毕业论文输出轴机械加工工艺规程制订及钻床夹具设计(10×ф20孔)

1、毕业设计说明书设计题目输出轴机械加工工艺规程制订及钻床夹具设计 （10 X也20孔）目 录第一节任务要求1第二节摘要2第三节零件分析一、零件的功用分析3二、零件的工艺分析3第四节机械加工工艺规程制订、毛坯的确定4二、定位基准的选择4三、工艺的集中和分散考虑5四、制定工艺路线6五、确定加工余量及毛坯尺寸61）确定加工余量62）确定毛坯简图10六、工序设计11七、确定切削用量12第五节夹具设计一、接受设计任务，明确加工要求17二、切削力与夹紧里的计算18三、对称精度的分析19四、夹具方案的确定20第六章设计小结21参考文献 22致谢 23第一节任务要求图一图一所示是输出轴简图。毛坯材料为 45钢中

2、批量生产，采用通用机床进行 加工。热处理方式为调质，处理后硬度要求为 200-230HBW本次课程任务要求 是完成该零件的机械加工工艺设计及加工 10X ±20孔钻床夹具设计。机械制造技术基础毕业设计所选定的题目为输出轴零件的加工工艺及夹具 设计。完成了对输出轴从零件毛坯到零件成品的加工过程分析和工艺安排。包括零件各工作表面的加工选择，机床、刀具、定位、夹紧；并对其中某些关键加工 工序做了夹具设计，由于知识和经验所限，设计会有许多不足之处，所以恳请老 师给予指导。关键词：输出轴；加工工艺；夹具设计；AbstractMachinery manufacturing industry on

3、 the world economy play s an important role, and the machining process is the estab lishment of machinerymanufacturing technology and an important part of the critical work. In this paper, the output shaf t isafixtureof the processing technology and design, focusedonseveralimportant processing on th

4、esurface ofa certain size, shape, location requirements, there are still som e strength, surface roughness, and other requirements, but th ese will be reflected in the text .Keyword: output shaft; processing technology; fixture ;第三节零件分析一、零件的功用分析本设计所加工的零件是输出轴，它是动力输出的主要零件。它的孔与变速 器配合起定心作用，通过的通孔将动力传至该轴，

5、再由处通过键将动力输出。该 轴在工作中需要承受一定的冲击载荷和较大的扭矩。因此，该轴应具有足够的耐 磨性和抗扭强度。二、零件的工艺分析从零件图可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有表面、 端面、内孔和键槽。 其中，键槽的两侧面6176孔和10X（|）20孔的粗糙度要求最高，表面粗糙度为 Ra3.2 mi其余表面白粗糙度为Ra12.5mr此轴相当于一根阶梯轴。主要加工表面有的外圆 小55、小60、小65、675的外圆、小80内孔和10X 620法兰孔、键槽、大小端面。次要表面有过渡锥面、 2X（|）8斜孔、小50、小 104内孔。对于回转体表面面小55、小60、小65、小70、685要达到高精度，

6、要采用 精加工。对输出轴零件图进行工艺审核后，可知该零件图视图正确完整，尺寸、公差 及技术要求齐全，加工要求合理。第四节 机械加工工艺规程制订一、毛坯的确定毛坯的制造方法主要有以下几种：型材、锻造、铸造、焊接和其它毛坯。毛 坯种类的选择与零件的实际作用、生产性质、产品的制造质量有很大的影响。零件的材料为45钢，采用模锻，调质热处理后的硬度为 200-230HBW/ 有零件的材料和经济方面考虑，锻件具有较高的抗弯抗拉和抗扭强度、冲击韧 性，常用于大载荷和冲击载荷下。所以选择锻件中的模锻。二、定位基准的选择1、粗基准的选择工件为回转体，属于轴类零件，一般情况下以外圆作为粗基准，保证定位准 确夹紧可

7、靠，利用外圆加工出中心孔。2、精基准的选择根据输出轴的装配要求，选择两顶尖中心孔作为定位精基准，中心孔作为设 计基准，用其作为定位基准既符合基准重合， 又符合基准统一。当零件的外圆精 加工后可以以外圆为精基准加工法兰孔，由于半精加工利用中心孔加工的外圆同 心度非常高，以外圆作为基准加工出来的孔的同轴度也很高。三、工艺的集中和分散考虑(1)工序集中工序集中就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工内容 多，工艺路线短，其主要特点是：1) .可以采用高效的机床和工艺装备，生产率高；2) .减少了设备数量以及操作工人人数和占地面积，节省人力，财力；3) .减少了工件安装次数，利于保证表面

8、间的位置精度；4) .采用的工件夹紧装备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大。(2)工序分散工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工的内容少，工艺路线很长，其主要特点是：1) .设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产品的变换，对工人的 技术要求较低，可以采用最合理的切削用量，减少机动时间 ，所需设备和工艺装 备的数目多，操作工人多，占地面积大。2) .工序集中和分散的程度，主要取决于生产规模，一般情况下，单件小批 量生产时，采用工序集中，在一台普通机床上加工出尽量多的表面；批量生产的时候，采用工艺分散。综上所述以及结合图纸要求，采用工艺分散。四、制订工艺路线制定

9、工艺路线是制定工艺规程最重要的工作，也体现了工艺师工艺水平的重 要方面。其原则是，在保证零件的几何形状、尺寸精度、表面质量的前提下，尽 可能提高生产率，降低成本，取得好的经济效益。（1） .工艺路线的确定1 .基准先行原则：该零件加工时应该先 小55端面为粗基准加工小176外圆面 及其端面，再以6176为基准加工小55端面及其外圆面。2 .先粗后精原则：先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗加工将在较短 时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗加工后留余量的均匀性满足不了精加工的要求 时，则要安排半精加工。3 .先面后孔原则：对该零件应

10、该先加工圆柱表面，后加工孔，这样安排加工 顺序，一方面是利用加工过的平面定位， 稳定可靠，另一方面是在加工过的平面 上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度。4 .先主后次原则：先加工主要表面，后加工次要表面。这里的主要表面是指 基准面，主要工作面。次要表面是指键槽、内孔等其他表面。次要表面和主要表 面之间往往有相互位置要求。因此，在主要表面达到一定的精度之后，再以主要 表面定位加工次要表面（2） .工艺路线安排如下：05.备料、模锻10.用三爪卡盘定位锻件回转体表面，粗车 小176外圆和6176端面。15.以轴的回转轴线为基准，粗链内孔 小50、680、（|）10420.以轴的回转轴线为基准

11、，半精链内孔 小50、680、（|）10425.用顶尖定位，以轴的回转轴线为基准，粗车 小55端面和粗车小55、小60、小 65、675的回转体表面。30.用顶尖定位，以轴的回转轴线为基准，半精车 小55、小60、小65、小75、小 176的外圆35.用顶尖定位，以轴的回转轴线为基准，粗磨 小65、675的外圆表面40.用顶尖定位，以轴的回转轴线为基准，粗车、半精车过度锥面45.以680孔的中心线为基准，钻、扩、钱孔 10X（|）2050.钻斜孔2X6855.热处理：调质处理硬度为200-230HBW60.以轴的回转轴线为基准，粗铳键槽65.精车小65、675的外圆及锥面70.以轴的回转轴线为

12、基准，精磨（|）65、675的外圆表面80.以轴的回转轴线为基准，精铳键槽，回用顶尖定位，以轴的回转轴线为基准 转体表面，精车6176端面，精车小55端面。85.以轴的回转轴线为基准，精铳键槽，回用顶尖定位，以轴的回转轴线为基准 转体表面，精车小55端面。90.去毛刺、清洗、检验五、确定加工余量及毛坯尺寸1)各工序加工余量的确定：小 55+0.028 0.003 外圆山予名 称山手问余 量(mm)精度表面粗糙 度山予基本尺寸标注上予尺寸公差精车1.0IT71.655*58.02800.020半精车 车1.5IT103.255+1.0=56（|）560-0.122.5IT126.356+1.5=

13、57.5*57.500.2±257.5+2.5=60小60± 2（|）60+0.065-0.045外圆山予名称/mm山予向山予问尺寸/mm公差/mm经济精度/mm表面粗3Ra/pm精车1.0IT71.660帕0.065000 .030半B车1.5IT103.260+1.0=61*610.122.5IT126.361+1.5=62.5*62.503±262.5+2.5=65小65± 2（|）65+0.023 -0.003/卜圆山予名称/mm山予向山予问尺寸/mm公差/mm经济精度/mm表面粗3Ra/xm精磨0.1IT60.1665*65.03200.019

14、0.4IT71.2565+0.1=65.165.1_0.o3半B车1.1IT83.265.1+0.4=65.5帕5.500.046小 75+0.023 +0.003卜圆山予名称/mm山予向山予问尺寸/mm公差/mm经济精度/mm表面粗3Ra/pm精磨0.1IT60.1675*75.03200.0190.4IT71.2575+0.1 =75.1*75.100.030半B车1.1IT83.275.1+0.4=75.5*75.500.0464.4IT1112.575.5+1.1=76.64 76.600.019±276.6+4.4=81小81± 2锥面工序名称/mm山予向山予问尺

15、寸/mm尺寸、公H/mm经济精度/mm表面粗3Ra/xm半精车1.0IT83.282116m2 _0_054 4116 _0.0粗车5.0IT111.6(82112+1 = (8311748300.22 -*11600.22毛坯±1.8(83117+5= (88122(88122±1.8小55小头端面工序名称/mm山予向山予问尺寸/mm公差/mm经济精度/mm表面粗3Ra/xm精车1.0IT73.22442 244-0.030粗车2.0IT1112.5244+1=2452 245_0.019小 176fclt端H工序名称/mm山予向山予问尺寸/mm公差/mm经济精度/mm表

16、面粗3Ra/pm精车1.0IT73.2176*24700.030粗车2.0IT1112.5176+1=178由24802 248_0.019毛坯±2178+2=180小250±2小104内孔工序名称/mm山予向山予问尺寸/mm公差/mm经济精度/mm表面粗3Ra/xm粗镇5IT1112.5104小 104+0.220毛坯±2.5104-5=99小99± 2.5小 80+0.042 -0.01那孔工序名称/mm山予向山予问尺寸/mm尺寸、H/mm经济精度/mm表面粗出Ra/xm精锋0.5IT83.280。79.988+0.0460半精锋1.5IT106.3

17、80-0.5=79.5479.5+0.12C粗镇3IT1212.579.5-1.5=78小 78+0.300毛坯±278-3=75小75± 2小50内孔工序名称/mm山予向山予问尺寸/mm公差/mm经济精度/mm表面粗3Ra/xm粗镇4IT1112.550小 50+0.16 0毛坯±250-4=46小46± 2小17的卜圆工序名称/mm山予向山予问尺寸/mm公差/mm经济精度/mm表面粗3Ra/pm半B车1.0IT96.3176何76k粗车3.0IT1212.5176+1=177加7%.4毛坯±2177+3=180小180 ±210X

18、（|）20-0.019 -0.042通孔山予名称供需间余量/mm山予向山予问尺寸/mm尺寸、H/mm经济精度/mm表面粗出Ra/xm钱孔0.14IT83.220。19.958+0.02701.8IT106.320-0.14=19.86。19.86+0.0840占孔18.06IT1112.519.86-1.8=18.06。18.06+0.13050 M5 M 16°d043 键槽工序名称/mm山予向山予问尺寸/mm公差/mm精度/mm表 糙度 Ra/ pm精铳2IT83.249*49_0.039粗铳4IT1112.550+2=52由52%.016毛坯±252+4=56小562

19、）绘制毛坯简图六、工序设计选择加工设备与工艺装备一.选择机床根据工序选择机床(1)工序05、20、25是粗车和精车。各工序的工步数不多，中批量生产故选 用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，选用最常用的CA6140型卧式车床。(2)工序10、15为链削。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜 在车床上链孔，选用C616A型卧式车床。(3)工序45铳削。工序工步简单，外廓尺寸不大，考虑本零件属中批量生产， 所选机床使用范围较广泛为宜，故可选常用用的X61W理铳床能满足加工要求。(4)工序10、35和40是钻、较孔。可采用专用的分度盘夹具在立式钻床上加 工，故选用Z525。2 .选用夹

20、具本零件除铳销，钻小孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通夹具即可。 前车销工序用三爪自定心卡盘和心轴。3 .选用刀具由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率，工件的加工精度，已加工表面质量，刀具的磨损和加工成本，所以正确的选择刀具材料是加工工艺的一个重要 部分，刀具应具有高刚度，足够的强度和韧度，高耐磨性，良好的导热性，良好 的工艺性和经济性，抗粘接性，化学稳定性。由于零件车床输出轴材料为45钢, 推荐用硬质合金中的YT15类刀具，因为加工该类零件时摩擦严重，切削温度高， 而YT类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性，尤其具有高的耐热性，在高速切削钢 料时刀具磨损小寿命长，所以加工45钢这种材料时

21、采用硬质合金的刀具。粗车外圆柱面：90°半精车，精车外圆柱面：前角为 90°的车刀。钻头： 高速钢刀具，直径为(|)30;直径为小18;较刀：直径为(I)20;链刀，刀杆长度为 200。4 .选择量具本零件属中批量生产，一般配情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精 度要求、尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下：读数值0.02、测量范围0 150游标卡尺，读数值0.01、测量范围0150游标卡尺。读数值0.01、测量范 围50125的内径千分尺，读数值0.01、测量范围50125的外径千分尺，读 数值0.01、测量范围50125的内径百分表。七、确定切削用量1 .粗车小5

22、5+0.028 0.003外圆的切削用量本工序为粗车外圆(|)55,机床采用最常用的CA6140卧式车床。已知：加工 材料：45钢，Qb=600MPa,锻件，有外皮；工件尺寸：坯件 D=60mm,车削后 D=57.5mm,加工长度l =80mm；加工要求：车削后表面粗糙度 Ra6.3 mi 根据 机械加工工艺手册表7-4选用的刀具为YT5牌号硬质合金车刀，选择的参 数为：主偏角弓=60:副偏角父' = 10'后角。=6。前角九=12二刃倾角 %=0:刀尖圆弧半径7 = 1.0mm。选择切削用量；确定背吃刀量ap由于粗加工的余量为2.5mm,可以再一次走刀内完成，故ap=2.5/

23、2=1.25mm。确定进给量f。 由于零件本次加工的加工余量小，根据机械加工工艺手册表 1.1-47及机 械制造工艺学课程设计指导书表 5-42 ,取f=0.51mm/r。选择车刀磨钝标准和 耐用度。根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-40,后刀面最大磨损限 度取1.1mm,刀具的耐用度为T=60 Min。确定切削速度v和工作台每分钟进给量 Vf。本零件的材料为45钢，crb=600MPa, ap=1.25mm f=0.51mm/r ,根据机械 制造工艺学课程设计指导书表 5-32对车削速度进行修正：根据刀具的耐用度 T=60min,得修正系数 小=1.0;根据工件材料的强度，得修正系数K

24、m=1.0;根据毛坯状态得修正系数(v=0.8;刀具的材料为YT5,得修正系数为：Kv=0.65;此处 为车削，得修正系数Kv=1.0 ;得修正系数为主偏角为60o得修正系数为Kkv=0.92。 所以，Krv=1.0, KMv=1.0, Kv=0.8 , Kv=0.65, Kv =1.0, Kkv=0.92切削速度的公式为V=C/(T mx apXvx fyv) 0根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-43 , 取数值：Cv=291, Xv=0.15, yv=0.2,m=0.2。V=Cv/(T mx apXvx fyv) x KtvX 愉vX Kv X Kv X KvX &rv所以带

25、入数据后可算得 V=67.92 m/min ,转速 n=1000V/Tt d=1000 x 67.92/冗x 60=360.32 r/min。根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-44, 取CA1640a床的主轴转速选择320 r/min ,则实际切削速度为 V5dn/1000=冗 X 60X320/1000=60.32 m/min。检验机床功率，根据机械制造工艺学课程设计 指导书表5-45，查得切削力Fz和切削功率PmW计算公式如下：Fz=CFzx apxFzxfyFzx Vx Kfz(N)Pm= FzV/60 X1000 (KVV式中，CFz=2650,XFz=1.0, y Fz=0.75

26、 , nFz,=-0.15 , Kfz = K TFzX KMFzX &rFzXKr.Fz, 根 据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-32得：与刀具耐用度有关的修正系 数KTFz= 1.0 ；与工件材料有关的系数 KMFz = 1.0 ；与主偏角有关的修正系数&rFz= 0.94；与前角有关的修正系数 Kr.Fz =1.10 o因此总的修正系数为 Kfz = K TFz X KMFz X &rFzX Kr.Fz =1.034所以，切削力为 Fz =2650 X 1.25 1.0 X 0.51 0.75 X 60.32-0.15 X 1.034=1118.5 N 切 削

27、功率为 Pm =1118.5X60.32/60 X 1000KW =1.124 KW 根据机械加工工艺手 册，查得CA1640卧式车床主动机功率Pe =7.5 KW,因为PnK Pe,故上述切削用 量可用。最后确定的切削用量为：ap=1.25mmf=0.51mm/rV=60.32 m/min(n=320 r/min )2 .半精车小55+ 0.028 0.003外圆的切削用量本工序为半精车外圆(|)55,原来的直径为57.5 mm,车削后D=56mm机床采用 最常用的CA6140卧式车床。根据机械加工工艺手册表 7-4 ,选用的刀具为 YT15牌号硬质合金车刀，选才？的参数为：主偏角Kr=45

28、o,副偏角K, r=10 o,前角Y o =10o,刃倾角入s=-5o,后角民o =6°,车刀刀尖圆弧半径 J=0.6mm 选择切 削用量：确定背吃刀量ap由于粗加工的余量为1.5mm,可以再一次走刀内完成， 故ap=1.5/2=0.75mm。确定进给量f,由于零件本次加工的加工余量小，根据机械加工工艺手册表1.1-47及机械制造工艺学课程设计指导书表5-42,取f=0.30mm/O选择车刀磨钝标准和耐用度 。根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-40,后刀面最大磨损限度取 0.8mm刀具的耐用度为T=60 Min。确定切削速度 v和工作台每分钟进给量 V。本零件的材料为45钢，仃

29、b=600MPa, ap=0.75mm f=0.30mm/r ,根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-32对车削速度进行 修正：根据刀具的耐用度 T=60min,得修正系数 小=1.0；根据工件材料的强度， 得修正系数KM=1.0;根据毛坯状态得修正系数 (=1.0;刀具的材料为YT15,得 修正系数为：Kv=1.0；此处为车削，得修正系数 Kv=1.0;得修正系数为主偏角为 45°得修正系数为 &rv=1.0。所以，K-v=1.0 , Km=1.0, Kv=1.0 , Kv=1.0, Kv=1.0, &rv=1.0切削速度的公式为 V=C/(Tmx apXvx f

30、yv)。根据机械制造工艺学课程设 计指导书表 5-43,取数值：G=291, Xv=0.15, yv=0.2,m=0.2。V=Cv/(T mx apXvx fyv) X K-vX KMvX KsvX Kv X KvX Krv所以带入数据后可算得 V=170.43 m/min,转速n=1000V/兀d=1000X 170.43/ 冗x 57.5=943.47 r/min 。根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-44,取 CA1640tt床的主轴转速选择710r/min ,则实际切削速度为V=tt dn/1000=九义 57.5 义 710/1000=128.26 m/min检验机床功率，根据机

31、械制造工艺学课程设计指导书表5-45，查得切削力Fz 和切削功率Pm的计算公式如下：Fz=CFz x apxFzxfyFzx VFzx Kfz(N)Pm= FzV/60 X 1000 (KW 式中，CFz=2650,XFz=1.0, y fz=0.75 , nFz,=-0.15 , Kfz = K tfzX KmfzX根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-32得：与刀具耐用度有关的修正系 数KTFz= 1.0 ；与工件材料有关的系数 KMFz = 1.0 ；与主偏角有关的修正系数KKrFz= 1.0；与前角有关的修正系数 Kr.Fz =1.04 o因此总的修正系数为Kfz = KtFzX K

32、mFzX &rFzX Kr.Fz =1.04所以,切削力为 Fz =2650 X 0.75 1.0 乂 0.300.75 乂 128.26-0'5 乂 1.04=291.88 N 切削功率为 Pm =291.88X 128.26/60 X 1000 KW =0.624 KWA根据机械加工工 艺手册，查得CA1640卧式车床主动机功率FE=7.5 KW,因为PnK PE,故上述切 削用量可用。3.精车小55+ 0.028 0.003外圆的切削用量本工序为半精车外圆(|)55,原来的直径为56mm,车削后D=55mm,机床采用 最常用的CA6140卧式车床。根据机械加工工艺手册表7

33、-4选用的刀具为YT30 牌号硬质合金车刀，选择的参数为：主偏角Kr=30o,副偏角K, r=5o，前角丫。=10°, 刃倾角入s=0o,后角a。=6°,车刀刀尖圆弧半径 s=0.4mm选择切削用量： 确 定背吃刀量ap由于粗加工的余量为1.0mm,故ap=1.0/2=0.5mm。确定进给量f,由于零件本次加工的加工余量小，根据机械加工工艺手册表1.1-47及机械制造工艺学课程设计指导书表 5-42 ,取f=0.08 mm/r。选 择车刀磨钝标准和耐用度。根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-40, 后刀面最大磨损限度取0.5mm,刀具的耐用度为T=60 Min。确定切削

34、速度v和工 作台每分钟进给量Vf,本零件的材料为45钢，arb=600MPa, ap=0.50mmf=0.08mm/r ,根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-32对车削速度进行 修正：根据刀具的耐用度 T=60min,得修正系数 小=1.0；根据工件材料的强度， 得修正系数KM=1.0;根据毛坯状态得修正系数 (=1.0;刀具的材料为YT30,得 修正系数为：Kv=1.4;此处为车削，得修正系数 Kv=1.0;得修正系数为主偏角为 30°得修正系数为 &rv=1.13。所以,Ktv=1.0 , KMv=1.0 , Kv=1.0 , Kv=1.4, Kv=1.0, &

35、;rV=1.13。切削速度的公式为V=C/(Tmx apXvx fyv)根据机械制造工艺学课程设 计指导书表 5-43,取数值：G=291, Xv=0.15, yv=0.2,m=0.2。 V=C/(T mx apXv X f V ) X KrvX KmvX Ksv x Kv X KkvX KkfV所以带入数据后可算得 V=560.66 m/min 转速 n=1000V/：t d=1000X 560.66/ 冗x 56=3186.85 r/min 根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-44,取 CA1640tt床的主轴转速选择1400 r/min ,则实际切削速度为 V=tt dn/1000=

36、兀X 56X1400/1000=246.3 m/min检验机床功率。根据机械制造工艺学课程设计指 导书表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pml勺计算公式如下： Fz=CFzx apxFzxfyFzxVnFzx Kfz(N) Pm= FzV/60 x 1000 (KW式中，CFz=2650,XFz=1.0, y fz=0.75 , nFz,=-0.15 , Kfz = K tfzX KmfzX根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-32得：与刀具耐用度有关的修正系 数KtFz= 1.0 ；与工件材料有关的系数KmFz = 1.0 ；与主偏角有关的修正系数KkrFz= 1.13；与前角有关的修正

37、系数 Kr.Fz =1.08。因此总的修正系数为 限=K TFzX KmFz X KkrfzX Kr.Fz =1.2204。所以，切削力为 Fz =2650 X 0.5 1.0 X 0.080.75 乂 246.3 -0'5 乂 1.2204=106.2 N 切削功率为 Pm =106.2X246.3/60 X 1000 KW =0.0.436 KW根据机械加工工艺手册，查得CA1640卧式车床主动机功率Pe =7.5 KW ,因 为PnK FE,故上述切削用量可用。最后确定的切削用量为：ap=0.5mmf=0.08mm/r V=246.3 m/min (n=1400 r/min )4

38、.粗车小60+0.065 -0.045 外圆的切削用量(1)选择机床CA6140双顶尖定位(2)选择刀具选择直头焊接式外圆车刀(可转位)根据书目机械加工工艺手册表 1.1,由于CA6140车床的中心高200 mm (表1.31),故选刀杆尺寸 BH=16mm25mm,刀片厚度4.5 mm根据书目机械加工工艺手册表1.2,粗车带外皮的锻件毛坯，选才? YT5 牌号硬质合金车刀车刀几何形状 根据书目机械加工工艺手册表 1.3,选择选择卷屑槽 带倒棱前刀面， =60*, Kr' = 10。，«o =6。Vo =12。， = 0" 1 = 1.0mm (3)选择切削用量确定

39、切削深度ap,由于粗加工余量仅为4.4 mm,可在一次走刀内切完， 故 ap=4.4/2=2.2 mm确定进给量f ,根据书目机械加工工艺手册表1.4, f=0.5-0.9 mm/r, 按CA614眸床说明书，选择f=0.86 mm/r确定的进给量尚需满足车床进 给机构强度的要求，故需进行校验。根据CA614眸床说明书，CA6140机 床进给机构允许的进给力 F max=3530N。机械制造工艺学课程设计指 导书表 5-32,当钢的强度 0b =570 670MPa , ap <2.4 mm, f <1.8 mm /r , Kr =45) Vc=65m/min (预计)时，进给力为

40、 Ff =1070N。根据表 1.29-2,切削时Ff的修正系数为KSf =1.0, K斯f=1.0, K虹f=1.11,故 实际进给力为 Ff =1071x1.11 = 1188.8N ,由于F f W Fmax,故所选的 f=0.86 mm/r 0确定切削速度 v,根据机械制造工艺学课程设计指导书选择车刀磨钝标准及寿命由机械制造工艺学课程设计指导书表 5-40 ,车刀后刀面最大磨损量 取为1mm 可转位车刀耐用度 T= 60 min确定切削速度 线根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-44,Vc =50 65m/min,选择 义=55m/minn = 1000vc = 1000 551/

41、 min = 265.3r / min 根据 CA6140车床说明书，选择 n D 3.14 66n=250r/min , 则 实 际 切 削 速 度 为 n Dn 3.14 66 250vc =m / min =51.83m / min ,10001000校验机床功率根据机械制造工艺学课程设计指导书 表5-32 ,当。b = 5印970 MPa , ap <2.4 mm, f <0.96 mm/r , vc < 57m/min , Pc =2.9kW 切削功率的修正 系数为 KtV = 0.65,尺的=0.92 , KsV = 0.8, Kr = 1.0, K = 1.0

42、, Kpf。，故Pc=2.9M0.91 =2.7kW根据CA6140车床说明书， 车床主 电动机功率PE=7.5kW, Pc<Pe,故所选CA614/床上进行 综上：ap =2.2 mm, f=0.86 mm/r , vc =51.8m/min , n=250r/min5.半精车小60+0.065 -0.045 外圆的切削用量 (1)选择刀具车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。半精车的刀片牌号为YT15Q 车刀几何形状为曲=45，父'=5' 口。=8。，？。=12" ' = 3" ,r ； = 1.0mm(2)选择切削用量确定切削深度ap

43、； ap =1.1/2=0.55 mm p p确定进给量 f ;根据机械加工工艺手册，当表面的粗糙度为Ra =3.2Rm,Q = 1.0mm,v >50m/min(预计)时，f = 0.3 0.35mm/r。根据CA614诉床说明书，选择f = 0.3mm/r选择车刀磨钝标准及寿命。由机械制造工艺学课程设计指导书表 5-40 ,车刀后刀面最大磨损量取为 0.4mm,可转位车刀耐用度T= 60 min确定切削速度 Vc ,根据书目【6】表5-2, YT15牌号硬质合金车刀加工碳素钢，硬度=200250HBs ap=0.32mm, f = 0.1 0.3mm/r ,vt=110130m/mi

44、n , 选 取vt=1 m/1m 5i , 则n=100M = 1000 115/min =594.3r /min ,根据 CA6140车床说明书，选 二 D 3.14 61.6择 n=560r/min,Dn 3.14 61.6 560头际切削速度为 %= =m/min =108.4m/min10001000校验机床功率根据机械制造工艺学课程设计指导书 表5-44 ,当 = 580 970 MPa ,ap 2.0 mm, f <0.3 mm/r , Vc < 162m/min , Pc=2.4kW.根据CA6140车床说明书，车床主电动机功率 PE = 7.5kW , pc <

45、; pe ,故所选之切削用量可在CA614/床上进行(3)计算基本工时综上：ap=0.55mm, f=0.3 mm/r ,汽=108.4m/min, n=560r/min第五节夹具设计一.接受设计任务、明确加工要求夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备， 它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪 器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追 求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率， 从而 降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要 手段。本次的设计的夹具是第1

46、3道工序-10-小20的正孔粗钻该夹具使 用于Z302摇臂钻床。二.切削力和夹紧力的计算由机械加工工艺手册一一钻削、扩削、钱削加工表 3.4-10 ,钻孔时轴向力：F =cFd，fyFkF转矩：M =%d；mfymkm由机械加工工艺手册一一钻削、扩削、钱削加工表 3.4-10 :cF =600, zF =1.0,yF =0.7; cm =0.30azm =2.0, ym =0.8;由机械加工工艺手册一一钻削、扩削、钱削加工表3.4-11 : kF=km=1.0所以 F =CFdoF f yFkF =600 181.0 0.207 1.0 = 3500.6NM =cmd(Zmfymkm =0.3

47、05 182 0.20.8 1.0 =27.3N*m查金属切削机床夹具设计手册表 3-21 :为防止工件在切削扭矩M的作ak I sin 一,为防止工件在轴向力Fz作用用下大打滑而转动所需的夹紧力Qi=22Rf1otkFZ sin下打滑而轴向移动所需的夹紧力Q2 =22 f2XtQi：查金属切削机床夹具设计手册表3-19:取工件与V形块在圆周K5 =1.0, K6 =1.5方向的摩擦系数：f1=0.8;K0 =1.5, Ki =1.2, K2 =1.5, K3 =1.0, K4 =1.3,故 安全系数 K=K0K1K2K3K4K5K6 =1.5父1.2M1.5父1.0父1.3父1.0父1.5

48、= 5.265Qi =kM sin 2尸6"27.345 =i.69kn ,因一次同时加工2个孔，故所需 2Rfi75 0.8总夹紧力为Q=2Qi =3.38KN ,故单个螺母需要提供的夹紧力为Q =Qi/2 =0.845 1 N单个螺栓所受拉力为：F = = 169 = 0.845%22查金属切削机床夹具设计手册表3-25 ,选择六角螺母，其尺寸规格为：GB/T897-1988 M24提供的夹紧力为Q =851N ,满足要求。查机械制图表， 选取配套双头螺栓的代号为：GB/T 897-1988 M24X110对于夹具轴向受力，由于 工件底下有垫块支承，故 V形块沿轴向方向受力(即Q2)可忽略不计。(1)校验螺栓许用夹紧力及夹紧扭矩：根据金属切削机床夹具设计手册 表3-26 , Q许=2316N, M许=12.6NM , 故符合要求(2)校核螺钉强度：查机械设计表 5-8:仃s=640mpa, Sp=1.5, S = 4s 640二s 640所以引=-=MPa=160MPa ,仃=-=一MP a =