毕业设计（论文）-典型零件的工艺设计与数控编程加工.doc

- 0 - 目录目录 序 言 .2 第一章 设计概述 .2 1.1 设计的内容 .2 1.2 设计的指导思想 .3 1.3 设计的目的与要求.3 第二章 零件的结构分析 .4 2.1 零件的力能 .4 2.2 零件结构工艺分析 .4 2.3 零件的技术条件分析 .5 第三章 毛坯的确定 .6 3.1 毛坯类型与制造方法 .6 3.2 毛坯形状尺寸.6 3.3 毛坯图.6 第四章 工艺路线的拟定 .7 4.1 定位基准的选择.7 4.2 加工方法的确定.7 4.3 加工余量的确定.8 4.4 加工顺序的安排.9 4.5 加工工序的划分与确定.10 4.6 拟定工艺路线.10 4.7 填写工艺过程卡.10 第五章 零件加工工序设计 .11 5.1 05 号工序设计.11 5.2 10 号工序设计.11 5.3 15 号工序设计.11 5.4 20 号工序设计.16 5.5 25 号工序设计.20 5.6 30 号工序设计.22 5.7 35 号工序设计.22 5.8 40 号工序设计.23 5.9 45 号工设计.24 5.10 50 号工设计.25 5.11 55 号工设计.26 5.12 填写工序卡 .26 第六章固定座钻床夹具设计 .27 6.1 机床夹具设计概述 .27 6.2 钻床夹具的概述.27 6.3 定位装置设计.28 总 结 .35 附 表 .36 参考资料参考资料 .3737 - 1 - 参考文献 .37 - 0 - 序序 言言 毕业设计是所有工科类学生都必须要完成的。通过这一次设计初步掌握一般简单机械零 件的一套完整的工艺设计及加工方法，构成这次设计的主要内容。 这次毕业设计主要是油泵用联轴节的加工工艺，包括机械工程设计。全方位的运用所学 知识，如机械制图，金属材料及热处理，机床的运用，切削数据的查询，夹具的选用与设计 等一些专业知识，还包括了计算机辅助技术如 AUTOCAD,pro/e,等一些现代信息条件下机械 方面的辅助工具，甚至还包括了一些非专业方面的知识运用，如 WORD 文档的处理，一些资 料在网上下载等多方面的知识与技能。此次涉及的主要内容还是工艺部分，包括工艺分析， 毛坯确定，工艺路线的拟定，切削参数的确定。 通过此次设计进一步培养了学生机械设计的能力，树立正确的设计思想，掌握常用的机 械零件、简单机械设计的方法和步骤，要求综合的考虑使用经济工艺等方面的要求，确定合 理的设计方案。 随着社会的发展、科技的进步，机械行业对专业人才的需求在不断变化，特别是随着数 控技术的应用和先进设备的增加，对既有扎实专业理论基础，又会动手的职业技术人才需求 越来越多。所以为了深化课程学习，我以极高的热情对待这次毕业设计。通过毕业设计这一 实践环节，使我更好地理解和掌握本课程的基本理论和方法，进一步提高查阅技术资料、绘 制零件图等能力，按照一个简单机械系统的功能要求，综合运用所学知识，并对其中某些机 构进行分析和设计。 “以设计为主线，分析为设计服务，立足点是机械系统的方案设计”是机械制造工艺与 装备设计的新体系。 机械制造工艺学毕业设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业 课之后进行的，这是我们在进行毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是 一次理论联系实际的训练，因此，它在我们大学三年中战友重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训 练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力。 由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。 - 1 - 第一章第一章 设计概述设计概述 1.11.1 设计的内容设计的内容 主要通过加工工艺的分析、阐述了在学校机械加工实习课中如何对典型轴类零件进行工 艺分析，独立的解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件的工艺规程的能力， 从而提高工件质量、劳动生产率。 1.21.2 设计的指导思想设计的指导思想 1）保证零件的加工质量 2）适合一般现场条件，能显著提高生产效率 3）降低生产成本，适用性强 4)工艺合理，工艺资料齐全，说服力强 5)结合零件的结构特点，选择相应的工艺装夹设备，便于提高精度和生产效率。 1.31.3 设计的目的与要求设计的目的与要求 机械原理课程是培养学生具有机械理论能力的技术基础课。毕业设计则是机械设计课程 的实践性教学环节，同事也是我学习机械专业来第一次全面的自主进行机械设计能力的训练。 在这个为期九周的过程里，我们有过紧张，有过茫然，有过喜悦，感受到了学习的艰辛，也 收获到了学有所获的喜悦，回顾一下，我觉得进行机械原理毕业设计的目的有如下几点： （1）通过毕业设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械原 理课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。 （2）学习设计机械产品的一般方法，掌握机械设计的一般规律。 （3）通过制定设计方案，合理选择传动机构，正确计算零件的工作能力，确定尺寸及 掌握机械原理，再进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设 计过程和方法。 (4)学习进行机械基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册等。 使我们熟悉和能够应用有关手册、标准、图表等技术资料，进一步培养我们的机械制图、 设计计算、结构设计和编写技术文件等的基本计能。 培养我们耐心细致、科学分析、周密思考、吃苦耐劳的良好习惯，为以后工作打下坚实 的基础。 我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合声场实习中学到的实践知识，独 立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力，能熟 练运用有关手册、图标等技术资料，进一步巩固识图、制图、运算和编写技术文件等基本技 能，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。 保证零件设计的合理性和经济性。 - 2 - 第二章第二章 零件的结构分析零件的结构分析 2.12.1 零件的力能零件的力能 油泵用联轴节属于回转体轴类零件的长径比接近 1，为典型的短轴。 2.22.2 零件结构工艺分析零件结构工艺分析 油泵用联轴节共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分述如下: 1) 24mm 孔与 38mm 的外圆为中心的加工表面。 这一组加工表面包括: 24mm 的内孔和 38mm 的两个主要表面及倒角还有曲面上的 1 个 M6 的螺孔。其中 24mm 的孔需要插削宽度为 8mm 的键槽同时还有一条 425 的内孔退刀 槽及一个 10mm 的退屑孔。 2) 84.5mm 的键槽孔与外圆面 32mm 为中心的加工表面: 这一组加工表面包括:外圆面 32mm， 120mm 的外圆面一个锥度为 7:12 的锥面，及 8 4.5mm 键槽。 2.32.3 零件的技术条件分析零件的技术条件分析 分析零件在加工过程中所需要的技术要求。 2.3.12.3.1 尺寸精度，形位公差及表面粗糙度尺寸精度，形位公差及表面粗糙度 24mm 的内孔上偏差为+0.03，下偏差为 0;精度要求 IT7 表面粗糙度要求 Ra1.6um，它 是零件的基准，同时前端孔应与之保持基本的同轴关系其他公差的尺寸公差按/GB/T1804-f 执行。 84.5mm 键槽上偏差为+0.04，下偏差为 0：表面粗糙度为 3.2um。 2.3.22.3.2 材料及热处理材料及热处理 （1）油泵用联轴节的前端孔B槽表面淬火 45-50HRC，其他表面氧化处理。 （2）材料：45 钢。 （3）45 钢为优质碳素结构钢，硬度不高，易切削加工，热处理后零件具有良好的综合 机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，但表面硬度较低，不耐磨，可用淬火提高零件 表面硬度。 2.3.32.3.3 生产纲领及生产类型生产纲领及生产类型 1.生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度成为生产纲领。零件的生产纲 领还包括一定的次品和废品率。生产类型的划分主要由生产纲领决定，不同生产类型采用的 制造工艺，工装设备、技术措施及经济效果不同。此零件是小批量生产，其表面质量要求不 高，因此在普通车床、铣床和磨床上加工即可满足要求。 2.生产类型：企业生产专业化程度。一般为大量生产、成批生产、单件生产三种类型。 （1）单件生产：产品品种很多，同一产品的产量少，而且很少重复生产； （2）大量生产：产品的产量很大，大多数工作的按照一定的节拍进行某种零件的某道 工序的重复加工。 （3）成批生产：一年中分批轮流的制造几种不同的产品，每种产品都有一定的数量， - 3 - 工作的加工数量周期性的重复。 按批量的多少，成批生产又可分为小批、中批、大批生产三种。 生产类型的具体划分，可根据生产纲领和产品及零件的特征或工作地每月担负的工序数， 参照下表确定 生产纲领/（台/年、或件/年） 工作地每月负担的 工序数 生产类型 小型零件或 轻型零件 中型机械或 中型零件 重型机械或 重型零件 工序数/月 单件生产100105不作规定 小批量生产10001015051002040 中批量生产 500500 0 1505001003001020 大批量生产 500050 000 500500 0 300100 0 110 大量生产50000500010001 3、工艺特征：生产类型不同，零件和产品的制造工艺、所用设备及工艺装备对工人的 技术要求、采用的技术措施和达到的技术经济效果也会不同。分析可知此零件为小型零件， 查表可知此零件为大量生产。 - 4 - 第三章第三章 毛坯的确定毛坯的确定 毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶 段，毛坯的形状和特征（硬度、精度、金相组织等）对机械加工的难易，工序数量的多少有 直接影响，因此，合理选择毛坯在生产过程中相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定 也是一个非常重要的问题。 3.13.1 毛坯类型与制造方法毛坯类型与制造方法 该油泵用联轴材料为 45 钢，因其属于一般轴，故选 45 钢可满足其要求。 本轴属于中、小轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，油泵用联轴节属于回转体轴类零件， 此零件可选用型材中的圆棒料，故选择 45mm 的热轧圆钢作毛坯。此零件的最大直径为 38mm 长度为 41mm。可以选用直径为 40mm 长度为 3m 的圆棒料通过下料可以切得 6 段长 度为 45mm 的毛坯。 3.23.2 毛坯形状尺寸毛坯形状尺寸 油泵用联轴节的此零件的最大直径为 38mm 长度为 41mm，可通过粗车、精车即可达到 精度，查表可选择外圆余量为 2mm，零件各端面的加工余量 2mm，所以毛坯为 40mm45mm。 3.33.3 毛坯图毛坯图 （见附录：毛坯图） - 5 - 第四章第四章 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 4.14.1 定位基准的选择定位基准的选择 对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。对于油泵用联轴节零件来说， 如果以 40mm 的外圆表面作粗基准，通过车削加工可以作为粗基准。合理地选择定位基准， 对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该传动轴的几个主要配合表面及轴 肩面对基准轴线均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是空心心轴，所以应选择外圆面 为基准，采用三爪自定心卡盘装夹，以保证零件的技术要求。 粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯 外圆，车端面、钻 20mm 内孔。但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔， 而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻孔，车出一端外圆及 24 的内孔；然后 以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹，车另一端面，钻孔。如此加工孔，才能保 证两孔同轴。 4.24.2 加工方法的确定加工方法的确定 在市场经济的前提下，一切都是为能够创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同样的 加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，提高工件的加工效率和经济性， 而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和人工的经验来确定。由于方法的多种多样，工 人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。 同样在该零件加工方法的选择中，我们根据工件的具体情况和现有的加工设备，确定方 案如下（一般我们按加工顺序来阐述加工方案）： 工序加工表面 加工精 度 表面粗糙 度 加工方法、加工阶 段 工序 1轴的左端面 IT12Ra6.3 粗车 工序 2 38mm 的外 圆 IT12Ra6.3 粗车 工序 3 24mm 的内 孔 IT7Ra1.6 粗车-半精车-精车 工序 4 25mm 的退 刀槽 IT12Ra6.3 粗车 工序 5右端面 IT12Ra6.3 粗车 工序 6 32mm 的外 圆 IT12Ra6.3 粗车 工序 7 20mm 的外 圆 IT12Ra6.3 粗车 工序 845锥面 IT12Ra6.3 粗车 - 6 - 工序 945锥面 IT12Ra6.3 粗车 工序 10 84.5mm 的 键槽 IT8Ra3.2 粗铣-精铣 工序 1110mm 的孔 IT12Ra6.3 钻孔 工序 12M6 的内螺纹 IT12Ra6.3 钻孔-攻丝 工序 13 24mm 的内 孔的键槽 IT8Ra3.2 粗插-精插 4.34.3 加工余量的确定加工余量的确定 加工余量的大小直接影响零件的加工质量和生产效率。加工余量过大，不仅增加 机械加工的劳动量，降低生产效率，而且增加材料、工具和电力等的消耗，增加成本。但是 加工余量过小，又不能保证消除前工序的各种误差和表面缺陷，甚至产生废品。因此，必须 合理的确定加工余量。其确定方法如下： （1）查表法：根据有关手册提供的加工余量数据，在结合本厂实际生产情况加以 修正后确定加工余量。这是各工厂广泛采用的方法。 （2）经验估计法：根据工艺人员本身积累的经验确定加工余量。一般为了防止余量过 小而产生废品，所估计的余量总是偏大。该方法常用于单件小批量生产。 （3）分析计算法：根据理论公式和一定的试验资料，对影响加工余量的各因素进行分 析、计算来确定加工余量。这种方法较合理，但需要全面可靠的试验资料，计算也比价复杂， 一般只在材料十分贵重或少数大批、大量生产的工厂中采用。 确定工序余量使应注意：（1）采用最小加工余量的原则（2）余量要充分（3）余量中 要包含热处理引起的变形（4）大零件取大余量 根据以上原则，查机械设计手册表 3.2-2 与表 3.2-3 、 公差测量基本知识读本 表 3-2 得到如下表格： 工序 3 ： 24 内孔基本余量尺寸公差基本尺寸工序尺寸 精车 0.30.0324 24 03 . 0 0 半精车 0.70.06223.4 24. 6 062 . 0 0 粗车 10.2522 51.4 25 . 0 0 毛坯 20.320 20 3 . 0 0 工序 9 84.5mm 键槽内表 基本余量尺寸公差基本尺寸工序尺寸 - 7 - 面 精铣 30.048 8 04 . 0 0 粗铣 50.255 5 25 . 0 0 工序 13 8mm 的键槽基本余量尺寸公差基本尺寸工序尺寸 精插 0.40.038 8 03 . 0 0 粗插 0.17.27.2 7. 2 25 . 0 0 毛坯 20.36 6 3 . 0 0 4.44.4 加工顺序的安排加工顺序的安排 确定走刀顺序和路线 先粗后精 先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。 先主后次 先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如键槽、紧 固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常与主要表面有位 置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。 先面后孔 对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面， 然后再加工孔。这样可使工件定位夹紧稳定可靠，利于保证孔与平面的位置精度，减小刀具 的磨损，同时也给孔加工带来方便。 基面先行 用作精基准的表面，要首先加工出来。所以，第一道工序一般是进行定位 面的粗加工和半精加工(有时包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。例如，轴类 零件顶尖孔的加工。 综上所诉综上所诉 此零件的的加工顺序如下： 工序 车左端面，将毛坯车为 43mm 的棒料 工序 左端面打孔 选用 20mm 的钻头（手动钻孔） 工序 左端钻孔（钻 20 深-35mm 的孔）手动钻孔 加工孔 20mm，刀具选用高速钢钻头，直径为 20mm，使用切削液位乳化液。 机械加工 工艺手册 1)确定进给量 f，由于孔径较小，故采用普通车床车床 C6140, 查得 f=0.260.40mm/r，选择 f=0.35mm/r。 2）钻头磨钝标准及刀具寿命，根据表查得钻头的磨钝标准为 0.81.2mm，寿命为 T=75min。 3）钻孔速度 v， =14，zv=0.25，xv=0，yu=0.4，m=0.125 钻孔速度的修正系数， =0.88 =0.75 - 8 - 工序 粗、精车左端内孔至要求尺寸 工序 粗、精车零件左端面各部、倒角 工序 粗、精铣 20mm 外圆右端面 8 20mm 键槽至图样要求 工序 “B”槽表面淬火 45-50HRC 工序 划线，并在钻床上钻 10mm 的退屑孔 工序 粗、精插 24mm 内孔 8 24mm 键槽至图样要求 工序 钻床上钻孔，同时攻一个 M6 的丝母 工序 检验入库 4.54.5 加工工序的划分与确定加工工序的划分与确定 对精度要求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。 该传动轴加工划分为三个阶段：粗车(粗车外圆、钻孔等)，半精车(半精车各处外圆、 台阶和修研孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各处外圆)。 4.64.6 拟定工艺路线拟定工艺路线 下料车左端面粗车左端各外圆倒角钻 20mm 孔粗车、半精车、精车内孔调 头车右端面粗车右端各外圆倒角划键槽加工线粗铣、精铣右端“B”槽“B”槽表面 淬火 4550HRC划线钻 10mm 的退屑孔插削内孔键槽划线钻 4.5 的孔攻 M6 的内 螺纹检验入库。 4.74.7 填写工艺过程卡填写工艺过程卡 - 9 - 第五章第五章 零件加工工序设计零件加工工序设计 5.15.1 0505 号工序设计号工序设计 设计内容：40mm45mm 的圆钢； 5.25.2 1010 号工序设计号工序设计 设计内容：热处理 工件进行正火处理。 5.35.3 1515 号工序设计号工序设计 5.3.15.3.1 设计内容设计内容 1.夹右端，将左端面车平。 2.粗车 40mm 的外圆至 38mm。 3.用 20mm 的钻头打孔，孔深 35mm。 4.粗车 20mm 的孔至 22mm。 5.在孔 22mm 内车退刀槽 425mm。 6.半精车 22mm 的孔至 23.4mm。 7.精车 23.4mm 的孔至 24mm。 5.3.25.3.2 设备选择设备选择 因为本道工序只需车削且加工精度最高为 IT6，为节约成本，所以选择 CA6140 卧式车 床，该卧式车床参数如下： CA6140 卧式车床参数 最大通过直径 48 孔锥度莫氏 6 号 正转转速级数 24 正转转速范围（r/min） 101400 反转转速级数 12 主轴 反转转速范围（r/min） 141580 纵向级数 64 纵向范围（min/r） 0.081.59 横向级数 64 进给量 横向范围（min/r） 0.040.79 横向（mm） 320 溜板行程 纵向（mm）650、900、1400、1900 最大行程（mm） 140 最大回转角 90 刀架 刀杆支承面至中心高距 离（mm） 26 - 10 - 刀杆截面 B*H（mm） 25*25 顶尖套最大移动量 （mm） 150 横向最大移动量（mm） 10 尾座 顶尖套莫氏锥度号 5 主电动机（kW） 7.5 电动机功率 总功率（kW） 7.84 CA6140 卧式车床主轴转速及进给量 主轴转速/（r/min）进给量/（mm/r） 正 转 10、12.5、16、20、25、3 2、40、50、63、80、100 、125、160、200、320、4 00、450、550、560、710 、900、1120、1400 纵 向 0.028、0.032、0.036、0.039、0.143、0.046、0.05 0、0.054、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16、0.18、 0.20、0.24、0.28、0.30、0.33、0.36、0.41、0.46 、0.48、0.51、0.56、0.61、0.66、0.71、0.81、0. 91、0.96、1.02、1.09、1.15、1.22、1.29、1.47、 1.59、1.71、1.87、2.05、2.28、2.57、2.93、3.16 、3.42 反 转 14、22、36、56、90、141 、226、362、565、633、1 018、1580 横 向 0.014、0.016、0.018、0.019、0.021、0.023、0.02 5、0.027、0.04、0.05、0.06、0.08、0.09、0.10、 0.12、0.14、0.15、0.17、0.20、0.23、0.25、0.28 、0.30、0.33、0.35、0.40、0.43、0.45、0.50、0. 56、0.61、0.73、0.86、0.94、1.08、1.28、1.46、 1.58 5.3.35.3.3 工艺装备选择工艺装备选择 1）工装夹具：三爪卡盘 2）刀具：45外圆车刀 刀具参数：=15，=8，s=0，Kr=45，Kr=45 刀具材料：W18Cr4V 的高速钢 刀具：90外圆车刀 刀具参数：o=10，o=8，s =0，Kr=90，Kr=3 刀具材料：YT15 的硬质合金 刀具：内孔刀 刀具参数： Kr=75 , Kr=15, 0=10, 0=8 ,o=8 , s=5 刀具材料：W18Cr4V 的高速钢 3）量具：游标卡尺 0150mm 规格（0.02mm） 内径千分尺 0300mm 规格（0.001mm） 5.3.45.3.4 工步顺序的确定工步顺序的确定 1.夹右端，将左端面车平。 2.粗车 40mm 的外圆至 38mm。 3.用 20mm 的钻头打孔，孔深 35mm。 4.粗车 20mm 的孔至 22mm。 5.在孔 22mm 内车退刀槽 425mm。 - 11 - 6.半精车 22mm 的孔至 23.4mm。 7.精车 23.4mm 的孔至 24mm。 5.3.55.3.5 加工余量的确定加工余量的确定 夹右端，将左端面车平 Z=2mm 粗车 40mm 的外圆至 38mm 2z=2mm 用 20mm 的钻头打孔，孔深 35mm z=20mm 粗车 20mm 的孔至 22mm 2z=2mm 在孔 22mm 内车退刀槽 425mm 2z=3mm 半精车 22mm 的孔至 23.4mm 2z=1.4mm 精车 23.4mm 的孔至 24mm 2z=0.6mm 5.3.65.3.6 工序尺寸及其上下偏差的确定工序尺寸及其上下偏差的确定 夹右端，将左端面车平 工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸公差 车 2mmIT1243mm 43 1 0 粗车 40mm 的外圆至 38mm 工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸公差 车 2mmIT1238mm 38 0 1 . 0 用 20mm 的钻头打孔，孔深 35mm 工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸公差 钻 20mmIT1220mm 27 0 13 . 0 粗车 20mm 的孔至 22mm 工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸公差 车 2mmIT1222mm 22 1 . 0 0 在孔 22mm 内车退刀槽 425mm 工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸公差 车 3mmIT1225mm 25 1 . 0 0 半精车 22mm 的孔至 23.4mm 工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸公差 车 1.4mmIT1123.4mm 23.4 13 . 0 0 精车 23.4mm 的孔至 24mm - 12 - 工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸公差 车 0.6mmIT624mm 24 03 . 0 0 5.3.75.3.7 切削用量选择与确定切削用量选择与确定 1车左端面（机械加工工艺手册 2;1-44 表 1.1-46） V =50m/min f=0.40mm/r a =2mm cp 由此可算出： n=398r/min; d vc 1000 按机床选取 n=400r/min 所以实际切削速度为 V =50.24m/min c 1000 dn p =2.34kw7.5kw(金属切削原理与刀具) c 3 1060 cpc fvak 3 1060 24.5040 . 0 23494 它的功率小于机床 CA6140 的主轴最大功率，所以能在这机床上完成这一步。此步所用 的工时 t=0.125min。 p j nfa Zl 4 . 0400 20 2. 粗车 40mm 的外圆至 38mm V =50m/min f=0.40mm/r a =2mm cp 由此可算出： n=398r/min; d vc 1000 按机床选取 n=400r/min 所以实际切削速度为 V =50.24m/min c 1000 dn p =2.34kw7.5kw(金属切削原理与刀具) c 3 1060 cpc fvak 3 1060 24.5040 . 0 23494 它的功率小于机床 CA6140 的主轴最大功率，所以能在这机床上完成这一步。 此步所用的工时 t=0.156min。 p j nfa Zl 4 . 0400 25 3. 用 20mm 的钻头打孔，孔深 35mm 打孔手动进给。 4. 粗车 20mm 的孔至 22mm V =50m/min f=0.40mm/r a =2mm cp 由此可算出： - 13 - n=796r/min; d vc 1000 按机床选取 n=710r/min 所以实际切削速度为 V =44.59m/min c 1000 dn p =2.08kw7.5kw(金属切削原理与刀具) c 3 1060 cpc fvak 3 1060 59.4440 . 0 23494 它的功率小于机床 CA6140 的主轴最大功率，所以能在这机床上完成这一步。 此步所用的工时 t=0.120min。 p j nfa Zl 4 . 0710 34 5.在孔 22mm 内车退刀槽 425mm V =50m/min f=0.40mm/r a =3mm cp 由此可算出： n=723r/min; d vc 1000 按机床选取 n=710r/min 所以实际切削速度为 V =44.59m/min c 1000 dn p =3.12kw7.5kw(金属切削原理与刀具) c 3 1060 cpc fvak 3 1060 59.4440 . 0 33494 它的功率小于机床 CA6140 的主轴最大功率，所以能在这机床上完成这一步。 此步所用的工时 t=0.014min。 p j nfa Zl 4 . 0710 4 6.半精车 22mm 的孔至 23.4mm V =40m/min f=0.20mm/r a =1.4mm cp 由此可算出： n=579r/min; d vc 1000 按机床选取 n=560r/min 所以实际切削速度为 V =38.68m/min c 1000 dn p =0.631kw7.5kw(金属切削原理与刀具) c 3 1060 cpc fvak 3 1060 68.3820 . 0 4 . 13494 它的功率小于机床 CA6140 的主轴最大功率，所以能在这机床上完成这一步。 - 14 - 此步所用的工时 t=0.268min。 p j nfa Zl 2 . 0560 30 7.精车 23.4mm 的孔至 24mm V =100m/min f=0.10mm/r a =0.6mm cp 由此可算出： n=1360r/min; d vc 1000 按机床选取 n=1400r/min 所以实际切削速度为 V =102.87m/min c 1000 dn p =0.359kw7.5kw(金属切削原理与刀具) c 3 1060 cpc fvak 3 1060 86.10210 . 0 6 . 03494 它的功率小于机床 CA6140 的主轴最大功率，所以能在这机床上完成这一步。 此步所用的工时 t=0.214min。 p j nfa Zl 1 . 01400 30 5.45.4 2020 号工序设计号工序设计 5.4.15.4.1 设计内容设计内容 1.夹左端，将右端面车平 2.粗车 40mm 的外圆至 32mm 3.外圆 32mm 与外圆 38mm 连接处车 1:1 锥面 4.粗车 32mm 的外圆至 20mm 5. 外圆 32mm 与外圆 38mm 连接处车 1：4.8 锥面 5.4.25.4.2 设备选择设备选择 因为本道工序只需车削且加工精度不高，为节约成本，所以选择 CA6140 卧式车床，该 卧式车床参数如下： CA6140 卧式车床参数 最大通过直径 48 孔锥度莫氏 6 号 正转转速级数 24 正转转速范围（r/min） 101400 反转转速级数 12 主轴 反转转速范围（r/min） 141580 纵向级数 64 纵向范围（min/r） 0.081.59 横向级数 64 进给量 横向范围（min/r） 0.040.79 横向（mm） 320 溜板行程 纵向（mm）650、900、1400、1900 - 15 - 最大行程（mm） 140 最大回转角 90 刀杆支承面至中心高距 离（mm） 26 刀架 刀杆截面 B*H（mm） 25*25 顶尖套最大移动量 （mm） 150 横向最大移动量（mm） 10 尾座 顶尖套莫氏锥度号 5 主电动机（kW） 7.5 电动机功率 总功率（kW） 7.84 CA6140 卧式车床主轴转速及进给量 主轴转速/（r/min）进给量/（mm/r） 正 转 10、12.5、16、20、25、3 2、40、50、63、80、100 、125、160、200、320、4 00、450、550、560、710 、900、1120、1400 纵 向 0.028、0.032、0.036、0.039、0.143、0.046、0.05 0、0.054、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16、0.18、 0.20、0.24、0.28、0.30、0.33、0.36、0.41、0.46 、0.48、0.51、0.56、0.61、0.66、0.71、0.81、0. 91、0.96、1.02、1.09、1.15、1.22、1.29、1.47、 1.59、1.71、1.87、2.05、2.28、2.57、2.93、3.16 、3.42 反 转 14、22、36、56、90、141 、226、362、565、633、1 018、1580 横 向 0.014、0.016、0.018、0.019、0.021、0.023、0.02 5、0.027、0.04、0.05、0.06、0.08、0.09、0.10、 0.12、0.14、0.15、0.17、0.20、0.23、0.25、0.28 、0.30、0.33、0.35、0.40、0.43、0.45、0.50、0. 56、0.61、0.73、0.86、0.94、1.08、1.28、1.46、 1.58 5.4.35.4.3 工艺装备选择工艺装备选择 1）工装夹具：三爪卡盘 2）刀具：45外圆车刀 刀具参数：=15，=8，s=0，Kr=45，Kr=45 刀具材料：W18Cr4V 的高速钢 刀具：90外圆车刀 刀具参数：o=10，o=8，s =0，Kr=90，Kr=3 刀具材料：YT15 的硬质合金 3）量具：游标卡尺 0150mm 规格（0.02mm） 内径千分尺 0300mm 规格（0.001mm） 5.4.45.4.4 工步顺序的确定工步顺序的确定 1.夹左端，将右端面车平 2.粗车 40mm 的外圆至 32mm 3.外圆 32mm 与外圆 38mm 连接处车 1:1 锥面 4.粗车 32mm 的外圆至 20mm - 16 - 5. 外圆 32mm 与外圆 38mm 连接处车 1：4.8 锥面 5.4.55.4.5 加工余量的确定加工余量的确定 夹左端，将右端面车平 Z=2mm 粗车 40mm 的外圆至 32mm 2z=8mm 外圆 32mm 与外圆 38mm 连接处车 1:1 锥面 2z=6mm 粗车 32mm 的外圆至 20mm 2z=12mm 外圆 32mm 与外圆 38mm 连接处车 1：4.8 锥面 2z=12mm 5.4.65.4.6 工序尺寸及其上下偏差的确定工序尺寸及其上下偏差的确定 夹左端，将右端面车平 工序名称工序余量 公差 等级 工序基本尺寸工序尺寸公差 车 2mmIT1243mm 43 1 0 粗车 40mm 的外圆至 32mm 工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸公差 车 8mmIT1232mm 32 0 1 . 0 外圆 32mm 与外圆 38mm 连接处车 1:1 锥面 工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸公差 车 -IT1245 45 1 1 粗车 32mm 的外圆至 20mm 工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸公差 车 12mmIT1220mm 20 0 1 . 0 外圆 32mm 与外圆 38mm 连接处车 1：4.8 锥面 工序名称工序余量公差等级工序基本尺寸工序尺寸公差 车 -IT1261 61 1 1 5.4.75.4.7 切削用量选择与确定切削用量选择与确定 1车右端面（机械加工工艺手册 2;1-44 表 1.1-46） V =50m/min f=0.40mm/r a =2mm cp 由此可算出： - 17 - n=398r/min; d vc 1000 按机床选取 n=400r/min 所以实际切削速度为 V =50.24m/min c 1000 dn p =2.34kw7.5kw(金属切削原理与刀具) c 3 1060 cpc fvak 3 1060 24.5040 . 0 23494 它的功率小于机床 CA6140 的主轴最大功率，所以能在这机床上完成这一步。此步所用 的工时 t=0.125min。 p j nfa Zl 4 . 0400 20 2. 粗车 40mm 的外圆至 32mm V =50m/min f=0.40mm/r a =8mm cp 由此可算出： n=398r/min; d vc 1000 按机床选取 n=400r/min 所以实际切削速度为 V =50.24m/min c 1000 dn p =9.36kw7.5kw(金属切削原理与刀具) c 3 1060 cpc fvak 3 1060 24.5040 . 0 83494 它的功率大于机床 CA6140 的主轴最大功率，所以不能在这机床上完成这一步。 所以分两步完成 分别 a =4mm： p p =4.68kw7.5kw(金属切削原理与刀具)