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一 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1. 零件的工藝性分析
通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術要求齊全。該零件屬軸類回轉(zhuǎn)體零件，它的所有表面均需切屑加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。 表面粗糙度要求較高 需經(jīng)多次切削才能滿足要求，手柄處鍍鉻，在鍍鉻之前須進行拋光處理以使鍍鉻均勻。本零件的最難加工的地方就是在斜面上鉆孔，且要保證孔與鍵槽成，需要專用夾具。總體來說，本零件的工藝性較好。
2. 零件的生產(chǎn)類型
依設計的題目知：生產(chǎn)綱領 N = 30000萬/年 ， 生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)
零件是機床CA6140的手柄軸，質(zhì)量為0.445Kg.
二 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖
1. 選擇毛坯
該材料為45鋼。該零件在工作過程中則經(jīng)常承受交變載荷，因此應選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。零件屬批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用摸鍛成型。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應該的。
2．確定機械加工余量，毛坯尺寸和公差
鋼質(zhì)摸鍛件的公差及機械加工余量按GB/T12362-2003確定。要確定毛坯尺寸公差及機械加工余量，，應先確定如下各項因素。
（1） 鍛件公差等級 由該零件的功用和技術要求，確定其鍛件公差等級為普通級。
（2） 鍛件質(zhì)量Mf 根據(jù)零件0.445kg,估算為mf=1.0kg.
（3） 鍛件形狀復雜系數(shù)S
S=Mf/Mn
該鍛件為圓形，假設其最大直徑為φ46mm,長126mm
Mn = 1.6kg
S = 1/1.6 = 0.62
故該零件的形狀復雜系數(shù)S屬S2級。
（4） 鍛件材質(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)屬M1級。
（5） 零件表面粗糙度 由零件圖可知，除φ17.2mm, φ15.7mm 粗糙度Ra = 1.6,圓錐面處Ra=0.8，其余均為6.3。
6. 確定機械加工余量
根據(jù)鍛件質(zhì)量，零件表面粗糙度，形狀復雜系數(shù)查表5-9，由此得單邊余量在厚度方向為1.7-2.2mm，水平方向亦為1.7-2.2mm，即鍛件各外徑的單面余量為1.7-2.2mm，各軸向尺寸的單面余量為1.7-2.2mm。
4． 確定毛坯尺寸
上面查的加工余量適用于機械加工表面粗糙度Ra大于等于1.6m。Ra小于1.6m的表面，余量要適當加大。
分析本零件，除φ17.2mm, φ15.7mm 粗糙度Ra = 1.6, 其余均為6.3，因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查的余量即可。
綜上所述，確定毛坯尺寸見下表
手柄軸毛坯（鍛件）尺寸
零件尺寸
單面加工余量
鍛件尺寸
φ17.2
2
φ21.2
φ
2
φ24
大端φ40圓錐面
2
44
5. 確定毛坯尺寸公差
毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量，材質(zhì)系數(shù)，形狀復雜系數(shù)從表5-6，表5-7中查的。本零件毛坯尺寸允許偏差見下表
手柄軸毛坯（鍛件）尺寸允許偏差
鍛件尺寸
偏差
根據(jù)
φ21.2
表5-6
φ24
φ44
22
表5-7
102
126
6． 設計毛坯圖
（1） 確定圓角半徑
鍛件的外圓角半徑按表5-12確定，內(nèi)圓角半徑按表5-13確定。
分析本鍛件可確定外圓角R2, R3
內(nèi)圓角R3
(2) 確定模鍛斜度
按表5-11，外模鍛斜度α= 3°
（3）確定分模位置
由于毛坯為軸類鍛件，應采取軸向分模。
為了便于起模及便于發(fā)現(xiàn)上，下模在模鍛過程中的錯移，選擇最大直徑即圓錐面處的對稱平面為分模面，分模線為直線，屬平直分模線。
（4）確定毛坯的熱處理方式
鋼質(zhì)毛坯經(jīng)鍛造后應安排正火，以消除殘余的鍛造應力，并使不均勻的金相組織通過重新結晶而得到細化，均勻的組織，從而改善加工性。
三 選擇加工方法，制定工藝路線
1.定位基準的選擇
以φ44的外圓和端面為粗基準，以φ17.2的外圓和端面為精基準。
2.零件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有外圓，端面，鍵槽，倒角，倒圓，溝槽，錐面，孔，螺紋。
（1）φ17.2的外圓面，未標注公差尺寸，表面粗糙度Ra 1.6，需要粗車，半精車，精車
（2）φ20的外圓，公差等級IT6，需要粗車，半精車，精車。
（3）圓錐面，為保證鍍鉻均勻，在鍍鉻之前圓錐面需要粗車，半精車，精車，保證Ra = 1.6 然后拋光。
（4）槽3x2.15 表面粗糙度為Ra6.2,需要粗車，半精車
槽1.5x1 表面粗糙度為Ra6.3,粗車即可。
槽3x0.5 表面粗糙度為Ra6.3,粗車即可
(5) 兩孔的表面粗糙度Ra6.3 需鉆，擴
（6）鍵槽5314 粗糙度Ra6.3 需要粗銑，半精銑。
（7）端面 本零件為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度要求不高，所以大端面粗車即可滿足要求，但是小端面作為精基準應該粗車，半精車
3制定工藝路線
方案一
工序1 正火
工序2 以φ20mm處的外圓及端面定位，車大端面，粗車φ41的外圓
工序3 以粗車后的φ40mm處外圓面及端面定位，粗車另一端面，粗車φ17.2mm的
外圓，粗車φ20mm的外圓，車1.5mm×1mm溝槽，粗車3mm×0.5mm溝槽，粗車3mm×2.15mm溝槽
工序4 以粗車的φ20mm的外圓及端面定位 ，半精車，精車φ40mm的外圓。
工序5 以精車后的φ40mm的外圓及端面定位，半精車，φ17.2mm的外圓，半精車φ20mm的外圓，半精車3mm×2.15 mm的溝槽
工序6 精車φ17.2mm的外圓，精車φ20mm的外圓，車倒角。
工序7 以φ20mm的外圓定位，粗車，半精車，精車圓錐面。
工序8 粗銑，半精銑鍵槽
工序9 拋光
工序10 鍍鉻
工序11 鉆，擴φ14mm孔及 φ8.5mm的螺紋孔
工序12 攻螺紋
工序13 去毛刺
工序14 終檢
方案 二
工序1 正火
工序2 粗車小端面，粗車φ17.2mm的
外圓，粗車φ20mm的外圓粗車，車1.5mmx1mm溝槽，粗車3mmx0.5mm溝槽，粗車3mm×2.15mm溝槽
工序3 粗車大端面及φ41mm的外圓
工序4 半精車小端面，半精車，φ17.2mm的外圓，半精車φ20mm的外圓，半精車3mm×2.15mm的溝槽，車倒角
工序5 精車φ17.2mm的外圓，精車φ20mm的外圓
工序6 以加工過的φ20mm外圓及端面定位，粗車圓錐面
工序7 半精車圓錐面
工序8 精車圓錐面
工序9 拋光
工序10 鍍鉻
工序11 鉆φ14mm的孔和φ8.5mm的螺紋孔
工序12 擴φ14mm的孔和φ8.5mm的螺紋孔
工序13 攻M10的螺紋
工序14 以φ20mm圓柱面及端面定位銑鍵槽5mm×3mm×14mm
工序15 去毛刺
工序16 終檢
方案比較：
方案二比方案一更容易保證尺寸精度，方案二以車過的41mm的外圓定位保證了定位精度，方案一的小端面知粗車一次可能不能保證要求的表面粗糙度，方案一的粗加工，精加工拍的比較混亂，不符合加工要求。
綜上所述，工藝路線應選擇方案二。
四 工序設計
1 選擇加工設備與工藝裝備
（1） 選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床。
a 工序1-8是粗車合半精車。各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，選CM6125即可。
b 工序11 鉆孔，可采用專用夾具在立式鉆床上加工，故選Z525型立式鉆床。
c 工序14是用整體硬質(zhì)合金直柄立銑刀粗銑，半精銑鍵槽，用選用臥式銑床?？紤]本零件屬成批生產(chǎn)，所選機床使用范圍較廣為宜，故選常用的X62型銑床能滿足加工要求。
d 工序13攻螺紋，需要絲錐。
( 2 ) 選擇夾具
本零件處粗銑及半精銑槽，鉆孔等工序需要專用夾具外，其他工序使用通用夾具即可，選用三抓自定心卡盤。
（3） 選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具
A 在車床上的加工工序，一般選用硬質(zhì)合金車刀。加工鋼質(zhì)零件采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30.為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性，應選用可轉(zhuǎn)位車刀（GB5346.1-1985,GB5346.2-1985）.
B 銑刀按表5-104選直柄鍵槽銑刀
鍵槽bxh=5mmx3mm,半精銑銑刀選擇直徑d = 5 mm l = 8mm L = 52mm
由于粗銑后寬度方向單邊余量1mm，故粗銑時的銑刀選擇d=3mm l =5mm L =37mm
C 鉆頭的選擇
(a) φ14mm的孔 擴孔選擇直柄擴孔鉆 d = 14mm,L =160mm l=108mm
鉆孔是直徑方向的余量4mm，所以鉆孔時選擇直柄麻花鉆d = 13mm
l= 151mm l1 = 101mm
(b) φ8.5mm的孔
擴孔選擇直柄擴孔鉆d = 8.8mm L=125mm l =81mm
鉆孔時直徑方向余量1.5 mm ,選用直柄麻花鉆 d =7mm l =109mm l1=69mm
（4） 選擇量具
本零件屬成批生產(chǎn)，一般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，選擇如下。
a 選擇外圓量具
外圓可選用讀數(shù)值0.02，測量范圍0—150游標卡尺（表5-108）
b 選擇加工軸向尺寸所用量具
軸向尺寸所用量具可選用讀數(shù)值0.05，測量范圍0—150游標卡尺（表5-108）
選擇加工槽所用量具
c 選擇加工槽所用量具
槽經(jīng)粗銑，半精銑兩次加工。槽寬及槽深的尺寸公差的等級為：粗銑時均為IT14；半精銑時 ，槽寬IT13，槽深為IT14.。均可選用讀數(shù)值為0.02mm，測量范圍0—150mm的游標卡尺進行測量。
2 確定工序尺寸
（1）確定圓柱面的工序尺寸
圓柱面多次加工的工序至于加工余量有關。本零件個圓柱表面的工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度見下表
圓柱表面的工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度 /mm
加工表面
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度及經(jīng)濟加工精度
粗車
半精車
精車
粗車
半精車
精車
粗車
半精車
精車
φ17.2mm外圓
2
1.1
0.9
φ
φ
φ17.2
IT13
Ra 6.3
IT11
Ra 6.2
IT6
Ra 1.6
φ20g6mm外圓
1.6
1.5
0.9
φ
φ
φ
IT13
Ra 6.3
IT11
Ra 6.2
IT6
Ra 1.6
φ41mm外圓
3
—
__
φ41
_____
_____
IT13
Ra 6.3
____
_____
（2） 確定各孔的工序尺寸
加工對象
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
鉆
擴
鉆
擴
φ14mm孔
13
1
φ
φ
φ8.5mm孔
7
1.5
φ
φ
（3） 確定各端面工序加工余量 /mm
工序
加工表面
總加工余量
工序加工余量
2
小端面
2
1.5
3
大端面
2
2
4
小端面
2
0.5
（4） 確定軸向尺寸
a 第一段17.2mm的長度L1，由尺寸鏈可得 L1 = 2mm
b 第二段17.2mm的長度L2，求解尺寸鏈可得 L2 = 12.5mm
c 第二段20mmm的長度L3，由尺寸鏈可得 L3 =
d 圓錐面處的軸向長度L4， 由尺寸鏈可得 L4 =
(5) 確定銑槽的工序尺寸 半精銑即可達到零件圖樣的要求，槽寬5mm, 粗銑后半精銑的余量1.5mm, 所以粗銑的寬度工序尺寸6.5mm
（6） 圓錐面拋光直徑余量 0.1mm
五 確定切削用量及基本時間
切削用量包括背吃刀量 ，進給量f和切削速度v。確定順序是先確定，f，再確定v。
1. 工序3切削用量及基本時間的確定
（1） 切削用量 本工序為粗車（車端面和外圓）。已知材料為45鋼，= 670MPa
,鍛件，有外皮；機床為CM6125型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。
確定粗車外圓φ41mm的切削用量。
所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸B×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0
刀尖圓弧半徑= 0.8mm
a 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為6.0mm 所以 1.5mm
b 確定進給量f 根據(jù)表5-114，在粗車鋼料，刀桿尺寸為16mm ×25mm，小于等于6.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125車床的進給量，選擇f =0.4 mm/r
確定的進給量尚需滿足機床進給機構的輕度要求，故需進行校驗。
根據(jù)表5-123，當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 預計是進給力為760N
修正系數(shù) =1.0 =1.0 =1.17
故實際進給力為889.2N，滿足要求。
c 選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表5-119，車刀后刀面的最大磨損量為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T =30min
d 確定切削速度V 根據(jù)表5-120，當用YT5硬質(zhì)合金刀具加工= 570—670MPa , <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 140m/min
切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故
V = 140×0.8×0.65×0.81×1.15 = 67.8m/min
n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/6.14× 44 = 491 r/min
按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 500 r/min
e 校驗機床功率 當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r v = 46m/min時， = 1.7KW
切削功率的修正系數(shù)為=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65
故實際切削功率為 =0.72KW
滿足要求。
最后確定的切削用量為 ：= 1.5 mm f = 0.4mm/r n = 480r/min v = 66.3 m/min
(2) 基本時間
a 確定粗車φ41mm的外圓基本時間
根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時間為Tj1= L i/fn = i(+++ )/f n
式中=20mm = 2mm = 3mm = 0 f = 0.4mm/r n= 8r/min i = 1
所以Tj1= 8 S
b 確定車端面的基本時間 Tj2 =i L/fn L = (d—d1) + + +
d = 44mm = 2mm = 4mm = 0
所以 Tj2 = 18S
因此，總的切削基本時間為26S
. 2 工序2切削用量確定
（1） 確定粗車φ19.2mm 外圓的切削用量
所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸B×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0
刀尖圓弧半徑= 0.8mm
（a） 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為2mm 所以 = 1mm
（b ） 確定進給量f 根據(jù)表5-114，在粗車鋼料，刀桿尺寸為16mm ×25mm，小于等于6.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125車床的進給量，選擇f =0.4 mm/r
確定的進給量尚需滿足機床進給機構的輕度要求，故需進行校驗。
根據(jù)表5-123，當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 預計是進給力為760N
修正系數(shù) =1.0 =1.0 =1.17
故實際進給力為889.2N，滿足要求。
（c） 選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表5-119，車刀后刀面的最大磨損量為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T =30min
（d） 確定切削速度V 根據(jù)表5-120，當用YT5硬質(zhì)合金刀具加工= 570—670MPa , <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min
切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故
V = 138×0.8×0.65×0.81×1.15 = 66m/min
n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/6.14× 21.2 = 954 r/min
按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 1000 r/min
（e） 校驗機床功率 當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r v = 46m/min時， = 1.7KW
切削功率的修正系數(shù)為=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65
故實際切削功率為 =0.72KW
滿足要求。
最后確定的切削用量為 ：= 1 mm f = 0.4mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min
（2）粗車φ22.4mm外圓的切削用量
所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸B×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0
刀尖圓弧半徑= 0.8mm
（a） 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為1.6mm 所以 = 0.8mm
（b） 確定進給量f 根據(jù)表5-114，在粗車鋼料，刀桿尺寸為16mm ×25mm，小于等于6.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125車床的進給量，選擇f =0.4 mm/r
確定的進給量尚需滿足機床進給機構的輕度要求，故需進行校驗。
根據(jù)表5-123，當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 預計是進給力為760N
修正系數(shù) =1.0 =1.0 =1.17
故實際進給力為889.2N，滿足要求。
（c） 選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表5-119，車刀后刀面的最大磨損量為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T =30min
（d） 確定切削速度V 根據(jù)表5-120，當用YT5硬質(zhì)合金刀具加工= 570—670MPa , <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min
切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故
V = 138×0.8×0.65×0.81×1.15 = 66m/min
n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/6.14× 24 = 875 r/min
按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 1000 r/min
（e） 校驗機床功率 當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r v = 46m/min時， = 1.7KW
切削功率的修正系數(shù)為=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65
故實際切削功率為 =0.72KW
滿足要求。
最后確定的切削用量為 ：= 1 mm f = 0.4mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min
（3）粗車端面的切削用量
= 1.2 mm f = 0.2mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min
（4） 確定溝槽的切削用量
進給量f 手動 轉(zhuǎn)速v = 630r/min
工序2基本時間確定
(a) 確定粗車φ19.2mm的外圓基本時間
根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時間為Tj1= L i/fn = i(+++ )/f n
式中=20mm = 3mm = 0mm = 0 f = 0.4mm/r n= 16r/min i = 1
所以Tj1= 4 S
(b) 確定粗車φ22.4mm的外圓基本時間
根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時間為Tj1= L i/fn = i(+++ )/f n
式中=82mm = 3mm = 0mm = 0 f = 0.4mm/r n= 16r/min i = 1
所以Tj1= 14 S
(c) 確定車端面的基本時間
Tj2 =i L/fn L = (d—d1)/2 + + +
d = 24mm = 2mm = 4mm = 0
所以 Tj2 = 6S
因此，總的基本時間為24S
3 工序5切削用量確定
（1）確定精車外圓φ17.2mm的切削用量。
所選刀具為YT30硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸B×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 30 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0
刀尖圓弧半徑= 0.8mm
(a) 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為0.9mm 所以 =0.45mm
( b) 確定進給量f 根據(jù)表5-114，在精車鋼料，刀桿尺寸為16mm ×25mm，小于等于6.0mm ， 按CM6125車床的進給量，選擇f =0.2mm/r
(c)速度V 根據(jù)表5-120，當用Y30硬質(zhì)合金刀具加工= 570—670MPa , <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min
切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 1.4 =0.81 =1.15 = =1.0 故
V = 138×0.8×1.4×0.81×1.15 = 145m/min
n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/6.14× 18.1= 2549r/min
按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 2500r/min
精車φ20mm外圓切削用量確定
所選刀具為YT30硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸B×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 30 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0
刀尖圓弧半徑= 0.8mm
a 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為0.9mm 所以 =0.45mm
b 確定進給量f 根據(jù)表5-114，在精車鋼料，刀桿尺寸為16mm ×25mm，小于等于6.0mm ， 按CM6125車床的進給量，選擇f =0.2mm/r
c 確定切削速度V 根據(jù)表5-120，當用Y30硬質(zhì)合金刀具加工= 570—670MPa , <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min
切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 1.4 =0.81 =1.15 = =1.0 故
V = 138×0.8×1.4×0.81×1.15 = 145m/min
n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/6.14× 20.9= 2208r/min
按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 2000r/min
（2） 基本時間確定
確定精車φ17.2mm的外圓基本時間
根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時間為Tj1= L i/fn = i(+++ )/f n
式中=20mm = 0mm = 0mm = 0 f = 0.2mm/r n= 33r/min i = 1
所以Tj1= 4 S
確定精車φ20mm的外圓基本時間
根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時間為Tj1= L i/fn = i(+++ )/f n
式中=82mm = 0mm = 0mm = 0 f = 0.2mm/r n= 33r/min i = 1
所以Tj1= 13S
因此 ，總的基本時間為15S
(4) 工序6切削用量確定
（1） 切削用量 本工序為粗車圓錐面。已知材料為45鋼，= 670MPa
,鍛件，有外皮；機床為CM6125型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。
確定粗車圓錐面的切削用量（以小端確定）。
所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸B×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0
刀尖圓弧半徑= 0.8mm
a 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為5.0mm 所以 = 2.5mm
b 確定進給量f 根據(jù)表5-114，在粗車鋼料，刀桿尺寸為16mm ×25mm，小于等于6.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125車床的進給量，選擇f =0.4 mm/r
確定的進給量尚需滿足機床進給機構的輕度要求，故需進行校驗。
根據(jù)表5-123，當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 預計是進給力為760N
修正系數(shù) =1.0 =1.0 =1.17
故實際進給力為889.2N，滿足要求。
c 選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表5-119，車刀后刀面的最大磨損量為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T =30min
d 確定切削速度V 根據(jù)表5-120，當用YT5硬質(zhì)合金刀具加工= 570—670MPa , <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 140m/min
切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故
V = 140×0.8×0.65×0.81×1.15 = 67.8m/min
n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/6.14× 41 = 526r/min
按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 500 r/min
e 校驗機床功率 當鋼料= 570—670MPa , <=2mm ,f<= 0.75mm/r v = 46m/min時， = 1.7KW
切削功率的修正系數(shù)為=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65
故實際切削功率為 =0.72KW
滿足要求。
最后確定的切削用量為 ：=2.5 mm f = 0.4mm/r n = 500r/min v = 64.4m/min
(2) 基本時間
確定粗車圓錐面的基本時間
根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時間為Tj1= L i/fn = i(+++ )/f n
式中=20mm = 2mm = 3mm = 0 f = 0.4mm/r n= 8r/min i = 1
所以Tj1= 8 S
六 夾具設計
6.1 車床夾具設計要求說明
車床夾具主要用于加工外圓。因而車床夾具的主要特點是工件加工表面的中心線與機床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。
（1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設計的心軸；專用夾具通常可分為心軸式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點是加工時隨機床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進給運動
定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構。
角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。
花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。
（2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運動，夾具做進給運動。
由于后一類夾具應用很少，屬于機床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設計的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。
6.2車床夾具的設計要點
（1）定位裝置的設計特點和夾緊裝置的設計要求
當加工回轉(zhuǎn)表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結構和布置必須保證這一點。
當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，則應以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準來確定定位元件的位置。
工件的夾緊應可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。
（2）夾具與機床主軸的連接
車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應具有盡可能小的同軸度誤差。
心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。
根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機床主軸上的安裝連接一般有兩種方式：
1)對于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。
2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結構。
圖1-b所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機床主軸的同軸度。
對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結構，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。
圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準確、剛度好。
圖1 車床夾具與機床主軸的連接
過渡盤常作為車床附件備用，設計夾具時應按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結構尺寸，可查閱有關手冊
6.3 定位機構
由零件圖分析孔的加工要求，必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸，得出，夾具必須限制工件的六個自由度，才可以達到加工要求。先設計夾具模型如下：
選擇定位元件為：φ28左端面，定位心軸，活動V型塊。φ28左端面限制了X,Y,Z方向的移動自由度，定位心軸限制X,Y方向的轉(zhuǎn)動自由度，活動V型塊限制了Z方向的轉(zhuǎn)動自由度?？梢?，定位方案選擇合理。
6.4夾緊機構
選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機構時，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點。夾緊裝置的基本要求如下：
1. 夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；
2. 夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉(zhuǎn)動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。
3. 夾緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力。
4. 機構應盡量簡單，制造、維修要方便。
分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結構與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。
6.5零件的車床夾具的加工誤差分析
工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。
如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述：
（1）定位誤差
由于既是工序基準，又是定位基準，基準不重合誤差為零。工件在夾具上定位時，定位基準與限位基準是重合的，基準位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。
（2）夾具誤差
夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對安裝基面C的平行度誤差是0.01.
（3）安裝誤差
因為夾具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計。
（4）加工方法誤差
如車床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取
=/3=0.05/3=0.017mm
零件的車床夾具總加工誤差是：
精度儲備：
故此方案可行。
6.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構
夾具體設計的基本要求
（1）應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性
夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應有適當?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。
（2）應有足夠的強度和剛度
為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。
（3）應有良好的結構工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。
（4）應便于排除切屑
在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。
（5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠
夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。
確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。
6.7 零件的車床專用夾具簡單使用說明
（1）夾具的總體結構應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。
（2）當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時，將產(chǎn)生較大的離心力和振動，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產(chǎn)中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。
（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。
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