3424 輸出軸工藝及夾具設計

3424 輸出軸工藝及夾具設計,輸出,工藝,夾具,設計 機械制造技術課程設計說明書設計題目：設計輸出軸零件的機械加工工藝規(guī)程及鉆 10×Ф20孔工序的專用夾具姓 名： 李虎 學 號： 090114640 班 級： 機制 096 指導教師： 程雪利 河南機電高等?？茖W校2011 年 12 月 26 日機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號 零（部）件圖號機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱 零（部）件名稱 輸出軸 共（1）頁 第（ 1）頁材料牌號 45 毛坯種類 鍛件 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 備注工步工時工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設備 工藝裝備鑄造時效、涂漆10 粗銑 A 兩端面打中心孔 XZ21.4 專用夾具20 粗車各外圓及錐面 C6140 三爪卡盤30 修研中心孔40 半精車各外圓及錐面 C6140 三爪卡盤50 倒角去毛刺 C6140 三爪卡盤60 粗鏜三階梯孔 C616 鏜床夾具70 半精鏜、精鏜 Φ80 C616 鏜床夾具80 鉆、擴、鉸、精鉸 Φ20 Z535 專用夾具90 鉆 Φ2×Φ8 Z535 專用夾具100 粗銑、精銑鍵槽 X51 專用夾具描圖 110 精銑兩端面 XZ21.4 專用夾具120 修研中心孔描校 130 粗磨 Φ55、Φ60 、Φ65、Φ75 M1320E 頂尖140 精磨 Φ55、Φ60 、Φ65、Φ75 M1320E 頂尖底圖號 檢驗、入庫裝訂號 程雪利 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽日期標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 指導 2011.12.261輸出軸工藝及夾具設計第 1 章 零件分析零件的工藝分析以及生產(chǎn)類型的確定1.1 工藝分析輸出軸零件材料為 45 鋼，用于輸出扭矩，承受扭轉(zhuǎn)、交變載荷。熱處理為調(diào)質(zhì) 200HBS，即淬火+高溫回火，目的是降低硬度，便于切削加工，同時消除或減少內(nèi)應力，使零件達到較高的綜合力學性能，考慮安排在粗加工之后，半精加工之前。該輸出軸是由軸類和盤類零件組合而成的回轉(zhuǎn)體零件。主要加工表面有 56057??、 、 、 的外圓、 80?內(nèi)孔和 120??法 蘭 孔 、鍵槽、大小端面。次要表面有過渡錐面、 2?油孔、 54、 內(nèi)孔。軸頸各外圓精度等級均為 IT6，有形位公差，且 67、 外圓尺寸遵循包容要求。原尺寸公差等級為非標準公差，查文獻【2】附錄 3-4 修正為+0.1+0.21+0.21+0.215657??、 、 、。原標注粗糙度為 12.5 修正為 0.16。8的內(nèi)孔，精度等級為 IT7，有位置度要求。原尺寸公差等級為非標準公差，查文獻【2】附錄 3-4 修正為+0.418。零件圖中斜面與 2??油孔軸線不垂直，便于鉆孔將斜面角度改為 45?1.2 生產(chǎn)類型的確定查文獻【1】表 6-3 零件生產(chǎn)綱領為 8000 件/年，輸出軸為中型零件，故確定生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。2第 2 章 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、繪制毛坯圖2.1 毛坯的選擇經(jīng)過對零件的工藝分析，零件材料為 45 鋼，由于輸出軸外圓由 5?到 176尺寸變化較大，采用棒料作為毛坯切削量太大，浪費時間和材料。另外，該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用模鍛可提高生產(chǎn)率又可大大減少加工余量，以實現(xiàn)節(jié)省材料和減少后續(xù)加工，降低成本。因此，確定毛坯為鍛件。2.2 毛坯尺寸及公差的確定確定鍛件公差等級為普通級?！?1各軸頸外圓粗糙度為 0.16， 102??法蘭孔內(nèi)表面粗糙度為 3.2， 80?內(nèi)孔為 3.2 其余○ 5均大于 12.5。由鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復雜系數(shù)查文獻【3】表 5-25。確定厚度（直徑○ 6方向）單邊余量為 2.5:3.2，選取 3。水平方向 2.5:3.5，選取 3，查文獻【3】表 5-24 鍛件內(nèi)孔直徑的機械加工單邊余量 50?內(nèi)孔單邊余量為 3.0， 50?、 14內(nèi)孔單邊余量為 2.5。查文獻【3】表 5-16 得毛坯各尺寸公差為：2.7+2.72.799096?????、 、 、○ 7 .03.83.411218???????、 、、2.7+2.70909643???、、 1.85.641.???、 、2.3 毛坯圖3選擇加工方法、制定加工工藝路線2.4 定位基準的選擇精基準的選擇 根據(jù)輸出軸的裝配要求，選擇兩頂尖中心孔作為定位精基準，中心孔作為設計基準，用其作為定位基準既符合基準重合，又符合基準統(tǒng)一。當零件的外圓精加工后可以以外圓為精基準加工法蘭孔，由于半精加工利用中心孔加工的外圓同心度非常高，以外圓作為基準加工出來的孔的同軸度也很高。粗基準的選擇 工件為回轉(zhuǎn)體，屬于軸類零件，一般情況下以外圓作為粗基準，保證定位準確夾緊可靠，利用外圓加工出中心孔。4第 3 章 零件表面加工方法的選擇3.1 加工階段的劃分粗加工階段：其任務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，如加工 φ55、φ60、φ65、φ75、φ176 外圓柱表面。半精加工階段：其任務是使主要表面達到一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準備，如 φ55、φ60、φ65、φ75 外圓柱面，φ80 內(nèi)孔、 102??法蘭孔等。精加工階段：其任務就是保證各主要表面達到規(guī)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，主要目標是全面保證加工質(zhì)量，如各軸頸外圓精磨。熱處理工序的安排:熱處理的目的是提高材料力學性能，消除殘余應力和改善金屬的加工性能。熱處理主要分:預備熱處理，最終熱處理和內(nèi)應力處理等。本零件輸出軸材料為 45鋼，加工前進行正火預備熱處理是在毛坯鍛造之后消除零件的內(nèi)應力。粗加工之后，為消除因加工變形殘余內(nèi)應力，同時降低材料的硬度，獲得零件材料較高的綜合力學性能，采用調(diào)質(zhì)處理。加工表面表面粗糙度公差/精度等級 加工方法φ55端面 Ra3.2 IT7 粗銑-精銑φ176端面 Ra3.2 IT7 粗銑-精銑φ55外圓柱表面 Ra0.16 IT6 粗車-半精車 -粗磨-精磨φ60外圓柱面 Ra0.16 IT6 粗車-半精車 -粗磨-精磨5φ65外圓柱面 Ra0.16 IT6 粗車-半精車 -粗磨-精磨φ75外圓柱面 Ra0.16 IT6 粗車-半精車 -粗磨-精磨φ176外圓柱面 Ra3.2 IT8 粗車-半精車φ50孔 Ra12.5 IT11 粗鏜φ80孔 Ra3.2 IT7 粗鏜-半精鏜 -精鏜φ104孔 Ra12.5 IT11 粗鏜φ20通孔 Ra3.2 IT7 鉆孔-擴孔 -粗鉸 -精鉸鍵槽 Ra3.2 IT8 粗銑-精銑3.2 工藝路線的確定基面先行原則 該零件進行加工時，同時銑兩端面打中心孔，再以中心軸線為基準來加工，因為兩端面和 75?外圓柱面為后續(xù)精基準表面加工而設定的，才能使定位基準更準確，從而保證各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出來。先粗后精原則 我們先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗加工將在較短時間內(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，若粗加工后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時，則要安排半精加工。先面后孔原則 對該零件應該先加工圓柱表面，后加工孔，這樣安排加工順序，一方面是利用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過的平面上加工孔，比較容易，并能提高孔的加工精度，所以對于輸出軸來講先加工 φ75外圓柱面，做為定位基準再來加工其余各孔。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)，可以使裝夾時間減少，減少夾具數(shù)目，并且利于采用高生產(chǎn)率的機床。故工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進行，每道工序的內(nèi)容很少，最少時每道工序只包括一個簡單工步，工序分散可使每個工序使用的設備，刀具等比較簡單，機床調(diào)整工作簡化，對操作工人的技術水平也要求低些?？紤]到該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，設計工藝路線是我們主要考慮工序集中，將粗精加工盡量安排在一個工序中。工藝方案：（鍛出各階梯孔毛坯）1、備料2、精鍛3、預備熱處理4、銑兩端面打中心孔65、粗車各外圓及錐面6、熱處理7、修研中心孔8、半精車各外圓及錐面9、倒角去毛刺切槽10、粗鏜三階梯孔11、半精鏜、精鏜 孔80?12、鉆、擴、鉸、精鉸 孔213、鉆 油孔2?14、粗銑、精銑鍵槽15、精銑兩端面16、修研中心孔17、粗磨 外圓56057??、 、 、18、精磨 外圓、 、 、3.3 各工序加工余量的確定0.215??外圓工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/μm工序間尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度 Ra/μm精磨 0.1 IT6 0.16 55 0-.195?0.16粗磨 0.4 IT7 1.25 55+0.1=55.1 03.?1.25半精車 1.1 IT8 3.2 55.1+0.4=55.5 046.5?3.2粗車 4.4 IT11 16 55.5+1.1=56.6 19.?16鍛造 8.1?56.6+4.4=61 86??0.216???外圓7工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/μm工序間尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/μm精磨 0.1 IT6 0.16 60 0.196??0.16粗磨 0.4 IT7 1.25 60+0.1=60.1 03.1.25半精車 1.1 IT8 3.2 60.1+0.4=60.5 046.5??3.2粗車 4.4 IT11 16 60.5+1.1=61.6 190.16鍛造 8.1?61.6+4.4=66 8?0.2165???外圓工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/μm工序間尺寸/mm 尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/μm精磨 0.1 IT6 0.16 65 0.1965??0.16粗磨 0.4 IT7 1.25 65+0.1=65.1 03.1.25半精車 1.1 IT8 3.2 65.1+0.4=65.5 46.5??3.2粗車 4.4 IT11 16 65.5+1.1=66.6 019.16鍛造 8.1?66.6+4.4=71 8.7??0.2175???外圓工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度 表面粗糙工序間尺寸/mm 尺寸、公 表面粗糙8/mm 度 Ra/μm 差/mm 度 Ra/μm精磨 0.1 IT6 0.16 75 0.1975??0.16粗磨 0.4 IT7 1.25 75+0.1=75.103.1.25半精車 1.1 IT8 3.2 75.1+0.4=75.5046.57??3.2粗車 4.4 IT11 16 75.5+1.1=76.6019.?16鍛造 8.1?76.6+4.4=818.??過渡錐面工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/μm工序間尺寸/mm 尺寸、公差/mm表面粗糙度 Ra/μm半精車 1.0 IT8 3.2 82~116 054.054.16~82???3.2粗車 5.0 IT11 1.6（82~116）+1=（ 83~117）02.02.3?1.6鍛造 8.1?（83~117）+5=（88~122）（88~122）8.1?外 圓176?工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/μm工序間尺寸 /mm 尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/μm半精車 1.0 IT8 3.2 1 7 6 063.1??3.2粗車 5.0 IT11 16 176+1=177 25.07169鍛造 8.1?177+5=182 8.12??5?小 頭 端 面176?大 頭 端 面工序間 工序間工序名稱供需間余量 /mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/μm工序間尺寸 /mm 尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/μm精銑 1.0 IT7 1.6 247 046.27?1.6粗銑 2.0 IT11 16 247+1=248 9.0816鍛造 8.1?248+2=250 125?13?0.418???孔工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/μm工序間尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度 Ra/μm精鏜 0.5 IT7 3.2 80 0.38??3.2半精鏜 1.5 IT9 6.3 80-0.5=79.5 .740956.3粗鏜 3 IT11 12.5 79.5-1.5=78 .18?12.5工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/μm工序間尺寸 /mm 尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/μm精銑 1.0 IT7 1.6 244 046.2?1.6粗銑 2.0 IT11 16 244+1 =245029.516鍛造 8.1?245+2 =2478.147?10鍛造 1.6?78-3=75 1.675???0.2413???孔工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度Ra/μm工序間尺寸/mm尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/μm精鉸 0.06 IT7 3.2 20 0.21??粗鉸 0.14 IT8 6.3 20-0.06=19.94 .3094擴孔 1.8 IT10 10 19.94-0.14=19.8 .81?鉆孔 18 IT11 12.5 19.8-1.8=18 0.3?17?50?孔工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/μm工序間尺寸 /mm 尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/μm粗鏜 4 IT11 12.5 50 50?12.5鍛造 1.6?50-4=46 1.64??10?10?孔工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度/mm表面粗糙度 Ra/μm工序間尺寸 /mm 尺寸、公差 /mm表面粗糙度 Ra/μm粗鏜 5 IT11 12.5 104 104?12.5鍛造 1.8?104-5=99 .89??0.43516??鍵 槽工序間 工序間工序名稱供需間余量/mm 經(jīng)濟精度 表面粗糙工序間尺寸/mm 尺寸、公差 表面粗糙11/mm 度Ra/μ m/mm 度Ra/μm精銑 2 IT8 3.2 50 0.25?3.2粗銑 3.5 IT11 16 50+2=52 0.161.652+3.5=55.5 .4?第 4 章 確定切削用量及工序時間4.1 確定切削用量φ55、φ60、φ65、φ75、φ176 外圓加工以下以 φ55 詳解其余加工要求一樣省略詳解已知：加工材料：45 鋼， MPa60b??，鍛件，有外皮；工件尺寸：坯件 1D㎜，車削后 5D?㎜，加工長度 80?l㎜；加工要求：車削后表面粗糙度 aR粗車選擇機床 CA6140，雙頂尖定位選擇刀具 ⑴選擇直頭焊接式外圓車刀（可轉(zhuǎn)位）⑵根據(jù)書目【4】表 1.1，由于 CA6140 車床的中心高 200㎜（表 1.31） ，故選刀桿尺寸 B12?H=16㎜ 25㎜，刀片厚度 4.5㎜⑶根據(jù)書目【4】表 1.2，粗車帶外皮的鍛件毛坯，選擇 YT5 牌號硬質(zhì)合金車刀⑷車刀幾何形狀 由書目【4】 表 1.3，選擇選擇卷屑槽帶倒棱前刀面， ??60r?，??10'r?， 6o?， ??12o?， 0s?， mr.1??選擇切削用量 （1）確定切削深度 pa 由于粗加工余量僅為 4.4 ㎜，可在一次走刀內(nèi)切完，故 pa=4.4/2=2.2㎜（2）確定進給量 f 根據(jù)書目【4】表 1.4，f=0.5~0.9 ㎜/r,按 CA6140 車床說明書，選擇 f=0.86㎜/r確定的進給量尚需滿足車床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。根據(jù) CA6140 車床說明書，CA6140 機床進給機構(gòu)允許的進給力 F max?? 3530N 。根據(jù)書目【4】表 1.21，當鋼的強度 MPab670~5?? ，pa?2.4㎜，f 1.8 ㎜/r ， ??45r?， 6c?m/min（預計）時，進給力為 ??107Ff。根據(jù)書目【4】表 1.29-2，切削時 fF的修正系數(shù)為 ，0.1?voFfK0.1KsFf??， 1.rFf?，故實際進給力為 ???87f，由于 F f?≤ Fmax，故所選的 f=0.86㎜/r 可用。（3）確定切削速度 c? 根據(jù)書目【4】表 1..10，YT5 牌號硬質(zhì)合金車刀加工鋼材， MPab670~5??，pa?3㎜，f 0.97㎜/r ， 109?tm/min切削速度修正系數(shù)為 65.??t， 92.0r???， 8.0s??， .1??， .???，0.1????，故c= t??=109 0.65?0.92 0.8=52.1 m/min 則 n= Dc?=27614.3.50?r/min,由 CA6140 車床說明書，選擇 n=250r/min,則實際切13削速度為 c?=min/8.47in/102564.3Dn????綜上：φ55： pa=2.2㎜，f=0.86㎜/r， c?=47.8m/min，n=250r/minφ60： =2.2㎜，f=0.86㎜/r， =51.8m/min，n=250r/min φ65： p=2.2㎜，f=0.86㎜/r， c=55.7m/min，n=250r/minφ75： a=2.2㎜，f=0.86㎜/r， ?=50.8m/min，n=200r/minφ176： p=2.5㎜，f=0.86㎜/r， c=57.18m/min，n=100r/min半精車選擇刀具車道形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。半精車的刀片牌號為 YT150，車刀幾何形狀為 ??45r?， 'r， ??8o?， ?12o?， ?3s? ， mr0.1?選擇切削用量⑴確定切削深度 papa=1.1/2=0.55㎜⑵確定進給量 f 半精加工進給量主要受加工表面粗糙度的限制。根據(jù)書目【4】表 1.6，當表面的粗糙度為 )min(/50,.1,2.3R預 計rma ?????時， rmf/35.0~?。根據(jù) CA6140 車床說明書，選擇 rf/.0（3）確定切削速度 c? 根據(jù)書目【4】表 1..10，YT15 牌號硬質(zhì)合金車刀加工鋼材，MPab670~5??， p?1.4㎜，14f?0.38㎜/r ， 176?t?m/min.切削速度的修正系數(shù)均為 1.0，故 c?=176m/min.則n= D10c?=min/3.90in/.54.3rr?，根據(jù) CA6140 車床說明書，選擇 n=900r/實際切削速度為 min/160i/95.1i/16.54.1c ?????綜上:φ55： pa=0.55㎜，f=0.3㎜/r， c?=160m/min，n=900r/min φ60： =0.55㎜，f=0.3㎜/r， =108.4m/min，n=560r/minφ65： p=0.55㎜，f=0.3㎜/r， c=104.5m/min，n=500r/minφ75： a=0.55㎜，f=0.3㎜/r， ?=108.2m/min，n=450r/min φ176： p=0.5㎜，f=0.3㎜/r， c=111.2m/min，n=200r/min 粗磨 選擇機床外圓磨床 ??1320，雙頂尖定位 選擇磨具選擇平形砂輪，根據(jù) 外圓磨床說明書，選取砂輪尺寸為 mbmdss 40,40??砂 輪 寬 度砂 輪 直 徑，砂輪磨削速度 s/35??，取 ss/3?選擇磨削方法采用縱向磨法 砂輪運動為旋轉(zhuǎn)和橫進給，工件運動為旋轉(zhuǎn)和縱向往復確定被吃刀量 )(rpfa 工件直徑為 mdw5.?，根據(jù)書目【7】表 5.5-8，選擇工件速度為 min/18w??，,/32~04)8.~0(8.~50( rmbfsa ???）選擇 rfa/2， 單 行 程1ap。由表 5.5-8，修正系數(shù)為.1.1?，，15故 單 行 程單 行 程單 行 程 /02./0196./25.107. mmmap ????縱向進給量 rfa確定砂輪轉(zhuǎn)速 sn106???ssd?，式中 min/,/ rnmdsmss 砂 輪 轉(zhuǎn) 速砂 輪 直 徑，砂 輪 速 度 ???? ，則i/143in401.36rrnss ??確定工件轉(zhuǎn)速 wn10wd???，式中 min/,min,/ rnmdww工 件 轉(zhuǎn) 速工 件 直 徑工 件 轉(zhuǎn) 速 ???? ，則 103i/5.4.38rrn??，確定軸向進給量 f?min/,10nffwa外 圓 磨 削 軸 向 進 給 速 度式 中 ???，min/06.2in/1032f ????綜上：φ55： i/.,/i,/103i,/143/2. rfrrnm faws???單 行 程 ， φ60： in895120n75.94n0a fs ??? ?單 行 程 ， φ65： mi/3.,/mi,/6.1i,/143/15. rfrrnm faws???單 行 程 ，φ75： n19220n709n08a fs ?? ?單 行 程 ，精磨磨床、磨具、磨削方法均與粗磨相同確定被吃刀量 )(rpfa工件直徑為 mdw5.?，根據(jù)書目【7】表 5.5-8， min/40~2w??，選擇工件速度為 in/29w??， ,/24~160).~4(8.0~( rmbfsa ??）選擇 rfa/，16單 行 程/049.map?，由表 5.5-8，修正系數(shù)為5.0.21??，，故 單 行 程單 行 程 /023./95.04.0mmap ???縱向進給量 rfa/確定砂輪轉(zhuǎn)速 sn106???ssd?，式中 min/,/ rnmdsmss 砂 輪 轉(zhuǎn) 速砂 輪 直 徑，砂 輪 速 度 ???? ，則i/143in401.36rrnss ??確定工件轉(zhuǎn)速 wn10wd???，式中 min/,min,/ rnmdww工 件 轉(zhuǎn) 速工 件 直 徑工 件 轉(zhuǎn) 速 ???? ，則6.17i/.54.329rrn??確定軸向進給量 f?min/,10nffwa外 圓 磨 削 軸 向 進 給 速 度式 中 ???，min/35.in/106.72f ????綜上：φ55： in/35.,/20in,/6.17in,/143/023. rfrrnma faws ?????? ?單 行 程 ，φ60： m07m53fs單 行 程 ， φ65： i/2.,/i,/.i,//. rfrr faws?單 行 程 ， φ75： n3920n619n14304nma fs ????? ?單 行 程 ，.021??端 面 7?端 面粗銑（選擇機床 XZ21.4, cmp=14kw, p2.0am?）1.選擇刀具（1）根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.2 選擇 YT15 硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)《切削用量簡明17手手冊》表 3.1 p4am?時，端銑刀直徑 08dm?， e60a，但 YT15 最小直徑為100mm，所以取 01d? e8a，查《切削用量簡明手冊》表 3.15 知 z=5（2）銑刀形狀 查《切削用量簡明手冊》表 3.2，由于 58bmpa??:，故選擇6,3,5,8,10,5,frerosokk???????????????2.選擇切削用量（1）銑削深度 p2am（2）決定每齒進給量 zf 采用對稱端銑以提高效率。查《切削用量簡明手冊》表 3.5， zf=0.12~0.18mm/z,因采用不對稱端銑， zf=0.18mm/z。（3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命查《切削用量簡明手冊》表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 1.0~1.2，取 1.2，查《切削用量簡明手冊》表 3.8，由于 01dm?，故刀具壽命 T=180min。（4）決定切削速度 cv及每分鐘進給量 fv查《切削用量簡明手冊》表 3.15，當 01dm?，z=5， p5a?， zf0.18mm/z 時，ct137/minv?， t436/inr?， f t349/inv。各修正系數(shù) mvnvf1.0k?，ssvf0.8k，故c1.0./ikm?fvf.349279n??n6.834./ikr查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4-2-47，取 n=378r/min, fv=300mm/min3.1407/min18.7/in0cd?????z.59/8fvzn?綜上，18φ55： p2.0am?， fv=300mm/min，n=378r/min ， c18.7/minv?， z0.159/fmz?φ176： ， f=235mm/min，n=162r/min， 2， 8精銑（選擇機床 XZ21.4, cmp=14kw, p1.0am?）1.選擇刀具（1）根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.2 選擇 YT15 硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)《切削用量簡明手手冊》表 3.1 p4a?時，端銑刀直徑 08d?， e60a，但 YT15 最小直徑為100mm，所以取 01dm? e8a，查《切削用量簡明手冊》表 3.15 知 z=5（2）銑刀形狀 查《切削用量簡明手冊》表 3.2，由于 58bmpa??:，故選擇6,3,5,8,10,5,frerosokk???????????????2.選擇切削用量（1）銑削深度 p2am（2）決定每齒進給量 zf 采用對稱端銑以提高效率。查《切削用量簡明手冊》表 3.5， zf=0.12~0.18mm/z,因采用不對稱端銑， zf=0.18mm/z。（4）決定切削速度 cv及每分鐘進給量 fv查《切削用量簡明手冊》表 3.15，當 01dm?，z=5， p1.5am?， zf0.18mm/z 時，ct15/minv?， t491/inr?， f t39/inv。各修正系數(shù) vnvf1.0k?，ssvf0.8k，故c .2./ikm?fvf.39134n??n4.089./ikr查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4-2-47，取 n=378r/min, fv=300mm/min3.17/min18.7/in00cd?????19z30.159/78fvmzn???綜上，φ55： p1.0a， fv=300mm/min，n=378r/min ， c18.7/minv?， z0.159/fmz?φ176： 2?， f=235mm/min，n=162r/min， 2， 88~16?圓 錐 面小頭面、大頭面粗車選擇機床 CA6140，雙頂尖定位（2）選擇刀具 ⑴選擇直頭焊接式外圓車刀（可轉(zhuǎn)位）⑵根據(jù)書目【4】表 1.1，由于 CA6140 車床的中心高 200㎜（表 1.31） ，故選刀桿尺寸 B?H=16㎜ 25㎜，刀片厚度 4.5㎜⑶根據(jù)書目【4】表 1.2，粗車帶外皮的鍛件毛坯，選擇 YT5 牌號硬質(zhì)合金車刀⑷車刀幾何形狀 有書目【4】 表 1.3，選擇選擇卷屑槽帶倒棱前刀面， ??60r?，??10'r?， 6o?， ??12o?， 0s?， mr.1??（3）選擇切削用量 ⑴確定切削深度 pa 由于粗加工余量僅為 5㎜，可在一次走刀內(nèi)切完，故 pa=5/2=2.5㎜⑵確定進給量 f 根據(jù)書目【4】表 1.4，f=0.5~0.9 ㎜/r,按 CA6140 車床說明書，選擇 f=0.86㎜/r確定的進給量尚需滿足車床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗。根據(jù) CA6140 車床說明書，CA6140 機床進給機構(gòu)允許的進給力 F max?? 3530N 。根據(jù)書目【4】表 1.21，當鋼的強度 MPab670~5?? ， p?2.8㎜，f 1.8 ㎜/r， ??5r?， 6c?m/min（預計）時，進給力為 fF128?。根據(jù)表 1.29-2，切削時 f的修正系數(shù)為0.1KoFf?， 0.1sFf??，201.KrFf??，故實際進給力為f280.142.8???，由于 F f?≤ Fmax，故所選的 f=0.86㎜/r 可用。（3）確定切削速度 c?根據(jù)書目【6】表 5-2， min/5in,/65~0mc??選 擇 ，則105/in198./i3.48cnrrD?????，根據(jù) CA6140 車床說明書，選擇 20/in，則實際切削速度為 .20m/i5.610c?，綜上： pa=2.5㎜，f=0.86㎜/r ， c?=55.26m/min，n=200r/min =2.5㎜，f=0.86mm/r ， =61.3m/min，n=160r/min 半精車 （1）選擇刀具車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。半精車的刀片牌號為 YT15，車刀幾何形狀為 ??45r?， 'r， ??8o?， ?12o?， ?3s? ， mr0.1?（2）選擇切削用量⑴確定切削深度 papa=1.0/2=0.5㎜⑵確定進給量 f 半精加工進給量主要受加工表面粗糙度的限制。根據(jù)書目【4】表 1.6，當表面的粗糙度為 )min(/50,.1,2.3R預 計rma ????? 時， rmf/35.0~?。根據(jù) CA6140 車床說明書，選擇 f/0（3）確定切削速度 c 根據(jù)書目【6】表 5-2，YT15 牌號硬質(zhì)合金車刀加工碳素鋼，21)670~5(250~MPaSb?????硬 度 ， mp2~3.0?， rmf/3.0~1?，13t?m/min，選取 in/1mt?,則n= Dc?=/i4.3/i.483rr?，根據(jù) CA6140 車床說明書，選擇 n=450r/min,則實際切削速度為 .1850/in17.3/min0cn????綜上: pa=0.5㎜，f=0.3㎜/r， c?=117.3m/min，n=400r/min =0.5㎜，f=0.3㎜/r ， =118.2㎜/min，n=320r/min 階梯孔加工機床：由于加工零件是回轉(zhuǎn)體，且加工零件輪廓尺寸不大，故選用車床 C616刀具：硬質(zhì)合金 YT15 類鏜刀 鏜桿 200 B×H =16×25粗鏜 Φ50 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=4/2=2㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.8㎜/r,參照 《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的實際進給量，取 f=0.8㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，工件材料為 45鋼，切削速度 v=40m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×40/(π×50)=254.8r/min參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=248 r/min，由公式（5-1）可求得該工序的實際鉆削速度v=nπd/1000=248×π×50/1000=38.9m/min粗鏜 Φ104 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=5/2=2.5㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.8㎜/r,參照 《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的實際進22給量，取 f=0.8㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，工件材料為 45鋼，切削速度 v=45m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×40/(π×104)=122.5/min參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=120r/min，由公式（5-1 ）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=120 ×π×104/1000=39.2m/min粗鏜 Φ80 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=3/2=1.5㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.8㎜/r,參照 《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的實際進給量，取 f=0.8㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，工件材料為 45鋼，切削速度 v=40m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×40/(π×78)=163.3r/min參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=173r/min，由公式（5-1 ）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=173 ×π×78/1000=42.4m/min半精鏜 Φ80 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=1.5/2=0.75㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.5㎜/r,參照 《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的實際進給量，取 f=0.50㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，工件材料為 45鋼，切削速度 v=90m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×90/(π×79.5)=360.5r/min參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=360r/min，由公式（5-1 ）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=360 ×π×79.5/1000=90.0m/min23精鏜 Φ80 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=0.5/2=0.25㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.2㎜/r,參照 《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的實際進給量，取 f=0.2㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-30，工件材料為 45鋼，切削速度 v=80m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×80/(π×80)=318.5r/min參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-9 所列車床 C616 的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=360r/min，由公式（5-1 ）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=360 ×π×80/1000=90.4m/min加工通孔 φ20機床：選用立式鉆床 Z535(1)鉆孔刀具：高速鋼莫氏錐柄麻花鉆 直徑 φ181)背吃刀量的確定 取 ap=18/2=9㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.2㎜/r3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-22，工件材料為 45鋼，切削速度 v=18m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×18/(π×18)=318.5r/min參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=400 r/min，由公式（5-1）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=400 ×π×18/1000=22.6m/min(2)擴孔刀具：硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆 材料 YT15 直徑 φ19.81)背吃刀量的確定 取 ap=1.8/2=0.9㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-24，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.5㎜/r,參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的實際進給量，取 f=0.43㎜/r.243)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-24，工件材料為 45鋼，切削速度 v=56.5m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×56.5/(π×19.8)=908.7r/min參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=1100 r/min，由公式（5-1）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=1100×π×19.8/1000=68.4m/min(3)粗鉸孔刀具：硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀 材料 YT15 直徑 φ201)背吃刀量的確定 取 ap=0.14/2=0.07㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.6㎜/r,參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的實際進給量，取 f=0.57㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-31，工件材料為 45鋼，切削速度 v=3m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×3/(π×19.94)=47.9r/min參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=68 r/min，由公式（5-1）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=68 ×π×19.94/1000=4.2m/min(4)精鉸孔刀具：硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀 材料 YT15 直徑 φ201)背吃刀量的確定 取 ap=0.06/2=0.03㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.4㎜/r,參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的實際進給量，取 f=0.43㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-31，工件材料為 45鋼，切削速度 v=6m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×6/(π×19.94)=95.8r/min參照表 4-9 所列 Z535 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=100 r/min，由公式（5-1）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=100 ×π×20/1000=6.3m/min鉆 Φ8 孔1)背吃刀量的確定 取 ap=8/2=4㎜2)進給量的確定 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-22，選取該工步的25每轉(zhuǎn)進給量 f=0.1㎜/r,參照表 4-9 所列 Z525 型立式鉆床的實際進給量，取 f=0.1㎜/r.3)切削速度的計算 由《機械制造技術基礎課程設計指導課程》表 5-22，工件材料為 45鋼，切削速度 v=22m/min。由公式（5-1 ）n=1000v/ π d=1000×22/(π×8)=875.8r/min參照表 4-9 所列 Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=960r/min，由公式（5-1）可求得該工序的實際鉆削速度 v=nπd/1000=960 ×π×8/1000=23.5m/min銑鍵槽粗銑選擇機床立式銑床，X51，雙頂尖定位選擇刀具選用高速鋼直柄立銑刀，根據(jù)書目【8】表 2.1-20 刀具尺寸為 3,16???齒 數(shù) 為md?（1）選擇切削用量⑴確定銑削寬度 wa鍵槽寬 mb6?，取銑削寬度 maw4.15?⑵確定被吃刀量 p由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則 map5.3?⑶確定每齒進給量 zf粗銑鍵槽采用粗齒，選齒數(shù) 3??，根據(jù)書目【8】 表 2.1-72，當mdaw16,20???時， zmfz /05.~6.，選取 zfz/06.?（2）確定銑削速度 ?根據(jù)書目【8】表 2.1-93，當mazdpw1,,31in????，時，Wmm???4.0in,/21銑 削 功 率 為?，銑削速度 0n????，則in/18i/164.320rrd????，根據(jù) X51 銑床說明書，選擇 in/380r?，則26實際切削速度為r/min09.1r/in103864.????nd??（3）確定進給速度 f in/4.68min/3806.nfzf ????，根據(jù) X51 銑床說明書，選擇mi/65f綜上： min/380in,/65in,/09.1,/06.,5.3,4.1 rmzfaa fzpw ????? ??精銑機床、刀具均與粗銑相同（1）選擇切削用量⑴確定銑削寬度 wa鍵槽寬 mb6?，取銑削寬度 maw16?⑵確定被吃刀量 p由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則 map2?⑶確定每齒進給量 zf精銑采用細齒選 6??齒 數(shù) ，根據(jù)書目【8】表 2.1-72，當 mdw16,0???時，zmfz /04.~6.?，選取 zmfz/04.（2）確定銑削速度 ?根據(jù)書目【8】表 2.1-93，當mazdpw10,6,1in6?????，時，Wmm???73.0in,/24銑 削 功 率 為?，銑削速度 0n???，則in/4in/16.3201rrd????，根據(jù) X51 銑床說明書，選擇 in/490r?，則實際切削速度為r/min6.24r/i0916.3??d??（3）確定進給速度 f27min/6.17in/4906.mnfzf ????? ，根據(jù) X51 銑床說明書，選擇mi/105f?綜上： min/490in,/105in,/6.24,/04.,2,6 rzfa fzpw ??????4.2 基本工時本次設計選 φ55 外圓粗車計算基本工時，式中 ， 根據(jù)書目【4】表 1.26，車削時的入切量及超切nfLtm????yl,80ml?量 ，則 ，y8.3??.3.80in9.i6.253???nfLtm第 5 章 夾具設計本夾具是工序 80 在立式鉆床上加工 10 個 φ20 通孔，所設計的夾具裝配圖及工序簡圖如圖所示，夾具體零件圖如圖所示28有關說明如下：（1）定位方案 工件以一個夾緊裝置可以限制工件的 4 個自由度，夾緊裝置上表面與零件臺階面限制一個自由度，共限制五個自由度。（2）夾緊機構(gòu) 夾緊機構(gòu)如圖采用定位套。左端夾緊裝置作定位，右端半圓用于壓緊。手動調(diào)節(jié)螺母可實現(xiàn)工件的夾緊與松動。當更換零件時，可將螺母擰出螺栓，螺栓左端由于由一個銷釘控制，可繞銷釘轉(zhuǎn)動，從而可實現(xiàn)零件的更換與裝夾。29（3）對刀裝置（4）夾具與機床連接元件 采用四個標準定位鍵 A18h8 JB/T8016—1999，固定在夾具體底面的四個角的鍵槽中，用于確定鉆床夾具相對于機床進給方向的正確位置。（5）夾具體 工件的定位元件和夾緊元件由連接座連接起來。30（6）使用說明 安裝工件時，擰松定位套下端的螺母直至取出，向下轉(zhuǎn)動螺栓，將工件放入，再將螺栓復位，并擰緊螺母。工件因此而夾緊。（7）結(jié)構(gòu)特點 該夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，即可用于下一道工序，可達到很高的生產(chǎn)效率，成為在立式鉆床上鉆孔的專用夾具。參考文獻1、《機械制造工藝裝備》 曹秋霞主編 機械工業(yè)出版社2、《機械制造工藝基礎》 李長勝主編 機械工業(yè)出版社3、《機械加工工藝設計手冊》 張耀宸主編 航空工業(yè)出版社4、《機床夾具設計》 肖繼德、陳寧平主編 機械工業(yè)出版社5、《機械制造基礎》 劉建亭主編 機械工業(yè)出版社機械制造技術課程設計31任務書題目：設計輸出軸零件的機械加工工藝規(guī)程及鉆 10×Ф20 孔工序的專用夾具內(nèi)容：（1）零件——毛坯合圖 1 張（2）機械加工工藝規(guī)程卡片 1 套（3）夾具裝配圖 1 張（4）夾具體零件圖 1 張（5）課程設計說明書 1 份原始資料：該零件圖樣一張；生產(chǎn)綱領為 8000 件/年；每日一班目錄32第 1 章 零件分析 ……………………………………………11.1 工藝分析 …………………………………………11.2 生產(chǎn)類型的確定 …………………………………1第 2 章 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、繪制毛坯零件合圖…22.1 毛坯選擇 …………………………………………22.2 毛坯尺寸及公差確定 ……………………………22.3 毛坯零件合圖 ……………………………………22.4 定位基準的選擇 …………………………………3第 3 章 零件表面加工方法的選擇…………………………43.1 加工階段的劃分 …………………………………43.2 工藝路線的確定 …………………………………43.3 各工序加工余量的確定 …………………………6第 4 章 確定切削用量及工序時間 ………………………104.1 確定切削用量 ……………………………………10334.2 基本工時 …………………………………………26第 5 章 夾具設計 ……………………………………………27參考文獻 ………………………………………………………29