机械毕业设计54离心机主轴课程设计

目 录 一、离心机主轴工艺分析及生产类型确定 . . . . .离心机主轴的功用 . . . . . .离心机主轴的技术要求 . . . . .审查 离心机主轴 的工艺性 . . . . .确定离心机主轴的生产类型 . . . . . . 二 、 确定毛坯、绘制毛坯简图 . . . . . .选择毛坯 . . . . . . . .确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量 . . .零件毛坯图 . . . . . . . . 三 . 拟定离心机主轴的工艺路线： . . . .定位基准的选择： . . . . . . .加工表面的加工方法的确定 . . . . .加工阶段的划分 . . . . . . .工序集中与分散 . . . . . . . . .工序顺序的安排 . . . . . . . . . . . .确定工艺路线 . . . . . . . . . . . . 四 . 机床设备及工艺设备的选用 . . . . . . . . . . . .选择机床设备 . . . . . . . . . . . . . . .选择刀具 . . . . . . . . . . . . . . . 五 . 确定工序的加工余量，计算工序尺寸及公差 . . . . . . .确定机械加工余量 . . . . . . . . . .确定毛坯尺寸 . . . . . . .设计毛坯图 . . . . . . . . 六 切削用量、时间定额的计算 .确定切削用量的一般方法 . . . . . . . . . .选择零件的切削用量 . . . . . .时间定额的计算 . . . . . . . 七 设计心得体会 . . . . . 八 参 考文献 . . . . . . . 2 2 离心机主轴的设计 一、 离心机主轴工艺分析及生产类型确定： 1、离心机主轴的功用 离心机是利用 离心力 ，分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的 机械 。离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与 液体 分开；或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开。现在大量应用于化工、石油、 食品 、制药、选矿、煤炭、水处理和船舶等部。而 离心机主轴是用来支持离心器机，安装各种零件，使离心机转动，利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力，加快 液体中颗粒的沉降速度。 2、离心机主轴的技术要求 零件图如上图所示，可知道其技术要求列表如下： 加工表面 尺寸及偏差 (mm) 公差及精度等级 表面粗糙度Ra( m) 形位公差（ mm） 主轴左端面 1500-0。 040 IT7 6.3 0.02 A-B 主轴右端面 105 IT12 6.3 主轴左端内表面 850+0。 035 IT7 1.6 主轴右端内表面 850+0。 035 IT7 1.6 3 3 3、审查离心机主轴的工艺性 分析零件图可知：离心机主轴两端面和主轴的外圆表面均要求切削加工，轴向方向上产 生台阶表面，并且不同的轴段上使用的粗糙程度不同，这样不仅有利于满足主轴高速旋转时的各表面的应力条件，同时可以不造成不必要的浪费，减少精加工面；离心机主轴的一端有一个锥面，锥面可以满足各零件工作时安装需要，也可以减少质量减少阻力，满足高速运转的要求，且表面精度要求不高；85mm 孔、 55mm 孔、 105mm 孔的内端面均为平面，因此要注意防止加工过程中钻头的钻偏，以保证孔的加工精度；同时应当注意保证各个孔的同轴度，保证相对精度，其中 1 5 0 h 6 1 5 0 6k、 精度等级要求最高，其尺寸精 度为 IT6，其余轴孔的尺寸精度为 IT7 或 IT12。 该离心机主轴除了主要工作表面（主轴两端面及外圆、内孔 850+0.0350mm和锥面）外，其余表面加工精度均低，不需要高精度机床加工，通过车削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度要求相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。 考虑材料的工艺性能， 45 号钢性能 强度较高，塑性和韧性尚好，用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件 。所以总体说来，该零件的工艺性较好。 4、确定离心机主轴的 生产类型 依设计题目知： Q=200 台 /年， m=1 ，依据实际的情况，备品率 a%和废品率 b%分别为 3%和 0.5%。其中为每台（辆）产品中该零件的数量（件 /台、辆）右端锥面 1420+0。 1 IT7 0.8 锥度 1:20 150 轴面 1500-0。 04 IT7 0.8 0.02 A-B 148 轴面 1480-0。 04 IT7 1.6 主轴右端螺纹 M130*2 6 IT6 3.2 85 内孔 850+0.035 IT7 1.6 55 内孔 55 IT12 12.5 键槽 115 IT12 6.3 167 轴 167 IT12 6.3 150 轴 1500-0.040 IT6 0.8 4 4 代入式中： N=Q*m（ 1+a%）（ 1+b%） N 零件的生产纲领（件 /年）； Q 产品的年产量（台，辆 /年）； m 每台（辆）产品中该零件的数量（件 /台，辆）； a%备品率，一般取 2%4%； b%废品率，一般取 0.3%0.7%。 得出生产数量为： N=200*1*(1+a%)(1+b%)=207 （台 /年） 离心机主轴 的重量约为 104.3 kg，为中型零件，生产 207 件为小批量生产。 二、确定毛坯、绘制毛坯简图： 1、选择毛坯： 由于离心机主轴在工作的过程中转速较高，高速旋转会产生较大的交变扭转应力和交变弯曲载荷以及冲击载荷。同时，由主轴的作用 支持离心器机，安装各种零件，使离心机转动可知，主轴肯定受到挤压应力和摩擦，会引起磨损。 所以为增强主轴的抗扭、弯曲强度和冲击韧性，获得纤维组织，毛坯选用锻件。该主轴尺寸较大，且为小批量生产，为降低成本，宜采用自由锻方法制造毛坯。 2、确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量： （ 1） 、公差等级 由离心机主轴的功用和技术要求，查表确定该零件的公差等级为普通级。 （ 2）、锻件重量 由设计题目可以得出重量，重量计算结果如下： 已知： 45#密度 =7.8g/mm3，长度 L=990mm，直径 D=150mm，没有通孔时质量计算如下： M1=错误 !未找到引用源。 *错误 !未找到引用源。 （ 错误 !未找到引用源。 *140+错误 !未找到引用源。 *80+错误 !未找到引用源。 *475+错误 !未找到引用源。 *45+错误 !未找到引用源。 *60+1052*45+1362*145） *7.8 132.1kg 由零件图可知，加工前零件没有通孔，可以计算出通孔的质量如下： 5 5 M2=错误 !未找到引用源。 *（ 852*120+552*665+852*160+1052*42） *7.827.76 kg M= M1 -M2=132.1-27.76=104.34 kg 根据计算可得机械加工后零件的质量为离心机主轴的重量估计值为104.3kg。由 M1 可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为 160kg。 （ 3）、锻件的形状复杂系数 通过上面的计算已知毛坯和零件的质量，锻件的形状复 杂系数 S= tm / Nm =105/160=0.656 由于 0.66 介于 0.63 和 1 之间，故该锻件的形状复杂系数为 1S 级（简单）。 （ 4）、锻件的材质系数 由于该离心机主轴材料为 45 号钢，是碳的质量分数小于 0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属 M1 级。 （ 5）、零件表面的粗糙度 粗糙度分为两种： Ra1.6m 和 Ra1.6m，读零件图可知：除了外圆左端一部分长 度和右端锥面、以及外圆中间小部分为 Ra=0.8m1.6m，其他的各表面的粗糙度均 Ra1.6m。 （ 6）、毛坯图如下图所示： 6 6 三、拟定离心机主轴的工艺路线： 1、定位基准的选择： 定位基准有精基准和粗基准之分，通常先确定精基准再确定粗基准。 （ 1）、精基准的选择 根据该离心机主轴的技术要求和装配要求，选择主轴左端面和左右两端850+0.035 为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。左右两端孔 850+0.0350mm 的轴线是设计基准，选 用其作精基准定位加工离心机主轴两端面及内孔 55mm，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的同轴度要求，选用主轴的左端面作为精基准同样是遵循“基准统一”的原则。 （ 2）、粗基准的选择 轴类零件的定位基准，最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面、锥面、孔等设计的基准都是轴线，采用两中心孔定位，既符合基准重合原则，又符合基准统一原则。但是由于离心机主轴为通孔零件，在加工过程中，作为定位基准的中心孔因钻出通孔而消失，为了使通孔加工后还能用作中心孔作为定位基准面，在轴有圆柱孔时，可以采用锥 堵，可取 1： 500 的锥度；但当轴孔锥堵较小时，取锥堵与工件两端定位孔锥相同。 综上所述，离心机主轴零件定位基准的使用与转换，大致采用这样的方式：开始时以外圆做粗基准铣端面钻中心孔，为粗车外圆做好定位基准。粗车外圆又为深孔加工准备好定位基准，钻深孔时，采用一夹（夹一头外圆）一托（托一头外圆）的夹装方式，之后即加工好前后锥孔，以便安装锥堵，为半精加工和精加工外圆做好定位基准。 2、加工表面的加工方法的确定： 离心机主轴主要加工表面是孔、外圆和端面。定位基准为外圆或孔。根据精度要求，外圆加工表面的加工可选择车削和 磨削。 外圆其他部分表面粗糙度为 Ra=6.3，使用半精车，外圆有一部分表面粗糙度为 Ra=0.8，使用磨削，外圆有一的部分表面粗糙度为 Ra=1.6，使用精车。对于外圆尺寸精度等级较高的部分，表面粗糙度为 Ra=0.8，需使用精磨。 对于深孔 55 的加工，根据精度的要求表面粗糙度为 Ra=12.5，深孔的加工7 7 表面可选择钻。 直径为 85 的孔，表面粗糙度为 Ra=1.6，选用精镗； 根据精度的要求，对于端面的加工可选择车削的方法，由于端面的表面粗糙度为 Ra=3.2，所以选用半精车。 列表如下： 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度 aR（ m ） 加工方法 备注 150h7 外圆面 7 0.8 粗车 半精车 磨削 文献（ 2）表 3-10 167 外圆面 9 6.3 粗车 半精车 文献（ 2）表 3-10 150h12 外圆面 12 6.3 粗车 半精车 文献（ 2）表 3-10 150k6 外圆面 6 0.8 粗车 半精车 粗磨 精磨 文献（ 2）表 3-10 148h7 外圆面 7 1.6 粗车 半精车 精车 文献（ 2）表 3-10 142 0.10 锥面 9 0.8 粗车 半精车 精车 文献（ 2）表 3-10 左端面 7 6.3 粗铣 半精车 文献（ 2）表 3-12 右端面 6 3.2 粗铣 半精 车 文献（ 2）表 3-12 螺纹孔 钻 文献（ 2）表 3-13 85H7 孔 7 1.6 钻 粗镗 半精镗 精镗 文献（ 2）表 3-11 55 孔 10 6.3 钻 文献（ 2）表 3-11 105 孔 7 1.6 粗镗 半精镗 精镗 文献（ 2）表 3-11 3、加工阶段的划分： 由于主轴是多阶梯带通孔的零件，切除大量的金属后，会引起残余应力重新分布而变形 ，故安排工序时，一定要粗精分开，先粗后精。主轴加工就是以重要表面的粗加工、半精加工和精加工为主线的 3 个加工阶段，适当穿插其他表面的加工工序而组成的工艺路线。所以可将该离心机主轴的加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。 8 8 粗加工开始前先准备毛坯并正火；粗加工为切端面钻中心孔、粗车外圆等；半精加工阶段是半精车外圆与表面淬火；精加工阶段是主要表面（外圆表面与锥孔）的精加工。 4、工序的集中与分散 离心机主轴的生产类型为小批生产，且形状复杂，可选用工序集中原则安排轴的加工工序。可采用万能机床配以专用的工、夹 具，以减少工序数目，缩短工艺路线，提高生产效率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数减少，缩短了辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了很多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。 5、工序顺序的安排 1、机械加工工序： （ 1）、基准先行： 机械加工工艺安排时，总是加工好定位基准面，使零件便于定位和加紧。主轴加工也总是首先安排端面钻中心孔，以便为后续工序准备好定为基准。 （ 2）、深孔加工的安排： 为了使中心孔能够在多道工序中使用，希望深孔加工安排到最后，但是深孔加工属于粗加工，加工余量大，发热多，变形也大 ，会使得加工精度难得保持，故不能放到最后。一般深孔加工安排在外圆粗车之后，以便有一个较为精确的轴颈作为定为基准来搭中心架，这样加工出的孔容易保证主轴壁厚均匀。 （ 3）、先外后内与先大后小： 先加工外圆，再以外圆定位加工内孔；加工阶梯外圆时，先加工直径较大的，后加工直径较小的，这样可以避免过早的削弱工件的刚度。 （ 4）、次要表面加工的安排： 主轴上的键槽、螺纹等次要表面加工，通常均安排在外圆精车或粗磨之后，精磨之前。如果精车前就铣出键槽，精车时因断续切而易产生振动，既影响加工表面质量，又容易破环刀具，也难控制键槽 深度。这些加工也不能放在精磨之后，否则会破坏主要加工表面已获得的精度。 （ 5）、拟定加工工艺路线： 下料正火钻中心孔，粗车、半精车两端面粗车外圆钻深孔车倒角9 9 调质镗孔半精车各外圆，锥面，轴面精车各外圆表面、精镗孔铣键槽车内外螺纹表面淬火磨削检验。 2、热处理工序 锻造后，在切削加工前宜采用正火，能提高改善轴的硬度，消除毛坯的内应力，改善其切削性能。在粗加工后进行调质，调质硬度为 220 240HBS，调质处理能使主轴获得更高的综合力学性能。在精加工之后，进行表面淬火加低温回火， 提高其耐磨性和工作中承受冲击载荷的能力。 3、辅助工序 在粗加工和热处理后，安排校直工序；在半精加工之后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。 6、确定工艺路线： 综上所述，工艺路线可以确定如下： 离心机主轴工艺路线 工序号 工序阶段 工序名称 定位、夹紧装置和工序作用 10 粗加工 粗车端面 以外圆做粗基准铣端面，钻中心孔； 此步骤是为了后续工序准备好定位基准 20 半精车轴端面 30 钻中心孔 40 粗车外圆表面的各部分 以中心孔定位加工，保证同轴度 此 步骤为深孔加工准备好定位基准 50 钻 55 深孔 采用一夹（夹一头外圆）一托（托一头外圆）的夹装方式，防止深孔偏斜 60 粗镗 85 的孔 以外圆加工定位 70 加工前后锥孔 加工前后锥孔，以便安装锥堵，为半精加工和精加工外圆做好定位基准。 80 热处理 调质处理 调质硬度为 220 240HBS，调质处理能使主轴获得更高的综合力学性能 10 10 90 辅助工序 校直工序 校直主轴， 减小加工后轴的变形 100 半精加工 半精车外圆锥面及各轴面 采用锥堵顶住通孔，以通孔定位加工 加工阶梯外圆时，先加工直径较大的，后加工直径较小的，这样可以避免过早的削弱工件的刚度。 110 半精镗两端 85 的孔 以外圆定位加工内孔 120 辅助工序 去毛刺 减小表面粗糙度 130 辅助工序 中间检验 预防不符合生产工艺条件的工艺疵点的产生，做到有效地预防和控制不良品 140 精加工 精车外圆锥面及各轴面 采用锥堵顶住通孔，以通孔定位加工 150 精镗 85 的孔 以外圆定位加工内孔 160 车两端螺纹 170 热处理 表面淬火 使主轴 获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持原有的良好韧性 180 精加工 磨前修正 保证磨削后的精度 190 粗磨、精磨外圆 采用锥堵顶住通孔，以通孔定位加工 200 铣键槽 精车前就铣出键槽，精车时因断续切而易产生振动，既影响加工表面质量，又容易破环刀具，也难控制键槽深度。所以将其放在粗磨之后，精磨之前。 220 精磨外圆 采用锥堵顶住通孔，以通孔定位加工 230 辅助工序 清洗 清洗加工工件 240 辅助工序 最后检验 检验产品是否合格 250 辅助工序 入库 11 11 四、机床设备及工艺设备的选用： 在小批生产条件下，可以采用万能机床。但是依据具体的情况，选择的机床设备、刀具和工艺装备（量具）如下： 1、 车床的选择： 由于该零件为小批量生产，所以要使用工序集中原则，尽量将所有的工序集中到同一台机床上，减少加工装夹次数和工具。查表后确定，使用车床 CA6140和镗床 T68 即可。 2、刀具的选择： （ 1）粗车时：合理前角参考值为 1518。，合理后角参考值为 68。， 工艺系统刚性较好时主偏角 Kr=75。，副偏角 Kr=510。 45 钢正火，可以选用 YT5 的刀具，前角选为 16。，后角为 58。，主偏角 75。，刃倾角为 0。，副偏角 Kr=5。，刀尖半径为 1mm。 （ 2）半精车、精车时：合理前角参考值为 1318。，合理后角参考值为 810。，工艺系统刚性较好时主偏角 Kr=75。，副偏角 Kr=05。 45 钢调质，可以选用 YT15的刀具，前角选为 18。，后角为 58。，主偏角 75。，刃倾角为 0。，副偏角 Kr=5。，刀尖半径为 1mm。 （ 3）选用车刀时，车端面选用 45。端 面车刀；车外圆阶梯时，选用 90。车刀；在粗车外圆时，选用 75。偏刀。车外圆时，使用靠模板车。钻深孔时，选用莫氏锥柄麻花钻；车螺纹时，使用高速钢螺纹车刀。铣键槽使用圆柱键槽铣刀加工。 五、确定工序的加工余量，计算工序尺寸及公差 1、 确定机械加工余量 离心机主轴的外圆 150k7 的尺寸确定 （ 1）、确定加工方案：查参考文献（ 3）表 3 3 可知，对于基本尺寸为 120180mm，经济精度等级为 k6 的轴，其上偏差为 0.028mm，下偏差为 0.03mm，再由参考文献（ 1）表 1 6 确定其方案为粗车 半精车 粗磨 精磨。 （ 2）、由查表法确定加工余量：毛坯的总余量由表可以确定： 精磨余量： Z 精磨 =0.15mm 粗磨余量： Z 粗磨 =0.9mm 12 12 半精车余量： Z 半精 =1.7mm 粗车余量： Z 粗 =6mm （ 3）、计算各工序尺寸的基本尺寸： 精磨余量：（ 150+0.15） =150.15 mm 粗磨余量： （ 150.15+0.9） mm=151.05mm 半精车余量：（ 151.05+1.7） mm=152.75mm 粗车余量：（ 152.75+6） mm=158.75mm （ 4）、确定各工序尺寸的公差及偏差：工序尺寸的公差按加工经济精度确定： 精磨余量： IT7，公差值：上偏差为 +0.028mm，下偏差为 +0.03 磨削余量： IT7，公差值为 0.040mm； 半精车余量： IT10，公差值为 0.32mm； 粗车余量： IT12，公差值为 0.40mm； 毛坯：公差值为 5mm。 按“入体原则”原则进行标注可知： 精磨余量 150+0.028+0.03；粗磨余量： 151.050-0.040；半精车余量： 151.050-0.32；粗车余量： 152.750-0.40；毛坯 158.75 5。 综上所述，可以列表如下： 外圆 150k6 工序尺寸及公差计算表 工序名称 工序余量 加工工序尺寸 工序尺寸公差 及标注 经济精度等级 经济表面粗 糙度 精磨 0.15 150 150+0.028+0.03 IT6 0.8 粗磨 0.9 150.15 151.050-0.040 IT 7 0.8 半精车 1.7 151.05 151.050-0.32 IT 10 6.3 粗车 4.25 152.75 152.750-0.40 IT12 Rz 50 粗车 6 157 1570-0.40 IT12 Rz 50 锻造 163 163 5 2 现用计算法对精车径向的工序余量 Z1 进 行分析： 13 13 （ 1）查表 Z1=0.15mm，则粗磨基本尺寸为 A2=150+0.15mm=150.15mm。粗磨加工工序的经济加工精度等级可达 IT7 级，即可确定该公差值为 0.04mm，故A1=（ 150.15 0.02） mm；依据“入体原则”可知： 工序最大余量 Z1MAX=（ 150.15+0.02） -（ 150-0.02） =0.19mm 工序最小余量 Z1MIN=150.15-0.02=0.13mm （ 2）查表 Z2=0.9mm，则半精车基本尺寸为 A4=（ 150.15+0.9） mm=151.05mm。半精加工工序的经济加工精度等级可达 IT10 级，即可确定该公差值为 0.1 6mm，故 A3=（ 151.05 0.08） mm； 工序最大余量 Z1MAX=（ 151.05+0.08） -（ 150.15-0.04） =1.02mm 工序最小余量 Z1MIN=（ 151.05-0.08） -150.15=0.82mm （ 3）查表 Z3=1.7mm，则粗车基本尺寸为 A6=（ 151.05+1.7） mm=152.75mm，粗加工工序的经济加工精度等级可达 IT12 级，即可确定该公差值为 0.40mm，故A5=（ 152.75 0.20） mm； 工序最大余量 Z1MAX=（ 152.75+0.20） -（ 151.05-0.32） =2.22mm 工序最小余量 Z1MIN=（ 152.75-0.20） -151.05=1.5mm （ 4）查表 Z4=4.25mm，则锻造基本尺寸为 A8=（ 152.75+4.25） mm=157mm，粗加工工序的经济加工精度等级可达 IT12 级，即可确定该公差值为 0.40mm，故A7=（ 157 0.20） mm； 工序最大余量 Z1MAX=（ 157+0.20） -152.75=4.45mm 工序最小余量 Z1MIN=（ 157-0.20） -152.75=4.05mm （ 5）查表 Z4=6mm，则锻造基本尺寸为 A =（ 157+6） mm=163mm，锻造加工工序的经济加工精度为 5mm，故 A7=（ 163 5） mm； 工序最大余量 Z1MAX=（ 163+5） -157=11mm 工序最小余量 Z1MIN=（ 163-5） -157=1mm 由此可知，可以达到要求，以 150k7 为例，下面的轴面和孔都只算一步。 离心机主轴的孔 85H7 的尺寸确定 （ 1）确定加工方案：查参考文献（ 3）表 3 3 可知，对于基本尺寸为 80120mm，经济精度等级为 H7 的轴，其公差为 0.035mm，再由参考文献（ 1）表 1 7 确定其方案为粗镗 半精镗 精镗。 14 14 （ 2）由查表法确定加工余量：毛坯的总余量由表 精镗余量： Z 精 =0.3mm 半精镗余量： Z 半精 =1.7mm 第二次粗镗余量： Z 粗 =3mm 第一次粗镗余量： Z 粗 =25mm （ 3）计算各工序尺寸的基本尺寸： 精镗余量：（ 150-0.3） mm=84.7mm； 半精镗余量：（ 84.7-1.7） mm=83mm； 第二次粗镗余量：（ 83-3） mm=80mm； 第一次粗镗余量：（ 80-25） mm=55mm； （ 4）确定各工序尺寸的公差及偏差：工序尺寸的公差按加工经济精度确定： 精镗余量： IT8，公差值为 0.035mm； 半精镗余量： IT9，公差值为 0.087mm； 第二次粗镗余量： IT11，公差值为 0.22mm； 第一次 粗镗余量： IT13，公差值为 0.54mm； 毛坯：公差值为 5mm。 按“入体原则”原则进行标注可知： 精镗余量： 85+0.0350；半精镗余量： 84.7+0.0870；第二次粗镗余量余量： 83+0.220；第一次粗镗余量余量： 80+0.540；毛坯 55 5。 综上所述，可以列表如下： 孔 85H7 工序尺寸及公差计算表 工序名称 工序余量 加工工序尺 寸 工序尺寸公差 及标注 经济精度等级 经济表面粗 糙度 精镗 0.3 85 85+0.0350 IT 8 0.8 半精镗 1.7 84.7 84.7+0.0870 IT 9 6.3 粗镗 3 83 83+0.220 IT11 16 粗镗 25 80 80+0.540 IT13 20 锻造 55 55 2 2 15 15 现用计算法对精车径向 的工序余量 Z1 进行分析： 查表 Z1=0.3mm，则半精镗基本尺寸为 A2=（ 85+0.3） mm=85.3mm。半精加工工序的经济加工精度等级可达 IT9 级，即可确定该公差值为 0.087mm，故 A1=（ 85.3 0.0435） mm； 工序最大余量 Z1MAX=（ 85.3+0.0435） -85=0.3435mm 工序最小余量 Z1MIN=（ 85.3-0.0435） -（ 85+0.035） =0.2215mm 半精加工和粗加工都可以按照 150h7 的算法计算。 可由同样的方法求得余下各个尺寸的工序尺寸及公差计算表 外圆 150h7 工序尺寸及公差计算表 工序名称 工序余量 加工工序尺 寸 工序尺寸公差 及标注 经济精度等 级 经济表面粗 糙度 磨削 0.9 150 1500-0.040 IT 7 0.8 半精车 1.7 150.9 150.90-0.32 IT 10 6.3 粗车 4.4 152.6 152.60-0.40 IT12 Rz 50 粗车 6 157 1570-0.40 IT12 Rz 50 锻造 163 163 5 5 现用计算法对精车径向的工序余量进行分析： （ 1）查表 Z1=0.9mm，则半精车基本尺寸为 A2=（ 150+0.9） mm=150.9mm。半精加工工序的经济加工精度等级可达 IT10 级，即可确定该公差值为 0.1 6mm，故 A1=（ 150.9 0.08） mm； 工序最大余量 Z1MAX=（ 150.9+0.08） -（ 150-0.04） =0.12mm 工序最小余量 Z1MIN=（ 150.9-0.08） -150=0.82mm （ 2）查表 Z2=1.7mm，则粗车基本尺寸为 A4=150.9+1.7mm=152.6mm，粗加工工序的经济加工精度等级可达 IT12 级，即可确定该公差值为 0.40mm，故 A3=（ 152.6 0.20） mm； 工序最大余量 Z1MAX=（ 152.6+0.20） -（ 150.9-0.32） =2.22mm 工序最小余量 Z1MIN=（ 152.6-0.20） -150.9=1.5mm 16 16 （ 3）查表 Z3=4.4mm，则锻造基本尺寸为 A6=（ 152.6+4.4） mm=157mm，粗加工工序的经济加工精度等级可达 IT12 级，即可确定该公差值为 0.40mm，故A3=（ 157 0.20） mm； 工序最大余量 Z1MAX=（ 157+0.20） -（ 152.6-0.32） =4.92mm 工序最小余量 Z1MIN=（ 157-0.20） -152.6=4.2mm （ 4）查表 Z4=6mm，则锻造基本尺寸为 A8=（ 157+6） mm=163mm，粗加工工序的经济加工精度等级可达 IT12 级，即可确定该公差值为 0.40mm，故 A7=（ 163 0.20） mm； 工序最大余量 Z1MAX=（ 163+0.20） -（ 157-0.32） =6.52mm 工序最小余量 Z1MIN=（ 163-0.20） -157=5.8mm （ 5）查表 Z5=6mm，则锻造基本尺寸为 A10 =163mm， 锻造加工工序的经济加工精度为 5mm，故 A9=（ 163 5） mm； 工序最大余量 Z1MAX=（ 163+5） -157=11mm 工序最小余量 Z1MIN=（ 163-5） -157=1mm 由此可知，可以达到要求，以 150h7 为例，下面的轴面和孔都只算一步。 外圆 148h7 工序尺寸及公差计算表 工序名称 工序余量 加工工序尺 寸 工序尺寸公差 及标注 经济精度等 级 经济表面粗 糙度 磨削 0.9 148 1480-0.040 IT 7 0.8 半精车 1.7 148.9 148.90-0.32 IT 10 6.3 粗车 4.4 150.6 150.60-0.40 IT12 Rz 50 粗车 6 155 1550-0.40 IT12 Rz 50 锻造 161 161 5 2 现用计算法对精车径向的工序余量 Z1 进行分析： 查表 Z1=0.9mm，则半精车基本尺寸为 A2=（ 148+0.9） mm=148.9mm。半精加工工序的经济加工精度等级可达 IT10 级，即可确定该公差值为 0.1 6mm，故A1=（ 148.9 0.08） mm； 17 17 工序最大余量 Z1MAX=（ 148.9+0.08） -（ 148-0.04） =0.12mm 工序 最小余量 Z1MIN=（ 148.9-0.08） -148=0.82mm 半精加工和粗加工都可以按照 150h7 的算法计算。 外圆 167 工序尺寸及公差计算表 工序名称 工序余量 加工工序尺 寸 工序尺寸公差 及标注 经济精度等 级 经济表面粗 糙度 半精车 1.7 167 1670-0.1 IT 9 6.3 粗车 4.4 168.7 168.70-0.40 IT12 Rz 50 粗车 6 174 1740-0.40 IT12 Rz 50 锻造 180 180 5 2 现用计算法对精车径向的工序余量 Z1 进行分析： 查表 Z1=1.7mm，则粗车基本尺寸为 A2=（ 167+1.7） mm=168.7mm。粗加工工序的经济加工精度等级可达 IT12 级，即可确定该公差值为 0.40mm，故 A1=（ 168.7 0.20） mm； 工序最大余量 Z1MAX=（ 168.7+0.20） -（ 167-0.1） =2mm 工序最小余量 Z1MIN=（ 168.7-0.20） -167=1.5mm 粗加工可以按照 150h7 的算法计算。 两端端 面工序尺寸及公差计算表 工序名称 工序余量 加工工序尺 寸 工序尺寸公差 及标注 经济精度等 级 经济表面粗 糙度 半精车 1.7 990 9900-0.1 IT 9 6.3 粗车 5.3 991.7 991.70-0.25 IT11 Rz 50 粗车 6 997 9970-0.25 IT11 Rz 50 锻造 1003 1003 5 5 现用计算法对精车径向的工序余量 Z1 进行分析： 查表 Z1=1.7mm，则粗车基本尺寸为 A2=（ 990+1.7） mm=991.7mm。粗加工18 18 工序的经济加工精度等级可 达 IT11 级，即可确定该公差值为 0.25mm，故 A1=（ 991.7 0.125） mm； 工序最大余量 Z1MAX=（ 991.7+0.125） -（ 990-0.1） =1.725mm 工序最小余量 Z1MIN=（ 991.7-0.125） -990=1.575mm 粗加工可以按照 150h7 的算法计算。 六、切削用量、时间定额的计算 （ 1）切削用量的一般选择方法： 粗车时切削用量的选择程序： 背吃刀量 ap，一般 ap=25mm，给半精车、精车六 13mm； 进给量 f，粗车时 f=0.30.7mm/r； 切削速度 vc 确定 ap 和 f 之后，可根据刀具材料和机床功率确定切削速度 vc。 精车时切削用量的选择程序： 精车时，一般先选择 vc，然后确定 f（精车 f=0.080.2mm/r），最后确定 ap。 （ 2）选择零件切削用量： 1、对于直径为 150h7 的轴工序切削用量的确定： 1）、粗加工切削用量：粗车 查表可知，粗车直径为 150 的轴 ，背吃刀量： ap=错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =3mm；进给量： f=1.0mm/r；切削速度：取转速为 160r/min，可求得 vc=错误 !未找到引用源。 =90m/min； 2）、半精加工切削用量：半精车 查表可知，半精车直径为 150 的轴，背吃刀量： ap=错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =0.85mm；进给量： f=0.20mm/r； 切削速度：取转速为 560r/min，可求得 vc=错误 !未找到引用源。 =287.6m/min 3）、精加工切削用量：粗磨 砂轮的圆周速度为 vc=35m/s；工件的圆周速度 vw=2030m/s，查表，取 vw=21m/s，由 n=错误 !未找到引用源。 =44.3mm/min 则切削速度： vf=错误 !未找到引用源。=668.8m/min； 19 19 工件纵向进给量： f=15mm/r； 工作台磨削深度，即背吃刀量： ap=0.0294； 2、对于直径为 150k7 的轴工序切削用量的确定： 1）、粗加工切削用量：粗车 背吃刀量： ap=错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =3mm 进给量： f=1.0mm/r 切削速度：取转速为 180r/min，可求得 vc=错误 !未找到引用源。 =90m/min 2）、半精加工切削用量：半精车 查表可知，半精车加工时，背吃刀量： ap=错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =0.85mm；进给量： f=0.20mm/r；切削速度：取转速为 600r/min，可求得vc=错误 !未找到引用源。 =287.6m/min 3）、精加工切削用量：粗磨 砂轮的圆周速度为 vc=35m/s； 工件的圆周速度 vw=2030m/s，查表，取 vw=21m/s，由 n=错误 !未找到引用源。 =44.3mm/min 则切削速度： vf=错误 !未找到引用源。=668.8m/min； 工件纵向进给量： f=15mm/r； 工作台磨削深度，即背吃刀量： ap=0.0294mm； 4）、精磨切削用量： 查表可知：工件的圆周速度 vw=35m/s，当 Ra=0.8 错误 !未找到引用源。 时，进给量 f=（ 0.40.6） b，其中 b 为砂轮的宽度，查表可取 f=12.5 mm/r；最后确定背吃刀量为 ap=0.0256mm。 3、对于直径为 85 的孔切削用量的确定： 1）、粗加工切削用量的确定：钻 根据工艺路线，首先会钻深孔 55，所以先根据刀具的型号和材料，查高速钢钻头钻削钢料时的切削速度和进给量，可得切削速度为 37m/min，进给量为f=0.66mm/r。背吃刀量为 ap=D/2=27.5，钻削出 55 的孔。 钻孔之后，再用镗刀粗镗至 85，查表可知，必须镗两次，第一次镗 25mm，第二次镗 3mm，其粗镗的切削深度，即背吃刀量分别为 ap=25； ap=3；使用刀20 20 具为刀头，查表可知，进给量 f=0.31.0mm/r；可以选用最大的进给量为 1.0 mm/r；切削速度为： vc=4060m/min；选择切削速度为 50 m/min。 2）、半精加工切削用量的确定：半精镗 为了减少刀具的数量，半精镗同样使用刀具为刀头，所以查表可知背吃刀量ap=1.7mm；切削进给量为 f=0.20.8mm/r，我们选用最大的进给量 f= 0.8mm/r；切削速度 为 80120m/min；选择 100m/min。 3）、精加工切削用量的确定：精镗 选用刀具为刀头，精加工时应先从切削速度开始选择，选用的切削速度vc=60100 m/min，我们选择 80 m/min；进给量 f=0.150.5mm/r，选用最大的进给量为 0.5 mm/r；背吃刀量根据零件机械加工的余量求得 ap=0.3mm。 （ 3）、时间定额的计算： （ 1）、粗车 三爪自定心卡盘夹持工件毛坯外圆 ，切削右边三段外圆。由切削用量的计算中，可得到粗车时 CA1640 型车床上车端面转速 n1=200r/min，车外 圆转速n2=150 r/min，计算车削基本时间 粗车两端面： tm1=（ L1 n1f1=（ 6.5+ 990） (200 0.4) =12.45min 粗车外圆： tm 2=（ L+L1+L2） n1*f1 =5.5min 粗车的基本时间为 T1=tm1+ tm2=12.45+5.5=17.96min （ 2）、半精车 由切削用量的计算中，可得到半精车时 CA1640 型车床上车外圆面转速n1=450r/min， f=0.4mm/r，计算车削基本时间： T2= L n*f=990（ 450 0.1） =22min （ 3）、半精 镗 tb=（ L+L1+L2） n1*f1，精镗有两个工步，半精镗左右两端的内孔。 Lb1=120mm；Lb2=160mm； L1=1mm，