毕业设计（论文）-工程钻机芯管加工工艺及铣键槽夹具设计（全套图纸）.pdf

XX 学学 院院 本科毕业论文（设计）本科毕业论文（设计） 题目 工程钻机芯管加工工艺设计 作者 学院 机械工程学院 专业 机械设计及其自动化 学号 指导教师 二一五 年 四 月 二十六 日 XX 学院本科生毕业论文（设计） I 摘摘 要要 在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状 态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都 称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的 工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该 工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时 间，辅助时间和工作地服务时间。 关键词关键词：工艺过程；毛坯；进给量；走刀长度； 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 XX 学院本科生毕业论文（设计） II XX 学院本科生毕业论文（设计） II ABSTRACT Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. KEY WORDS: The process；worker one；orient the scheme； XX 学院本科生毕业论文（设计） III 目录目录 摘要摘要 . ABSTRACT . 第一章第一章 绪论绪论 . 1 1.1 选题的意义 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.2 夹具的发展方向 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.3 本章小结 . 6 第二章第二章 芯管的加工工艺规程设计芯管的加工工艺规程设计 . 8 2.1 芯管的作用 . 9 2.1.2 芯管的技术要求 . 10 2.2 芯管的工艺分析 . 11 2.3 确定毛坯，绘制毛坯简图 . 11 2.3.1 选择毛坯 . 12 2.3.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 . 12 2.4 拟定芯管工艺路线 . 1 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.4.1 定位基准的选择 . 1 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.4.2 精基准的选择 . 15 2.4.3 粗基准的选择 . 16 2.5 各面、孔加工方法的确定 . 17 2.6 加工阶段的划分 . 18 2.7 工序的集中于分散 . 19 2.8 工序顺序的安排 . 20 2.8.1 机械加工工序 . 21 2.8.2 热处理工序 . 22 2.8.3 辅助工序 . 22 第三章第三章 机床设备及工艺装备的选用机床设备及工艺装备的选用 . 2 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.1 机床设备的选用 . 2 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.2 工艺装备的选用 . 2 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第四章第四章 切削用量与时间定额的计算切削用量与时间定额的计算 . 2 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第五章第五章 夹具设计夹具设计 . 24 XX 学院本科生毕业论文（设计） IV 5.1 问题的提出 . 25 5.2 定位方案 . 26 5.3 夹紧机构 . 27 5.4 夹具与机床的联接元件 . 28 5.5 定位误差分析 . 29 5.6 切削力及夹紧力的计算 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。0 结论结论 . 31 参考文献参考文献 . 32 致谢致谢 . 33 XX 学院本科生毕业论文（设计） 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1 选题的意义选题的意义 当人们谈起制造行业中的发展时，很少谈到工件夹具，但是在零件生产的基 本领域，正吹着改革之风。一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大 幅度提高，并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复 杂的，不规则的芯管类，杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹 具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占 新产品工艺准备工作量的 50%80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的 重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计， 制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足 轻重的作用。 如今，制造商们需要供应商提供一步到位服务，他们要求世界范围内的当地 供应商能够支持全球化生产。他们坚持与供应商保持并行生产过程开发。他们努 力寻求各种以及所有可以降低其产品生产时间的对策。那些制作夹具的人，必须 采用与制作价值好几百万美元的加工中心的人们所采用的相同的规则，如今他们 正在迎接这种挑战。 1.2 夹具的发展方向夹具的发展方向 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、 智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、 经济方向发展。 一、高精度 随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度对夹具的制造 精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达5m，夹具支承面的垂直度达到 0.01mm/300mm，平行度高达 0.01mm/500mm。德国 demmeler（戴美乐）公司制造的 4m 长、2m 宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为0.03mm；精密平口钳的 平行度和垂直度在 5m 以内；夹具重复安装的定位精度高达5m；瑞士 EROWA 柔性夹具的重复定位精度高达 25m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知 名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经 济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 二、高效 XX 学院本科生毕业论文（设计） 2 为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。 为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹 紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹 具，加紧和松开工件只用 12 秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多 件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典 3R 夹具仅用 1 分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国 Jergens（杰金斯）公 司的球锁装夹系统，1 分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系 统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。 三、模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。 利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成 为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的 创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用 CAD 技术， 可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用 户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的 夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹 具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站， 为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计 与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。 四、通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。 采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重 组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收 回投资快，才能体现出经济性好。德国 demmeler（戴美乐）公司的孔系列组合焊 接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元 件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有 推广应用的价值。 1.3 本章小结本章小结 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工 艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统 的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的 型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零 件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的 迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个 新的阶段。 XX 学院本科生毕业论文（设计） 3 自 20 世纪末期以来， 现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。 但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。 机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论 在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 第二章第二章 芯管的工艺规程设计芯管的工艺规程设计 2.1 芯管的作用芯管的作用 该零件为工程钻机芯管，是工程钻机中的零件图、毛坯图分别如附图 1、附图 2 所示。 （附图 1 零件图） XX 学院本科生毕业论文（设计） 4 （附图 2 毛坯图） 2.1.1 芯管的技术要求芯管的技术要求 芯管的技术要求见表 1.1 表 1.1 芯管技术要求 加工表面 偏差 mm 公差及精度 等级 粗糙度 Ra m 形位公差/mm 105 外圆 036. 0 123. 0 IT7 1.6 102 外圆 0 05 . 0 IT9- IT11 12.5 116的外圆 IT9 12.5 78 凹台 2 . 0 1 . 0 + + IT7- IT8 3.2 总长 285两端面 2 . 0 IT10 12.5 20宽键槽 0 052. 0 20 IT6- IT9 3.2 XX 学院本科生毕业论文（设计） 5 2.2 芯管工艺分析芯管工艺分析 分析可知本零件材料为 45 钢。该零件具有较高的强度，耐磨性，耐热性，减 震性，适应于承受较大的应力，要求耐磨的零件。芯管具有几组外圆表面，他们 之间有一定的位置要求。 由零件图可知， 036. 0 123. 0 105 、 0 05. 0 102、 116外圆的中心线是主要的设计基准和 加工基准。该零件的主要加工面可分为两组： 1. 036. 0 123. 0 105 外圆为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 036. 0 123. 0 105 外圆以及 2 . 0 1 . 0 78+ + 凹台的车削、铣削加工及端面 及孔和倒角。 2.以 0 05. 0 102外圆为加工表面 这一组加工表面包括， 0 05. 0 102 、 116 外圆的车削加工，键槽宽 20 长 45 的铣 削加工等。 由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。 由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要 求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。另外考虑到零件的精度不高可 以在普通机床上加工。 2.3 确定毛坯确定毛坯 、绘制毛坯简图、绘制毛坯简图 2.3.1 选择毛坯选择毛坯 根据零件差资料知：零件材料确定毛坯为锻打毛坯，通过计算和 查询资料可知，毛坯重量约为 4.72kg。生产类型为中小批量，可采用金属型锻造 毛坯。 2.3.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 零件基本尺寸在 70300 之间，由表 2-1 可知，差得该锻件的尺寸公差等级 CT 为 810 级。由表 2-5 可知，加工余量等级 MA 为 G 级，故 CT=10 级，MA 为 G 级。 表 2.1 用查表法确定各加工表面的总余量 加工表面 基本加工余加工余说明 XX 学院本科生毕业论文（设计） 6 尺寸 量等级 量数值 105 外圆 105 H 2.5 双侧加工（取下行值） 102 外圆 10 2 H 2.5 双侧加工（取下行值） 116的外圆 116 G 2.5 双侧加工（取下行值） 78 凹台 78 H 3.0 双侧加工（取下行值） 总长 285 两端面 285 G 2.5 双侧加工（取下行值） 20宽键槽 20 H 2.0 孔降一级，双侧加工 2.4 拟定芯管工艺路线拟定芯管工艺路线 2.4.1 定位基准的选择定位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加 工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚 者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。 2.4.2 精基准的选择精基准的选择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基 准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不 重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为 使基准统一，先选择 036. 0 123. 0 105 外圆和 0 05. 0 102的外圆作为精基准 2.4.3 粗基准的选择粗基准的选择 对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准 的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当 零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高 大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，芯管以外圆作为粗基准。 XX 学院本科生毕业论文（设计） 7 2.5 各面、孔加工方法的确定各面、孔加工方法的确定 根据芯管零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各 表面的加工方法，如表 3.1： 表 3.1 芯管各表面加工方案 主要加工表面 尺寸精度等级 粗糙度 加工方案 备注 036. 0 123. 0 105 外圆 IT7 1.6 粗车、精车 表 1-8 116外圆 IT9 12.5 粗车 表 1-9 0 05. 0 102外圆 IT9- IT11 12.5 粗车、半精 车 表 1-8 2 . 0 1 . 0 78+ + 凹台 IT7- IT8 3.2 粗铣、精铣 表 1-9 宽 20 长 45 键槽 IT10 25 粗铣、半精 铣 表 1-8 上 4-M6 深 12 螺纹孔 IT6- IT9 3.2 钻- 攻 表 1-9 2.6 加工阶段的划分加工阶段的划分 该芯管的加工质量要求较高，可将加工阶段划分成面加工和孔加工两个阶段。 加工过程中，首先加工面，然后加工各孔，最后加工各细节部分（攻丝、拉 槽等） 2.7 工序的集中与分散工序的集中与分散 该零件选用工序集中原则安排芯管的加工工序。该芯管的生产类型是中、小 批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序 集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加 工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 XX 学院本科生毕业论文（设计） 8 2.8 工序顺序的安排工序顺序的安排 2.8.1 机械加工工机械加工工序序 遵循“先基准后其他”原则 、 “先粗后精”原则、 “先主后次”原则、 “先 面后孔”原则。制定机械加工工序如下： 工序 10 锻打 锻打毛坯料180 x1540 工序 20 热处理调质处理 工序 30 粗车左端外圆 036. 0 123. 0 105 ， 116 ， 0 05. 0 102 及端面 工序 40 调头装夹，粗车右端外圆 036. 0 123. 0 105 ， 116 及端面 工序 50 调头装夹，精车左端外圆 036. 0 123. 0 105 ， 0 05. 0 102 至尺寸 工序 60 调头装夹，精车右端外圆 036. 0 123. 0 105 至尺寸 工序 70 粗铣、半精铣左端 2 . 0 1 . 0 78+ + 凹台至尺寸 工序 80 调头装夹，粗铣、半精铣 2 . 0 1 . 0 78+ + 凹台至尺寸 工序 90 车左端倒角 4X 。 30 工序 100 车右端倒角 4X 。 30 工序 110 铣键槽宽 20 长 45 键槽 工序 120 钻攻左端面上 4-M6 深 12 螺纹孔 工序 130 去毛刺倒棱角 工序 140 检验 150 仓库 入库 2.8.2 热处理热处理工工序序 加工之前进行热处理。 2.8.3 辅助辅助工工序序 在半精加工后，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。 综上所述，该芯管工序的安排顺序为：热处理（时效处理）主要表面粗 加工及一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工主要 XX 学院本科生毕业论文（设计） 9 表面精加工。 2.9 确定加工路线确定加工路线 在综合考虑上述工序安排的原则基础上，由表 3.2 列出芯管的工艺路线 XX 学院学院 机械加工工艺机械加工工艺 过程卡片过程卡片 产品 型号 零件 图号 GX20- 05- 40 产品 名称 开源钻探 零件 名称 芯管 共 页第 页 材 料 牌 号 45 毛 坯 种 类 锻打料 毛坯外 形尺寸 122x290 每毛坯件 数 每 台 件 数 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准 终 单 件 10 锻 打 锻打毛坯料180 x1540 锻 造 压力机 20 热 处 理 调质处理 HB240-285 热 处 理 热处理 炉 布氏硬度计 30 车 粗车左端外圆 036. 0 123. 0 105 ， 116， 0 05. 0 102 及端面 金 工 CA6140 游标卡尺、外圆车刀 40 车 调头装夹，粗车右端外圆 036. 0 123. 0 105 ， 116 及端面 金 工 CA6140 游标卡尺、外圆车刀 50 车 调头装夹，精车左端外圆 036. 0 123. 0 105 ， 0 05. 0 102至尺寸 金 工 CA6140 游标卡尺、外圆车刀 60 车 调头装夹，精车右端外圆 036. 0 123. 0 105 至尺寸 金 工 CA6140 游标卡尺、外圆车刀 70 铣 粗铣、半精铣左端 2 . 0 1 . 0 78+ + 凹台至尺寸 金 工 X5032 游标卡尺、铣刀 80 铣 调头装夹，粗铣、半精铣 2 . 0 1 . 0 78+ + 凹台至尺 寸 金 工 X5032 游标卡尺、铣刀 XX 学院本科生毕业论文（设计） 10 90 车 车左端倒角 4X 。 30 金 工 CA6140 游标卡尺、外圆车刀 100 车 车右端倒角 4X 。 30 金 工 CA6140 游标卡尺、外圆车刀 110 铣 铣键槽宽 20 长 45 键槽 金 工 X5032 芯管铣槽夹具、20 键槽铣刀 120 钻 钻攻左端面上 4-M6 深 12 螺纹孔 金 工 Z502 5 钻头、M6 丝攻 130 钳 去毛刺倒棱角 装 配 钳工台、平板锉 140 检 检验 质 检 塞规、卡尺、百分表、内 径千分尺、游标卡尺等 150 仓 库 入库 仓 库 设 计 （日 期） 校 对 （日期） 审 核 （日期） 标 准 化 （日期） 会 签 （日期） 标 记 处 数 更改 文件 号 签 字 日 期 标 记 处 数 更改 文件 号 签 字 日 期 第三章第三章 机床设备及工艺装备的选用机床设备及工艺装备的选用 3.1 机床设备的选用机床设备的选用 在大批生产条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选 用通用设备。所选用的通用设备应提出机床型号，所选用的组合机床应提出机床 特征，如“四面组合机床” 。主要以由表 3.2 给出。 3.2 工艺装备的选用工艺装备的选用 工艺装配主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡片中应简要写出它们的名称， 如“钻头” 、 “百分表” 、 “车床夹具”等。 刀具、量具以在 3.2 给出。该零件的生产类型为大批生产，所选用的夹具均为专 用夹具。 XX 学院本科生毕业论文（设计） 11 第四章第四章 切削用量、时间定额的计算切削用量、时间定额的计算 4.1 粗粗车左端外圆车左端外圆 036. 0 123. 0 105 ， 116 ， 0 05. 0 102 及及端面端面 本工序为车左端外圆 036. 0 123. 0 105 ， 116 ， 0 05. 0 102 及端面的工序， 我们选择机床： 普通车床 CA6140，功率 P=13kw； 刀具：选用高速钢外圆车刀， 查 机械制造工艺设计简明手册3.139， 刀具数据如下：d=16 20z = 225 w d = 1)车削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册3.127 可知 e a =12 这里取 1.5 2)选择进给量 经过查表可知： f a =0.23 0.5 p a = 3)选择车削的速度 经查表可知 0.6/36/minvm sm= 所以： 10001000 36 190 /min 3.14 60 v nr d = 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 1.415 可知： ()() 12 1 2 . .0.25 20 192960 1590 137 25 1580 z z m mf pp L T f fa z n Llll laDa l L = = = += =+= = = 所以， 1590 1.65min 960 z m L T f = 5)计算车削力 XX 学院本科生毕业论文（设计） 12 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0.830.650.83 0 9.81 zzefp FCF aada z = 式中： 0 30 1.5 0.25 60 z e f CF a a d = = = = 20 0.5 p z a = = 所以， 0.830.650.83 0 9.81 zzefp FCF aada z = 0.830.650.83 9.81 30 1.50.25600.5 20 93.9N = = 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 3.28 有 .93.9 36 3.3813 10001000 F v Pkwkw = 所以，机床的功率足够； 4.2 调头装夹，粗车右端外圆调头装夹，粗车右端外圆 036. 0 123. 0 105 ， 116 及端面及端面 1） 确定背吃刀量 p a 。由于粗加工单边余量为 1.3mm 可在一次走刀内完成， 故 mm p a75 . 0 = 2 ） 确 定 进 给 量 f 。 根 据 查 切 削 用 量 简 明 手 册 得 ， 刀 杆 尺 寸 为 mmmmHB2516=，mmap3以及工件直径为mmmm4020时 rmmf/5 . 02 . 0= 按 CK6140 车床说明书选择 rmmf/3 . 0= XX 学院本科生毕业论文（设计） 13 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 CK6140 车床说明书，其进给机构允许的进给力NF3530 max =。 当 钢 的 强 度MPa b 810680=，mmap4，rmmf/75 . 0 ，= = 45 r k， min/65mvc=（预计）时，进给力为NFf1820=。 切削时 f F 的修正系数为0 . 1= voFf k，0 . 1= sFf k，11 . 1 = krFf k故实际进给力为 NNFf202011 . 1 1820= 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选rmmf/55 . 0 = 的进给量可用。 3）确定切削速度 c v 当 用15YT硬 质 合 金 车 刀 加 工MPa b 700630=钢 料 ，mmap3， rmmf/54 . 0 ，切削速度min/109mvt= 4）选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得，车刀后刀面最大磨损量取为 1.4mm，因为 车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60min。 5）确定车削速度 c v 和每分钟进给量 f v 根据切削用量简明手册表 1.27 与 1.28 中公式计算： 1000 0n d vc =8.88m/min； 根据一下公式，可得： 1000 30075 = 机动T = min;23 . 0 109*35 . 0 /20 * = nf L 4.3 精车左端外圆精车左端外圆 036. 0 123. 0 105 ， 0 05. 0 102 至尺寸至尺寸 1） 确定背吃刀量 p a 。由于粗加工单边余量为 1.3mm 可在一次走刀内完成， 故 mm p a75 . 0 = 2 ） 确 定 进 给 量 f 。 根 据 查 切 削 用 量 简 明 手 册 得 ， 刀 杆 尺 寸 为 mmmmHB2516=，mmap3以及工件直径为mmmm4020时 rmmf/5 . 02 . 0= 按 CA6140 车床说明书选择 XX 学院本科生毕业论文（设计） 14 rmmf/3 . 0= 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 CK6140 车床说明书，其进给机构允许的进给力NF3530 max =。 当 钢 的 强 度MPa b 810680=，mmap4，rmmf/75 . 0 ，= = 45 r k， min/65mvc=（预计）时，进给力为NFf1820=。 切削时 f F 的修正系数为0 . 1= voFf k，0 . 1= sFf k，11 . 1 = krFf k故实际进给力为 NNFf202011 . 1 1820= 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选rmmf/55 . 0 = 的进给量可用。 3）确定切削速度 c v 当 用15YT硬 质 合 金 车 刀 加 工MPa b 700630=钢 料 ，mmap3， rmmf/54 . 0 ，切削速度min/109mvt= 4）选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得，车刀后刀面最大磨损量取为 1.4mm，因为 车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60min。 5）确定车削速度 c v 和每分钟进给量 f v 根据切削用量简明手册表 1.27 与 1.28 中公式计算： 1000 0n d vc =8.88m/min； 根据一下公式，可得： 1000 30075 = 机动T = min;23 . 0 109*35 . 0 /20 * = nf L 4.4 精车右端外圆精车右端外圆 036. 0 123. 0 105 至尺寸至尺寸 车床：选用 CA6140 型车床。 刀具：硬质合车刀 量具：游标卡尺 （1）mmap1=，走刀次数4=m。 （2）进给量rmmf/3 . 0=。 （3）车刀后刀面最大磨损限度取为mm5 . 1，硬质合金端车刀寿命 min50=T。 （4）确定切削速度 min)/(m faT kC V yx p m C = XX 学院本科生毕业论文（设计） 15 根据表 1.27， 其中18 . 1 = v k，242= v C，15 . 0 = v x，35 . 0 = v y，3 . 0=m， 所以： min)/(67.149 375. 1 56.285 726 . 0 1268 . 2 56.285 35 . 0 4 . 0 15. 0 1 2 . 0 60 18 . 1 22 m C V= = = 确定主轴转速：mmd 80= min/681 8 . 219149670)7014 . 3 (67dvn= 取标准转速 min/800rn= 则实际切削速度min/1231000mdnV= 4.5 粗铣、半精铣左端粗铣、半精铣左端 2 . 0 1 . 0 78+ + 凹台至尺寸凹台至尺寸 本工序为 粗铣、半精铣 2 . 0 1 . 0 78+ + 凹凹台的工序,我们选择机床：铣床 X5032， 功率 P=11kw； 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册3.1 39，刀具数据如下：d=20 20z = 225 w d = 1)铣削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册3.127 可知 e a =12 这里取 1.5 2)铣削每齿进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 328 329 可知 f a =0.25 0.5 p a = 3)铣削速度的选择 查机械制造工艺设计手册表 330 可知 0.6/36/minvm sm= 所以： 10001000 36 190 /min 3.14 60 v nr d = 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 1.415 可知：机床功率足 够。 4.5 调头装夹，粗铣、半精铣调头装夹，粗铣、半精铣 2 . 0 1 . 0 78+ + 凹台至尺寸凹台至尺寸 车床：选用 CA6140 型车床。 刀具：硬质合车刀 量具：游标卡尺 XX 学院本科生毕业论文（设计） 16 （1）mmap1=，走刀次数4=m。 （2）进给量rmmf/3 . 0=。 （3）车刀后刀面最大磨损限度取为mm5 . 1，硬质合金端车刀寿命 min50=T。 （4）确定切削速度 min)/(m faT kC V yx p m C = 根据表 1.27， 其中18 . 1 = v k，242= v C，15 . 0 = v x，35 . 0 = v y，3 . 0=m， 所以： min)/(67.149 375. 1 56.285 726 . 0 1268 . 2 56.285 35 . 0 4 . 0 15. 0 1 2 . 0 60 18 . 1 22 m C V= = = 确定主轴转速：mmd 80= min/681 8 . 219149670)7014 . 3 (67dvn= 取标准转速 min/800rn= 则实际切削速度min/1231000mdnV= 4.6 粗铣、半精铣左端粗铣、半精铣左端 2 . 0 1 . 0 78+ + 凹台至尺寸凹台至尺寸 本工序为 粗铣、半精铣 2 . 0 1 . 0 78+ + 凹凹台的工序,我们选择机床：铣床 X5032， 功率 P=11kw； 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册3.1 39，刀具数据如下：d=20 20z = 225 w d = 1)铣削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册3.127 可知 e a =12 这里取 1.5 2)铣削每齿进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 328 329 可知 f a =0.25 0.5 p a = 3)铣削速度的选择 查机械制造工艺设计手册表 330 可知 0.6/36/minvm sm= XX 学院本科生毕业论文（设计） 17 所以： 10001000 36 190 /min 3.14 60 v nr d = 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 1.415 可知： ()() 12 1 2 . .0.25 20 192960 1590 137 25 1580 z z m mf pp L T f fa z n Llll laDa l L = = = += =+= = = 所以， 1590 1.65min 960 z m L T f = 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0.830.650.83 0 9.81 zzefp FCF aada z = 式中： 0 30 1.5 0.25 60 z e f CF a a d = = = = 20 0.5 p z a = = 所以， 0.830.650.83 0 9.81 zzefp FCF aada z = 0.830.650.83 9.81 30 1.50.25600.5 20 93.9N = = 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 3.28 有 .93.9 36 3.3813 10001000 F v Pkwkw = XX 学院本科生毕业论文（设计） 18 所以，机床的功率足够； 4.7 车左端倒角车左端倒角 4X 。 30 本工序为车端面倒角的工序，根据工况，我们选择 CA6140 型车床。 刀具： 硬质合金刀 量具：游标卡尺 （1）mmap5 . 1=，走刀次数2=m。 （2）进给量rmmf/4 . 0=。 （3）车刀后刀面最大磨损限度取为mm4 . 1，硬质合金车刀寿命min60=T。 （4）确定切削速度 min)/(mfaTkCV vv yx p m vvC = 根据表 1.27，其中修正系数18 . 1 = v k，100= v C，15 . 0 = v x，35 . 0 = v y， 2 . 0=m，所以： min)/( 6 .73 889 . 1 56.285 726 . 0 063 . 1 268 . 2 56.285 35 . 0 4 . 0 15 . 0 5 . 1 2 . 0 60 18 . 1 100 m C V= = = ； 确定主轴转速：mmd90= min/5008 .219151170)7014. 3 (6 .7310001000rdvn= 按照 CA6140 数控车床的转速，选择 min/500rn= 则实际切削速度 min/1101000mdnV= 2）基本时间的确定 根据切削用量简明手册可知，有一下公式： f m v L t= 公式中llL+=，l=13mm，根据切削用量简明手册表 3.26，铣刀入切量 及超切量mmy12=+，则 L=25mm。 min1 . 0 235 167