毕业设计（论文）-离合齿轮的数控加工工艺设计及编程.doc

湖南信息职业技术学院学生毕业论文题 目： 离合齿轮的数控加工工艺 设计及编程 姓 名 学 号 39 系 (部) 机电工程系 专 业 数控技术及应用 指导教师 开题时间 2010年06月10日 完成时间 2010年11月05日 2010年11月05日湖南信息职业技术学院学生毕业设计(论文)答辩表学生姓名学号39专业数控技术所属系部机电工程系毕业设计课题(论文)题目离合齿轮的数控加工工艺设计及编程指导教师姓名袁海洋答辩委员会成员姓 名(签字)职 称工 作 单 位对毕业设计打分(或等级)答辩委员会对毕业设计的评语:答辩委员会主任(签字)副主任(签字)年 月 日答辩成绩:备注注：毕业设计答辩评价等级为 优秀（90100）、良好（8089）、中（7079）、及格（6069）、不及格（60分以下）。湖南信息职业技术学院教务处制湖南信息职业技术学院毕 业 设 计 成 绩 评 定 表学生姓名学号39专业数控技术所属系部机电工程系毕业设计课题离合齿轮的数控加工工艺设计及编程评分评语：指导教师（签名） 年 月 日备注注：毕业设计评价等级为 优秀（90100）、良好（8089）、中（7079）、及格（6069）、不及格（60分以下）。湖南信息职业技术学院教务处制毕业设计任务说明书一、 设计课题离合齿轮的数控加工工艺设计及编程二、 设计条件零件是CA6140车床主轴箱中运动输入轴上的一个离合齿轮，它位于轴的右端，用于接通或断开主轴的反转传动路线，与其他零件一起组成磨擦片正反转离合器，它借助两根滚动轴承定套在轴上，只有分装在轴上的内磨擦片和装在该齿轮上的外磨擦片挤压时，轴才能带动该齿轮转动。70K7mm孔与两个滚动轴承的外圈相配合，73mm 沟槽为弹簧档圈卡槽，103mm孔定内外磨擦片，4-16mm 槽口与外磨擦片的翅片相配合使其和该齿轮一起转动，61.5mm 沟槽和415mm孔用于通入冷却润滑油.。三、 设计任务1) 确定加工方法的选择与加工方案。2) 确定零件的安装与夹具的选择。3) 工步与工序的划分。4) 刀具的选择与切削用量的确定。5) 加工路线的确定。6) 通过编程及加工出满足题目所要求精度的零件。四、 设计要求1. 每个学生必须独立完成毕业设计。2. 设计图纸要清晰，尺寸标注要准确，数据要完整，书写要规范。3. 设计主题要完整。4. 设计图纸可手工作图，也可电脑制作。文字部分用A4纸打印。整个设计材料要装订成册。5. 设计完成后应有相应的总结报告。五、 参考资料1. 数控编程手册2. 机械制造基础3. 数控编程与加工技术4. 机械制造工艺及设备设计指导手册等摘 要数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不但发展和应用领域的扩大他对归计民生的一些重要行业(IT、汽车、医疗、轻工等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势.在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备是提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性保证.数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。选这个题目的目的是它能体现出我对所学知识的掌握程度和灵活规范的运用所学知识，在我认为要成为一名合格的大学生，以自己的的思路用所学的知识来完成一份成功的毕业设计是必不可少的。此次的毕业设计主要解决的问题是零件的装夹、刀具的对刀、工艺路线的制订、工序与工步的划分、刀具的选择、切削用量的确定、车削加工程序的编写、机床的熟练操作。主要困难的是两次装夹中的水平Z向长度难以保证、切削用量的参数设定 、对刀的精度 、工艺路线的制订。运用数控原理、数控工艺、数控编程、专业软件等专业知识和数控机床实际操作的一次综合练习，能让我感触当代科学的前沿，体验数控魅力，为人们的生活带来方便，进一步认识数控技术，熟练数控机床的操作，掌握数控，开发数控内在潜力。关键词：数控 数控技术 毕业设计前 言本次毕业设计是学院为了提高学生的数控技术及相关技能等综合运用能力，通过毕业设计和完成毕业论文也是学院对毕业生毕业资格的审核条件，同时也为我们以后的工作打下理论基础，本次设计是由指导老师张老师精心指导下和同组的同学的共同协作下完成的。数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着科技的迅猛发展，自动控制技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。数控加工和编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用，同时使对本专业有较完整的、系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力，以及培养了科学的研究和创造能力。数控技术不断的发展，数控技术很快会普及中国工业基地，成为工业发展的标志，数控技术的成熟也是当代科技发展的标志，所以数控技术也是国家经济的体现，中国经济正加快向新兴工业化道路发展，制造业已成为国民经济的支柱产业。先进数控技术的广泛使用，导致数控应用型人才严重短缺、作为当代的数控技术的学者我感到无比的荣幸，又感到无比的艰巨。本毕业设计内容主要是详细叙述利用数控车床来加工零件。大致包含了零件的工艺的分析过程、加工中一些问题的解决方法、数控加工过程、数控编程、机床操作与零件自检过程等，另外还有设计说明书、参考文献、毕业设计小结、致谢、附录等部分。设计者以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限，时间又较为紧迫。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师给于批评和指正。名合格的大学生，以自己的的思路用所学的知识来完成一份成功的毕业设计是必不可少的。设计者以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于能力所限和知识水平与实际经验有限，时间又较为紧迫。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师给于批评和指正。目 录前 言第一章 零件的工艺分析及生产类型的确定11.1 零件的作用11.2 零件的工艺性分析21.3 零件的生产类型2第二章 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯-零件合图32.1 选择毛坯32.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差32.3 确定机械加工余量32.4 确定毛坯尺寸32.5 确定毛坯尺寸公差42.6 绘制毛坯图4第三章 选择加工方法，制定工艺路线63.1 定位基准的选择63.2 零件表面加工方法的选择63.3 制订工艺路线7第四章 工序设计84.1 选择加工设备与工艺装备84.2 确定工序尺寸10第五章 确定切削用量及基本时间和夹具设计及误差分析145.1 工序切削用量及基本时间的确定145.2 工序第、第、第、第切削用量及基本时间的确定185.3 夹具设计和夹具的定位方案185.4 夹紧机构195.5 误差分析205.6 夹紧力的计算22设计小结及展望23参考文献24谢辞25附表1附表2离合齿轮的工艺设计第一章 零件的工艺分析及生产类型的确定图1-1 齿轮零件图1.1 零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床主轴箱中运动输入轴轴上的一个离合器齿轮，如图1-1所示。它位于轴上，用于接通或断开主轴的反转传动路线，与其他零件一起组成摩擦片正反转离合器，主运动传动链由电机经过带轮传动副130mm/230mm传至主轴箱中的轴。在轴上装有双向多片摩擦离合器M1，使主轴正转、反转或停止。当压紧离合器左部的摩擦片时，轴的运动经齿轮副56/38或51/43传给轴，使轴获得2种转速。压紧右部摩擦片时，经齿轮50、轴上的空套齿轮34传给轴上的固定齿轮30。这时轴至轴间多一个中间齿轮34，故轴的转向相反，反转转速只有1种。当离合器处于中间位置时，左、右摩擦片都没有被压紧，轴运动不能传至轴，主轴停转。此零件借助两个滚动轴承空套在轴上，只有当装在轴上的内摩擦片和装在该齿轮上的外摩擦片压紧时，轴才能带动该齿轮转动。该零件68K7mm的孔与两个滚动轴承的外圈相配合，71mm沟槽为弹簧挡圈卡槽，94mm的孔容纳内、外摩擦片，416mm槽口与外摩擦片的翅片相配合使其和该齿轮一起转动，61.5mm沟槽和45mm的孔用于通入冷却润滑油。1.2 零件的工艺性分析1、左端 68K7 外圆表面精度等级为IT7，表面粗糙度为Ra0.8。并且槽相对68K7 孔的轴线成90度均匀分布。2、16 mm宽槽口相对68K7孔的轴线成90均匀分布，其径向设计基准是68K7 mm孔的轴线，轴向设计基准是106.5 mm外圆柱的左端平面。3、45 mm孔在61.5 mm沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面的距离为3 mm，圆锥角度为90度。4个5 mm孔分别与16mm槽宽错开45度均匀分布。4、由于加工时不能选用沟槽的侧面为定位基准，故要精确地保证上述要求比较困难，但这些小孔为油孔，位置要求不高，只要钻到沟槽之内接通油路就可，加工不难。5、90外圆表面精度等级为IT14，表面粗糙度为Ra3.2。6、左端外圆表面106.5 精度等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3。7、94外圆表面精度等级为IT14，表面粗糙度为Ra6.3。8、71内孔槽内圆表面精度等级为IT14，表面粗糙度为Ra6.3。9、117h11龄轮外圆表面 IT11 Ra3.2，齿面Ra1.6。10、右端面Ra3.2，左端面Ra6.3。11、倒（圆）角。1.3 零件的生产类型根据设计题目可知：Q=2000台/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率a和废品率b分别取为5%和2%。代入公式（4-1）得该零件的生产纲领：N=20001（1+5%）（1+2%）=2142件/年零件是机床上的齿轮，质量为1.36kg，查表4-2可知其属轻型零件，生产类型为中批量生产。第二章 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯-零件合图2.1 选择毛坯该零件材料为45钢，而且属于薄壁的圆盘类中小型零件，考虑加工工序较多，会经常承受交变载荷及冲击载荷，因此应该选用锻件，可得到连续和均匀的金属纤维组织，保证零件工作可靠。又由于零件年产量为2142件，属中批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成形，可获得较好的尺寸精度和较高的生产率。2.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差查金属机械加工工艺人员手册，可知钢质模锻的公差及机械加工余量按GB/T123622003确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，先确定如下参数。（1）锻件公差等级。由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。（2）锻件质量m。根据零件成品质量1.36kg，估算为mf=2.5kg。由于该零件为圆形，假设其最大直径为121mm，长为68mm，则由圆形锻件计算质量公式mN= （ 为钢材密度，7.85g/cm3）可知：锻件外廓包容体质量mN= 121268 7.85106=6.135kg。所以，S=mf/mN=2.5/6.135=0.407。由于0.407介于0.32和0.63之间，故该零件的形状复杂系数S属S2级。（4）零件表面粗糙度。由零件图知，除68K7mm孔为Ra0.8以外，其余各加工表面为Ra1.6。2.3 确定机械加工余量根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查金属机械加工工艺人员手册中锻件内外表面加工余量表，查得单边余量在厚度方向为1.72.2mm，水平方向为1.72.2mm。锻件中心两孔的单面余量按手册中锻件内孔直径的单面机械加工余量表，可查得为2.5mm。2.4 确定毛坯尺寸根据查得的加工余量适当选择稍大点即可，只有68K7mm孔，因为表面粗糙度要求达到Ra0.8，考虑磨削孔前的余量要大，可确定精镗孔单面余量为0.5mm。其他槽、孔随所在平面锻造成实体。具体加工余量的选择大小如表7-1所示。2.5 确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数从手册中查锻件的长度、宽度、高度、厚度公差表可得。具体如表2-1所示。表2-1零件尺寸单面加工余量锻件尺寸偏差117H112121106.51.75110942899029468K73626426894孔深31mm1.829.220121121.813.82.6 绘制毛坯图根据确定的毛坯尺寸和加工余量，可绘制毛坯-零件合图，外圆角半径为R6，内圆角半径为R3；内、外模锻斜度分别为7、5。如图2-1所示。 图 2-1第三章 选择加工方法，制定工艺路线3.1 定位基准的选择本零件是带圆盘状齿轮，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则，即精基准选68K7mm的孔及其端面。由于离合器齿轮所有表面都要加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选94外圆及其端面为粗基准。但因为外圆121mm上有分模面，表面不平整，有飞边等缺陷，定位不可靠，故不能选为粗基准。3.2 零件表面加工方法的选择该零件的主要加工表面有外圆、内孔、端面、齿面、槽及孔，其加工方法选择如表3-1所示。表3-1位置公差等级粗糙度（Ra/um）加工方法90IT143.2粗车半精车117h11IT113.2粗车半精车106.5 IT126.3粗车半精车68K7IT70.8粗镗半精镗精镗94IT146.3粗镗端面IT1463粗车齿面IT1132粗车半精车槽IT1332粗铣半精铣5小孔IT14钻3.3 制订工艺路线齿轮的加工工艺路线一般是先进行齿坯的加工，再进行齿面加工。齿坯加工包括各圆柱表面及端面的加工。按照先基准及先粗后精的原则，该零件加工工艺路线如表3-2所示。表3-2序号工序内容设备1粗车右端117和90外圆及其端面，粗镗右端68孔内表面和71圆槽内表面。C620-1型卧式车床2掉头粗车左端106.5及端面，粗镗左端94内孔表面C620-1型卧式车床3半精车右端117和90外圆及其端面，半精镗右端68内孔表面和71圆槽内表面。倒右端的角（圆角）。C620-1型卧式车床4掉头半精车左端106.5及台阶面，半精镗左端94内孔表面，倒左端的角（圆角）。C620-1型卧式车床5滚齿轮。Y3150型滚齿机6钻5孔，锪沉头孔。Z525型立式钻床7精镗68内孔表面C620-1型卧式车床8铣槽X62W卧式铣床9钳工去毛刺10终检第四章 工序设计4.1 选择加工设备与工艺装备根据不同的工序选择机床、刀具、检验量具，如下表4-1所示。图 4-1工步设备选择刀具选择量具选择粗车C620-1车床YT15游标卡尺半精车C620-1车床YT30游标卡尺粗镗C620-1车床YT15内径千分尺半精镗C620-1车床YT30内径千分尺滚齿Y3150滚齿机A级单头滚刀公法线千分尺铣槽X62W卧式铣床160mm三面刃铣刀游标卡尺钻孔Z525立式钻床复合钻选择机床 根据不同的工序选择机床工序3、4、6、7，粗车和半精车又或者粗镗和半精镗。 各工序的加工步数不多，本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，且不要求很高的生产率，精度要求不高，选用C620-1型卧式车床滚齿 从加工要求及尺寸大小考虑，先用Y3150型滚齿机较合适三面刃铣刀粗铣及精铣槽。虑本零件属成批生产，所选机床使用范围较广为宜，用专用夹具加工，故选常用的X62型铣床能满足加工要求，应该选用X62W卧式铣床钻5小孔 采用专用分度夹具在立式钻床上加工 选用Z525型立式钻床选择夹具 本零件除粗铣及半精铣槽、钻小孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。前四道车床工序用三爪自定心卡盘，滚齿工序用心轴。刀具的选择在车床加工的工序，一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30。为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀（GB 5343.11985，GB 5343.21985）。切槽刀宜选用高速钢。滚齿采用A级单头滚刀能达到8级粗度。滚刀的选择模数为2.25mm的型A级精度滚刀（GB 60831985）。铣刀选镶齿三面刃铣刀（JB/T 79531999）。零件要求铣切深度为15mm，铣刀的直径应为100160mm。因此所选铣刀：半粗铣工序铣刀直径d=125mm，宽L=16mm，孔径D=32mm，齿数Z=20；粗铣由于留有双面余量3mm，槽宽加工到13mm，该标准铣刀无此宽度需特殊订制，铣刀规格为d=125mm，L=13mm，D=32mm，Z=20。选择量具本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考本书有关资料，选择如下。选择各外圆加工面的量具。本零件各外圆加工面的量具见表4-2表4-2 外圆加工面所用量具/mm工序加工面尺寸尺寸公差量 具118.50.54分度值0.02、测量范围0150游标卡尺910.87106.50.4900.87分度值0.05、测量范围0150游标卡尺1170.22分度值0.01、测量范围100125外径千分尺外圆表面的测量中，除117的尺寸公差为0.22最小要用到外径千分尺外，其它均可用游标卡尺粗镗孔68mm公差等级为IT11，读数值0.01mm、测量范围50125mm的内径千分尺即可。68K7半精镗孔公差等级为IT9，可选读数值0.01mm、测量范围50100mm测孔深度为型一级内径百分表。精镗70k7mm孔，由于精度要求高，加工时每个工件都需进行测量，故宜选用极限量规，根据孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规（GB/T63221986）。选择加工轴向尺寸所用量具 加工轴向尺寸所用量具见表4-3。 表4-3 加工轴向尺寸所用量具/mm 工序尺寸公差量 具66.4读数值0.02、测量范围0150游标卡尺读数值0.02、测量范围0150游标卡尺2064.7323120读数值0.01、测量范围025游标卡尺64读数值0.01、测量范围5075外径千分尺选择加工槽所用量具 槽经粗铣、半精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差的等级为：粗铣时均用IT14；半精铣时，槽宽为IT13，槽深为IT14。均可选用读数值为0.02mm、测量范围0150mm的游标卡尺进行测量。选择滚齿工序所用量具 滚齿工序在加工时测量公法线长度即可。选用分度值为0.01mm、测量范围2550mm的公法线百分尺（GB/T 12171986）。4.2 确定工序尺寸确定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。当有基准转换时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。（1）确定圆柱面的工序尺寸。圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。该零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如书中表7-5所示。书中表7-5加工面工序余量精度等级工序尺寸工序尺寸公差117H11齿面粗车25IT1111850-0.220半精车15IT91170-0.087106.5外圆粗车35IT111080-0.220半精车1.5IT9106.50-0.08790外圆粗车25IT1191.50-0.220半精车15IT9900-0.08794孔粗镗2.5IT119468K7孔粗镗3IT1170+0.1900半精镗2IT969+0.0740精镗1IT768+0.0300确定轴向工序尺寸 本零件各工序的轴向尺寸如图3-3所示。 图 3-3各工序的轴向尺寸确定各加工表面的工序加工余量。本零件各端面的工序加工余量见表3-66 表3-6 各端面的工序加工余量/mm工 序加工表面总加工余量工序加工余量1222Z11=1.3Z12=1.33451.71.71.7Z32=1.7Z42=1.7Z52=1.71222Z13=0.7Z23=0.7确定工序尺寸L13、L23、L5及L6。该尺寸在工序20、工序30中应该达到零件图样的要求，L13=64 mm，L11=6 mm，L6=2.5 mm，L23=20 mm。确定工序尺寸L12、L11及L21。该尺寸只与加工余量有关，则L12=L13+Z13=64+0.7=64.7mm （3.5） L11=L12+Z32=64.7+1.7=66.4mm （3.6） L21=L23+Z13-Z23=20+0.7-0.7=20mm （3.7） 确定工序尺寸L3。尺寸L3需解工艺尺寸链才能确定。工艺尺寸链如图3-4所示。图中L7为零件图样上要求保证的尺寸12mm。L7为未注公差尺寸，其公差等级按IT14，查公差表得公差值为0.27mm，则L7=12mm。图3-4 尺寸L3工艺尺寸链 图3-5 含尺寸L4的工艺尺寸链确定根据尺寸链计算公式：L7=L13-L23-L3 （3. 8）L3=L13-L23-L7=64-24-12=32mm （3. 9） L7=T13+T23+T3 （3.10）按关面所定的公差T13=0.5mm，而T7=0.43mm不能满足尺寸公差的关系式，必须缩小组成环的公差。现按加工方法的经济精度确定： 则L13=640 -0.1mm L23=20mm L3作为 调整尺寸L7=120 -0.43 mm，求得L3=32 mm +0.25 0确定工序尺寸L4。工序尺寸L4也需解工艺尺寸链才能确定。图3-5中L8为零件图样上要求保证的尺寸33mm。其公差等级按IT13，查表为0.39mm，L8=320 -0.39。解工艺尺寸链，其中L13=640 -0.1mm，L8为封闭环，得L4=31+0.29 0。确定工艺尺寸L11、L12及L21。按加工方法的经济精度及偏差入体原则，得L11=66.4mm，L12=64.7mm，L21=20mm。 确定铣槽的工序尺寸 半精铣可达到零件图样的要求，则该工序尺寸：槽宽为16mm，槽深15mm。粗铣时，为半精铣留有加工余量：槽宽双边余量为2mm，槽深余量为2mm。且粗铣工序的尺寸：槽宽为14mm，槽深13mm。第五章 确定切削用量及基本时间和夹具设计及误差分析 切削用量包括背吃刀量ap、进给量f、和切削速度Vc。确定顺序是先确定ap、f再确定Vc。5.1 工序切削用量及基本时间的确定本工序为粗车（车端面、外圆及镗孔）。已知加工材料为45钢，锻件，有外皮；机床为CA6140卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。切削用量包括背吃刀量a进给量f和切削速度v。1、 工序切削用量及基本时间的确定切削用量 本工序为粗车（车端面、外圆及镗孔）。己知加工材料为45钢。1） 确定粗车外圆118.5的切削用量。选用刀的刀杠尺寸BH=16mm25mm,确定背吃刀量a，粗些车双边余量为2.5mm,显然a为单边余量：a=1.25mm确定进给量f ，根据背吃力量a=3mm, 工件的直径为100-400mm时，查表书本附表1得：f=0.60mm/r确定切削速度v。粗车速度取n=130r/min，根据公式得=45.5m/min45号钢为 优质碳素结构用钢，根据GB/T699-1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa，当加工600-700Mpa钢料、a=3mm、f=0.75mm/r时，切削速度v=109m/min。确定的切削用量为：a=1.25mm,f=0.60mm/r,n=130r/min,v=45.5m/min。车削时间：=25sL为车削路程33mm.2)确定粗车外圆91.5mm 、端面及台阶面的切削用量。采用车外圆118.5的刀具加工这些表面。车外圆车外圆91.5mm的a=1.25mm,端面及台阶面的a=1.3mm.车外圆91.5mm的f=.60mm/r,车端面及台阶面的f=0.52mm/r。主轴转速与车外圆118.5mm相同。切削速度：=37.35m/min=0.623m/s粗车91.5时间：=15.4s3)确定粗镗65mm孔的切削用量。所用刀具为YT5硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。确定背吃力量a，双边余量为3mm，显然a为单边余量：a=1.5mm.确定进给量f 根据表得，当粗镗料、镗刀直径为20mm、a=2mm、镗刀出长度为100mm时，f=0.15-0.3mm/r按C620-1车床的进给量，选择f=0.2mm/r确定切削速度v，根据公式：V=查表得系数为：291,m=2,=0.15,=0.2=60min,=0.90.80.65=0.568,所以V=经查C620-1车床的转速，选择=370r/min。确定粗镗孔的基本时间，选镗刀的主偏角。其中，。所以：确定粗车端面的基本时间： 式中，所以：4)确定粗车台阶面的基本时间：，其中d=121mm,f=0.52mm/r,n=2r/s,i=1所以：确定工序的时间：各工序参数见下表5-1表5-12、工序切削用量及基本时间的确定本工序还是为粗车（车端面、外圆、台阶面、镗孔和车沟槽），己知与工序相同。采用工序确定切削用量和切削时间的方法，得本工序的切削用量及基本时间见下表5-2：表5-23、工序切削用量及基本时间的确定（1）切削用量 本工序为钻孔，刀具选用高速钢复合钻头，直径d=5mm；钻4个通孔；使用切削液。确定进给量f。由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给。选择钻头磨钝标准及耐用度。根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm；耐用度T=15min。确定切削速度V。由表5-132，=670MPa的45钢加工性属5类。根据表5-127，暂定进给量f=0.16mm/r。由表5-131，可查得V=17m/min，n=18r/s。（2）基本时间 钻4个直径为5mm深12mm的通孔，基本时间约为20s。 4、工序切削用量及基本时间的确定切削用量 本工序为铣槽，所选刀具为高速钢三面刃铣刀。机床选用X62型卧式机床。共铣4个槽。确定切削速度和工作台每分钟进给量f.查表得公式：v=查表得：(=56；m=0.2;=13mm;=0.08mm/z ; =13mm;z=20;d=125mm;=1.0)v=39.84m/minn= =10.15r/s根据铣床工作台进给量表，选择=0.063mm/s，=75mm/min 基本时间，根据表T=式中：l=7.5mm;=+(13);=13mm;d=125mm;=45mm;=4mm;i=4T=166s5.2 工序第、第、第、第切削用量及基本时间的确定将前面进行的工作所得的结果，填入工艺文件。5.3 夹具设计和夹具的定位方案1夹具设计 本夹具是工序用三面刃铣刀纵向进给粗铣16mm槽口的专用夹具，在X62W卧式铣床上加工离合器齿轮一个端面上的两条互成90的十字槽。2夹具的定位方案 以端面及68K7mm 孔为定位基准，采用平面在定位盘的短圆柱面及台阶面上定位。中间圆柱用夹紧工件，圆柱于台阶面上方处沿夹具45开孔用于固定工件孔与x、y轴方向45偏差。其中台阶平面限制3个自由度，短圆柱台限制2个自由度。 夹具总图5.4 夹紧机构旋紧上部螺母，运用手动夹紧可以满足。采用螺母压紧压板夹紧工件，压板夹紧主要防止工件在铣销力下产生倾覆和振动，手动螺旋夹紧可。 技术要求 1未注圆角半径均为R3-R5 2 外表面要清理干净。 夹具零件图5.5 误差分析定位盘的直径与内孔68配合间隙误差分析。：间隙计算定位盘加工直径尺寸为68f7，则其与孔的配合为68。内孔68K7经查表得68-0.009 +0.021，公差值为0.009-（-0.021）=0.03mm。定们盘68f7经查表得68-0.03 -0.06，公差值为0.03mm。它们的最大间隙为：68.009-67.94=0.069mm。最小间隙为：67.979-67.97=0.009mm。其间隙范围为：0.0090.069mm。(间隙是孔的尺寸减去相配合轴的尺寸之差为正，所以68为间隙配合)：误差分析该工件的定位基准圆心将由于配合状态的不同可能在最大范围内变动，如图所示为0.069是工件圆心的变动范围而形成了定位误差。其理想定位基准为O点，则它们的间隙为0.009mm，由于安装工件后，在工件套上压力板，并锁上螺母，这样把工件装在夹具上的倾斜度减得很小，几乎为0。所以不需要考虑工件的倾斜度误差。定位误差是由于工件定位不准或定位盘与工件配合有间隙。（间隙越大误差值则越大）：误差计算对于间隙范围尺寸0.009-0.069误差计算：在铣床上加工，其平均经济精度为级，查表得0.05。定位销与工件角度误差分析：角度与间隙分析在工件与夹具间套上一根定位销，此时工件只沿定位销直线串动，串动范围为0.069mm，或在销与工件孔的间隙变动，而其它变动范围很小，大小主要由定位销与工件配合间隙来定的。:计算两者的间隙配合的间隙误差为了它们的角度更准，在能加工与配合的情况下它们的间隙应尽量的小，由表查得定位销的尺寸为5s6比较适合，5g6为5-0.004 -0.012mm，公差为0.008mm,所以它们配合最大间隙为0.012mm,最小间隙为0.004mm,间隙范围为：0.004-0.012mm：角度计算它们的偏移的最大角度为：arctan A=0.007经查表夹具上45角公差取T0.5 (是定位误差的一部分)。铣床平均加工经济精度10级，查表得0.08 所以角的定位误差为：减少误差的方法这些误差影响差工件加工的精度，我们应该尽量减少这些误差。若不能满足加工精度要求时，可采用下述方法解决：减小销子与孔的配合间隙，销子直径选6g5或6h6。：采用活动锥形定位销，使孔与销无间隙配合。 ：底板的平面度精度要高。：定位盘与工件孔68配间隙应尽量的小。：定位盘与工件孔68的同轴度允值应最小。5.6 夹紧力的计算夹紧力的作用点位置和方向确定以后，还需要合理地确定夹紧力的大小，夹紧力不足便会使工件在切削过程中产生位移并容易引起振动，夹紧力过大又会造成工件或夹具不应有的变型或表面损伤，因此，应对所需的夹行计算。理论上，夹紧力的大小应与作用在工紧力进件上的其他力相平衡；实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚度、夹紧机构的传递效率等因素有关。采用估算法确定夹紧力的大小，根据工件所受切销力、夹紧力、摩擦力等作用的情况，实际夹紧力Fs等于计算出切销力F乘以安会系数K：Fs=F*K安全系数K的选择应根据切削的具体情况和所用夹紧机构的特点来选取，一般粗加工或断续力切削时取K=2.53；精加工和连续切削时取K=1.52；如果夹紧力的方向和切削力的方向相反，为了保证夹紧K值可取2.53。计算切削力的指数公式：F=C a f a z d K其中查表得： C=96.6; a=16mm; KF=0.88; f=0.08mm/r; yF=0.75 a=12.5mm; z=6 ;d=16; qe=-0.87; 代入计算得：F=96.6160.0812.56160.88=985.95N实际切削力为：Fs=985.952.5 =2464.875N(摩擦系数只在夹紧机构有足够刚性时才考虑) 参考文献金属切削手册设计小结及展望此刻我们怀着轻松有点激动的心情在这里写这些东西。也许说的有些过分有些夸张但是我们总算可以松口气啦！两个星期好多同学都在抱怨忙。一个字“忙”真的很难概括一直在忙。在这每一科都在张罗密鼓要考试的时候要搞课程设计就算有分身术我们也很难应付。我们专业是计算机设计辅助与制造所以老师根据我们专业要求定下来的课程设计。 课程设计目：使学生在机械绘图、机械制造工艺、夹具设计等方面进行一次较为全面的系统性训练，使学生掌握各种机床装备应用技能，加强对机械制造技术的认识，熟悉机械零件的从毛胚到成品的生产过程 内容包括：编制零件绘制机械加工工序简图、机械加工工艺规程、备选择机床工艺装、确定切削用量及工时定额、填写机械加工工艺工序卡片、撰写机械加工工艺及装备课程设计说明书。虽然我们三个人一组，但是着巨大的工作量足以把我们每个人吞噬、毁灭。 我们这一组组长是唐芳庭，成员有费汉骁、张洪发。组长分工到位：唐芳庭做加工工艺规程，费汉骁计算确定切削用量及工时定额，我填工艺卡这几个星期我们很频繁到图书管很频繁的关电脑，很频繁的在一起,很频繁的加班虽然累，但是我们却总感受着我们专业少带给我们仅有的快乐。也许明天的我们的某个人从事的就是我们专业，渐渐地有一种感觉叫兴趣和默契在我们之间传开直到完成我们的任务 在这期间我们遇到很多困难：工时怎样算、切削余量怎样定、误差怎样去定这是我们共同的问题共同提出来共同解决，还有组与组同学之间在一起讨论、一起钻研这是从没有过的认真。这是一个大家很好的交流平台，虽然有一天我们都将走出校园但相信我们每个人都会记得这次难忘的课程设计，不一样的日子 这一周很快就过去了，迎来的下一周的答辩相信我们能顺利过关吧！毕竟我们曾经努力过，加班过，在一起过 这暂且作为我们的一种感受和总结写在这里吧！参考文献 1 周济，周艳红. 数控加工技术M. 北京：国防工业出版社，2002，1-32 梁旭坤、焦建雄、刘劲松、刘舜尧.机械制造基础（）中南大学出版社.3 李建跃，朱岱力，糜敏芳，肖智清. 机械制造基础（）中南大学出版社.4 张导成主编，数控中级公认强化实训教程.中南大学出版社5 董建国,王凌云.数控编程与加工技术.中南大学出版社,20066 王志泉，董慧灵，樊小年，张华，高永卫，刘谭玉. 机械制图. 中南大学出版社，2007.7 管文华，梁旭坤，周永洪，刘贵普，赵近谊，汤邵东. 计算机绘图AutoCAD. 中南大学出版社，2007.8 金潇明，欧阳中和，皮智谋，刘茂福，肖智清. 机械设计基础. 湖南：中南大学出版社，2008.9 周虹主编，数控加工工艺与编程.人民邮电出版社.2004.10 李华志主编，数控加工工艺与装备.清华大学出版社.200511 孙汉卿. 数控机床维修技术M. 北京：机械工业出版社，2000，谢辞 经过几个月的查资料、整理材料、写作论文，今天终于可以顺利的完成论文的最后的谢辞了，想了很久，要写下这一段谢词，表示可以进行毕业答辩了，时光匆匆飞逝，三年多的努力与付出，随着论文的完成，终于让我在大学的生活得以划下完美的句点。论文得以完成，要感谢的人实在太多了，首先要感谢袁海洋老师，因为论文是在袁老师的悉心指导下完成的。袁老师的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。袁老师要指导很多同学的论文，加上本来就有的教学任务，工作量之大可想而知，但是袁老师看了我们的论文虽然内容可能和他想象的差之甚远，袁老师细心对我们的教导，放低对我们的要求，在袁老师对我们的论文进行了详细的指导，使我们的论文得以顺利完成，在此向袁老师表示感谢。 通过此次的论文，我学到了很多知识，学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好的处理知识和实践相结合的问题。在论文的写作过程中也学到了做任何事情所要有的态度和心态，首先我明白了做学问要一丝不苟，对于出现的任何问题和偏差都不要轻视，要通过正确的途径去解决，在做事情的过程中要有耐心和毅力，