設(shè)計(jì)“輸出軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)

鄭 州 科 技 學(xué) 院機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：設(shè)計(jì)“輸出軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)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)程卡 1份4.機(jī)械加工工序卡 1份5.夾具設(shè)計(jì)裝配圖 1張6.夾具體零件圖 1張7.課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1份班 級(jí)： 14級(jí)機(jī)制本7班 姓 名： * 帥 學(xué) 號(hào)： 20143* 指 導(dǎo) 教 師： * 小 靜 教研室主任： 2017 年 6 月 2 日目錄中文摘要I英文摘要II前言III第1章 零件的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定11.1技術(shù)要求分析11.2零件的工藝分析1第2章 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖22.1選擇毛坯22.2毛坯尺寸的確定2第3章 選擇加工方法，制定加工藝路線(xiàn)43.1定位基準(zhǔn)的選擇43.2零件表面加工方法的選擇43.2.1加工階段的劃分43.2.2基面先行原則53.2.3工序劃分的確定53.2.4熱處理工序的安排63.3制定工藝路線(xiàn)6第4章 工序設(shè)計(jì)84.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備84.1.1選擇機(jī)床 根據(jù)工序選擇機(jī)床84.1.2選用夾具84.1.3選用刀具84.1.4選擇量具94.2確定工序尺寸9第5章 確定切削用量及基本工時(shí)135.1切削用量135.2確定各工序切削用量及基本時(shí)間15第六章 夾具設(shè)計(jì)396.1零件分析396.2定位方案分析396.3定位誤差分析406.4夾緊方案的確定406.5夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)41總結(jié)42致 謝43參考文獻(xiàn)44機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)輸出軸工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)摘要輸出軸零件的主要作用是支撐零件、實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)矩和動(dòng)力。本文以一典型輸出軸零件為例討論了零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。對(duì)于工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，在分析了輸出軸零件的作用和加工工藝性后，先提出兩種工藝方案，再甄選出最佳方案。輸出軸零件的機(jī)械綜合性能要求較高，一般選擇鍛件作為毛坯。對(duì)于夾具設(shè)計(jì)，本文選取其中鉆斜孔工序來(lái)設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。經(jīng)過(guò)對(duì)工序要求進(jìn)行分析后，采用一面兩孔定位，轉(zhuǎn)動(dòng)壓板加緊。導(dǎo)向裝置采用可換的特殊鉆套。關(guān)鍵詞：輸出軸 ； 工藝設(shè)計(jì) ； 夾具設(shè)計(jì)AbstractThe main function of the output shaft parts is to support the parts, realize the rotary motion and transfer torque and power. This paper discusses the machining procedure and special fixture design of parts for example. For the design of process specification, after analyzing the function of the output shaft parts and the processing technology, the two kinds of technological solutions are proposed and the best ones are also selected. The mechanical properties of the output shaft parts are higher, and the forging parts are generally chosen as blank. For fixture design, this paper designs special fixture for the drilling process. After the analysis of the requirement of the process, a two-hole orientation is adopted, and the rotating pressure plate is intensified. The guide device adopts a special drill for changing.Keywords: Output shaft; Process design; Fixture design前言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專(zhuān)業(yè)之后進(jìn)行的。這是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)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(shí)際訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。我也相信通過(guò)課程設(shè)計(jì)能將零碎的知識(shí)點(diǎn)都聯(lián)系起來(lái)，系統(tǒng)而全面的做好設(shè)計(jì)。 本次課程設(shè)計(jì)是機(jī)械制造工藝學(xué)這門(mén)課程的一個(gè)階段總結(jié)，是對(duì)課堂中學(xué)習(xí)的基本理論和在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程。由于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)所限，設(shè)計(jì)會(huì)有許多不足之處，所以懇請(qǐng)老師給予指導(dǎo)。III第1章 零件的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定 1.1技術(shù)要求分析 題目所給定的零件車(chē)床輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉(zhuǎn)矩，使車(chē)床主軸獲得旋 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。零件的材料為45鋼，是最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼，綜合力學(xué)性能良好，淬透性低，水淬時(shí)易生裂紋。綜合技術(shù)要求等文件，選用鑄件。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55、60、65、75、176的外圓柱面，50、80、104的內(nèi)圓柱表面，10個(gè)20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、80內(nèi)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(yán)格，表現(xiàn)在55的左端面、80內(nèi)孔圓柱面對(duì)75、60外圓軸線(xiàn)的跳動(dòng)量為0.04mm, 20孔的軸線(xiàn)對(duì)80內(nèi)孔軸線(xiàn)的位置度為0.05mm,鍵槽對(duì)55外圓軸線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)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。44第2章 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖2.1選擇毛坯 毛坯種類(lèi)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。本零件生產(chǎn)批量為中批量，所以綜上所敘選擇鍛件中的模鍛。2.2毛坯尺寸的確定毛坯（鍛件）圖是根據(jù)產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)的，經(jīng)查機(jī)械加工工藝手冊(cè)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)知精車(chē)-半精車(chē)-粗車(chē)各余量,從而可得毛坯余量。鑄件的外圓角半徑按表5-12確定，內(nèi)圓角半徑按5-13確定。結(jié)果為：外圓角半徑：r=2；內(nèi)圓角半徑：r=3。按表5-11，外模鍛斜度=45a，內(nèi)模鍛斜度=7a。如圖圖 21為本零件的毛坯圖圖 21第3章 選擇加工方法，制定加工藝路線(xiàn)3.1定位基準(zhǔn)的選擇本零件為帶孔的管狀零件，孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（亦是裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)），為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵守“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言，即選48f孔及一端面作為精基準(zhǔn)。由于本零件全部表面都需要加工，而孔作為精基準(zhǔn)，應(yīng)先進(jìn)行加工，因此應(yīng)選外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。3.2零件表面加工方法的選擇 3.2.1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(mǎn)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。 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176、55、60、65、75外圓柱表面。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55、60、65、75外圓柱面，80、20孔等。 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。3.2.2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?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)。先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車(chē)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(mǎn)足精車(chē)的余量均勻性要求，若粗車(chē)后留余量的均勻性滿(mǎn)足不了精加工的要求時(shí)，則要安排半精車(chē)，以此為精車(chē)做準(zhǔn)備。先面后孔 對(duì)該零件應(yīng)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(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)于輸出軸來(lái)講先加工75外圓柱面，作為定位基準(zhǔn)再來(lái)加工其余各孔。3.2.3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，并且利于采用高生產(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)每道工序只包括一道簡(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。3.2.4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(chē)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(chē)之后精車(chē)之前，按規(guī)范在840溫度中保持30分鐘釋放應(yīng)力。3.3制定工藝路線(xiàn)按照先加工基準(zhǔn)面，先粗后精，基準(zhǔn)統(tǒng)一等原則，該零件加工可按下述工藝路線(xiàn)進(jìn)行。工序05：鍛造毛坯 ； 工序10：正火； 工序15：車(chē)55端面，鉆中心孔； 工序20：粗車(chē)176 外圓及端面，粗車(chē)各內(nèi)孔、倒角，鉆中心孔； 工序25：粗車(chē)小端各外圓表面及錐面； 工序30：鉆 8-20 通孔，倒角； 工序35：鉆 2-8 斜孔； 工序40：調(diào)質(zhì)； 工序45：修研中心孔； 工序50：半精車(chē)小端各外圓表面，倒角； 工序55：半精車(chē)、精車(chē)80內(nèi)孔； 工序60：擴(kuò)、鉸 10-20 通孔； 工序65：精車(chē)小端各外圓表面； 工序70：銑鍵槽；工序75：終檢。第4章 工序設(shè)計(jì)4.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備4.1.1選擇機(jī)床 根據(jù)工序選擇機(jī)床 （1）工序1、2、3、4和5是粗車(chē)和精車(chē)。各工序的工步數(shù)不多，大批大量生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車(chē)床就能滿(mǎn)足要求。本零件外廓尺寸不大，選用最常用的CA6140型臥式車(chē)床。 （2）工序7、8為鏜削。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉(zhuǎn)體，故宜在車(chē)床上鏜孔，選用C616A型臥式車(chē)床。 （3）工序12銑削。工序工步簡(jiǎn)單，外廓尺寸不大，考慮本零件屬成批大量生產(chǎn)，所選機(jī)床使用范圍較廣泛為宜，故可選常用用的X61W型銑床能滿(mǎn)足加工要求。 （4）工序9、10和11是擴(kuò)、鉆、鉸孔?？刹捎脤?zhuān)用的分度夾具在立式鉆床上加工，故選用Z525。4.1.2選用夾具本零件除銑銷(xiāo)，鉆小孔等工序需要專(zhuān)用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。前車(chē)銷(xiāo)工序用三爪自定心卡盤(pán)和心軸。4.1.3選用刀具 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。由于零件車(chē)床輸出軸材料為45鋼，推薦用硬質(zhì)合金中的YT15類(lèi)刀具，因?yàn)榧庸ぴ擃?lèi)零件時(shí)摩擦嚴(yán)重,切削溫度高,而YT類(lèi)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。粗車(chē)外圓柱面： 90半精車(chē)，精車(chē)外圓柱面：前角為90的車(chē)刀。鉆頭：高速鋼刀具，直徑為30；直徑為18；擴(kuò)孔鉆：直徑為19.8；鉸刀：直徑為20。鏜刀，刀桿長(zhǎng)度為200.BH1625。4.1.4選擇量具 本零件屬大批大量生產(chǎn)，一般配情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點(diǎn)，參考參考文獻(xiàn)4相關(guān)資料，選擇如下：讀數(shù)值0.02、測(cè)量范圍0150游標(biāo)卡尺，讀數(shù)值0.01、測(cè)量范圍0150游標(biāo)卡尺。讀數(shù)值0.01、測(cè)量范圍50125的內(nèi)徑千分尺，讀數(shù)值0.01、測(cè)量范圍50125的外徑千分尺，讀數(shù)值0.01、測(cè)量范圍50125的內(nèi)徑百分表（表5-108）。4.2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(guān)。前面已確定各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應(yīng)將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計(jì)算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)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(jiàn)下表：表 41 176軸段加工余量計(jì)算工序名稱(chēng)工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/m精車(chē)2IT06.317675-0.0190粗車(chē)3IT1 212.5179179-0.40毛坯-+2181181-+2表 42 55軸段加工余量計(jì)算工序名稱(chēng)工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/m精車(chē)1.0IT63.25555-0.0190半精車(chē)1.5IT106.355.556-0.1200粗車(chē)2.5IT126.357.557。5-0.30毛坯-+26060-+2表 43 60軸段加工余量計(jì)算工序名稱(chēng)工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/m精車(chē)1.0IT63.217675-0.0190半精車(chē)1.5IT106.317975-0.0190粗車(chē)2.5IT126.3毛坯-+218175-0.0190表 44 65軸段加工余量計(jì)算工序名稱(chēng)工序間余量/mm工序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/m精車(chē)0.5IT63.26565-0.0190半精車(chē)2.0IT106.465.565.5-0.1200粗車(chē)2.5IT126.467.567.5-0.300毛坯-+27070-+2表 45 75軸段加工余量計(jì)算工序名稱(chēng)工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/m精車(chē)0.5IT63.27575-0.0190半精車(chē)2.0IT106.475.575.5-0.0190粗車(chē)2.5IT1212.577.577.5-0.030毛坯-+28080-+2表 46 104內(nèi)孔加工余量加工工序名稱(chēng)工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/m精鏜1.8IT73.21041040+0.035粗鏜3.2IT126.3103.2103.2-00+0.140毛坯-+29976-+2表 47 80內(nèi)加工余量計(jì)算工序名稱(chēng)工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/m精鏜1.5IT103.280800+0.030粗鏜2.5IT126.378.5780+0.12毛坯-+27676-+2表 48 50內(nèi)孔加工余量計(jì)算工序名稱(chēng)工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/m精鏜1.5IT103.250500+0.025粗鏜2.5IT126.348.5480+0.1毛坯-+24646-+2表 49 20 P7 通孔工序尺寸、公差的確定工序名稱(chēng)工序余量/mm工序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/m鉸0.3P73.220擴(kuò)1.7P96.419.7鉆18h1212.518毛坯-+24646-+2關(guān)于軸向工序尺寸的確定，由于軸向尺寸的尺寸精度要求不高，各段的端面車(chē)削余量為1.2mm，在實(shí)際加工時(shí)注意保證各段基本尺寸即可。 關(guān)于鍵槽的工序尺寸的確定，粗銑時(shí)，為精銑留有加工余量，槽寬雙邊余量為2mm；槽深余量為1mm，粗銑的工序尺寸為：槽寬為14mm，槽深為2mm。第5章 確定切削用量及基本工時(shí)切削用量是切削加工時(shí)可以控制的參數(shù)，具體是指切削速度、進(jìn)給量 v(m/min) f（mm/ r）和背吃刀量ap（mm）三個(gè)參數(shù)。選擇切削用量主要應(yīng)根據(jù)工件的材料、精度要求以及刀具的材料、機(jī)床的功率和剛度等情況，在保證工序質(zhì)量的前提下，充分利用刀具的切削性能和機(jī)床的功率、轉(zhuǎn)矩等特性，獲得高生產(chǎn)率和低加工成本。從刀具耐用度出發(fā)，首先應(yīng)選定背吃刀量ap，其次選定進(jìn)給量f，最后選定切削速度v。粗加工時(shí)，加工精度和表面粗糙度要求不高，毛坯余量大。因此，選擇粗加工的切削用量時(shí)，要盡量能保證較高的金屬切除率，以提高生產(chǎn)率；精加工時(shí)，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量小且均勻。因此選擇切削用量是應(yīng)著重保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率。5.1切削用量（1） 背吃刀量ap的選擇粗加工時(shí)，背吃刀量應(yīng)根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度來(lái)確定。由于粗加工時(shí)是以提高生產(chǎn)率為主要目標(biāo)，所以在留出半精加工、精加工余量后，應(yīng)盡量將粗加工余量一次 切除。一般ap 可達(dá)810mm。當(dāng)遇到斷續(xù)切削、加a工余量太大或不均勻時(shí)，則應(yīng)考慮多次走刀，而此時(shí)的背吃刀量應(yīng)一次遞減，即ap1ap2 ap3.。 精加工時(shí)，應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定背吃刀量，使精加工余量小而均勻。（2）進(jìn)給量f的選擇 粗加工時(shí)對(duì)表面粗糙度要求不高，在工藝系統(tǒng)剛度和強(qiáng)度好的情況下，可以選用大一些的進(jìn)給量；精加工時(shí)，應(yīng)主要考慮工件表面粗糙度要求，在一般表面粗糙度數(shù)值越小，進(jìn)給量也要相應(yīng)減小。（3）切削速度v的選擇 切削速度主要應(yīng)根據(jù)工件和刀具的材料來(lái)確定。粗加工時(shí)， 主要受刀具壽命和機(jī)床功率的限制。如超出了機(jī)床許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度；精加工時(shí)，ap和f用得都較小，在保證合理刀具壽命的情況下，切削速度應(yīng)選取的盡可能高，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)滿(mǎn)足生產(chǎn)率的要求。 切削用量選定后，應(yīng)根據(jù)已選定的機(jī)床，將進(jìn)給量f和切削速度v修定成機(jī)床所具有的進(jìn)給量f和轉(zhuǎn)速n，并計(jì)算出實(shí)際的切削速度v。工序卡上填寫(xiě)的切削用量應(yīng)是修定后的進(jìn)給量f、轉(zhuǎn)速n及實(shí)際切削速度v。轉(zhuǎn)速n（r/min）的計(jì)算公式如下：,式中 d 刀具（或工件）直徑（mm）；v切削速度（m/min ）。5.2確定各工序切削用量及基本時(shí)間工序15 粗車(chē) 外圓端面55 加工條件: 工件材料：45鋼正火，模鍛。加工要求：粗車(chē)55 外圓端面，表面粗糙度Ra=3.2。 機(jī)床：CA6140 臥式車(chē)床。 刀具：刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為16mm 25mm ， ， ，, 計(jì)算切削用量 切削深度：，一次切除。 進(jìn)給量：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)9表14-6，選用f=0.6mm/r 計(jì)算切削速度：按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-1，切削速度的計(jì)算公式為(m/min)（壽命選 T=60min）,式中。 當(dāng)切削條件變換時(shí)要加上修正系數(shù) 。查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-18，,，,。所以，=165.3(m/min)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：=877.4(r/min)按機(jī)床選取n =900r / min 。所以實(shí)際切削速度=169.56(m/min)計(jì)算切削工時(shí): 式中，=30，所以=0.06（min）工序20 車(chē)176外圓及端面，粗車(chē)各內(nèi)孔、倒角，鉆中心孔 加工條件 工件材料：45鋼正火， ，模鍛。 加工要求：車(chē)176 端面，表面粗糙度Ra3.2m ；車(chē)176 外圓面，表面粗糙度Ra12.5u m ；粗車(chē)各內(nèi)孔，表面粗糙度Ra12.5m 。 機(jī)床：CA6140 臥式車(chē)床。 刀具： 外圓車(chē)刀：刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為16mm 25mm ， ，,內(nèi)孔車(chē)刀：刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為16mm 25mm ， ， ，, 計(jì)算切削用量 (a)車(chē)176端面 切削深度： ，一次切除。 進(jìn)給量：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-6，選用f=0.94mm/r。計(jì)算切削速度：按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-1，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選 T=60min）（m/min）,式中。當(dāng)切削條件變換時(shí)要加上修正系數(shù)。查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-18， ,，,。所以，=138.6（m/min）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： =243.9(r/min)按機(jī)床選取n =250r/min。所以實(shí)際切削速度 =142.1(m/min)計(jì)算切削工時(shí) ,式中，所以=0.40（min）(b) 車(chē)176外圓面 切削深度：，一次切除。 進(jìn)給量：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-6，選用f=0.94mm/r。計(jì)算切削速度：按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-1，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選 T=60min），（m/min）,式中。當(dāng)切削條件變換時(shí)要加上修正系數(shù) 。查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-18， ,，,。所以，=89.4（m/min）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： =157.3(r/min)按機(jī)床選取n =160r/min。所以實(shí)際切削速度 =90.9(m/min)檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力 按金屬切削原理15 表4-1 所示公式計(jì)算得：=9.81式中：=270，=1.0，=0.75，=-0.15=9.81=2461（N）切削時(shí)消耗功率為由金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表8-14可知，CA6140主電動(dòng)機(jī)功率為7.5kW,故機(jī)床功率足夠。 檢驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度:已知主切削力 ,徑向切削力 按金屬切削原理表4-1所示公式計(jì)算 : =9.81式中：=199；=0.9；=0.6；=-0.3所以：（N）而軸向切削力=9.81式中：=294；=1.0；=0.5；=-0.4 (N)取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為 (N) 而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為 3530N,故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。 切削工時(shí)： 式中，所以=0.22（min）(c) 粗車(chē)104內(nèi)孔 切削深度：，一次切除。 進(jìn)給量：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-6，選用f=0.2mm/r。計(jì)算切削速度：按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-1，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選 T=60min）（m/min）,式中。當(dāng)切削條件變換時(shí)要加上修正系數(shù) 。查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表 14-18， ,，,。所以，=135.6（m/min）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： =437(r/min)按機(jī)床選取n =400r/min。所以實(shí)際切削速度 =124.1(m/min)計(jì)算切削工時(shí) ,式中，所以=0.16（min）(d) 粗車(chē)80內(nèi)孔 切削深度：，一次切除。 進(jìn)給量：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-6，選用 f=0.2mm/r。計(jì)算切削速度：按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表 14-1，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選 T=60min）（m/min）,式中。當(dāng)切削條件變換時(shí)要加上修正系數(shù) 。查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表 14-18， ,，,。所以，=150.4（m/min）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： =618.1(r/min)按機(jī)床選取n =560r/min。所以實(shí)際切削速度 =136.3(m/min)計(jì)算切削工時(shí) ,式中，所以=0.14（min）(e)粗車(chē)車(chē)50內(nèi)孔切削深度： ，一次切除。 進(jìn)給量：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-6，選用f=0.2mm/r。計(jì)算切削速度：按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-1，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選 T=60min）（m/min）,式中。當(dāng)切削條件變換時(shí)要加上修正系數(shù) 。查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表 14-18， ,，,。所以，=140.2（m/min）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： =970.7(r/min)按機(jī)床選取n =560r/min。所以實(shí)際切削速度 =130(m/min)計(jì)算切削工時(shí) ,式中，所以=0.11（min）工序25 粗車(chē)小端外圓表面及錐面 加工條件工件材料：45 鋼正火， ，模鍛。 加工要求：粗車(chē)小端外圓表面及錐面，表面粗糙度Ra12.5um ；機(jī)床：CK6140A車(chē)床。 刀具： 刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為16mm25mm ， ， ，, 計(jì)算切削用量(a)車(chē)176左端面切削深度： ，一次切除。 進(jìn)給量：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-6，選用f=0.94mm/r。計(jì)算切削速度：按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-1，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選 T=60min）（m/min）,式中。當(dāng)切削條件變換時(shí)要加上修正系數(shù) 。查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表 14-18， ,，,。所以，=127.9（m/min）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： =231.4(r/min)按機(jī)床選取n =250r/min。所以實(shí)際切削速度 =138.16(m/min)計(jì)算切削工時(shí) ,式中，所以=0.14（min）(b)粗車(chē)各外圓及錐面切削深度：，一次切除。 進(jìn)給量：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-6，選用f=0.6mm/r。計(jì)算切削速度：按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-1，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選 T=60min）（m/min）,式中。當(dāng)切削條件變換時(shí)要加上修正系數(shù) 。查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-18， ,， ,。所以，=120.5（m/min）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： =639.6(r/min)=590.4(r/min)=548.2(r/min)=479.7(r/min)=319.8(r/min)按機(jī)床選取n =500r/min。所以實(shí)際切削速度 =94.2(m/min)=102.5(m/min)=109.9(m/min)=125.6(m/min)=188.4(m/min)檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力 按金屬切削原理表 4-1 所示公式計(jì)算 =9.81式中：=270；=1.0；=0.75；=-0.15所以：（N）切削時(shí)消耗功率 為 由金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表8-14可知，CE7120B主電動(dòng)機(jī)功率為15kW,故機(jī)床功率足夠。 計(jì)算切削工時(shí) ,式中，所以=0.72（min）工序30 鉆 10-18通孔，倒角 加工條件 工件材料：45 鋼調(diào)質(zhì)，。 加工要求：鉆10-18通孔，粗糙度Ra12.5um; 刀具：直柄麻花鉆：d =18, l= 191, l1 =130 ，刀具材料W18Cr4V；機(jī)床：Z525計(jì)算切削用量鉆孔深度：h=30mm3d=24mm 。 刀具耐用度：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-42 選取，t=15min 進(jìn)給量：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-34及機(jī)床，選用f=0.10mm/ r 。計(jì)算切削速度：按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-29公式計(jì)算：主軸轉(zhuǎn)速：（r/min）根據(jù)機(jī)床選取n=1360(r/min) ，所以實(shí)際切削速度 （r/min）計(jì)算切削工時(shí) ,式中，所以=0.22（min）工序50 半精車(chē)外圓55、60 、65 、75外圓加工條件工件材料：45鋼調(diào)質(zhì)，。 加工要求：半精車(chē)外圓55、60 、65 、75外圓，表面粗糙度Ra6.3um。機(jī)床：CK6140A 數(shù)控車(chē)床。刀具：刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為16mm25mm ， ， ，,計(jì)算切削用量切削深度：，一次切除。 進(jìn)給量：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-6，選用f=0.4mm/r。計(jì)算切削速度：按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-1，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選 T=60min）（m/min）,式中。當(dāng)切削條件變換時(shí)要加上修正系數(shù)。查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-18， ,， ,。所以，=143.6（m/min）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： =795(r/min)=731.7(r/min)=677.5(r/min)=590.1(r/min)按機(jī)床選取n=500r/min。所以實(shí)際切削速度 =126.4(m/min)=137.4(m/min)=148.4(m/min)=170.3(m/min)計(jì)算切削工時(shí) ,式中，所以=0.71（min）工序55 半精車(chē)、精車(chē)80內(nèi)孔加工條件工件材料：45鋼調(diào)質(zhì)。 加工要求：半精車(chē)80內(nèi)孔，表面粗糙度Ra6.3um；精車(chē)80內(nèi)孔，表面粗糙度Ra3.2um。機(jī)床：CA6140 臥式車(chē)床。刀具： 刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為16mm25mm ， ，,計(jì)算切削用量 (a)半精車(chē)80內(nèi)孔切削用量：，一次切除。 進(jìn)給量：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-6，選用f=0.18mm/r。計(jì)算切削速度：按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-13選取，切削速度(m/min) 當(dāng)切削條件變換時(shí)要加上修正系數(shù) 。查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-18，,，其余為 1 所以， =2120.811.150.9=177.7（r/min）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：=（r/min）按機(jī)床選取n =710r/min 。所以實(shí)際切削速度（r/min）計(jì)算切削工時(shí),式中，所以=0.13（min）(b) 精車(chē)80內(nèi)孔切削用量： ，一次切除。 進(jìn)給量：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-6，選用f=0.13mm/r。計(jì)算切削速度：按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-13選取，切削速度 (m/min) ，當(dāng)切削條件變換時(shí)要加上修正系數(shù) 。查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表 14-18，,，其余為1 所以，=2770.811.150.9=232.2（r/min）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：=（r/min）按機(jī)床選取n =900r/min 。所以實(shí)際切削速度（r/min）計(jì)算切削工時(shí),式中，所以工序60 擴(kuò)、鉸 10-20通孔 加工條件工件材料：45 鋼調(diào)質(zhì)。加工要求：擴(kuò)10-20通孔,表面粗糙度Ra3.2um。鉸10-20通孔,表面粗糙度Ra6.3um。機(jī)床：Z525。刀具：擴(kuò)孔刀：d=19.7;L=205;l=140 ； 鉸刀： d=20;L=195;l=60;d1=16刀具為直柄麻花鉆8-L GB/T 6135.31996。計(jì)算切削用量 (a) 擴(kuò)10-19.7通孔切削用量： ，一次切除。 刀具耐用度：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-61選取，t=15 min。進(jìn)給量：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-34及機(jī)床，選用 f=0.48mm/r。計(jì)算切削速度：按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-29公式計(jì)算：（m/min）主軸轉(zhuǎn)速：（m/min）按機(jī)床選取n =545r/min 。所以計(jì)算實(shí)際切削速度（r/min）計(jì)算切削工時(shí),式中，所以=0.13（min）(b)鉸 10-20通孔切削用量：，一次切除。 刀具耐用度：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-46 選取，t=30 min。進(jìn)給量：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-34及機(jī)床，選用f=0.81mm/r。計(jì)算切削速度：按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-29公式計(jì)算：（m/min）主軸轉(zhuǎn)速：（m/min）按機(jī)床選取n =272r/min 。所以計(jì)算實(shí)際切削速度：（r/min）計(jì)算切削工時(shí),式中，所以=0.15（min）工序65 精車(chē)外圓55 、60、65、75 外圓加工條件工件材料：45鋼調(diào)質(zhì)，。 加工要求：精車(chē)外圓55 、60 、65、75外圓，表面粗糙度Ra6.3um。機(jī)床：CK6140A 數(shù)控車(chē)床。刀具： 刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為16mm 25mm ， ， ，,計(jì)算切削用量切削深度：，一次切除。 進(jìn)給量：根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-6，選用f=0.2mm/r。計(jì)算切削速度：按金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-13選取，切削速度 (m/min) 當(dāng)切削條件變換時(shí)要加上修正系數(shù) 。查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-18，,其余的修正系數(shù)均為 1 所以， =2720.811.15=253.4（r/min）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：=1454.1(r/min)=1333.9(r/min)=1232.1(r/min)=1068.9(r/min)按機(jī)床選取n =1200r/min。所以實(shí)際切削速度 =209.1(m/min)=228.0(m/min)=246.8(m/min)=284.5(m/min)計(jì)算切削工時(shí) ,式中，所以=0.83（min）工序70 銑鍵槽 加工條件 工件材料：45 鋼調(diào)質(zhì)，。加工要求：粗、精銑鍵槽。 機(jī)床：立式銑床 X51。 刀具：高速鋼直柄鍵槽銑刀：d =12mm, l=26mm,L=83mm, d1 =12mm （粗銑） d =16mm, l=32mm,L=92mm, d1 =16mm （精銑）計(jì)算切削用量 (a)粗銑 切削深度：，長(zhǎng) 50mm,一次切除。進(jìn)給量按實(shí)用機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-85選取，。切削速度按實(shí)用機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-67所示計(jì)算公式： ，取 t=60min 則（m/min）機(jī)床主軸軸速（r/min）根據(jù)機(jī)床選取 n=80（r/min）計(jì)算切削工時(shí) (b)精銑 切削深度：，長(zhǎng) 50mm,一次切除。 進(jìn)給量按實(shí)用機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-85選取，。切削速度按實(shí)用機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表14-67所示計(jì)算公式： ，取 t=60min則（m/min）機(jī)床主軸軸速（r/min）根據(jù)機(jī)床選取 n=65（r/min）計(jì)算切削工時(shí) 式中，l=50,l1=2,d=16,h=a p=3,所以 第六章 夾具設(shè)計(jì)本夾具是第11道工序鉆通孔的專(zhuān)用夾具。刀具為直柄麻花鉆8-L GB/T 6135.31996。在給定的零件中，對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便性與快速性以及實(shí)現(xiàn)鉆孔的分度上。下面是夾具設(shè)計(jì)過(guò)程：6.1零件分析輸出軸主要應(yīng)用在動(dòng)力輸出裝置中，是輸出動(dòng)力的主要零件之一。其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，使主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力，其工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩。因此，該零件需具有足夠的耐磨性和抗扭強(qiáng)度。該孔的加工工序需要的定位表面均已經(jīng)加工完成，本工序需要保證尺寸包括孔距75外圓中心軸的尺寸為140和孔中心線(xiàn)對(duì)中心軸位置度為0.03，且孔軸線(xiàn)需垂直于端面。需限制的自由度包括X直線(xiàn)方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向自由度，以及Y軸直線(xiàn)方向以及轉(zhuǎn)動(dòng)方向自由度。6.2定位方案分析1、定位方案一： 176端面和80內(nèi)孔圓柱銷(xiāo)定位。端面限制自由度有Z軸直線(xiàn)方向自由度，內(nèi)孔圓柱銷(xiāo)限制X軸直線(xiàn)方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及Y軸直線(xiàn)方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向自由度。2、定位方案二： 176端面和75外圓柱面定位， 80內(nèi)孔圓柱銷(xiāo)導(dǎo)向。端面限制自由度有Z軸直線(xiàn)方向自由度，外圓柱面限制X軸直線(xiàn)方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及Y軸直線(xiàn)方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向自由度。其中定位方案一的基準(zhǔn)軸線(xiàn)為80內(nèi)孔中心軸，與工藝要求不一致，而方案二的的定位方案與要求符合，故選用方案二定位。6.3定位誤差分析尺寸140的定位誤差分析：工序基準(zhǔn)為75外圓柱中心軸，與定位基準(zhǔn)一致，不存在基準(zhǔn)不重合誤差，下面計(jì)算基礎(chǔ)位置誤差。該工序的定位誤差