525-16Q；（2）半精車，精車外圓柱面：刀具號為T0202，75°可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為1，刀片型號為WNUM080304EL-A2，刀具型號為PCRC2020-16Q；（3）鉆頭：高速鋼刀具，刀具號為T0303，直徑為φ8；（4）鉆頭：高速鋼刀具，刀具號T0404，直徑為φ18；（5）擴孔鉆：刀具號為T0505，直徑為φ19.8；（6）鉸刀：刀具號為T0606，直徑為φ20；（7）鏜刀：刀具號為T0707，刀桿長度為200，B×H＝16×25；（8）粗銑鍵槽：刀具號為T0808；（9）精銑鍵槽：刀具號為T0909。表4.1 選用刀具表加工表面刀具號刀具名稱刀具參數(shù)刀片型號刀具型號粗車外圓柱面T0101可轉(zhuǎn)位車刀90°r=1VCUM160408R-A4PVJCR2525-16Q半精，精車外圓柱面T0202可轉(zhuǎn)位車刀75°r=1WNUM080304EL-A2PCRC2020-16Q鉆φ8T0303鉆頭Φ8鉆φ18T0404鉆頭φ18擴φ19.8T0505擴孔鉆φ19.8鉸φ20T0606鉸刀φ20鏜內(nèi)孔T0707鏜刀200，B×H＝16×25粗銑鍵槽T0808銑刀Φ15精銑鍵槽T0909銑刀Φ165加工余量，工序尺寸，及其公差的確定根據(jù)各資料及制定的零件加工工藝路線，采用計算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟精度選定，上下偏差按入體原則標注，確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：表5.1 外圓柱面φ176軸段加工余量計算工序名稱工序余量/mm工序工序的基本尺寸/mm表注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um粗車3．0IT1112.5176Ф176毛坯±2179Ф179±2表5.2 外圓柱面φ55軸段加工余量計算工序名稱工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm表注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um精車1.0IT71.655Ф55半精車2.0IT113.256Ф56粗車3.0IT116.358Ф58毛坯±261Ф61±2表5.3 外圓柱面φ60軸段加工余量計算工序名稱工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm表注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um精車1．0IT60.860Ф60半精車2.0IT113.261Ф61粗車3.0IT116.363Ф63毛坯±266Ф66±2表5.4 外圓柱面φ65軸段加工余量計算工序名稱工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm表注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um精車1.0IT71.665Ф65半精車2.0IT103.266Ф66粗車3.0IT126.368Ф68毛坯±271Ф71±2表5.5 外圓柱面φ75軸段加工余量計算工序名稱工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm表注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um精車1.0IT60.875Ф75半精車2.0IT103.276Ф76粗車3.0IT126.378Ф78毛坯±281Ф81±2表5.6φ104內(nèi)孔加工余量計算工序名稱工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm表注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um粗鏜3.0IT106.3104Ф104毛坯±2101Ф101±2表5.7φ80內(nèi)孔加工余量計算工序的名稱工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm表注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um精鏜1．0IT73.280Ф80半精鏜2.0IT86.379Ф79粗鏜3.0IT1012.577Ф77毛坯±274Ф74±2表5.8φ50內(nèi)孔加工余量計算工序名稱工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm表注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um粗鏜3.0IT106.350Ф50毛坯±247Ф47±2表5.9φ20內(nèi)孔加工余量計算工序名稱工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm表注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um鉸0.3IT73.220Ф20擴孔1.7IT106.319.7Ф19.7鉆孔18IT1212.518Ф18毛坯0表5.10鍵槽的加工余量計算工序名稱工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm表注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/um精銑2.0IT93.216Ф16半精銑4.0IT106.314Ф14粗銑10.0IT1212.510Ф10毛坯06確當切削用量及基本時間切削用量是切削加工時可以控制的參數(shù)，具體是指切削速度v(m/min)、進給量f（mm/r）和背吃刀量ap（mm）三個參數(shù)。選擇切削用量主要從保證工件加工表面的質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、維持刀具耐用度以及機床功率限制等因素來綜合考慮。工序3：粗車φ55左端面①加工條件工件材料是45號鋼且退火，；加工要求有：粗車φ55的外圓端面，表面粗糙度是Ra12.5um；機床：CA6140臥式車床；刀具：可以選擇的刀片材料為YT5，刀桿尺寸為16mm×25mm，，，,。②計算切削用量切削深度：，可一次切除；進給量：按照《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-6，選用f=0.6mm/r；計算切削速度：按在《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-1中，切削速度的計算公式為：(m/min)（壽命選T=60min）式中；當切削條件變換時記得要加上修正系數(shù)，查看在《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18中，,,，,。所以：==165.4(m/min)確定機床主軸轉(zhuǎn)速：==877.3(r/min)按照機床的選取n=900r/min，所以實際切削速度：==169.55(m/min)計算切削工時:式中，=30，，，所以==0.07（min）。（2）工序4：粗車、半精車φ176右端面①加工條件工件材料是45號鋼退火，；加工的要求：車φ176的大端面，表面粗糙度Ra3.2μm；機床：CA6140臥式車床；刀具：選擇刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16mm×25mm，，，,；②計算切削用量切削深度：，可以一次切除；進給量：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-6，選用f=0.94mm/r。計算切削速度：按照在《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-1中，切削速度的計算公式為：（m/min）,（壽命選T=60min）式中的。當切削條件變換時要加上修正系數(shù)，查看《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18中，,,，,；所以：==138.7（m/min）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：==243.8(r/min)按機床選取n=250r/min。所以實際切削速度：==142.2(m/min)計算切削工時：式中=90.5，，，所以==0.410（min）。（3）工序5：粗車各外圓表面，錐面及φ176左端面①加工條件工件材料是45號鋼退火，；加工要求：粗車Ф55、Ф60、Ф65、Ф75各外圓表面，錐面及Ф176左端面，表面粗糙度Ra12.5um；機床：CA6140臥式車床；刀具：可以選擇刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16mm×25mm，，，,；②計算切削用量(a)粗車各外圓及錐面切削深度：，一次切除就橫掃；進給量：按照《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-6選用f=0.6mm/r；計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-1，切削速度的計算公式為：（m/min）（壽命選T=60min）式中。當切削條件變換時要加上修正系數(shù)，查看《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，,,，,。所以：==120.11（m/min）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：==639.15(r/min)==590.5(r/min)==548.6(r/min)==479.8(r/min)==319.78(r/min)按機床選取n=500r/min，所以實際切削速度：==94.32(m/min)==102.45(m/min)==109.89(m/min)==125.76(m/min)==188.54(m/min)檢驗機床功率：主切削力按照《金屬切削原理》表的4-1所示公式計算：=9.81式中：=270，=1.0，=0.765，=-0.15，，，；所以：（N）切削時消耗功率為：由《金屬機械加工工藝人員手冊》表8-14可知，CE7120B主電動機功率為15kW,故機床功率足夠。計算切削工時：式中，，，所以。（b）車Ф176的左端面切削深度：，一次切除；進給量：根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-6，選用f=0.94mm/r。計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-1，切削速度的計算公式為：（m/min）（壽命選T=60min）式中。當切削條件變換時要加上修正系數(shù)，查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，,,，,。所以：==127.89（m/min）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：231.64(r/min)按機床選取n=250r/min，所以實際切削速度：==138.16(m/min)計算切削工時：式中，，，所以（min）。（4）工序7：粗鏜φ50，φ80，φ104的內(nèi)孔①加工條件工件材料是45號鋼退火，；加工要求：粗車各內(nèi)孔，表面粗糙度Ra12.5um；機床：CA6140臥式車床；刀具：刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16mm×25mm，，，,；②計算切削用量(a) 粗鏜φ104內(nèi)孔切削深度：，一次切除；進給量：按照《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-6，選用f=0.2mm/r；計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-1，切削速度的計算公式為：（壽命選T=60min）式中。當切削條件變換時要加上修正系數(shù)，查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，,,，，,。所以：==135.56（m/min）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：==437.0(r/min)按機床選取n=400r/min，所以實際切削速度：==124.21(m/min)計算切削工時：式中，，，所以==0.16（min）。 (b)粗鏜φ80內(nèi)孔切削深度：，一次切除；進給量：按照《金屬機械加工工藝人員手冊》表的14-6，選f=0.2mm/r。計算切削速度：按在《金屬機械加工工藝人員手冊》表的14-1，切削速度的計算公式為：（壽命選T=60min）式中；當切削條件變換時要加上修正系數(shù)，查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，,,，，,。所以==150.54（m/min）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：==618.21(r/min)按機床選取n=560r/min，所以實際切削速度：==136.33(m/min)計算切削工時： 式中，，，所以==0.314（min）。(c)粗鏜φ50內(nèi)孔切削深度：，一次切除；進給量：根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表中14-6，選f=0.2mm/r。計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表中14-1，切削速度的計算公式為：（壽命選T=60min）式中；當切削條件變換時要加上修正系數(shù)，查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，,,，，,。所以==140.22（m/min）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：==970.76(r/min)按機床選取n=900r/min，所以實際切削速度：==130(m/min)計算切削工時：式中，，，所以 =0.11（min。）工序8：半精鏜，精鏜φ80的內(nèi)孔①加工條件工件材料是45號鋼調(diào)質(zhì)，；加工要求：半精鏜φ80內(nèi)孔，表面粗糙度Ra6.3um；精車φ80內(nèi)孔，表面粗糙度Ra3.2um；機床：CA6140臥式車床；刀具：選擇刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16mm×25mm，，,②計算切削用量(a)半精鏜φ80內(nèi)孔切削用量：，一次切除就行；進給量：據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表中14-6選用f=0.18mm/r；計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》在表14-13選取，切削速度：(m/min)當切削條件變換時要加上修正系數(shù)。查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，,,，其余為1。所以：=212×0.81×1.15×0.9=177.67（r/min）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：=（r/min）按機床選n=710r/min，所以實際切削速度：（r/min）計算切削工時：式中，，，所以==0.13（min）(b)精鏜φ80內(nèi)孔切削用量：，一次切除；進給量：根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-6，選用f=0.13mm/r。計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-13選取，切削速度：(m/min)當切削條件變換時要加上修正系數(shù)，查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，,,，其余為1。所以：=277×0.81×1.15×0.9=232.20（r/min）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：=（r/min）按機床選取n=900r/min，所以實際切削速度：（r/min）計算切削工時:式中，，，所以==0.14（min）。工序9：半精車、精車各外圓表面①加工條件 工件材料是45#鋼調(diào)質(zhì)，；加工要求：車外圓Ф55、φ60、φ65、φ75，表面粗糙度Ra1.6um和Ra0.8；機床：CK6140A數(shù)控車床；刀具：選擇刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16mm×25mm，，，,；②計算切削用量半精車外圓Ф55、φ60、φ65、φ75切削深度：，一次切除；進給量：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-6選用f=0.4mm/r。計算切削速度：按找《金屬機械加工工藝人員手冊》表的14-1，切削速度的計算公式為（m/min）（壽命選T=60min）式中。當切削條件變換時要加上修正系數(shù)。查看《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，,,，,。所以：==143.6（m/min）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：==795(r/min)==731.07(r/min)==677.45(r/min)==590.21(r/min)按機床選取n=700r/min，所以實際切削速度：==126.34(m/min)==137.64(m/min)==148.54(m/min)==170.43(m/min)計算切削工時：式中，，，所以。精車外圓Ф55、φ60、φ65、φ75切削深度：，一次切除；進給量：據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-6選用f=0.2mm/r。計算切削速度：按在《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-13在選取，切削速度(m/min)當切削條件變換時要加上修正系數(shù)，查《金屬機械加工工藝人員手冊》表在14-18，,,其余的修正系數(shù)均為1。所以：=272×0.81×1.15=253.34（r/min）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：==1454.21(r/min)==1333.89(r/min)==1232.31(r/min)==1068.89(r/min)按機床選取n=1200r/min，所以實際切削速度：==209.23(m/min)==228.10(m/min)==246.87(m/min)==284.57(m/min)計算切削工時:式中，，，所以==0.834（min）。（7）工序10：鉆、擴、鉸10Xφ20的通孔①加工條件工件材料是45號鋼調(diào)質(zhì)，；加工要求是：鉆、擴、鉸10Xφ20，糙度Ra3.2um；刀具：直柄麻花鉆：d=18,l=191,l1=130；擴孔刀：d=19.7；L=205；l=140；鉸刀：d=20；L=195；l=60；d1=16；機床：Z525；②計算切削用量鉆10XФ18的通孔鉆孔深度：h=30mm<3d=54mm。刀具耐用度：根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-42取t=30min；進給量：根據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-34取f=0.36mm/r；計算切削速度：按照在《金屬機械加工工藝人員手冊》的表14-29公式計算：主軸轉(zhuǎn)速：（r/min）根據(jù)機床選取n=545(r/min)，所以實際切削的速度：（r/min）計算切削工時：式中，，，所以==0.193（min）。(b)擴10Xφ19.7通孔切削用量：，一次切除；刀具耐用度：據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-61選取t=15min；進給量：據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-34選用f=0.48mm/r；計算切削速度：按照《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-29中公式計算：（m/min）主軸轉(zhuǎn)速：（m/min）；按機床選取n=545r/min，所以計算實際切削速度：計算切削工時：式中，，，所以==0.130（min）。(c)鉸10Xφ20的通孔切削用量：，一次切除；刀具耐用度：據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-46取t=30min；進給量：據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-34選用f=0.81mm/r；計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-29公式計算：（m/min）主軸轉(zhuǎn)速：（m/min）按機床選取n=272r/min，所以計算實際切削速度：（r/min）計算切削工時：式中，，，所以。工序11：鉆2Xφ8的斜孔①加工條件工件材料是45號的鋼調(diào)質(zhì)，；加工要求：鉆2Xφ8斜孔；刀具：選擇直柄麻花鉆：d=8,l=117,l1=75，刀具材料W18Cr4V；機床：Z525②計算切削用量鉆孔深度：h=25mm>3d=24mm。刀具耐用度：據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-42選取t=15min；進給量：據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-34選用f=0.10mm/r；計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-29公式計算：主軸轉(zhuǎn)速：（r/min）根據(jù)機床選取n=1360(r/min)，所以實際切削速度：（r/min）計算切削工時：式中，，，所以。工序12：粗銑、精銑鍵槽①加工條件工件材料是45#鋼調(diào)質(zhì)，；加工要求為：粗、精銑鍵槽；機床：選立式銑床X51；刀具：高速鋼直柄鍵槽銑刀：d=12mm,l=26mm,L=83mm,d1=12mm（粗銑），d=16mm,l=32mm,L=92mm,d1=16mm（精銑）；②計算切削用量(a)粗銑切削深度：，長50mm,一次切除；進給量按《實用機械加工工藝人員手冊》表14-85中選取，；切削速度按《實用機械加工工藝人員手冊》表14-67中所示計算公式：式中，取t=60min。則（m/min）；根據(jù)機床選取n=80（r/min），機床主軸軸速：（r/min）計算切削工時：(b)精銑切削深度：，長50mm,一次切除；進給量按f《實用機械加工工藝人員手冊》表14-8D5選取，。切削速度按Z鐘愛《實用機械加工工藝人員手冊》表14-67所示計算公式：式中，取t=60min;則（m/min）。根據(jù)機床選取n=65（r/min），機床主軸軸速：（r/min）計算切削工時：式中，。所以：7夾具的設(shè)計7.1零件的加工要求分析零件圖給出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等精度的總體要求，工序圖則給出了夾具所在工序的零件的工序基準、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案，這是夾具設(shè)計的直接依據(jù)。本次設(shè)計的夾具加工工序是鉆10×φ20的通孔，由零件圖可知：待加工有尺寸要求及形位公差要求，其設(shè)計基準為孔的中心線。為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，在此選用V形塊定心自動找到中心線，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。采用V形塊定心平面定位的方式，保證平面加工的技術(shù)要求。同時，應(yīng)加一側(cè)面定位支承來限制一個沿軸移動的自由度。7.2分析計算定位誤差產(chǎn)生定位誤差的原因有以下兩個方面：定位基準和工序基準不重合；定位基準位移；定位誤差就是由基準不重合誤差和基準位移誤差綜合引起的同批工件工序尺寸的那部分誤差，也就是等于兩者的代數(shù)和。該夾具以平面定位V形塊定心，V形塊定心元件中心線與平面規(guī)定的尺寸公差，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：由參考文獻機床夾具手冊中可得：⑴平面定位V形塊定心的定位誤差：⑵夾緊誤差：其中接觸變形位移值：⑶磨損造成的加工誤差：通常不超過⑷夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。7.3評價定位質(zhì)量如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點。經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，支承釘和V形塊采用可調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整。7.4夾具體機構(gòu)設(shè)計機床夾具的夾具體是所有機床夾具的關(guān)鍵支撐部件，其材料強度和精度將直接影響夾具的相關(guān)使用精度。在設(shè)計機床夾具的夾具體時必需要給予足夠的重視。為了便于夾緊過程的實現(xiàn)，在本次設(shè)計中，首要考慮的因素是待加工零件的尺寸及精度。此外，機床夾具的夾具體還要承受加工過程中產(chǎn)生的正常壓力和扭矩，并且機床夾具的夾具體還要保證加工的穩(wěn)定性，因此必須仔細考慮機床夾具的夾具體具體的材料強度。本次課程設(shè)計采用鑄造一體式夾具為最佳設(shè)計方案，夾具體材料選擇HT200為基材。圖7.1夾具體圖7.5根據(jù)夾緊方式和切削力估算夾緊力（1）刀具材料：（2）由參考文獻中可得切削切削力的計算公式： 查參考文獻機床夾具手冊表：對于灰鑄鐵： 取，即； 所以：（4）垂直切削力：