机械类毕业设计讲义内容

1、 机制工艺与夹具课程设计讲义参考资料要求要求学生借阅有关参考资料，如：1、 李益民主编机械制造工艺设计简明手册北京机械工业出版社19942、 艾兴、肖诗纲主编切削用量简明手册（第3版）北京机械工业出版社19943、 赵如福主编金属机械加工工艺人员手册上海上海科技出版社19924、 马贤智主编机械加工余量与公差手册北京中国标准出版社19945、 肖继德、陈宁平主编机床夹具设计北京机械工业出版社19976、 袁相瑾、邢春和编国外实用机床夹具北京北京科技出版社19887、 李家宝主编机械加工自动化机构哈尔滨哈尔滨工业大学出版社19898、 杨叔子主编机械加工工艺师手册北京机械工业出版社20029、

2、傅水根主编机械制造工艺基础北京清华大学出版社199810、刘文剑主编夹具工程师手册（第2版）哈尔滨黑龙江科技出版社199211、上海市金属切削技术协会编金属切削手册上海上海科技出版社200012、刘守勇主编机械制造工艺与机床夹具（第2版）北京机械工业出版社200513、赵家齐编机械制造工艺学课程设计指导书（第2版）北京机械工业出版社200214、孙丽媛主编机械制造工艺及专用夹具设计指导北京冶金工业出版社2002第一章 绘制零件图、分析零件工艺一、 班级分组，任务布置1、班级分组，每组推选一名组长；下发设计任务书，进行任务布置。2、给定的零件为：解放牌汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉。二、 了解零

3、件功用和技术要求了解零件的功用和技术要求等需要认真阅读与该零件有关的产品装配图和该零件的零件图，熟悉零件在产品中的地位和作用。1、 “万向节滑动叉”零件的功用（1）传递转矩该零件位于汽车底盘传动轴的端部，能够传递转矩，使汽车获得前进的动力。（2）调节距离当汽车后桥钢板弹簧处于不同的状态时，该零件可以调整传动轴的长短及其位置。2、“万向节滑动叉”零件的毛坯技术要求（1）锻造起模斜度不大于7°。（2）硬度要求：207-241HBW。（3）未注圆角半径R3。（4）表面喷砂处理。三、 绘制“万向节滑动叉”零件图1、按机械制图国家标准绘制“万向节滑动叉”零件图。 绘制零件图的过程也是一个分析和

4、认识零件的过程。2、绘图比例要求：1：1。零件图如图1-1所示。图1-1 万向节滑动叉零件图四、 分析审查零件工艺性1、分析审查零件工艺性主要包括如下内容：（1）确定零件的生产纲领和生产类型。（2）审查图样上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一。（3）找出主要技术要求和分析关键的加工技术问题。（4）确定主要加工表面和次要加工表面。（5）审查零件的结构工艺性。零件图上的尺寸标注既要满足设计要求，又要便于加工。标注尺寸要避免多尺寸同时保证的问题。尽可能由定位基准或工序基准标注尺寸，避免基准不重合误差。根据零件的功能，经济合理地确定零件的尺寸、公差和表面粗糙度。零件结构是否便于安装与加工；是否

5、能适应生产类型和具体的生产条件。零件结构是否便于采用先进的、高效率的工艺方法。2、“万向节滑动叉”零件的工艺分析（1）“万向节滑动叉”零件共用两组加工表面，即：以mm孔为中心的加工表面，包括两个mm的孔及其倒角，尺寸为mm的与两个mm孔相垂直的平面，还有在平面上的4个M8螺纹孔。其中，主要加工表面为mm的两个孔。以mm花键孔为中心的加工表面，包括mm十六齿方齿花键孔、55mm阶梯孔、65mm外圆表面和M60×1的外螺纹表面。（2）上述两组加工表面相互间有一定的位置要求，主要是：mm花键孔与mm二孔中心连线的垂直度公差为100：0.2。mm二孔外端面对mm孔的垂直度公差为0.1mm。m

6、m花键槽宽中心线与mm孔中心线偏转角度公差为2°。第二章 确定毛坯及零件加工工艺路线一、 确定毛坯类型和制造方法1、确定总原则应根据零件生产纲领要求，综合考虑毛坯制造与机械加工的经济性。2、机械加工常用的毛坯类型和制造方法主要有铸件、锻件和型材等。选择时应考虑如下五点因素。 零件的材料及其力学性能。例如：铸铁和青铜零件用铸造毛坯；力学性能要求较高的钢质零件宜用锻件。零件的结构形状和外形尺寸。例如：外形尺寸较大的零件一般采用自由锻件或型砂铸造毛坯；中小型零件可采用模锻件或特种铸造毛坯。生产类型。例如：大批大量生产时，应采用金属模机器造型或模锻或精密锻件等生产率和精度都比较高的毛坯制造方

7、法；单件小批生产时，应采用木模手工造型铸件或自由锻造锻件。毛坯车间的生产条件。必须结合现有生产条件或由专业化工厂来确定或提供毛坯。利用新工艺新技术新材料的可能性。例如：采用精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等。3、确定“万向节滑动叉”零件的材料与毛坯类型根据“万向节滑动叉”零件的使用要求，确定该零件材料为45钢；根据“万向节滑动叉”零件形状结构较复杂和力学性能要求高等因素，确定零件的毛坯类型为锻件。4、确定“万向节滑动叉”零件的毛坯制造方法因为“万向节滑动叉”零件的生产纲领为4000件，属于大批量生产类型，且零件轮廓尺寸不大，故宜采用精度和生产率相对都比较高的模锻成型这种毛

8、坯制造方法。二、 选择基面零件上的定位基准、夹紧部位和加工面三者要相互协调，应全面考虑。1、 粗基准选择所谓粗基准，就是未经机械加工的定位基准。粗基准选择时应考虑的问题就是如何合理分配各加工表面的余量与如何保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置要求。具体有四点要求，即：同时有加工表面与不加工表面的工件，应选择不加工表面作粗基准；有较多加工表面的工件，应考虑合理分配各表面的加工余量；粗基准应避免重复使用；选作粗基准的表面应平整，无缺陷。“万向节滑动叉”零件粗基准的选择按照上述有关粗基准选择时应注意的事项，确定“万向节滑动叉”零件叉部两个mm孔的不加工外轮廓表面作为粗基准。 2、 精基准选择所

9、谓精基准，就是经过机械加工的定位基准。（1）精基准选择原则选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑如何保证零件的尺寸精度和位置精度并使装夹方便可靠。基准重合原则。应尽可能把工序基准作为定位基准，以减少基准不重合误差。基准统一原则。在加工过程中尽可能采用统一的定位基准，以避免基准转换所产生的误差。自为基准原则。加工表面余量小而均匀时，可选择加工表面本身作为定位基准。互为基准原则。对于相互位置精度要求高的表面，可采用互为基准、反复加工的方法。可靠、方便原则。应选定位可靠、装夹方便的表面作基准。精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支承面积较大的表面。（2）“万向节滑动叉”零件精基准的选择从精基准选择原

10、则出发，根据后道工序的加工内容而定。3、 零件粗定位与夹紧（1）零件在以外轮廓圆柱表面定位时，常用V形块等作为定位元件。（2）夹紧零件时，应考虑零件的刚性、变形和稳定性等因素。如：夹紧力应朝向主要限位面；夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内；夹紧力的作用点应落在零件刚性较好的方向和部位；夹紧力作用点应靠近零件的加工表面等。（3）“万向节滑动叉”零件粗定位与夹紧的原则安排利用一组共两个短V形块支承叉部两个mm孔的不加工外轮廓表面（主要定位面）。利用一对自动定心的窄口卡爪夹持在65外圆柱面上。三、 制定零件工艺路线1、 制定原则 首先要保证零件的加工质量，并具有较高的生产率和经济性，即技术上先

11、进、经济上合理、并具有良好的工艺条件。2、 选择加工方法达到同样质量的加工方法有多种，在选择时一般要考虑下列因素：参考有关工艺设计手册，确定各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度。例如：精车外圆柱面或端面时，经济精度等级为IT7IT8，表面粗糙度为Ra0.63Ra2.5；精磨圆柱孔时，经济精度等级为IT7，表面粗糙度为Ra0.32Ra1.25。被加工零件材料的性质。例如：淬火钢淬火后应采用磨削加工；而有色金属的精加工常采用金刚镗或高速精密车削。 被加工零件的结构形式和尺寸。例如：回转体零件上较大直径的孔的加工常采用车削或磨削；箱体零件上较大直径的或长度较短的孔的加工常采用镗削，孔径较小时宜

12、用铰削。 生产率和经济性的要求。大批大量生产时，应采用高效率的先进工艺，例如：拉削孔及平面；单件小批生产时，应采用一般的加工方法，例如：镗（钻、扩、铰）孔及铣、刨平面。 3、 划分加工阶段根据加工性质和目的的不同，应将零件加工工艺过程划分下列几个阶段：粗加工阶段。此阶段的主要任务是切除毛坯的大部分加工余量，主要目的是提高生产率。半精加工阶段。此阶段的主要任务是减小粗加工后留下的误差和表面缺陷层，并为主要表面的精加工做好准备。精加工阶段。此阶段的主要任务是各主要表面经加工后达到图样的全部技术要求，主要目的是全面保证加工质量。光整加工阶段（需要时）。此阶段的主要任务是减小表面粗糙度或进一步提高尺寸

13、精度。4、 选择工序组织类型，确定工序数量根据生产纲领、机床设备及零件本身的结构和技术要求等，在对零件进行具体加工时，可以采取下列两种不同的工序组织类型以确定工序数量：工序集中：使每个工序中包括尽可能多的加工内容。工序分散：使每个工序中包括尽可能少的加工内容。例如：若使用自动高效机床、加工中心，可按工序集中原则组织生产，由组合机床组成的自动线可按工序分散原则组织生产；单件小批生产则在通用机床上按工序集中原则组织生产；从技术发展方向来看，今后将更多地趋向于按工序集中原则组织生产。5、 安排工序顺序（1）机械加工顺序的安排基面先行。作为零件的精基准面首先安排加工。先主后次。零件的主要工作面应先加工

14、，这可及早发现一些缺陷等。先粗后精。一个零件的加工次序总是先进行粗加工，然后进行半精加工，最后是精加工等。先面后孔。因为平面的尺寸一般比其它表面尺寸要大，先加工后作为定位基准面会稳定可靠。配套加工。有些零件表面的最后精加工安排是在部装或总装过程中进行的，以保证配合精度。（2）热处理工序的安排预备热处理。包括退火（Th）、正火（Z）、调质（T）等。大多安排在粗加工前后。消除残余应力处理。包括退火（Th）、人工时效（Rs）等。一般安排在粗、精加工间进行。最终热处理。常用的是淬火-回火。还有渗碳淬火、渗氮、碳氮共渗等。常安排在精加工前后。（3）辅助工序的安排如检验、清洗、去毛刺、去磁、倒棱边、涂防锈

15、油及平衡等。检验是主要的辅助工序，粗精加工间、零件转移、重要工序前后、全部加工结束后都要安排检验。6、 “万向节滑动叉”零件的工艺路线制定方案本零件因属于大批量生产，故采用万能机床配以专用夹具，并尽量采用工序集中，以提高生产率和保证零件加工质量。同时应注意将热处理工序分段穿插其中；按需要来安排检验工序等。7、 初拟“万向节滑动叉”零件的机械加工工艺路线现初拟定如下两条零件的机械加工工艺路线（未考虑热处理工序的安排）。机械加工工艺路线方案1：工序1：车削端面、外圆62、60及螺纹M60×1。工序2：两次钻及扩钻花键底孔43及锪沉头孔55。工序3：43内花键孔5×30°

16、;倒角。工序4：钻锥螺纹Rc1/8底孔。工序5：拉花键孔。工序6：粗铣mm二孔外端面。工序7：精铣mm二孔外端面。工序8：钻、扩、粗铣、精铣mm二孔至图样尺寸及倒角。工序9：钻叉部4-M8螺纹底孔6.7及倒角。工序10：攻螺纹4-M8、Rc1/8。工序11：冲箭头。工序12：终检。机械加工工艺路线方案2：工序1：粗铣mm二孔外端面。工序2：精铣mm二孔外端面。工序3：钻mm二孔（不到尺寸）。工序4：镗mm二孔（不到尺寸）。工序5：精镗mm二孔及孔口倒角。工序6：车削端面、外圆62、60及螺纹M60×1。工序7：钻、镗内花键底孔43及锪沉头孔55。工序8：43内花键孔5×30

17、°倒角。工序9：钻锥螺纹Rc1/8底孔。工序10：拉花键孔。工序11：钻叉部4-M8螺纹底孔6.7及倒角。工序12：攻螺纹4-M8、Rc1/8。工序13：冲箭头。工序14：终检。8、 加工工艺方案比较与分析，并确定最终加工工艺路线确定原则主要从定位及装夹方便与否、加工精度是否易于保证、选用机床及加工工序内容合适与否、各基准是否重合等方面着手比较与分析所拟定的加工工艺方案。“万向节滑动叉”零件最终机械加工工艺路线确定如下：工序1：车削端面、外圆62、60及螺纹M60×1。工序2：两次钻及扩钻花键底孔43及锪沉头孔55。工序3：43内花键孔5×30°倒角。工

18、序4：钻锥螺纹Rc1/8底孔。工序5：拉花键孔。工序6：粗铣mm二孔外端面。工序7：钻、扩mm二孔及倒角。工序8：精、细镗mm二孔。工序9：磨mm二孔端面。工序10：钻叉部4-M8螺纹底孔6.7及倒角。工序11：攻螺纹4-M8、Rc1/8。工序12：冲箭头。工序13：终检。第三章 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸要求：1、各组每位同学按指导教师指定的加工表面进行。 2、查阅李益民主编的机械制造工艺设计简明手册（简称工艺手册）等参考资料。一、影响机械加工余量的主要因素加工余量的大小应按加工要求合理地确定。余量过大会浪费原材料及机械加工的工时，增加机床、刀具、能源等的消耗；过小则不能保证消除前

19、道工序的各种误差及表面缺陷，甚至造成废品。因此，应在保证加工质量的前提下，尽量减少加工余量。影响机械加工余量的主要因素如下：1、上道工序留下的表面粗糙度Ha及表面缺陷层Da。2、上道工序的尺寸公差Ta。3、上道工序零件各表面相互位置的空间偏差a。4、本道工序加工时的安装误差b。二、确定机械加工余量的方法1、计算法。此法最经济合理，但计算所需的可靠齐全的数据难以获得。2、经验估计法。凭经验确定，所估值一般偏大，此法仅适用于单件小批量生产。3、查表修正法。将长期生产实践和试验研究所积累的大量数据列成表格，以便应用时直接查找，同时还应根据实际加工情况予以修正。本设计参阅有关机械加工工艺手册，用查表修

20、正法按工艺路线的安排，一道道工序、一个个表面地加以确定，必要时可根据使用时的具体条件对手册中查出的数据进行修正。三、确定工序尺寸的方法1、当定位基准（或工序基准）与设计基准重合时，可采用 “层层包裹法”（ 即“倒推法”），即将加工余量一层层叠加到被加工表面上，可以清楚地看出每道工序的工序尺寸，再将每种加工方法的经济加工精度公差按“入体方式”标注在对应的工序尺寸上。2、当定位基准（或工序基准）与设计基准不重合时，应按尺寸链原理来计算确定工序尺寸与公差，并应校核余量层是否满足加工要求。四、“万向节滑动叉”零件各加工表面机械加工余量、毛坯尺寸的确定（一）62及M60×1外圆表面的机械加工余

21、量、毛坯尺寸的确定1、加工余量62及M60×1外圆表面的机械加工余量2Z=3mm，这样可与非加工外圆表面65的直径一致，这便于该零件毛坯的制造。2、毛坯尺寸为简化模锻毛坯的外形，62及M60×1外圆表面的毛坯尺寸取与其连接的非加工外圆表面直径，即65mm。（二）M60×1端面（即外圆表面沿轴线长度方向）的加工余量及公差的确定1、加工余量外圆表面沿轴向方向长度尺寸的加工余量可查工艺手册表2.22.5，其余量值规定为2.02.5 mm，现取2mm。2、公差外圆表面沿轴向方向长度尺寸的公差可查工艺手册表2.2-14，（其中：锻件重量为6kg，锻件复杂形状系数查工艺手册表

22、2.2-10为S1，锻件材质系数查工艺手册表2.2-11取M1，锻件长度方向轮廓尺寸180315 mm）故长度方向公差定为mm。（三）叉部mm两内孔各工序尺寸及公差的确定1、各工序尺寸的确定方法（基准重合）：“倒推法”，即“层层包裹”法，如图3-1。图3-1 “层层包裹”法示例图2、各工序尺寸公差的确定原则：按经济加工精度确定。3、各工序尺寸公差的标注：按“入体方式” 标注在对应的工序尺寸上。4、具体如下：（参照工艺手册表2.3-9及表2.3-12，毛坯为实心件，两内孔精度要求介于IT7IT8之间）钻孔：25 mm。钻孔：37 mm。 2Z=12mm。扩孔：38.7 mm。 2Z=1.7mm。

23、精镗：38.9 mm。 2Z=0.2mm。细镗： mm。 2Z=0.1mm。（四）16- ××花键孔各工序的加工余量及工序尺寸的确定要求花键孔为外径定心，故采用拉削加工。各工序名称、尺寸及加工余量如下（参照工艺手册表2.3-9，毛坯为实心件）。钻孔：25 mm。钻孔：41 mm。 2Z=16mm。扩孔：42 mm。 2Z=1mm。拉花键孔16- ××至尺寸。拉削时的单边加工余量参照工艺手册表2.3-19为0.50.6 mm，取2Z=1mm。（五）叉部两孔外端面的加工余量及公差的确定1、锻件毛坯的加工余量及公差 按照工艺手册表2.2-25，锻件重6kg，取

24、加工精度F2，锻件复杂系数S3，则两孔外端面的单边加工余量为2.03.0 mm，取Z=2mm。 查工艺手册表2.2-14，材质系数取M1，复杂系数S3，则锻件公差为mm。2、磨削加工余量及公差 查工艺手册表2.3-21，磨削余量为0.20.3 mm，取Z=0.2mm。 磨削公差即为零件公差：mm。3、铣削加工余量及公差铣削余量为：Z=2-0.2=1.8mm。规定本工序粗铣的加工精度为IT11，查公差值为：mm。万向节滑动叉零件毛坯图见图3-2。图3-2 万向节滑动叉零件毛坯图第四章 确定切削用量及基本工时要求：1、各组每位同学按指导教师指定的加工工序进行。 2、查阅艾兴、肖诗纲主编的切削用量简

25、明手册（简称切削手册）等参考资料。一、确定切削用量的指导思想合理的切削用量是科学管理生产、获得较高技术经济指标的重要前提之一。应在机床、刀具、加工余量等确定之后，综合考虑工序的具体内容、加工精度、生产率、刀具寿命等因素。二、确定切削用量的一般原则保证加工质量，在规定的刀具耐用度条件下，使机动时间少、生产率高。如果切削用量选择不当，会使工序加工时间增多，设备利用率下降，工具消耗增加，从而增加产品成本。三、确定切削用量的方法通常首先确定背吃刀量ap（粗加工时尽可能等于工序余量），然后根据表面粗糙度要求选择较大的进给量f，最后根据切削速度与刀具耐用度或机床功率之间的关系，用计算法或查表法求出相应的切

26、削速度v。四、常用加工方法切削用量的一般选择1、车削用量的选择（1）背吃刀量ap 粗加工时，应尽可能一次切去全部加工余量。如余量太大时，应考虑工艺系统的刚度和机床的有效功率，尽可能选取较大的背吃刀量。半精加工时，如单边余量h2mm，则应分在两次行程中切除：第一次ap=（2/33/4）h；第二次ap=（1/41/3）h。如单边余量h2mm，则可一次切除。精加工时，应在一次行程中切除精加工工序余量。（2）进给量f背吃刀量ap选定后，进给量f直接决定了切削面积，从而决定了切削力的大小。因此，允许选用的最大进给量受到下列因素制约：机床的有效功率和转矩；机床进给机构传动链的强度；工件的刚度；刀具的强度和

27、刚度；图样规定的加工表面粗糙度。生产实际中大多依靠经验法和查表法确定合理的进给量。（3）切削速度v在背吃刀量ap和进给量f选定后，切削速度v的选定是否合理，对切削效率和加工成本影响很大。一般方法是根据合理的刀具寿命计算或查表选定切削速度v值。精加工时，应选取尽可能高的切削速度，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。粗加工时，切削速度的选择应考虑以下几点：硬质合金车刀切削热轧中碳钢的平均切削速度为1.67m/s，切削灰铸铁的平均切削速度为1.17m/s；切削合金钢比切削中碳钢切削速度要降低20%30%；切削调质状态的钢件或切削正火、退火状态的钢料切削速度要降低20%30%；切削有色金属

28、比切削中碳钢的切削速度可提高100%300%。2、铣削用量的选择（1）背吃刀量ap应根据加工余量来确定铣削背吃刀量ap。粗铣时，为提高铣削效率，一般选铣削背吃刀量ap等于加工余量，一个工作行程铣完。半精铣及精铣时，加工要求较高，通常分两次铣削，半精铣时背吃刀量ap一般为0.52mm；精铣时背吃刀量ap一般为0.11mm或更小。（2）每齿进给量fz可由切削用量手册中查出，其中推荐值均有一个范围。精铣或铣刀直径较小、铣削背吃刀量较大时，采用其中较小值；粗铣时常用其中较大值。加工钢件时用较小值；加工铸铁时用较大值。（3）切削速度v铣削背吃刀量ap和每齿进给量fz确定后，可适当选择较高的切削速度以提高

29、生产率。选择时，按公式计算或查切削用量手册，对大平面铣削也可参照国内外的先进经验，采用密齿铣刀、选大进给量、高速铣削、以提高效率和加工质量。3、刨削用量的选择（1）背吃刀量ap刨削背吃刀量ap的确定方法和车削基本相同。（2）进给量f可按有关手册中车削进给量推荐值选用。粗刨时，根据背吃刀量ap和刀杆截面尺寸按粗车外圆选其较大值。精刨时，按半精车、精车外圆选取。刨槽、切断加工时，按车槽和切断进给量选择。（3）切削速度v在实际刨削加工中，通常是根据实践经验选定切削速度v。可按照车削速度公式计算，只不过除了如同车削时要考虑的诸项因素外，还应考虑冲击载荷，参阅有关手册，要引入修正系数k冲。4、钻削用量的

30、选择钻削用量的选择包括确定钻头直径D、进给量f和切削速度v（或主轴转速n）。应尽可能选大直径钻头，选大的进给量，再根据钻头的寿命选取合适的钻削速度，以取得高的钻削效率。（1）钻头直径D钻头直径D由工艺尺寸要求确定，尽可能一次钻出所要求的孔。当机床性能不能胜任时，才采用先钻孔、再扩孔的工艺，这时钻头直径取加工尺寸的0.50.7倍。孔用麻花钻直径可参阅JB/Z228-1985选取。（2）进给量f进给量f主要受到钻削背吃刀量、机床进给机构和动力的限制，也有受工艺系统刚度的限制。标准麻花钻的进给量可查表选取。采用先进钻头能有效地减小轴向力，往往能使进给量成倍提高。因此，进给量必须根据实践经验和具体条件

31、分析确定。（3）钻削速度v（或主轴转速n）钻削速度v（或主轴转速n）通常根据钻头寿命按经验选取。五、确定“万向节滑动叉”零件有关工序内容的切削用量及基本工时1、工序1：车削端面、外圆及螺纹（1）首先要确定的内容零件材料：45钢，正火，模锻。加工要求：粗车M60×1端面及62 、60外圆，表面粗糙度Rz200m；车螺纹M60×1 。机床：CA6140卧式车床。刀具：外圆车刀：刀片YT15，刀杆尺寸16×25；60°螺纹车刀，整体W18Cr4V。（2）计算切削用量粗车M60×1端面。A、考虑拔模斜度与锻件芯部钻孔等因素，确定端面最大加工余量：Zma

32、x=5.5 mm，公差按IT12级，取-0.46 mm。分两次加工，ap=3mm。B、确定进给量f：查切削手册表1.4，f=0.5-0.7mm/r，按CA6140车床说明书取f=0.51mm/r。C、计算理论切削速度vc：理论切削速度vc的计算公式为查切削手册表1.27知：Cv=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2。取T= 60 min。而kv=kMvksvkkvkkrvkBv。查切削手册表1.28知：kMv=1.44，ksv=0.8，kkv=1.04，kkrv=0.81，kBv=0.97。则计算结果为vc=108.6m/min。D、计算机床主轴理论转速ns：由计算出的切削速度v

33、c，经有关公式（切削速度与机床主轴转速间的换算公式）计算机床主轴理论转速ns=532 r/min，E、确定机床主轴实际转速nw：根据CA6140说明书，经比较确定nw=560r/min。F、计算切削工时tm：tm=（l+l1+l2+l3）i/（nw×f） 式中（查工艺手册表6.2-1）：l为切削加工长度，l=12.5mm； l1为刀具切入长度，l1=2mm；l2为刀具切出长度，l2=0；l3为试切附加长度，l3=0；i为进给次数，i=2。 则tm=（12.5+2）×2/（560×0.51）=0.104min。粗车62 mm外圆，同时应校验机床功率及进给机构强度A、

34、确定背吃刀量ap：单边余量Z=1.5 mm，一次切除。故ap=1.5 mm。B、确定进给量f：查切削手册表1.4，并按CA6140说明书取f=0.51mm/r。C、计算理论切削速度vc：理论切削速度vc的计算公式为查切削手册表1.27知：Cv=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2。取T= 60 min。而kv=kMvksvkkvkkrvkBv。查切削手册表1.28知：kMv=1.44，ksv=0.8，kkv=1.0，kkrv=0.81，kBv=0.97。则计算结果为vc=116m/min。D、计算机床主轴理论转速ns：由计算出的理论切削速度vc，经有关公式计算机床主轴理论转速ns

35、=568 r/min。E、确定机床主轴实际转速nw：根据CA6140说明书，经比较确定nw=560r/min。F、校验机床功率：首先，计算主切削力Fc。Fc的计算公式为：查切削手册表1.29-1知：CFc=2795，xFc=1.0，yFc=0.75，nFc=-0.15。而kFc=kMFckkrFc，查切削手册表1.29-2知：kMFc=0.94，kkrFc=0.89。则Fc=1024.5N。第二，计算切削时消耗的功率Pc。Pc=Fc×vc/（6×104）=1.95KW。最后，根据CA6140车床说明书，当主轴实际转速nw=560r/min时，主轴传递的最大功率为5.5KW。

36、故机床功率足够，可以正常加工。G、校验机床进给机构强度：首先，计算背向力Fp。Fp的计算公式为：查切削手册表1.29-1知：CFp=1940，xFp=0.9，yFp=0.6，nFp=-0.3。而kFp=kMFpkkrFp，查切削手册表1.29-2知：kMFp=0.897，kkrFp=0.5。则Fp=199.5N。第二，计算背向力Ff。Ff的计算公式为：查切削手册表1.29-1知：CFf=2880，xFf=1.0，yFf=0.5，nFf=-0.4。而kFf=kMFfkkrFf，查切削手册表1.29-2知：kMFf=0.923，kkrFf=1.17。则Ff=499.5N。第三，计算切削力在纵向进给

37、方向对进给机构的作用力F，F= Ff+（Fc+ Fp）（：机床导轨与床鞍间摩擦系数，=0.1），得F=622N。最后，查切削手册表1.30，可知机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N，故机床进给机构可正常工作。H、计算切削工时tm：tm=（l+l1+l2+l3）i/（nw×f） 式中（查工艺手册表6.2-1）：l为切削加工长度，l=90mm； l1为刀具切入长度，l1=4mm；l2为刀具切出长度，l2=0；l3为试切附加长度，l3=0；i为进给次数，i=1。 则tm=（90+4）×1/（560×0.51）=0.336min。粗车60 mm外圆柱面A、确定背

38、吃刀量ap：一次车62外圆柱毛坯面而得60 mm外圆柱面，故ap=1mm。B、确定进给量f：根据切削手册表1.6，并按CA6140说明书取f=0.51mm/r。C、计算理论切削速度vc：理论切削速度vc的计算公式为查切削手册表1.27知：Cv=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2。取T= 60 min。而kv=kMvksvkkvkkrv。查切削手册表1.28知：kMv=1.44，ksv=0.8，kkv=1.0，kkrv=0.81。则计算结果为vc=128m/min。D、计算机床主轴理论转速ns：由计算出的理论切削速度vc，经有关公式计算机床主轴理论转速ns=679 r/min。E

39、、确定机床主轴实际转速nw：根据CA6140说明书，经比较确定nw=710r/min。F、计算切削工时tm：tm=（l+l1+l2+l3）i/（nw×f） 式中（查工艺手册表6.2-1）：l为切削加工长度，l=20mm； l1为刀具切入长度，l1=4mm；l2为刀具切出长度，l2=0；l3为试切附加长度，l3=0；i为进给次数，i=1。 则tm=（20+4）×1/（710×0.51）=0.068min。车螺纹M60×1 mmA、确定背吃刀量ap和走刀次数i：参见艾兴、肖诗纲主编的切削用量简明手册，采用高速钢螺纹车刀，规定：粗车时背吃刀量取ap=0.17m

40、m，走刀次数i=4；精车时背吃刀量取ap=0.08 mm，走刀次数i=2。B、确定进给量f：等于螺距t，即f=t=1 mm。C、计算理论切削速度vc：理论切削速度vc的计算公式为查切削手册表1.27知：Cv=11.8，xv=0.70，yv=0.3，m=0.11。取T= 60 min。而kv=kMvkkv。查切削手册表1.28知：kMv=1.11，kkv=0.75。则计算结果为：粗车vc=21.57m/min；精车：vc=36.8m/min。D、计算机床主轴理论转速ns：由计算出的理论切削速度vc，经有关公式计算机床主轴理论转速：粗车ns=114.4 r/min；精车ns=195 r/min。E

41、、确定机床主轴实际转速nw：根据CA6140说明书，经比较确定为：粗车nw=100r/min；精车nw=200 r/min。F、计算切削工时tm：tm=（l+l1+l2+l3）i/（nw×f） 式中（查工艺手册表6.2-1）：l为切削加工长度，l=15mm； l1为刀具切入长度，l1=3mm；l2为刀具切出长度，l2=0；l3为试切附加长度，l3=0；i为进给次数，粗车i=4；精车i=2。 计算结果为：粗车tm1=0.72min；精车tm2=0.18min。故切削螺纹总工时tm= tm1+ tm2=0.9 min。2、工序2：钻、扩花键底孔及锪沉头孔选用机床：转塔车床C365L。钻孔

42、25 mmA、确定进给量f：根据切削手册表2.7，取f=0.41mm/r。B、确定理论切削速度vc：按切削手册表2.13及表2.14，vc=12.25m/min。C、计算机床主轴理论转速ns：由理论切削速度vc，经有关公式计算机床主轴理论转速ns=155r/min。D、确定机床主轴实际转速nw：按工艺手册表4.2-2，经比较选取nw=136r/min。E、计算切削工时tm：tm=（l+l1+l2+l3）i/（nw×f） 式中（查工艺手册表6.2-1）：l为切削加工长度，l=150mm； l1为刀具切入长度，l1=10mm；l2为刀具切出长度，l2=4mm；l3为试切附加长度，l3=0

43、；i为进给次数，i=1。 则tm=（150+10+4）×1/（136×0.41）=3min。钻孔41 mm（用41钻头扩孔）A、钻头扩孔时，其进给量f和理论切削速度vc与钻同样尺寸实心孔的进给量f钻和理论切削速度v钻的关系为：f=（1.2-1.8）f钻；vc=(1/3-1/2)v钻。B、根据切削手册表2.7及表2.13，f钻=0.56mm/r；v钻=19.25m/min。C、计算扩孔进给量f：令f=1.35f钻，则f=0.76 mm/r。D、计算扩孔理论切削速度vc：令vc =0.4 v钻，则vc =7.7m/min。E、计算机床主轴理论转速ns：由理论切削速度vc，经有关

44、公式计算机床主轴理论转速ns=59r/min。F、确定机床主轴实际转速nw：按转塔车床C365L，经比较选取nw=58r/min。G、计算切削工时tm：tm=（l+l1+l2+l3）i/（nw×f） 式中（查工艺手册表6.2-1）：l为切削加工长度，l=150mm； l1为刀具切入长度，l1=7mm；l2为刀具切出长度，l2=2mm；l3为试切附加长度，l3=0；i为进给次数，i=1。 则tm=（150+7+2）×1/（58×0.76）=3.61min。H、计算切削工时tm：按工艺手册的工时计算公式，并确定相应表的参数的值，计算结果为tm=3.61min。扩花键底

45、孔43mmA、确定扩孔进给量f：根据切削手册表2.10，并根据机床规格选取用扩孔钻扩43孔时的f=1.24 mm/r。B、计算扩孔理论切削速度vc：令vc =0.4 v钻（见上述项），则vc =7.7m/min。C、计算机床主轴理论转速ns：由理论切削速度vc，经有关公式计算机床主轴理论转速ns=57r/min。D、确定机床主轴实际转速nw：按转塔车床C365L，经比较选取nw=58r/min。E、计算切削工时tm：tm=（l+l1+l2+l3）i/（nw×f） 式中（查工艺手册表6.2-1）：l为切削加工长度，l=150mm； l1为刀具切入长度，l1=3mm；l2为刀具切出长度，

46、l2=1.5mm；l3为试切附加长度，l3=0；i为进给次数，i=1。 则tm=（150+3+1.5）×1/（58×1.24）=2.15min。锪圆柱式沉头孔55mmA、锪沉头孔时，其进给量f和理论切削速度vc约为钻孔时的1/3-1/2。B、根据切削手册表2.7及表2.13，f钻=0.6mm/r ；v钻=25m/min。C、计算锪孔进给量f：令f=1/3f钻，则f=0.2 mm/r，按机床取f=0.21mm/r。D、计算锪孔理论切削速度vc：令vc =1/3v钻，则vc =8.33m/min。E、计算机床主轴理论转速ns：由理论切削速度vc，经有关公式计算机床主轴理论转速n

47、s=48r/min。F、确定机床主轴实际转速nw：按转塔车床C365L，经比较选取nw=44r/min。G、计算切削工时tm：tm=（l+l1+l2+l3）i/（nw×f） 式中（查工艺手册表6.2-1）：l为切削加工长度，l=8mm； l1为刀具切入长度，l1=2mm；l2为刀具切出长度，l2=0；l3为试切附加长度，l3=0；i为进给次数，i=1。 则tm=（8+2）×1/（44×0.21）=1.08min。3、工序3：43 mm内孔5×30°倒角4、工序4：钻锥螺纹Rc1/8底孔5、工序5：拉花键孔的切削工时t的计算公式为 确定单面余量Z

48、b：Zb=3.5mm，（由43拉削至50）。 确定拉削表面长度l：l=140mm。 考虑校准部分的长度系数：取=1.2。 考虑机床返回行程系数：取=1.4。 确定拉削速度v：根据有关手册，v=0.06m/s，即v=3.6m/min。 确定拉刀单面齿升fz：根据有关手册，单面齿升fz=0.06mm。 计算拉刀齿距p：p=（1.251.5）=1.35=16 mm。 计算拉刀同时工作齿数z：z=l/p=140/169。最后，计算拉花键孔的切削工时t：经计算t=0.42 min。6、工序6：粗铣 mm二孔外端面，保证尺寸118.40 0.22确定铣刀单齿进给量fz：根据切削手册表3.3，fz=0.08

49、mm/齿。确定粗铣铣削速度v：根据有关手册，v=0.45m/s，即v=27m/min。 确定铣刀直径dw和齿数z：采用的刀具为高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225 mm，z=20。 计算理论转速ns：经有关公式计算，ns=38 r/min。 确定实际转速nw：选用机床为X63卧铣，根据X63卧铣说明书确定nw=37.5r/min。 计算工作台理论进给量fm：经有关公式计算，fm= 60mm/min。 确定工作台实际进给量f实：查X63卧铣说明书，经比较确定f实=60mm/min。 计算粗铣工时tm：用作图法确定铣削行程长度l+l1+l2=105mm，取l3=0，i=1。则tm=（l+l1+l2+

50、l3）i/f实=105/60=1.75 min。7、工序7：钻、扩mm二孔及倒角（工序内容见第三部分的三项）8、工序8：精、细镗mm二孔确定机床：T740金刚镗床。确定工步：A、精镗孔至38.9；B、细镗孔至。确定工步A的切削用量及切削工时A、确定背吃刀量ap：因前道工序扩孔的尺寸为38.7，故双边余量2Z=0.2 mm，现一次镗削至38.9，故ap=0.1 mm。B、确定进给量f：根据有关手册，f=0.1mm/r。C、确定切削速度v：根据有关手册，v=100m/min。D、计算理论转速ns：经有关公式计算，ns=816 r/min。E、确定实际转速nw：因T740金刚镗床转速为无级调速，故可

51、确定实际转速nw等于理论转速ns，即nw=816r/min。F、计算精镗一个孔时的工时tm1：tm1=（l+l1+l2+l3）i/（nw×f） 式中（查工艺手册表6.2-1）：l为切削加工长度，l=19mm； l1为刀具切入长度，l1=3mm；l2为刀具切出长度，l2=4mm；l3为试切附加长度，l3=0；i为进给次数，i=1。 则tm1=（19+3+4）×1/（816×0.1）=0.32min。故加工2个孔时的精镗削工时tm=0.32×2 =0.64 min。确定工步B的切削用量及切削工时A、确定背吃刀量ap：因前道工序精镗的尺寸为38.9，故双边余量

52、2Z=0.1mm，现一次细削至，故ap=0.05 mm。B、因细镗和精镗是共用一根镗杆，利用金刚镗床同时对工件进行精、细镗孔，因此除背吃刀量ap外，其它切削用量及切削工时均与精镗相同。即：进给量f =0.1mm/r、切削速度v =100m/min、实际转速nw=816r/min、细镗工时tm =0.64 min。9、工序9：磨39二孔外端面10、工序10：钻叉部4-M8螺纹底孔及倒角第五章 填写工艺过程卡片、工序卡片、审校工艺规程填写工艺规程总体要求：字迹应端正，表达要清楚，数据要准确。一、 填写机械加工工艺过程卡片将第四章的各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，填入工艺过程卡

53、片中。图5-2为“万向节滑动叉”零件机械加工工艺过程卡片。二、在机械加工工序卡片中，画指定工序的工序简图图5-1为工序简图的画法。工序简图画法的具体要求如下：1、简图应按比例缩小，用尽量少的视图表达。2、以规定符号表示，符合规范。加工面、定位面、夹紧面、主要轮廓表面应按规定或规定符号标明。3、以必需、明了为度。应标明本工序的工序尺寸、公差及粗糙度要求。图5-1 工序简图的画法三、填写指定的主要加工工序的机械加工工序卡片按有关标准所规定的格式和原则填写工步名称、工艺装备、切削用量、工时等内容。图5-3为“万向节滑动叉”零件机械加工工序卡片（ 工序为：粗车M60×1端面、62与60外圆及

54、M60×1螺纹）。四、审查和校核工艺规程1、按工艺规程的各项内容审核设计的正确性和合理性基准的选择是否正确和合理。加工方法的选择是否正确和合理。加工余量、切削用量等工艺参数的确定是否合理。工序简图是否完整、准确。2、审查工艺文件的完整性与工艺文件的各项内容的标准性工序为：粗车M60×1端面、62与60外圆及M60×1螺纹机械加工工序卡片及工序简图如下所示。图5-2 “万向节滑动叉”零件机械加工工艺过程卡片 图5-3 “万向节滑动叉”零件机械加工工序卡片第六章 设计指定工序专用夹具（一）：确定零件定位方案要求：1、指定工序的专用夹具是：粗铣二孔外端面的铣床专用夹具。

55、 2、准备和借阅国内外典型工艺装备的图样和有关资料。3、准备和借阅专用夹具设计的有关国家标准和企业标准等。一、设计专用夹具的目的保证加工质量，提高劳动生产率，降低劳动强度等。二、 设计专用夹具前应准备的工作1、 熟悉被加工零件的图样和技术要求弄清被加工零件在产品中的作用、结构特点、主要加工表面和技术要求；了解被加工零件的材料、毛坯种类、特点、重量和外形尺寸等。2、 分析被加工零件的工艺规程熟悉被加工零件的工艺路线，了解有关工艺参数和零件在本工序以前的加工情况；熟悉该工序加工中所使用的机床、刀具、量具及其它辅具的型号、规格、主要参数、机床与夹具连接部分的结构和尺寸；了解被加工零件的热处理情况。3、 认真核对专用夹具设计任务书，明确设计要求。4、 准备、收集、借