C620车床尾架套筒的加工工艺、夹具及CNC程序编制

C620车床尾架套筒的加工工艺、夹具及CNC程序编制摘要：本次设计的课题为C620车床尾架套筒的加工工艺、夹具及CNC程序编制。车床尾架套筒是与车床尾座体装配的零件，主要作用是加工长轴时，用于防止因装夹误差发生径向跳动，因此尾座套筒的加工质量将直接影响到车床所加工工件的质量。本次设计旨在保证质量提高加工效率，文中首先对其零件图进行工艺分析，确定毛坯类型及毛坯尺寸，制定合理的工艺路线，为保证加工质量，提高生产效率，降低劳动强度，在加工键槽及钻外圆孔时需设计专用夹具进行装夹，本文只对其铣键槽的夹具设计进行详细讲解。关键词：尾架套筒加工工艺数控编程夹具设计IMachiningprocess,jigandCNCprogramofC620lathetailbracketsleeveAbstract：ThedesignofthesubjectfortheC620lathetailbracketsleeveprocessingtechnology,fixtureandCNCprogramming.Lathetailstocksleeveandthelathetailstockassemblyparts,themainfunctionisthelongaxisoftheprocessing,topreventforloadingandclampingerrorsrunout,sotheprocessingqualityofthetailstocksleevewilldirectlyaffectthequalityoflathemachiningoftheworkpiece.Thisisdesignedtoensurethequalityandimprovetheefficiencyofprocessing,thefirstofitssparepartsdiagramcarriesonthecraftanalysis,determinetheblanktypeandblankdimensions,formulaterationaltechnologicalroute,inordertoguaranteetheprocessingquality,improveproductionefficiency,reducelaborintensity,inprocessingkeywayanddrillingholesneedtodesignspecialfixtureforclamping,theonlyofthekeywaymillingfixturedesignofexplainindetail.Keywords:TailbracketsleeveProcesstechnologyFixturedesignNumericalcontrolprogrammingII目录前言.11零件的分析.21.1零件的作用.21.2零件的技术要求分析.21.3零件的结构工艺性分析.32工艺规程设计.42.1毛坯的确定.42.2定位基准的确定.42.3工艺路线的确定.52.4设备及其工艺装备的确定.72.5切削用量的确定.92.6工艺文件的制定.163工序50铣键槽专用夹具设计.173.1工序尺寸精度分析.173.2定位方案及定位元件的确定.173.3定位误差分析.183.4夹紧方案及夹紧元件的确定.193.5铣削力及夹紧力的计算.193.6夹具装配草图.204数控编程.214.1数控加工工艺分析.214.2数控加工工艺路线的确定.214.3编程原点的确定.224.4数控编程方法的选择.22参考文献.23致谢.24附录.250前言毕业设计是对大学生四年所学知识与能力的综合应用和检测，是每一个合格的大学生必经过程，也是一个重要的实践性教学环节。本次毕业设计不仅培养了我正确的设计思想；也同时让我掌握了工艺设计的一般步骤和方法，以及锻炼了我综合应用知识的能力。在本次设计过程中，我阅读了大量的技术资料和手册，不仅认真探讨了工艺规程及夹具设计领域内的各种问题，而且对车床尾座套筒零件的性能有所了解。因此，本次设计不仅加深了自己对专业知识的理解和认识，而且对自己的知识面也进行了扩展。此外，本次设计在绘图过程中，使用了AUTOCAD绘图软件，这些都不同程度地使我学到了很多知识，进一步提高了我的绘图能力。在本次设计中，我得到了李老师的指导，并在设计中及时的给我解答难疑，让我在本次毕业设计中使自己的能力上了一个新台阶，这对我的将来都会有深远的影响。并且，在设计过程中还有其他老师和同学的热忱帮助，在此表示感谢！由于本人知识有限，实际经验不足，因此我的设计还存在着很多不足之处，敬请各位老师指正，本人将不胜感激。11零件的分析如图1.1所示为车床尾架套筒零件图，图中有不清晰之处，请参见CAD图。试分析零件图纸，设计其数控加工工艺规程，编制加工程序。图1.1车床尾架套筒零件图1.1零件的作用该零件安装与车床尾座体，主要用于装夹顶针、钻头、铰刀等工具。特别是在加工长轴时用处得以提现，它可以很好的控制零件加工时径向跳动；此外在钻孔时也能够很精确的控制孔与轴中心的同轴度要求。1.2零件的技术要求分析零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度要求等，这些技术要求应当是能够保证零件使用性能前提下的极限值。进行零件技术要求分析，主要是分析这些技术要求的合理性，以及实现的可能性，重点分析重要表面和部位的加工精度和技术要求，为制定合理的加工方案做好准备。同时通过分析以确定技术要求是否过于严格，因为过高的精度和过小的表面粗糙度要求会使工艺过程变得复杂，加工难度大，增加不必要的成本。2通过对零件图的分析得知，该零件的尺寸精度要求有：外圆55013.的尺寸精度等级为IT5级、内孔30025.的尺寸精度等级为IT7-8级、莫式No.4号锥孔口直径31.269.的尺寸精度等级为IT8级、外圆上键槽805.3宽度的尺寸精度等级为IT9-10级、键槽底部至外圆面的尺寸50.502.的尺寸精度等级为IT11-12级，其余未注尺寸公差按IT12加工。位置精度要求有：55013.mm外圆的圆柱度公差为0.005mm、莫氏4号锥孔轴心线与55013.mm外圆轴心线的同轴度公差为0.01mm、莫氏4号锥孔轴心线对55.mm外圆轴心线的径向跳动公差为0.01mm、键槽805.3mm对55013.mm外圆轴心线的平行度公差为0.025mm，对称度公差为0.1mm。表面粗糙度要求有：55013.mm外圆的表面粗糙度为aR0.4m、莫氏4号锥孔的表面粗糙度为aR0.4m、键槽805.3mm壁的表面粗糙度为aR0.8m、两端60孔口倒角的表面粗糙度为a0.8、内孔30025.的表面粗糙度为a1.6、内孔28的表面粗糙度为12.5，其余加工表面的粗糙度为3.2。此外还规定的一些其它技术要求有：调质处理28-32HRC，局部外圆及锥孔淬火45-50HRC，锥孔涂色检查其接触面积应大于75%等。1.3零件的结构工艺性分析该零件为细长轴，在加工中容易产生弯曲变形，为防止其加工引起的变形，在加工时需加用跟刀架；此外该零件的表面加工精度要求较高，属于难加工零件，因此在工艺设计方面需要多加注意，也要考虑加工效率，尽可能的在保证加工质量的前提下提高加工效率。32工艺规程设计2.1毛坯的确定2.1.1毛坯类型的确定毛坯是用来加工各种工件的坯料,毛坯的生产方法主要有:铸造、锻造、焊接、冲压件,以及各种型材也可以用作毛坯。该零件的毛坯类型可确定为锻造成型，为圆柱棒料。2.1.2毛坯余量的确定根据其加工精度，确定该零件毛坯的径向余量为单边2.5mm，长度余量为单边2mm。2.1.3毛坯图的设计根据其毛坯类型、余量以及零件的材料，确定该零件为圆棒料坯料，其材料为45钢，毛坯尺寸为60280mm，其毛坯零件图如图2.1所示。图2.1车床套筒毛坯图42.2定位基准的确定定位基准有粗基准和精基准两种，用未加工过的毛坯表面作为定位基准称为粗基准，用己加工过的表面作为定位基准称为精加工。除第一道工序用粗基准外，其余工序都应使用精基准。选择定位基准要遵循基准重合原则，即力求没计基准、工艺基准和编程基准统一，这样做可以减少基准不重合产生的误差和数控编程中的计算量，并且能有效地减少装夹次数。通过对零件图的分析，确定该零件的粗基准为毛坯外圆及两端面；精基准为轴中心线及零件两端面。2.3工艺路线的确定2.3.1主要加工表面加工方法的选择通过对零件的分析确定其主要加工表面为：55013.外圆、30025.内孔、莫式4号锥孔、两头60倒角、8085.3mm键槽等表面。这些表面的尺寸精度及表面粗糙度要求比较高，在加工时应着重考虑其加工方法。分析确定这些表面的加工方法如下所述：（1）外圆55013.：其尺寸精度等级为IT5级，表面粗糙度为aR0.4m；其表面加工精度较高，需要进行粗车、半精车、磨削加工。（2）30025.内孔：其尺寸精度等级为IT7-8级，表面粗糙度为a1.6；其表面加工精度要求较高，加工方法为：粗车、半精车、精车。（3）莫式4号锥孔：其孔口直径31.26902.的尺寸精度等级为IT8级，孔表面粗糙度为aR0.4；加工精度较高，加工方法：粗车、半精车、磨削加工。（4）两头60倒角：其表面粗糙度为aR0.8m，尺寸精度等级为IT12级；表面粗糙度要求较高，故在车完以后需要进行研磨。（5）8085.3mm键槽：其尺寸精度等级为IT9-10级，表面粗糙度要求为aR0.8m；表面粗糙度要求较高，在加工时需要分粗、精加工进行，其粗精加工可在同一道工序中完成。2.3.2加工顺序的安排工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，5当拟定工艺路线时要合理、全面安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序。切削加工工序的安排原则1）基准先行选为精基准的表面，应先进行价格，以便为后续工序提供可靠的精基准。如轴类零件的中心孔、箱体的地面或剖分面、齿轮的内孔和一端面等，都应安排在初始工序加工完成。2）先粗后精各表面均应按照粗加工半精加工精加工的顺序依次进行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。3）先主后次先加工主要表面（如定位基面、装配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、键槽、螺纹孔等），次要表面常穿插进行加工，一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前。2.3.3加工阶段的划分该零件的加工主要划分为三个阶段，即：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。（1）粗加工阶段：这阶段的主要作用是切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，因此主要是提高生产率问题。（2）半精加工阶段这阶段的作用是为零件主要表面的精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工。（3）精加工阶段对于零件上精度和表面粗糙度要求（精度在IT7级或以上，表面粗糙度在Ra0.8以下）的表面，还要安排精加工阶段。这阶段的主要任务是提高加工表面的各项精度和降低表面粗糙度。2.3.4工艺路线的确定05下料制造毛坯60280mm棒料；10热处理正火；15粗车夹一端外圆，粗车外圆至尺寸58mm，长200mm，车端面见平即可。钻孔20mm，深188mm，扩孔26mm深188mm；20粗车调头，夹58mm外圆并找正，车另一端处圆至58mm，与上序光滑接刀，车端面保证总长278mm。钻孔23.5mm钻通；25热处理调质2832HRC；30车夹左端外圆，中心架托右端外圆，车右端面保证总长277mm，扩26mm孔至28mm，深186mm，车右端头32mm60内锥6面；35半精车采用两顶尖装夹工件，上卡箍，车外圆至55.505.mm倒头，车另一端外圆，光滑接刀。右端倒角245，左端倒R3圆角；40半精车夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，车30025.mm孔至29.505.mm，深44.5mm，车34mm1.7mm槽，保证3.5mm和1.7mm；45精车倒头，夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，车莫氏4号内锥孔，至大端尺寸为30.505.mm，车左端头36mm60；50铣以55.5.mm外圆定位装夹铣键槽805.3mm长200mm，并保证50.502.mm（注意外圆加工余量）保证键槽与551.mm外圆轴心线的平行度和对称度，钻6mm孔，其中心距右端面为25mm；55铣以55.505.mm外圆定位装夹铣R2深2mm长160mm圆弧槽；60钳去毛刺；65热处理左端莫氏4号锥孔及160mm长的外圆部分，高频感应加热淬火4550HRC；70研磨研磨两端60内锥面；75粗磨夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，粗莫氏4号锥孔，留磨余量0.2mm；80粗磨采用两顶尖定位装夹工作，精磨55013.mm外圆，留磨余量0.2mm；85精磨夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，精磨莫氏4号锥孔至图样尺寸，大端为31.26905.mm，涂色检查，接触面积应大于75%。修研60锥面；90精车夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，精车内孔30035.mm至图样尺寸，深4515.0mm，修研60锥面；95精磨两顶尖定位装夹工作，精磨外圆至图样尺寸5505.mm；100检验按图样检查各部尺寸及精度；105入库涂油入库。2.4设备及其工艺装备的确定2.4.1机床的选择7工序15和20为粗车，工序简单，加工精度不高，故可选择在普通车床上加工，选择在CA6140车床。工序30、35、40、45、90为半精车和精车，加工精度要求较高，故选择在数控车床上加工，选择CK250型数控车床，FANUC系统。工序50为铣键槽及钻小孔，选择在立式数控铣床上加工，型号XK5325。工序55为铣圆弧槽，选择在卧式铣床上加工，机床型号X62W。工序75、85为磨削内孔，选择在M2110A型内圆磨床上加工。工序80、95为磨削外圆，选择在M1432A型外圆磨床上加工。2.4.2夹具的选择工序15、20为粗车，可直接用通用夹具三爪卡盘装夹。工序30、35、40、45用卡盘加中心架装夹。工序50选用需设计专用夹具装夹。工序55选用专用夹具或组合夹具装夹。工序75、85选用内圆磨床通用夹具装夹。工序80、95选用外圆磨床通用夹具装夹。2.4.3刀具的选择从零件图中分析，根据其加工特性，确定该零件的加工刀具如表2.1所示。表2.1刀具选用卡片刀具名称刀片材料刀具规格加工部位外圆粗车刀硬质合金90刀尖，焊接式粗车外圆轮廓、端面麻花钻高速钢20，200mm长钻孔粗镗刀硬质合金60焊接式粗镗内孔麻花钻高速钢23.5，100mm长钻孔精镗刀硬质合金60刀尖，刀片式镗内孔外圆精车刀硬质合金85刀尖，刀片式精车外圆内槽刀硬质合金1.5mm刀宽车34mm1.7mm槽球头铣刀硬质合金4，刀尖半径R2铣R2圆弧槽8键槽铣刀硬质合金7mm，两刃粗铣805.3键槽立铣刀硬质合金6mm，三刃精铣8.05键槽麻花钻硬质合金6mm钻6孔磨削用刀具可根据技术参数进行选取。2.4.4量具的选择外圆选用千分尺进行测量；锥孔选用莫式4号锥度塞规测量；其他孔选用光滑塞规进行测量；长度尺寸可用游标卡尺测量；深度尺寸用深度尺测量；位置度可用间接测量法或者用三坐标检测仪测量；键槽槽宽可用键槽塞规进行检测；表面粗糙度用粗糙度仪测量或者用对照块进行比对。2.5切削用量的确定2.5.1工序15的切削用量确定本道工序为粗车端面、外圆、钻孔、扩孔，机床为CA6140，三爪卡盘装夹，所有参数在机械加工工艺手册第2版第3卷选用，下同。（1）粗车外圆及端面的切削用量所选刀具为YT15硬质合金外圆车刀，刀杆尺寸2525，刀具几何角度s=0，o=12，o=6，o=4，r=90，r=10，=0.8mm。1）背吃刀量pa，粗车双边2mm，则pa=1mm。2）进给量f，根据表1.1-47，查询其进给量的选取范围为0.60.7mm/r，故选取进给量0.6mm/r。3）切削速度V，根据表1.1-46，查询其切削速度的选取范围为4080m/min，折中取60m/min。4）主轴转速n，主轴转速计算公式为：dn10（2.1）由于V=60m/min，则代入公式2.1计算：45.32981.60nr/min，按CA6140车床的转速，取n=320r/min。故实际切削速度103254.d0nv实58.3m/min。9粗车端面时也按照以上的切削参数进行选择。（2）钻孔20时的切削用量所选刀具为莫氏锥柄20麻花钻，刃长220，总长320。1）进给量f的确定，根据表3.4-1可查出f=0.350.43mm/r，由于孔深与孔径之比l/0d=188/20=9.4，故fk1=0.75，故=（0.350.43）0.75=0.260.32，查CA6140车床说明书，取f=0.28mm/r。2）确定切削速度V，根据表3.4-15可查得V=20m/min。由于实际加工条件与上表所给的条件不完全相同，故应对结果进行修正，由表3.4-9知，切削速度修正系数VMk=0.88，Vlk=0.5，故：=20m/min0.880.5=8.8m/min根据公式2.1计算n=01d=24.38140.13r/min查CA6140机床说明书，取n=160r/min。根据公式2.1计算实际切削速度V为048.106214.30nd实m/min。（3）扩孔时的切削用量选用28扩孔钻标准高速钢扩孔钻。1）确定进给量f根据表3.4-5，取=0.81.0mm/r，根据CA6140车床说明书，取f=0.86mm/r。2）确定切削速度v及主轴转速n根据表3.4-34，取=22.3mm/r，根据切削条件与上表不同，切削速度尚需要乘以以下修正系数VMk=0.88，vapk=0.87故v22.3mm/r0.880.8717.03mm/r2614.3070dn208.6r/min根据CA6140机床说明书，取n=200r/min。实际扩孔速度0.10v16.3mm/r。2.5.2工序20的切削用量确定10本道工序为粗车外圆、端面、钻23.5mm孔，机床同上。（1）粗车时的切削用量其粗车的刀具参数及机床参数相同，故其切削用量也与上道工序的切削用量相同，即：背吃刀量pa=1mm，进给量f=0.6mm/r，切削速度v=58.3m/min，主轴转速n=320r/min。（2）钻23.5mm孔的切削用量所选刀具为莫氏2号锥柄，刀刃长度155，刀具总长276。1）进给量f的确定，查表3.4.1可查出f=0.390.47，孔径比0/dl=100/23.5=4.25，故修正系数flk=0.9，故=（0.390.47）0.9=0.350.42mm/r，查机床说明书，取f=0.4mm/r。2）切削速度v的确定，查表3.4-15取v=17m/min；查表3.4-9知切削修正系数VMk=0.88，Vlk=0.75故=17m/min0.880.75=11.22m/min05.12.34.10dvnr/min查CA6140车床说明书，取n=160r/min，故实际切削速度8.1065.2.0vm/min。2.5.3工序30的切削用量确定本道工序为数控车削内容，车削端面、内孔、内锥面，选用CK250型数控车床加工。（1）车端面时的切削用量1）背吃刀量的确定由工序安排中可以得知，其背吃刀量pa=1mm。2）进给量的确定查表1.1-47得知f=0.60.7mm/r，由于是数控加工，该工序又属于粗加工，故选取较大的进给量，取=0.7mm/r。3）切削速度v及主轴转速n的确定查表1.1-46得知=4080m/min，在数控加工中选择较大的切削用量，故选取v=80m/min。由公式2.1计算得知主轴转速1127.439581.00dvnr/min根据经验取n=500r/min，故实际切削速度0.v实=91.06m/min每分进给量3507.nfFmm/min。（2）车内孔及60锥面时的切削用量所选刀具为车镗刀，刀片材料YT15，刀杆2525250。1）背吃刀量pa的确定根据工序中的安排，得知其双边余量2mm，故pa=1mm。2）进给量f的确定查表1.2-33得=0.31.0mm/r，由于刀杆向外伸出较长，故f去最小值，即f=0.3mm/r。3）切削速度v及主轴转速n的确定查表1.2-33得=4080m/min，由于刀杆向外伸出较长，故v取最小值，即v=40m/min。有公式2.1计算得知主轴转速6.219584.3010dvnr/min根据经验，取n=280r/min。故实际切削速度9.510284.3dnvm/min每分进给量fF=0.3280=84mm/min。2.5.4工序35的切削用量确定本道工序为半精车，外圆至55.50.05mm，平端面、倒角C2及圆角R3，所选设备为CK250型数控车床。1）背吃刀量pa的确定由工序得知其双边余量为2.5mm，故其pa=1.25mm。2）进给量f的确定查表1.1-48得知=0.250.30mm/r，由于该工序为半精车，故取最小值，即f=0.25mm/r。3）切削速度v及主轴转速n的确定查表1.1-46得知=4080m/min，由于该工序为半精车，精度较高，故暂12取最大值，即v=80m/min。由公式2.1计算主轴转速06.459.1.380dvnr/min，为保证其表面粗糙度，故根据经验，取n=500r/min。故实际切削速度.87105.4.310ndv实m/min；每分进给量fF=0.25500=125mm/min。2.5.5工序40的切削用量确定本道工序为半精车右端内圆至29.50.05mm，切槽341.7mm，设备为CK250型数控车床。（1）车内圆时的切削用量确定所选刀具为车镗刀，刀片材料YT15，刀杆2525100。1）背吃刀量pa的确定由工序安排得知其双边切削量为1.5mm，故其pa=0.75mm。2）进给量f的确定查表1.2-33得知=0.10.6mm/r，内孔加工为防止刀具让刀，故选择较小的进给量，取f=0.1mm/r。3）切削速度v及主轴转速n的确定查表1.2-33得知=2035m/min，半精车时为保证尺寸精度及表面粗糙度，选择较大的切削速度，故选择v=35m/min。由公式2.1计算主轴转速8.375.2914.0dnr/min；根据经验，取n=380r/min，故其实际切削速度为.35108.294.310dnvm/min；每分进给量fF=0.1380=38mm/min。（2）切内槽时的切削用量所选刀具为1.5mm宽内槽刀，刀杆为202050。1）进给量f的确定查表1.1-50得知=0.150.18mm/r，取最小值0.15mm/r。2）切削速度v及主轴转速n的确定查表1.1-46得知=4080m/min，取最小值40m/min。由公式2.1计算主13轴转速5.29.14.300dvnr/min，根据经验取n=300r/min，故其实际切削速度3r/min，每分进给量fF=0.15300=45mm/min。2.5.6工序45的切削用量确定本道工序为车莫氏4号锥孔及60内锥面，加工精度较高，表面粗糙度要求也高，其加工设备为CK250型数控车床，刀具为车镗刀。1）背吃刀量pa的确定半精镗时=1mm，精镗时pa=0.05mm。2）进给量f的确定查表1.2-33得知半精镗时f=0.20.8mm/r，取f=0.2mm/r；精镗时f=0.10.6mm/r，取f=0.1mm/r。3）切削速度v及主轴转速n的确定查表1.2-33得知半精镗时v=80120m/min，取v=80m/min；精镗时v=2035m/min，取=35m/min。由公式2.1计算主轴转速半精镗：06.459.1.380dvnr/min，根据经验取n=450r/min；精镗：32.10r/min，根据经验取n=600r/min。故其实际切削速度半精镗：4.78105.4.31dnvm/min；精镗：60m/min。半精镗时每转进给量fF=0.2450=90mm/min；精镗时每分进给量f=0.1600=60mm/min。2.5.7工序50的切削用量确定本道工序加工805.3键槽及钻6孔，加工设备为XK5325数控铣床，主轴电动机功率2.2KW。（1）粗铣时的切削用量14所选刀具为7mmYT15硬质合金键槽铣刀，两刃，刃长10mm，刀长54mm，刀柄直径8mm。1）背吃刀量pa的确定由工序安排得知其背吃刀量pa=4.5mm。2）进给量f的确定查表2.1-71得知其每齿进给量f=0.100.15mm/齿，进给量f=faz=（0.100.15）2=0.20.3mm/r，粗铣时选取较大的进给量，故取=0.3mm/r。3）切削速度v及主轴转速n的确定查机械加工工艺手册第2版第2卷得知，铣削速度计算公式为：vpuwyfxpmqvkzaTdCv0（2.2）式中：v铣削速度（m/min）；k铣削条件改变时铣削速度修正系数。vC、q、vx、y、vu、p、m的值见表2.1-77。查表2.1-77得知v=302，v=0.2，v=0.1，v=0.4，v=0.3，v=0，=0.35；查表2.1-76得知其刀具寿命T=180min，铣削宽度wa=3mm，其wa/p=3/4.5=0.67，查表2.1-79得知修正系数vawk=1.11，将以上数据代入公式2.2计算铣削速度2.106.2315.0.418720.435.0.vm/min由公式2.1计算主轴转速7.4831.3dvnr/min，查XK5235数控铣床说明书得知，其主轴最大允许转速为4600r/min，故取n=3500r/min。故实际切削速度9.761054.vm/min每分进给量fF=n=0.33500=1050mm/min。然而在此进给速度下，刀具的刚性达不到要求，故可选择降低进给速度或者减少进给量，根据经验，选择降低进给速度，取fF=200mm/min，故主轴转速n=200/0.3=666.7r/min，取n=750r/min，故改进后的切削速度5.160714.3vm/min。15综上所述，粗铣时的切削用量为：pa=4.5mm，fF=200mm/min，n=750r/min，v=16.5m/min。（2）精铣键槽时的切削用量精铣时背吃刀量少，pa=0.5mm、wa=0.5mm，故可选择高速铣削，首先在机床允许的主轴转速范围内，确定主轴转速n=3000r/min，查表2.1-71得知f=0.61.5mm/r，取f=0.6mm/r，根据计算公式计算出fF=n=0.63000=1800mm/min，根据公式2.1计算切削速度36.751084.3dvm/min。（3）钻6孔的切削用量选用6直柄麻花钻，材料高速钢。查表3.4-1得知进给量f=0.140.18mm/r，取最小值f=0.14mm/r，由于孔深与孔径比0/dl=13/6=2.17，lfk=1.0，故f取0.14mm/r。查表3.4-15得知切削速度v=20m/min，故主轴转速6.104.321vnr/min根据经验，取n=1200r/min，故实际切削速度.10dvm/min每分进给量fF=0.141200=168mm/min，取整150mm/min。2.5.8工序55的切削用量确定该工序加工R2圆弧槽，根据经验，选择高速铣削，主轴转速选为2000r/min，每分进给量fF取120mm/min，背吃刀量2mm。计算切削速度56.12014.3dnvm/min。2.5.9工序90的切削用量确定该工序为精镗内孔30035.至图样尺寸，加工设备为CK250型数控车，所选刀具为外圆精车刀。1）背吃刀量pa的确定由工序安排得知，其双边余量为0.5mm，故pa=0.25mm。2）进给量f的确定查表1.2-33得知=0.10.6mm/r，为保证表面粗糙度，取最小值，故16f=0.1mm/r。3）切削速度v及主轴转速n的确定查表1.2-33得知=2035m/min，取最大值35m/min。故主轴转速83.205.14.0dnr/min，取n=500r/min。故实际切削速度135.87105.4dnvm/min，每分进给量fF=0.1500=50mm/min。2.6工艺文件的制定2.6.1机械加工工艺过程卡的制定机械加工工艺过程卡是制定工艺文件的基础，这种卡片以工序为单位，简要地列出整个零件加工所经过的工艺路线。它是制订其它工艺文件的基础，也是生产准备、编排作业计划和组织生产的依据。该零件的工艺过程卡见附件所示。2.6.2工序卡的制定机械加工工序卡片是根据机械加工工艺卡片为一道工序制订的。它更详细地说明整个零件各个工序的要求，是用来具体指导工人操作的工艺文件。在这种卡片上要画工序简图，说明该工序每一工步的内容、工艺参数、操作要求以及所用的设备及工艺装备。一般用于大批大量生产的零件。该零件的工序卡片见附件所示。173工序50铣键槽专用夹具设计3.1工序尺寸精度分析该工序加工键槽及6孔，其中键槽805.3mm对55013.mm外圆轴心线的平行度公差为0.025mm，对称度公差为0.1mm，保证尺寸50.52.mm；6孔的位置度为自由公差。本次夹具设计的目的是为了更快捷的装夹工件，提高加工效率，保证加工精度。3.2定位方案及定位元件的确定该工序的加工需要控制Y轴转动、Y轴移动、X轴移动、Z轴转动、Z轴移动5个自由度；定位元件可选择V型块及支撑钉定位，其中V型块可控制零件的Y轴转动、Y轴移动、Z轴转动、Z轴移动四个自由度，而支撑钉则控制X轴移动。故其定位元件确定为：V型块（JB/T8018.1-1999V形块，如图3.1）、支撑销钉。图3.1V型块183.3定位误差分析图3.2定位示意图该工件加工表面以下母线为设计基准，工序基准的极限位置变动量C就是加工尺寸50.502.所产生的定位误差。CSOCHD2)()(SSO而2sinDT、min1、max21D所以COH22sin2)(1)(sinmaxinmaxinTDD)si(2i2DT069.)19sin(03.mm由于DT=0.013mm，故DT/3=0.0043mm，所以2DHT/3，故该夹具可以满足键槽精度的加工需求。钻孔时，其位置度精度等级为IT12级，该夹具可以满足其加工需求。193.4夹紧方案及夹紧元件的确定本套夹具选用铰链压板压紧；其元件主要由铰链支座、铰链压板、铰链螺栓、六角螺母、开口垫片等组成。3.5铣削力及夹紧力的计算（1）铣削力的计算该零件铣键槽时的铣削力为CF，其计算公式如下：cFwqouyfxpCknda（3.1）式中：C圆周铣削力（N）；cFk铣削条件改变时铣削力修正系数；pa背吃刀量；f每齿进给量；w铣削宽度；0d铣刀直径；n主轴转速。由切削用量中得知其粗铣时主轴转速n=750r/min，pa=4.5，w=3.5，0d=7，fa=0.15mm/齿，查机械加工工艺手册第2版第2卷表2.1-78得知，FC=2450，Fx=1.1，Fy=0.8，Fu=0.9，F=0.1，Fq=1.1，代入公式3.1计算铣削力1.0.19.08753420C526.16N。精铣时的切削力与钻孔时的切削力均小于粗铣时的切削力，故只要夹紧力能满足粗铣时的切削力即可满足其它精铣与钻孔的切削力。（2）夹紧力的计算根据切削力与夹紧力的关系式CKFW，查机械加工工艺装备设计手册表3-37得知K=2.34，故=2.34526.161231.21N。203.6夹具装配草图图3.3夹具装配图214数控编程4.1数控加工工艺分析由第二章中的工艺路线得知，该零件的工序30、35、40、45、90为数控车削内容，工序50为数控铣削内容，其加工结构简单，精度较高，属于典型的数控加工工艺内容。4.2数控加工工艺路线的确定工序30夹左端外圆，中心架托右端外圆，车右端面保证总长276mm，扩26mm孔至28mm，深186mm，车右端头32mm60内锥面。工步1车端面，控总长276mm；工步2扩孔26mm至孔28mm，深186mm，车右端头32mm60内锥面；工序35采用两顶尖装夹工件，上卡箍，车外圆至55.505.mm倒头，车另一端外圆，光滑接刀。右端倒角245，左端倒R3圆角。工步1车外圆至55.505.mm，右端倒角245；工步2调头，车另一端外圆，光滑接刀，左端倒R3圆角；工序40夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，车30025.mm孔至29.505.mm，深44.5mm，车34mm1.7mm槽，保证3.5mm和1.7mm。工步1车30025.mm至29.505.mm，深44.5mm；工步2车34mm1.7mm槽，保证3.5mm和1.7mm；工序45倒头，夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，车莫氏4号内锥孔，至大端尺寸为30.505.mm，车左端头36mm60。工步1车莫氏4号内锥孔，大端尺寸为30.505.mm；工步2车左端头36mm60；工序50以55.505.mm外圆定位装夹铣键槽805.3mm长200mm，并保证50.502.mm（注意外圆加工余量）保证键槽与551.mm外圆轴心线的平行度和对称度，钻6mm孔，其中心距右端面为25mm。工步1粗铣805.3mm键槽宽度至7mm；工步2精铣8.mm至图样尺寸；22工步3钻6mm孔；工序90夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，精车内孔30035.mm至图样尺寸，深4515.0mm，修研60锥面。工步1车内孔3035.0mm至图样尺寸，深4515.0mm；工步2修研60锥面；4.3编程原点的确定工序30的编程原点设在右端端面中心上；工序35的车右端时编程原点设在右端面中心，车左端时编程原点设在左端面中心上；工序40的编程原点设在右端面中心上；工序45的编程原点设在左端面中心上；工序50的编程原点设在左端外圆表面上；工序90的编程原点设在右端面中心上。4.4数控编程方法的选择4.4.1数控编程的定义编程是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数以及辅助操作加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。4.4.2数控编程的分类数控编程主要分为手工编程与自动编程。（1）手工编程整个程序的编制过程是由人工完成的。这要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编程规则，而且还必须具备有机械加工工艺知识和数值计算能力。对于点位加工或几何形状不太复杂的零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。（2）自动编程用计算机把人们输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序，就是说数控编程的大部分工作有计算机来实现。4.4.3编程方法的确定该零件的结构简单，无复杂曲面，其加工程序可直接采用手工编制。4.4.4加工程序清单根据以上分析，编制出合理的加工程序，切削参数可根据第二章中的计算23进行确定。其数控加工程序见附件。24参考文献1孟少农.机械加工工艺手册M.北京:机械工业出版社,1996.2王先逵.精密加工技术实用手册M.北京:机械工业出版社,2001.3黄如林.切削加工简明实用手册M.北京:化学工业出版社,2004.4侯镇冰.机械设计制图手册M.上海:同济大学出版社,1990.5王小华.机床夹具图册M.北京:机械工业出版社,2004.6杨良根.数控技术毕业设计指导书M.北京:北京理工大学出版社,2009.7杨建明.数控加工工艺与编程M.北京:北京理工大学出版社,2006.8黄如林.切削加工简明实用手册M.北京:化学工业出版社,2004.25致谢本人在毕业课题的设计中，学习了不少的新知识，体会到了学习的重要性，同时，感谢学校具远瞻的规划与教育，给予我们良好的学习环境，并提供给我们对学业及个人生涯发展的多元信息，帮助我们成长。感谢院系领导对我的关怀和重视，使我得以发挥自己的特长，找到人生的价值。感谢四年来陪伴我们学习与生活的恩师，感谢您们对我精心的教育，感