机械制造工艺学输出轴机械加工工艺规程制订课程设计

1、机械制造工艺学课程设计设计计算说明书设计题目：输出轴机械加工工艺规程制订学生姓名学号班级指导老师完成日期2014年1月2日目录第一节序言 1第二节 零件分析一、零件的功用分析 2二、零件的工艺分析 2第三节 机械加工工艺规程制订一、确定生产类型 3二、确定毛坯制造形式 31 、毛坯种类的选择 42 、毛坯制造方法的选择 4三、选择定位基准1、精基准的选择 42、粗基准的选择 5四、选择加工方法1、典型面的加工形式 52、机械加工顺序的安排 6五、制定工艺路线1、工序的划分 62、工艺路线的确定 7六、确定加工余量、粗糙度及毛坯尺寸1、 各工序加工余量和表面粗糙度的确定 82、 确定毛坯的尺寸

2、8七、工序设计1、加工设备及工艺装备选择 92、工序尺寸及其公差的确定 10八、确定切削用量和基本时间1、切削用量和基本时间的参数 122、各工序的切削余量和时间定额的具体计算 13第四节 专用机床夹具的设计一、明确设计要求、收集设计资料 27二、确定定位方案、选择定位元件 27三、确定工件夹紧方案，设计夹紧机构 28四、确定夹具总体结构和尺寸 29五、夹具精度分析 30六、夹具使用说明 30总结 31参考文献 32第一节 序言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了机械制造工艺学基础课、 部分专业 程并完成了生产实习及之后进行的。 这是我们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，

3、 也是一次理论联系实际训练。 它要求学生综合地运用 所学过的专业知识， 针对一个具体的工程实际零件进行机械加工工艺规程制订及 专用机床夹具设计， 使学生初步具备制订机械加工工艺规程及设计专用机床夹具 的能力，为随后的毕业设计进行一次综合训练和准备， 也为以后所从事的机械工 程工作打下基础。 就我个人而言， 我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事 的工作进行一次适应性训练， 从锻炼自己分析问题、 解决问题的能力， 为今后参 加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。 我也相信通过课程设计能将零碎的知 识点都联系起来，系统而全面的做好设计。本次课程设计是机械制造工艺学这门课程的一个阶段总结， 是对课

4、堂中学习 的基本理论中学到的实践知识的一个实际应用过程。 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。本次设计的目的在于：（1）熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论，正确地解决零件在加工 过程中的定位、 夹紧以及工艺路线的安排， 工序尺寸的确定等问题， 制订出保证 该零件质量的机械加工工艺规程。（2）针对机械加工工艺规程中的某一道工序，选择合适的定位、夹紧、向 等原件，组成合理的定位、 夹紧、导向方案， 设计出适合该工序的专用机床夹具， 进一步提高结构和机构的设计能力。（3）培养综合分析和解决本专业的一般工程问题的独立能力， 拓宽和深化 所学知识。（4）培养树立正确的

5、设计思想、设计思维，掌握工程设计的一般程序、规 范和方法的能力。（5）培养正确地使用技术知识、国家标准、有关手册、图册等工具书，进 行设计计算、数据处理、编写技术文件等方面的工作能力。（6）培养自己进行调查研究、面向实际、面向生产，向工人和工程技术人 员学习的基本工作态度、工作作风和工作方法。（7）熟悉轴类零件加工工艺过程和掌握夹具设计的方法步骤， 为以后从事相关的技术性工作打下坚实的基础（8）通过对输出轴零件的机械加工工艺设计， 使我们在机械制造工艺规程 设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查 阅技术文献等各个方面得到一次综合性训练。 初步具备设计一个中等复杂

6、程度零 件工艺规程的能力。（9）能根据被加工零件的技术要求， 运用夹具设计的基本原理和方法， 拟 定夹具设计方案，完成夹具机构设计，初步具备设计出高效、省力、经济合理并 能保证加工质量的专用夹具的能力。（10）通过零件图、装配图的绘制，使我们进一步熟练绘图软件的使用。 熟悉和掌握我国相关的制图标准和要求。机械制造技术基础课程设计所选定的题目为输出轴零件的加工工艺及夹具 设计，结合机械制造技术基础及大学四年专业相关课程， 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

7、，设计会有许多不足之处，所以恳请老师给予指导。第二节 零件分析一、零件的功用分析本设计所设计的零件是机床变速器输出轴， 其主要作用： 一是传递转矩， 使 车床主轴获得转动的动力， 二是工作过程中经常承受载荷， 三是支撑传动零部件。 © 84的孔与变速器配合起定心作用，通过 10- © 24的通孔将动力传至该轴， 再由© 59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。 设计中一定要注意表面热 处理。因为它是动力输出的关键零件之一， 它的加工质量对机床的安全性和稳定 性都有很大的影响。二、零件的工

8、艺分析 从图示零件分析，该输出轴结构简单，属于阶梯轴类零件。主要由有©59、©64、©69、©79、©180 的外圆柱面、©54、©84、© 108的内圆柱表面和 10 个 © 24 的孔和一个 16的键槽组成。 为了保证输出轴旋转是的速度， 表面粗糙度 有较高的要求，外圆的粗糙度要求都为Ra12.5um,内圆的粗糙度为Ra2.5um轴 的小端面的粗糙度为Ra25um大端面为Ra3.2um。形位精度也比较高，为了外圆 和外面零件的配合后受力均匀，©5 9，©64 的外圆的径向跳动量小于

9、 0.04mm， ©84的跳动量小于0.04mm © 24孔的轴线的跳动量小于 0.05mm为了保证键槽 和键的配合，键槽对©59外圆的对称度为0.08mm由于输出轴在工作中要承受 较大的冲击载荷和扭矩， 为了增强耐磨性和抗扭强度， 要对输出轴进行调质处理， 硬度为200230HB，保持均匀。 通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我 们通过径向夹紧可保证其加工要求， 整个图面清晰， 尺寸完整合理， 能够完整表 达物体的形状和大小，符合要求第三节机械加工工艺规程制订一、确定生产类型零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程 度的分类，一般可

10、分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，在实际生产中 一般分为单件小批生产、中批生产、大批大量生产。不同的生产类型有着完全不 同的工艺特征，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。零件的生产类型是按零 件的年生产纲领和产品特征来确定的。 生产纲领是指企业在计划期内应当生产的 产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。零件的生产纲领N可按下式计算：N Qn （1%）式中：N-零件的生产纲领，单位为件/年Q-产品的年产量（台/年）n-每台产品中该零件的数量（件/台）«' 备品率，一般取2%-4%忖-废品率，一般取0.3%-0.7%根据上式就可以计算求得出零件

11、的年生产纲领，再通过查表，就能确定该零件的生产类型。假设输出轴Q=10000件，备品率为3%机械加工废品率为0.5%,贝U该零件 的年生产纲领为N=Qn（ 1+ % +% =10000X 1X（ 1 + 3%0.5%）件/年=10351 件/年可见，输出轴的年产量是10351件。根据机械制造工艺学课程设计指导书 表5-8，零件质量为6kg左右，可知该零件为轻型零件，本设计零件变速器输出 轴的生产类型为轻型大批量生产， 其毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应呈 现大批生产的工艺特点，如利用专用设备配以通用工艺设备等， 其工艺特点见表 5-9。二、确定毛坯制造形式毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规

12、程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难 易，工序数量的多少有直接影响，因此，合理选择毛坯在生产占相当重要的位置， 同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产 中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种： 1、型材 2、锻造 3、铸造 4、 焊接 5、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或锻件，但从经济方面着想， 如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具 及能源等消耗， 而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度， 冲击韧性常用于大载荷 或

13、冲击载荷下的工作零件。1、毛坯种类的选择 根据零件的形状、材料分析，材料为 45 号钢轴类零件，适合型材或锻件， 但从经济方面着想，如用型材棒料加工余量太大，这样浪费材料，也增加机床、 刀具等的损耗； 而且从零件的用途分析， 输出轴将传递较大的扭矩， 性能要求高， 而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性大，故综合考虑选用锻件。2、毛坯制造方法的选择 毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一， 也是一个比 较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难 易，工序数量的多少有直接影响， 因此，合理选择毛坯在生产占相当重要的位置， 同样毛坯的加工余量的确定

14、也是一个非常重要的问题。 毛坯种类的选择决定与零件的实际作用， 材料、形状、生产性质以及在生产中获 得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种： 1、型材 2、锻造 3、铸造 4、焊接 5、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或锻件，但从经济方面着想，如用 型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能 源等消耗， 而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度， 冲击韧性常用于大载荷或冲 击载荷下的工作零件。三、选择定位基准1、精基准的选择选择精基准的出发点是保证加工精度， 特别是加工表面的相互位置精度， 以 及安装的方便可靠。其选择的原则要遵从基准重合，基准统一，自为基准，互为 基

15、准等原则。加工输出轴时，主要体现的是基准统一和自为为基准原则。在轴类零件加工中，为保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时， 应尽可能使其与装配基准重合并使各工序的基准统一， 而且还要考虑在一次安装中尽可能加工出较多的面轴类零件加工时，精基准的选择通常有两种： 首先方案是采用顶尖孔作为 定位基准。 这样，可以实现基准统一， 能在一次安装中加工出各段外圆表面及其 端面，可以很好的保证各外圆表面的同轴度以及外圆与端面的垂直度， 加工效率 高并且所用夹具结构简单。所以对于实心轴(锻件或棒料毛坯) ，在粗加工之 前，应先打顶尖，以后的工序都用顶尖孔定位。对于空心轴，由于中心的孔钻出 后，顶尖孔消失

16、，可采用下面的方法：(1 )在中心通孔的直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于 2mm勺6°锥 面，用倒角锥面代替中心孔。(2) 在不宜采用倒角锥面作为定位基准时， 可采用带有中心孔的锥堵或带锥 堵的拉杆心轴。 锥堵与工件的配合面应根据工件的的形状做成相应的锥形， 如果 轴的一端是圆柱孔，则锥堵的锥度取 1：500。通常情况下，锥堵装好后不应拆 卸或更换， 如必须拆卸， 重装后必须按重要外圆进行找正和修磨中心孔。 如果轴 的长径比较大， 而刚性差， 通常还需要增加中间支承来提高系统的刚性， 常用的 辅助支承是中心架或跟刀架。 精基准选择的另一方案是采用支承轴径定位因为 支承轴径既是装

17、配基准， 也是各个表面相互位置的设计基准， 这样定位符合基准 重合的原则，不会产生基准不重合误差，容易保证关键表面间的位置精度。根据上述定位基准的选择原则，分析本零件，选取顶尖孔作为定位精基准。 当零件外圆加工完毕以后， 可以以外圆为精基准加工内孔， 由于前面的工序使用 中心孔精加工出来的输出轴外圆同轴度非常高， 并且表面粗糙度等各项性能指标 都很高，故使用加工后的外圆作为精基准而加工出来的孔和外圆的同轴度也非常 高。本零件选择两中心孔和© 79作为精基准，选择© 59和© 180作为粗基准来 加工两中心孔。2、粗基准的选择。对于一般的轴类零件而言， 以外圆作为粗

18、基准是完全合理的。 本零件就是先 以大端为基准加工小端端面和中心孔， 然后夹大端， 顶小端粗车各外圆。 然后以 外圆为基准粗加工各孔。 这样可以保证各重要加工表面加工余量充足， 而且使重 要加工表面的加工余量尽量均匀。四、选择加工方法1、典型面的加工形式粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近 零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部 分余量，并为后续工序提供精基准，如加工© 59、© 64、© 69、© 79、© 180外 圆柱表面。半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，

19、 为主要表面的 精加工做好准备，如© 59、© 64、© 69、© 79外圆柱面，© 84内孔、10X24 法兰孔等。精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量， 如各轴颈外圆精磨。热处理工序的安排：热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改 善金属的加工性能。热处理主要分：预备热处理，最终热处理和内应力处理等。 本零件输出轴材料为45钢，加工前进行正火预备热处理是在毛坯锻造之后消除 零件的内应力。粗加工之后，为消除因加工变形残余内应力，同时降低材

20、料的硬 度，获得零件材料较高的综合力学性能，采用调质处理。表4-1输出轴各加工表面方案需加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案© 59外圆IT712.5um粗车t半精车t精车© 64外圆IT 612.5um粗车T半精车T精车© 69外圆IT 612.5um粗车T半精车T精车© 79外圆IT 612.5um粗车T半精车T精车© 180外圆12.5um粗车© 54内孔12.5um粗车© 84内孔IT 73.2um粗车T半精车T精车© 108内孔3.2um粗车© 24通孔IT 73.2um钻T扩T铰&

21、#169; 8通孔12.5um钻键槽底表面IT 96.3um粗铳T精铳键槽两侧表面IT 93.2 um粗铳T精铳轴小端面IT725 um轴大端面IT73.2um2、机械加工顺序的安排(1) 机械加工顺序 遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加工输出轴的左、右端面，©59和© 180外圆表面，钻中心孔。 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循“先主后次”原则，如先加工外圆表面，再加工键槽。 遵循“先面后孔”原则，先加工© 79外圆表面，做为定位基准再加工 其余各孔。(2) 热处理工序毛坯锻造成型后，应当对毛坯进行正火

22、处理以去除内应力， 然后再进行机械 加工。在粗加工之后、精加工之前，安排调质处理，调质硬度为 HBW2O0获得 良好的综合机械性能。(3) 辅助工序在对本零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、终检工序。五、制定工艺路线1、工序的划分(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：可以采用高效机床和工艺装备，生产率高；减少了设备数量以及操作工人人数和占地面积，节省人力、物力；减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度；采用的工装设备结构复杂，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

23、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。工序集中或分散的程度，主要取决于生产规模。一般情况下，单件小批生产 时，采用工序集中，在一台普通机床上加工出尽量多的表面；批量生产时，采用 工序分散。终上以及结合图纸要求，采用工序分散。2、工艺路线的确定(1)工艺方案一：(仅锻出54孔毛坯)1、备料2、精锻3、粗车小头端面4、粗车各台阶面5、掉头粗车大头端面6半精车小头端面及各台阶面7、铣键槽8、掉头钻扩铰1

24、0XO 24法兰孔9、粗镗台阶孔10、半精镗84孔11、半精车大头端面12、打大头端面中心孔13、钻2X8油孔14、精车四个台阶面15、精铣大小头端面(2)工艺方案二：(锻出各阶梯孔毛坯)05、锻造毛坯；10、正火；15、粗车、半精车© 180大端面、© 59小端面；20、粗车、半精车外圆柱面、倒角；25、钻、扩、铰10* © 24通孔、倒角；30、精车大小两端面；35、粗镗、半精镗、精镗段调、© 84、I内孔；40、钻中心孔；45、钻2* © 8斜孔；50、精车外圆柱面；55、铣键槽；60、去毛刺；65、终检；比较方案一方案二，主要区别在于孔

25、加工顺序的安排，是否在外圆加工完后 再加工。分析零件可知，该轴上外圆表面精度较高，而孔除©84和10- © 24 外,其他各孔精度都较低，若在外圆加工完后再以外圆表面定位夹紧来加工孔，可能会损坏已加工表面。故应尽可能按排在外圆表面加工完之前加工。综上分析，采用加工方案二。六、确定加工余量、粗糙度及毛坯尺寸1、各工序加工余量和表面粗糙度的确定(1) 该轴材料为45钢，屈服强度很=35SMPa抗拉强度Qb=6°°Mpa根据零件图估算锻件的重量叫二° Kg,包容体重量，Un = 5° kg,锻件形状复 杂系数S mt / m n 10 /5

26、00 .2 ,较复杂，属于Q级。零件材料为45号钢，C质量分数小于0.65%，属于M1级。查阅机械制造工艺设计简明手册表2.1得锻件机械加工余量及尺寸公差（由于大部分表面加工都需经过粗加工和半精加工，因此余量将要放大，这里为了机械加工过程的方便，将外圆表面的总加工余量统一为一个值：表6.1加工余量需加工表面基本尺寸锻件尺寸公差机械加工总余量锻件尺寸$59外圆592.851 .964 -0.964外圆642.8569 -01.9969外圆692.851 . 974 -0.979外圆792.8584 -01.99180外圆1803.65185 -T54内孔542.8450 ；,784内孔842.8

27、50.779 -2.1108内孔1083.25.20.8102 .8-2.4总长244452.7249-1.32、确定毛坯的尺寸（2）毛坯的尺寸、形状要求毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料；直径相差较大的宜采用锻件。尺寸很大的毛坯，通常不采用 模锻或压铸、特种铸造方法制造，而适宜采用自由锻造或是砂型铸造。 形状复杂 的毛坯，不宜采用型材或自由锻件，可采用铸件、模锻件、冲压件或组合毛坯。根据该零件的加工精度要求和个表面的加工方法确定毛胚的加工余量和尺寸。查机械制造工艺学课程设计指导书表 5-3和表5-4。零件的毛胚尺寸如下：表6.2毛皮尺寸表主要面

28、圆柱尺圆柱尺阶梯圆柱阶梯圆柱阶梯圆柱阶梯圆柱零件长度尺寸寸寸尺寸尺寸尺寸尺寸尺寸零件尺18012059646979244寸总余量441510556毛坯尺18412474747484250寸七、工序设计1、加工设备及工艺装备选择它不但直接影响工机床及工艺装备的选择是制定工艺规程的一项重要工作, 件的加工质量，而且还影响工件的加工效率和制造成本。(1) 机床的选择原则 机床的加工尺寸范围应与零件的外廓尺寸相适应； 机床的精度应与工序要求的精度相适应； 机床的功率应与工序要求的功率相适应； 机床的生产率应与工件的生产类型相适应； 还应与现有的设备条件相适应。(2) 夹具的选择本零件的生产类型为大批量

29、生产，为提高生产效率，所用的夹具应为专用夹具。(3) 刀具的选择刀具的选择主要取决于工序所采用的加工方法、 加工表面的尺寸、工件材料、 所要求的精度以及表面粗糙度、生产率及经济性等。在选择时应尽可能采用标准 刀具，必要时可采用复合刀具和其他专用刀具。(4) 量具的选择量具主要根据生产类型和所检验的精度来选择。在单件小批量生产中应采用 通用量具，在大批量生产中则采用各种量规和一些高生产率的专用量具。查机械制造工艺课程设计指导书所选择的加工工艺装备如下表7.1所示：表7.1输出轴加工工艺装备选用工序号机床设备刀具量尺工序05锻游标卡尺工序10正火工序15车CA6140车刀游标卡尺工序20车CA61

30、40车刀游标卡尺工序25车CK6140A车刀游标卡尺工序30调质工序35修研Z525工序40车CK6140A车刀外径千分尺工序45车CA6140车刀塞规工序50车CK6140A车刀外径千分尺工序55钻Z525麻花钻游标卡尺工序60钻Z525麻花钻游标卡尺工序65扩、铰Z525扩孔刀、铰刀塞规工序70铳X51铳刀游标卡尺工序75去毛刺工序80终检2、工序尺寸及其公差的确定工序尺寸是工件在加工过程中各工序应保证的加工尺寸。因此，正确地确定工序尺寸及其公差是制订工艺规程的一项重要工作。工序尺寸的计算要根据零件 图上的设计尺寸、已确定的各工序的加工余量及定位基准的转换关系来进行。确定工序尺寸一般的方法

31、是，由加工表面的最后一道工序开始依次向前推算，最后工序的工序尺寸按设计尺寸标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺 寸只与工序（或工步）的加工余量有关。当定位基准与工序基准不重合或工序尺 寸尚需从继续加工的表面标注时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。根据上述要求和方法，结合该输出轴零件的实际加工情况。现确定如下列表7.2、 7.3、7.4、7.5、7.6 所示数据。表7.2$ 59 k7外圆面工序尺寸、公差的确定工序名称工序间余量（mm工序工序基本尺寸（mm标注工序 尺寸公（mm经济精度粗糙度精车0.5k71.6590 .028550 .003半精车2.0k96.459.50 .07459

32、0粗车:2.5k1212.561.50.361 0毛坯± 26464 2表7.3$ 69 k 6外圆面工序尺寸、公差的确定工序名称工序间余量（mm工序工序基本尺寸（mm标注工序 尺寸公（mm经济精度粗糙度（mm精车0.5r71.6690 .023690 .003半精车2.0k96.469.5只-0.07469.50粗车2.5k1212.571.50.372 0毛坯± 274742表7.4$ 79 k 7外圆面工序尺寸、公差的确定工序名称工序间余量（mm工序工序基本尺寸（mm标注工序 尺寸公（mm经济精度粗糙度（mr）i精车0.5K61.679790 .00 . 0230 .

33、 003半精车2.0k96.479.5790.07450粗车2.5k1212.581.581.5 0 0.3毛坯± 284842工序名称工序间余量（mr）工序工序基本尺寸（mr）标注工序尺寸公差（mm经济精度（mm表面粗糙度（mm精车0.5G73.2840 . 04840. 01半精车2.0h96.484.50. 07484 .50粗车2.5h1212.586.50.386 .50毛坯± 289892表7.6$ 24 P7通孔工序尺寸、公差的确定工序名称工序间余 量（mm）工序工序基本尺寸（mm）标注工序 尺寸公（mm）经济精度（mm）表面粗糙度（mm）铰0.3P73.22

34、40 . 019240 . 042扩1.7P96.423.70 .02223 . 7 0.074钻22h1212.522022 0.21毛坯关于轴向工序尺寸的确定，由于轴向尺寸的尺寸精度要求不高， 各段的端面 车削余量为1.2mm在实际加工时注意保证各段基本尺寸即可。 关于键槽的工 序尺寸的确定，粗铣时，为精铣留有加工余量，槽宽双边余量为 2mm槽深余量 为1mm粗铣的工序尺寸为：槽宽为 14mm槽深为2mm八、确定切削用量和基本时间1、切削用量和基本时间的参数切削用量是切削加工时可以控制的参数，具体是指切削速度、进给量v（m/min） f （ mm/ r）和背吃刀量ap （ mm三个参数。选

35、择切削用量主要应根据工件的材料、精度要求以及刀具的材料、机床的功 率和刚度等情况，在保证工序质量的前提下，充分利用刀具的切削性能和机床的 功率、转矩等特性，获得高生产率和低加工成本。从刀具耐用度出发，首先应选 定背吃刀量ap，其次选定进给量f,最后选定切削速度v。粗加工时，加工精度 和表面粗糙度要求不高，毛坯余量大。因此，选择粗加工的切削用量时，要尽量 能保证较高的金属切除率，以提高生产率；精加工时，加工精度和表面粗糙度要 求较高，加工余量小且均匀。因此选择切削用量是应着重保证加工质量， 并在此 基础上尽量提高生产率。（1）背吃刀量ap的选择粗加工时，背吃刀量应根据加工余量和工艺系统刚度来确定

36、。 由于粗加工时 是以提高生产率为主要目标，所以在留出半精加工、精加工余量后，应尽量将粗 加工余量一次 切除。一般ap可达810mm当遇到断续切削、加a工余量太大 或不均匀时，则应考虑多次走刀，而此时的背吃刀量应一次递减，即api>ap2>ap3；。精加工时，应根据粗加工留下的余量确定背吃刀量，使精加工余量小而均匀。(2) 进给量f的选择粗加工时对表面粗糙度要求不高，在工艺系统刚度和强度好的情况下， 可以 选用大一些的进给量；精加工时，应主要考虑工件表面粗糙度要求， 在一般表面 粗糙度数值越小，进给量也要相应减小。(3) 切削速度v的选择切削速度主要应根据工件和刀具的材料来确定。粗

37、加工时，主要受刀具寿命和机床功率的限制。如超出了机床许用功率，则应适当降低切削速度；精加工 时，ap和f用得都较小，在保证合理刀具寿命的情况下，切削速度应选取的尽可 能高，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。 切削用量选定后， 应根据已选定的机床，将进给量 f和切削速度v修定成机床所具有的进给量f 和转速n并计算出实际的切削速度v。工序卡上填写的切削用量应是修定后的 进给量f、转速n及实际切削速度v。转速n (r/min )的计算公式如下：n 吟1000,式中d 刀具(或工件)直径(mr) v 切削速度(m/min )(4) 时间定额的选择时间定额Tt包括：基本时间Tm辅助时间Ta

38、、布置工作地时间Ts、休息与 生理需要时间Tr、准备与终结时间Te。单件和成批生产的单件时间定Tt Tp Te Tm Ta Ts Tr Tenn大批量生产的单件时间定Tt Tm Ta Ts Tr2、各工序的切削余量和时间定额的具体计算(1) 工序15粗车 外圆© 59端面切削用量及基本时间的确定计算切削用量切削深度：a 2 5mm，一次切除。P进给量：根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-42，选用f=0.6mm/r 计算切削速度：按机械制造工艺学课程设计指导书表5-43，切削速度的计算公式为vc 储-4i5鬲(m/min)v t a p f(寿命选 T=60min),式中Cv 4

39、03。当切削条件变换时要加上修正系数kv查机械制造工艺学课程设计指导书表 5-32 ，K MV 1.15, Ksv 0.8,kkv1 ， K krv 1 , K BV0.97。所以,CvK = 1000 VcVc + 0.20.150.45 V60 0.2t a p f1ZE."。.严15 O'810 .151 i o 97 =165.3(m/min)确定机床主轴转速：n 1000 Vc =1000165 .3 =877.4(r/min)Sdw60按机床选取n =900r / min。所以实际切削速度1000V dn =60900 =169.56(m/mi n)1000计算切

40、削工时：tt 12 二 30nfl 丨1 丨2 式中，l =30， nf2J =0.06 ( min)9000.6I13， I20，所以(2) 工序20车© 180外圆及端面，粗车各内孔、倒角，切削用量及基本时间 的确定计算切削用量(a) 车© 180端面切削深度：ap 2.5mm，次切除。进给量：根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-42，选用f=0.94mm/r。 计算切削速度：按机械制造工艺学课程设计指导书表 5-43，切削速度的计算公式为(寿命选T=60min) vc勺 (m/min),式中 cv393 。-0.2°.150.45t ap f当切削条件变

41、换时要加上修正系数Kv。查机械制造工艺学课程设计指导书表 5-32，Kmv1.15, K sv 0.8, K kv1， K krv1, K BV 0.97。所以,Cv0.15a pf 0.45Kv393020.150.45602.50.941 .150.8110.97=138.6(m/mi n)确定机床主轴转速:1000 Vc =1000138 . 6 =243.9(r/min)d w181按机床选取n =250r/min。所以实际切削速度v_dn1000181250 =142.1(m/mi n)1000计算切削工时t 1 l1 l2 ,式中 I 90.5,h 3, |20,所以 tnfI 1

42、1 I2 = 90 .53=0.40nf2500.94(mi n)(b) 车© 180外圆面切削深度：ap 2.5mm，一次切除。进给量：根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-42，选用f=0.94mm/r。 计算切削速度：按机械制造工艺学课程设计指导书表 5-43，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min)，VCCv(m/min),式中。cv3130.2°150.45t ap f当切削条件变换时要加上修正系数Kv。查机械制造工艺学课程设计指导书表 5-32，KMV1.15, Ksv0.8，kkv1 , K krv0.81 , Kbv 0.97。所以,CvVc-0.20

43、t ap f0.45Kv31360 0.22.50.150.94 0.451 .150.810.810.97=89.4（m/mi n）确定机床主轴转速:按机床选取n =160r/minV10001000 Vc =100089.4 =157.3(r/min)181所以实际切削速度1811000160 =90.9(m/mi n)检验机床功率：主切削力Fc按金属切削原理 所示公式计算得:Fz=9.81 Cfz apFz fyFz vnFz kFz式中：c Fz =270， xFz =1.0， yFz =0.75， nFz =-0.15k mFb0.60.75(b )n f()0.9560.6370.

44、637k krF0 .89k aF0.9k F1F Z =9.812702.50.940.75 90.9 0.150.9560.890.9 1 =2461( N)切削时消耗功率PC为Pc246190.910 43.72 (kW )由机械制造工艺学课程设计指导书表 5-13可知，CA6140主电动机功率 为7.5kW,故机床功率足够。检验机床进给系统强度：已知主切削力FZ 2734.5N，径向切削力Fy按金属切削原理所示公式计算：Fy=9.81 CFy aXFy f 仏 v nFy kFy式中：CFy =199； XFy =0.9 ； yFy =0.6 ； nFy =-0.3kmF( b )nf

45、 ( 06 )1.35 0.9220.6370.637kkrF 0.50k aF0.7k F1 .25所以：Fz 9.811992.50.90.94 0.690.9 0.30.9220.500.71.25447 .4( N)而轴向切削力Fx=9.81 CFx apFx fyFx vnFx kFx式中：Cfx=294; xfx=1.0 ； yFx =0.5 ;nFx =-0.4k mF(b )nf.0.6 ,()0.9410.6370.637kkrF1 .17k aF0.7Fx9.812940.52.50.9490.90.40.9411.170.70.85754k f0.85 (N)取机床导轨与

46、床鞍之间的摩擦系数卩=0.1则切削力在纵向进给方向对进给 机构的作用力为3530N,故机床进给系统可正常而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为 工作。切削工时：t I h I?nf式中I 30，li 3，I20 ,所以1 ll |2 =303=0.22(min)nf1600.94(c) 粗车© 108内孔切削深度：ap 2.6mm，一次切除。进给量：根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-42 ,选用 f=0.2mm/min。计算切削速度：按机械制造工艺学课程设计指导书表5-43，切削速度的计算公式为(寿命选T=60min)Vc5(m/min),式中 Cv.0.2 °15 0

47、.2t ap f393。当切削条件变换时要加上修正系数KV。查机械制造工艺学课程设计指导书表5-438 ,K mv 1 .15 , Ksv0.8, K kv1 , Kkt 0.9 ,K krv0.81 , K bv 0.97 。所以,CvVct ap0.2Kv3930?20.150.260 2.6 0.21.150.810.90.810.97=1356(m/mi n)确定机床主轴转速：1000 Vc =1000ns一V 41000计算切削工时135 .6 =437(r/min)d w98 8按机床选取n =400r/min。所以实际切削速度98 .8 400 =124.1(m/min)1000

48、旦，式中I 10 , l!3 , I20 ,所以11112 = 103=0.16 (min)nf4000 .2（d）粗车© 84内孔切削深度：ap 1.25mm ,次切除。进给量：根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-42 ,选用f=0.2mm/r < 计算切削速度：按机械制造工艺学课程设计指导书表5-43，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）Vc(m/min),式中Cv393。0 .15a pf0.2当切削条件变换时要加上修正系数K v。查机械制造工艺学课程设计指导书表5-32，K MV1.15, K sv0.8 , Kkv 1， Kkt0 .9 ， K krv0.8

49、1 , Kbv0.97。所以,VcCv_0.2 015t ap39307 Kv600.21.250.150.20.21.15 0.8 1 0.9 0.81 0.97 =150.4（m/mi n）确定机床主轴转速:ns10oo Vc = 10oo150 .4 =618.1(r/min)d w75按机床选取n =560r/min。所以实际切削速度V也=75_56L =136.3(m/mi n)1000 1000计算切削工时tl一L E ,式中 I 13，l1 3，l2 0，所以nftl_=0.14( min)nf5600.2(e) 粗车© 54内孔切削深度：ap 2mm，次切除。进给量：

50、根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-42，选用f=0.2mm/r < 计算切削速度：按机械制造工艺学课程设计指导书表5-43，切削速度的计算公式为(寿命选 T=60min) Vc(m/min),式中 cv 393V C0.2 °15 0.2t ap f当切削条件变换时要加上修正系数Kv查机械制造工艺学课程设计指导书表5-32，Kmv 1.15, Ksv 0.8, K kv 1 ， Kkt 0.9 ，K krv0.81 , Kbv 0.97。所以,c393Cviz 一1 15vc :0 0TKv6O 0.22 0.15 O 2 02t ap f0.80.9 0.81 0.97

51、=140.2（m/min）确定机床主轴转速：1000 Vc =1000140 .2 =970.7(r/min)ns氏46按机床选取n =560r/min。所以实际切削速度46 9oo =130（m/mi n）1000vdn_1000计算切削工时t 1人匚,式中I 17，113，120，所以nft 11112 一 _=0.11 ( min)nf9000.2(3)工序25粗车小端外圆表面切削用量及基本时间的确定 计算切削用量(a)车© 180左端面切削深度:ap 1.25mm，一次切除。进给量：根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-42，选用f=0.94mm/r。 计算切削速度：按机械制

52、造工艺学课程设计指导书表5-43，切削速度的计算公式为（m/min）,式中 “393。（寿命选 T=60min）V5V C0.2°. 150.45t ap f当切削条件变换时要加上修正系数Kv 。查机械制造工艺学课程设计指导书表5-32，K MV1.15 , K SV0.8, Kkv 1， K krv1,K bv0.97。所以,c393v一 K/介0.2, 小_0.15 只 ,0 .45t0.2 0.15 f 0.45 V601 .250.94a p1 .150.8 1 1 0.97 =127.9（m/min）确定机床主轴转速:1000 Vcd w127 . 9 =231.4(r/min)176按机床选取n =250r/min。所以实际切削速度