輸出軸加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計說明書

JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 題目 ： 輸出軸加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計 學(xué) 院： 工學(xué)院 姓 名： 廖龍興 學(xué) 號： 20101154 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 年 級： 機制 104 指導(dǎo)教師： 肖懷國 職 稱： 副教授 二 0 一四 年 五 月 1 輸出軸的加工工藝與夾具設(shè)計 摘要 輸出軸零件的主要作用是支撐零件 和傳遞 動力。 這篇論文是 以一典型輸出軸零件為例 來講 了零件的機械加工工藝規(guī)程和專用夾具設(shè)計。對于工藝規(guī)程 的加工和 設(shè)計，在分析了輸出軸零件的作用和加工工藝性后，先 穩(wěn)定 兩種工藝方案，再甄選出最佳方案。輸出軸零件的機械綜合性能要求 比 較高 哦 ，一般 情況下是 選擇鍛件作為毛坯。對于 專用 夾具 的 設(shè)計， 這篇論 文選取其中鉆斜孔工序來設(shè)計專用夾具。經(jīng)過工序要求進行分析后， 本人呢決定 采用一面兩孔定位， 雙螺母 加緊。導(dǎo) 套我是選 用可換的特殊鉆套。 關(guān)鍵詞 ： 輸出軸；工藝規(guī)程；夾具設(shè)計 2 Abstract The main role is to support the part of the output shaft part, and to realize the rotary motion transmitted torque and power. In this paper, an example of a typical output shaft parts discussed the machining process planning of parts and special fixture design. For process planning, analyzing the role of the output shaft parts and processing technology, the first two processes proposed program, and then select the best solution. Comprehensive high mechanical performance requirements of the output shaft parts, usually selected as rough forgings. For fixture design, the paper select one holing process to design special fixtures. After the analysis of process requirements, using two holes positioned side, turn the platen intensify. Using a special drill guide sleeve interchangeable. KEYWORDS: OUTPUT SHAFT； PROCESS PLANNING； FIXTURE DESIGN. 3 目錄 1 引言 . 4 2 輸出軸的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 . 5 2.1 零件的工藝性分析及生產(chǎn)類型確定 . 5 2.1.1 零件的作用 . 5 2.1.2 零件的工藝分析 . 5 2.1.3 確定零件的生產(chǎn)類型 . 6 2.2 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖 . 6 2.2.1 選擇毛坯種類 . 6 2.2.2 尺寸的確定 . 6 2.3 選擇加工方法，擬定工藝路線 . 7 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 . 7 2.3.2 零件表面加工方法的選擇 . 7 2.3.3 加工階 段的劃分 . 8 2.3.4 工序的集中與分散 . 8 2.3.5 工序順序的安排 . 8 2.3.6 確定工藝路線 . 8 2.3.7 加工設(shè)備及工藝裝備選擇 . 9 2.3.8 工序間余量和工序尺寸的確定 . 10 2.3.9 切削用量及基本時間定額的確定 . 13 3 專用夾具設(shè)計 . 26 3.1 明確設(shè)計要求、收集設(shè)計資料 . 26 3.2 確定夾具結(jié)構(gòu)方案 . 27 3.2.1 確定定位方式，選擇定位元件 . 27 3.2.2 確定導(dǎo)向裝置 . 27 3.2.3 確定工件夾緊方案，設(shè)計夾緊機構(gòu) . 28 3.2.4 確定夾具總體結(jié)構(gòu)和尺寸 . 30 總 結(jié) . 32 參考文獻 . 33 致 謝 . 34 4 1 引言 我畢業(yè)設(shè)計的題目是輸出軸的加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計。通過這次的設(shè)計我感悟很多，同時我認(rèn)為此次設(shè)計的目的主要有以下幾點 （ 1） 培養(yǎng) 了我們 分析和解決本專業(yè)一般工程問題的能力，拓寬和深化 了我們的 知識 哦 。 （ 2） 培養(yǎng) 了我們正確查閱國家標(biāo)準(zhǔn) 等工具書，進行設(shè)計計算 ， 編寫技術(shù)文件等方面的工作能力 哦 。 （ 3） 培養(yǎng) 了我們考慮 實際、 聯(lián)系 生產(chǎn)，向工人和工程 技術(shù)人員學(xué)習(xí)的 工作態(tài)度 和工作方法。 （ 4） 了解 軸類零件 的 加工工藝過程和 了解 夾具設(shè)計的方法，為以后從事相關(guān)的技術(shù)性工作打下基礎(chǔ)。 （ 5） 通過對輸出軸零件的機械加工工藝設(shè)計， 讓 我在機械制造工藝規(guī)程設(shè)計 ，工藝尺寸的確定， 編寫技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻等各個方面得到一次綜合性訓(xùn)練。 （ 6） 知道 根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法， 選擇 夾具設(shè)計方案，完成夾具機構(gòu)設(shè)計 。 。 （ 7） 通 對 過零件圖、裝配圖的繪制， 讓 我進一步熟練繪圖軟件的使用。 這一次的畢業(yè)設(shè)計 的主要內(nèi)容 有 ： 設(shè)計輸出軸機械 加工工藝規(guī)程； 設(shè)計鉆斜孔 2X 8 的夾具。 5 2 輸出軸的機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 零件 工藝性分析及生產(chǎn)類型確定 2.1.1 零件的作用 軸類零件在機器中用來支承傳動零部件 和傳遞運動 。輸出軸是典型的軸類零件， 它的 作用在動力輸出裝置中是動力輸出的關(guān)鍵零件 啦 。 這次畢業(yè)設(shè)計 所加工的零件是 CA6140 車 床的 輸出軸，它是動力輸出的主要零件 , 80 的孔與變速器配合起 到了自動 定心 的 作用，通過10X 20 的通孔將動力傳 懂啊 該 的 軸，再由 55 處通過鍵將動力輸出。 所以 軸在工作中需要承受一定的沖擊載荷和 很大 很大 的扭矩。 各部分尺寸零件圖中 的 標(biāo)注如下： 圖 2.1 變速器輸出軸零件圖 2.1.2 零件的工藝分析 這根軸的 結(jié)構(gòu)比較簡單 啦 ，其主要加工面有 55、 60、 65、 75、 176 的外圓 的面， 50、 80、 104 的內(nèi) 它 圓 表面， 10 個 20 的通 的 孔，圖中所給的 兒童 尺寸精度高，大部分是 IT6。 粗糙度表現(xiàn)在鍵槽兩側(cè)面 和 80 內(nèi)圓柱表 的 面為 Ra3.2um，大端面為 Ra3.2um,其余為Ra12.5um,要求不高。 位置要求表現(xiàn)在 55 的左端面、 80 內(nèi)孔柱 是 面對 75、 60 外圓軸線的跳動量為0.04mm， 20 孔的軸線對 80 內(nèi)孔軸線的位置度 復(fù)試 為 0.05mm，鍵槽對 55 外圓軸線 6 的對稱度為 是 0.08mm。 熱處理需要調(diào)質(zhì)處理到 200 230HBW，保 是 持均勻。通過分析該零件， 它呢 布局合理，加工 方便，我們通過徑向夾緊可保準(zhǔn)其結(jié) 構(gòu)要求 ， 尺寸完整合理，能夠完整的表達物體的形狀和大小，符合要求。 2.1.3 確定零件的生產(chǎn)類型 通過分析和常識知道，這個零件屬于大批大量生產(chǎn) 2.2 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖 2.2.1 選擇毛坯種類 軸類零件最常用的毛坯 一般 是棒料和鍛件 哦 ，只有某些大型或結(jié) 構(gòu)復(fù)雜的軸，質(zhì)量允許下采用鍛件 啦 。由于毛坯經(jīng)過加熱，鍛造后能使金屬內(nèi)部的纖維組織表面均勻分布，可獲得較高的抗拉，抗彎及抗扭強度， 因此 除光軸外直徑相差不大的階梯軸可使用熱軋棒或冷軋棒料，減少機械加工量。 由于 生產(chǎn)規(guī)模的大小，毛坯的鍛造方式有自由鍛多用于中小批量生產(chǎn)；模鍛適用于大批量生產(chǎn)，而且毛坯制造精度高，加工余量小，生產(chǎn)效率高，可以鍛造形狀復(fù)雜毛坯 啦 。本零件為大批 大 量 生產(chǎn)哦 ， 因此知道 述選擇模鍛 比較好了 。 2.2.2 尺寸的確定 毛坯圖是根據(jù)產(chǎn)品零件 來 設(shè)計的 哦 ，經(jīng)查機械加工工藝手冊 2 、金屬機械加工工藝人員手冊 3 知道精車 -半精車 -粗車 的 各余量，從而可得毛坯余量。下圖 是這根軸 的毛坯圖： 7 圖 2.2 毛坯圖 2.3 選擇加工方法，擬定工藝路線 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 確 定工藝路線的第一步 一般 是先擇定位基準(zhǔn)。為使所選定位基準(zhǔn)能保證整個機械加工工藝過程 勝利的 進行， 一般 考慮如何選擇精基準(zhǔn)來加工各個表面，然后考慮如何選擇粗基準(zhǔn)把作為精基準(zhǔn)的表面先加工出來。 在軸類零件加工中，為 了 保證各主要表面 之間的 相互位置精度 啦 ， 選擇定位基準(zhǔn)時，應(yīng)盡可能使其與裝配基準(zhǔn)重合，而且還要考慮在一次安裝中盡可能加工出較多的面 哦 。 軸類零件加工時，精基準(zhǔn)的選擇 一般 有兩種： 那么第一種 方案是采用頂尖孔作為定位基準(zhǔn)?？梢詫崿F(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一，能在一次安裝中加工出各段外圓表面及其端面，可以很好的保證各外圓表面的同軸度以及外圓與端面的垂直度，加工效率高并且所用夾具結(jié)構(gòu)簡單 哦 。精基準(zhǔn)選擇的 第二種 方案是采用支承軸徑定位因為支承軸徑既是裝配基準(zhǔn)，也是各個表面相互位置的設(shè)計基準(zhǔn)，這樣定位符合基準(zhǔn)重合的原則，不會產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差，容易保證關(guān)鍵表面間的位置精度 哦，不信 可以試試 。 從 上 面的 定位基準(zhǔn)選擇原則，分析本零件，選取頂尖孔作為定位精基準(zhǔn)。當(dāng)零件外圓加工完 之后呢 ，可以以外圓為精基準(zhǔn)加工內(nèi)孔，由于前面的工序使用中心孔精加工出來的輸出軸外圓同軸度非常高，并且表面粗糙度等各項性能指標(biāo)都很高，故使用加工后的外圓作為精基準(zhǔn)而加工出來的孔和外圓的同軸度也非常高 哦，親 。本零件選擇兩 個 中心孔和 75 作為精基準(zhǔn)，選擇 176 作為粗基準(zhǔn)來加工兩中心孔。 2.3.2 零件表面加工方法的選擇 從這個 零件圖上所標(biāo)注的各加工表面的技術(shù)要求 來看 ，查 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 4 這本書的 表 1.4-7和 表 1.4-8，通過對各加工表面的各個加工方案的比較 考慮 ，最后確定本零件各加工表面的加工方法如下表 2.1： 表 2.1 變速器輸出軸各加工表面方案 需 要 加工 的 表面 尺寸 的 精度等級 表面 的 粗 糙度Ra/um 加工 的 方案 55 的 外圓 IT 7 1 .6um 粗車 半精車 精車 60 的 外圓 IT 7 1 .6um 粗車半精車 精車 65 的 外圓 IT 7 1 .6um 粗車 半精車精車 75 的 外圓 IT 7 1. 6um 粗車半精車 精車 176 的 外圓 12. 5um 粗車 50 的 內(nèi)孔 12 .5um 粗 鏜 80 的 內(nèi)孔 IT 7 3 .2um 粗鏜 半精鏜 精鏜 104 的 內(nèi)孔 12 .5um 粗 鏜 20 的 通孔 IT 7 3 .2um 鉆擴 鉸 8 的 通孔 12 .5um 鉆 鍵槽 IT 9 3 .2um 粗銑 精銑 8 2.3.3 加工階段的劃分 CA6140 車床變速箱輸出軸零件加工質(zhì)量要求高 ,加工階段可分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。 (1) 在 粗加工階段： 它的主要目的 是切除毛坯上大部分余量， 讓 毛坯在形狀 和尺寸上接近零件 那個 成品 啦 ，因此 呢 ，主要 的 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 面的 工序提供精基準(zhǔn) 啦 ， 比 如 吧 加工 176、 55、 60、 65、 75外圓柱表面。 (2) 在 半精加工階段： 它的主要目的 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(zhǔn)備 啦 ， 比如吧 55、 60、 65、 75 外圓柱面， 80、 20 孔等 的加工 。 (3)在 精加工階段： 它的主要目的 就是保證尺寸、形狀和位置精度達到或基本達到圖樣規(guī)定的精度要求以及表面粗糙度要求 哦 。 2.3.4 工序集中與分 散 這個 零件 是選擇的是 工序集中原則安排零件的加工工序 哦 。 該 零件變 CA6140 機床 速器輸出軸的生產(chǎn)類型為大批 大 量生產(chǎn)， 并 且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求 哦 。 2.3.5 工序順序的安排 （ 1）機械加工順序 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則。 遵循“先粗后精”原則。 遵循“先主后次”原則。 遵循“先面后孔”原則。 （ 2）熱處理工序 毛坯鍛造成型后 呢 ， 一般是 應(yīng)當(dāng) 要 對毛坯進 行正火 處理 來減小它的 內(nèi)應(yīng)力 了 ，然后 呢再進行機械加工。 調(diào)質(zhì)處理的安排，一般情況 下是 在粗加工之后、精加工之前 了。 （ 3）輔助工序 在對 這個 零件的所有加工工序完成之后 呢 ， 需要 安排去毛刺、清洗、終檢工序。 2.3.6 確定工藝路線 通過 綜合 全面的 考慮 了 上 述工序順序 安排原則 的 基礎(chǔ)上，擬定該變速器輸出軸零件的工藝路線如下： 方案一： 工序 00：鍛造毛坯； 工序 05：正火； 工序 10：粗車 55 左端面，鉆中心孔； 工序 15：粗車、半 精車 176 右端面，鉆中心孔； 9 工序 20：粗車各外 圓表面，錐 面及 176 左端面； 工序 25：調(diào)質(zhì)； 工序 30：半精車、精車各外圓表面； 工序 35：粗鏜 50， 80， 104 的內(nèi)孔； 工序 40：半精鏜，精鏜 80 的內(nèi)孔； 工序 45：鉆、擴、鉸 10X 20 的通孔； 工序 50：鉆 2X 8 的斜孔； 工序 55:粗銑、精銑 鍵槽； 工序 60：去毛刺，清洗，終撿。 方案二： 工序 00：鍛造毛坯； 工序 05：正火； 工序 10：粗車 55 左端面，鉆中心孔； 工序 15：粗車、半精 車 176 右端面，鉆中心孔； 工序 20：粗車各外圓表 面，錐面及 176 左端面； 工序 25：調(diào)質(zhì)； 工序 30：粗鏜 50， 80， 104 的內(nèi)孔； 工序 35：半精鏜，精鏜 80 的內(nèi)孔； 工序 40：半精車、精車各外 圓表面； 工序 45：鉆、擴、鉸 10X 20 的通孔； 工序 50：鉆 2X 8 的斜孔； 工序 55:粗銑、精銑 鍵槽； 工序 60：去毛刺，清洗 ，終撿。 通過對 方案一和方案二 的比較 ， 我們知道它們的 主要區(qū)別在孔加工順序 安排，是否在外圓加工完后再加工。 通過對零件的 分析知 我們知道了 ，該軸上外圓表面精度 蠻 高 了 ， 但是那個 孔除 80 和 10- 20 外，其他各孔精度都較低，若在外圓加工完 之 后再 用 外圓表面定位夾 緊來加工孔，可能會損壞已加工表面。 所 以呢 應(yīng) 該 盡可能按排 在外圓表面加工完之前加工 了 。 通過對上面的 分析， 我呢選擇 方案二 加工 了 。 2.3.7 加工設(shè)備及工藝裝備選擇 1 選擇機床根據(jù)工序選擇機床 （ 1）工序 10、 15、 20、 40 是粗車和精車。 每個 工序的工步數(shù) 比較少了 ，大批大量生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率， 因此呢我覺得啊 選用臥式車床就能滿足要求 了 。 這個 零件 的 外廓尺寸偏小了 ，選用最常用的 CA6140 型臥式車床 就行了 。 （ 2）工序 30、 35 為鏜削。由于加工的零件外廓尺寸不大， 所以呢比較適合 在車床上鏜孔 了 ，選用 CA6140 型臥式車床 是可以的 。 （ 3）工序 60 銑削。工序工步簡單，外廓尺寸 呢也 不大，考慮 這個 零件 是大 批大量生產(chǎn) 10 了 ， 因此呢 選機床使用范圍較廣泛 比較好了 ， 建議 選常用的 X51 型銑床能滿足加工要求。 （ 4）工序 45、 50 是鉆，擴，鉸孔?？?選 用專用的夾具在立式鉆床上加工，故選用 Z525。 2 選用夾具 本零件除銑削，鉆斜孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。 3 選用刀具 眾所周知 刀具材料的切削性能影響著生產(chǎn)率 的高低了 ，工件的加工精度，已加工表面的質(zhì)量，刀具的磨損和加工成本， 因此呢 正確的選擇刀具材料是 加工工藝的一個重要部分，刀具應(yīng)具有高剛度 和足夠的強度和韌度，高耐磨性，良好的導(dǎo)熱性 。 因為呢這個 零件 CA6140車床輸出軸 的 材料為 45 鋼， 建議親們 用硬質(zhì)合金中的 YT15 類刀具 。 粗車，半精車，精車外圓柱面 選用 前角為 90的車刀 好 。鉆頭 就選擇 高速鋼刀具 了 ，直徑為 18， 8 哦 ；擴孔鉆 當(dāng)然是選用 直徑為 19.8 了 ；鉸刀 就選擇 直徑為 20 就行了 。鏜刀 可以考慮選用 刀桿長度為 200， BXH=16X25。 2.3.8 工序間余量和工序尺寸的確定 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 1表 2-28，表 2-35， 并綜合對毛坯尺寸以及已經(jīng)確定的機械加工工藝路線的分析，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 2.4、 2.5、 2.6、 2.7、 2.8、 2.9、 2.10、 2.11： 表 2.2 外圓柱面 176 軸段加工余量計算 工序 名稱 工序間 余量/mm 工序 工序 的 基本 尺寸 /mm 表注工 序尺 寸 個 公差 /mm 經(jīng)精度 /mm 表面 粗 糙度 Ra/um 粗車 3 0 IT11 12.5 176 17604.0 毛坯 2 179 179 2 表 2.3 外圓柱面 55 軸段加工余量計算 工序 的 名稱 工序間 余量/mm 工序 工序 基本 尺寸 /mm 表注工 序尺 寸公差 /mm 經(jīng)濟 精度 /mm 表 面 粗 糙度 Ra/um 精 車 1.0 IT7 1.6 55 550 019.0 半精車 2.0 IT11 3.2 56 560 120.0 粗車 3.0 IT11 6.3 58 5803.0 毛坯 2 61 61 2 表 2.4 外圓柱面 60 軸段加工余量計算 11 工序 名稱 工序間 的 余量/mm 工序 工序 基本 尺寸 /mm 表注 工序尺 寸公 差 /mm 經(jīng)濟 精度 /mm 表面 粗 糙度 Ra/um 精車 1 0 IT7 1.6 60 600 019.0 半精車 2.0 IT11 3.2 61 610 120.0 粗車 3.0 IT11 6.3 63 6303.0 毛坯 2 66 66 2 表 2.5 外圓柱面 65 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 表注 工序尺 寸公差 /mm 經(jīng)濟精 度 /mm 表面 粗 糙度 Ra/um 精 車 1.0 IT6 1.6 65 650 019.0 半精 車 2.0 IT10 3.2 66 660 120.0 粗車 3.0 IT12 6.3 68 6803.0 毛 坯 2 71 71 2 表 2.6 外圓柱面 75 軸段加工余量計算 工序 的 名稱 工序間 的 余量/mm 工序 工序基本 尺寸 /mm 表注工序尺 寸公差 /mm 經(jīng)濟精度 /mm 表面粗 糙度 Ra/um 精 車 1 0 IT6 1.6 75 750 019.0 半 精車 2.0 IT10 3.2 76 760 120.0 粗 車 3 。 0 IT12 6.3 78 7803.0 毛 坯 2 81 81 2 表 2.7 104 內(nèi)孔加工余量計算 工序 的 名稱 工序 間余量 工序 工 序基本 表注工序尺 12 /mm 經(jīng)濟精 度 /mm 表 面粗 糙度 Ra/um 尺寸 /mm 寸公差 /mm 粗 鏜 3 0 IT10 6.3 104 104140.00 毛 坯 2 101 101 2 表 2.8 80 內(nèi)孔加工余量計算 工序 的 名稱 工序間 余量/mm 工序 工序 基本 尺寸 /mm 表 注工序尺 寸公差 /mm 經(jīng)濟精 度 /mm 表面粗 糙度 Ra/um 精鏜 1 0 IT7 3.2 80 80030.00 半 的 精鏜 2.0 IT8 6.3 79 7912.00 粗 的 鏜 3.0 IT10 12.5 77 77120.00 毛 坯 2 74 74 2 表 2.9 50 內(nèi)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 表 注工序尺 寸公差 /mm 經(jīng)濟精 度 /mm 表 面粗 糙度 Ra/um 粗 鏜 3 IT10 6.3 50 5010.00 毛 坯 2 47 47 2 表 2.10 20 內(nèi)孔加工余量計算 工序 工序間余量 /mm 工序 工序基本 尺寸 /mm 表注工序尺 寸公差 /mm 經(jīng)濟精度 /mm 表面粗 糙度 Ra/um 鉸 0. 3 IT7 3.2 20 20022.0042.0 擴 孔 1 .7 IT10 6.3 19.7 19.7022.0074.0 鉆 孔 1 8 IT12 12.5 18 18021.0 毛 坯 0 13 表 2.11 鍵槽的加工余量計算 工序名 的 稱 工序間余量 /mm 工序 工序 基本 尺寸 /mm 表注 工序尺 寸公差 /mm 經(jīng)濟精 度 /mm 表 面粗 糙度 Ra/um 精 銑 2 0 IT7 3.2 16 160 043.0 半精 的 銑 4.0 IT10 6.3 14 1401.0 粗 銑 10.0 IT12 12.5 10 10 毛 坯 0 2.3.9 切削用量及基本時間定額的確定 切削用量是切削加工時可以控制的參數(shù)，具體是指切削速度、進給量 v(m/min) f（ mm/ r）和背吃刀量 ap（ mm） 三個參數(shù)。 （一） 粗車 55左端面 加工 的 條件 是 工件材料 是 45#鋼 且 正火，ab GP60.0。 加工要求 有： 粗車 55 的 外圓端面 了 ，表面粗糙度 是umRa 5.121。 機床： CA6140 臥式 車床。 刀具： 可以選擇 的 刀片材料為 YT5，刀桿尺 寸為 16mm 25mm ， 090kr ，00 15 ， 00 12 , mmrR 5.0 計算切削用量 切削深度： mmap 5.1，一次切除 就 OK 了 。 進給量： 按照 金屬機械加工工藝人員手冊 3表 14-6，選用 f=0.6mm/r 計算切削速度：按 在 金屬機械加 工工藝人員手冊表 14-1 中 ，切削速度的計算公式為 35.015.02.0 11 fatc pvcv (m/min) （壽命選 T=60min） , 式中 403cv。 當(dāng)切削條件變換時 記得 要加上修正系數(shù) kv 。查 看在 金屬機械加工工藝人員手冊表 14-18中 ， 15.1MVK, 8.0SVK, 1kvk ， 1krvK, 97.0BVK。 所以， 14 Vpvc Kft cav 45.015.02.0= 97.0118.015.16.0 15.1 1601000 35.015.02.0 CV=165.4(m/mi) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： wCs d Vn 1000=60 3.1651000 =877.3(r/min) 按 照 機床 的 選取 n =900r / min 。 所 以 實 際 切 削 速 度1000dnV =1000 90060 =169.55(m/min) 計算切削工時 : nf lllt 21 式中，2dl=30， 31l， 02 l ，所以nf lllt 21 =6.0900 330=0.07（ min） （二） 工序 15：粗車、半精車 176 右端面 加工 的 條件 工件材料 是 45#鋼正火，ab GP60.0 加工 的 要求：車 176 的 端面，表面粗糙度 Ra3.2 m 機床： CA6140 臥式車床。 刀具： 就選選擇 刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為 16mm 25mm ， 090kr ，00 15，00 12 , mmrR 5.0 計算切削用量 切削深度： mmap 5.2，一次切除 就 OK 了 。 進給量： 按照 金屬機械加工工藝人員手冊表 14-6 中 ，選用 f=0.94mm/r。 計算切削速度：按 照在 金屬機械加工工藝人員手冊表 14-1中 ，切削速度的計算公式為 （壽命選 T=60min）45.015.02.0 ftcV apvC （ m/min） ,式中 的 393vc。 當(dāng)切削條件變換時要加上修正系數(shù) VK 。查 看 金屬機械加工工藝人員手冊表 14-18 中 ， 15.1MVK , 8.0SVK , 1kvK ， 1krvK , 97.0BVK 。 所以 呢 ， Vpvc Kft cav 45.015.02.0= 97.0118.015.194.05.260 393 45.015.02.0 =138.7（ m/min） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： wCs d Vn 1000=181 6.1381000 =243.8(r/min) 按機床選取 n =250r/min。所以實際切削速度 15 1000dnV =1000 250181 =142.2(m/min) 計算切削工時 nf lllt 21 ,式中 5.90l ， 31l ， 02 l ，所以 nf lllt 21 = 94.0250 35.90 =0.4 10（ min） （三） 工序 20：粗車各外圓表面，錐面及 176 左端面 加工 的 條件 工件材料 是 45#鋼正火，ab GP60.0 加工要求： 粗車各外圓表面，錐面及 176 左端面，表面粗糙度 Ra12.5um 機床： CA6140 臥 式車床。 刀具： 可以選擇 刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為 16mm 25mm ， 090kr ，00 15，00 12 , mmrR 5.0 計算切削用量 (a) 粗車各外圓及錐面 切削深度： mmap 5.1，一次切除 就橫掃 。 進給量： 按照 在 金屬機械加工工藝人員手冊表 14-6，選用 f=0.6mm/r。 計算切削速度：按金屬機械加工工藝人員手冊表 14-1，切削速度的計算公式為 （壽命選 T=60min）35.015.02.0 ftcV apvC （ m/min） , 式中 327vc。 當(dāng)切削條件變換時要加上修正系數(shù)VK 。查 看撒 金屬機械加工工藝人員手冊表14-18， 15.1MVK , 8.0SVK , 1kvK ， 0krvK , 97.0BVK 。 所以， Vpvc Kft cav 35.015.02.0= 97.081.018.015.16.05.160 393 35.015.02.0 =120.11（ m/min） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 111000wCs d Vn =61 5.1201000 =639.15(r/min) 221000wCs d Vn =66 5.1201000 =590.5(r/min) 331000wCs d Vn =71 5.1201000 =548.6(r/min) 16 441000wCs d Vn =81 5.1201000 =479.8(r/min) 551000wCs d Vn =179 5.1201000 =319.78(r/min) 按機床選取 n =500r/min。所以實際切削速度 100011 ndV =1000 50061=94.32(m/min) 100022 ndV =1000 50066 =102.45(m/min) 100033 ndV =1000 50071=109.89(m/min) 100044 ndV =1000 50081=125.76(m/min) 100055 ndV =1000 500179 =188.54(m/min) 檢驗機床功率：主切削力cF 按 照 金屬切削原理 5 表 的 4-1 所示公式計算 zF =9.81 FzC Fzxpa Fzyf Fznv Fzk 式中： FzC =270； Fzx =1.0； Fzy =0.765； Fzn =-0.1 5 956.0)637.0 6.0()637.0( 75.0 fnbmFk 89.0krFk 9.0aFk 1Fk 所以： 7.7 8 719.089.09 5 6.04.1 8 86.05.12 7 081.9 15.075.0 zF （ N） 切削時消耗功率 cP 為 )(58.1106 1207.787106 44 kwVFP ccc 由金屬機械加工工藝人員手冊表 8-14 可知， CE7120B 主電動機功率為 15kW,故 機床功率足夠。 計算切削工時 nf lllt 21 ,式中 214l ， 31l ， 02 l ，所以 nf lllt 21 = 6.0500 3214 =0.72（ min） （ b） 車 176 的左端面 切削深度： mmap 5.1，一次切除。 進給量：根據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊表 14-6，選用 f=0.94mm/r。 17 計算切削速度：按金屬機械加工工藝人員手冊表 14-1，切削速度的計算公式為 （壽命選 T=60min）45.015.02.0 ftcV apvC （ m/min） ,式中 393vc。 當(dāng)切削條件變換時要加上修正系數(shù)VK 。查金屬機 械加工工藝人員手冊表 14-18， 15.1MVK , 8.0SVK , 1kvK ， 1krvK , 97.0BVK 。 所以， Vpvc Kft cav 45.015.02.0= 97.0118.015.194.05.160 393 45.015.02.0 =127.89（ m/min） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： wCs d Vn 1000=176 9.1271000 =231.64(r/min) 按機床選取 n =250r/min。所以實際切削速度 1000dnV =1000 250176 =138.1 6(m/min) 計算切削工時 nf lllt 21 ,式中 30l ， 31l ， 02l ，所以 nf lllt 21 = 94.0250 330 =0.14（ min） （四） 工序 30：粗鏜 50， 80， 104 的內(nèi)孔 加工條件 工件材料 是 45#鋼正火，ab GP60.0 加工要求：粗車各內(nèi)孔，表面粗糙度 Ra12.5um 機床： CA6140 臥式車床。 刀具： ky 刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為 16mm 25mm ， 090kr ，00 15，00 12 , mmrR 5.0 計算切削用量 (a) 粗車 104 內(nèi)孔 切削深度： mmap 5.1，一次切除 就好了 。 進給量： 按照 金屬機械加工工藝人員手冊表 14-6，選用 f=0.2mm/r。 計算切削速度：按金屬機械加工工藝人員手冊表 14-1，切削速度的計算公式為 18 （壽命選 T=60min）2.015.02.0 ftcV apvC （ m/min） ,式中 393vc。 當(dāng)切削條件變換時要加上修正系數(shù)VK 。查金屬機械加工工藝人員手冊表 14-18， 15.1MVK , 8.0SVK , 1kvK ， 9.0ktK ， 81.0krvK , 97.0BVK 。 所以， Vpvc Kft cav2.015.02.0= 97.081.09.018.015.12.05.160 393 2.015.02.0 =135. 56（ m/min） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： wCs d Vn 1000=8.98 6.1351000=43 7。 0(r/min) 按機床選取 n =400r/min。所以實際切削速度 1000dnV =1000 4008.98 =124.21(m/min) 計算切削工時 nf lllt 21 ,式中 10l ， 31l ， 02l ，所以 nf lllt 21 =2.0400 310=0.1 6（ min） (b) 粗車 80內(nèi)孔 切削深度： mmap 5.1，一次切除。 進給量： 按照 金屬機械加工工藝人員手冊表 的 14-6，選用 f=0.2mm/r。 計算切削速度：按 在 金屬機械加工工藝人員手冊表 的 14-1，切削速度的計算公式為 （壽命選 T=60min）2.015.02.0 ftcV apvC （ m/min） ,式中 393vc。 當(dāng)切削條件變換時要加上修正系數(shù)VK 。查金屬機械加工工藝人員手冊表 14-18， 15.1MVK , 8.0SVK , 1kvK ， 9.0ktK ， 81.0krvK , 97.0BVK 。 所以， Vpvc Kft cav 2.015.02.0= 97.081.09.018.015.12.05.160 393 2.015.02.0 =150.54（ m/min） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： wCs d Vn 1000=75 4.1501000 =618.21(r/min) 按機床選取 n =560r/min。所以實際切削速度 19 1000dnV =1000 56075 =136.33(m/min) 計算切削工時 nf lllt 21 ,式中 13l ， 31l， 02 l，所以 nf lllt 21 =2.0560 313=0.314（ min） (c)粗車車 50 內(nèi)孔 切削深度： mmap 5.1，一次切除。 進給量：根據(jù) 在 金屬機械加工工藝人員手冊表 中 14-6，選用 f=0.2mm/r。 計算切削速度：按 在 金屬機械加工工藝人員手冊表 的 14-1，切削速度的計算公式為 （壽命選 T=60min）2.015.02.0 ftcV apvC （ m/min） ,式中 393vc。 當(dāng)切削條件變換時要加上修正系數(shù)VK 。查 卡 金屬機械加工工藝人員手冊表 14-18， 15.1MVK , 8.0SVK , 1kvK ， 9.0ktK ， 81.0krvK , 97.0BVK 。 所以， Vpvc Kft cav 2.015.02.0= 97.081.09.018.015.12.05.160 393 2.015.02.0 =140.22（ m/min） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： wCs d Vn 1000=46 2.1401000 =970.76(r/min) 按機床選取 n =560r/min。所以實 際切削速度 1000dnV =1000 90046 =13 0(m/min) 計算切削工時 nf lllt 21 ,式中 17l ， 31l ， 02 l ，所以 nf lllt 21 = 2.0900 317 =0. 11（ min） （五） 工序 35：半精鏜，精鏜 80 的內(nèi)孔 加工條件 工件材 料是 45#鋼調(diào)質(zhì)ab GP60.0。 加工要求：半精鏜 80 內(nèi)孔，表面粗糙度 Ra6.3um；精車 80 內(nèi)孔， 表面粗糙度 Ra3.2um。 機床： CA6140 臥式車床。 20 刀具： 選擇 刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為 16mm 25mm ， 060kr 00 15 ，00 8 , mmrR 1 計算切削用量 (a)半精車 80 內(nèi)孔 切削用量： mmap 1，一次切除 就行 。 進給量：根據(jù) 在 金屬機械加工工藝人員手冊表 中 14-6，選用 f=0.18mm/r。 計算切削速度：按金屬機械加工工藝人員手冊 在 表 14-13 選取，切削速度 212vc (m/min) 當(dāng)切削條件變換時要加上修正系數(shù) kv 。查金屬機械加工工藝人員手冊表 14-18， 15.1MVK , 81.0SVK , 9.0ktK ，其余為 1 所以 ， vc =212 0.81 1.15 0.9=177.67（ r/min） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： wCs d Vn 1000= 2.7 3 05.77 7.1 7 71 0 0 0 （ r/min） 按 早 機床選取 n =710r/min 。所以實際切削速度 8.1721000 7105.771000 dnV（ r/min） 計算切削工時 nf lllt 21 ,式中 13l ， 31l ， 02l ，所以 nf lllt 21 =18.0710 313=0.13（ min） (b) 精車 80內(nèi)孔 切削用量： mmap 25.0，一次切除 醒了 。 進給量：根據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊表 14-6，選用 f=0.13mm/r。 計算切削速度：按金屬機械加工工藝人員手冊表 14-13 選取，切削速度 277vc (m/min) ，當(dāng)切削條件變換時要加上修正系數(shù) kv 。查金屬機械加工工藝人員手冊表 14-18， 15.1MVK, 81.0SVK, 9.0ktK，其余為 1 所以 ， vc=277 0.81 1.15 0.9=232.20（ r/min） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： wCs d Vn 1000= 2.9545.75 2.2321000 （ r/min） 21 按機床選取 n =900r/min 。所以實際切削 速度4.2 131 00 0 9 005.751 00 0 dnV（ r/min） 計算切削工時 nf lllt 21 ,式中 13l ， 31l， 02l，所以nf lllt 21 =13.0900 313=0.1 4min） （六） 工序 40：半精車、精車各外圓表面 加工條件 工件材料 是 45#鋼調(diào)質(zhì)ab GP60.0。 加工要求：車外圓 55、 60 、 65 、 75，表面粗糙度 Ra1.6um。 機床： CK6140A 數(shù)控車床。 刀具： 選擇 刀片材料為 YT15，刀桿尺寸為 16mm 25mm ， 090kr ，00 20 ， 00 5, mmrR 5.0 計算切削用量 （ a）半精車外圓 55、 60 、 65 、 75 切削深度： mmap 1，一次切除 就行 。 進給量： 安在 金屬機械加工工藝人員手冊表 14-6中 ，選用 f=0.4mm/r。 計算切削速度：按 找 金屬機械加工工藝人員手冊表 的 14-1，切削速度的計算公式為 （壽命選 T=60min）35.015.02.0 ftcV apvC （ m/min） ,式中 327vc。 當(dāng)切削條件變換時要加上修正系數(shù)VK。查 看你 金屬機械加工工藝人員手冊表 14-18， 15.1MVK , 8.0SVK , 1kvK ， 81.0krvK , 97.0BVK 。 所以， Vpv Kft cv a 35.015.02.0= 97.081.018.015.14.025.160 327 35.015.02.0 =143.6（ m/min） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 111000wCs d Vn =58 6.1431000 =79 5(r/min) 221000wCs d Vn =63 6.1431000 =731 .07(r/min) 331000wCs d Vn =68 6.1431000 =677.45(r/min) 441000wCs d Vn =78 6.1431000 =590.21(r/min) 按機床選取 n=500r/min。所以實際切削速度 22 100011 ndV =1000 70058 =126.34(m/min) 100022 ndV =1000 70063 =137.64(m/min) 100033 ndV =1000 70068 =148.54(m/min) 100044 ndV =1000 70078 =170.43(m/min) 計算切削工時 nf lllt 21 ,式中 197l ， 31l， 02l， 所以 nf lllt 21 = 4.0700 3197 =0.71（ min） （ b） 精車外圓 55、 60 、 65 、 75 切削深度： mmap 5.0，一次切除 就好了 。 進給量：根據(jù) 在 金屬機械加工工藝人員手冊表 14-6 中 ，選用 f=0.2mm/r。 計算切削速度：按 在 金屬機械加工工藝人員手冊表 14-13 在 選取，切削速度 277vc (m/min) 當(dāng)切削條件變換時要加上修正系數(shù) kv 。查金屬機械加工工藝人員手冊 表 在 14-18，81.0vkK , 15.1MVK ,其余的修正系數(shù)均為 1。 所以 ， vc =272 0.81 1.15=253.34（ r/min） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 111000wCs d Vn =56 4.2531000 =1454.21(r/min) 221000wCs d Vn =61 4.2531000 =1333.89(r/min) 331000wCs d Vn =66 4.2531000 =1232.31(r/min) 441000wCs d Vn =76 4.2531000 =1068.89(r/min) 按機床選取 n =1200r/min。所以實際切削速度 100011 ndV =1000120056 =209.23(m/min) 100022 ndV =1000120061 =228.10(m/min) 100033 ndV =1000120066 =246.87(m/min) 23 100044 ndV =1000120076 =284.57(m/min) 計算切削工時 nf lllt 21 ,式中 197l ， 31l， 02l，所以 nf lllt 21 =2.01200 3197 =0.834（ min） （七） 工序 45：鉆、擴、鉸 10X 20 的通孔 加工條件 工件材料 是 45# 鋼調(diào)質(zhì)ab GP60.0。 加工要求 是 ：鉆、擴、鉸 10X 20糙度 Ra3.2um。 刀具： 直柄麻花鉆： d =18, l= 19 1, l1 =130 擴孔刀： d=19.7；L=205；l=140 ； 鉸刀： d=20；L=195；l=60；d1=16 機床： Z525 計算切削用量 (a)鉆 10X 18的通孔 鉆孔深度： h=30mm3d=24mm 。 刀具耐用度：根據(jù) 在 金屬機械加工工藝人員手冊表 14-42 中 選取， t=15min 進給量：根據(jù) 在 金屬機械加工工藝人員手冊表 14-34 中 及機床，選用 f=0.10mm/ r 。 計算切削速度：按 照在 金屬機械加工工藝人員手冊表 中 14-29 公式計算： m in )/(6.531.015 888 7.02.0 4.05.02.0 4.0 rft dv 主軸轉(zhuǎn)速： 2 13 48 6.531 00 01 00 0 d vn（ r/min） 根據(jù)機床選取 n=1360(r/min) ，所以實際切削速度 16.341000 136081000 dnV （ r/min） 計算切削工時 nf lllt 21 ,式中 25l ， 31l ， 12l ，所以 nf lllt 21 = 1.01316 1325 =0.22（ min） （九）工序 55:粗銑、精銑鍵槽 加工條件 工件材料 是 45#的 鋼調(diào)質(zhì)，ab GP60.0。 加工要求 為 ：粗、精銑鍵槽。 機床： 選 立式銑床 X51。 刀具： 我選擇 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） 計算切削用量 (a)粗銑 切削深度： mmap 2，長 50mm,一次切除 紅啊了 。 進給量按 在 實用機械加工工藝人員手冊表 14-85 中 選取 m in )/(10 mmfMc ，min)/(31 mmf Mz 。切削速度按 照 實用機械加工工藝人員手冊表 14-67 中 所示計算公式： 25.03.026.03.0zpv ft dCV a 26 6.13vC ，取 t=60min 則 4.331260 126.13 25.03.026.0 3.0 V（ m/min） 機床主軸軸速 2.9012 4.310001000 d vn（ r/min） 根據(jù)機床選取 n=80（ r/min） 計算切削工時 ( m i n )63.131 125010 221 MzMc fdlf lht (b)精銑 切削深度： mmap 3，長 50mm,一次切除 就后 D 。 進給量按 Z 實用機械加工工藝人員手冊表 14-8D5 選取 min )/(9 mmfMc ，min )/(26 mmf Mz 。切削速度按 Z鐘愛 實用機械加工工藝人員手冊表 14-67所示計算公式： 25.03.026.03.0zpv ft dCV a 6.13vC ，取 t=60min 則 43.326360 166.13 25.03.026.03.0 V（ m/min） 機床主軸軸速 27.6816 43.310001000 d vn（ r/min） 根據(jù)機床選 取 n=65（ r/min） 計算切削工時 MzMc fdlf lht 1 式中， l=50,l1=2,d=16,h=a p=3,所以 ( m i n )86.126 16509 231 MzMc fdlf lht 3 專用夾具設(shè)計 3.1 明確設(shè)計要求、收集設(shè)計 的 資料 選擇工序 50 鉆 2X 8斜孔進行專用夾具設(shè)計。該工序的要求如下： 27 圖 3.1 工序 50 鉆 2X 8 斜孔 對零件圖紙設(shè)計 要求進行分析后 知道 ：該孔與輸出軸軸線成 45 度角，是一個斜孔，且錐面與輸出軸軸線成 30 度， 000 153045 ， 所以呢在 該孔還是斜面鉆孔?？椎某叽绻钆c位置公差要求 一點都不高了 。零件材料為 45#鋼，毛坯為模鍛件， 大批大量生產(chǎn)了， 所用機床為 Z525 立式鉆床。 3.2 確定夾具結(jié)構(gòu)方案 3.2.1 確定定位方式，選擇定位元件 工件以大端面和 2個 20孔定位基準(zhǔn)，如圖 3.1，屬一面兩 肖 定位 了 。 選擇用 平面與兩定位銷組合定位方案，其中平面限制 3 個自由度，定位銷一個為圓柱銷，限制 2 個自由 度，一個為菱形銷，限制 1個自由度，共限制 6 個自由度屬完全定位 哦，輕 。 兩定位銷 的 設(shè)計： (1)選 取兩銷中心距為 140mm 了 ； (2)選 取圓柱銷直徑為 mmgd 20 00 6.001 7.01 620 了 ； (3)按 照在 機械制造工藝學(xué) 6表 6-在 1 選取菱形銷寬度： b=4mm； (4)按 h 的 6 菱形銷確定菱形銷的直徑公差，最后得到 mmd 20 001 1.02 。 3.2.2 確定導(dǎo)向裝置 28 在這道 工序為在斜面上鉆孔， 可以選擇 用特殊鉆套，如圖 3.2。因生產(chǎn)批量較大，鉆套結(jié)構(gòu) 呢最后 設(shè)計成可換的。 排屑間隙 h=0.7 d= 0.7 8= 5.6mm,可以宣布 取 d=6mm。 鉆套 的 導(dǎo)引高度 H=1.25 (h+L)=1.5 (6+24)=45mm。 圖 3.2 鉆套 3.2.3 確定工件夾緊方案，設(shè)計夾緊機構(gòu) 大家讀知道的 在機械加工過程中，工件會受到切削力、摩擦力等外力的作用，為了保證在這些外力的作用下，工件仍能在夾具中保持定位的正確位置，而不致發(fā)生位移或產(chǎn)生振動，一般 情況小 在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置 了的 ，把工件壓緊夾牢在定位元件上。本設(shè)計采用螺母將零件固定在夾具體的卡槽 的 來壓 緊，如圖 3.3。 29 圖 3.3 夾緊結(jié)構(gòu) 夾緊力計算： 螺旋夾緊力的計算，根據(jù) 在 機械制造工藝學(xué) 6 中 的公式： 210 t a n)t a n (2 d LFF xj 式中，xF 作 的 用在扳手上的力（ N）； L 額 作用力的力臂（ mm）； 0d 誒 螺紋中徑（ mm）； 為 螺紋升角（）； 1 為 螺紋副的當(dāng)量摩擦角（）； 2 為 螺桿（或螺母）端部與工件（或壓板）之間的當(dāng)量摩擦角（ ）； r 而為 螺桿（或螺母）端部與工件（或壓板）之間的當(dāng)量摩擦半徑（ mm）。 根據(jù) 在 機床夾具設(shè)計手冊 7 表 1-2-8 在的 ，表 1-2-9 的方法 ，表 1-2-10 查得1 = 5090 ， 2920 ， mm24.12 ，又 m