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畢業(yè)設計說明書 機械制造裝備設計 畢業(yè)設計說明書 題目 :輸出軸零件機械加工工藝過程及工藝裝備設計 系 XXXXXXXXX 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 XXXXX 姓名 XXXX 學號 XX 指導教師 XXXXX 完成日期 2012 年 02 月 21 日 目錄 機械加工技術畢業(yè)設計任務書 3 摘要 4 前言 5 1.零件的工藝分析及生產類型的確定 7 1.1技術要求分析 7 1.2零件的工藝分析 7 2.選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 8 2.1選擇毛坯 8 2.2毛坯尺寸的確定 8 3.選擇加工方法，制定加工藝路線 9 3.1定位基準的選擇 9 3.2零件表面加工方法的選擇 9 3.2.1加工階段的劃分 9 3.2.2加工的基本原則 9 3.3制定工藝路線 10 4.工序設計 12 4.1選擇機床 ,根據工序選擇機床 12 4.2選用夾具 12 4.3選用刀具 12 4.4選擇量具 13 4.5確定工序尺寸 14 5.確定切削用量及基本工時 17 5.1切削用量 17 5.2基本時間 23 5.3零件的數(shù)控編程 25 6 夾具設計 27 6.1 設計夾具的目的 27 6.2 夾具的分類 27 6.3 專用夾具的組成 29 6.4 典型的定位元件 29 6.5 夾具中的夾緊機構 31 6.6 夾具的發(fā)展趨勢 32 6.7 本課題夾具設計 34 6.7.1 問題的提出 34 6.7.2 確定設計方案 34 6.7.3 計算夾緊力并確定螺桿的直徑 35 6.7.3對稱精度的分析 35 結論 36 致謝 37 參考文獻 38 XXXXXXXXXXXXX學院 機械加工技術畢業(yè)設計任務書 設計題目: 輸出軸零件機械加工工藝過程及工藝裝備設計 設計內容：1．產品零件圖 2．產品毛坯圖 3．機械加工工藝過程卡片 4．機械加工工序卡片 5．畢業(yè)設計說明書 班 級： 設 計 者： 指 導 教師： 2012年 2 月 21 日 摘要 機械制造業(yè)的發(fā)展對世界經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的重要組成部分和關鍵工作。本文論述的是輸出軸的加工工藝和夾具設計，著重于幾個重要表面的加工，具有一定的尺寸、形狀、位置要求，還有一些強度、表面粗糙度要求等，然而這些都會在文中得以體現(xiàn)。 關鍵詞：制造,輸出軸,加工工藝,夾具 前言 機械制造業(yè)在國民經濟中占有重要的地位，是國民經濟各部門賴以發(fā)展的基礎，是國民經濟的重要支柱，是生產力的重要組成部分。機械制造業(yè)不僅為工業(yè)、農業(yè)、交通運輸業(yè)、科研和國防等部門提供各種生產設備、儀器儀表和工具，而且為制造業(yè)包括機械制造業(yè)本身提供機械制造裝備。機械制造業(yè)的生產能力和制造水平標志著一個國家或地區(qū)的科學技術水平、經濟實力。 機械制造業(yè)的生產能力和制造水平，主要取決于機械制造裝備的先進程度。機械制造裝備的核心是金屬切削機床，精密零件的加工，主要依賴切削加工來達到所需要的精度。金屬切削機床所擔負的工作量約占機器制造總工作量的40%～60%，金屬切削機床的技術水平直接影響到機械制造業(yè)的產品質量和勞動生產率。換言之，一個國家的機床工業(yè)水平在很大程度上代表著這個國家的工業(yè)生產能力和科學技術水平。顯然，金屬切削機床在國民經濟現(xiàn)代化建設中起著不可替代的作用。 縱觀幾十年來的歷史，機械制造業(yè)從早期降低成本的競爭，經過20世紀70年代、80年代發(fā)展到20世紀90年代乃至21世紀初的新的產品的競爭。目前，我國已加入世界貿易組織，經濟全球化時代已經到來，我國機械制造業(yè)面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，也面臨著新的形勢：知識——技術——產品的更新周期越來越短，產品的批量越來越小，產品的性能和質量的要求越來越高，環(huán)境保護意識和綠色制造的呼聲越來越強，因而以敏捷制造為代表的先進制造技術將是制造業(yè)快速響應市場需要、不斷推出新產品、贏得競爭、求得生存和發(fā)展的主要手段。 金屬切削機床中的組合機床，是根據工件加工需要，以大量通用部件為基礎，配以少量專用部件組成的一種高效專用機床。它具有：生產率高；加工精度穩(wěn)定；研制周期短，便于設計、制造和使用維護，成本低；配置靈活等。正是由于這些特點的存在，決定了組合機床在當今新形勢下仍能被廣泛應用于汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器儀表、軍工及自行車等輕工行業(yè)和機床、機車、工程機械等制造業(yè)中。 畢業(yè)設計是學生從學習向工作過度的綜合鍛煉，也是一次提高和再學習的機會。畢業(yè)設計從準備到設計結束幾乎要花去一個學期的時間，最后要形成一整套的文檔資料。畢業(yè)設計也是對學生最后的綜合考核，因此，扎實認真高質量的完成畢業(yè)設計任務，具有重要意義！ 1. 通過畢業(yè)設計的準備工作，進一步提高我們獨立調研能力以及專業(yè)業(yè)務素質。并通過文獻查閱、現(xiàn)場收集資料等工作。鍛煉解決夾具工程技術的問題的能力。 2. 能鞏固深化擴充我們的專業(yè)知識，并通過畢業(yè)設計中對涉及到的問題的分析研究，提出我們自己的見解和觀點。 3. 通過畢業(yè)設計，樹立良好的工作思想和細致、嚴謹、科學的工作態(tài)度，為一個未來的工程師奠定基礎！ 這次設計使我能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐經驗知識，獨立的分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度零件（輸出軸）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計的能力，為未來從事的工作打下良好的基礎。 由于能力所限，經驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。 1.零件的工藝分析及生產類型的確定 1.1技術要求分析 題目所給定的零件車床輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉矩，使車床主軸獲得旋轉的動力；二是工作過程中經常承受載荷；三是支撐傳動零部件。零件的材料為45鋼，是最常用中碳調質鋼，綜合力學性能良好，淬透性低，水淬時易生裂紋。綜合技術要求等文件，選用鑄件。 1.2零件的工藝分析 從材料上分析，零件的材料為45鋼，是最常用中碳調質鋼，綜合力學性能良好，淬透性低，水淬時易生裂紋。小型件宜采用調質處理，大型件宜采用正火處理。其價格較便宜，經過調質或正火后可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可達52HRC-45HRC. 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單，其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓柱面，φ50、φ80、φ104的內圓柱表面，10個φ20的通孔，圖中所給的尺寸精度高，大部分是IT6級；粗糙度方面表現(xiàn)在鍵槽兩側面、φ80內圓柱表面為Ra3.2um,大端端面為Ra3.2um,其余為Ra12.5um，要求不高；位置要求較嚴格，表現(xiàn)在φ55的左端面、φ80內孔圓柱面對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；熱處理方面需要調質處理，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。 2.選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 2.1選擇毛坯 毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產性質以及在生產中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據零件的材料，推薦用型材或鍛件，但從經濟方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，刀具及能源等消耗，而鍛件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。本零件生產批量為中批量，所以綜上所敘選擇鍛件中的模鍛。 2.2毛坯尺寸的確定 毛坯（鍛件）圖是根據產品零件設計的，經查《機械加工工藝手冊》《金屬機械加工工藝人員手冊》知精車-半精車-粗車各余量,從而可得毛坯余量<或查表得到>,見表１。鑄件的外圓角半徑按表5-12確定，內圓角半徑按5-13確定。結果為：外圓角半徑：；內圓角半徑：。按表5-11，外模鍛斜度，內模鍛斜度。下圖為本零件的毛坯圖。 圖1毛坯圖 3.選擇加工方法，制定加工藝路線 3.1定位基準的選擇 本零件為帶孔的管狀零件，孔是其設計基準（亦是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產生的誤差，應選孔為定位基準，即遵守“基準重合”的原則。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 3.2.1加工階段的劃分 當零件的加工質量要求較高時,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量和合理地使用設備、人力,零件的加工過程通常按工序性質不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個階段。 ①粗加工階段：其任務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率，去除內孔，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、φ60、φ65、φ75外圓柱面，φ80、φ20孔等。 ③精加工階段：其任務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量。 3.2.2加工的基本原則 I.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。 II.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。 III.先面后孔 對該零件應該先加工圓柱表面，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。 IV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)幾道工序內完成每道工序加工內容較多，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，并且利于采用高生產率的機床。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備，刀具等比較簡單，機床調整工作簡化，對操作工人的技術水平也要求低些。 綜上所述：考慮到工件是中批量生產的情況，采用工序分散 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。 V.熱處理工序的安排 熱處理的目的是提高材料力學性能，消除殘余應力和改善金屬的加工性能，熱處理主要分預備熱處理，最終熱處理和內應力處理等，本零件CA6140車床輸出軸材料為45鋼，在加工過程中預備熱是消除零件的內應力，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分鐘釋放應力。 3.3制定工藝路線 按照先加工基準面，先粗后精，基準統(tǒng)一等原則，該零件加工可按下述工藝路線進行 工序1???粗車圓柱面φ176及端面。 工序2? ?粗車圓柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及臺階面。 工序3? ?精車φ176外圓柱面及倒角。 工序4 半精車圓柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及臺階面。 工序5? 精車圓柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及臺階面。 工序6? 倒角。 工序7?　粗鏜內孔φ50、φ80、φ104。 工序8?? 精鏜內孔φ50、φ80、φ104。 工序9?? 鉆孔10×φ20。 工序10? 擴孔10×φ20。 工序11? 鉸孔10×φ20。 工序12??銑鍵槽16×10。 工序13??鉆斜孔2×φ8。 工序15??去毛刺。 工序15??終檢。 4.工序設計 4.1選擇機床 ,根據工序選擇機床 （1）工序1、2、3、4和5是粗車和精車。各工序的工步數(shù)不多，大批大量生產不要求很高的生產率，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大，選用最常用的CA6140型臥式車床，型號TYPE CA6140，中心距750mm 1000 mm 1500 mm，床身上下最大回轉直徑￠400 mm，馬鞍內最大工作回轉路徑￠550 mm，橫拖板上最大回轉直徑￠214mm，主軸孔徑￠52 mm，主軸內錐孔MT6#，主軸速度級數(shù)16級，主軸速度范圍20-1800r.p.m，公制螺紋（30種）0.45-20 mm（30種），英制螺紋（30種）40-0.875t.p.i（30種），模數(shù)螺紋0.125-5mm，徑節(jié)螺紋160-4D.P，橫拖板行程239mm小刀架行程150mm，尾坐套孔錐度MT5#，套筒行程120mm，主電機功率4/5.5KW，外形尺寸2350×1020×1250mm 。 （2）工序7、8為鏜削。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉體，故宜在車床上鏜孔，選用C616A型臥式車床。 （3）工序12銑削。工序工步簡單，外廓尺寸不大，考慮本零件屬成批大量生產，所選機床使用范圍較廣泛為宜，故可選常用用的X61W型銑床能滿足加工要求。 （4）工序9、10和11是擴、鉆、鉸孔?？刹捎脤Ｓ玫姆侄葕A具在立式鉆床上加工，故選用Z525。 4.2選用夾具 本零件除銑銷，鉆小孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。前車銷工序用三爪自定心卡盤和心軸。 4.3選用刀具 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產率，工件的加工精度，已加工表面質量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是加工工藝的一個重要部分，刀具應具有高剛度，足夠的強度和韌度，高耐磨性，良好的導熱性，良好的工藝性和經濟性，抗粘接性，化學穩(wěn)定性。由于零件車床輸出軸材料為45鋼，推薦用硬質合金中的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合金的刀具。 ①．粗車外圓柱面：刀具號為T0101，90°可轉位車刀，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φ30;刀具號T0404，直徑為φ18 ? ?擴孔鉆：刀具號為T0505，直徑為φ19.8;鉸刀：刀具號為T0606，直徑為φ20 ④.內孔車刀：刀具號為T0707，93°內孔車刀，圓弧半徑為1，刀片型號為TBUM080404R-04，? 刀具型號為PSUBR3215-16Q? ?? ??? ⑤.鏜刀??刀具號為T0808，刀桿長度為200.B×H＝16×25 ⑥.粗銑鍵槽??刀具號為T0909，精銑鍵槽??刀具號為T1010 綜上可做一刀具表如下： 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? 可轉位車90° r=1? VCUM160408R-A4? PVJCR2525-16Q 半精，精車外圓柱面? T0202 可轉位車刀75° r=1? WNUM080304EL-A2? ?PCRC2020-16Q 鉆Φ30的孔? ? T0303? ? ? 鉆頭? ? ? ? Φ30? ? ? ? 鉆φ18? ? ? ? T0404? ? ? ?鉆頭? ? ? ? φ18? ? ? ? 擴φ19.8? ? ? T0505? ? ? ?擴孔鉆? ? ? φ19.8? ? ? ? 鉸φ20? ? ? ? T0606? ? ? ? 鉸刀? ? ? ? φ20? ? ? ? 車內孔? ? ? ? T0707? ? ?內孔車刀?93° r=1? BUM080404R-04? PSUBR3215-16Q 鏜Φ50的盲孔? T0808? ? ? ? 鏜刀? ? ? ? 200.B×H＝16×25? ? ? ? 粗銑鍵槽? ? ? T0909? ? ? 銑刀? ? ? ? Φ15.4? ? ? ? 精銑鍵槽? ? ? T1010? ? ? 銑刀? ? ? ? Φ16? 4.4選擇量具 本零件屬大批大量生產，一般配情況下盡量采用通用量具。根據零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點，參考參考文獻[4]》相關資料，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的內徑百分表（表5-108）。 4.5確定工序尺寸 確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關。前面已確定各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經濟精度確定。本零件各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： 表3外圓柱面φ176　軸段加工余量計算 Tab3 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車 2 IT10 6.3 176 粗車 3 IT12 12.5 179 毛坯 ±2 181 表4外圓柱面φ55軸段加工余量計算 Tab4 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 　精車 1.0? IT6 1.6 55 半精車? 1.5 IT10? 3.2 56 粗車 2.5 IT12 6.3 57.5 毛坯 ±2 60 表5-1 φ60軸段加工余量計算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車? 1.0? IT6 1.6 60 半精車? 1.5 IT10 3.2 61 粗車 2.5 IT12 6.3 62.5 毛坯 ±2 65 表5-2 φ65軸段加工余量計算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車? 1.0? IT6 1.6 65 半精車? 1.5 IT10 3.2 66 粗車 2.5 IT12 6.3 67.5 毛坯 ±2 70 表5-3 φ75軸段加工余量計算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車? 1.0? IT6 1.6 75 半精車? 1.5 IT10 3.2 76 粗車 2.5 IT12 6.3 77.5 毛坯 ±2 80 表5-4 φ104內孔加工余量計算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精鏜? 1.8 IT7 3.2 104 粗鏜? 3.2 IT10 6.3 103.2 毛坯 ±2 99 表5-5 φ80內孔加工余量計算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精鏜 1.5? IT7 3.2 80 粗鏜? 2.5 IT10 6.3 78.5 毛坯 ±2 76 表5-6 φ50內孔加工余量計算 Tab5 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精鏜? 1.5 IT7 3.2 50 粗鏜? 2.5 IT10 6.3 48.5 毛坯 ±2 46 表6 加工鍵槽 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精銑 IT9 Φ16 1.6 粗銑 IT12 Φ12 3.2 5.確定切削用量及基本工時 切削用量包括背吃刀量、進給量和切削速度。確定順序是確定、，再確定。 5.1切削用量 功率Pc×η＞Pm，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=110.5m/min，n=200r/min，f=0.66mm/r. 確定切削用量及功率的校核 Ⅰ.加工外圓柱面φ176 粗車：查《機械加工工藝設計手冊》P433 得知：f=0.8～1.2mm/r取f=0.81mm/r??ap=2.5mm 查《金屬切削手冊》知Vc=70～90 m/min取Vc=80 m/min 則n=1000Vc/ d =195.85r/min由CA6140說明書取n=125r/min 故實際切削速度： Vc=n d/1000=200×3.14×187/1000=73.4m/min 校核功率：Pc=Kc×ap×Vcf/60000=2305×2.5×0.81×73.4/60000=5.4Kw由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=73.4 m/min，n=125r/min，f=0.81mm/r Ⅱ.加工外圓柱面φ55 粗車：??確定進給量f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編??上?？茖W出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r 結合CA6140說明書取f=0.71 mm/r ap=2.5mm??查《金屬切削手冊》知Vc=70～90 m/min 取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.22r/min由CA6140說明書取n=320r/min 故實際切削速度Vc=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min??功率Pc=Kc×ap×Vc×0.71/60000=2305×2.5×70.34×0.66/60×1000=4.4Kw 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 70.34m/min，n=320r/min f=0.71mm/r 半精車：查《機械加工工藝設計手冊》P433 得知： f=0.25～0.35mm/r 取f=0.30 mm/r ap=0.9mm 取Vc=120m/min 故n=1000Vc/ d=660.04r/min 圓整得n=660 r/min? 功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.3×120/60000=1.24Kw 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.75，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=120m/min，n=660r/min f=0.3mm/r 精車：查《機械制造工藝與機床夾具畢業(yè)設計》表2-20知： Vc=150～160 m/min取Vc=160m/min f=0.18mm/r ap=0.55mm 則 n=1000Vc/ d =908.29r/min 圓整得n=910 r/min? 功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×0.18×160/60000=0.6Kw 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.75，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=160m/min，n=910r/min f=0.18mm/r Ⅲ.加工外圓柱面φ60 粗車：d=70 確定進給量f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編??上海科學出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r 取f=0.71 查《金屬切削手冊》知Vc=70～90 m/min 取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由CA6140說明書取n=320r/min 故實際切削速度Vc=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×70.34×0.71/60000=4.8 Kw 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=70.34m/min，n=400r/min f=0.71mm/r 半精車：查《機械加工工藝設計手冊》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取f=0.45 ap=0.9mm??再查外圓切削數(shù)據表知：Vc=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/s 則n=1000Vc/ d=546.8r/min 圓整得n=550 r/min??則Vc=n d/1000=510×3.14×62.9/1000 =100.7 m/min 功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×0.45×100.7/60000=1.57Kw 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 100.7m/min，n=510r/min ，f=0.45mm/r 精車：查《機械加工工藝設計手冊》表9-16知： f=0.13～0.18mm/r 取f=0.15 mm/r 再查外圓切削數(shù)據表知：Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 則n=1000Vc/ d=1000×120/3.14×61.1=625.5 r/min圓整得n=630 r/min 取ap=0.55mm?? 故實際切削速度：Vc=n d/1000=630×3.14×61.1/1000=120.87m/min??校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×120.87×0.15/60000=0.38Kw?? 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 120.87m/min，n=630r/min f=0.15mm/r Ⅳ.加工外圓柱面65 粗車：??確定進給量f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編??上海科學出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r取f=0.71mm/r 查《金屬切削手冊》知Vc=70～90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由CA6140說明書取n=320r/min 故實際切削速度Vc=n d/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm? ? 功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×70.34×0.71/60000=4.8Kw?? 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=70.34m/min，n=320r/min， f=0.71mm/r 半精車：查《機械加工工藝設計手冊》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取f=0.45mm/r 再查外圓切削數(shù)據表知：Vc=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/s 則n=1000Vc/ d=506.55r/min 圓整得n=510 r/min??取ap=0.9mm? ?Vc=n d/1000=510×3.14×67.9/1000=108.7m/min? 功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×108.7×0.45/60000=1.7Kw?? 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=108.7m/min，n=510r/min f=0.45mm/r。 精車：查《機械加工工藝設計手冊》表9-16知： f=0.13～0.18mm/r 取f=0.18mm/r??再查外圓切削數(shù)據表知：Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 則n=1000Vc/ d=578.2 r/min?圓整得n=580 r/min 故實際切削速Vc=n d/1000=580×3.14×66.1/1000=120.38m/min ap=0.55mm。校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×0.18×120.38/60000×1000=0.46Kw 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 120.38m/min，n=580r/min f=0.18mm/r Ⅴ.加工外圓柱面φ75 粗車： 確定進給量f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編??上?？茖W出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r取f=0.71mm/r。 查《金屬切削手冊》知Vc=70～90 m/min取Vc=75m/min 則 n=1000Vc/ d =298.56r/min 由CA6140說明書取n=320r/min 故實際切削速度Vc=n d/1000=80.384m/min?取ap=2.5mm 校核功率：Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×80.384×0.71/60000=5.5Kw 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 80.384m/min，n=320r/min，f=0.71mm/r。 半精車：查《機械加工工藝設計手冊》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取f=0.45mm/r? 再查外圓切削數(shù)據表知：Vc=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/s?則n=1000Vc/ d=1000×108/3.14×77.9=441.5r/min 圓整得n=450 r/min取ap=0.9mm? ?Vc=n d/1000=450×3.14×77.9/1000=110m/min。 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×110×0.45/60000=1.7Kw 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 110m/min，n=450r/min f=0.45mm/r。 精車：查《機械加工工藝設計手冊》表9-16知： f=0.13～0.18mm/r 取f=0.15mm/r?? 再查外圓切削數(shù)據表知：Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 則n=1000Vc/ d =1000×120/76.1×3.14=502.2 r/min圓整得n=500 r/min 故實際切削速度： Vc=n d/1000=500×3.14×76.1/1000=119.48m/min ap=0.55mm 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×119.48×0.15/60000 =0.39 Kw 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=119.48m/min，n=500r/min f=0.15mm/r Ⅵ.加工內圓柱面φ80 鉆孔：查《簡明加工工藝手冊》P294知：ap=d/2=15mm取 f=0.35mm/r ；Vc=0.33 m/s 故n=1000Vc/ d=1000×0.33×60/3.14×30=210.2 r/min 圓整得n=210r/min 故實際切削速度： Vc=n d/1000=210×3.14×30/1000=19.8m/min。?? 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×15×30.6/60×1000=3.99Kw?? 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 19.8m/min，n=210r/min， f=0.35mm/r 車孔：查《簡明加工工藝手冊》P297知 f=0.35～0.40mm/r，Vc=0.833 ～1.666m/s取f=0.35 mm/r Vc=0.85m/s；故n=1000Vc/ d=1000×0.85×60/3.14×74=219.5r/min 由CA6140說明書取n=200r/min 故實際切削速度Vc=n d/1000=200×3.14×74/1000=46.5m/min??取ap=3mm?。 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×3×46.5×0.35/60000=1.9Kw 根據機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 46.5m/min，n=200r/min f=0.35mm/r 車孔： f=0.3mm/r?ap=1.5mm??n=549r/min??Vc=n d/1000=×3.14×80/1000=138m/min。?? 功率Pc=Kc×ap×Vc×0.001/60=2305×1.5×138/60×1000=7.9Kw 根據機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.75，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 138m/min，n=560r/min f=0.3mm/r 鏜孔：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編表10-13?? ap=3mm； S=0.30～0.50mm/r取 S=0.3mm/r取Vc=0.65m/s則n=1000Vc/d=1000×0.65×60/d=155r/min由CA6140說明書取n=160/min 故實際切削速度Vc=nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min根據機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8。 功率Pc=Kc×ap×Vc×S/60000=2305×3×40.2×0.4/60000=1.85Kw 機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 40.2m/min，n=160r/min f=0.4mm/r Ⅶ.加工通孔φ20 鉆孔：鉆φ19.8的底孔： 查《簡明加工工藝手冊》P296 得： f=0.33～0.38mm/r，??取f=0.36 mm/r； Vc=0.96 ～1.13m/s， 取Vc =1m/s故n=1000Vc/ d=1000×60/3.14×19.8=965.1r/min根據X51機床說明書得：n=945r/min 故實際切削速度??Vc=n d/1000=945×3.14×19.8/1000=58.75m/min ，又取ap=6 mm 。 校核功率：Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×6×60.3×0.36/60000=5.0Kw?? 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 23.1m/min，n=409r/min， f=0.2mm/r 鉸孔：??查《簡明加工工藝手冊》表11-20知：f=0.3～0.65mm/r，取f=0.3 mm/r ；Vc=0.833 ～0.383m/s ，取Vc =0.60 m/s ； 故n=1000Vc/ d=1000×0.6×60/3.14×20=573.25 r/min圓整得：n=580 r/min 故實際切削速度??Vc=n d/1000=580×3.14×20/1000=36.4 m/min?，ap=0.1mm?。 ?? 校核功率：Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.1×36.4×0.3/60000 =0.04Kw 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 36.4m/min，n=580r/min ,f=0.3mm/r Ⅷ.加工端面 ?? 粗車：查《機械制造工藝與機床夾具畢業(yè)設計指導》得： f=0.66mm/r，Vc=108m/min?， n=1000Vc/πd=190r/min 由CA6140說明書取n=200r/min 故實際切削速度Vc=n d/1000=110.5m/min??取ap=2mm。?? 校核功率：?Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×2×0.66×110.5/60000=5.6Kw 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為η=0.8。 機床功率?Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×0.5×0.41×120/60000=0.94Kw 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為η=0.8，機床功率Pc×η＞Pm，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=120 m/min，n=217.1r/min，f=0.41mm/r. Ⅸ.銑鍵槽 粗銑： fz=0.12mm/r ap=5mm Vc=90m/min n=1000Vc/πd=955.4r/min??Vf=n×fz=114.6mm/r。 功率Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×5×0.12×90/60000=2.07Kw 由于機床說明書查得Pc=4.5 Kw，效率為η=0.8。機床功率Pc×η＞Pm， 所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 89m/min，n=945r/min，縱向Vf=105mm/r,橫向Vf=100 mm/r 精銑： fz=0.10mm/r??ap=2mm??Vc=150m/min??n=1000Vc/πd=1194.2r/min Vf=n×fz=119.4mm/r。 功率Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×2×0.10×150/60000=1.15Kw?? 由于機床說明書查得Pc=4.5 Kw，效率為η=0.8，機床功率Pc×η＞Pm，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=153.8m/min，n=1225r/min 縱向Vf=125mm/r,橫向Vf=130mm/r. 5.2基本時間 確定粗車外圓的基本時間t 根據《機械制造工藝學》公式4-23車外圓基本時間為： 根據《機械制造工藝學》公式4-23車外圓基本時間為： 式中：，，，，， 則 其余工步切削用量及基本工時計算從略 5.3零件的程序編制 粗加工 N00 G99 G40 N10 G28 U0 W0 N20 T0101 N30 S600 M03 N40 G00 Z5 N50 G01 Z0 F0.2 N60 X58 N70 Z-79 N80 X63 N90 Z-120 N100 X68 N110 Z-127 N120 X78 N130 Z-197 N140 X116 N150 Z-214 N160 X178 N170 G00 Z5 N180 X56 N190 G01 Z-79 N200 X61 N210 Z-120 N220 X66 N230 Z-127 N240 X76 N250 Z-197 N260 X114 N270 X116 Z-214 N280 G00 X77 Z-190 N290 G01 X76 Z-197 N300 X112 N310 X116 Z-214 N320 G00 X77 Z-190 N330 G01 X76 Z-197 N340 X110 N350 X116 Z-214 N360 G00 X77 Z-190 N370 G01 X76 Z-197 N380 X108 N390 X116 Z-214 N400 G00 X77 Z-197 N410 G01 X76 Z-197 N420 X105.5 N430 X116 Z-197 N440 X176 N450 G00 Z30 N460 M30 精加工 N00 G99 G40 N10 G28 U0 W0 N20 T0101 N30 S800 M03 N40 G00 X0 Z50 N50 G01 Z0 F0.2 N60 X54 N70 X55.4 Z-1 N80 Z-79 N90 X59 N100 X60.4 Z-80 N110 Z-120 N120 X64 N130 X65.4 Z-121 N140 Z-127 N150 X74 N160 X75.4 Z-128 N170 Z-197 N180 X104.5 N190 X116 Z-214 N200 X175 N210 X176 Z-215 N220 G00 Z20 N230 M30 大端粗加工 N00 G99 G40 N10 G28 U0 W0 N20 T0101 N30 S400 M03 N40 G00 X0 Z5 N50 G01 Z0 F0.1 N60 X179 N70 Z-30 N80 G00 X185 Z0 N90 G01 X177 N100 Z-30 N110 G00 X180 Z20 N120 M30 大端精加工 N00 G99 G40 N10 G28 U0 W0 N20 T0101 N30 S400 M03 N40 G00 X0 Z5 N50 G01 Z0 F0.1 N60 X176 N70 Z-30 N80 G00 X180 Z20 N90 M30 6 夾具設計 6.1 設計夾具的目的 在機械制造的機械加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等冷、熱工藝過程中，使用著大量的夾具。所謂夾具就是一切用來固定加工對象，使之占有正確位置，接受施工或者檢測的裝置。在機械制造中采用大量的夾具，機床夾具就是夾具中的一種。它裝在機床上，使工件相對刀具與機床保持正確的相對位置，并能承受切削力的作用。機床夾具的作用主要有以下幾個方面：較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度，因為用夾具裝夾工件時，工件相對機床（刀具）的位置由夾具來保證，基本不受工人技術水平的影響，因而能較容易、較穩(wěn)定地保證工件的加工精度；提高勞動生產率，因為采用夾具后，工件不需要劃線找正，裝夾也方便迅速，顯著地減少了輔助時間，提高了勞動生產率；擴大機床的使用范圍，因為使用專用夾具可以改變機床的用途、擴大機床的使用范圍，例如，在在車床或搖臂轉床上安裝鏜模夾具后，就可以對箱體孔系進行鏜削加工；改善勞動條件、保證生產安全，因為使用專用機床夾具可以減輕工人的勞動強度、改善勞動條件，降低對工人操作技術水平的要求，保證安全。 6.2 夾具的分類 （1）通用夾具 通用夾具是指已經標準化的，在一定范圍內可用于加工不同工件的夾具。例如， 車床上的三爪卡盤和四爪卡盤、頂尖和雞心夾頭；銑床上的平口鉗、分度頭和回轉工作臺等。它們有很大的通用性，無需調整或稍加調整就可以用于裝夾不同的工件。這類夾具一般已經標準化。由專業(yè)工廠生產，作為機床附件供應給用戶。 （2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序的加工而專門設計的夾具，具有結構緊湊，操作迅速、方便等優(yōu)點。專用夾具通常由使用廠根據要求自行設計和制造，適用于產品固定且批量較大的生產中。 （3）組合夾具 組合夾具是在機床夾具零部件標準化的基礎上，由一整套預先制造好的，具有各種不同形狀、不同規(guī)格尺寸的標準元件和合件，按照組合化的原理，針對工件的加工要求組裝成各種專用夾具。夾具使用完畢后，可以拆卸，留待組裝新夾具時使用。 組合夾具的應用范圍十分廣泛。它最適合于品種多、產品變化快、新產品試制和單件小批生產等場合，在批量生產中也可利用組合夾具代替臨時短缺的專用夾具，以滿足生產要求。用組合夾具元件可以組裝成各類機床夾具。數(shù)控機床和柔性制造單元的出現(xiàn)，更加推動了組合夾具技術的進步，擴大了組合夾具的應用范圍。 組合夾具具有以下特點：組合夾具元件可供多次使用，但其一旦組裝成某個夾具后，該夾具結構仍屬專用性，只能一次使用。當變換加工對象時，一般仍需全部拆開，重新組裝成新夾具結構，以滿足新工件的加工要求。和專用夾具不一樣，組合夾具的最終精度，是靠各組成元件的精度，直接組合來保證的，不允許進行任何補充加工，否則無法保證元件的互換性。由于組合夾具是由各標準元件組合起來的，因此剛性較差，尤其是元件連接的結合面接觸剛度，對加工精度影響較大。一般組合夾具的外形尺寸較大，不及專用夾具那樣緊湊。這種夾具不受生產類型的限制，可以隨時組裝，以應生產之急。 （4）拼裝夾具 拼裝夾具是指按某一工件的某道工序的加工要求，由標準化、系列化的夾具元件，直接按專用夾具的裝配方法（銷釘定位、螺栓緊固）裝配成的專用夾具。采用拼裝夾具大大縮短了專用夾具的設計與制造周期，而且當產品改型時原來夾