机械制造技术课程设计-转盘轴的工艺规程及夹具设计（全套图纸）.pdf

机械制造技术课程设计 XXXXXXXXXX 学院学院 课程设计(论文) 班班 级：级： XXXXXXX 学学 号：号： XXXXX 姓姓 名：名： XXX 设计题目：设计题目： 转盘轴的工艺规程及夹具设计转盘轴的工艺规程及夹具设计 指导教师姓名：指导教师姓名： XXX 2013 年年 09 月月 机械制造技术课程设计 I 摘摘 要要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合 与测量等多方面的知识。 转盘轴的加工工艺规程及其打平面孔的钻夹具设计是包括零件加工的工艺设 计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析， 了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工 艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺 装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如 定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出 夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中 注意改进。 关键词关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 机械制造技术课程设计 II Abstract This design content involves several aspects of knowledge, i.e.machinery production technique, machine tool fixture design, metal-cutting machine tool, tolerance, fits and measurement, etc. The cone head processing technological procedure and the fixture design of milling its two ends include the technology design and the process design of the part manufacturing and the third part the design of the excusive ficture.In technology design, firstly, parts need to be analyzed to see the technology of the parts. Then structure of the blank needs to be designed ,the machining benchmark of the parts needs to be selected and the process route needs to be designed; The second step is to calculate the dimensions of the parts of each step, the key of which is to work ou the technological equipment and cutting parameters of each process; The third step is the design of the fixture. To design all the parts of the fixture, e.g. positioning components, clamping components, guiding components, the parts that connect the fixture body and the machine tool and other parts; The next step is to calculate the posotioning error that caused by ficture positioning and to analyze the rationality and the shortcomings of the fixture structure so that the errors and shortcomings can be improved for the future design. 机械制造技术课程设计 III Keywords: technology, process, cutting parameters, clamp, positioning 机械制造技术课程设计 1 目录目录 摘 要 . I Abstract . II 目录 . 1 前 言 . 2 1. 计算生产纲领，确定生产类型 . 3 2. 零件的分析 . 4 2.1 零件的作用 . 4 2.2 零件图 . 4 2.3 零件的工艺分析 . 5 3. 零件毛坯的选择 . 6 4. 工艺过程设计 . 8 4.1 基面的选择 . 8 4.2 零件表面加工方法的选择 . 9 4.3 制订工艺路线 . 10 5. 确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯图 . 13 6. 工序设计 . 15 6.1 选择加工设备和工艺装备 . 15 6.1.1 选择机床 . 15 6.1.2 选择夹具 . 15 6.1.3 选择刀具 . 15 6.1.4 选择量具 . 16 7. 确定切削用量及基本时间 . 17 8. 夹具设计 . 23 8.1 设计夹具的目的 . 23 8.2 夹具的分类 . 23 8.3 专用夹具的组成 . 25 8.4 典型的定位元件 . 25 8.5 夹具中的夹紧机构 . 28 8.6 夹具的发展趋势 . 29 8.7 设计说明 . 30 结 论 . 31 致 谢 . 32 参考文献 . 33 机械制造技术课程设计 2 前前 言言 机械制造业是制造具有一定形状、位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成 机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的 生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不 开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要 基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济 综合实力和科学技术水平的重要指标。 本次课程设计的转盘轴零件的加工工艺规程及其钻 6-M10 孔的夹具设计是在学 习了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后 的一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排， 工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培 养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以 在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理 论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师给予批评指正。 机械制造技术课程设计 3 1. 计算生产纲领，确定生产类型计算生产纲领，确定生产类型 生产纲领对工厂的生产过程和生产组织有着决定性的作用，包括决定各工作点 的专业化程度，加工方法，加工工艺设备和工装等。同一种产品，生产纲领不同也 会有完全不同的生产过程和专业化程度，即有着完全不同的生产组织类型。根据生 产专业化程度的不同，生产组织类型可分为单件生产，成批生产，和大量生产三种， 其中成批生产可分为大批生产，中批生产和小批生产，是各种生产组织管理类型的 划分，从工艺特点上看单件生产与小批生产相近，大批生产和大量生产相近，因此 在生产中一般按单件小批，中批，大批大量生产来划分生产类型，这三种类型有着 各自的工艺特点。各种生产类型不同，零件和产品的制造工艺，所用的设备及工艺 装备、对工人的技术要求、采取的技术措施和达到的技术经济效果也不同。大批大 量的生产，采用专用高效设备及工艺装备，因而产品的成本低，但是往往不能适应 多品种的生产的要求：而单件小批量的生产采用的是通用设备及工艺装备，因而容 易适应品种的变化，但是生产成本高，有时还跟不上市场的需求。因此，目前各种 生产类型的企业既要适应多品种的生产的要求，又要提高经济效益，他们的发展是 既要朝着生产过程柔性化的方向发展，又要上规模、扩大批量，以提高经济效益。 成组技术为这种发展趋势提供了重要的基础，各种现代先进制造技术都是在这种要 求下应运而生的。 本次设计的转盘轴零件的生产类型为大批生产（资料指定） ，为方便加工可以将 本零件的毛坯提为空心的台阶轴。 机械制造技术课程设计 4 2. 零件的分析零件的分析 2.1 零件的作用零件的作用 转盘轴套筒类零件，其对零部件的定位于支撑作用。 2.2 零件图零件图 机械制造技术课程设计 5 2.3 零件的工艺分析零件的工艺分析 零件图中，图样的视图正确，完整、尺寸、公差及技术要求齐全。转盘轴外形 为一组台阶面的空心轴，端面开平槽及 45斜槽。其中尺寸120 及尺寸100 中光 洁度要求 0.8，需要外圆磨床磨削加工。其外圆为一系列台阶轴及倒角和切槽，光洁 度要求 1.6，可在车床上经过粗车、半精车、精车等完成。内圆可以考虑上镗铣床加 工内孔端面及铣槽的工作。其余螺纹孔可以考虑立式钻床打孔，绞丝。 机械制造技术课程设计 6 3. 零件毛坯的选择零件毛坯的选择 分析完零件的加工性能之后，确定零件毛坯。选择毛坯包括选择毛坯类型以及 制造方法、确定毛坯的精度。零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量，在很 大程度上与毛坯有关。例如毛坯的形状和尺寸越接近成品零件，即毛坯精度越高， 则零件的机械加工劳动量接越少，材料的消耗也少，机械加工的生产率可以提高， 成本可以降低，但是，毛坯的制造费用提高了，因此确定毛坯要从机械制造和毛坯 制造两方面综合考虑，以求得最佳效果。 毛坯类型有铸造、锻压、压制、冲压、焊接、型材和板材等。各种毛坯的制造 方法和特点各不相同。但是确定毛坯主要考虑一下几点： （1） 、零件的材料及其力学性能。当零件的材料选定后，毛坯的类型就大致确 定了材料是铸铁，就选择铸造成型；材料是钢材，且力学性能要求高的就选择锻压 成型，当力学性能要求较低时，可选择型材或则铸钢。 （2） 、零件的形状和尺寸。形状复杂的毛坯，长采用铸造方法。薄壁零件不可 以用砂型铸造，尺寸大的铸件宜选用砂型铸造；中、小型零件可用较先进的铸造方 法。常见一般用途的钢制阶梯轴零件，如各台阶的直径相差不大，可用棒料；如各 台阶的直径相差较大，宜用锻件。尺寸大的零件，因为受设备限制一般使用自由锻； 中、小型的零件可以选用模锻。形状复杂的钢制零件不宜选用自由锻。 （3） 、生产类型。大量生产应选精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，用于 毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿，如铸件应 选用金属模机械造型或者精密铸造，锻件应采用模锻、冷轧或者冷拉型材等；单件 小批生产则应采用木模手工制作或者自由锻。 （4）具体生产条件。确定毛坯必须结合具体的生产条件，如现场毛坯制造的实 际水平和能力、外协的可能性等。有条件时，应积极组织专业化生产，统一供应毛 坯。 （5）充分考虑使用新工艺、新技术和新材料的可能性。为节约材料和能源，随 着毛坯制造和专业化生产发展，目前毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的发 展很快。例如：精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等，在机械中的 应用日益的广泛。应用这些方法后，可大大减少机械加工量，有时甚至可以不再进 机械制造技术课程设计 7 行机械加工。 本次设计的转盘轴零件，其材料为 42CrMoA，属于合金钢锻件的范围，这里我们 选用锻造成型。本件为大批量生产，材料为 42CrMoA，轮廓尺寸不大，且外形尺寸简 单，可以考虑外圆锻造为两处台阶轴，内孔压力机压出。毛坯的具体外形尺寸通过 确定加工余量后决定。 机械制造技术课程设计 8 4. 工艺过程设计工艺过程设计 4.1 基面的选择基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，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，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择：粗基准的选择要求应能保证加工面与非加工面之间的位置关系 及合理分配各加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准。主要的选择原则有以 下：1、为了保证加工面和非加工面之间的位置要求，应选非加工面为粗基准。当工 件上有多个非加工面与加工面之间有位置关系要求时，则应以其中要求较高的非加 工面为粗基准。2、合理分配各加工面的余量。其中在分配余量时，应考虑到以下: 为了保证各个加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准；为 了保证重要加工面的余量均匀，应选重要加工面为粗基准。当工件上有多个重要加 工面都要保证时，应选余量要求最严的面为粗基准。3、粗基准基准避免重复使用， 在同一尺寸方向上通常只允许用一次。粗基准是毛面，形状误差也很大，如重复使 用就会造成较大的定位误差。一般来说基准应避免重复使用，希望以粗基准定位首 先把精基准加工好，为后续工作做好定位面。4、选择粗基准的表面应该光洁平整， 要避开锻造毛边和铸造浇冒口、分型面、毛刺等缺陷，以保证定位准确、夹紧可靠。 当用夹具装夹时，选择的粗基准面还应使夹具的结构简单、操作方便。 对转盘轴这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要。以零件的外圆为基准， 粗加工一端的台阶面及外圆，及长度方向的平面，以此作为锥头加工的粗基准面。 选择精基准时，应能保证加工精度和装夹可靠方便，主要有以下一些原则：1、 基准重合原则。采用设计基准作为定位基准称为基准重合，这样可以避免基准不重 合而引起的基准不重合误差， 保证加工精度应遵循基准重合原则。 2、基准统一原则。 在工件的加工过程中尽可能地采用统一的定位基准，称为基准统一原则（也称为基 准单一原则或者基准不变原则） 。3、自为基准原则。当某些表面精加工要求加工余 量小而均匀的时候，选择加工表面本身作为定位基准称为自为基准原则，遵循自为 基准原则时，不能提高加工面的位置精度，只是提高加工面本身的精度。4、互为基 准原则。为了使加工面之间有较高的位置精度，又为了使加工面余量小而均匀，可 机械制造技术课程设计 9 以采取反复加工、互为基准原则。5、保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便原则。 所选择的精基准应能保证工件定位准确、稳定、夹紧可靠。精基准应该是精度较高、 表面粗糙度值较小、支撑面积较大的表面。当使用夹具装夹时，选择的精基准面还 应使夹具结构简单、操作方便。 本零件是空心台阶轴，而且轴是设计基准，也是装配基准和测量基准，为了避 免由于基准不重合而产生的误差，应选择外圆定位基准，即遵循基准重合的原则。 具体而言就是选择120 和一台阶面作为精加工基准。 精、粗基准选择的各条原则，都是从不同的方面提出的要求。有时，这些要求 会出现相互矛盾的情况，甚至在一条原则内也会出现相互矛盾的情况，这就要求全 面辩证的分析，分清主次，解决主要矛盾。如在选择箱体零件的粗基准时，既要保 证主轴孔和内壁腔的位置要求，有要求主轴孔的余量足够且均匀，或者要求孔隙的 各孔余量足够且均匀，就会产生相互矛盾的情况。此时，在保证加工质量的前提下， 结合具体生产类型和条件，灵活运用原则。当中、小批生产或者箱体零件的毛坯精 度较低时，常用划线来找正装夹，兼顾各项要求，解决几方面的矛盾。 4.2 零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 为了正确的选择加工方法，应了解选择加工方法时考虑的因素，选择加工方法 时经常根据经验或者查表来确定，再根据实际情况或者通过工艺试验进行修改。选 择时应考虑以下几点因素：1、工件材料的性质。如淬火钢的精加工要用磨削，有色 金属的精金加工为避免磨削时堵塞砂轮，要用高速精细车或者精细镗。2、工件的外 形和尺寸。如对于公差为 IT7 的孔采用镗、铰、拉、磨削等都可以。但是，箱体上 的孔一般不宜采用拉或者磨削，而是常常选择镗孔（大孔时）或者铰孔（小孔时） 。 3、生产类型及考虑生产率和经济性问题。选择加工方法要与生产类型相适应。大批 大量生产应选用生产率高和质量稳定的加工方法。例如：平面和孔采用拉削加工， 单件小批生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔；又如为保证质量可靠和稳定， 保证有高的成品率，在大批大量生产中采用超精加工加工比较精密零件，常常降级 使用高精度加工方法。4、具体生产条件，应充分利用现有设备和工艺手段。5、充 分考虑新工艺、新技术的可能性，提高工艺水平。6.、特殊工艺要求，如表面纹路 方向的要求，铣削和镗削孔的纹路方向与拉削的纹路方向不同，应根据设计的要求 机械制造技术课程设计 10 选择相应的加工方法。 本次工艺设计的加工面上面已经初步分析过了，这里就需要加工的地方依次选 择相应的加工方法：本零件的加工面有外圆、内孔、端面、槽、螺纹孔得等，材料 为 42CrMoA，参考机械制造工艺设计简明手册（哈尔滨工业大学李益民主编）相关资 料，其加工方法选择如下： 1 内孔60mm，为未注明公差尺寸，根据 GB1800-79 规定，其公差级按 IT14， 表面粗糙度为 1.6m，需要粗镗，半精镗； 2 外圆尺寸90、尺寸100、尺寸120、尺寸130 都注明公差尺寸，及相应 的形位公差要求，且外圆面为设计安装的基准，需要严格保证。需通过粗车、半精 车、精车来保证光洁度 1.6，其他两处 0.8 处需外圆磨； 3 总长尺寸 225，为未注明公差尺寸，根据 GB1800-79 规定，其公差级按 IT14， 表面粗糙度为 1.6m，需要粗铣（粗车） 、半精铣（半精车） ； 4 槽尺寸 40 宽深 10 总长尺寸 225，为未注明公差尺寸，根据 GB1800-79 规定， 其公差级按 IT14，表面粗糙度为 1.6m，需要粗铣、半精铣， ； 5 6-M12 螺纹孔，12-M16 螺纹孔，钻-攻丝。 4.3 制订工艺路线制订工艺路线 制订工艺路线即是安排零件的加工工序，复杂零件的机械加工工艺路线中要经 过切削加工、热处理和辅助工序。因此，在拟定工艺路线时要全面地把切削加工， 热处理和辅助工序三者一起加以考虑，现在分述如下： 1、机械加工工序安排原则。先加工基准面，选为精基准的表面应安排在起始工 序进行加工。划分工序阶段，工件的加工质量要求较高时，都应划分阶段，一般可 分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。加工精度和表面质量要求特别高时，还 可以增加光整加工和超精密加工。粗加工阶段是从坯料上切除较多余量，所得的加 工精度和表面质量都比较低的加工过程。半精加工是在粗加工和精加工之间所进行 的切削加工过程。精加工是从工件上切除较少余量，所得精度和表面质量都较高的 加工过程。 当然上述的加工阶段划分并非所有的工件都应如此，在应用时应该灵活掌握。 而且，划分加工阶段是对整个工艺过程来说的，因而应以工件的主要加工面来分析， 机械制造技术课程设计 11 不应该以个别表面或者个别工序来判断。对于箱体、支架、连杆等工件，应该先加 工平面后加工孔。这是因为平面的轮廓平整，安放和定位比较稳定可靠，若先加工 好平面，就能以平面定位加工孔，保证平面和孔的位置精度。次要表面的加工量都 较少，加工比较方便。所以一般的机械加工的顺序是：加工精基准-粗加工主要面- 精加工主要面-光整加工主要面-超精密加工主要面，次要表面的加工穿插在各个阶 段之间进行。 另外，热处理是用于提高材料的力学性能、改善金属的加工性能以及消除残余 应力，制订工艺时应根据设计和工艺要求全面考虑，热处理分为：1、最终热处理， 主要目的是提高力学性能，如调质、淬火、渗碳淬火、液体碳氮共渗和渗氮等都属 于最终热处理，应安排在精加工前后，变形较大的热处理，如渗碳淬火应安排在精 加工磨削前进行，以便在精加工磨削时纠正热处理的变形，调质处理也应安排在精 加工前进行。变形量小的热处理如渗氮等，应安排在精加工后。表面装饰性镀层和 发兰处理一般安排在机械加工完毕后进行。2、预备热处理预备热处理的目的是改善 加工性能，为最终热处理做好准备和消除残余应力，如正火、退火和时效处理等。 它应安排在粗加工前后和需要消除应力处。放在粗加工前，可改善粗加工是材料的 加工性能，并可减少车间之间的运输工作量；放在粗加工后，有利于粗加工残余应 力的消除。调质处理能得到组织均与细致的回火索氏体，有时也作为预备热处理， 常安排在粗加工之后。精度要求较高的精密丝杠和主轴等工件，常需要安排多次时 效处理，以消除残余应力，减少变形。 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等 技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用 普通机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具和专一量 具。并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生 产成本尽量下降。 通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下这种工艺方案： 方案： 工序 1：模锻 工序 2：正火 机械制造技术课程设计 12 工序 3：粗车轴尺寸端面（大头） ，粗车尺寸130 及120；调头粗车轴尺寸端 面（小头） ，粗车尺寸120 及100、90 工序 4：半精车、精车轴130 及120 及100、90 工序 5：镗孔60 工序 6：精铣（大头）端面及槽 工序 7：钻，扩，攻丝 6-M10 工序 8：调质处理 工序 9: 精磨尺寸120 及100 工序 10：去毛刺、清洗 工序 11：终检，入库 以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺过程综合卡片” 。 机械制造技术课程设计 13 5. 确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯图确定机械加工余量及毛坯尺寸，设计毛坯图 因为零件为锻件，空心套筒类零件查手册标准（GB16826.5-1996 套筒类锻件机 械加工余量与公差如附图） ，这里按标准选取锻件精度等级为 F 级，具体数据如下： 外圆的单边加工余量留量为单边 5mm,本零件为下料方便将毛坯改为两级台阶： 即外圆尺寸130 及120 处按最大外径单边余量 5mm 设计为140，长度方向上单 边尺寸留余量为 4mm，共计本段长度 125mm；外圆尺寸100 及90 处按最大外径单 边余量 4.5mm 设计为109，长度方向上总长为 235mm，共计本段长度 110mm 另外内孔尺寸为考虑孔的加工精度，将余量也留至单边 4mm 设计为52。 具体毛坯形状大小毛坯图如以下附图： 机械制造技术课程设计 14 机械制造技术课程设计 15 6. 工序设计工序设计 6.1 选择加工设备和工艺装备选择加工设备和工艺装备 6.1.1 选择机床 工序机械加工的第一道工序是粗车外圆，各个工序的工步数少，本着就繁化简 及节约成本的原则；本零件外形尺寸不大，选择卧式车床 C620-1 即可满足本段加工 的要求。 工序机械加工的第二道工序是半精车外圆，选择卧式车床 C620-1 即可满足本段 加工的要求。 内孔加工工序，考虑到端面的槽的加工，这里我们选择卧式的镗铣床既可以完 成孔的加工也可以在不动基准的前提下完成端面两处开槽的加工，选择卧式镗铣床 T616 即可满足本段加工的要求。 工序机械加工中的打底孔及铰丝是螺纹孔的加工，而且孔都为小孔，我们选择 选择常用的 Z525 型立式钻床即可满足需要。 另外两处需要磨削加工的轴面，考虑到零件外行尺寸不大和加工的经济性我们 选择常见的万能外圆磨床 M114W 完成本工序。 6.1.2 选择夹具 除工序打孔使用 按要求设计的专用夹具外，其他工序使用相应的通用夹具即 可。 6.1.3 选择刀具 在车床上加工时一般都选择硬质合金车刀。为了提高生差率和经济性，可选用 可转位车刀（GB5343.1-85、GB5343.2-85）粗加工使用 YT5，半精加工使用 YT15， 精加工使用 YT30. 铣刀选用莫氏锥柄立铣刀 （GB1113-81） ， 选择铣刀直径 d=40 的锥柄键槽铣刀。 另外斜 45槽的圆角半径为 R8 这里选择 d=16 的棒铣刀。 钻孔选择8 锥柄麻花钻（GB1438-85） ，选用 M10 机用丝锥（GB3464-83） ，底 面连接孔选用4.9 锥柄麻花钻（GB1438-85）选用 M6 机用丝锥（GB3464-83） 。 机械制造技术课程设计 16 根据相关资料选择 PSA400100127A60L5B35， 完成100 及120 两处轴的磨 削。 6.1.4 选择量具 本零件属于大批生产，但是外形规矩，且尺寸不大，方便测量，这里采用通用 量具。选择量具的方法有两种：一种是按计量器具的不确定度选择；另外是按照计 量器具的测量方法极限误差选择。选择时，任选其一即可。孔的量具选择为分度值 为 0.01 , 50-125 内径千分尺；选择测量范围为 0-100，分度值为 0.01 的深 度百分尺；选择分度值为 0.01 , 0-150 游标卡尺；根据测量表面的不同这里选 择外径千分尺、内径千分尺，游标卡尺等工具。 机械制造技术课程设计 17 7. 确定切削用量及基本时间确定切削用量及基本时间 切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定的方法是先确定切 削深度，进给量，再确定切削速度。 7.1 车外圆 已知条件：加工材料 42CrMoA， b =1080MPa,锻件，有外皮， 工件尺寸坯件 D=140mm，车削后 d=130mm，加工长度 125mm； 分析：由于工件是锻造毛坯，加工余量达 5mm，而加工要求又较高 a R 1.6m， 故分两次走刀，粗车加工余量取 4mm，半精车加工余量取为 1mm。 机床为卧式车床 C620-1，工件装夹在三抓自定心卡盘。 （1） 选择刀具 1. 选择直头焊接式外圆车刀。 2. 根据表 1.1 由于 C620- 1 车床中心高 200mm，选择刀杆尺寸 BH=16mm 25mm，刀片厚度 4.5mm。 3. 根据表 1.2，粗车带外皮的锻件毛坯，可选择 YT15 牌硬质合金。 4. 车刀几何形状根据表 1.3，选择卷屑槽带倒棱前刀面， r =60， / r =10， o =6， o =10， （2） 选择切削用量 1. 确定切削深度 p 由于粗加工余量仅为 4mm，可以在一次走刀内切完，故 p =（D- d）/2=4mm 机械制造技术课程设计 18 2. 确定进给量f 根据表1.4， 在粗车钢料、 刀杆尺寸为16mm25mm， p =3- 5mm 以及工件直径在 60- 100mm 时，f=0.4- 0.7mm/r 按 C620- 1 车床说明书选择 f=0.5mm/r 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 C620- 1 车床说明书，其进给机构允许的进给力 max F=3530N 根据表 1.21，当钢的强度, b =980- 1110MPa， p 4mm， f0.75mm/r， r =45， c V =65m/min 时，进给力为 f F =2600N 切削时 f F 的修正系数为 oFf =1.0， oFf =1.0， Ff =1.11（见表 1.29- 2） ，故实际 进给力为 f F =26001.11=2886N 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力， 故所选 f=0.5mm/r 的进给量 可用。 3. 选择车刀磨钝标准及寿命 根据表 1.9，车刀后刀面最大磨损量为 1mm，车刀 寿命 T=60min. 4. 确定切削速度 c V 切削速度 c V 可根据公式计算，也可以直接由表查出。 根据表 1.10，当用 YT15 硬质合金车刀加工 b =980- 1110MPa， p 7mm， f 0.54mm/r， t v =109m/min，切削速度的修正系数为 tv =0.65、 nrv =0.92、 nv =0.8、 Tv =1.0、 v =1.0、 （均见表 1.28） ，故 / c V =1090.650.920.811=52.1m/min 机械制造技术课程设计 19 n= 140 1 . 5210001000 / = D Vc 118.45r/min 根据 C620-1 车床说明书，选择 n=120 r/min, 则实际切削速度 c V =Dn=52.8 m/min 5 校验机床功率: 由表 1.24 当 b =970MPa， p 4mm， f0.5mm/r， t v 57m/min， c p =3.4Kw, 根据 C620-1 机床参数，当车床在 120r/min 工作时，主轴允许的功率为 5.9Kw， 故选择的切削量可用，最后决定的切削用量为 p =4mm， f=0.5mm/r，n=120 r/min，v =52.8m/min 其中，半精车、精车时切削深度变小，这里就不再重复计算； 6 计算切削工时 t= nf lll 21+ + 式中： 工序 1、粗车大头端 L=123mm, L1=5mm, L2=5 所以 t=2.2min 粗车小头端 L=108mm, L1=5mm, L2=5 所以 t=1.96min 工序 2、半精车、精车大头端132-130 机械制造技术课程设计 20 L=123mm, L1=5mm, L2=5 所以 2t=4.4min 车端面 L=39mm, L1=5mm, L2=5 所以 t=0.8min 半精车、精车小头端 L=108mm, L1=5mm, L2=5 所以 t=1.96min 计算方法如上，这里不再赘述，全部计算时间见：加工工序卡片； 7.2 镗孔 确定粗镗孔52-58 的切削用量，选择刀具为 YT15 硬质合金、直径为 58 的圆形镗刀。 （1） 、确定切削深度 p =（58-52）2=3mm （2） 、确定进给量 f 根据表 1.5 当粗镗钢料，镗孔直径于 50-150mm、切削深度 p =3mm、镗刀伸出长度 L 10d 时，f=0.4-0.6mm/r， （3） 、确定切削速度 Vc 按公式 Vc= v y x p m v k faT c v v (m/min) 其中： v C =291、m=0.2、 v x =0.15、 v y =0.2、T=60min、 v k =0.90.80.65=0.468 则 Vc= v y x p m v k faT c v v =78m/min n= 58 7810001000 = D V =428r/min 按机床 T616 主轴转速表选择转速 370， 则实际切削速度 V=67.4m/min。 半精镗、精镗时切削深度变小，这里不再验证。 7.3 铣槽 加工条件 工件材料：42CrMoA，锻造。 加工要求：铣槽 40 深 10mm,表面粗糙度值 Ra 为 1.6。 镗铣床：T616 铣刀：选择 d=40 硬质合金锥柄键槽铣刀， 切削速度：参照有关手册，确定 v=15m/min mmaw7= 机械制造技术课程设计 21 10 1510001000 = w s d v n=477.7r/min 采用 T616 卧式镗铣床，根据机床使用说明书（见工艺手册表 4.2-39） 取 w n =550r/min 故实际切削速度为： min/ 1 . 69 1000 55040 1000 m nd v ww = = 当min/550rnw=时，工作台的每分钟进给量 m f 应为 min/176550408 . 0 mmznff wzm = 查机床说明书，刚好有min/176mfm=故这里选择。 计算切削工时：t= m f lll 21+ + , L=200mm, L1=5mm, L2=5 所以 3t=3.6min 加工斜槽时，计算方法如上，这里不再赘述，全部计算时间见：加工工序卡片； 7、4 钻孔攻丝 本工序为钻孔及攻丝，刀具选用高度刚复合钻头，使用切削液。 1、钻孔 68, 因为孔径和深度都很小，这里选择手动进给， 选择钻头磨钝标准及耐用度 选择最大磨损量为 0.8mm；耐用度为 T=15min 确定切削速度 V 假定进给量 f=0.35mm/r，则 v=17m/min 所以 n= 8 1000 v =676r/min 按机床选取 min/680rnw= 实际切削速度 min/09.17 1000 6808 1000 m nd v ww = = 切削工时 mml25=， mml4 1 =， mml3 2 =则： fn lll t w + = 21 =min13 . 0