輸出軸零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計

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1、 中北大學 X X X X 說 明 書 學生姓名： 學 號： 學 院： 專 業(yè)： 題 目： 輸出軸的機械加工工藝規(guī)程與夾具設計 指導教師： 職稱: 職稱:

2、 20**年12月5日 前言 機械制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)之后進行的。這是我們進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實際訓練。因此，它在我們的大學學習生活中占有十分重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現代化建設打下一個良好的基礎。我也相信通過課程設計能將零碎的知識點都聯(lián)系起來，系統(tǒng)而全面的做好設計。 本次課程設計是機械制造工藝學這門課程的一個階段總結，是對課堂

3、中學習的基本理論和在生產實習中學到的實踐知識的一個實際應用過程。由于知識和經驗所限，設計會有許多不足之處，所以懇請老師給予指導。 目錄 前言 2 一零件的工藝分析及生產類型的確定 3 （二）零件的材料及其力學性能 3 二選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 4 1選擇毛坯 4 2毛坯尺寸的確定 4 四工序設計 9 1選擇機床 根據工序選擇機床 9 2 選用夾具 9 3 選用刀具 9 4確定工序尺寸 9 五、夾具設計 18 六、設計心得 21 七、參考文獻 22

4、 一零件的工藝分析及生產類型的確定 （一） 零件的作用 題目所給定的零件為CA6140車床輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉矩，使車床主軸獲得旋轉的動力；二是工作過程中經常承受載荷；三是支撐傳動零部件。 （二）零件的材料及其力學性能 零件的材料為45鋼，是最常用中碳調質鋼，綜合力學性能良好，淬透性低，水淬時易生裂紋。小型件宜采用調質處理，大型件宜采用正火處理。其價格較便宜，經過調質或正火后可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可達52HRC-45HRC. 1技術要求分析 題目所給定的零件輸出軸，其主要作用：一是傳遞轉矩，

5、使主軸獲得旋轉的動力；二是工作過程中承受載荷；三是支撐傳動零部件。零件的材料為45鋼，是最常用中碳調質鋼，綜合力學性能良好，淬透性低，淬火時易生裂紋。綜合技術要求等文件，選用鑄件。由于是大批量生產，故采用模鍛。 2零件的工藝分析 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； 粗糙度方面表現在鍵槽兩側面、φ80內圓柱表面為Ra3.2um,大端端面為Ra3.2um,其余為Ra12.5um，要求不高； 位置要求較嚴格表現在φ55的左端面、φ80內孔圓柱面對φ

6、75、φ60外圓軸線的跳動量為0.04mm, φ20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200HBS，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。 3軸類零件的裝夾 軸類零件的加工通常采用三爪卡盤，三爪卡盤能自動定心，裝卸工件快。但是由于夾具的制造和裝夾誤差，其定心精度約為0.05—0.10mm左右。由于零件較長，常采用一夾一頂的裝夾法，即工件定的一端用車床主軸上的卡盤夾緊，另一端用尾座頂

7、尖支撐，這樣就克服了剛性差不能承受重切削的缺點，為進一步提高加工精度，可采用中心架作中間輔助支撐，適用于半精加工和精加工。 二選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 1選擇毛坯 軸類零件最常用的毛坯是棒料和鍛件，只有某些大型或結構復雜的軸（如曲軸），在質量允許下采用鍛件。由于毛坯經過加熱，鍛造后能使金屬內部的纖維組織表面均與分布，可獲得較高的抗拉，抗彎及抗扭強度，所以除光軸外直徑相差不大的階梯軸可使用熱軋棒料或冷軋棒料，一般比較重要的軸大部分都采用鍛件，這樣既可以改善力學性能，又能節(jié)約材料，減少機械加工量。 根據生產規(guī)模的大小，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛。自由鍛多用于中小批量生產；模鍛適

8、用于大批量生產，而且毛坯制造精度高，加工余量小，生產效率高，可以鍛造形狀復雜的毛坯。本零件生產批量為大批量，所以綜上所敘選擇模鍛。 2毛坯尺寸的確定 毛坯（鍛件）圖是根據產品零件設計的，經查《機械加工工藝手冊》《金屬機械加工工藝人員手冊》知精車-半精車-粗車各余量,從而可得毛坯余量。結果為：外圓角半徑：；內圓角半徑：。外模鍛斜度，內模鍛斜度。下圖為本零件的毛坯圖 毛坯圖 選加工方法，制定加工藝路線 1定位基準的選擇 本零件為帶孔的管狀零件，孔是其設計基準（亦是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產生的誤差，應選孔為定位基準，即遵守“基準重合”的原則。由

9、于本零件全部表面都需要加工，而孔作為精基準，應先進行加工，因此應選外圓及一端面為粗基準。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 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

10、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

11、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。 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。本零件輸出軸材料為45鋼，在加工過程中預備熱處理是在毛坯鍛造之后消除零件的內應力。 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。 先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，

12、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。 先面后孔 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φ176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減少，這樣就減少了安裝

13、次數，可以使裝夾時間減少，減少夾具數目，并且利于采用高生產率的機床。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。 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和我們學校的具體加工條件，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 Ra12.5 自由公差 粗車 φ176端面 Ra3.2

14、 IT7 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 中心孔 Ra1.6 IT6 鉆孔-鉸孔 φ50內圓柱面 Ra6.3 自由公差 粗銑 φ80孔

15、 Ra3.2 IT7 粗鏜-半精鏜-精鏜φ104孔 Ra6.3 自由公差 粗鏜 φ20通孔 Ra3.2 IT7 鉆孔-擴孔-鉸孔 左端面 Ra6.3 粗車 右端面 Ra1.6 粗車-精車 鍵槽 Ra3.2 IT9 粗銑-半精銑-精銑 倒角 Ra6.3

16、 粗車 3制定藝路線 按照先加工基準面，先粗后精，基準統(tǒng)一等原則，該零件加工可按下述工藝路線進行: 備料---模鍛---車端面打中心孔---粗車外圓---調質---車端面修中心孔---精車外圓---精鏜孔—鉆均布的孔—銑鍵槽—鉆斜孔—去毛刺—檢驗 考慮到工件是中批量生產的情況，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?？梢猿醪酱_定加工工藝路線，具體方案如下： `8 v方案 % F, ] s+ C9 o0 Q4 d" F3 B三維網技術論壇1 備料三維網技術論壇0 {: Z6 E# x; y! c. a 鍛造毛坯

17、三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa3 u1 R( z0 k* V# l$ e0 Q# } w" I g5 H8 G: }#* a: v1 M" C# h三 2 粗車網技術論壇. p# G3 v% l$ ^" q3 t 粗車右端面及圓柱面，半精鏜φ50，φ80，φ104的孔，鉆中心孔ia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮(zhèn)江6 r2 t# l! Z8 U$ @5 b1 F 3 粗車 7 S2 x O Q7 G- cB( ^

18、& s% r粗車φ55，φ60，φ65，φ75外圓柱面，30斜面，，鉆中心孔，倒角 ]I3 p3 f* E+ \: A* _2 f 4 調制處理 5 精鉸中心孔 6. v$ Z5 g# a7 b" T7 W) G67 半精車ad,機械,技術,汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮(zhèn)江* f1 Q& e2 ?. }6 y+ }) i+ @( r 半精車φ176端面，半精鏜L! K) fφ80的孔 8 精鏜 精鏜φ80的孔到達要求 7 半精車2 q: i0 Z7 ?7 ]7 f)

19、e 半精車φ55，φ60，φ65，φ75外圓柱面 9 精車 精車φ55，φ60，φ65，φ75外圓柱面到達要求 10 鉆孔 4 S# E, T" }- e7 f三維網技術論壇鉆φ20的底孔，擴φ20的孔，鉸φ20的孔到達要求 $ O$ I- O1 T9 r2 D( {三維,cad,機械,技術,汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮(zhèn)江11 銑鍵槽: R- i9 H& C, 三維網技術論壇5 K- S; s( J E2 w 0 f5 }1 ~ G& Pc, ?0 A銑鍵槽到規(guī)定的要求三

20、維網技術論壇8 b& h+ y& w2 h# g 12 鉆斜孔 鉆φ8的孔 13 去毛刺論壇- U. Q" b. s% o3 b+ h5 a1 g5 x 14 檢驗 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。 機械加工工藝過程。 四工序設計 1選擇機床 根據工序選擇機床 （1）工序2、3、6,7,9是粗車和精車。各工序的工步數不多，大批大量生產不要求很高的生產率，故選用臥式車床就能滿

21、足要求。本零件外廓尺寸不大，選用最常用的CA6140型臥式車床。 （2）工序2、8為鏜削。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉體，故宜在車床上鏜孔，選用C616A型臥式車床。 （3）工序11銑削。工序工步簡單，外廓尺寸不大，考慮本零件屬成批大量生產，所選機床使用范圍較廣泛為宜，故可選常用用的X61W型銑床能滿足加工要求。 （4）工序10和12是擴、鉆、鉸孔?？刹捎脤Ｓ玫姆侄葕A具在立式鉆床上加工，故選用Z525。 2 選用夾具 本零件除銑銷，鉆小孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。前車銷工序用三爪自定心卡盤和心軸。 3 選用刀具 由于刀具材料的切削性能直接影

22、響著生產率，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，良好的工藝性和經濟性，抗粘接性，化學穩(wěn)定性。由于零件車床輸出軸材料為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。粗車外圓柱面： 90半精車，精車外圓柱面：前角為90的車刀。鉆頭：高速鋼刀具，直徑為φ30；直徑為φ18；擴孔鉆：直徑為φ19.8；鉸刀：

23、直徑為φ20。鏜刀，刀桿長度為200.BH＝1625。 4確定工序尺寸 確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關。前面已確定各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經濟精度確定。本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見下表： 工序 號 工序 名稱 工序內容 設 備 工藝裝備 1 備料 鍛造毛坯 2 粗車 粗車，￠179外圓柱面至￠176及端面至31，倒角，鉆中心孔 CA6140車床 YT5硬質合金車刀,外徑千分尺，三爪自定心

24、卡盤 3 粗鏜 粗鏜￠47的孔至￠50，￠77的孔至￠78.5，￠100的孔至￠104 CA6140車床 YT5硬質合金鏜刀 游標卡尺，三爪自定心卡盤 4 粗車 粗車￠61，￠66，￠71，￠81，的外圓柱面至￠58，￠63，￠68，￠78，斜面，倒角，鉆中心孔 CA6140車床 YT5硬質合金車刀,外徑千分尺，三爪自定心卡盤 5 熱處理 調質處理 YT5硬質合金車刀，外徑千分尺，三爪自定心卡盤 6 鉸孔 精鉸中心孔至R1.6 CA6140車床 YT5硬質合金鏜刀 游標卡尺，三爪自定心卡盤 7 半精車 半精車右大端面至30，粗糙度R3.2

25、 CA6140車床 YT15硬質合金車刀，外徑千分尺，專用夾具 8 半精鏜 半精鏜￠78.5的內孔至￠79.5 CA6140車床 YT15硬質合金鏜刀 內徑千分尺，專用夾具 9 鉸孔 精鉸￠80的內孔到要求，倒角 CA6140車床 鉸刀，內徑千分尺，專用夾具 10 半精車 ￠58，￠63，￠68，￠78的外圓柱面至￠56，￠61，￠66，￠76 CA6140車床 YT15硬質合金車刀，外徑千分尺，專用夾具 11 精車 ￠55，￠60，￠65，￠75的外圓柱面 CA6140車床 YT30硬質合金車刀，外徑千分尺，專用夾具 12 鉆孔 均布的10個

26、孔到￠18 Z35 麻花鉆頭，游標卡尺，專用夾具 13 擴孔 擴均布的10個孔到￠19.5 Z35 硬質合金擴孔鉆，內徑千分尺，專用夾具 14 鉸孔 精鉸均布的10個孔到￠20，R3.2 Z35 硬質合金鉸刀內徑千分尺，專用夾具 15 粗銑 鍵槽 XK5025 圓盤銑刀，游標卡尺，專用夾具 16 半精銑 鍵槽 XK5025 圓盤銑刀，專用夾具，內徑千分尺 17 精銑 鍵槽至R3.2，達到公差要求 XK5025 圓盤銑刀，專用夾具，內徑千分尺 18 鉆孔 斜孔 Z535 硬質合金鉆頭，游標卡尺，專用夾具 19 去毛刺 去毛刺

27、 CA6140車床 20 檢驗 1加工余量，工序尺寸，及其公差的確定 根據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： 表3外圓柱面φ176　軸段加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 粗車 3 IT12 12.5 176 毛坯 2 179 表4外圓柱面φ55軸段加

28、工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 　精車 1 IT6 1.6 55 半精車 2 IT10 3.2 56 粗車 3 IT12 6.3 58 毛坯 2 61 表5φ60軸段加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車 1 IT6 1.6 60 半精車 2 IT10 3

29、.2 61 粗車 3 IT12 6.3 63 毛坯 2 66 表5φ65軸段加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車 1 IT6 1.6 65 半精車 2 IT10 3.2 66 粗車 3 IT12 6.3 68 毛坯 2 71 表5φ75軸段加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm

30、經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精車 1 IT6 1.6 75 半精車 2 IT10 3.2 76 粗車 3 IT12 6.3 78 毛坯 2 81 表5φ104內孔加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 粗鏜 3 IT10 6.3 104 毛坯 2 101 表5φ80內孔加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標

31、注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精鏜 半精鏜 1 2 IT7 IT8 3.2 6.3 80 79 粗鏜 3 IT10 12.5 78 毛坯 2 77 表5φ50內孔加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 粗鏜 3 IT10 6.3 50 毛坯 2 47 表6φ20內孔加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序

32、基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 鉸 1 IT7 3.2 20 擴孔 3 IT10 6.3 19 鉆孔 6 IT12 12.5 16 毛坯 2 10 表7鍵槽的加工余量計算 工序名稱 工序間 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 標注工序 尺寸公差/mm 經濟精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精銑 2 IT7 3.2 16 半精銑 4 IT10 6.3 14 粗銑 10 IT12 12.5 10 毛坯

33、2 2、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》P433 得知：f=0.8～1.2mm/r取f=0.81mm/rap=1.3mm 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=2003.14187/1000=73.4m/min 校核功率：Pc=KcapVcf/60000=23052.50.8173.4/60000=5.4Kw由于機床說明書查得P

34、c=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=1.5mm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=3203.1470/1000=

35、70.34m/min功率Pc=KcapVc0.71/60000=23052.570.340.66/601000=4.4Kw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= 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=1mm 取Vc=120m/min故n=1000Vc/ d=660.04r/min 圓整得n=660 r/min 功率Pc=KcapVcf /60000=23050.3120/6000

36、0=1.24Kw 由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.75，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=120m/min，n=660r/min f=0.3mm/r 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=0.5mm 則 n=1000Vc/ d =908.29r/min 圓整得n=910 r/min功率Pc=KcapVcf /60000=23050.550.18160/60000=0.6Kw由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.75，機床功率Pn＜Pc

37、，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=160m/min，n=910r/min f=0.18mm/r 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》增訂組編上海科學出版社表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=3203.1470/1000=70.34m/min 取ap=1.5mm 校核功率Pc=KcapVcf/60000=230

38、52.570.340.71/60000=4.8 Kw 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=70.34m/min，n=400r/min f=0.71mm/r 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=1mm再查外圓切削數據表知：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=5103.1462.9/1000 =100.7 m/min功率Pc=KcapVcf

39、/60000=23050.90.45100.7/60000=1.57Kw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= 100.7m/min，n=510r/min ，f=0.45mm/r 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再查外圓切削數據表知：Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 則n=1000Vc/ d=1000120/3.1461.1=625.5 r/min圓整得n=630 r/min 取ap=0.5mm故實際切削速度：Vc=n d/1000

40、=6303.1461.1/1000=120.87m/min校核功率Pc=KcapVcf /60000=23050.55120.870.15/60000=0.38Kw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= 120.87m/min，n=630r/min f=0.15mm/r 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

41、/ 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=1.5mm 功率Pc=KcapVcf/60000=23052.570.340.71/60000=4.8Kw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=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=0.4～0.5mm/r 取f=0.45mm/r再查外圓切削數據表知：Vc=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/

42、s 則n=1000Vc/ d=506.55r/min 圓整得n=510 r/min取ap=1mm Vc=n d/1000=5103.1467.9/1000=108.7m/min功率Pc=KcapVcf/60000=23050.9108.70.45/60000=1.7Kw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=108.7m/min，n=510r/min f=0.45mm/r 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再查外圓切削數據表知：Vc>1.67m/s 取Vc=1

43、20 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=5803.1466.1/1000=120.38m/min ap=0.5mm 校核功率Pc=KcapVcf /60000=23050.550.18120.38/600001000=0.46Kw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= 120.38m/min，n=580r/min f=0.18mm/r 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

44、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=1.5mm校核功率：Pc=KcapVcf/60000=23052.580.3840.71/60000=5.5Kw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= 80.384m/min，n=320r/min， f=0.71mm/r

45、 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再查外圓切削數據表知：Vc=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/s則n=1000Vc/ d=1000108/3.1477.9=441.5r/min 圓整得n=450 r/min取ap=1mm Vc=n d/1000=4503.1477.9/1000=110m/min 校核功率Pc=KcapVcf/60000=23050.91100.45/60000=1.7Kw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= 110m/m

46、in，n=450r/min f=0.45mm/r 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再查外圓切削數據表知：Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 則n=1000Vc/ d =1000120/76.13.14=502.2 r/min圓整得n=500 r/min故實際切削速度： Vc=n d/1000=5003.1476.1/1000=119.48m/min ap=0. 5mm校核功率Pc=KcapVcf /60000=23050.55119.480.15/60000=0.39 Kw由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw

47、，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=119.48m/min，n=500r/min f=0.15mm/r Ⅵ加工內圓柱面φ80 鏜孔：查《簡明加工工藝手冊》P294知：ap=d/2=0.75mm取 f=0.35mm/r ；Vc=0.33 m/s 故n=1000Vc/ d=10000.3360/3.1430=210.2 r/min 圓整得n=210r/min故實際切削速度：Vc=n d/1000=2103.1430/1000=19.8m/min校核功率Pc=KcapVcf /60000=23051530.6/601000=3.99Kw由于機床說明書查得

48、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= 19.8m/min，n=210r/min， f=0.35mm/r 半精鏜孔：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=10000.8560/3.1474=219.5r/min由CA6140說明書取n=200r/min 故實際切削速度Vc=n d/1000=2003.1474/1000=46.5m/min取ap=0.5mm 校核功率Pc=KcapVcf /6000

49、0=2305346.50.35/60000=1.9Kw根據機床說明書查得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= 46.5m/min，n=200r/min f=0.35mm/r f=0.3mm/rap=0.25mmn=549r/minVc=nd/1000=3.1480/1000=138m/min功率Pc=KcapVc0.001/60=23051.5138/601000=7.9Kw根據機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.75，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 138m/min，n

50、=560r/min f=0.3mm/r鏜孔：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編表10-13ap=3mm； S=0.30～0.50mm/r取 S=0.3mm/r取Vc=0.65m/s則n=1000Vc/d=10000.6560/d=155r/min由CA6140說明書取n=160/min 故實際切削速度Vc=nd/1000=1603.1480/1000=40.2m/min根據機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8，功率Pc=KcapVcS/60000=2305340.20.4/60000=1.85Kw 機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 40.2m/min，n=1

51、60r/min f=0.4mm/r Ⅶ加工通孔φ20 鉆孔：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=100060/3.1419.8=965.1r/min根據X51機床說明書得：n=945r/min故實際切削速度Vc=n d/1000=9453.1419.8/1000=58.75m/min ，又取ap=3 mm 校核功率：Pc=KcapVcf/60000=2305660.30.36/60000=5.0Kw由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為0.8

52、，機床功率Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 23.1m/min，n=409r/min， f=0.2mm/r 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=10000.660/3.1420=573.25 r/min圓整得：n=580 r/min故實際切削速度Vc=n d/1000=5803.1420/1000=36.4 m/min ap=0.5mm 校核功率：Pc=KcapVcf /60000=23050.136.40.3

53、/60000=0.04Kw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= 36.4m/min，n=580r/min ,f=0.3mm/r 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=3mm校核功率：Pm=KcapfVc/60000=230520.66110.5/60000=5.6Kw由于機床說明書查得Pc=7.

54、5 Kw，效率為η=0.8，機床功率Pcη＞Pm，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=110.5m/min，n=200r/min，f=0.66mm/r. 半精車：查《機械制造工藝與機床夾具課程設計指導》得：f=0.41mm/rap=0.5mm Vc=120m/min n=1000Vc/πd=217.1r/min功率 Pm=KcapfVc/60000=23050.50.41120/60000=0.94Kw由于機床說明書查得Pc=7.5 Kw，效率為η=0.8，機床功率Pcη＞Pm，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=120 m/min，n=217.1r/min，f=0.41mm/r.

55、 Ⅸ銑鍵槽 粗銑：fz=0.12mm/r ap=5mm Vc=90m/min n=1000Vc/πd=955.4r/minVf=nfz=114.6mm/r功率Pm=KcapfVc/60000=230550.1290/60000=2.07Kw由于機床說明書查得Pc=4.5 Kw，效率為η=0.8，機床功率Pcη＞Pm，所以機床功率足夠，實際取值為Vc= 89m/min，n=945r/min，縱向Vf=105mm/r,橫向Vf=100 mm/r

56、 精銑： fz=0.10mm/rap=0.5mmVc=150m/minn=1000Vc/πd=1194.2r/min Pm=KcapfVc/60000=230520.10150/60000=1.15Kw由于機床說明書查得Pc=4.5 Kw，效率為η=0.8，機床功率Pcη＞Pm，所以機床功率足夠，實際取值為Vc=153.8m/min，n=1225r/min 縱向Vf=125mm/r,橫向Vf=130mm/r. 五、夾具設計 本夾具是工序5在立式鉆床上加工10個φ20通孔，所設

57、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 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 夾緊機構如圖采用定位套。左端夾緊裝置作定位，右端半圓用于壓緊。手動調節(jié)螺母可實現工件的夾緊與松動。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，可繞銷釘轉動，從而可實現零件的更換與裝夾。 （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

58、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。 （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）結構特點 該夾具結構簡單，操作方便，即可用于下一道工序，可達到很高的生產效率，成為在立式鉆床上鉆孔的專用夾具。 六、設計心得 本次的《機械制造工藝》課程設計讓我又重新溫習了書本上的內容，我明白了不論什么時候不管干

59、什么事總是離不開書本，不管什么時候從書上我們總可以找得到我們想要的東西。書上的東西永遠是基礎的，而基礎正是向更深的領域邁進，沒有這個基礎我們永遠都不會享受到成功的喜悅。這次的設計我基本上是滿意的，因為這是我和本組同學共同完成的這次設計。在此之前我總是莫名其妙感到茫然，不知道從何下手?；蛘呤钱a生了干脆抄襲別人的想法，但是這一次袁老師制定的每天計劃，每天都要詢問我們的進度，這樣子我感覺從一定程度上避免了同學不自己動腦的壞習慣，雖然杜絕不掉，但是我相信經過這次的課程設計后會有更多的同學愿意自主的完成自己的作業(yè)和老師分給他們的任務。而不再愿意抄襲別人的，至少我不會了。通過這次的課程設計使我明白了一個良

60、好的設計思路往往可以省掉一大半的時間，所以我感覺今后不論設計什么，一定要在設計思路上下工夫，哪怕前期很慢很慢，但是一旦有了思路那么后期的制作就會勢如破竹，會節(jié)省很大一部分的時間的。還有在繪制各種零件圖或毛坯圖的時候，一定要細心不能馬虎一點，因為這些圖都比較煩瑣，所以必須一步一步來，不可貪圖方便。 本次的課程設計，老師要求得很嚴格，但是老師為了輔導我們不懂的問題不厭其煩的把我們不懂的問題講了一遍又一遍，真的很感謝老師為我們這么的盡心和盡責。我們一定不會辜負老師的期望，一定會努力的學好每一門知識，不能有驕傲和自滿的情緒。更加努力的完善和充實自己，為自己的美好明天努力奮斗。 在最后仍然要再次謝謝

61、老師對我們辛勤的輔導，我們一定不會辜負您的期望，請您放心。 老師您辛苦了！謝謝您！ 七、參考文獻 2、《機械制造工藝》 徐宏海主編 化學工業(yè)出版社 3、《數控加工工藝與編程》 周虹編主編 人民郵電出版社 4、《機械制造工藝學及夾具設計》弈繼昌主編 中國人民出版社 5、《機械加工工藝設計手冊》 張耀宸主編 航空工業(yè)出版社 6、《金屬切削速查速算手冊》 陳宏鈞主編 機械工業(yè)出版社 7、《機械工人切削手冊》 機械工業(yè)出版社 8、《機械工程師簡明手冊》

62、 河南科學技術出版社 9、《機械制造基礎》 劉建亭主編 機械工業(yè)出版社 10、《數控機床加工工藝》 華茂發(fā)主編 機械工業(yè)出版社 11、《機床夾具設計》 肖繼德、陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 12、《數控原理與編程實訓》 周虹主編 人民郵電出版社 13、《金屬機械加工工藝人員手冊》　 上?？茖W出版社“增訂組編” 　　　 14、《簡明加工工藝手冊》 上?？萍汲霭嫔? 文件編號 機械學院 機械加

63、工工藝過程卡片 產品型號 零(部)件圖號 共 1 頁 產品名稱 輸出軸 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 每坯件數 1 每臺件數 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 鍛造 2 粗車 粗車，￠179外圓柱面至￠176及端面至31，倒角，鉆中心孔 金工 CA6140車床 YT5硬質合金車刀,外徑千分尺，三爪自定心卡盤 3 粗鏜

64、 粗鏜￠47的孔至￠50，￠77的孔至￠78.5，￠100的孔至￠104 金工 CA6140車床 YT5硬質合金鏜刀 游標卡尺，三爪自定心卡盤 4 粗車 粗車￠61，￠66，￠71，￠81，的外圓柱面至￠58，￠63，￠68，￠78，斜面，倒角，鉆中心孔 金工 CA6140車床 YT5硬質合金車刀,外徑千分尺，三爪自定心卡盤 5 熱處理 調質處理 熱處理 YT5硬質合金車刀，外徑千分尺，三爪自定心卡盤 6 鉸孔 精鉸中心孔至R1.6 金工 CA6140車床 YT5硬質合金鏜刀 游標卡尺，三爪自定心卡盤 7 半精車 半精車右大端面至30，粗糙度R3.2 金工 CA6140車