专用机械传动轴的加工工艺流程规范规范设计

1、专用机械传动轴的加工工艺流程设计摘 要机械加工工艺流程设计能力是从事机械制造专业的科研、工程技术人员必须具备的基本素质之一。机械加工工艺流程设计作为高等工科院校教学的基本科目，在实践中占有极其重要的地位，工艺流程设计在加深对专业课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题的能力培养方面所发挥的作用是显而易见的。本设计是传动轴的加工工艺流程设计，其结构虽然规则，但是精度要求比较高，所以工艺要求比较复杂。需要粗车、数车、铣车、磨销，其中数车是加工关键。数控车床加工工艺是以机械制造中的工艺基本理论为基础，结合数控车床的特点，综合运用多方面的知识解决数控车床加工过程中面临的工艺问题。工艺流程是保证机械产

2、品高质量、低成本的一种重要的工艺依据，工艺流程设计在机械加工中就显得更为突出，因此中小型零件加工的流程设计常被选作毕业设计的主要内容之一。关键词：传动轴，工艺流程，粗车，数控车床，编程THE DESIGN OF DRIVE SHAFT MACHINTNG PROCESS ABSTRACTThe ability of machine-finishing process design is one of the basic abilities which the machinery manufacture specialized scientific researcher, engineers a

3、nd technicians are engaged in must be machine-finishing process design as a basical subject that all the higher engineering course colleges and universities teaching took,holding the extremely important position in the machine-finishing process design has a significantly function which is deepening

4、on the specialized curriculum elementary theory understanding and strengthening the ability to solve the function that the project actual problem.This design is drive shafts machine-finishing process design， its structure is rule, but the accuracy requirement is quite rough turning, NC processing, m

5、illing, grinding, and NC processing is the key. CNC processing machinery is in the process based on the basic theory, combining the characteristics of CNC, comprehensive use of various aspects of knowledge to solve CNC in the process of facing the problem. The machine-finishing process design is an

6、important craft basis that guarantee high grade, low cost machine-finishing. The process design appears more prominent in the machine-finishing,therefore middle and small scale components machine-finishing process design is selected frequently to do graduation project.KEY WORDS：drive shaft，technical

7、 process，rough turning，CNC，programming目 录 TOC o 1-3 u 前 言 PAGEREF _Toc8 h 1第1章 零件分析 PAGEREF _Toc9 h 2 计算生产纲领，确定生产类型 PAGEREF _Toc0 h 2轴类零件的作用、分类及技术要求 PAGEREF _Toc1 h 2工艺分析 PAGEREF _Toc2 h 5第2章 工艺流程设计 PAGEREF _Toc3 h 7确定毛坯制造形式及尺寸 PAGEREF _Toc4 h 7基准的选择 PAGEREF _Toc5 h 7 粗基准的选择 PAGEREF _Toc6 h 7 精基准的选择

8、 PAGEREF _Toc7 h 8主要工序加工方法 PAGEREF _Toc8 h 8工艺流程的拟定 PAGEREF _Toc9 h 10第3章 工序设计 PAGEREF _Toc0 h 13选择加工设备和工艺设备 PAGEREF _Toc1 h 13 选择机床 PAGEREF _Toc2 h 13 选择夹具 PAGEREF _Toc3 h 13 选择刀具 PAGEREF _Toc4 h 13 选择量具 PAGEREF _Toc5 h 16确定工序尺寸 PAGEREF _Toc6 h 17确定切削用量 PAGEREF _Toc7 h 18确定工序4的切削用量 PAGEREF _Toc8 h

9、18确定工序612的切削用量 PAGEREF _Toc9 h 20确定工序13的切削用量 PAGEREF _Toc0 h 30确定工序15的切削用量 PAGEREF _Toc1 h 31结 论 PAGEREF _Toc2 h 32参考文献 PAGEREF _Toc3 h 33致 谢 PAGEREF _Toc4 h 34前 言在现在机械制造工业中，切削加工仍然是将金属毛坯加工成规定的几何形状、尺寸和表面质量的主要加工方法。目前，全球经济正处于一个根本性的变革时期，人类社会正逐步由工业经济时代步入知识经济时代。知识经济是在工业经济高度发展的基础上建立的，是生产力发展的崭新阶段。在知识经济条件下，制

10、造业是一个国家经济发展的支柱，是国民经济收入的重要来源，在整个国民经济中处于十分重要的地位。制造业的发展对一个国家的经济及社会文化具有巨大和深刻的影响，国民经济的发展速度在很大程度上取决于机械制造技术水平的高低和发展速度。据统计，20世纪90年代各工业化国家机械制造业所创造的财富占国内生产总值（GDP）的比例平均为%，美国财富的68%来源于制造业；日本国内生产总值的49%是由制造业提供；我国制造业产值占工业总产值的比例为45%。机械制造业的技术发展水平不仅决定企业现时的竞争力，更决定了全社会的长远利益和经济的持续增长。可以说，制造业是实现经济增长的物质保证，没有机械制造业的发展和振兴，就没有整

11、个国名经济的发展和振兴。国民经济各部门的生产技术水平和经济效益，在很大的程度上取决于机械工业所能提供的装备的技术性能质量和可靠性。通过本设计使我们对制造过程有一个总体的认识，掌握金属切削过程的规律和控制方法及机械加工过程机械加工精度和加工表面质量分析的基础知识，并能结合实际合理地选择加工方法和切削参数以及机床、刀具、夹具，具备制订机械加工和装配工艺规程的能力，能对具体的工艺问题进行分析，提出改进产品质量，提高生产率，降低成本的工艺措施，了解现代制造技术的现状与发展趋势。经过二十多年的改革开放，我国现代化建设正在蓬勃发展，面对国内生产任务的增长和国际竞争形势的严峻，各个生产部门对机械产品的技术装

12、备提出了日益增长的需要，所以我们一定要学好机械的设计基本理论、基本知识和基本技能，通过毕业设计提高自己的能力。第1章 零件分析 计算生产纲领，确定生产类型本设计为某产品的传动轴零件，该产品的年生产量400台，其设备品率为5%，机械加工废品率为1%，则可知： QUOTE 件该零件年生产量424件，且现已知该产品属于轻型机械，则根据表确定生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为小批量生产。轴类零件的作用、分类及技术要求 本设计零件是轴类零件，轴是组成机器的重要零件之一。轴的主要功用是支承旋转零件（例如齿轮、蜗轮等）、传递运动和动力。按轴承受的载荷不同，轴类零件可以分为心轴、转轴、传动轴等。心轴

13、工作时仅承受弯矩而不传递转矩，如下图1-1所示自行车轴。图1-1转轴工作时既承受弯矩又承受转矩，如下图1-2所示减速器中的轴。图1-2传动轴则只传递转矩而不承受弯矩，如下图1-3所示汽车中联接变速箱与后桥之间的轴。图1-3轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，锻件的内部组织均匀，强度比较好，重要的轴、大尺寸或阶梯尺寸变化较大的轴，应采用锻制毛坯，对直径较小的轴，可直接用圆钢加工。由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理的办法提高耐磨性和抗疲劳强度，故轴采用碳钢制造最广泛，其中最常用的是钢。不重要或低速轻载的轴以及一般传动的轴也可以使用Q235、Q2

14、75等碳钢制造。合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能。因此，在传递大动力，并要求减小尺寸与质量，提高轴的耐磨性，以及处于高温条件下工作的轴，常采用合金钢。高强度铸铁和球墨铸铁容易作成复杂的形状，而且价廉，吸振性和耐磨性好，对应力集中的敏感性较低，故常用于制造外形复杂的轴。轴的结构如下图1-4所示应便于加工与装配。形状力求简单，阶梯轴的级数尽可能少，而且各段直径不易相差太大。轴上需磨削的轴段应设计出砂轮越程槽，需车制螺纹的轴段应有退刀槽。轴上各圆角、倒角、砂轮越程槽以及退刀槽等尺寸尽可能统一，同一轴上的各个键槽应该开在同一母线位置上。为便于装配，轴端应有倒角。轴肩高度不能妨碍零件的拆卸

15、。对于阶梯轴一般设计成两端小中间大的形状，以便于零件从两端装拆。图1-4工艺分析工艺分析前应最好先熟悉一下有关产品的装配图，了解产品的用途、性能、工作条件以及该零件在产品中的地位和作用。然后根据零件图对其全部技术要求做全面的分析，既要了解全局，又要抓住关键。然后从加工的角度出发，对零件进行工艺分析，其主要内容有：首先检查零件的图纸是否完整和正确，分析零件主要表面的精度、表面完整性、技术要求等在现有生产条件下能否达到；其次检查零件材料的选择是否恰当，是否会使工艺变得困难和复杂；再次审查零件的结构工艺性，检查零件结构是否能经济地、有效地加工出来。如果发现问题，应及时提出，并与有关设计人员共同研究，

16、按规定程序对原图纸进行修改与补充。 本设计零件属于传动轴，既只传动扭矩不传动弯矩，形状规则，轴线对称零件，尺寸和位置精度要求高。参阅下图1-5所示零件图主要技术要求分析如下：（1） QUOTE 轴3段处轴肩与其轴线的垂直度为0.025mm，以CD公共轴线为基准的端面圆跳动公差为0.025mm；（2） QUOTE 轴7段是以CD公共轴线为基准的径向圆跳动公差为0.05mm；（3） QUOTE 轴8段轴肩端面与D轴线的垂直度为0.025mm，以CD公共轴线为基准的端面圆跳动公差为0.025mm；（4） 注意键槽尺寸精度；（5） 轴10段尺寸精度 QUOTE ；（6） 轴肩处尺寸突变产生应力集中，易

17、发生疲劳破环，为此采用凹圆角以增大过度圆角半径降低应力集中；（7） 多处砂轮越程槽、螺纹退刀槽。图1-5 零件图第2章 工艺流程设计确定毛坯制造形式及尺寸轴的材料主要是碳钢和合金钢，考虑经济性以及设计对材料要求，本设计采用钢。为提高经济性和生产率，对这种碳钢材料制成的零件，尤其需要重视精化毛坯，尽量减小加工余量，节约金属和加工工时。还应采用先进的工艺方法力求在可靠地保证质量的前提下，减少切削加工工序的数目和工序成本。由零件图和生产纲领可知此轴直径相差不大且是小批量生产，所以宜采用棒料。由于带台阶的轴最大直径接近于中间部分，应按最大直径选择毛坯直径。由零件图则可知最大直径接近中间部分，尺寸为36

18、mm，则零件的长度与基本尺寸之比为n=l/d=200/36 QUOTE 6。查表棒料毛坯直径应该选择40mm，查表毛坯长度应选205mm，既毛坯尺寸为40mm QUOTE 205mm。基准的选择2.2.1 粗基准的选择为使所有加工表面都有足够的加工余量和保证各加工表面对不加工表面具有一定的位置精度，粗基准选择应遵守以下原则：一、为保证不加工表面与加工表面之间的位置要求应选用不加工表面为粗基准，如果零件上有不需加工的表面，则应选择该面作粗基准，以保证不加工表面与加工表面之间的相互位置精度。当零件上有几个不需加工的表面时，应选择与加工表面之间相互位置精度要求较高的表面作粗基准；二、为保证工件某重要

19、表面的余量均匀，选择该表面为粗基准，选择重要表面或加工余量最小的表面作为粗基准，若工件所有表面都需加工，应选择工件上的重要表面或加工余量最小的表面作为粗基准，可使各加工表面都有足够的加工余量，并使重要表面的余量均匀；三、选择较为平整光洁、面积较大的表面作粗基准，这是为了保证定位的准确，夹紧牢靠。不宜选择有浇口、冒口、飞边的表面和分型面等作粗基准；四、粗基准应避免重复使用，特别是主要定位基准，因为粗基准本身是毛坯面，精度和表面粗糙度很差，重复使用会导致加工表面产生较大的位置误差。依据以上原则本设计粗车时以外圆和两端面为粗基准。2.2.2 精基准的选择 选择精基准应丛整个工艺过程考虑如何保证工件的

20、尺寸精度与位置精度，并使装夹方便可靠。其选择原则如下： 一、用工序基准做精基准，实现基准重合，以免产生基准不重合误差；二、当用一组精基准定位可以较方便加工其它各表面时，应尽可能多采用此组精基准定位，实现基准统一，减少工装费用，避免基准转换误差；三、当精基准要求加工余量小而且均匀时，应选择加工表面自身为精基准，实现自为基准原则；四、为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循互为基准，反复加工原则； 五、选择定位准确、稳定、夹紧可靠，使夹具结构简单原则。 依据以上原则本设计精车时以两侧端面中心孔为精基准。主要工序加工方法根据零件的加工要求和零件的结构特点等因素选用相应的加工方法。选用加工方法时，

21、还要考虑到现有加工方法的改进和发展、新加工方法的推广以及毛坯制造新技术发展等。具有一定技术要求的加工表面，一般都不是只加工一次就能达到图样要求的，对于精密零件的主要表面往往要通过几次加工才能逐步达到规定的精度。而达到同一精度要求所采用的加工方法有多种方案可供选择，但在选择某一表面的加工方法时，一般总是首先选定它的最佳加工方法，然后再逐一选定各前道工序的加工方法。但是，无论何种加工表面，在考虑它的加工时，都应注意如下几个方面：一、所选加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相适应。经济加工精度是指在正常加工条件下（采用标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人、不延长加

22、工时间）所能保证的加工精度。二、所选加工方法要能确保加工面的几何形状精度和表面间相互位置精度的要求。某些加工方法如拉削、珩磨、超精加工等，一般不能提高加工面的位置精度，而只能提高加工面的尺寸精度、形状精度及降低表面粗糙度的要求。三、加工方法要与零件材料的可加工性相适应。如硬度很低而韧性较高的金属材料（如非铁金属）一般不宜采用磨削方法加工，而淬火钢、耐热钢因硬度高则最好采用磨削加工方法。四、加工方法要与生产类型相适应。大批量生产时，应采用高效率的机床设备和先进的加工方法。如加工内孔和平苗时，可采用拉床和拉刀；轴类零件加工可采用半自动液压仿形车床和常规加工方法。五、加工方法要与企业现有生产条件相适

23、应。选择加工方法不能脱离本厂现有设备状况和工人技术水平。既要充分利用现有设备，也要注意不断地对原有设备和工艺进行技术改造，适应生产的发展。六、几种加工方法要互相配合。对精度高和表面粗糙度小的表面，若单独采用某一种加工方法，都难以经济高效地加工出来。所以，应根据零件表面的具体要求，考虑各种加工方法的特点以及应用，将几种加工方法结合起来，逐步地完成零件表面的加工。本设计依据以上原则以及表确定主要工序加工方法如下：一、轴1段：未标注尺寸公差，根据GB180079规定其公差等级应为IT14，表面粗糙度为，需进行粗车、半精车、精车； 二、轴2段：公差等级IT10，表面粗糙度为，则需进行粗车、半精车、精车

24、； 三、轴3段：公差等级IT6，表面粗糙度，需要进行粗车、半精车、磨削； 四、轴4、6段：未标注尺寸公差，则可以根据GB180079规定其公差等级IT14，表面粗糙度为，需要进行粗车、半精车； 五、轴7段：其公差等级为IT6，表面粗糙度为，需进行粗车、半精车、精车； 六、轴8段：其公差等级为IT7，表面粗糙度为，需进行粗车、半精车、磨削； 七、轴10段：公差等级为IT11，表面粗糙度为，需进行粗车、铣车； 八、其他：圆弧需要数车，键槽长（IT11， ），键槽宽（IT8， ）需铣车。工艺流程的拟定不同的零件，由于结构、尺寸、精度和表面粗糙度等要求不同，其加工工艺也随之不同。即使是同一零件，由于生

25、产批量、机床设备以及夹量具等条件的不同，其加工工艺也不尽相同。一个零件可能有几种工艺方案，但其中总有一个是更为合理的。合理的加工工艺在一定的生产条件下，使生产率最高，成本最低；有良好、安全的劳动条件。因此，制订一个合理的加工工艺，除须具备一定的工艺理论知识和实践经验外，还应该深入工厂，了解实际情况。一个较复杂零件的工艺，往往要经过反复实践、反复修改，使其逐步完善的过程。考虑零件的生产纲领、几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，且根据先粗后精、先主后次、先面后孔、基面先行等原则制定工艺流程如下： 工艺流程一工序号 工序内容1 下料棒料40205；2 调质HB230270；3 40外圆定位，伸出

26、110mm，找正夹紧，车端面，钻 中心孔；4 车外圆 QUOTE 34，长104mm，车外圆 QUOTE 28，长42mm；5 调头 QUOTE 34及端面定位夹紧，车端面，卡长96 mm， 间接保证L=200 mm，钻中心孔A5，车外圆 QUOTE QUOTE 34，卡长60 mm，钻M6底孔 QUOTE QUOTE 5，深20 mm，扩孔，深至2 mm，饺孔；6 数车22外圆，并倒角，车 QUOTE 24mm、 QUOTE QUOTE 25.4mm、 QUOTE 30mm外圆分别至 QUOTE 24mm、 QUOTE 25.6mm、 QUOTE QUOTE 30.2mm，长分别为25mm、

27、12mm、50mm；7 车退刀槽3 QUOTE ，粗车螺纹M242；8 精车 QUOTE 22mm、 QUOTE 25.4mm、 QUOTE QUOTE 30mm外圆分别至22mm、25.45mm、30mm，精车螺纹；9 车、处砂轮越程槽；10 掉头并夹紧，车 QUOTE 30mm、 QUOTE 30.4mm、 QUOTE 36mm分别至 QUOTE 30.2mm、 QUOTE 30.6mm、 QUOTE 36.5mm，长分别为48mm、12mm、35mm；11 精车锥度1：10圆锥面，长25mm，精车 QUOTE 30mm、 QUOTE 30.4mm、 QUOTE 36mm分别至 QUOTE

28、 QUOTE 30mm、 QUOTE 30.45mm、 QUOTE 36mm长分别为23mm、12mm、35mm；12 车R30圆弧，车处砂轮越程槽；13 铣键槽及四棱面轴段；14 热处理淬火HRC4550；15 磨中心孔16 磨外圆 QUOTE 、 QUOTE ；17 终检。工艺流程二工序号 工序内容1 下料棒料40205；2 调质HB230270；3 40外圆定位，伸出110mm，找正夹紧，车端面，钻 中心孔;4 调头并以 QUOTE 40外圆及端面定位夹紧，车端面，卡长96 mm，间接保证L=200 mm，钻中心孔A5，钻M6底孔 QUOTE QUOTE 5，深20 mm，扩孔，深2 m

29、m，饺孔；5 车外圆 QUOTE 34，长104mm，车外圆 QUOTE 28，长42mm，车外圆 QUOTE QUOTE 34，卡长60 mm；6 数车22外圆，并倒角，车 QUOTE 24mm、 QUOTE QUOTE 25.4mm、 QUOTE 30mm外圆分别至 QUOTE 24mm、 QUOTE 25.6mm、 QUOTE QUOTE 30.2mm，长分别为25mm、12mm、50mm；7 车退刀槽3 QUOTE ，粗车螺纹M242；8 精车 QUOTE 22mm、 QUOTE 25.4mm、 QUOTE QUOTE 30mm外圆分别至22mm、25.45mm、30mm，精车螺纹；9

30、 车、处砂轮越程槽；10 掉头并夹紧，车 QUOTE 30mm、 QUOTE 30.4mm、 QUOTE 36mm分别至 QUOTE 30.2mm、 QUOTE 30.6mm、 QUOTE 36.5mm，长分别为48mm、12mm、35mm；11 精车锥度1：10圆锥面，长25mm，精车 QUOTE 30mm、 QUOTE 30.4mm、 QUOTE 36mm分别至 QUOTE QUOTE 30mm、 QUOTE 30.45mm、 QUOTE 36mm长分别为23mm、12mm、35mm；12 车R30圆弧，车处砂轮越程槽；13 铣键槽及四棱面轴段；14 热处理淬火HRC4550；15 磨中心

31、孔16 磨外圆 QUOTE 、 QUOTE ；17 终检。工艺流程一与工艺流程二除在粗车部分工序不一样，其他的部分相同。工艺流程一先车右端面，钻中心孔，车右端外圆，再车左端面，钻中心孔，车左端面外圆。需要两次装夹工件，同时自定心三爪卡盘的作用使工件的刚度比工艺流程二的刚度好；工艺流程二的外圆加工工序集中，易于操作和保证加工面的相互位置精度，但是需要三次装夹，工件加工过程中的辅助时间和使用粗基准的次数都没有流程一合适，同时工件的刚度在加工时没有工艺流程一的刚度高。综合比较本设计选择工艺流程一。第3章 工序设计选择加工设备和工艺设备3.1.1 选择机床机床选择的原则：一、机床的加工范围应与零件的尺

32、寸相适应；二、机床的精度应与工序要求的精度相适应；三、机床生产效率应与零件的生产类型相适应。经以上选用原则，又知生产类型是单件小批量生产，故加工设备采用砂轮切割机、普通车床、数控车床、铣床及磨床，具体安排如下：一、下料用砂轮切割机二、工序35工序4的工步不多，本设计为小批量生产，不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求，零件的外廓尺寸不大，此段工序精度要求不高，选用最常用的CA6132卧式车床即可（表）。三、工序612由于圆弧加工用普通机床难以加工，本设计选用数控车床，本设计采用经济型数控卧式车床CJK6132。四、工序13需铣键槽及四方，键槽需要粗铣、半精铣，本设计采用X6120型万能

33、铣床。五、工序15采用MM1432A型磨床。3.1.2 选择夹具本设计为一直径相差不大的阶梯轴，坯料选择为棒料，生产纲领为小批量生产，故粗车和数控加工用三爪自定心卡盘和顶尖即可；铣削部分由于轴端四棱面呈正方形分布，因此需要分度头来调节装夹；磨削部分需用磨床通用夹具。3.1.2 选择刀具一、本设计粗加工部分保证的尺寸精度要求不高可用游标卡尺测量，属粗加工，因此可用90度外圆车刀，既采用YT类硬质合金，YT5（85，85）数据如下表3-1所示：表3-1 YT5刀具数据卡片（数据来源参考书3）序号项目数据来源或公式计算序号采用值1车刀外行表2-6、2-7焊接式900 强力外圆车刀2刀片材料YT5刀杆

34、材料45钢3几何角度表2-8、2-9=00 =120 =60 =40 =90 0 =100 =0.8mm4 断削参数前面型式表2-11、2-12（f=0.48mm带倒棱曲面圆弧卷削槽前面 =8.5mm, = -200=0.6 mm=9.3mm5过渡刃表2-13直线过渡刃=450 =1mm6刀片型号表2-3A420L=20mm ,B=12mm ,C=7mm,R=r=1mm ,e=0.8mm7车刀外型结构尺寸表2-1、2-2、2-5BH=20mm30mmM=8mm(900 弯头车刀8刀槽型式表2-4j =c =Hc=24mmBc=10.6mmLc=19.4mm二、 数控加工部分采用车刀如下：1、T

35、01 90硬质合金外圆车刀2、T02 硬质合金60外螺纹车刀3、T03 3mm切槽刀4、T04 圆形车刀将所选定的刀具参数如下表3-2所示：表3-2 数控加工刀具卡片 序号刀具号刀具规格名称加工表面刀尖半径（mm）备注1T0190硬质合金外圆车刀外轮廓加工2T02硬质合金60外螺纹车刀车外螺纹3T033mm切槽刀切退刀槽4T04切砂轮越程槽三、铣刀的选择如下：铣削部分铣键槽时需要粗铣、半精铣，查表本设计选错齿三面刃铣刀（GB112885）。零件要求铣切深度4mm，按表，所选铣刀直径应为5075mm，因此查表所选铣刀数据如下：进行半精铣工序铣刀直径应为D=63mm，宽L=8mm，孔径D=22mm

36、，齿数Z=14个；粗铣时由于留有双面余量2mm表，槽宽加工到6mm，所选铣刀规格为D=63mm，L=6mm，孔径D=22mm，齿数Z=14个。具体如下表3-3示：表3-3加工类型直径d宽L孔径D齿数Z半精铣6382214粗铣63622143.1.3 选择量具本零件属于小批量生产，一般采用通用量具，如下表3-4所示：表3-4确定工序尺寸在加工过程中，多数情况属于基准重合。此时，可按如下方法确定各工序尺寸和公差： 一、 确定各工序加工余量； 二、从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，逐次加上（对于被包容面）或减去（对于包容面）每道工序的加工余量，可分别得到各工序的基本尺寸；三、 除最终加工工序取设

37、计尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所对应的加工经济精度确定工序尺寸公差； 四、除最终加工工序按图纸标注公差外，其余各工序按入体原则标注工序尺寸公差； 五、 一般毛坯余量（即总余量）已事先确定，故第一道加工工序的由毛坯余量（总余量）减去后续各半精加工和精加工的工序余量之和而求得。本设计工序尺寸如下表3-5所示：表3-5工序号工序内容余量工序尺寸粗糙度3车端面单面余量4粗车外圆34双面余量634粗车外圆28双面余量6285车端面单面余量200粗车外圆34双面余量6346数车外圆22双面余量622数车外圆24双面余量424车外圆双面余量数车外圆30双面余量8车外圆双面余量数车外圆30双面余

38、量 10数车外圆30双面余量4车外圆双面余量数车外圆36双面余量11数车外圆30双面余量车外圆双面余量数车外圆36双面余量3615磨外圆30双面余量磨外圆25双面余量25确定切削用量合理选择切削用量，对保证加工精度和加工质量，提高生产率和刀具耐用度有很大影响。选择切削用量是要选定切削深度，进给量和切削速度。在这三个因素中，对刀具耐用度影响最大的是切削速度，其次是进给量，切削深度最低。对表面粗糙度影响最大的是进给量，而对切削力影响最大的是切削深度。在粗加工阶段，选择尽可能大的切削深度，其次要选择较大的进给量，最后确定一个切削速度。在半精、精加工阶段，由于加工精度和表面质量要求较高，一般选择较小的

39、切削深度和进给量。3.3.1确定工序4的切削用量本工序为粗车，已知加工材料为，HB230-270，型材为棒料，且有外皮，机床为CA6132普通车床，工件装夹在三爪自定心卡盘中。一、确定粗车外圆34 所选刀具为YT5硬质合金车刀，刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚为4.5mm，根据表，选择刀具几何角度应为=00 ，=120 ，=60 , =40 , =90 0 ，=100 ，=0.8mm1、确定背吃刀量背吃刀量根据加工余量确定。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下, 等于加工余量, 这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度, 一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加

40、工余量可略小于普通机床。粗加工(1080)一次进给应尽可能切除全部余量。在中等功率机床上, 背吃刀量可达( 810mm)。半精加工10) 时, 背吃刀量2mm)。精加工( 背吃刀量( 0.4mm) 。在工艺系统刚性不足或毛坯余量非常大, 或余量不均匀时，粗加工要分几次进给, 并且应当把第一、二次进给的背吃刀量尽量取得大一些。粗车双边余量为6mm，则加工余量为=3mm2、确定进给量f粗加工时，由于对工件表面质量没有太高的要求，这时主要考虑机床进给机构的强度和刚性及刀杆的强度和刚性等限制因素，可根据加工材料、刀杆尺寸、工件直径及已确定的背吃刀量来选择进给量。在半精加工和精加工时, 则按表面粗糙度要

41、求, 根据工件材料、刀尖圆弧半径、切削速度来选择进给量。如精铣时可取2025mm/min, 精车时可取0.20mm/r。最大进给量受机床刚度和进给系统的性能限制。在选择进给量时, 还应注意零件加工中的某些特殊因素。比如在轮廓加工中, 选择进给量时,应考虑轮廓拐角处的超程问题。特别是在拐角较大、进给速度较高时, 在接近拐角处适当降低进给速度, 在拐角后应逐渐升速, 以保证加工精度。根据表在粗车钢料，刀杆尺寸16mm25mm，=3mm，工件直径在2040mm时f=0.5mm/r，查表选CA6140车床的横向进给量f=0.48mm/r。3、选择车刀磨钝标准及耐用度根据表，车刀后刀面最大磨损量取1mm

42、时，车刀的耐用度为T=60min。4、确定切削速度V根据表和表当用YT5硬质合金车刀加工硬度为HB230-270的时，=242，m=，=，=，修正系数为=，=，=，=，=1。则 （3-1）=81.81m故 （3-2）=579r/min根据表与579相近较小的转速为560则实际切削速度为 （3-3）=79.13m5、校验机床功率根据表，当HB 230-270，ap 3mm，f0.75mm/r，V= 79.13m/min时，=切削功率的修正系数为：=, = ,=, = ,= ,=。故实际切削时的功率为=。根据表机床主轴功率P= 效率为80% 则主轴允许功率=80%=6kW, 故所选切削用量可在CA

43、6140机床上加工。最后确定的切削用量为：=3mm，=0.48mm/r，V=79.13m/min，n=560r/min。二、同样可以确定粗车外圆28 背吃刀量为=3mm，进给量f=0.48mm/r，主轴转速V=560r/min，切削速度为min。三、确定基本时间由公式粗车外圆34 mm时间T=（L+）i/nf可知粗车外圆34 mm时间T为，同样粗车外圆28 mm时间T3.3.2确定工序612的切削用量此段工序为数控加工，数控加工选择切削用量：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机

44、床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。 一、切削深度t在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，t就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工，数控机床的精加工余量可略小于普通机床。 二、切削宽度L一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控加工，一般L的取值范围为L=（）d。 三、切削速度v提高v也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可采用8m/min左

45、右；用同样的立铣刀铣削铝合金时，v可选200m/min以上。 四、主轴转速n(r/min)主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为（3-2），式中为刀具或工件直径（mm）。 数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。 五、进给速度VV应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。V的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，V可选择得大些。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点

46、，提高企业的经济效益和生产水平。结合上述各参数的选择原则，切削用量的选择结果如下表3-6所示：表3-6切削表面切削用量主轴转速r/min进给速度(mm/r)车外圆500切退刀槽5002车螺纹400车砂轮越程槽500填写工序卡片如下表3-7所示：表3-7单位名称河南科技大学产品名称或代号零件名称零件图号数控精车传动轴工序卡片传动轴0001工序号程序编号夹具名称使用设备车间6O001O002双顶尖CJK6132数控工步号工步内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速（r/min）进给速度（mm/r）背吃刀量（mm）备注01车22mm外圆，长18mm，并倒角T012020500自动02车M24mm外圆至24

47、mm，长T012020500自动03车25.4mm外圆至25.6mm，长12mmT012020500自动04车30mm外圆至30.2mm，长50mmT012020500自动工序号程序编号夹具名称使用设备车间7O001O002双顶尖CJK6132数控工步号工步内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速（r/min）进给速度（mm/r）背吃刀量（mm）备注01车退刀槽3mm1.5mm至尺寸T03B=3500自动02车螺纹M24mm2mm至尺寸T0220204002自动工序号程序编号夹具名称使用设备车间8O001O002双顶尖CJK6132数控工步号工步内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速（r/min）进给速

48、度（mm/r）背吃刀量（mm）备注01精车22mm外圆，长18mm并倒角T012020500自动02精车25.4mm外圆至25.45mm，长12mmT012020500自动03精车30mm外圆至尺寸T012020500自动04精车螺纹M24mm2mmT0220204002自动工序号程序编号夹具名称使用设备车间9O001O002双顶尖CJK6132数控工步号工步内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速（r/min）进给速度（mm/r）背吃刀量（mm）备注01车处砂轮越程槽T042525500自动02车处砂轮越程槽至尺寸T042525500自动工序号程序编号夹具名称使用设备车间10O001O002双顶尖

49、CJK6132数控工步号工步内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速（r/min）进给速度（mm/r）背吃刀量（mm）备注01吊头装夹，车30mm外圆至30.2mm，长48mmT012020500自动02车30.4mm外圆至30.6mm，长12mmT012020500自动03车36mm至36.5mm,长35mmT012020500自动工序号程序编号夹具名称使用设备车间11O001O002双顶尖CJK6132数控工步号工步内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速（r/min）进给速度（mm/r）背吃刀量（mm）备注01精车锥度为1:10的圆锥面至尺寸长25mmT012020500自动02精车30mm外圆至尺

50、寸长23mm，T012020500自动03精车30.4mm外圆至T012020500自动04精车36mm至尺寸长35mmT012020500自动工序号程序编号夹具名称使用设备车间11O001O002双顶尖CJK6132数控工步号工步内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速（r/min）进给速度（mm/r）背吃刀量（mm）备注01车R30mm圆弧至尺寸T012020500自动02车处砂轮越程槽至尺寸T042525500自动编制审核批准年 月 日共 页本设计以工件右端面与轴中心线的交点O为工件原点，建立XOZ工件坐标系。采用手动试切对刀方法把点O作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下X200、Z1处。该机

51、床可以采用绝对值和增量值混合编程，采用绝对值用X、Z地址，增量值用U、W地址，其加工程序及加工工序图如下表3-8和图3-1所示：表3-8O0001N05 MN10 T0101 G99;N20 G00 X25 Z1 MN30 G01 -18 FN40 X28 ;N50 G00 ;N60 X22;N70 G01 -18 F;N80 ;N90 Z-43;N100 X30;N110 Z-55;N120 X31;N130 G00 Z-43;N140 G01 23.9 F;N150 ;N160 Z-55;N170 ;N180 ;N190 Z-105;N200 X33; N210 X36 ;N220 ;N2

52、30 X33 ;N240 G00 X200 Z1 T0100;N250 T0303;N260 M03 S500;N270 G00 X27 Z-43;N280 G01 21 F;N290 24 F;N300 ;N310 X21 -0.7 F;N320 X26;N330 G00 X200 Z1 T0300;N340 M03 S400 T0202;N350 G00 Z-16;N360 X26;N370 G01 21.6 F;N380 G00 X26;N390 G92 Z-40.3 F2;N400 ;N410 X23;N420 ;N430 ;N440 ;N450 ;N460 X22;N470 ;N48

53、0 ;N490 ;N500 G00 X200 Z1 T0200;N510 T0101;N520 G00 Z0;N530 X23;N540 G01 20 F;N550 -1.5 F;N560 Z-18;N570 ;N580 Z-43;N590 ;N600 Z-55;N610 G01 27 F;N620 G01 ;N630 X30 Z-105;N640 X33;N650 X36 ;N660 G00 Z1;N670 X200 T0100;N680 M03 S400 T0202;N690 G00 Z-16;N700 X26;N710 G92 X22 Z-40.3 F2;N720 ;N730 G00 X

54、200;N740 Z1 T0200;N750 M03 S500 T0404;N760 G00 Z-53;N770 X27;N780 G01 24.4 F;N790 Z-55;N800 31 F;N810 G00 Z-102;N820 G01 29 F;N830 Z-105;N840 X36 F0.2 MN850 G00 Z1;N860 X200 T0400;N870 M05;N880 M02;O0002N10 M03 S500 T0303 G99;N20 G00 Z1;N30 X42 M08;N40 Z-60;N50 G01 35 F;N60 W5;N70 G00 X200;N80 Z1 T0

55、300;N90 T0101 G99;N100 G00 X100;N110 Z1;N120 ;N130 G01 -48 F;N140 ;N150 Z-60;N160 ;N170 Z-97;N180 X38;N190 G00 Z1;N200 ;N210 G01 0 F;N220 X30 -24.9 F;N230 1 F;N240 ;N250 G01 0 F;N260 -25 F;N270 Z-48;N280 ;N290 Z-60;N300 ;N310 X36 ;N320 Z-97;N330 X37;N340 G00 Z1;N350 X200 T0100;N360 T0202;N370 G00 Z1

56、;N380 X38;N390 Z-70;N400 G01 36 F;N410 G02 X32 30 F;N420 G02 X36 Z-85 30 F;N430 G01 X37 F1;N440 Z-65;N450 36 F;N460 G02 X30 30 F;N470 X36 Z-90;N480 G01 Z-64.9 F1;N490 G02 30 F;N500 G02 X36 30 F;N510 G00 X38;N520 Z1;N530 G00 X200 T0200;N540 T0404;N550 G00 Z-58;N560 X32;N570 G01 29.4 F;N580 Z-60;N590

57、;N600 X36 M09;N610 G00 X200 Z1 T0400;N620 M05;N630 M02;图3-1 数控加工工序图3.3.3确定工序13的切削用量此段工序为铣键槽及四棱面轴段，键槽需要粗铣和半精铣，四棱面轴端需要粗铣，选用X6120万能铣床，其主要参数如下：表3- 9 铣床6120参数项目名称参数值工作台宽度/长度（mm）200/900工作台最大回转角45主轴中心线至工作台面距离（mm）20360工作台中心线至垂直导轨面距离（mm）150360工作台纵向最大行程（mm）500工作台横向最大行程（mm）190工作台垂向最大行程（mm）340主轴转速级数12主轴转速范围（r/m

58、in）401800主电机功率(Kw)3电动机总容量(Kw)机床重量(t)机床外形尺寸长宽高（mm）133014181480生产厂长春第二机床厂铣槽的切削用量本设计粗铣走刀一次=3.5mm，精铣=0.5mm。大进给量用于小的铣销深度和铣销宽度，小的进给量用于大的铣销深度和铣销宽度。查表粗铣槽每齿进给量为0.06mm/z，本设计选取0.05mm/z，精铣量为1.2mm/r，本设计选取1.0mm/r。粗铣时，切削负荷大铣销速度应取小值，精铣时为了降低表面粗糙度，切削速度应取大值。查表铣销速度为1.92m/s取精铣时100m/min，粗铣时60m/min。由主轴转速公式可以算的粗铣主轴转速为300r/

59、min，精铣时主轴转速为500r/min。铣四方的切削用量铣四方时只需粗铣即可，最大加工余量为2.5mm。查表粗铣槽每齿进给量为0.06mm/z，本设计选取0.05mm/z，查表铣销速度为1.92m/s，取60m/min，主轴转速公式可以算的粗铣主轴转速为300r/min。3.3.4确定工序15的切削用量此段工序为磨外圆、，所用磨床为MM1432A,其参数如下：表3-10 磨床MM1432A项目名称参数值磨销直径外圆/内孔(mm)8302/16125磨销长度外圆/内孔(mm)2000/125中心高/中心距(mm)180/2000工作台回转角度+3 -6头架回转角度-90砂轮架回转角度30砂轮最大外径/宽度(mm