X6132主轴加工说明书.doc

四川理工学院毕业论文（设计） X6132 主轴加工工艺及夹具设计 学 生：王 庆 学 号：0801103A194 专 业：机械制造及自动化 班 级：机械制造 2008.3 指导教师：赵 虎 四川理工学院机械工程学院 二 O 一二年六月 四四 川川 理理 工工 学学 院院 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目：设计（论文）题目： X6132X6132 主轴加工工艺及夹具设计主轴加工工艺及夹具设计 学院：学院： 机机 械械 工工 程程 专业：专业： 机械制造机械制造 班级：班级： 机制机制 08-308-3 班班 学号：学号： 0801103A1940801103A194 学生：学生： 王王 庆庆 指导教师：指导教师： 赵赵 虎虎 接受任务时间接受任务时间 2012 年年 3 月月 教研室主任教研室主任 （签名）（签名） 学院院长学院院长 （签名）（签名） 1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 1）绘制并审核零件图、毛坯图 2）设计加工工艺并编制工艺规程卡、工序卡 3）设计夹具装配图 4）编制夹具安装调整及使用维护说明书 5）编制设计说明书 2指定查阅的主要参考文献及说明指定查阅的主要参考文献及说明 1）机械设计手册 2）机械加工工艺手册 3）夹具设计手册 4）机床图册 5）其他相关资料 3进度安排进度安排 设 计 各 阶 段 名 称起 止 时 间 1查阅和手机相关资料，绘制零件图 2012.3.1-2012.3.20 2选择毛坯，编制机械加工工艺过程卡和工序卡2012.3.21-2012.4.15 3设计加工过程中所用的专用夹具2012.4.16-2012.5.1 4绘制总装配图、夹具图、零件图2012.5.2-2012.5.31 5设计说明书编制2012.6.1-2012.6.4 6检查、修改、答辩准备2012.6.5-2012.6.13 四川理工学院毕业设计（论文） I 摘 要 本设计主要包括两方面的内容，即 X6132 主轴加工工艺规程设计以及主轴典型加 工工序的夹具设计。本文介绍了设计的目的、意义，主轴的作用和工艺分析，其次确 定毛坯尺寸，然后进行了工艺规程设计，最后对磨削锥度为 7:24 的内孔的加工工序进 行了夹具设计。 首先对主轴零件的运动、受力情况、常见的疲劳破坏形式以及结构特点进行工艺 分析，在此基础上对零件加工要求进行分析，最终确定毛坯材料，选择定位基准，并 留出适当的加工余量。综合上述分析可以制定出零件加工工艺路线。得到工艺路线以 后，需要对切削用量等具体参数进行计算，并根据计算结果选择机床、验算机床功率。 此外，计算加工过程中的机动时间和辅助时间也是必不可少的。 然后，设计专用夹具。专用夹具可以提高劳动生产率，降低劳动强度，更能有效 地提高产品的精度、减少废品，所以夹具设计的优劣也影响到产品的质量。因此，本 文介绍了夹具的分类类型，对各夹具方案进行对比分析，最终确定了磨削锥度为 7:24 内孔的夹具设计。在夹具的设计的过程中，本文参考了一些既有的成果，对定位和夹 持的结构进行了反复对比，确定出了夹具的具体结构形式，并绘制了主轴零件图、夹 具图、装配图，编写了工艺卡片。 关键词：主轴；加工工艺；夹具；设计；计算 四川理工学院毕业设计（论文） II ABSTRACT The design includes two aspects, namely, the X6132-spindle machining process planning and fixture design of typical spindle machining process. This article describes the role and process analysis of the design purpose, significance, spindle, followed to determine the rough size, then the process planning and fixture design, and finally inside the hole machining processes grinding taper is 7:24. First, the movement of the spindle part, by the force of circumstances, the common fatigue failure modes and structural features for process analysis, parts processing requirements on this basis, to finalize the rough materials, select locating datum, and allow appropriate processing I volume. The above analysis can be worked out parts processing line. Get process route to calculate the specific parameters of the cutting parameters, machine tools, checking the machine power, and selected according to the results. In addition, the motor time and auxiliary time in the calculation process is also essential. Then, design of special fixture. Special fixtures can improve labor productivity, reduce labor intensity, more effective to improve the accuracy of the product, reduce waste, and the pros and cons of the fixture design also affects the quality of the product. Therefore, this article describes the classification of types of fixtures, each fixture program were analyzed, and ultimately determine the grinding taper of 7:24 within the holes fixture design. In the fixture design process, this article made reference to some existing results, repeated contrast to the positioning and clamping structure, determine the specific structure of the fixture, and draw the spindle parts diagram, fixture and assembly drawing , the preparation process card. Keywords: spindle; process; fixture; design; calculation 四川理工学院毕业设计（论文） 目 录 摘摘 要要.I ABSTRACTII 第第 1 章章 引引 言言.1 第第 2 章章 X6132 主轴零件分析主轴零件分析.2 2.1 零件的作用零件的作用2 2.2 零件的工艺分析零件的工艺分析.3 第第 3 章章 工艺规程的设计工艺规程的设计.4 3.1 确定毛坯、绘制毛坯简图确定毛坯、绘制毛坯简图.4 3.2 拟定主轴工艺路线拟定主轴工艺路线.5 3.3 加工余量、工序尺寸及公差的确定加工余量、工序尺寸及公差的确定.9 3.4 确定各工序所用机床和工艺装备确定各工序所用机床和工艺装备12 3.5 切削用量和工时的计算切削用量和工时的计算12 第第 4 章章 专用夹具设计专用夹具设计.34 4.1 问题的指出问题的指出34 4.2 夹具设计夹具设计.34 第第 5 章章 结束语结束语.37 参考文献参考文献.38 致致 谢谢.39 四川理工学院毕业设计（论文） 1 第 1 章 引 言 本次设计是在我们学完了大学的全部基础课程、技术基础课以及大部分专业课之 后进行的。是将机械专业学生在大学期间所学的知识结构进行重新整合，让学生把课 本知识与工程问题相结合，在掌握一定的设计方法体系和规范的前提下，进行综合运 用的一次实践，是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接, 是培养学生创新能力的重要环节。通过该毕业设计，掌握较复杂零件的机械加工工艺 规程的制定以及夹具的设计，特别是学习如何分析、解决实际问题，接受实际的工程 训练。因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位，具有重要的现实意义。 本设计中，主要完成的内容包括两大块：工艺规程的设计和夹具的设计。而围绕 这两大块又完成了若干其他工作，如绘图、拟定工艺路线、填写工艺卡片、设计专用 夹具，还包括撰写设计说明书等。我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工 作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为以后工作打下 一个良好的基础。 由于知识和经验有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 第 2 章 X6132 主轴零件分析 2 第 2 章 X6132 主轴零件分析 2.1 零件的作用 本次设计所给的零件是 X6132 卧式万能铣床的主轴，该零件是用于转动铣刀的部 件,主要作用是转递扭矩使铣刀获得旋转的动力。该主轴是空心的，前端有一个 7:24 的 内锥孔，用于安装铣刀杆和刀具，铣刀的刀杆或刀柄与主轴要有很好的同轴度，同时 保证轴的大端面与轴心线的垂直度。 2.1.1 支承支承轴颈轴颈 主轴两主支承轴颈和，与圆锥滚子轴承配合，尺寸公差等级均为 018 . 0 003 . 0 90 006. 0 007 . 0 - 65 IT5，表面粗糙度值 Ra 均为 0.4m。主轴辅助支承与滚动轴承配合，用以008 . 0 50 提高主轴刚性和回转精度。其对支承轴颈和径向的圆跳动公差为 018. 0 003 . 0 90 006. 0 007 . 0 - 65 0.01mm，尺寸公差等级为 IT6，表面粗糙度 Ra 为 0.4m。三个支承轴颈支承在主轴箱 孔上，配合一致性和互换性的要求很高。因为主轴支承轴颈是用来安装支承轴承，是 主轴部件的装配基准面，所以它的制造精度直接影响到主轴部件的回转精度。轴颈的 圆度和同轴度将引起主轴回转误差，影响被加工工件的精度，必须严格控制。 2.1.2 端部端部锥锥孔孔 主轴头部 7:24 锥孔是用来安装夹具的定位面的。可安装顶尖，也可安装刀具。其 对支承轴颈和径向的圆跳动公差，近主轴端公差为 0.005，距离主 018 . 0 003 . 0 90 006 . 0 007 . 0 - 65mm 轴端 300处公差为 0.01。锥面的接触率70%，表面粗糙度 Ra 为 0.4m，硬度mmmm 要求 HRC45-50。该锥孔是用来安装顶尖或工具锥柄的，若主轴锥孔的轴心线与支承轴 颈线的轴心线不重合，将使被加工工件产生同轴度误差。 2.1.3 装配装配轴颈轴颈 主轴上共安装两个齿轮，装配轴颈和对支承轴颈和 05 . 0 0 88 0 022 . 0 - 80 018. 0 003 . 0 90 径向的圆跳动公差为 0.01mm, 表面粗糙度 Ra 为 0.8m，尺寸公差等级为 006 . 0 007 . 0 - 65 IT6。由于这两个轴颈是与齿轮孔相配合的表面，对支承轴颈应有一定的同轴度要求， 否则引起主轴传动啮合不良，当主轴转速很高时，还会影响齿轮传动平稳性并产生噪 声。加工工件时，会在工件表面产生重复出现的震纹，精加工是尤为明显。 2.1.4 轴轴向向锁紧锁紧 四川理工学院毕业设计（论文） 3 主轴外圆上有两段螺纹，M642 和 M722，用于轴承等零部件的轴向锁紧。主 轴上螺旋面的误差是造成压紧螺母端面跳动的原因之一，所以应控制螺纹的加工精度。 当主轴上压紧螺母的端面跳动过大时，会使被压紧的滚动轴承内环的轴心线产生倾斜， 从而引起主轴的径向圆跳动。因此，控制螺纹端面（向主轴头一面）对支承轴颈 和径向的圆跳动度公差为 0.01mm。 018 . 0 003 . 0 90 006 . 0 007 . 0 - 65 2.2 零件的工艺分析 从零件图和零件各部分作用分析看出：X6132 铣床主轴加工面较多，包括内外圆、 内外锥、键槽、螺纹等，而且尺寸精度、形位精度以及表面粗糙度要求均较高，部分 表面还需要表面淬火。 在工作中，主轴不但承受扭转力矩，而且承弯曲力矩。所以要求机床主轴具有足 够的刚度、运动准确、抗震、表面耐磨等。由零件图可知，该主轴是空心轴，呈阶梯 状，前端有 7：24 精密锥孔和精密定心外圆柱面。主轴端面有两个端面键，铣刀锥柄 上会相应地开有与端面键相配的缺口，以使主轴通过端面键传递扭矩。刀具或刀杆以 锥柄与锥孔相配合定心，并由从尾部穿过中心孔的拉杆拉紧。 该主轴零件图的视图正确、完整，尺寸、公差及技术都符合要求。但是，零件的 加工过程，需要有较高垂直度和径向跳动误差，7：24 的内锥孔表面粗糙度需要较小值， 各装配基面要求有一定的尺寸精度，否则会影响机器设备的性能和精度。由于零件的 结构较规则，加工时不需要较复杂且专用夹具就能准确的定位，并保持适当的夹紧力。 零件材料为 45 钢，考虑到主轴经常作顺逆时针方向的旋转带动铣刀切削和转速常 变化，故在工作过程中常交变扭矩，这样就需要对毛坯进行锻造，在经过锻打后，材 料内部纤维组织分布均匀，抗压抗扭强度提高，保证零件工作可靠性；耐磨性,耐热性 也大大提高。 第 3 章 工艺规程的设计 4 第 3 章 工艺规程的设计 3.1 确定毛坯、绘制毛坯简图 3.1.1 选择选择毛坯毛坯 根据零件工作情况，零件材料为 45 号钢，它是最常见的材料，其优点是：价格便 宜，用途广泛，力学性能好，工艺性好。由于该主轴零件为空心且外圆直径相差较大 的阶梯轴，要承受循环载荷和冲击载荷，为增强主轴的强度和冲击韧度，获得纤维组 织，毛坯选用锻件。该主轴的外形尺寸简单，大批量生产,为提高生产率和锻件精度， 宜采用模锻方法制造毛坯。 3.1.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 为简化模锻毛坯的外形，将毛坯分为三段，即两件图上为一段； 0 018 . 0 - 57.128 到为一段；到为一段。毛坯的尺寸就可以根据、 018 . 0 003. 0 90 0 022 . 0 - 8073 0 17 . 0 - 48 0 018 . 0 - 57.128 和来确定。 018 . 0 003. 0 90 76 查机械加工工艺设计员手册表 5-9、表 5-10、表 5-12、表 5-13。 名义直径（mm） 加工方法 加工余量（mm） 粗车 2Z=6 0 018 . 0 - 57.128 半精车 2Z=1.1 粗磨 2Z=0.4 精磨 2Z=0.1 粗车 2Z=6 018 . 0 003 . 0 90 半精车 2Z=1.2 粗磨 2Z=0.5 精磨 2Z=0.1 粗车 2Z=676 半精车 2Z=1.4 1、工件直径，公差为 0.018，机械加工总余量为：6+1.1+0.4+0.1=7.6 0 018 . 0 - 57.128 毛坯尺寸为mm188.136 2、工件直径，公差为 0.015，机械加工总余量为：6+1.2+0.5+0.1=7.8 018 . 0 003 . 0 90 毛坯尺寸为mm815.97 四川理工学院毕业设计（论文） 5 3、工件直径，机械加工总余量为：6+1.4=7.476 毛坯尺寸为mm 4 . 83 查简明金属切削计算手册表 4-6 则 43 . 0 57.128/55/ 11 DL65 1 L140 1 D 则 8 . 290/255/ 22 DL255 2 L100 2 D 则 2 . 576/395/ 33 DL405 3 L85 3 D 则毛坯的直径分别为 140mm、100mm 和 85mm，毛坯的长度为 725mm。 3.1.3 绘绘制主制主轴锻轴锻件毛坯件毛坯简图简图 X6132 主轴零件的模锻毛坯如图所示： 3.2 拟定主轴工艺路线 3.2.1 定位基准的定位基准的选择选择 主轴加工中，为了保证各主要表面的相对位置精度，应遵循“基准重合” 、 “基准 统一”和“互为基准”等重要原则来选择定位基准，并能通过一次装夹尽可能加工出 多的表面。 由于主轴外圆表面的设计基准是主轴轴心线，根据“基准重合”原则，选择主轴 两端的顶尖孔作为精基准面。用顶尖孔定位，能在一次装夹中将多个外圆表面及其端 面加工出来，有利于保证加工面间的位置精度。所以，主轴粗车前应先加工顶尖孔。 为保证支撑轴颈与主轴内锥面的同轴度，宜按“互为基准”的原则选择基准面。 所以，外圆表面粗加工，以顶尖孔定位；外圆表面半精加工，以顶尖孔定位；钻 通孔，以粗加工过的外圆表面定位；锥孔粗加工，以半精加工的外圆表面定位，加工 后配锥堵；外圆表面精加工，以锥堵顶尖孔定位；锥孔精加工，以精加工外圆表面定 位。 3.2.2 加工方法的确定加工方法的确定 第 3 章 工艺规程的设计 6 零件外表面 Ra 值 6.30.4m，内孔 Ra 值 6.30.4m。 查典型零件加工工艺与实例 表 1-3，外圆柱面的加工方案：粗车半精车粗磨精磨，IT67 级，Ra 值 0.40.1m。 表 1-4，孔的加工方案：粗车半精车粗磨精磨，IT67 级，Ra 值 0.40.1m。 表 1-5，平面加工方案：粗车半精车精车，IT67 级，Ra 值 3.20.8m。 粗铣精铣，IT79 级，Ra 值 12.51.6m。 3.2.3 加工加工阶阶段的划分段的划分 3.2.3.1 划分准则划分准则 1、粗加工阶段 （1）毛坯处理 毛坯备料、锻造和正火 （2）粗加工 车或铣端面、钻中心孔和粗车外圆等。 主要目的：用大的进给量切除大部分余量，把毛坯加工至接近工件的最终形状和 尺寸，只留下少量的加工余量。同时还可以及时发现毛坯的裂缝等缺陷。 2、半精加工阶段 （1）半精加工前热处理 对于 45 钢，一般采用正火和调质处理（220240HBS） ， 65Mn 采用退火和调至处理等。 （2）半精加工 达到一定的精度，留下精加工余量，为精加工工作准备， 尤其是为精加工做好准备。对一些要求不高的表面，可在这个阶段达到图纸规定的要 求。 主要目的：车出工艺基准，半精车外圆、端面和钻孔。 3、精加工阶段 （1）精加工前热处理，如淬火。 （2）精加工前各非重要表面加工，如粗磨外圆、铣键槽和花键、车螺纹等。 （3）精磨外圆（或内外锥面） ，以保证轴的最重要表面的精度。 主要目的：把各个表面都加工到图纸规定的要求。 3.2.3.2 该零件加工工序的具体划分该零件加工工序的具体划分 则该零件加工过程大致划分为三个阶段：粗加工半精加工精加工。 调质前的工序为粗加工阶段，包括：备料、热处理、铣端面、打顶尖孔、粗车外 圆等；调质处理后至表面淬火前的工序为半精加工阶段，包括：半精车外圆，钻通孔， 四川理工学院毕业设计（论文） 7 车锥面、锥孔，钻大头端面各孔，精车外圆等；表面淬火后工序为精加工阶段，包括： 精铣键槽，粗、精磨外圆、锥面、锥孔等。工艺要求较高的支承轴颈和 7:24 锥孔的精 加工，则应在最后进行。整个主轴加工的工艺过程，是以主要表面（特别是支承轴颈） 的加工为主线，穿插其它表面的加工工序组成的。 这样安排的优点是：粗加工时切除大量金属是产生的变形，可以在半精加工和精 加工中去掉。而主要表面放在最后，可不受其它表面加工的影响，并方便安排热处理 工序，有利于机床的选择。 3.2.4 工序工序顺顺序的安排序的安排 工序顺序的安排主要根据基面先行、先面后孔、先粗后精、先主后次的原则。 3.2.4.1 热处理的安排热处理的安排 主轴毛坯锻造后，一般安排正火处理。其目的是，消除锻造残余应力，改善金属 组织，降低硬度，改善切削加工性能。 粗加工后、半精加工前，安排调质处理。其目的是获得均匀细致的索氏体组织， 提高零件的综合力学性能，以便在表面淬火时得到均匀致密的硬度层，并使硬化层的 硬度由表面向中心逐渐降低。同时索氏体的金属结构经加工后，表面粗糙度较细。 半精加工后、精加工前，对大端 7:24 锥孔及 25.415 槽安排高频淬火。其目的是提 高工件硬度和耐磨性。 3.2.4.2 外圆表面的加工顺序外圆表面的加工顺序 在加工外圆柱表面时，为避免降低工件刚度，应先加工大直径外圆后才加工小直 径外圆，以免一开始就降低工件刚度。 3.2.4.3 深孔加工深孔加工 深孔加工应安排在调质处理后进行，因为调质处理工件变形大，如果加工深孔安 排在调质处理前，由调质引起的深孔弯曲变形就无法修正，会造成主轴高速转动的不 平衡。 深孔加工还应安排在外圆的半精加工之后进行，以便有一个较精确的轴颈作定位 基面，保证深孔与外圆同心以及主轴壁厚均匀。 3.2.4.4 次要表面的加工安排次要表面的加工安排 主轴上的键槽、螺纹等次要表面的加工，一般安排在外圆精车后。这是因为在车 削加工是断续切削会产生振动，既影响加工质量，又容易损坏刀具；同时也难以控制 键槽的尺寸要求。 对于主轴螺纹，由于其有较高工艺要求，如果安排在淬火前加工，淬火后产生的 第 3 章 工艺规程的设计 8 变形会影响螺纹和支承轴颈的同轴度。因此，车螺纹宜放在主轴局部淬火之后进行。 3.2.4.5 主轴锥孔的磨削主轴锥孔的磨削 主轴锥孔对主轴支承轴颈的圆跳动和锥孔与锥柄的接触率是机床的主要精度指标， 因此锥孔磨削是主轴加工的关键之一。所以，为了避免其他工序对内锥孔精度的影响， 内锥孔磨削应安排在精加工的最后。 3.2.5 工工艺艺路路线线的确定的确定 3.2.5.1 工艺路线方案的拟定工艺路线方案的拟定 根据加工顺序安排情况，以及主轴的结构、技术要求、生产批量和设备条件等， 拟定如下三种方案的工艺路线。 方案一：外表面粗加工钻深孔外表面精加工锥孔粗加工锥孔精加工 方案二：外表面粗加工钻深孔锥孔粗加工锥孔精加工外表面精加工 方案三：外表面粗加工钻深孔锥孔粗加工外表面精加工锥孔精加工 3.2.5.2 工艺路线方案的比较、分析工艺路线方案的比较、分析 以上加工方案大致看来还是合理的，但通过仔细考虑零件的技术要求及可采取的 加工手段之后，就会发现仍有问题。 方案一：锥孔粗加工时，由于要用已精加工过的外圆表面作为精基准面，会破坏 外圆表面的精度和粗糙度，所以此方案不宜采用。 方案二：精加工外圆表面时，还要再插上锥堵，这样会破坏锥孔精度。另外，在 加工锥孔时，不可避免的会有加工误差（锥孔的磨削条件比外圆磨削条件差，再加上 锥堵本身的误差等，就会造成外圆表面和内锥面的不同轴） ，故此方案也不易采用。 方案三：锥孔精加工时，虽然也要用已加工过的外圆表面作为精基准面，但由于 锥面精加工的加工余量已很小，磨削力不大；同时锥孔的精加工已处于轴加工的最终 阶段，对外圆表面的精度影响不大；加上这一方案的工序顺序，可以采用外圆表面和 锥孔互为基准，交替使用，能逐步提高同轴度。所以此方案可以采用。 3.2.5.3 工艺路线方案的确定工艺路线方案的确定 根据零件的工艺要求和尺度精度要求，查机械加工工艺设计员手册表 4-5 至 表表 4-24，以及表 4-31，综合考虑后，拟定工艺路线如下： 工序 1：备料 工序 2：模锻 工序 3：热处理（正火） 工序 4：车端面 四川理工学院毕业设计（论文） 9 工序 5：钻中心孔: 工序 6：粗车各外圆 工序 7：热处理（调质至 220240HBS） 工序 8：半精车大、小端面，各外圆面、退刀槽和越程槽，倒角 工序 9：钻通孔29 工序 10：车大端 7:24 锥孔和内孔42 工序 11：扩小端内孔38 工序 12：铣大端面上 25.415 槽至尺寸 工序 13：加工大端面上 2-M12、4-M16 的 6 个螺纹孔 工序 14：热处理（淬火）大端 7：24 锥孔及 25.415 槽 工序 15：粗磨、和外圆906550 工序 16：粗磨 1:15 外圆锥面 工序 17：粗、精铣键槽至尺寸 工序 18：车 7:24 内锥孔内侧面，车 M642、M762 螺纹（配螺母） 工序 19：精磨、和外圆906550 工序 20：精磨 1:15 外圆锥面 工序 21：粗磨大端 7:24 内锥孔 工序 22：精磨大端 7:24 内锥孔 工序 23：倒角去毛刺 工序 24：检验 工序 25：入库 3.3 加工余量、工序尺寸及公差的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程 ，由表 2-22、表 2-23，确定端面加工余 量；由表 2-16表 2-19，确定外圆表面加工余量；由表 2-26、表 2-27，确定槽的加工 余量；由表 2-28表 2-34，确定孔的加工余量；由表 2-29，确定螺纹加工余量。 3.3.1 端面加工端面加工 3.3.1.1 加工大端面加工大端面 粗车 Z =1.4mm 精车 Z=2.8mm 3.3.1.2 加工小端面加工小端面 第 3 章 工艺规程的设计 10 粗车 Z=1.2mm 精车 Z=2.4mm 3.3.2 外外圆圆表面加工表面加工 3.3.2.1 加工外圆加工外圆 0 018 . 0 - 57.128 毛坯 140 粗车 2Z=9.83mm17.130 半精车 2Z=1.1mm07.129 粗磨 2Z=0.4mm67.128 精磨 2Z=0.1mm 0 018 . 0 - 57.128 3.3.2.2 加工外圆加工外圆 018 . 0 003 . 0 90 毛坯 100 粗车 2Z=8.2mm 8 . 91 半精车 2Z=1.2mm 6 . 90 粗磨 2Z=0.5mm 1 . 90 精磨 2Z=0.1mm 018 . 0 003 . 0 90 3.3.2.3 加工外圆加工外圆 0 054 . 0 - 89 已粗车至 8 . 91 粗车 2Z=1.6mm 2 . 90 半精车 2Z=1.2mm 0 054 . 0 - 89 3.3.2.4 加工加工 1:15 外圆锥面大端外圆锥面大端 已粗车至 8 . 91 粗车大端 2Z=2mm 8 . 89 半精车大端 2Z=1.2mm 6 . 88 粗磨大端 2Z=0.5mm 1 . 88 精磨大端 2Z=0.1mm 05 . 0 0 88 3.3.2.5 加工外圆加工外圆 0 02 . 0 - 80 已粗车至 8 . 91 粗车 2Z=10mm 8 . 81 半精车 2Z=1.2mm 6 . 80 粗磨 2Z=0.5mm 1 . 80 精磨 2Z=0.1mm 0 02 . 0 - 80 四川理工学院毕业设计（论文） 11 3.3.2.6 加工加工 M76-2 外圆外圆 毛坯85 粗车 2Z=7.6mm 4 . 77 半精车 2Z=1.4mm76 3.3.2.7 加工外圆加工外圆 006 . 0 007 . 0 - 65 已粗车至 4 . 77 粗车 2Z=10.4mm67 半精车 2Z=1.4mm 6 . 65 粗磨 2Z=0.5mm 1 . 65 精磨 2Z=0.1mm 006 . 0 007 . 0 - 65 3.3.2.8 加工外圆加工外圆008 . 0 50 已粗车至 4 . 77 粗车 2Z=25.4mm52 半精车 2Z=1.4mm 6 . 50 粗磨 2Z=0.5mm 1 . 50 精磨 2Z=0.1mm008 . 0 50 3.3.2.9 加工外圆加工外圆 0 17 . 0 - 48 已粗车至 4 . 77 粗车 2Z=28.1mm 3 . 49 半精车 2Z=1.3mm 0 17 . 0 - 48 3.3.3 孔加工孔加工 3.3.3.1 加工通孔加工通孔4 . 029 钻孔26 扩孔 2Z=3mm4 . 029 3.3.3.2 加工小端孔加工小端孔 039 . 0 0 38 已扩孔至4 . 029 粗车 2Z=8.7mm 7 . 37 扩孔 2Z=0.3mm 039 . 0 0 38 3.3.3.3 加工大端孔加工大端孔42 已钻孔至4 . 029 粗车 2Z=12mm41 第 3 章 工艺规程的设计 12 精车 2Z=0.5mm 5 . 41 粗磨 2Z=0.4mm 9 . 41 精磨 2Z=0.1mm42 3.3.3.4 加工大端加工大端 7:24 内锥孔内锥孔 大头尺寸，底孔85.6942 粗车 2Z=27.05mm05.69 精车 2Z=0.3mm35.69 粗磨 2Z=0.25mm 6 . 69 精磨 2Z=0.15mm85.69 3.3.3.5 加工加工螺纹孔螺纹孔16 钻孔 15 扩孔 2Z=0.85mm85.15 铰孔 2Z=0.15mm16 攻丝 3.3.3.6 加工加工螺纹孔螺纹孔12 钻孔 11 扩孔 2Z=0.85mm85.11 铰孔 2Z=0.15mm12 攻丝 3.3.4 槽加工槽加工 铣键槽铣键槽 13516 粗铣 2Z=3mm 精铣 2Z=1.5mm 3.4 确定各工序所用机床和工艺装备 由于该零件生产规模为大批量生产，根据零件的结构特点和技术要求，选用通用 机床和专用夹具较为合适。 各工序所用机床和工艺装备确定如下：车端面、车外圆、车内孔、车螺纹， CA6140 普通车床、三爪卡盘；钻中心孔，ZC35A、通用夹具；钻通孔等孔加工， Z3025、通用夹具；铣键槽，X6132、通用夹具；磨外圆表面，M1432B、通用夹具； 磨内锥孔，M2110A、专用夹具。 四川理工学院毕业设计（论文） 13 3.5 切削用量和工时的计算 3.5.1 车车端面端面 3.5.1.1 加工条件加工条件 机床选择：CA6140 卧式车床 刀具选择：刀具材料 YT15 刀杆尺寸 2030(mmmm) 刀具角度 主偏角 Kr=90前角=5刃倾角=0 o s 刀尖圆弧半径=0.5mm 查机床加工工艺手册表 12-7。 3.5.1.2 切削参数切削参数 查机械制造技术基础课程设计指导教程表 5-2 （1）被吃刀量的确定 大端：粗车=5.8mm，精车=1.4mm p a p a 小端：粗车=6.4mm，精车=1.2mm p a p a （2）进给量的确定 大端：粗车 f=0.7 mm/r，精车 f=0.4 mm/r 小端：粗车 f=0.7 mm/r，精车 f=0.4 mm/r （3）切削速度的确定 查表取粗车速度 V=60m/min，精车速度 V=100m/min 转速（r/min）计算公式，则： d v n 1000 min/49.136 14014 . 3 6010001000 r d v n 粗大 min/8 .224 rn 粗小 min/48.227rn 精大 min/67.374rn 精小 查机械加工工艺手册表 3.1-18，分别取转速为粗加工 250r/min，精加工 400r/min。 则实际切削速度： min/ 9 . 109 1000 25014014 . 3 1000 r dn v 粗大 min/73.66rv 粗小 min/84.175rv 精大 min/76.106rv 粗小 （4）查金属机械加工工艺设计手册表 5-1，实体的端面切削工时计算公式： i nf L T 0321 2 lll d L 第 3 章 工艺规程的设计 14 同时查表 5-3、表 5-6 粗加工工时： =85mm =0 =2 =5 L=49.5 小 d 1 l 2 l 3 l =140mm =0 =2 =5 L=77 大 d 1 l 2 l 3 l min495 . 0 2 4005 . 0 5 . 49 1 小 Tmin232 . 1 2 2505 . 0 77 1 大 T 精加工工时： =85mm =0 =1 =5 L=48.5 小 d 1 l 2 l 3 l =140mm =0 =1 =5 L=76 大 d 1 l 2 l 3 l min162 . 0 1 5006 . 0 5 . 48 2 小 Tmin396 . 0 1 3206 . 0 76 2 大 T 切削工时的计算：=0.495+0.162=0.675min =1.232+0.396=1.628min 小 T 大 T 3.5.2 钻钻中心孔中心孔 3.5.2.1 加工条件加工条件 机床选择：ZC35A 摇臂钻床 加工要求：查机械加工工艺手册表 4.3-2，确定加工 A 型中心孔 3.5.2.2 切削参数切削参数 查机械加工工艺设计实用手册表 15-39，进给量 f=0.08mm/r，切削速度 V=18m/min min/2230 5 . 2 1810001000 r d V n 查机械加工工艺手册表 2.5-7，取=2000r/min，则 实 nmin/ 7 . 15 mV 实 3.5.2.3 切削工时切削工时 查金属机械加工工艺设计手册表 5-1，钻中心孔工时计算公式： nf ll T 1 0r K d lcot 2 1 同时查表 5-9，表 5-10 min0375 . 0 200008 . 0 15 T 3.5.3 粗粗车车外外圆圆 四川理工学院毕业设计（论文） 15 3.5.3.1 加工条件加工条件 机床选择：CA6140 卧式车床 刀具选择：刀具材料 YT15 刀杆尺寸 2030(mmmm) 刀具角度 主偏角 Kr=90前角=15刃倾角=0后角=5 o s 0 刀尖圆弧半径=0.5mm 查机床加工工艺手册表 12-7。 3.5.3.2 各粗车外圆工序切削参数各粗车外圆工序切削参数 （1）粗车）粗车外圆外圆 0 17 . 0 - 48 外圆同时应校验机床功率及进给机构强度 l=35mm，切削单边余量 Z=4.6mm 查机械加工工艺手册表 15-10，选用 f=0.6mm/r 查机械加工工艺手册表 8.4-8，取 V=110m/min 确定主轴转速：min/ 5 . 358 1000 r d V n 按机床选取 n=350r/min,所以实际切削速度：min/ 9 . 98 mV 实 检验机床功率： 主切削力按机械加工工艺手册表 8.4-10 所示计算： Z F Z z F z F z F Z F nyx pFC kVfaCF 其中：=2650，=1.0，=0.75，=-0.15 Z F C Z F x Z F y Z F n 94 . 0 ) 650 ( nf F b k Z 所以 =2876.5N C F 切削时消耗功率 =6.32kw 4 106 VF P c C 查机械加工工艺实用手册 ，卧式车床 CA6140 主电机功率为 7.5kw，所以机床 主轴功率足够可以正常加工。 检验机床进给系统强度 已求得主切削力=2876.5N，查机械加工工艺手册表 8.4-10 C F 径向切削力： P F y y F y F y F y F nyx pFP KVFaCF 第 3 章 工艺规程的设计 16 式中：=1950，=0.9，=0.6，=-0.3 y F C y F x y F y y F n 897 . 0 650 600 650 135 ）（）（ nf nb V y F 所以=640.635N5 . 0897 . 0 9 . 986 . 06 . 41950 3 . 06 . 09 . 0 Fp 轴向切削力： f F y y F y F y F y F nyx PFf KVfaCF 式中：， 2880 y F C0 . 1 y F x5 . 0 y F y4 . 0 y F n17 . 1 y F K 923 . 0 ) 650 600 () 650 ( 0 . 1 fy Fn nb V 轴向切削力：=1376.5N17 . 1 923 . 0 9 . 986 . 06 . 42880 4 . 005 . 0 f F 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 =0.1 则机床切削力在纵向进给方向对进给机构的作用为： )( PCf FFFF =1376.5+0.1(2876.5+640.635) =1728.2N 查切削手册表 1.10，机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为 3530N 见，故 机床进给系统可正常工作。 切削工时计算 查机械加工工艺手册表 2.5-3，切削工时计算公式： ，其中， nf lll T 21 0 35l2 1 l0 2 l 所以，切削工时 T=0.48min （2）粗车）粗车外圆外圆008 . 0 50 切削深度，单边余量 Z=5mm 共进行 6 次切削 查机械加工工艺手册表 15-10，可选用 f=0.6mm/r 查机械加工工艺手册表 8.4-8，取 V=132m/min 确定主轴转速：min/ 5 . 358 1000 r d V n 按机床选取 n=430r/min,所以实际切削速度：min/128mV 实 四川理工学院毕业设计（论文） 17 检验机床功率 查机械加工工艺手册表 8.4-10，主切削力，消耗功率=3.32kwNFC 5 . 1473 C P 查机械加工工艺实用手册 ，卧式车床 CA6140 主电机功率为 7.5kw，所以机床 主轴功率足够，可以正常加工。 检验机床进给系统强度 已求得主切削力，径向切削里按机械加工工艺手册表 8.4-10NFC 5 . 1473 P F 所示公式计算：=331N5 . 0897 . 0 9 . 986 . 06 . 41950 3 . 06 . 09 . 0 Fp 轴向切削力：=772.7N17 . 1 923 . 0 9 . 986 . 06 . 42880 4 . 005 . 0 f F 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 =0.1 则机床切削力在纵向进给方向对进给机构的作用为：=987.5N)( PCf FFFF 查切削手册表 1.10，机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为 3530N 见，故 机床进给系统可正常工作。 切削工时计算 查机械加工工艺手册表 2.5-3，切削工时计算公式： ，其中， nf lll T 21 0 77l2 1 l0 2 l 所以，切削工时 T=1.537min （3）粗车）粗车外圆外圆58 切削深度，单边余量 Z=3.5mm 共进行 4 次切削 查机械加工工艺手册表 15-10，可选用 f=0.6mm/r 查机械加工工艺手册表 8.4-8，取 V=125m/min 确定主轴转速：min/375 1000 r d V n 按机床选取 n=430r/min,所以实际切削速度：min/6 .135 mV 实 切削工时计算 查机械加工工艺手册表 2.5-3，切削工时计算公式： ，其中， nf lll T 21 0 315l2 1 l4 2 l 所以，切削工时 T=3.73min （4）粗车）粗车 M642 外圆外圆 切削深度，单边余量 Z=3.5mm 共进行 3 次切削 查机械加工工艺手册表 15-10，可选用 f=0.6mm/r 第 3 章 工艺规程的设计 18 查机械加工工艺手册表 8.4-8，取 V=125m/min 确定主轴转速：min/375 1000 r d V n 按机床选取 n=430r/min,所以实际切削速度：min/6 .135 mV 实 检验机床功率 查机械加工工艺手册表 8.4-10，主切削力，消耗功率 NFC23.1783 =4.86kw C P 查机械加工工艺实用手册 ，卧式车床 CA6140 主电机功率为 7.5kw，所以机床 主轴功率足够，可以正常加工。 切削工时计算 查机械加工工艺手册表 2.5-3，切削工时计算公式： ，其中， nf lll T 21 0 23l2 1 l4 2 l 所以，切削工时 T=0.34min （5）粗车）粗车外圆外圆 006 . 0 007 . 0 - 65 切削深度，单边余量 Z=3.5mm 共进行 2 次切削 查