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江南大學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)
學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 0401060216
學(xué) 院： 機(jī)械學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化
題 目： 設(shè)計(jì)“輸出軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備
指導(dǎo)教師 ：
2009年6月29日
江南大學(xué)
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
內(nèi)容：1.零件圖 1張
2．毛坯圖 1張
3.機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片 1張
4.夾具裝備圖 1張
5.夾具體零件圖 1張
6課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1份
班級(jí)學(xué)號(hào) 機(jī)自0602 0401060216
學(xué) 生
指導(dǎo)老師
2009 年6月 22日
目錄
1.零件的分析··········4
2.毛坯的設(shè)計(jì)··········5
3.選擇加工方法，制定工藝路線··6
4.夾具的設(shè)計(jì)··········19
5.設(shè)計(jì)心得···········20
6.參考文獻(xiàn)···········20
一．零件的分析
1.1零件的作用
題目所給定的零件為輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉(zhuǎn)矩，使主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力；二是工作過(guò)程中經(jīng)常承受載荷；三是支撐傳動(dòng)零部件。
1.2零件的工藝分析
從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓柱面，φ50、φ80、φ104的內(nèi)圓柱表面，10個(gè)φ20的通孔，圖中所給的尺寸精度高，大部分是IT6級(jí)；粗糙度方面表現(xiàn)在鍵槽兩側(cè)面、φ80內(nèi)圓柱表面為Ra3.2um, φ55外圓柱面、大端端面為Ra1.6um, φ60、φ75外圓柱面為Ra0.8um，其余為Ra6.3um，要求不高；位置要求較嚴(yán)格，表現(xiàn)在φ55的左端面、φ80內(nèi)孔圓柱面對(duì)φ75、φ60外圓軸線的跳動(dòng)量為0.04mm, φ25孔的軸線對(duì)φ80內(nèi)孔軸線的位置度為φ0.05mm,鍵槽對(duì)φ55外圓軸線的對(duì)稱度為.0.08mm；熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理，到200HBW，保持均勻。 通過(guò)分析該零件，其布局合理，方便加工，我們通過(guò)徑向夾緊可保證其加工要求，整個(gè)圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達(dá)物體的形狀和大小，符合要求。
2．工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形式
毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個(gè)比較重要的階段，毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對(duì)機(jī)械加工的難易，工序數(shù)量的多少有直接影響，因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當(dāng)重要的位置，同樣毛坯的加工余量的確定也是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。
毛坯種類的選擇決定與零件的實(shí)際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鍛件，但從經(jīng)濟(jì)方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費(fèi)材料，而且還增加機(jī)床，刀具及能源等消耗，而鍛件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強(qiáng)度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。
二．毛坯的設(shè)計(jì)
1.選擇毛坯
該零件材料為45鋼?？紤]到零件在工作過(guò)程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選擇鍛件。
2.確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差
（1）鍛件公差等級(jí) 普通級(jí)
（2）鍛件質(zhì)量mf
根據(jù)零件材料密度7.85g/㎝3零件的尺寸估算零件的成品質(zhì)量為2.6kg估算mf為2.8kg。該鍛件質(zhì)量Mn=π/4*18*18*24.4*7.85=4.8kg
（3）鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)s
S=mf/mn=2.6/4.8=0.54
由于0.54介于0.32和0.63之間，故該零件的復(fù)雜系數(shù)s屬于s2
級(jí)
(4)鍛件的材質(zhì)系數(shù)M由于該零件材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)為M1級(jí)
（5）零件的表面粗糙度 由零件圖可知除了φ60φ75的外圓表面為0.8和φ55的左端面為1.6和φ80的內(nèi)孔為3.2之外其他的都是 12，5
3.確定機(jī)械加工余量
根據(jù)鍛件的質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查表5-9，由此查得單邊余量在厚度方向?yàn)?.0至2.2。水平方向也是這么多。
4.確定毛坯尺寸
上面查得的加工余量為表面粗糙度大于1.6的。當(dāng)表面粗糙度小于1.6的，余量應(yīng)選擇大一些。
零件尺寸
單面加工余量
鍛件尺寸
偏差
φ
2.6
φ70.2
+1.7
-0.8
244
2.1
248.2
+2.1
-1.1
φ176
2.1
φ171.8
+1.5
-0.7
φ104
2.0
φ100
+1.5
-0.7
φ
2.0
φ76
+1.5
-0.7
φ50
2.1
φ45.8
+1.5
-0.7
30
2.1
34.2
+1.4
-0.6
φ
2.6
φ80.2
+1.5
-0.7
127
2.1
131.2
+1.9
-0.9
φ116
2.1
φ120.2
+1.9
-0.9
三．選擇加工方法，制定工藝路線
1.基準(zhǔn)的選擇
工件在加工第一道或最初幾道工序時(shí)，一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這個(gè)是粗基準(zhǔn)，該零件選用φ55外圓柱面作為粗基準(zhǔn)來(lái)加工φ176外圓柱面和右端面。以上選擇符合粗基準(zhǔn)的選擇原則中的余量最小原則、便于裝夾原則，在以后的工序中，則使用經(jīng)過(guò)加工的表面作為定位基準(zhǔn)，φ176的外圓柱面和右端面作為定位基準(zhǔn)，這個(gè)基準(zhǔn)就是精基準(zhǔn)。在選精基準(zhǔn)時(shí)采用有基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一。這樣定位比較簡(jiǎn)單可靠，為以后加工重要表面做好準(zhǔn)備。
2.零件表面加工方法的選擇:
市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財(cái)富和提高勞動(dòng)率為目的，同樣的加工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下，譯稿工件的加工效率和經(jīng)濟(jì)性，而在具體的選擇上，一般根據(jù)機(jī)械加工資料和工人的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。由于方法的多種多樣，工人在選擇時(shí)一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn)場(chǎng)的加工條件來(lái)確定最佳的加工方案。
同樣在該零件的加工方法的選擇中，我們考慮了工件的具體情況，一般我們按加工順序來(lái)闡述加工方案：
加工表面
表面粗糙度
公差/精度等級(jí)
加工方法
φ176外圓柱面
Ra6.3
自由公差
粗車-半精車
φ55外圓柱表面
Ra1.6
IT6
粗車-半精車-精車
φ60外圓柱面
Ra0.8
IT6
粗車-半精車-精車
φ65外圓柱面
Ra1.6
IT6
粗車-半精車-精車
φ75外圓柱面
Ra0.8
IT6
粗車-半精車-精車
φ50內(nèi)圓柱面
Ra6.3
自由公差
粗銑
φ80孔
Ra3.2
IT7
鉆孔-車孔-鉸孔
φ104孔
Ra6.3
自由公差
鉆孔-車孔
φ20通孔
Ra3.2
IT7
鉆孔-鉸孔
左端
Ra6.3
粗車
右端面
Ra1.6
粗車-精車
鍵槽
Ra3.2
IT9
粗銑-精銑
倒角
Ra6.3
三．定工藝路線
1、加工階段的劃分
當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí),往往不可能用一道工序來(lái)滿足要求,而要用幾道工序逐步達(dá)到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力,零件的加工過(guò)程通常按工序性質(zhì)不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個(gè)階段。
①粗加工階段：其任務(wù)是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，主要目標(biāo)是提高生產(chǎn)率，去除內(nèi)孔，端面以及外圓表面的大部分余量，并為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)，如加工φ176、φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱表面。
②半精加工階段：其任務(wù)是使主要表面達(dá)到一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，如φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱面，φ80、φ20孔等。
③精加工階段：其任務(wù)就是保證各主要表面達(dá)到規(guī)定的尺寸精度，留一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目標(biāo)是全面保證加工質(zhì)量。
2、基面先行原則
該零件進(jìn)行加工時(shí)，要將端面先加工，再以左端面、外圓柱面為基準(zhǔn)來(lái)加工，因?yàn)樽蠖嗣婧挺?5外圓柱面為后續(xù)精基準(zhǔn)表面加工而設(shè)定的，才能使定位基準(zhǔn)更準(zhǔn)確，從而保證各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出來(lái)。
3、先粗后精
即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車將在較短時(shí)間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精車的余量均勻性要求，若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時(shí)，則要安排半精車，以此為精車做準(zhǔn)備。
4、先面后孔
對(duì)該零件應(yīng)該先加工平面，后加工孔，這樣安排加工順序，一方面是利用加工過(guò)的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過(guò)的平面上加工孔，比較容易，并能提高孔的加工精度，所以對(duì)于CA6140車床輸出軸來(lái)講先加工φ75外圓柱面，做為定位基準(zhǔn)再來(lái)加工其余各孔。
（2）工序劃分的確定
工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成每道工序加工內(nèi)容較多，工序集中使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次數(shù)，可以使裝夾時(shí)間減少，減少夾具數(shù)目，并且利用采用高生產(chǎn)率的機(jī)床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進(jìn)行，每道工序的內(nèi)容很少，最少時(shí)每道工序只包括一簡(jiǎn)單工步，工序分散可使每個(gè)工序使用的設(shè)備，刀具等比較簡(jiǎn)單，機(jī)床調(diào)整工作簡(jiǎn)化，對(duì)操作工人的技術(shù)水平也要求低些。
綜上所述：考慮到工件是中批量生產(chǎn)的情況，采用工序分散
輔助工序的安排：輔助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除銹，退磁，檢驗(yàn)等。
（3）、熱處理工序的安排
熱處理的目的是提高材料力學(xué)性能，消除殘余應(yīng)力和改善金屬的加工性能，熱處理主要分預(yù)備熱處理，最終熱處理和內(nèi)應(yīng)力處理等，本零件CA6140車床輸出軸材料為45鋼，在加工過(guò)程中預(yù)備熱是消除零件的內(nèi)應(yīng)力，在毛坯鍛造之后。最終熱處理在半精車之后精車之前，按規(guī)范在840℃溫度中保持30分鐘釋放應(yīng)力。
（4）、擬定加工工藝路線
根據(jù)以上各個(gè)零部件的分析以及加工工藝確定的基本原則，可以初步確定加工工藝路線，具體方案如下：
方案一
1
備料
鍛造毛坯
2
熱處理
退火（消除內(nèi)應(yīng)力）
3
車
粗、精車右端面 鉆中心孔
4
車
粗φ176外圓柱面 倒角
5
車
粗車各外圓柱面留半精車、精車余量，左端面
6
熱處理
調(diào)質(zhì)
7
車
半精車、精車各外圓柱面到要求 倒角
8
車
鉆φ30的底孔，車φ104，車φ80孔留鏜孔余量
9
車
鏜φ80孔到要求，倒角
10
車
倒角
11
銑
銑φ50、鉆、擴(kuò)、鉸φ20到要求
12
銑
銑鍵槽
13
去毛刺
14
檢驗(yàn)
方案二
1
備料
鍛造毛坯
2
熱處理
退火（消除內(nèi)應(yīng)力）
3
車
初車右端面，φ176外圓柱面φ104φ80φ50內(nèi)孔半精車以上表面。加工中心孔
4
車
初車左端面及各外圓表面，加工左端端面中心孔
5
熱處理
調(diào)質(zhì)處理
6
車
精車φ80內(nèi)孔
7
車
精車左端面及各外圓表面
8
磨
磨削φ60φ75外圓表面
9
鉆
鉆10*φ20孔，再絞10*φ20孔
10
銑
銑鍵槽
11
去毛刺
去除所有的毛刺
12
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)零件
方案三
1
備料
鍛造毛坯
2
熱處理
退火（消除內(nèi)應(yīng)力）
3
數(shù)控銑
銑端面 鉆中心孔
4
車
車大端外圓
5
車
車φ55外圓表面
6
車
車φ60外圓表面
7
車
車φ65外園表面
8
車
車φ75外園表面
9
車
車內(nèi)孔
10
銑
銑φ50、鉆、擴(kuò)、鉸φ20到要求 銑鍵槽
11
倒角
12
去毛刺
13
檢驗(yàn)
綜上所述：三個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于工序集中和工序分散和加工順序，從零件本身來(lái)考慮，由于軸類零件在切削加工時(shí)易產(chǎn)生彎曲變形，如采用工序分散，在加工時(shí)零件的位置精度無(wú)法保證，為了同時(shí)保證零件圖示的圓跳動(dòng)要求，所以采用方案二。
（5）、加工路線的確定
確定刀具走刀路線主要是提高生產(chǎn)效率，正確的加工工藝程序，在確定走刀路線時(shí)主要考慮以下幾個(gè)方面：
1、應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度
2、應(yīng)使走刀路線最短，減少刀具空行程時(shí)間，提高加工效率
3、應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量
具體加工路線見(jiàn)走到路線圖。
（6）、加工設(shè)備的選擇
①、工序三采用CA6140普通車床，車床的參數(shù)如下：
型號(hào)TYPE CA6140，中心距750mm 1000 mm 1500 mm，床身上下最大回轉(zhuǎn)直徑￠400 mm，馬鞍內(nèi)最大工作回轉(zhuǎn)路徑￠550 mm，橫拖板上最大回轉(zhuǎn)直徑￠214mm，主軸孔徑￠52 mm，主軸內(nèi)錐孔MT6#，主軸速度級(jí)數(shù)16級(jí)，主軸速度范圍20-1800r.p.m，公制螺紋（30種）0.45-20 mm（30種），英制螺紋（30種）40-0.875t.p.i（30種），模數(shù)螺紋0.125-5mm，徑節(jié)螺紋160-4D.P，橫拖板行程239mm小刀架行程150mm，尾坐套孔錐度MT5#，套筒行程120mm，主電機(jī)功率4/5.5KW，外形尺寸2350×1020×1250mm
②、工序7、8、9采用數(shù)控車床CK7150A，車床參數(shù)如下：
8工位電動(dòng)轉(zhuǎn)塔刀架，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀，數(shù)控裝置：FANUCOI，最大回轉(zhuǎn)直徑590mm，最大加工直徑500 mm，最大加工長(zhǎng)度1000 mm，主軸轉(zhuǎn)速范圍30-2000RMP/min，主軸電機(jī)功率7.5KW，主要精度X定位精度≤0.016 mm,Z定位精度≤0.025 mm,X重復(fù)定位精度≤0.007 mm,Z重復(fù)定位精度≤0.01 mm
工序11、12采用X51，銑床的參數(shù)如下：
型號(hào)X51,主軸孔錐度7:24,主軸孔徑25mm。主軸轉(zhuǎn)速65～1800r/min。工作臺(tái)面積(長(zhǎng)×寬)1000×250。工作臺(tái)最大行程:縱向(手動(dòng)/機(jī)動(dòng))620mm,橫向手動(dòng)190mm、機(jī)動(dòng)170mm，升降手動(dòng)370mm、機(jī)動(dòng)350mm。工作臺(tái)進(jìn)給量:縱向35～980mm/min、橫向25～765mm/min、升降12～380mm/min。工作臺(tái)快速移動(dòng)速度:縱向2900mm/min、橫向2300mm/min、升降1150mm/min。工作臺(tái)T型槽數(shù):槽數(shù)3、寬度14、槽距50。主電機(jī)功率7.5KW。
（7）、刀具的選擇
由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表面質(zhì)量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是數(shù)控加工工藝的一個(gè)重要部分，刀具應(yīng)具有高剛度，足夠的強(qiáng)度和韌度，高耐磨性，良好的導(dǎo)熱性，良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性，抗粘接性，化學(xué)穩(wěn)定性。由于零件CA6140車床輸出軸材料為45鋼，推薦用硬質(zhì)合金中的YT15類刀具，因?yàn)榧庸ぴ擃惲慵r(shí)摩擦嚴(yán)重,切削溫度高,而YT類硬質(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時(shí)刀具磨損小壽命長(zhǎng),所以加工45鋼這種材料時(shí)采用硬質(zhì)合金的刀具。
①、粗車外圓柱面：刀具號(hào)為T0101，90°可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為1，刀片型號(hào)為VCUM160408R-A4，刀具型號(hào)為PVJCR2525-16Q
②、半精車，精車外圓柱面：刀具號(hào)為T0202，75°可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為1，刀片型號(hào)為WNUM080304EL-A2，刀具型號(hào)為PCRC2020-16Q
③ 鉆頭：高速鋼刀具 刀具號(hào)為T0303，直徑為φ30;刀具號(hào)T0404，直徑為φ18
擴(kuò)孔鉆：刀具號(hào)為T0505，直徑為φ19.8;鉸刀：刀具號(hào)為T0606，直徑為φ20
④內(nèi)孔車刀：刀具號(hào)為T0707，93° 內(nèi)孔車刀，圓弧半徑為1，刀片型號(hào)為TBUM080404R-04， 刀具型號(hào)為PSUBR3215-16Q
⑤鏜刀 刀具號(hào)為T0808，刀桿長(zhǎng)度為200.B×H＝16×25
⑥粗銑鍵槽 刀具號(hào)為T0909，精銑鍵槽 刀具號(hào)為T1010，
綜上可做一刀具表如下：
加工表面
刀具號(hào)
刀具名稱
刀具參數(shù)
刀片型號(hào)
刀具型號(hào)
粗車外圓柱面
T0101
可轉(zhuǎn)位車刀
90°r=1
VCUM160408R-A4
PVJCR2525-16Q
粗車外圓柱面
T0101
可轉(zhuǎn)位車刀
90° r=1
VCUM160408R-A4
PVJCR2525-16Q
半精，精車外圓柱面
T0202
可轉(zhuǎn)位車刀
75° r=1
WNUM080304EL-A2
PCRC2020-16Q
鉆Φ30的孔
T0303
鉆頭
Φ30
鉆φ18
T0404
鉆頭
φ18
擴(kuò)φ19.8
T0505
擴(kuò)孔鉆
φ19.8
鉸φ20
T0606
鉸刀
φ20
車內(nèi)孔
T0707
內(nèi)孔車刀
93°r=1
BUM080404R-04
PSUBR3215-16Q
鏜Φ50的盲孔
T0808
鏜刀
200.B×H＝16×25
粗銑鍵槽
T0909
銑刀
Φ15.4
精銑鍵槽
T1010
銑刀
Φ16
四．加工余量，工序尺寸，及其公差的確定
根據(jù)各資料及制定的零件加工工藝路線，采用計(jì)算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟(jì)精度選定，上下偏差按入體原則標(biāo)注，確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1） 外圓柱面φ176
工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度
粗車 2.2 IT12 φ176 6.3
2工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度
精車 1.0 IT6 φ55 1.6
半精車 1.1 IT10 φ56 3.2
粗車 15 IT12 φ57.9 6.3
毛坯 17.1 φ70
3） 外圓柱面φ60
工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度
精車 1.0 IT6 φ60 1.6
半精車 1.1 IT10 φ61 3.2
粗車 10 IT12 φ62.9 6.3
毛坯 12.1 φ70
4 外圓柱面φ65
工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度
精車 1.0 IT6 φ65 1.6
半精車 1.1 IT10 φ66 3.2
粗車 5 IT12 φ67.9 6.3
毛坯 7.5 φ70
5 外圓柱面φ75
工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度
精車 1.0 IT6 φ75 1.6
半精車 1.1 IT10 φ76 3.2
粗車 5 IT12 φ77.9 6.3
毛坯 7.5 φ80
6 內(nèi)圓柱面φ80
工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度
鏜車 3 IT7 φ80 1.6
車孔 47 IT12 φ77 6.3
鉆孔 30 IT12 φ30 6.3
7 加工通孔φ20
工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度
鉸 10 IT7 φ20 1.6
擴(kuò) 9.9 IT9 φ19.8 3.2
鉆 9 IT12 φ18 6.3
8 加工鍵槽
工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度
精銑 IT9 φ16 1.6
粗銑 IT12 φ12 3.2
2.5確定切削用量及功率的校核
Ⅰ 加工外圓柱面φ176
粗車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》得知：f=0.8～1.2mm/r取f=0.81mm/r ap=2.5mm
查《金屬切削手冊(cè)》知Vc=70～90 m/min取Vc=80 m/min 則n=1000Vc/ d =195.85r/min由CA6140說(shuō)明書(shū)取n=125r/min
故實(shí)際切削速度：
Vc=n d/1000=200×3.14×187/1000=73.4m/min
校核功率：Pc=Kc×ap×Vcf/60000=2305×2.5×0.81×73.4/60000=5.4Kw 由于機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機(jī)床功率Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為Vc=73.4 m/min，n=125r/min，f=0.81mm/r
Ⅱ 加工外圓柱面φ55
粗車： 確定進(jìn)給量f：查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》增訂組編 上海科學(xué)出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r 結(jié)合CA6140說(shuō)明書(shū)取f=0.71 mm/r ap=2.5mm 查《金屬切削手冊(cè)》知Vc=70～90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.22r/min由CA6140說(shuō)明書(shū)取n=320r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min 實(shí)際取值為Vc= 70.34m/min，n=320r/min f=0.71mm/r
半精車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P433 得知：
f=0.25～0.35mm/r 取f=0.30 mm/r ap=0.9mm 取Vc=120m/min
故n=1000Vc/ d=660.04r/min 圓整得n=660 r/min
精車：查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)》表2-20知： Vc=150～160 m/min取Vc=160m/min f=0.18mm/r
ap=0.55mm
則 n=1000Vc/ d =908.29r/min 圓整得n=910 r/min
Ⅲ 加工外圓柱面φ60
粗車：d=70 確定進(jìn)給量f：查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》增訂組編 上海科學(xué)出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r 取f=0.71 查《金屬切削手冊(cè)》知Vc=70～90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由CA6140說(shuō)明書(shū)取n=320r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm
半精車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取f=0.45 ap=0.9mm 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/s 則n=1000Vc/ d=546.8r/min 圓整得n=550 r/min 則Vc=n d/1000=510×3.14×62.9/1000 =100.7 m/min
精車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表9-16知： f=0.13～0.18mm/r 取f=0.15 mm/r
再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 則n=1000Vc/ d=1000×120/3.14×61.1=625.5 r/min圓整得n=630 r/min
取ap=0.55mm 故實(shí)際切削速度：Vc=n d/1000=630×3.14×61.1/1000=120.87m/min
Ⅳ 加工外圓柱面65
粗車： 確定進(jìn)給量f：查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》增訂組編 上?？茖W(xué)出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r取f=0.71mm/r
查《金屬切削手冊(cè)》知Vc=70～90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由CA6140說(shuō)明書(shū)取n=320r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm
半精車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取f=0.45mm/r
再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/s 則n=1000Vc/ d=506.55r/min 圓整得n=510 r/min 取ap=0.9mm Vc=n d/1000=510×3.14×67.9/1000=108.7m/min
精車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表9-16知： f=0.13～0.18mm/r 取f=0.18mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 則n=1000Vc/ d=578.2 r/min 圓整得n=580 r/min故實(shí)際切削速度： Vc=n d/1000=580×3.14×66.1/1000=120.38m/min ap=0.55mm
Ⅴ 加工外圓柱面φ75
粗車： 確定進(jìn)給量f：查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》增訂組編 上海科學(xué)出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r取f=0.71mm/r
查《金屬切削手冊(cè)》知Vc=70～90 m/min取Vc=75m/min 則 n=1000Vc/ d =298.56r/min 由CA6140說(shuō)明書(shū)取n=320r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=80.384m/min 取ap=2.5mm
半精車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取f=0.45mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/s 則n=1000Vc/ d=1000×108/3.14×77.9=441.5r/min 圓整得n=450 r/min
取ap=0.9mm Vc=n d/1000=450×3.14×77.9/1000=110m/min
精車：查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表9-16知： f=0.13～0.18mm/r 取f=0.15mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 則n=1000Vc/ d =1000×120/76.1×3.14=502.2 r/min圓整得n=500 r/min故實(shí)際切削速度： Vc=n d/1000=500×3.14×76.1/1000=119.48m/min ap=0.55mm
Ⅵ 加工內(nèi)圓柱面φ80
鉆孔：查《簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)》P294知：ap=d/2=15mm取 f=0.35mm/r ；Vc=0.33 m/s 故n=1000Vc/ d=1000×0.33×60/3.14×30=210.2 r/min 圓整得n=210r/min故實(shí)際切削速度： Vc=n d/1000=210×3.14×30/1000=19.8m/min
車孔：查《簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)》P297知 f=0.35～0.40mm/r，Vc=0.833 ～1.666m/s取f=0.35 mm/r Vc=0.85m/s；故n=1000Vc/ d=1000×0.85×60/3.14×74=219.5r/min由CA6140說(shuō)明書(shū)取n=200r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=200×3.14×74/1000=46.5m/min 取ap=3mm
鉸孔：f=0.3mm/r ap=1.5mm n=549r/min Vc=n d/1000=×3.14×80/1000=138m/min
鏜孔： 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》增訂組編表10-13 ap=3mm； S=0.30～0.50mm/r取 S=0.3mm/r取Vc=0.65m/s則n=1000Vc/d=1000×0.65×60/d=155r/min由CA6140說(shuō)明書(shū)取n=160/min 故實(shí)際切削速度Vc=nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，
鉆孔：鉆φ19.8的底孔：
查《簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)》P296 得：f=0.33～0.38mm/r， 取f=0.36 mm/r； Vc=0.96 ～1.13m/s， 取Vc =1m/s故n=1000Vc/ d=1000×60/3.14×19.8=965.1r/min根據(jù)X51機(jī)床說(shuō)明書(shū)得：n=945r/min故實(shí)際切削速度 Vc=n d/1000=945×3.14×19.8/1000=58.75m/min ，又取ap=6 mm
鉸孔： 查《簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)》表11-20知：f=0.3～0.65mm/r，取f=0.3 mm/r ；Vc=0.833 ～0.383m/s ，取Vc =0.60 m/s ；故n=1000Vc/ d=1000×0.6×60/3.14×20=573.25 r/min圓整得：n=580 r/min故實(shí)際切削速度 Vc=n d/1000=580×3.14×20/1000=36.4 m/min ap=0.1mm
Ⅷ 加工端面
粗車：查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》得： f=0.66mm/r Vc=108m/min n=1000Vc/πd=190r/min 由CA6140說(shuō)明書(shū)取n=200r/min 故實(shí)際切削速度Vc=n d/1000=110.5m/min 取ap=2mm
精車：查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》得：f=0.41mm/r ap=0.5mm Vc=120m/min n=1000Vc/πd=217.1r/min
Ⅸ 銑鍵槽
粗銑：fz=0.12mm/r ap=5mm Vc=90m/min n=1000Vc/πd=955.4r/min Vf=n×fz=114.6mm/r
精銑： fz=0.10mm/r ap=2mm Vc=150m/min n=1000Vc/πd=1194.2r/min Vf=n×fz=119.4mm/r
四．夾具的設(shè)計(jì)
本夾具是工序7半精車各外圓表面的專用，在CA6140車床上加工。設(shè)計(jì)的家具間裝備圖。有關(guān)說(shuō)明如下。
（1） 定位方案 工件以φ80內(nèi)孔以及右端面為定位基準(zhǔn)，采用平面和定位銷組合定位方案，其中定位銷插在φ80內(nèi)孔中，限制了兩個(gè)移動(dòng)的自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。平面采用兩個(gè)定位銷。限制了一個(gè)移動(dòng)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。本工序繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度不需要定位。為不完全定位。
（2） 夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)生產(chǎn)率的要求，運(yùn)用手動(dòng)加緊可以滿足，采用兩個(gè)鉤形壓板。通過(guò)旋緊帶肩螺母使壓板同時(shí)壓緊工件，實(shí)現(xiàn)了夾緊。壓板的夾緊力主要作用是防止工件在重力下和切削力的作用下傾覆和振動(dòng)。手動(dòng)螺旋夾緊是可靠的。
（3） 夾緊力的計(jì)算
查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》陳立德主編 p82得主切削力的計(jì)算公式 =O.75;=0.25
計(jì)算結(jié)果為=1353.15N
這一點(diǎn)對(duì)于兩個(gè)螺母來(lái)說(shuō)是完全可以滿足的
五．設(shè)計(jì)心得
近兩周的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲了，在這兩周里我學(xué)會(huì)了不少知識(shí)，很多在裝備課上學(xué)的東西在這次真槍真刀的實(shí)戰(zhàn)下，得到了深刻的理解。在這次袁老師的指導(dǎo)下，我學(xué)會(huì)了更加耐心的思考問(wèn)題。課本，手冊(cè)是這次設(shè)計(jì)最常翻閱的資料。通過(guò)這些資料我學(xué)會(huì)了很多課堂上學(xué)不到的知識(shí)。其實(shí)大學(xué)的學(xué)習(xí)大都還應(yīng)屬于自學(xué)。老師只是給我們帶入門而已，更多的應(yīng)是我們自己查閱資料。
在這次設(shè)計(jì)中，通過(guò)復(fù)雜的訓(xùn)練，培養(yǎng)了我的耐心，同時(shí)也加深了我對(duì)機(jī)械的喜愛(ài)之情，原來(lái)機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造要經(jīng)過(guò)這么復(fù)雜的準(zhǔn)備工作。也許就是這樣，成功設(shè)計(jì)并制造出一個(gè)優(yōu)秀產(chǎn)品也該有多么的自豪??！
六．參考文獻(xiàn)
1、《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》崇凱主編 化學(xué)工業(yè)出版社
2、《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》 黃如林 汪群主編 化學(xué)工業(yè)出版社
3、《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》陳立德主編 高等教育出版社