CA6140車床輸出軸工藝和半精車各外圓表面的夾具設計 非標2個【含CAD圖紙、工序卡、說明書】

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機械加工工序卡片 文件編號 (江南大學) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 共 6 頁 產(chǎn)品名稱 零(部)件名稱 輸出軸 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 3 車 45鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 冷卻液 三爪卡盤 工序時間 準終 單件 工步 號 工步內容 工藝裝備 主軸 轉速/ (r/min) 切削 速度/ (m/min) 進給 量/ (mm/r) 背吃 刀量/ (mm) 走刀次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 車右端面 90°偏刀 120 0.59 0.52 1.6 1 16 2 粗車φ176外圓表面 45°外圓車刀 120 0.59 0.65 2.1 1 25 3 粗鏜φ140內孔 鏜刀 120 1.26 0.2 2.1 1 14 描圖 4 粗鏜φ80內孔 鏜刀 120 1.26 0.2 1.6 1 23 5 粗鏜φ50內孔 鏜刀 120 1.26 0.2 2.1 1 10 描校 6 半精鏜φ80內孔 鏜刀 120 0.8 0.1 0.4 1 15 7 打中心孔 復合鉆頭 120 0.65 1.3 1.5 1 5 底圖號 8 游標卡尺 9 * 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 文件編號 (江南大學) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 共 6 頁 產(chǎn)品名稱 零(部)件名稱 輸出軸 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 6 車 45鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 冷卻液 三爪卡盤 工序時間 準終 單件 工步 號 工步內容 工藝裝備 主軸 轉速/ (r/min) 切削 速度/ (m/min) 進給 量/ (mm/r) 背吃 刀量/ (mm) 走刀次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 精加工φ80的內孔 游標卡尺，鏜刀 120 1.13 0.2 0.1 1 12 2 3 描圖 4 5 描校 6 7 底圖號 8 9 裝訂號 10 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 * 編制 (日期) 審核 (日期) 會簽 (日期) * * 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 文件編號 (江南大學) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 共 6 頁 產(chǎn)品名稱 零(部)件名稱 輸出軸 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 7 車 45鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 冷卻液 專用夾具 工序時間 準終 單件 工步 號 工步內容 工藝裝備 主軸 轉速/ (r/min) 切削 速度/ (m/min) 進給 量/ (mm/r) 背吃 刀量/ (mm) 走刀次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 磨削φ60外圓表面 千分尺，砂輪 400 0.2 0.01 0.1 1 10 2 磨削φ75外圓表面 千分尺，砂輪 400 0.2 0.01 0.1 1 10 3 描圖 4 5 描校 6 7 底圖號 8 裝訂號 * * * a 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 編制 (日期) 審核 (日期) 會簽 (日期) 文件編號 (江南大學) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 共 6 頁 產(chǎn)品名稱 零(部)件名稱 輸出軸 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 4 車 45鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 冷卻液 三爪卡盤 工序時間 準終 單件 工步 號 工步內容 工藝裝備 主軸 轉速/ (r/min) 切削 速度/ (m/min) 進給 量/ (mm/r) 背吃 刀量/ (mm) 走刀次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 粗車左端面 45°偏刀，游標卡尺 120 0.78 0.52 1.3 1 23 2 粗車四個外圓表面 45°偏刀，游標卡尺 120 0.78 0.65 1.25 1 35 3 加工左端面中心孔 45°偏刀，游標卡尺 120 0.48 0.2 1.5 1 14 描圖 4 5 描校 6 7 底圖號 8 9 裝訂號 10 * * * a 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 文件編號 (廠名全稱) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 共 頁 產(chǎn)品名稱 輸出軸 零(部)件名稱 輸出軸 第 8 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 8 鉆、鉸Φ20孔 45鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 冷卻液 專用夾具 工序時間 準終 單件 工步 號 工步內容 工藝裝備 主軸 轉速/ (r/min) 切削 速度/ (m/min) 進給 量/ (mm/r) 背吃 刀量/ (mm) 走刀次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 鉆10個孔至18~18.21mmRa12.5 鉆頭、游標卡尺、塞規(guī) 392 22.17 0.2 18 1 295 44.2 2 鉸孔10個至20.019~20.042mmRa3.2 鉸刀、游標卡尺、塞規(guī) 97 6.0 0.5 2 1 561 84.2 描圖 描校 底圖號 裝訂號 * 編制 (日期) 審核 (日期) 會簽 (日期) * * a ① 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 文件編號 (廠名全稱) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 共 9 頁 產(chǎn)品名稱 輸出軸 零(部)件名稱 輸出軸 第 9 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 9 45鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X51 夾具編號 夾具名稱 冷卻液 工序時間 準終 單件 工步 號 工步內容 工藝裝備 主軸 轉速/ (r/min) 切削 速度/ (m/min) 進給 量/ (mm/r) 背吃 刀量/ (mm) 走刀次數(shù) 工時定額 基本 輔助 1 粗銑鍵槽保證深5mm 寬13.93mm~14.5mm 游標卡尺，銑刀 945 89 0.12 14.5 1 28.8 4.32 2 精銑鍵槽寬15.597mm~16mm 游標卡尺，銑刀 1225 153.8 0.10 1.5 1 28.8 4.32 描圖 描校 底圖號 裝訂號 * 編制 (日期) 審核 (日期) 會簽 (日期) * * a ① 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 機械加工工藝過程卡片 文件編號 江南大學 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 共 1 頁 產(chǎn)品名稱 零(部)件名稱 輸出軸 第 1 頁 材料牌號 45鋼 毛坯種類 鍛件 毛坯外形尺寸 φ171*272 每坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序 號 工序 名稱 工序內容 車 間 工 段 設 備 工藝裝備 工序時間 準終 單件 1 備料 鍛造毛坯 2 熱處理 退火（消除內應力） 3 車 初車右端面，φ176外圓柱面φ104φ80φ50內孔半精車以上表面。加工中心孔 CA6140 三爪卡盤 4 車 初車左端面及各外圓表面，加工左端端面中心孔 CA6140 三爪卡盤 5 熱處理 調質處理 6 車 精車φ80內孔 CA6140 三爪卡盤 7 車 精車左端面及各外圓表面 CA6140 專用夾具 8 磨 磨削φ60φ75外圓表面 M6025C 專用夾具 9 鉆 鉆10*φ20孔，再絞10*φ20孔 Z525 專用夾具 10 銑 銑鍵槽 X60 專用夾具 11 去毛刺 去除所有的毛刺 CA6140 鉗工臺 12 檢驗 檢驗零件 描圖 描校 底圖號 裝訂號 * 編制 (日期) 審核 (日期) 會簽 (日期) * * a ① 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 江南大學 課 程 設 計 說 明 書 學生姓名： 學 號： 0401060216 學 院： 機械學院 專 業(yè)： 機械工程及自動化 題 目： 設計“輸出軸”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備 指導教師 ： 2009年6月29日 江南大學 機械制造技術基礎課程設計任務書 內容：1.零件圖 1張 2．毛坯圖 1張 3.機械加工工藝過程綜合卡片 1張 4.夾具裝備圖 1張 5.夾具體零件圖 1張 6課程設計說明書 1份 班級學號 機自0602 0401060216 學 生 指導老師 2009 年6月 22日 目錄 1.零件的分析··········4 2.毛坯的設計··········5 3.選擇加工方法，制定工藝路線··6 4.夾具的設計··········19 5.設計心得···········20 6.參考文獻···········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，一是傳遞轉矩，使主軸獲得旋轉的動力；二是工作過程中經(jīng)常承受載荷；三是支撐傳動零部件。 1.2零件的工藝分析 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單，其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓柱面，φ50、φ80、φ104的內圓柱表面，10個φ20的通孔，圖中所給的尺寸精度高，大部分是IT6級；粗糙度方面表現(xiàn)在鍵槽兩側面、φ80內圓柱表面為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；位置要求較嚴格，表現(xiàn)在φ55的左端面、φ80內孔圓柱面對φ75、φ60外圓軸線的跳動量為0.04mm, φ25孔的軸線對φ80內孔軸線的位置度為φ0.05mm,鍵槽對φ55外圓軸線的對稱度為.0.08mm；熱處理方面需要調質處理，到200HBW，保持均勻。 通過分析該零件，其布局合理，方便加工，我們通過徑向夾緊可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。 2．工藝規(guī)程的設計 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）對機械加工的難易，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)占相當重要的位置，同樣毛坯的加工余量的確定也是一個非常重要的問題。 毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質以及在生產(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)濟方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，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．毛坯的設計 1.選擇毛坯 該零件材料為45鋼?？紤]到零件在工作過程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應該選擇鍛件。 2.確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差 （1）鍛件公差等級 普通級 （2）鍛件質量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量為2.6kg估算mf為2.8kg。該鍛件質量Mn=π/4*18*18*24.4*7.85=4.8kg （3）鍛件的形狀復雜系數(shù)s S=mf/mn=2.6/4.8=0.54 由于0.54介于0.32和0.63之間，故該零件的復雜系數(shù)s屬于s2 級 (4)鍛件的材質系數(shù)M由于該零件材料為45鋼，是碳的質量分數(shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質系數(shù)為M1級 （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的內孔為3.2之外其他的都是 12，5 3.確定機械加工余量 根據(jù)鍛件的質量、零件表面粗糙度、形狀復雜系數(shù)查表5-9，由此查得單邊余量在厚度方向為2.0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。當表面粗糙度小于1.6的，余量應選擇大一些。 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.基準的選擇 工件在加工第一道或最初幾道工序時，一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準，這個是粗基準，該零件選用φ55外圓柱面作為粗基準來加工φ176外圓柱面和右端面。以上選擇符合粗基準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)過加工的表面作為定位基準，φ176的外圓柱面和右端面作為定位基準，這個基準就是精基準。在選精基準時采用有基準重合，基準統(tǒng)一。這樣定位比較簡單可靠，為以后加工重要表面做好準備。 2.零件表面加工方法的選擇: 市場經(jīng)濟的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財富和提高勞動率為目的，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)濟性，而在具體的選擇上，一般根據(jù)機械加工資料和工人的經(jīng)驗來確定。由于方法的多種多樣，工人在選擇時一般結合具體的工件和現(xiàn)場的加工條件來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闡述加工方案： 加工表面 表面粗糙度 公差/精度等級 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 當零件的加工質量要求較高時,往往不可能用一道工序來滿足要求,而要用幾道工序逐步達到所要求的加工質量和合理地使用設備、人力,零件的加工過程通常按工序性質不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個階段。 ①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φ176、φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱表面。 ②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、φ20孔等。 ③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，留一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準備，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目標是全面保證加工質量。 2、基面先行原則 該零件進行加工時，要將端面先加工，再以左端面、外圓柱面為基準來加工，因為左端面和φ55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。 3、先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車將在較短時間內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，則要安排半精車，以此為精車做準備。 4、先面后孔 對該零件應該先加工平面，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CA6140車床輸出軸來講先加工φ75外圓柱面，做為定位基準再來加工其余各孔。 （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)幾道工序內完成每道工序加工內容較多，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，并且利用采用高生產(chǎn)率的機床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進行，每道工序的內容很少，最少時每道工序只包括一簡單工步，工序分散可使每個工序使用的設備，刀具等比較簡單，機床調整工作簡化，對操作工人的技術水平也要求低些。 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，檢驗等。 （3）、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，最終熱處理和內應力處理等，本零件CA6140車床輸出軸材料為45鋼，在加工過程中預備熱是消除零件的內應力，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分鐘釋放應力。 （4）、擬定加工工藝路線 根據(jù)以上各個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（消除內應力） 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 調質 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、鉸φ20到要求 12 銑 銑鍵槽 13 去毛刺 14 檢驗 方案二 1 備料 鍛造毛坯 2 熱處理 退火（消除內應力） 3 車 初車右端面，φ176外圓柱面φ104φ80φ50內孔半精車以上表面。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 調質處理 6 車 精車φ80內孔 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 檢驗零件 方案三 1 備料 鍛造毛坯 2 熱處理 退火（消除內應力） 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 車內孔 10 銑 銑φ50、鉆、擴、鉸φ20到要求 銑鍵槽 11 倒角 12 去毛刺 13 檢驗 綜上所述：三個工藝方案的特點在于工序集中和工序分散和加工順序，從零件本身來考慮，由于軸類零件在切削加工時易產(chǎn)生彎曲變形，如采用工序分散，在加工時零件的位置精度無法保證，為了同時保證零件圖示的圓跳動要求，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，在確定走刀路線時主要考慮以下幾個方面： 1、應能保證零件的加工精度和表面粗糙度 2、應使走刀路線最短，減少刀具空行程時間，提高加工效率 3、應使數(shù)值計算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量 具體加工路線見走到路線圖。 （6）、加工設備的選擇 ①、工序三采用CA6140普通車床，車床的參數(shù)如下： 型號TYPE CA6140，中心距750mm 1000 mm 1500 mm，床身上下最大回轉直徑￠400 mm，馬鞍內最大工作回轉路徑￠550 mm，橫拖板上最大回轉直徑￠214mm，主軸孔徑￠52 mm，主軸內錐孔MT6#，主軸速度級數(shù)16級，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工位電動轉塔刀架，可實現(xiàn)自動換刀，數(shù)控裝置：FANUCOI，最大回轉直徑590mm，最大加工直徑500 mm，最大加工長度1000 mm，主軸轉速范圍30-2000RMP/min，主軸電機功率7.5KW，主要精度X定位精度≤0.016 mm,Z定位精度≤0.025 mm,X重復定位精度≤0.007 mm,Z重復定位精度≤0.01 mm 工序11、12采用X51，銑床的參數(shù)如下： 型號X51,主軸孔錐度7:24,主軸孔徑25mm。主軸轉速65～1800r/min。工作臺面積(長×寬)1000×250。工作臺最大行程:縱向(手動/機動)620mm,橫向手動190mm、機動170mm，升降手動370mm、機動350mm。工作臺進給量:縱向35～980mm/min、橫向25～765mm/min、升降12～380mm/min。工作臺快速移動速度:縱向2900mm/min、橫向2300mm/min、升降1150mm/min。工作臺T型槽數(shù):槽數(shù)3、寬度14、槽距50。主電機功率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)控加工工藝的一個重要部分，刀具應具有高剛度，足夠的強度和韌度，高耐磨性，良好的導熱性，良好的工藝性和經(jīng)濟性，抗粘接性，化學穩(wěn)定性。由于零件CA6140車床輸出軸材料為45鋼，推薦用硬質合金中的YT15類刀具，因為加工該類零件時摩擦嚴重,切削溫度高,而YT類硬質合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時刀具磨損小壽命長,所以加工45鋼這種材料時采用硬質合金的刀具。 ①、粗車外圓柱面：刀具號為T0101，90°可轉位車刀，圓弧半徑為1，刀片型號為VCUM160408R-A4，刀具型號為PVJCR2525-16Q ②、半精車，精車外圓柱面：刀具號為T0202，75°可轉位車刀，圓弧半徑為1，刀片型號為WNUM080304EL-A2，刀具型號為PCRC2020-16Q ③ 鉆頭：高速鋼刀具 刀具號為T0303，直徑為φ30;刀具號T0404，直徑為φ18 擴孔鉆：刀具號為T0505，直徑為φ19.8;鉸刀：刀具號為T0606，直徑為φ20 ④內孔車刀：刀具號為T0707，93° 內孔車刀，圓弧半徑為1，刀片型號為TBUM080404R-04， 刀具型號為PSUBR3215-16Q ⑤鏜刀 刀具號為T0808，刀桿長度為200.B×H＝16×25 ⑥粗銑鍵槽 刀具號為T0909，精銑鍵槽 刀具號為T1010， 綜上可做一刀具表如下： 加工表面 刀具號 刀具名稱 刀具參數(shù) 刀片型號 刀具型號 粗車外圓柱面 T0101 可轉位車刀 90°r=1 VCUM160408R-A4 PVJCR2525-16Q 粗車外圓柱面 T0101 可轉位車刀 90° r=1 VCUM160408R-A4 PVJCR2525-16Q 半精，精車外圓柱面 T0202 可轉位車刀 75° r=1 WNUM080304EL-A2 PCRC2020-16Q 鉆Φ30的孔 T0303 鉆頭 Φ30 鉆φ18 T0404 鉆頭 φ18 擴φ19.8 T0505 擴孔鉆 φ19.8 鉸φ20 T0606 鉸刀 φ20 車內孔 T0707 內孔車刀 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，采用計算與查表相結合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟精度選定，上下偏差按入體原則標注，確定各加工表面的機械加工余量，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 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《機械加工工藝設計手冊》得知：f=0.8～1.2mm/r取f=0.81mm/r ap=2.5mm 查《金屬切削手冊》知Vc=70～90 m/min取Vc=80 m/min 則n=1000Vc/ d =195.85r/min由CA6140說明書取n=125r/min 故實際切削速度： 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 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=73.4 m/min，n=125r/min，f=0.81mm/r Ⅱ 加工外圓柱面φ55 粗車： 確定進給量f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編 上?？茖W出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r 結合CA6140說明書取f=0.71 mm/r ap=2.5mm 查《金屬切削手冊》知Vc=70～90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.22r/min由CA6140說明書取n=320r/min 故實際切削速度Vc=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min 實際取值為Vc= 70.34m/min，n=320r/min f=0.71mm/r 半精車：查《機械加工工藝設計手冊》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《機械制造工藝與機床夾具課程設計》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 確定進給量f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編 上?？茖W出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r 取f=0.71 查《金屬切削手冊》知Vc=70～90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由CA6140說明書取n=320r/min 故實際切削速度Vc=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm 半精車：查《機械加工工藝設計手冊》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《機械加工工藝設計手冊》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： 確定進給量f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編 上?？茖W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》知Vc=70～90 m/min取Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由CA6140說明書取n=320r/min 故實際切削速度Vc=n d/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm 半精車：查《機械加工工藝設計手冊》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《機械加工工藝設計手冊》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： 確定進給量f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編 上?？茖W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》知Vc=70～90 m/min取Vc=75m/min 則 n=1000Vc/ d =298.56r/min 由CA6140說明書取n=320r/min 故實際切削速度Vc=n d/1000=80.384m/min 取ap=2.5mm 半精車：查《機械加工工藝設計手冊》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《機械加工工藝設計手冊》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 加工內圓柱面φ80 鉆孔：查《簡明加工工藝手冊》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故實際切削速度： Vc=n d/1000=210×3.14×30/1000=19.8m/min 車孔：查《簡明加工工藝手冊》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說明書取n=200r/min 故實際切削速度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《金屬機械加工工藝人員手冊》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說明書取n=160/min 故實際切削速度Vc=nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min根據(jù)機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8， 鉆孔：鉆φ19.8的底孔： 查《簡明加工工藝手冊》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機床說明書得：n=945r/min故實際切削速度 Vc=n d/1000=945×3.14×19.8/1000=58.75m/min ，又取ap=6 mm 鉸孔： 查《簡明加工工藝手冊》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《機械制造工藝與機床夾具課程設計指導》得： f=0.66mm/r Vc=108m/min n=1000Vc/πd=190r/min 由CA6140說明書取n=200r/min 故實際切削速度Vc=n d/1000=110.5m/min 取ap=2mm 精車：查《機械制造工藝與機床夾具課程設計指導》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．夾具的設計 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。設計的家具間裝備圖。有關說明如下。 （1） 定位方案 工件以φ80內孔以及右端面為定位基準，采用平面和定位銷組合定位方案，其中定位銷插在φ80內孔中，限制了兩個移動的自由度和一個轉動的自由度。平面采用兩個定位銷。限制了一個移動一個轉動的自由度。本工序繞Z軸的轉動自由度不需要定位。為不完全定位。 （2） 夾緊機構 根據(jù)生產(chǎn)率的要求，運用手動加緊可以滿足，采用兩個鉤形壓板。通過旋緊帶肩螺母使壓板同時壓緊工件，實現(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。手動螺旋夾緊是可靠的。 （3） 夾緊力的計算 查《機械制造裝備設計課程設計》陳立德主編 p82得主切削力的計算公式 =O.75;=0.25 計算結果為=1353.15N 這一點對于兩個螺母來說是完全可以滿足的 五．設計心得 近兩周的課程設計已經(jīng)接近尾聲了，在這兩周里我學會了不少知識，很多在裝備課上學的東西在這次真槍真刀的實戰(zhàn)下，得到了深刻的理解。在這次袁老師的指導下，我學會了更加耐心的思考問題。課本，手冊是這次設計最常翻閱的資料。通過這些資料我學會了很多課堂上學不到的知識。其實大學的學習大都還應屬于自學。老師只是給我們帶入門而已，更多的應是我們自己查閱資料。 在這次設計中，通過復雜的訓練，培養(yǎng)了我的耐心，同時也加深了我對機械的喜愛之情，原來機械的設計和制造要經(jīng)過這么復雜的準備工作。也許就是這樣，成功設計并制造出一個優(yōu)秀產(chǎn)品也該有多么的自豪??！ 六．參考文獻 1、《機械制造技術基礎課程設計指南》崇凱主編 化學工業(yè)出版社 2、《金屬加工工藝及工裝設計》 黃如林 汪群主編 化學工業(yè)出版社 3、《機械制造裝備設計課程設計》陳立德主編 高等教育出版社