3424 輸出軸工藝及夾具設計,輸出,工藝,夾具,設計 1輸出軸工藝及夾具設計第 1 章 零件分析零件的工藝分析以及生產(chǎn)類型的確定1.1 工藝分析輸出軸零件材料為 45 鋼，用于輸出扭矩，承受扭轉(zhuǎn)、交變載荷。熱處理為調(diào)質(zhì) 200HBS，即淬火+高溫回火，目的是降低硬度，便于切削加工，同時消除或減少內(nèi)應力，使零件達到較高的綜合力學性能，考慮安排在粗加工之后，半精加工之前。該輸出軸是由軸類和盤類零件組合而成的回轉(zhuǎn)體零件。主要加工表面有 56057??、 、 、 的外圓、 80?內(nèi)孔和 120??法 蘭 孔 、鍵槽、大小端面。次要表面有過渡錐面、 2?油孔、 54、 內(nèi)孔。軸頸各外圓精度等級均為 IT6，有形位公差，且 67、 外圓尺寸遵循包容要求。原尺寸公差等級為非標準公差，查文獻【2】附錄 3-4 修正為+0.1+0.21+0.21+0.215657??、 、 、。原標注粗糙度為 12.5 修正為 0.16。8的內(nèi)孔，精度等級為 IT7，有位置度要求。原尺寸公差等級為非標準公差，查文獻【2】附錄 3-4 修正為+0.418。零件圖中斜面與 2??油孔軸線不垂直，便于鉆孔將斜面角度改為 45?1.2 生產(chǎn)類型的確定查文獻【1】表 6-3 零件生產(chǎn)綱領為 8000 件/年，輸出軸為中型零件，故確定生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。2第 2 章 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、繪制毛坯圖2.1 毛坯的選擇經(jīng)過對零件的工藝分析，零件材料為 45 鋼，由于輸出軸外圓由 5?到 176尺寸變化較大，采用棒料作為毛坯切削量太大，浪費時間和材料。另外，該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用模鍛可提高生產(chǎn)率又可大大減少加工余量，以實現(xiàn)節(jié)省材料和減少后續(xù)加工，降低成本。因此，確定毛坯為鍛件。2.2 毛坯尺寸及公差的確定確定鍛件公差等級為普通級?！?1各軸頸外圓粗糙度為 0.16， 102??法蘭孔內(nèi)表面粗糙度為 3.2， 80?內(nèi)孔為 3.2 其余○ 5均大于 12.5。由鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復雜系數(shù)查文獻【3】表 5-25。確定厚度（直徑○ 6方向）單邊余量為 2.5:3.2，選取 3。水平方向 2.5:3.5，選取 3，查文獻【3】表 5-24 鍛件內(nèi)孔直徑的機械加工單邊余量 50?內(nèi)孔單邊余量為 3.0， 50?、 14內(nèi)孔單邊余量為 2.5。查文獻【3】表 5-16 得毛坯各尺寸公差為：2.7+2.72.799096?????、 、 、○ 7 .03.83.411218???????、 、、2.7+2.70909643???、、 1.85.641.???、 、2.3 毛坯圖3選擇加工方法、制定加工工藝路線2.4 定位基準的選擇精基準的選擇 根據(jù)輸出軸的裝配要求，選擇兩頂尖中心孔作為定位精基準，中心孔作為設計基準，用其作為定位基準既符合基準重合，又符合基準統(tǒng)一。當零件的外圓精加工后可以以外圓為精基準加工法蘭孔，由于半精加工利用中心孔加工的外圓同心度非常高，以外圓作為基準加工出來的孔的同軸度也很高。粗基準的選擇 工件為回轉(zhuǎn)體，屬于軸類零件，一般情況下以外圓作為粗基準，保證定位準確夾緊可靠，利用外圓加工出中心孔。4第 3 章 零件表面加工方法的選擇3.1 加工階段的劃分粗加工階段：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(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 φ55、φ60、φ65、φ75、φ176 外圓柱表面。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 內(nèi)孔、 102??法蘭孔等。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，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，如各軸頸外圓精磨。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(nèi)應力處理等。本零件輸出軸材料為 45鋼，加工前進行正火預備熱處理是在毛坯鍛造之后消除零件的內(nèi)應力。粗加工之后，為消除因加工變形殘余內(nèi)應力，同時降低材料的硬度，獲得零件材料較高的綜合力學性能，采用調(diào)質(zhì)處理。加工表面表面粗糙度公差/精度等級 加工方法φ55端面 Ra3.2 IT7 粗銑-精銑φ176端面 Ra3.2 IT7 粗銑-精銑φ55外圓柱表面 Ra0.16 IT6 粗車-半精車 -粗磨-精磨φ60外圓柱面 Ra0.16 IT6 粗車-半精車 -粗磨-精磨5φ65外圓柱面 Ra0.16 IT6 粗車-半精車 -粗磨-精磨φ75外圓柱面 Ra0.16 IT6 粗車-半精車 -粗磨-精磨φ176外圓柱面 Ra3.2 IT8 粗車-半精車φ50孔 Ra12.5 IT11 粗鏜φ80孔 Ra3.2 IT7 粗鏜-半精鏜 -精鏜φ104孔 Ra12.5 IT11 粗鏜φ20通孔 Ra3.2 IT7 鉆孔-擴孔 -粗鉸 -精鉸鍵槽 Ra3.2 IT8 粗銑-精銑3.2 工藝路線的確定基面先行原則 該零件進行加工時，同時銑兩端面打中心孔，再以中心軸線為基準來加工，因為兩端面和 75?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。先粗后精原則 我們先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗加工將在較短時間內(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，若粗加工后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時，則要安排半精加工。先面后孔原則 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。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，并且利于采用高生產(chǎn)率的機床。故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個簡單工步，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(diào)整工作簡化，對操作工人的技術水平也要求低些。考慮到該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，設計工藝路線是我們主要考慮工序集中，將粗精加工盡量安排在一個工序中。工藝方案：（鍛出各階梯孔毛坯）1、備料2、精鍛3、預備熱處理4、銑兩端面打中心孔65、粗車各外圓及錐面6、熱處理7、修研中心孔8、半精車各外圓及錐面9、倒角去毛刺切槽10、粗鏜三階梯孔11、半精鏜、精鏜 孔80?12、鉆、擴、鉸、精鉸 孔213、鉆 油孔2?14、粗銑、精銑鍵槽15、精銑兩端面16、修研中心孔17、粗磨 外圓56057??、 、 、18、精磨 外圓、 、 、3.3 各工序加工余量的確定0.215??外圓工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/μm工序間尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度 Ra/μm精磨 0.1 IT6 0.16 55 0-.195?0.16粗磨 0.4 IT7 1.25 55+0.1=55.1 03.?1.25半精車 1.1 IT8 3.2 55.1+0.4=55.5 046.5?3.2粗車 4.4 IT11 16 55.5+1.1=56.6 19.?16鍛造 8.1?56.6+4.4=61 86??0.216???外圓7工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/μm工序間尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/μm精磨 0.1 IT6 0.16 60 0.196??0.16粗磨 0.4 IT7 1.25 60+0.1=60.1 03.1.25半精車 1.1 IT8 3.2 60.1+0.4=60.5 046.5??3.2粗車 4.4 IT11 16 60.5+1.1=61.6 190.16鍛造 8.1?61.6+4.4=66 8?0.2165???外圓工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/μm工序間尺寸/mm 尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/μm精磨 0.1 IT6 0.16 65 0.1965??0.16粗磨 0.4 IT7 1.25 65+0.1=65.1 03.1.25半精車 1.1 IT8 3.2 65.1+0.4=65.5 46.5??3.2粗車 4.4 IT11 16 65.5+1.1=66.6 019.16鍛造 8.1?66.6+4.4=71 8.7??0.2175???外圓工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度 表面粗糙工序間尺寸/mm 尺寸、公 表面粗糙8/mm 度 Ra/μm 差/mm 度 Ra/μm精磨 0.1 IT6 0.16 75 0.1975??0.16粗磨 0.4 IT7 1.25 75+0.1=75.103.1.25半精車 1.1 IT8 3.2 75.1+0.4=75.5046.57??3.2粗車 4.4 IT11 16 75.5+1.1=76.6019.?16鍛造 8.1?76.6+4.4=818.??過渡錐面工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/μm工序間尺寸/mm 尺寸、公差/mm表面粗糙度 Ra/μm半精車 1.0 IT8 3.2 82~116 054.054.16~82???3.2粗車 5.0 IT11 1.6（82~116）+1=（ 83~117）02.02.3?1.6鍛造 8.1?（83~117）+5=（88~122）（88~122）8.1?外 圓176?工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/μm工序間尺寸 /mm 尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/μm半精車 1.0 IT8 3.2 1 7 6 063.1??3.2粗車 5.0 IT11 16 176+1=177 25.07169鍛造 8.1?177+5=182 8.12??5?小 頭 端 面176?大 頭 端 面工序間 工序間工序名稱供需間余量 /mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/μm工序間尺寸 /mm 尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/μm精銑 1.0 IT7 1.6 247 046.27?1.6粗銑 2.0 IT11 16 247+1=248 9.0816鍛造 8.1?248+2=250 125?13?0.418???孔工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/μm工序間尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度 Ra/μm精鏜 0.5 IT7 3.2 80 0.38??3.2半精鏜 1.5 IT9 6.3 80-0.5=79.5 .740956.3粗鏜 3 IT11 12.5 79.5-1.5=78 .18?12.5工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/μm工序間尺寸 /mm 尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/μm精銑 1.0 IT7 1.6 244 046.2?1.6粗銑 2.0 IT11 16 244+1 =245029.516鍛造 8.1?245+2 =2478.147?10鍛造 1.6?78-3=75 1.675???0.2413???孔工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/μm工序間尺寸/mm尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/μm精鉸 0.06 IT7 3.2 20 0.21??粗鉸 0.14 IT8 6.3 20-0.06=19.94 .3094擴孔 1.8 IT10 10 19.94-0.14=19.8 .81?鉆孔 18 IT11 12.5 19.8-1.8=18 0.3?17?50?孔工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/μm工序間尺寸 /mm 尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/μm粗鏜 4 IT11 12.5 50 50?12.5鍛造 1.6?50-4=46 1.64??10?10?孔工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/μm工序間尺寸 /mm 尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/μm粗鏜 5 IT11 12.5 104 104?12.5鍛造 1.8?104-5=99 .89??0.43516??鍵 槽工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度 表面粗糙工序間尺寸/mm 尺寸、公差 表面粗糙11/mm 度Ra/μ m/mm 度Ra/μm精銑 2 IT8 3.2 50 0.25?3.2粗銑 3.5 IT11 16 50+2=52 0.161.652+3.5=55.5 .4?第 4 章 確定切削用量及工序時間4.1 確定切削用量φ55、φ60、φ65、φ75、φ176 外圓加工以下以 φ55 詳解其余加工要求一樣省略詳解已知：加工材料：45 鋼， MPa60b??，鍛件，有外皮；工件尺寸：坯件 1D㎜，車削后 5D?㎜，加工長度 80?l㎜；加工要求：車削后表面粗糙度 aR粗車選擇機床 CA6140，雙頂尖定位選擇刀具 ⑴選擇直頭焊接式外圓車刀（可轉(zhuǎn)位）⑵根據(jù)書目【4】表 1.1，由于 CA6140 車床的中心高 200㎜（表 1.31） ，故選刀桿尺寸 B12?H=16㎜ 25㎜，刀片厚度 4.5㎜⑶根據(jù)書目【4】表 1.2，粗車帶外皮的鍛件毛坯，選擇 YT5 牌號硬質(zhì)合金車刀⑷車刀幾何形狀 由書目【4】 表 1.3，選擇選擇卷屑槽帶倒棱前刀面， ??60r?，??10'r?， 6o?， ??12o?， 0s?， mr.1??選擇切削用量 （1）確定切削深度 pa 由于粗加工余量僅為 4.4 ㎜，可在一次走刀內(nèi)切完，故 pa=4.4/2=2.2㎜（2）確定進給量 f 根據(jù)書目【4】表 1.4，f=0.5~0.9 ㎜/r,按 CA6140 車床說明書，選擇 f=0.86㎜/r確定的進給量尚需滿足車床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。根據(jù) CA6140 車床說明書，CA6140 機床進給機構(gòu)允許的進給力 F max?? 3530N 。根據(jù)書目【4】表 1.21，當鋼的強度 MPab670~5?? ，pa?2.4㎜，f 1.8 ㎜/r ， ??45r?， 6c?m/min（預計）時，進給力為 ??107Ff。根據(jù)書目【4】表 1.29-2，切削時 fF的修正系數(shù)為 ，0.1?voFfK0.1KsFf??， 1.rFf?，故實際進給力為 ???87f，由于 F f?≤ Fmax，故所選的 f=0.86㎜/r 可用。（3）確定切削速度 c? 根據(jù)書目【4】表 1..10，YT5 牌號硬質(zhì)合金車刀加工鋼材， MPab670~5??，pa?3㎜，f 0.97㎜/r ， 109?tm/min切削速度修正系數(shù)為 65.??t， 92.0r???， 8.0s??， .1??， .???，0.1????，故c= t??=109 0.65?0.92 0.8=52.1 m/min 則 n= Dc?=27614.3.50?r/min,由 CA6140 車床說明書，選擇 n=250r/min,則實際切13削速度為 c?=min/8.47in/102564.3Dn????綜上：φ55： pa=2.2㎜，f=0.86㎜/r， c?=47.8m/min，n=250r/minφ60： =2.2㎜，f=0.86㎜/r， =51.8m/min，n=250r/min φ65： p=2.2㎜，f=0.86㎜/r， c=55.7m/min，n=250r/minφ75： a=2.2㎜，f=0.86㎜/r， ?=50.8m/min，n=200r/minφ176： p=2.5㎜，f=0.86㎜/r， c=57.18m/min，n=100r/min半精車選擇刀具車道形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。半精車的刀片牌號為 YT150，車刀幾何形狀為 ??45r?， 'r， ??8o?， ?12o?， ?3s? ， mr0.1?選擇切削用量⑴確定切削深度 papa=1.1/2=0.55㎜⑵確定進給量 f 半精加工進給量主要受加工表面粗糙度的限制。根據(jù)書目【4】表 1.6，當表面的粗糙度為 )min(/50,.1,2.3R預 計rma ?????時， rmf/35.0~?。根據(jù) CA6140 車床說明書，選擇 rf/.0（3）確定切削速度 c? 根據(jù)書目【4】表 1..10，YT15 牌號硬質(zhì)合金車刀加工鋼材，MPab670~5??， p?1.4㎜，14f?0.38㎜/r ， 176?t?m/min.切削速度的修正系數(shù)均為 1.0，故 c?=176m/min.則n= D10c?=min/3.90in/.54.3rr?，根據(jù) CA6140 車床說明書，選擇 n=900r/實際切削速度為 min/160i/95.1i/16.54.1c ?????綜上:φ55： pa=0.55㎜，f=0.3㎜/r， c?=160m/min，n=900r/min φ60： =0.55㎜，f=0.3㎜/r， =108.4m/min，n=560r/minφ65： p=0.55㎜，f=0.3㎜/r， c=104.5m/min，n=500r/minφ75： a=0.55㎜，f=0.3㎜/r， ?=108.2m/min，n=450r/min φ176： p=0.5㎜，f=0.3㎜/r， c=111.2m/min，n=200r/min 粗磨 選擇機床外圓磨床 ??1320，雙頂尖定位 選擇磨具選擇平形砂輪，根據(jù) 外圓磨床說明書，選取砂輪尺寸為 mbmdss 40,40??砂 輪 寬 度砂 輪 直 徑，砂輪磨削速度 s/35??，取 ss/3?選擇磨削方法采用縱向磨法 砂輪運動為旋轉(zhuǎn)和橫進給，工件運動為旋轉(zhuǎn)和縱向往復確定被吃刀量 )(rpfa 工件直徑為 mdw5.?，根據(jù)書目【7】表 5.5-8，選擇工件速度為 min/18w??，,/32~04)8.~0(8.~50( rmbfsa ???）選擇 rfa/2， 單 行 程1ap。由表 5.5-8，修正系數(shù)為.1.1?，，15故 單 行 程單 行 程單 行 程 /02./0196./25.107. mmmap ????縱向進給量 rfa確定砂輪轉(zhuǎn)速 sn106???ssd?，式中 min/,/ rnmdsmss 砂 輪 轉(zhuǎn) 速砂 輪 直 徑，砂 輪 速 度 ???? ，則i/143in401.36rrnss ??確定工件轉(zhuǎn)速 wn10wd???，式中 min/,min,/ rnmdww工 件 轉(zhuǎn) 速工 件 直 徑工 件 轉(zhuǎn) 速 ???? ，則 103i/5.4.38rrn??，確定軸向進給量 f?min/,10nffwa外 圓 磨 削 軸 向 進 給 速 度式 中 ???，min/06.2in/1032f ????綜上：φ55： i/.,/i,/103i,/143/2. rfrrnm faws???單 行 程 ， φ60： in895120n75.94n0a fs ??? ?單 行 程 ， φ65： mi/3.,/mi,/6.1i,/143/15. rfrrnm faws???單 行 程 ，φ75： n19220n709n08a fs ?? ?單 行 程 ，精磨磨床、磨具、磨削方法均與粗磨相同確定被吃刀量 )(rpfa工件直徑為 mdw5.?，根據(jù)書目【7】表 5.5-8， min/40~2w??，選擇工件速度為 in/29w??， ,/24~160).~4(8.0~( rmbfsa ??）選擇 rfa/，16單 行 程/049.map?，由表 5.5-8，修正系數(shù)為5.0.21??，，故 單 行 程單 行 程 /023./95.04.0mmap ???縱向進給量 rfa/確定砂輪轉(zhuǎn)速 sn106???ssd?，式中 min/,/ rnmdsmss 砂 輪 轉(zhuǎn) 速砂 輪 直 徑，砂 輪 速 度 ???? ，則i/143in401.36rrnss ??確定工件轉(zhuǎn)速 wn10wd???，式中 min/,min,/ rnmdww工 件 轉(zhuǎn) 速工 件 直 徑工 件 轉(zhuǎn) 速 ???? ，則6.17i/.54.329rrn??確定軸向進給量 f?min/,10nffwa外 圓 磨 削 軸 向 進 給 速 度式 中 ???，min/35.in/106.72f ????綜上：φ55： in/35.,/20in,/6.17in,/143/023. rfrrnma faws ?????? ?單 行 程 ，φ60： m07m53fs單 行 程 ， φ65： i/2.,/i,/.i,//. rfrr faws?單 行 程 ， φ75： n3920n619n14304nma fs ????? ?單 行 程 ，.021??端 面 7?端 面粗銑（選擇機床 XZ21.4, cmp=14kw, p2.0am?）1.選擇刀具（1）根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.2 選擇 YT15 硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)《切削用量簡明17手手冊》表 3.1 p4am?時，端銑刀直徑 08dm?， e60a，但 YT15 最小直徑為100mm，所以取 01d? e8a，查《切削用量簡明手冊》表 3.15 知 z=5（2）銑刀形狀 查《切削用量簡明手冊》表 3.2，由于 58bmpa??:，故選擇6,3,5,8,10,5,frerosokk???????????????2.選擇切削用量（1）銑削深度 p2am（2）決定每齒進給量 zf 采用對稱端銑以提高效率。查《切削用量簡明手冊》表 3.5， zf=0.12~0.18mm/z,因采用不對稱端銑， zf=0.18mm/z。（3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命查《切削用量簡明手冊》表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 1.0~1.2，取 1.2，查《切削用量簡明手冊》表 3.8，由于 01dm?，故刀具壽命 T=180min。（4）決定切削速度 cv及每分鐘進給量 fv查《切削用量簡明手冊》表 3.15，當 01dm?，z=5， p5a?， zf0.18mm/z 時，ct137/minv?， t436/inr?， f t349/inv。各修正系數(shù) mvnvf1.0k?，ssvf0.8k，故c1.0./ikm?fvf.349279n??n6.834./ikr查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4-2-47，取 n=378r/min, fv=300mm/min3.1407/min18.7/in0cd?????z.59/8fvzn?綜上，18φ55： p2.0am?， fv=300mm/min，n=378r/min ， c18.7/minv?， z0.159/fmz?φ176： ， f=235mm/min，n=162r/min， 2， 8精銑（選擇機床 XZ21.4, cmp=14kw, p1.0am?）1.選擇刀具（1）根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.2 選擇 YT15 硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)《切削用量簡明手手冊》表 3.1 p4a?時，端銑刀直徑 08d?， e60a，但 YT15 最小直徑為100mm，所以取 01dm? e8a，查《切削用量簡明手冊》表 3.15 知 z=5（2）銑刀形狀 查《切削用量簡明手冊》表 3.2，由于 58bmpa??:，故選擇6,3,5,8,10,5,frerosokk???????????????2.選擇切削用量（1）銑削深度 p2am（2）決定每齒進給量 zf 采用對稱端銑以提高效率。查《切削用量簡明手冊》表 3.5， zf=0.12~0.18mm/z,因采用不對稱端銑， zf=0.18mm/z。（4）決定切削速度 cv及每分鐘進給量 fv查《切削用量簡明手冊》表 3.15，當 01dm?，z=5， p1.5am?， zf0.18mm/z 時，ct15/minv?， t491/inr?， f t39/inv。各修正系數(shù) vnvf1.0k?，ssvf0.8k，故c .2./ikm?fvf.39134n??n4.089./ikr查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4-2-47，取 n=378r/min, fv=300mm/min3.17/min18.7/in00cd?????19z30.159/78fvmzn???綜上，φ55： p1.0a， fv=300mm/min，n=378r/min ， c18.7/minv?， z0.159/fmz?φ176： 2?， f=235mm/min，n=162r/min， 2， 88~16?圓 錐 面小頭面、大頭面粗車選擇機床 CA6140，雙頂尖定位（2）選擇刀具 ⑴選擇直頭焊接式外圓車刀（可轉(zhuǎn)位）⑵根據(jù)書目【4】表 1.1，由于 CA6140 車床的中心高 200㎜（表 1.31） ，故選刀桿尺寸 B?H=16㎜ 25㎜，刀片厚度 4.5㎜⑶根據(jù)書目【4】表 1.2，粗車帶外皮的鍛件毛坯，選擇 YT5 牌號硬質(zhì)合金車刀⑷車刀幾何形狀 有書目【4】 表 1.3，選擇選擇卷屑槽帶倒棱前刀面， ??60r?，??10'r?， 6o?， ??12o?， 0s?， mr.1??（3）選擇切削用量 ⑴確定切削深度 pa 由于粗加工余量僅為 5㎜，可在一次走刀內(nèi)切完，故 pa=5/2=2.5㎜⑵確定進給量 f 根據(jù)書目【4】表 1.4，f=0.5~0.9 ㎜/r,按 CA6140 車床說明書，選擇 f=0.86㎜/r確定的進給量尚需滿足車床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。根據(jù) CA6140 車床說明書，CA6140 機床進給機構(gòu)允許的進給力 F max?? 3530N 。根據(jù)書目【4】表 1.21，當鋼的強度 MPab670~5?? ， p?2.8㎜，f 1.8 ㎜/r， ??5r?， 6c?m/min（預計）時，進給力為 fF128?。根據(jù)表 1.29-2，切削時 f的修正系數(shù)為0.1KoFf?， 0.1sFf??，201.KrFf??，故實際進給力為f280.142.8???，由于 F f?≤ Fmax，故所選的 f=0.86㎜/r 可用。（3）確定切削速度 c?根據(jù)書目【6】表 5-2， min/5in,/65~0mc??選 擇 ，則105/in198./i3.48cnrrD?????，根據(jù) CA6140 車床說明書，選擇 20/in，則實際切削速度為 .20m/i5.610c?，綜上： pa=2.5㎜，f=0.86㎜/r ， c?=55.26m/min，n=200r/min =2.5㎜，f=0.86mm/r ， =61.3m/min，n=160r/min 半精車 （1）選擇刀具車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。半精車的刀片牌號為 YT15，車刀幾何形狀為 ??45r?， 'r， ??8o?， ?12o?， ?3s? ， mr0.1?（2）選擇切削用量⑴確定切削深度 papa=1.0/2=0.5㎜⑵確定進給量 f 半精加工進給量主要受加工表面粗糙度的限制。根據(jù)書目【4】表 1.6，當表面的粗糙度為 )min(/50,.1,2.3R預 計rma ????? 時， rmf/35.0~?。根據(jù) CA6140 車床說明書，選擇 f/0（3）確定切削速度 c 根據(jù)書目【6】表 5-2，YT15 牌號硬質(zhì)合金車刀加工碳素鋼，21)670~5(250~MPaSb?????硬 度 ， mp2~3.0?， rmf/3.0~1?，13t?m/min，選取 in/1mt?,則n= Dc?=/i4.3/i.483rr?，根據(jù) CA6140 車床說明書，選擇 n=450r/min,則實際切削速度為 .1850/in17.3/min0cn????綜上: pa=0.5㎜，f=0.3㎜/r， c?=117.3m/min，n=400r/min =0.5㎜，f=0.3㎜/r ， =118.2㎜/min，n=320r/min 階梯孔加工機床：由于加工零件是回轉(zhuǎn)體，且加工零件輪廓尺寸不大，故選用車床 C616刀具：硬質(zhì)合金 YT15 類鏜刀 鏜桿 200 B×H =16×25粗鏜 Φ50 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=4/2=2㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.8㎜/r,參照 《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的實際進給量，取 f=0.8㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，工件材料為 45鋼，切削速度 v=40m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×40/(π×50)=254.8r/min參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=248 r/min，由公式（5-1）可求得該工序的實際鉆削速度v=nπd/1000=248×π×50/1000=38.9m/min粗鏜 Φ104 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=5/2=2.5㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.8㎜/r,參照 《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的實際進22給量，取 f=0.8㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，工件材料為 45鋼，切削速度 v=45m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×40/(π×104)=122.5/min參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=120r/min，由公式（5-1 ）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=120 ×π×104/1000=39.2m/min粗鏜 Φ80 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=3/2=1.5㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.8㎜/r,參照 《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的實際進給量，取 f=0.8㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，工件材料為 45鋼，切削速度 v=40m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×40/(π×78)=163.3r/min參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=173r/min，由公式（5-1 ）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=173 ×π×78/1000=42.4m/min半精鏜 Φ80 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=1.5/2=0.75㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.5㎜/r,參照 《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的實際進給量，取 f=0.50㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，工件材料為 45鋼，切削速度 v=90m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×90/(π×79.5)=360.5r/min參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=360r/min，由公式（5-1 ）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=360 ×π×79.5/1000=90.0m/min23精鏜 Φ80 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=0.5/2=0.25㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.2㎜/r,參照 《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的實際進給量，取 f=0.2㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，工件材料為 45鋼，切削速度 v=80m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×80/(π×80)=318.5r/min參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=360r/min，由公式（5-1 ）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=360 ×π×80/1000=90.4m/min加工通孔 φ20機床：選用立式鉆床 Z535(1)鉆孔刀具：高速鋼莫氏錐柄麻花鉆 直徑 φ181)背吃刀量的確定 取 ap=18/2=9㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.2㎜/r3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-22，工件材料為 45鋼，切削速度 v=18m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×18/(π×18)=318.5r/min參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=400 r/min，由公式（5-1）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=400 ×π×18/1000=22.6m/min(2)擴孔刀具：硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆 材料 YT15 直徑 φ19.81)背吃刀量的確定 取 ap=1.8/2=0.9㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-24，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.5㎜/r,參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的實際進給量，取 f=0.43㎜/r.243)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-24，工件材料為 45鋼，切削速度 v=56.5m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×56.5/(π×19.8)=908.7r/min參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=1100 r/min，由公式（5-1）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=1100×π×19.8/1000=68.4m/min(3)粗鉸孔刀具：硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀 材料 YT15 直徑 φ201)背吃刀量的確定 取 ap=0.14/2=0.07㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.6㎜/r,參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的實際進給量，取 f=0.57㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-31，工件材料為 45鋼，切削速度 v=3m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×3/(π×19.94)=47.9r/min參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=68 r/min，由公式（5-1）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=68 ×π×19.94/1000=4.2m/min(4)精鉸孔刀具：硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀 材料 YT15 直徑 φ201)背吃刀量的確定 取 ap=0.06/2=0.03㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.4㎜/r,參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的實際進給量，取 f=0.43㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-31，工件材料為 45鋼，切削速度 v=6m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×6/(π×19.94)=95.8r/min參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=100 r/min，由公式（5-1）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=100 ×π×20/1000=6.3m/min鉆 Φ8 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=8/2=4㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-22，選取該工步的25每轉(zhuǎn)進給量 f=0.1㎜/r,參照表 4-9 所列 Z525 型立式鉆床的實際進給量，取 f=0.1㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-22，工件材料為 45鋼，切削速度 v=22m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×22/(π×8)=875.8r/min參照表 4-9 所列 Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=960r/min，由公式（5-1）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=960 ×π×8/1000=23.5m/min銑鍵槽粗銑選擇機床立式銑床，X51，雙頂尖定位選擇刀具選用高速鋼直柄立銑刀，根據(jù)書目【8】表 2.1-20 刀具尺寸為 3,16???齒 數(shù) 為md?（1）選擇切削用量⑴確定銑削寬度 wa鍵槽寬 mb6?，取銑削寬度 maw4.15?⑵確定被吃刀量 p由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則 map5.3?⑶確定每齒進給量 zf粗銑鍵槽采用粗齒，選齒數(shù) 3??，根據(jù)書目【8】 表 2.1-72，當mdaw16,20???時， zmfz /05.~6.，選取 zfz/06.?（2）確定銑削速度 ?根據(jù)書目【8】表 2.1-93，當mazdpw1,,31in????，時，Wmm???4.0in,/21銑 削 功 率 為?，銑削速度 0n????，則in/18i/164.320rrd????，根據(jù) X51 銑床說明書，選擇 in/380r?，則26實際切削速度為r/min09.1r/in103864.????nd??（3）確定進給速度 f in/4.68min/3806.nfzf ????，根據(jù) X51 銑床說明書，選擇mi/65f綜上： min/380in,/65in,/09.1,/06.,5.3,4.1 rmzfaa fzpw ????? ??精銑機床、刀具均與粗銑相同（1）選擇切削用量⑴確定銑削寬度 wa鍵槽寬 mb6?，取銑削寬度 maw16?⑵確定被吃刀量 p由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則 map2?⑶確定每齒進給量 zf精銑采用細齒選 6??齒 數(shù) ，根據(jù)書目【8】表 2.1-72，當 mdw16,0???時，zmfz /04.~6.?，選取 zmfz/04.（2）確定銑削速度 ?根據(jù)書目【8】表 2.1-93，當mazdpw10,6,1in6?????，時，Wmm???73.0in,/24銑 削 功 率 為?，銑削速度 0n???，則in/4in/16.3201rrd????，根據(jù) X51 銑床說明書，選擇 in/490r?，則實際切削速度為r/min6.24r/i0916.3??d??（3）確定進給速度 f27min/6.17in/4906.mnfzf ????? ，根據(jù) X51 銑床說明書，選擇mi/105f?綜上： min/490in,/105in,/6.24,/04.,2,6 rzfa fzpw ??????4.2 基本工時本次設計選 φ55 外圓粗車計算基本工時，式中 ， 根據(jù)書目【4】表 1.26，車削時的入切量及超切nfLtm????yl,80ml?量 ，則 ，y8.3??.3.80in9.i6.253???nfLtm第 5 章 夾具設計本夾具是工序 80 在立式鉆床上加工 10 個 φ20 通孔，所設計的夾具裝配圖及工序簡圖如圖所示，夾具體零件圖如圖所示28有關說明如下：（1）定位方案 工件以一個夾緊裝置可以限制工件的 4 個自由度，夾緊裝置上表面與零件臺階面限制一個自由度，共限制五個自由度。（2）夾緊機構(gòu) 夾緊機構(gòu)如圖采用定位套。左端夾緊裝置作定位，右端半圓用于壓緊。手動調(diào)節(jié)螺母可實現(xiàn)工件的夾緊與松動。當更換零件時，可將螺母擰出螺栓，螺栓左端由于由一個銷釘控制，可繞銷釘轉(zhuǎn)動，從而可實現(xiàn)零件的更換與裝夾。29（3）對刀裝置（4）夾具與機床連接元件 采用四個標準定位鍵 A18h8 JB/T8016—1999，固定在夾具體底面的四個角的鍵槽中，用于確定鉆床夾具相對于機床進給方向的正確位置。（5）夾具體 工件的定位元件和夾緊元件由連接座連接起來。30（6）使用說明 安裝工件時，擰松定位套下端的螺母直至取出，向下轉(zhuǎn)動螺栓，將工件放入，再將螺栓復位，并擰緊螺母。工件因此而夾緊。（7）結(jié)構(gòu)特點 該夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，即可用于下一道工序，可達到很高的生產(chǎn)效率，成為在立式鉆床上鉆孔的專用夾具。參考文獻1、《機械制造工藝裝備》 曹秋霞主編 機械工業(yè)出版社2、《機械制造工藝基礎》 李長勝主編 機械工業(yè)出版社3、《機械加工工藝設計手冊》 張耀宸主編 航空工業(yè)出版社4、《機床夾具設計》 肖繼德、陳寧平主編 機械工業(yè)出版社5、《機械制造基礎》 劉建亭主編 機械工業(yè)出版社機械制造技術課程設計31任務書題目：設計輸出軸零件的機械加工工藝規(guī)程及鉆 10×Ф20 孔工序的專用夾具內(nèi)容：（1）零件——毛坯合圖 1 張（2）機械加工工藝規(guī)程卡片 1 套（3）夾具裝配圖 1 張（4）夾具體零件圖 1 張（5）課程設計說明書 1 份原始資料：該零件圖樣一張；生產(chǎn)綱領為 8000 件/年；每日一班目錄32第 1 章 零件分析 ……………………………………………11.1 工藝分析 …………………………………………11.2 生產(chǎn)類型的確定 …………………………………1第 2 章 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、繪制毛坯零件合圖…22.1 毛坯選擇 …………………………………………22.2 毛坯尺寸及公差確定 ……………………………22.3 毛坯零件合圖 ……………………………………22.4 定位基準的選擇 …………………………………3第 3 章 零件表面加工方法的選擇…………………………43.1 加工階段的劃分 …………………………………43.2 工藝路線的確定 …………………………………43.3 各工序加工余量的確定 …………………………6第 4 章 確定切削用量及工序時間 ………………………104.1 確定切削用量 ……………………………………10334.2 基本工時 …………………………………………26第 5 章 夾具設計 ……………………………………………27參考文獻 ………………………………………………………29