两轴式轿车变速器输入轴加工工艺及夹具设计

1、两轴式轿车变速器输入轴加工工艺及夹具设计摘要现代机械加工行业发生着深刻的结构性变化，工艺工装的设计与改良已成为相关企业生存和发展的必要条件。动力装置行业作为一个传统而富有活力的行业，近几十年取得了突飞猛进的发展。在新经济时代，这一行业呈现了新的发展趋势，由此对其动力装置的质量、性能产生了新的变化。输入轴作为动力装置的主要零件，工艺工装的设计与改良直接影响着其质量与性能。变速器输入轴输出轴零件的主要作用是支撑零件、实现回转运动并传递转矩和动力。可见它的作用是相当的大，其质量直接影响着变速器的性能，所以输入轴零件的机械综合性能要求较高，因此设计要求也比较高。本文论述的是两轴式变速器输入轴的加工工艺

2、和夹具设计，着重于几个重要表面的加工，具有一定的尺寸、形状、位置要求，还有一些强度、表面粗糙度要求等，然而这些都会在文中得以体现。关键词：输出轴 工艺 夹具 设计Processing technology and fixture design of two axle transmission input shaftabstract Undergoing a profound structural change in modern machining industry, design and improvement of technology and equipment has become t

3、he necessary conditions related to the survival and development of enterprises. The power device industry as a traditional and vibrant industry in recent years has made rapid development. In the new economic era, the industry presents a new developing trend. Thus, the quality of the power plant, the

4、 performance has had the new change. The main parts of the input shaft as a power plant, the design and improvement of technology and equipment directly affects the quality and performance of the transmission input shaft. The main function of the output shaft parts of the supporting parts, rotary mo

5、tion and transfer torque and powerVisible. It is quite large, its quality directly affects the transmission performance, so the comprehensive mechanical performance requirements of high input shaft parts, so the design requirements are relatively high. This paper discusses the processing technology

6、and fixture design of the two axis of the transmission input shaft processing, focusing on the important surface, has the size, shape, position, and some strength, surface roughness requirements, but these will be reflected in this paper.Key words: output shaft; process; fixture; design目录摘要I目录III第一章

7、 绪论11、1研究输入轴加工工艺及夹具设计的目的及意义11、2课题背景知识21、2、1变速器输入轴21、2、2制造工艺学相关知识31、2、3专用夹具相关知识5第二章 零件的工艺分析及生产类型的确定62.1技术要求分析62.2零件的工艺分析6第三章 选择材料、确定尺寸及设计毛坯图83.1选择毛胚材料83.2毛坯尺寸的确定83.3绘制毛坯图9第四章 制定工艺规程104.1定位基准的选择10第五章 工序设计135.1选择加工设备与工艺装备135.2选用夹具185.3选用刀具185.4选用量具185.5确定工序尺寸18第六章 确定切削用量及基本工时246.1切削用量2430k5的切削用量2430k5的

8、切削用量2630k5的切削用量276.2基本时间30第七章 夹具设计327.1机床夹具概述3232323232337.2设计专用夹具36 36 3637夹具使用说明38结论39致谢40参考文献41附录42 附录A42 附录B46第一章 绪论 1、1研究输入轴加工工艺及夹具设计的目的及意义 该课题是针对机械制造工艺学和机床夹具设计而设计的题目。机械制造工艺学和机床夹具设计均是机械工程专业的重要培养方向。而汽车是当今社会主要的交通工具，因此也形成了巨大的汽车交易市场。尾随市场带来的残酷的竞争，提高变速器零件加工工艺成为了必然。然机械制造工艺学是机械工程专业的重要培养方向，对汽车零部件加工工艺规程及

9、专用机床夹具设计，对学生所学的专业知识加以运用，通过理论与实际相结合，使所学的知识得到进一步加深，熟悉机械制造加工工艺的加工工艺卡片编制以及机床专用夹具的设计方法，以便培养学生在机械加工方面的解决实际问题的能力及设计能力，这样可以综合对CAD的二维绘图和SOLIDWORKS的三维绘图、运用设计资料以及进行经验估算等技能的训练，力求设计合理，理论实际相结合，设计手法具有一定的先进性。 （1）我们通过了解输入轴结构以及对输入轴零件图的分析，可以培养我们对过去掌握的知识加以运用以及增强我们分析图纸的能力，通过绘制变速器输入轴的零件图，我们不仅能增强我们对autoCAD及soliworks软件的运用能

10、力，也能更深的了解输入轴的结构。 （2）拟定工艺路线和制定工艺规程，确定加工余量、切削余量、工艺尺寸、误差及工时定额等的计算，定位误差分析等。通过这些设计计算和分析，让我们深入的了解输入轴的加工过程、加工尺寸、工艺路线以及加工余量的确定，也要我们学会选择机床并与之相匹配。这样可以对我们学习过的知识的加以运用和理解。 （3）在这个设计过程中，我们还必须考虑夹具的选择和设计，夹具设计的优良将会影响到工件的加工精度和加工时间的长短，从而影响产品的合格率和生产率，然而专用夹具对保证加工精度、提高生产率和减轻工人劳动量都起到很大作用。夹具设计这也是这次设计的重点，也是一个难点。两轴式轿车变速器输入轴加工

11、工艺及夹具设计是毕业设计的课题，也是在我们学完了大学的全部必修课、专业课及各种技能训练之后进行的。这也是我们在学校的最后的一名学科，也从可以说是一场训练，这不仅教会我们如何分析问题以及解决问题的能力，为了在步入社会这个大家庭做好充分的准备。我相信通过这次两轴式轿车变速器输入轴加工工艺及其夹具的设计，我们能够了解制定零件机械加工工艺规程和分析工艺，还有如何设计机床专用夹具。并熟悉相关的设计资料，以及使用有关手册和图纸。也要绘制出专用夹具的装配图以及零件图，培养我们都CAD及soliworks软件绘图的运用能力，装配及计算，熟悉软件的基本技能。这也将作为我们如果以后有机会从事机械制造或夹具设计的相

12、关单位的一次磨练。 1、2课题背景知识 1、2、1变速器输入轴汽车的发展的历程很短，但发展很迅速，在一百多年的时间里就遍及全球。变速器作为汽车里最为最重要的传动机构，所以变速器的发展于为重要，变速器也发展的很完善。而输入轴作为变速器的输入机构的主要零件。（1）变速器的分类按传动比变化可分为：有级式、无级式和综合式；按操纵方式可分为：自动操纵式、半自动操纵式、强制操纵式；按工作轴可分为：三轴式和两轴式。图1.1 三轴式变速器图1.2 三轴式变速器传动简图图1.3 两轴式变速器及传动简图我们研究的是两轴式变速器，对其结构分析 1）两轴式变速器前进挡从输入轴到输出轴只有一对齿轮传递动力；倒挡传动路线

13、也只有一个中间齿轮，因而机械效率高，噪声小。 2）两轴式变速器没有中间档，因而最高档的机械效率比直接档略低。 3）前进挡几乎都采用常啮合斜齿轮，传动平稳；由同步器换挡，即迅速又无冲击噪声。4）同步器即可装在输入轴上，也可装在输出轴上，整体结构紧凑。 5）悬臂式输入轴与曲轴无支靠关系，变速器稍后移，即可更换离合片，省掉抬下工序。（2）输入轴的作用输入轴其主要作用，一是承受载荷；二是传递转矩；三是支撑传动零部件。零件的材料为20CrMoH钢，是用于要求强度及韧性均极高的轴。综合技术要求等文件，选用锻件。 1、2、2制造工艺学相关知识 （1）机械加工工艺过程 机械加工工艺过程是指采用金属切削刀具或磨

14、具来加工工件，使之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。机械加工工艺过程是由若干个工序组成；每个工序又可细分为安装、工位、工步和走刀。2 （2）生产类型及工艺特点 1）生产纲领生产纲领是指在生产计划内，应该生产的产量和进度。2大部分的年生产纲领计算公式，如下：（N指零件的年生产纲领；Q指产品的年产量；n指每台产品中，该零件的数量；是指备品率；是指废品率）2生产纲领的作用是设计及修改工艺规程的重要依据2）生产批量生产批量是指一次投入或产出的同一产品的数量2生产批量的计算公式，如下：(n指每批生产零件的数量；N指零件的年生产纲领规定的数量；A指零件应当储备的时间

15、；F指平均每年的工作日天数）2 （3）机械加工工艺规程 1）机械加工工艺规程的作用 不得随意可修改图纸及尺寸 必须符合生产纲领的要求。 在符合生产纲领要求和技术要求的前提下，选择要求工艺成本最低。2 尽量减轻工人的劳动强度，确保生产安全。2 2）机械加工工艺规程的步骤和内容 分析装配图和零件图 工艺审查 熟悉或确定毛胚 拟定机械加工工艺路线 确定工艺装备 确定各个工序的技术要求及检验方法 进行加工余量、工序尺寸和公差的计算2 切削用量的计算 工时定额的计算 整理工艺文件 1、2、3专用夹具相关知识 （1）工件装夹工件装夹工件的夹紧和定位，夹紧是指在加工零件定位后加以固定，定位是指把加工零件放到

16、准备加工的位置，等待加工。9工件装夹的方法可以分为找正装夹和专用夹具装夹。91） 找正装夹直接找正装夹：是指利用各种测量工具，并直接在机床上找工件的加工面设计基准。9划线找正装夹：是指用划线针划线来找设计基准在机床的位置92）专用夹具夹紧用于大量生产 （2）机床夹具的组成表1-1 夹具的组成名称作用定位元件该元件是为了帮助加工零件在夹具上确定坐标。夹紧装置该装置是夹紧加工零件，使加工零件在符合要求的情况下，不会发生转动或移动。对刀装置为了保证加工精度，而对刀具加以限制的装置连接装置将夹具和机床连接起来的装置夹具体就是将所有夹具的各部分装置连接起来其他元件或装置因特殊需要而设置的元件或装置9 （

17、3）机床夹具的作用1）保证加工精度，稳定加工质量。2）缩短辅助时间，提高劳动生产率。3）扩大机床的使用范围。4）减少了机床操作者的劳动强度，并降低生产成本。5）保证工艺纪律。 （4）夹具的分类通用夹具 具有较大的通用性的夹具。专用夹具 专门为某一零件的某一工序设计的夹具。可调夹具 指夹具的部分元件可以更换。组合夹具 由标准的夹具元件组合而成的夹具。随行夹具 在自动线系统中使用的夹具。第二章 零件的工艺分析及生产类型的确定 2.1技术要求分析输入轴其主要作用，一是承受载荷；二是传递转矩；三是支撑传动零部件。零件的材料为20CrMoH钢，是用于要求强度及韧性均极高的轴。综合技术要求等文件，选用锻件

18、。 2.2零件的工艺分析图2.1 总图图2.2 局部视图 从输入轴的零件图上看，该零件的结构比较为复杂，主要的加工的面有30k5、40.4、43、43.1、43.1k5、47、48.5、43h5、61.3、41.8、25k5、25、20.94、22.23的外圆表面，还有钻、扩、锪17的孔，及1个2.5和3个3的孔。从图中可以看出尺寸精度极高，且粗糙度很多都是Ra1.6，也通过查找互换性与技术测量可知，大部分的公差等级是5级。其中43.1k5和43h5均对同心度有要求，且同为0.02。在30k5那段轴上有一个槽，且槽的侧面有0.03的垂直度的要求；而在48.5且靠近3的孔的一侧有0.02的垂直度

19、的要求；在61.3与43h5的一侧有0.03的垂直度的要求；在轴的长度基准点有0.03的垂直度的要求；最后在25k5和25之间的退刀槽的侧面也有0.03的垂直度的要求。热处理：第一次热处理毛坯正火硬度:170200HB；第二次热处理渗碳淬火:有效硬化层深0.40.7,表面硬度650HV,齿轮心部硬度3747HRC。我们通过分析输入轴的零件图，为了减少操作者加工时的工作量，我们需要通过径向夹紧，从而满足加工零件的要求。 第三章 选择材料、确定尺寸及设计毛坯图 3.1选择毛胚材料毛坯的材料可以分为的种类的选择会直接影响零件在实际作用，形状、材料、生产性质以及在生产中产生的可能性，毛坯的生产制造方法

20、主要分为下几种：型材、铸造、锻造、焊接、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，输入轴是属于生产批量比较大的，所以选择锻件中的模锻。并而锻件具有极高的抗拉、抗弯、抗扭强度和冲击韧性常用于大载荷及冲击载荷下的工作零件。 3.2毛坯尺寸的确定这里的毛坯图是我们根据市场已有的两轴式轿车变速器输入轴的零件设计的，根据所查阅的机械加工工艺手册，我们可知粗车半精车精车磨削的各部分的加工余量,从而可得毛坯余量。详细的情况，如表3-1：表3-1 毛坯尺寸及机械加工总余量表加工面基本尺寸锻件误差总加工余量毛胚尺寸30k5302.85351.440.440.42.85.6461.443432

21、.86491.443.143.12.85.9491.443.1k543.12.85.9491.447472.86531.448.548.52.85.5541.443h5432.811541.461.361.32.85.7671.441.841.82.85.2471.425k5252.85301.425252.85301.420.9420.942.86.06271.422.2322.232.84.77271.4总长360453652 3.3绘制毛坯图第四章 制定工艺规程 4.1定位基准的选择输入轴是带孔的轴类零件，孔是该零件设计基准，同样也是装配基准及测量基准，为了避免应为基准不重合而产生的误差

22、，应该选用回转轴线作为定位基准，以符合遵守“基准重合”的原则。仔细的来说，即选17孔及一端面（或阶梯面）作为精基准。由于本零件全部表面都需要加工，而孔作为精基准，应先进行加工，因此应选外圆及一端面（或阶梯面）为粗基准。 4.2加工方法的选择 （1）回转体表面面的加工：面的加工方法有很多，本零件主要是加工外圆面和端面。40.4、41.8、20.94、外圆面的加工精度采用6级精度可以满足要求，故可采取粗车-半精车-精车的加工方式。30k5、43、43.1、43.1k5、47、48.5、43h5、61.3、25k5、25、22.23外圆面的加工精度要采用5级精度才能达到要求，故采用粗车-半精车-精车

23、-磨削的加工方式。 （2）孔的加工：孔的加工方式有钻、扩、铰、锪、镗、拉、磨等。对于内孔采取在钻床上钻孔扩孔锪孔的方式。原因是结构简单，重量一般，适用于钻削加工。半通孔3个3和1个2在钻床床钻孔。 （3）两端面的加工：端面的加工在铣床上进行，其公差等级为IT7，粗糙度的要求均为Ra,12.5m。 （4）阶梯面的加工：七个阶梯面都有垂直度的要求，因此需要粗车精车的加工方式，以达到要求。 4.3制定工艺路线 制定工艺路线是制定工艺规程最重要的工作，制定工艺路线的好坏也体现了一名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

24、经济效益。工艺路线的确定：（1）基准先行原则 在变速器输入轴加工时，应该先30k5端面为粗基准，加工25k5外圆面及阶梯面；再以25k5为基准，加工30k5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

25、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。加工路线（方案一）工序1 锻造毛胚；工序2 热处理；工序3 先用三抓卡盘卡住22.23，加工30k5端面，并打中心孔，再用三抓 卡盘，卡住30k5，加工22.23的端面，并打中心孔；工序4 用三爪卡盘定位22.23外圆柱表面，粗车30k5、40.4、43、 43.1、43.1k5、47、48.5、43h5的外圆柱面；再用三爪卡 盘定位30k5外圆柱表面，粗车61.3、33.5、4

26、1.8、25k5、 25、20.94、22.23的外圆柱面；退刀槽和各阶梯面；工序5 调质；工序6 修正中心孔；工序7 用三爪卡盘定位22.23外圆柱表面，半精车30k5、43、43.1、 43.1k5、47、48.5、43h5；再用三爪卡盘定位30k5外圆柱 表面，半精车61.3、25k5、25、22.23的外圆柱面；工序8 用三爪卡盘定位22.23外圆柱表面，精车30k5、43、43.1、 43.1k5、47、48.5、43h5；再用三爪卡盘定位30k5外圆柱 表面，精车61.3、25k5、25、22.23的外圆柱面；工序9 用三爪卡盘定位22.23外圆柱表面，磨30k5、43、43.1、

27、 43.1k5、47、48.5、43h5；再用三爪卡盘定位30k5外圆柱 表面，61.3、25k5、25、22.23的外圆柱面；工序10 以轴的回转轴线为基准，铣有垂直精度要求的阶梯面；工序11 除去尖角；工序12 以轴的回转轴线为基准钻、扩、铰17的孔；工序13 以轴的回转轴线为基准，钻3和2.5的孔；工序14 去毛刺；工序15 热处理；工序16 用专用夹具，夹紧工件，进行滚43、43.1、47及22.23的齿；工序17 更换滚齿刀，加工61.3的齿；工序18 清洗；工序19 检验。 加工路线（方案二）工序1 锻造毛胚；工序2 热处理；工序3 先用三抓卡盘卡住22.23，加工30k5端面，并

28、打中心孔，再用三抓 卡盘，卡住30k5，加工22.23的端面，并打中心孔；工序4 用三爪卡盘定位22.23外圆柱表面，粗车30k5、40.4、43、 43.1、43.1k5、47、48.5、43h5的外圆柱面；再用三爪卡 盘定位30k5外圆柱表面，粗车61.3、33.5、41.8、25k5、 25、20.94、22.23的外圆柱面；退刀槽和各阶梯面；工序5 调质；工序6 修正中心孔；工序7 钻、扩、铰17的孔；工序8 钻3和2.2的孔；工序9 用三爪卡盘定位22.23外圆柱表面，半精车30k5、43、43.1、 43.1k5、47、48.5、43h5；再用三爪卡盘定位30k5外圆柱 表面，半精

29、车61.3、25k5、25、22.23的外圆柱面；工序10 用三爪卡盘定位22.23外圆柱表面，精车30k5、43、43.1、 43.1k5、47、48.5、43h5；再用三爪卡盘定位30k5 外圆柱表面，精车61.3、25k5、25、22.23的外圆柱面；工序11 用三爪卡盘定位22.23外圆柱表面，磨削30k5、43、43.1、 43.1k5、47、48.5、43h5、61.3；再用三爪卡盘定位30k5 外圆柱表面，25k5、25、22.23的外圆柱面；工序12 以轴的回转轴线为基准，铣有垂直精度要求的阶梯面；工序13 除去尖角；工序14 去毛刺；工序15 热处理；工序16 以轴的回转轴线

30、为基准，用专用夹具，夹紧工件，进行滚43、43.1、 47及22.23的齿；工序17 以轴的回转轴线为基准，更换滚齿刀，加工61.3的齿；工序18 清洗；工序19 检验。 方案一与方案二对比，两者的不同点在于粗车之后是半精车还是钻孔。根据零件图的图上的数据可知，外圆柱面和孔的加工精度都比较高，且该零件是大批量生产的，而方案二需要经过车床钻床车床比方案一的车床钻床多了一个步骤。为了减少加工时间，故选择方案一。第五章 工序设计5.1选择加工设备与工艺装备 选择加工设备及选择机床类型。由于已经根据零件的形状、精度特点，选择了加工方式，机床的类型也随之确定。至于机床的型号，取决于现场的设备情况。最终选

31、择的机床，其经济精度应与零件表面的设计要求相适应，初步选定的机床如下：工序3、10中进行的操作分别是铣22.23端面、铣30k5端面、键槽以及那七个有垂直精度要求的阶梯面，根据机械加工工艺手册，选用的设备是X53K立式铣床，其主要参数：主轴端面到工作台的距离为30至500mm；主轴中心到车身导轨的距离为450mm；回转角度为45；主轴的孔径为29mm；主轴的转速范围为30至1500；工作台的长宽为1600400mm；主轴的电机的功率为10KW；进给的电机的功率为3KW等。 图5.1 X53K立式铣床 图5.2 X53K立式铣床的传动简图 工序9中进行的操作是磨削轴的外圆，根据机械加工工艺手册，

32、选用的设备是M1420A型万能外圆磨床，其主要参数：磨削外圆的加工范围（DL）为200600mm；刀具的移动量范围为0至115mm；刀具的回转角范围为-180至+180；头架的回转角范围为-30至+90；工作台的回转角范围为-7至+7等。图5.3 M1420A型万能外圆磨床图5.4 M1420A型万能外圆磨床传动简图工序12中钻、扩、铰孔17，工序13中钻孔3x3和2.5，根据机械加工工艺手册，选用的设备是Z3025摇臂钻床，其主要参数：加工范围（D）为0至25mm；主轴的最大行程为250mm；横臂的升降范围为0至525mm等。图5.5 Z3025摇臂钻床图5.6 Z3025摇臂钻床的传动简图

33、工序16、17中进行的操作是滚齿，根据机械加工工艺手册，选用的设备是YC3180型淬硬滚齿机，其主要参数：最大的加工直径为800mm；最大的加工螺旋角45；工作台的最高转速为5.5r/min；机床的总功率为8.5KW等。图5.7 YC3180型淬硬滚齿机图5.8 YC3180型淬硬滚齿机传动简图 至于其它工序的操作，根据机械加工工艺手册，都在CA6140卧式车床进行，其主要参数：主轴的电机功率为4.5KW，转速范围为11.2至1600r/min，最大加工直径为400mm；最大加工长度为900mm；主轴孔直径为48mm；刀架的最大回转角为90。图5.9 CA6140卧式车床图5.10 CA614

34、0卧式车床传动简图 5.2选用夹具对于变速器输入轴来说，我们除了在铣床上铣端面、键槽，钻床上钻孔以及在滚齿机上滚齿的时候需要用到专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。常用的是三爪自定心卡盘和顶针来夹紧。5.3选用刀具根据我们对机床刀具的了解，可知刀具材料的切削性能会影响着生产率，也会影响工件的加工精度和加工表面质量，还有会增加刀具的磨损和加工成本，所以如何选择刀具材料是加工工艺的重要部分。刀具应具备高硬度、高耐磨性、高耐热性、足够的强度与韧性，以及良好的工艺性和经济性。5.4选用量具变速器输入轴属大批大量生产，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。根据机械加工

35、工艺手册，我们选择量具如下：游标卡尺（精度分别为0.01和0.02的游标卡尺）、千分尺（精度为0.01的内、外径千分尺）、百分表（精度为0.01的内径百分表）。 5.5确定工序尺寸确定圆柱面的工序尺寸，因圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定各圆柱面的总加工余量，应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。输入轴各圆柱表面的工序工序尺寸、加工余量、尺寸公差及公差等级、表面粗糙度见下表：表5-1 17的孔的加工余量及尺寸的计算工序名称公称尺寸/mm加工余量/mm尺寸公差/mm公差等级表面粗糙度/Ra铰孔170.417IT6

36、1.6扩孔161.016IT103.2钻孔61.56IT126.4毛胚00表5-2 30k5的加工余量及尺寸计算工序名称公称尺寸/mm加工余量/mm尺寸公差/mm公差等级表面粗糙度/Ra磨300.430IT50.8精车30.41.030.4IT61.6半精车31.41.531.4IT103.2粗车32.92.132.9IT126.4毛胚35351.41.4表5-3 40.4的加工余量及尺寸的计算工序名称公称尺寸/mm加工余量/mm尺寸公差/mm公差等级表面粗糙度/Ra精车40.41.040.4IT61.6半精车41.41.541.4IT103.2粗车42.93.142.9IT126.4毛胚46

37、461.41.4表5-4 43的加工余量及尺寸的计算工序名称公称尺寸/mm加工余量/mm尺寸公差/mm公差等级表面粗糙度/Ra磨430.543IT50.8精车43.51.043.5IT61.6半精车44.51.544.5IT103.2粗车46346IT126.4毛胚49491.41.4表5-5 43.1的加工余量及尺寸的计算工序名称公称尺寸/mm加工余量/mm尺寸公差/mm公差等级表面粗糙度/Ra磨43.10.443.1IT50.8精车43.51.043.5IT61.6半精车44.51.544.5IT103.2粗车46346IT126.4毛胚49491.41.4表5-6 43.1k5的加工余量

38、及尺寸的计算工序名称公称尺寸/mm加工余量/mm尺寸公差/mm公差等级表面粗糙度/Ra磨43.10.443.1IT50.8精车43.51.043.5IT61.6半精车44.51.544.5IT103.2粗车46346IT126.4毛胚49491.41.4表5-7 47的加工余量及尺寸的计算工序名称公称尺寸/mm加工余量/mm尺寸公差/mm公差等级表面粗糙度/Ra磨470.447IT50.8精车47.41.047.4IT61.6半精车48.41.548.4IT103.2粗车49.93.149.4IT126.4毛胚53531.41.4表5-8 48.5的加工余量及尺寸的计算工序名称公称尺寸/mm加

39、工余量/mm尺寸公差/mm公差等级表面粗糙度/Ra磨48.50.448.5IT50.8精车48.91.048.9IT61.6半精车49.91.549.9IT103.2粗车51.42.651.4IT126.4毛胚54541.41.4表5-9 43的加工余量及尺寸的计算工序名称公称尺寸/mm加工余量/mm尺寸公差/mm公差等级表面粗糙度/Ra磨430.443IT50.8精车43.41.043.4IT61.6半精车44.41.544.4IT103.2粗车45.98.145.9IT126.4毛胚54541.41.4表5-10 61.3的加工余量及尺寸的计算工序名称公称尺寸/mm加工余量/mm尺寸公差/

40、mm公差等级表面粗糙度/Ra磨61.30.461.3IT50.8精车61.71.061.7IT61.6半精车62.71.562.7IT103.2粗车63.23.863.2IT126.4毛胚67671.41.4表5-11 33.5的加工余量及尺寸的计算工序名称公称尺寸/mm加工余量/mm尺寸公差/mm公差等级表面粗糙度/Ra粗车33.513.533.5IT126.4毛胚47471.41.4表5-12 41.8的加工余量及尺寸的计算工序名称公称尺寸/mm加工余量/mm尺寸公差/mm公差等级表面粗糙度/Ra磨41.80.441.8IT50.8精车42.21.042.2IT61.6半精车43.21.5

41、43.2IT103.2粗车44.72.344.7IT126.4毛胚47471.41.4表5-13 25k5的加工余量及尺寸的计算工序名称公称尺寸/mm加工余量/mm尺寸公差/mm公差等级表面粗糙度/Ra磨250.425IT50.8精车25.41.025.4IT61.6半精车26.41.526.4IT103.2粗车27.92.127.9IT126.4毛胚30301.41.4表5-14 25的加工余量及尺寸的计算工序名称公称尺寸/mm加工余量/mm尺寸公差/mm公差等级表面粗糙度/Ra磨250.427IT50.8精车25.41.025.4IT61.6半精车26.41.526.4IT103.2粗车2

42、7.92.127.9IT126.4毛胚30301.41.4表5-14 20.94的加工余量及尺寸的计算工序名称公称尺寸/mm加工余量/mm尺寸公差/mm公差等级表面粗糙度/Ra粗车20.946.0620.94IT126.4毛胚27271.41.4表5-15 22.23的加工余量及尺寸的计算工序名称公称尺寸/mm加工余量/mm尺寸公差/mm公差等级表面粗糙度/Ra磨22.230.422.23IT50.8精车22.631.022.63IT61.6半精车23.631.523.63IT103.2粗车25.131.8725.13IT126.4毛胚27271.41.4第六章 确定切削用量及基本工时6.1切

43、削用量根据我们依学的知识可知，切削用量包含了切削速度、刀架的进给量及刀具的背吃刀量。因此，我们需要计算切削速度（机床的主轴转速/工件周长）、进给量、背吃刀量，才能算出切削用量。 以30k5的切削用量为例 粗车30k5的切削用量 1）背吃刀量根据第二章的表5-2可知，粗车加工余量为2.10mm依据所学的知识可知背吃刀量的公式，如下： 得出=2.10/2=1.05mm 2）进给量 根据机械设计手册，选取进给量f=0.51mm/r 3）切削速度 根据机机械制造手册可知，切削速度的公式，如下： 考虑到进给量对车削速度的影响，则需改公式如下： 根据机械设计手册，选取=291；T=60min；=0.2；=

44、0.15；f=0.51mm/r；=0.2；=1.0；=1.0；=0.8 ；=0.65；=1.0；=0.92。并且=1.05mm。V=291（600.21.050.150.510.2）（1.01.00.80.651.0 0.92） =13.18m/min 转速公式，如下：=100013.18（35）=119.86r/min 根据图6.1，取CA1640机床的主轴转速n=112r/min 根据切削速度公式=351121000=12.32m/min图6.1 CA6140A车床转速图 4)验算CA6140A型卧式车床的功率是否满足要求 功率的公式，如下： 切削的公式，如下：（=2650,=1.0, =

45、0.75，=-0.15） 其中根据机械设计手册，计算出修正系数=1.22=26501.051.00.510.7512.32-0.151.22 =1405.67 （N） =1405.6712.32（601000） =0.289 （KW） 根据金属切削机床概论对CA6140A型卧式车床的介绍可知，车床的功率=4.5 KW。因为（=0.289）(=4.5)，所以满足要求。 切削用量，如下： V=12.32m/min (n=112r/min) f=0.51mm/r =1.05mm 半精车30k5的切削用量 1）背吃刀量 根据第二章的表5-2可知，半精车加工余量为1.50mm 依据所学的知识可知背吃刀量

46、的公式，如下： 得出=1.50/2=0.75mm 2）进给量 根据机械设计手册，选取进给量f=0.30mm/r 3）切削速度 根据机机械制造手册可知，切削速度的公式，如下： 考虑到进给量对车削速度的影响，则需改公式如下： 根据机械设计手册，选取=291；T=60min；=0.2；=0.15；f=0.30mm/r；=0.2；=1.0；=1.0；=1.0 ；=1.0；=1.0；=0.1。并且=0.75mm，f=0.30mm/r。 V=291（600.20.750.150.300.2）（1.01.01.01.01.01.0） =32.21m/min 转速公式，如下：=100032.21（32.9）=311.63r/min 根据图6.1，取CA1640机床的主轴转速n=280r/min 根据切削速度公式=32.92801000=28.94m/min 4）验算CA6140A型卧式车床的功率是否满足要求 功率的公式，如下： 切削的公式，如下：（=2650,=1.0, =0.75，=-0.15） 其中根据机械设计手册，计算出修正系数=1.22=26500.751.00.300.7528.94-0.151.22 =593.31 （N） =593.3128.94（601000） =0.286 （KW） 根据金属切削机床概论对CA6140A型卧式车床的介绍可知，车