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滚齿机主轴的工艺设计毕业论文目录第一章 绪论1一、机械制造加工工艺的重要性1二、滚齿机主轴加工工艺特点1第二章 零件分析2一、零件的使用功能分析2二、零件工艺分析2（一）零件的结构工艺分析4（二）零件技术要求分析4第三章 零件加工工艺规程设计6一、零件生产类型的确定6二、材料的选择和毛坯制造方法的选择6（一）毛坯的材料分析6（二）毛坯制造方法的选择7（三）毛坯形状与尺寸的确定7三、定位基准的选择8（一）粗基准的选择9（二）精基准的选择9四、零件热处理方案10五、工艺路线的拟定11（一）加工方法的选择11（二）加工阶段的划分12 (三) 工艺路线的安排13六、零件加工余量及工艺尺寸的确定16（一）零件加工余量的确定16（二）零件工序尺寸的确定17第四章 切削用量的确定和计算26一、刀具和车床的选择26二、切削用量的确定26（一）切削用量的选择原则：26（二）滚齿机主轴的切削用量的选择27第五章 零件加工工艺卡32参考文献41致谢42滚齿机主轴的工艺设计第一章 绪论一、机械制造加工工艺的重要性 机械制造是国民经济的产业主体。机械制造业的主要任务是向国民经济各部门的发展提供所需的各种先进的、高效的、节能的机械装备。不论是传统产业还是新兴产业，都离不开机械设备。随着科学技术的进步，传统机械零件的形状结构越来越复杂，精度要求越来越高，且对零件的加工难度也越来越大，所以机械制造加工工艺规程设计就起到了至关重要的作用，工艺规程设计的好坏，直接影响产品的合理性和国名经济的发展。二、滚齿机主轴加工工艺特点轴类零件是机器中的重要零件之一，其功能主要是支撑传动件和传递扭矩。它的结构特点是长度大于直径的回转体。其主要技术要求：轴类零件的主要表面是轴颈，与轴颈配合的表面称为支撑轴颈，其精度要求最高；与传动件配合的表面称为配合轴颈，要求也比较高，除此之外还有内孔表面，外锥面要求同样高。滚齿机主轴的主要技术要求包括内孔表面、外圆表面和键槽侧面尺寸精度，以及各表面的表面粗糙度、形状精度要求。它的外表面粗糙度要求一般为Ra0.8um-Ra1.6um,同轴度要求0.002um，园跳度0.005um，公差等级IT6-IT9，法兰上两中心孔的距离公差为0.2um。这些技术要求都会影响主轴的安装位置精度，从而影响机器的传动平稳性、工作精度和噪声寿命。45第二章 零件分析一、零件的使用功能分析 滚齿机主轴是滚齿机结构中最为重要的基础零件之一，它是用来安装滑动或者转动轴承、轴套、传动件齿轮用的，它可以承受载荷，使机器正常运转；也可以传递动力，把互相配合在一起的传动件（齿轮），互相关联起来，传递了动力，使机器正常做功。所以，轴类零件的加工精度和质量，直接影响着机器工作的精度和质量。 滚齿机主轴转速较高，所以在结构设计和选材上，应保证使用刚度，要考虑主轴上其他零件安装紧凑可靠，有良好的装配关系和润滑，并且还要符合安装、维修方便的原则。二、零件工艺分析 零件工艺分析包括零件各个制造过程中的工艺性，有零件结构的铸造、锻造、冲压、热处理、焊接、机械加工和装配工艺性等。在制定零件工艺规程前，首先认真分析零件图，甚至是装配总图及验收标准。要分析零件在机器中的作用和功能及配合关系，并且还要清楚零件的主要技术要求。分析零件图时，要对该零件的尺寸、形状、精度和表面粗糙度进行详细分析。要分清哪些是加工面，哪些是非加工面，要将零件图中所有各加工表面拆分成若干个几何单元，对于各个几何单元的形状、尺寸、精度和表面粗糙度进行详细分析，弄清各形状位置尺寸的设计基准。 综上所述，最终来确定零件的工艺规程，才会在经济上合理，加工方案和方法上合理。 “滚齿机主轴”零件图如图2-1所示。图2-1滚齿机主轴（一）零件的结构工艺分析 所设计的零件在满足使用要求的前提下，应尽量用简单的制造加工方法，并且应尽量降低使用成本。因此，零件的结构必须合理。 1.轴两边的退刀槽都为32，应用车床加工； 2.大端处法兰上的孔离主轴的距离合理，可以用钻床加工连接孔； 3.螺纹用数控车床加工： 4.粗车M120、115h6、106、100h7的外圆可以一次完成切削，用90车床进行车削； 5.先加工外圆，后铣键槽，最后加工内孔； 6.零件装卡方式为三抓自动定位中心卡盘夹持工件，工件中间用中心架来支撑，尾座用顶尖支持工件。经过分析，该零件可以进行加工。（二）零件技术要求分析 找出零件的重要表面，即要求精度高的加工表面，才能决定重要表面的加工方法和工艺措施；再检查技术要求的合理性。 其主要表面技术要求： 1.115h6外圆有同轴度0.002um的要求；且粗糙度为Ra0.8um，所以要用到磨床加工； 2.1:2锥度的外表面粗糙度为Ra0.8um，且用着色法检验两处，接触面积不少于80%，所以要用到磨床加工； 3.22尺寸的外圆表面的粗糙度为Ra1.6um，精车即可；左端面有0.005um的园跳度要求，且表面粗糙度为Ra0.8um，应磨削；右端表面的粗糙度为Ra1.6um，则只需达到到精车要求； 4.大端处法兰上的连接孔之间的距离166尺寸公差为0.20um，用钻床加工； 5.键槽槽低到轴外圆的尺寸104mm,上公差为0，下公差为-0.2um，键槽两侧粗糙度Ra1.6um，需要粗铣和精铣； 6.小端处100h7的外圆表面粗糙度为Ra0.8um，只需达到磨削精度要求即可； 7.70H9内孔表面的粗糙度为Ra1.6um，只需达到精加工精镗的要求即可； 8.40内孔表面的粗糙度为Ra3.2um，只需要达到半精加工粗镗的要求即可。 根据对零件技术要求的分析，判定该零件“滚齿机主轴”可以用选择的机床加工至要求。 第三章 零件加工工艺规程设计 零件加工工艺设计是在设计零件加工过程中，综合考虑零件的材料、结构、生产类型、现有的加工条件等因素，制定出一个最为合理的工艺过程并以技术文件的形式规定下来，用于指导生产。总的要求就是要在保证产品质量的前提下，应尽量提高生产率和降低成本。一、零件生产类型的确定通过零件图纸上的数量是4000件，查3-1生产类型划分表，所确定滚齿机主轴生产类型为中批量生产。3-1生产类型划分表生产类型生产纲领（台年或件/年）工作地每月担负的工序数（工序数/月）小型机械或轻型零件中小型或中型零件重型机械或重型零件单件生产100105不作规定小批生产1005001015051002040中批生产50050001505001003001020大批生产50005000050050003001000110大量生产50000500010001二、材料的选择和毛坯制造方法的选择（一）毛坯的材料分析 分析“滚齿机主轴”的工作条件。因为该零件工作条件为高转速，高摩擦；轴身还要承受其他传动、执行等零件的重力负载；安装滚刀在主轴上，在加工齿轮时，所受切削力较大，热应力较集中，还要保持加工的稳定性和精度，对比各材料而言，20Cr钢的综合性能比较符合滚齿机主轴的工作条件。 20Cr钢是我国产量最大的合金钢之一，采购比较方便；该钢具有较好的淬透性，中等的强度和韧性，它在渗碳淬火后表面的硬度和强度都有很大的提高，使得该材料更加耐磨，而心部还保持很高的韧度，可以满足高强度，高硬度，高韧度和适度的耐腐蚀性的使用要求，总体来说，20Cr的机械综合性能较高，符合滚齿机主轴的工作要求。（二）毛坯制造方法的选择 轴类零件最常用的毛坯是圆棒料和锻件，有些大型的轴和结构复杂的轴则采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可以消除金属内部缺陷，使金属内部组织能够均匀分布，提高力学性能，从而获得较高的抗拉性、抗弯性和抗扭强度。所以，一般轴类零件大多采用锻件作为毛坯加工。 对于“滚齿机主轴”来说，它的转速较高，受力复杂，加工条件要求较高，所以采用锻造中的模锻来制造毛坯，以满足该主轴较高的综合力学性能要求。模锻的主要特点： 1.生产效率高； 2.锻件的尺寸精度高，加工余量小，从而节约金属材料和加工工时； 3.热加工流线合理，大大提高了零件的力学性能和使用寿命； 4.操作简单，易于实现机械化，工人劳动强度低；5. 能锻造形状结构复杂的零件。 选用模锻件，是在锻锤或者压力机上，通过锻模而锻制成形，这种方法制造的毛坯形状精度高，加工余量小，且材料纤维组织分布好，机械强度高，生产效率高。（三）毛坯形状与尺寸的确定毛坯尺寸的大小根据各加工工序的加工余量来定的，粗加工、半精加工、精加工、磨削，各加工余量都不一样，粗加工最大。而毛坯的形状室友锻造方法决定的，对于滚齿机主轴来说，是模锻，所以尺寸精度较高，也可以按零件的总体零件来定，滚齿机主轴是阶梯轴，那么毛坯形状也是阶梯轴，尺寸为零件要求尺寸加上各加工工序余量。毛坯图如图3-2所示。毛坯形状与尺寸的计算见第三章，第六节，零件加工余量及工艺尺寸的确定。图3-2 滚齿机主轴毛坯图三、定位基准的选择 基准：在零件图上或实际的零件上，用来确定其他点、线、面位置时，所依据的那些点、线、面。 工艺基准：是加工、丈量和装配过程中使用的基准，又叫制造基准。 工序基准：指在工序图上，用来确定加工表面位置的基准，它与加工表面有尺寸、位置要求。 定位基准：加工过程中，使工件相对于机床或刀具，所占据正确位置，而使用的基准。 基准的选择一般应遵循其基准重合原则和基准统一原则，尽量选择零件加工面的工序基准作为定位基准，这样就简化了工艺过程和夹具设计，并且节省工艺与夹具设计费用，减少了由于基准转换而造成的加工误差。 在机械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准叫做粗基准。在随后的工序中，用加工过的表面作为定位基准，叫做精基准。制定工艺规程时，能付正确且合理的选择定位基准，将直接影响到被加工零件的位置精度。各表面的加工顺序，在某些情况下，还会影响到所采用工艺装备的复杂程度和加工效率等。（一）粗基准的选择 1.粗基准的选择是否合理，直接影响到各个加工表面余量的分配，以及加工表面和非加工表面的相互位置关系。粗基准的选择原则：1）当零件上有若干个不需要进行机械加工的表面时，应选择那个与加工表面相互位置关系最密切的非加工表面作为粗基准；2）当零件上有较多需要加工的表面时，首先应保证各加工表面有足够的加工余量，还要保证重要表面的加工余量小而均匀，并使总的切削量最小，这时，应以重要表面作为粗基准；3）尽量选择平整表面为粗基准；4）粗基准在零件加工中一般只用一次，避免加工误差的增大。2. “滚齿机主轴”粗基准的选择：毛坯115h6的外圆和中心孔为粗基准，加工M125外圆和204外圆。（二）精基准的选择 1.选择精基准时应考虑：1）应满足零件的加工要求；2）应减少定位误差；3）应保证安装精度，可靠方便；2. 精基准的选择原则：1）基准重合原则:应尽量选择加工表面的工序基准作为定位基准，它可以保证加工精度，避免基准不重合误差；2）基准统一原则：当零件有很多加工面时，应选一组精基准来定位，来加工尽可能多的面，用基准统一原则无法保证加工表面的位置精度时，应选择基准统一原则进行粗加工、半精加工，最后采用基准重合原则进行精加工，这样既保证了加工精度，又充分的利用了基准统一原则的优点；3）自为基准原则：选择加工表面本身作为定位基准，一般用在加工余量小而均匀的精加工中，只能提高加工表面本身的尺寸、形状精度，而不能提高加工表面的位置精度；4）互为基准原则：对于零件上两个有位置精度要求的表面，可以彼此互为定位基准，反复进行加工：5）可靠，方便原则：应选择定位可靠，装卡方便的原则。3. “滚齿机主轴”精基准的选择如表3-3所示。表3-3 滚齿机主轴主要工序精基准的选择加工工序精基准粗车1:12锥圆、粗车M120外圆、粗车115h6外圆、粗车106外圆和粗车100h7外圆、车左边小端面、粗车M90外圆粗车后的M125外圆和中心孔半精车M125外圆、半精车204外圆、半精车1:12锥圆、车22尺寸、半精车M120外圆、半精车115h6外圆、半精车106外圆和100h7外圆、车右边大端面粗车后的M90外圆和中心孔车左边小端面、半精车M90、钻30内孔、车左边小端60坡口、镗40、镗70H9、铣32N9键槽半精车后的M125外圆和中心孔车右边大端面、精车M125外圆半精车后的M90外圆和中心孔车左边小端面、精车M90外圆、精车M120外圆、钻813孔、磨右端内孔精车后的M125外圆和中心孔磨M125外圆、磨1:12锥圆、磨M120外圆磨1:12锥圆、磨115h6外圆、磨106外圆、磨100h7外圆、磨M90外圆、磨22尺寸左端面两端锥堵顶尖孔车M90螺纹和M120螺纹磨削后的M125外圆和中心孔车M125螺纹磨削后的106外圆和中心孔四、零件热处理方案 热处理是指钢在固态下，采用适当方式进行加热、保温和冷却，以改变内部组织结构，从而获得所需性能的一种工艺方法。通过适当的热处理，可以充分发挥钢材的潜力，显著提高钢的力学性能、延长零件的使用寿命，还可以消除零件内部缺陷，为后续工序做好组织准备。 对于“滚齿机主轴”来说，因为该轴工作条件要求较高，如要连接各传动件，以保证机器运行的平稳和精准；还要承受各零件的重力载荷；安装滚刀加工零件时，还要抗一定的弯矩载荷和变性；在高速运转时，也要有很好的抗磨损性能，所以，在锻造零件毛坯后，一定要进行热处理，即正火处理。 相对于退火而言，正火处理后的晶粒比退火后的晶粒细小，零件力学性能稍高于退火；正火加热温度稍高于退火的加热温度，保温时间也较短；正火可消除碳化物的网状组织，而退火不行；含碳量低的碳素钢正火处理优于退火。对于低碳合金钢制造的零件，为使零件表面获得较高的硬度及良好的耐磨性，常用渗碳淬火的方法来提高表面硬度。渗碳淬火容易产生零件变形，一般把这道热处理工序安排在半精加工和精加工之间。五、工艺路线的拟定（一）加工方法的选择 一般首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件，优先选定该表面终加工工序加工方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法，主要表面的加工方案和加工方法选定后，在选定次要表面的加工方案和加工方法。 针对“滚齿机主轴”零件图来看：22尺寸的外圆有粗糙度Ra1.6um的要求；22尺寸左端面有圆跳动0.005um和粗糙度Ra0.8um的要求，右端有粗糙度Ra1.6um的要求；1:12的锥面有Ra0.8um的要求；115h6的外圆有同轴度0.002um和粗糙度Ra0.8um的要求；100h7的外圆有粗糙度Ra0.8um的要求；还有40内孔表面有粗糙度Ra3.2um的要求；70H9内孔表面有Ra1.6um的要求；键槽两侧面有粗糙度Ra1.6um的要求，这些表面的加工要求比较高，是重要表面。以下是重要表面加工方法的确定： 204外圆粗糙度Ra1.6um，粗车，半精车； 22尺寸左端面有圆跳动0.005um和粗糙度Ra1.6um，半精车，磨削； 22尺寸右端有粗糙度Ra1.6um，半精车； 1:12的锥面有Ra0.8um，粗车，半精车，2磨削； 115h6的外圆有同轴度0.002um和粗糙度Ra0.8um，粗车，半精车，磨削； 100h7的外圆有粗糙度Ra0.8um，粗车，半精车，磨削； 40内孔表面有粗糙度Ra3.2um，钻孔，扩孔；70H9内孔表面有Ra1.6um，钻，扩孔，半镗削；106外圆需要粗车，半精车，磨削；M125需要粗车，半精车，精车，磨削，精车螺纹；M120需要粗车，半精车，精车，磨削，精车螺纹；M90需要粗车，半精车，精车，磨削，精车螺纹；键槽两侧面有粗糙度Ra1.6um，粗铣，精铣；以下是次要表面（尺寸）：30内孔表面，钻孔一次完成。次要表面的加工方法是穿插在主要表面加工工序过程之中的。（二）加工阶段的划分 将零件的加工过程划分为加工阶段的主要目的是：1.保证零件加工质量（因为工件有内应力变形、热变形和受力变形，精度、表面质量只能逐步提高。）；2.有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理；3.有利于合理利用机床设备。4.便于穿插热处理工序：穿插热处理工序必须将加工过程划分成几个阶段，否则很难充分发挥热处理的效果。此外，将工件加工划分为几个阶段，还有利于保护精加工过的表面少受磕碰损坏。针对“滚齿机主轴”的加工阶段可划分为： 1.粗加工阶段，主要任务就是尽快切去各表面上的大部分加工余量，要求生产率高，可用大功率、刚度好的机床和较大的切削刀具进行加工。此加工阶段可以完成对M125外圆、204外圆、1:12外圆、115h6外圆、106外圆、100h7外圆、左端面、M120外圆和M90外圆的粗加工。 2.半精加工阶段，在粗加工基础上，可完成一些次要表面的终加工，同时为主要表面的精加工准备好精基准。此加工阶段可以完成对204外圆、115h6外圆、M125外圆、1:12外圆、M120外圆、22尺寸左端、106外圆、100h7外圆、右端面、左端面、30内孔、40内孔、70h9内孔和M90外圆的半精加工。 3.精加工阶段，保证达到零件的图纸要求，此阶段的主要目标是保证加工质量。此次加工阶段可以完成对右端面、左端面、M125外圆、M90外圆和M120外圆的精加工。 4.光整加工阶段，对于质量要求很高的表面，要进一步增加尺寸精度和减小表面粗糙度。此加工阶段可以完成对M125外圆、M120外圆、M90外圆、1:12外圆、115h6外圆、22尺寸左面、106外圆和100h7外圆的光整加工。(三) 工艺路线的安排 1.零件的加工面很多，往往不是一次加工就能达到要求，表面的加工顺序对基准的选择及加工精度有很大的影响，在安排加工顺序时，要遵循下面的原则： 1.）基准先行，除第一道工序外，选作基准的表面，必须在之前面已加工好，即从第二道工序开始就必须用精基准作为主要定位面。所以前工序必须为后工序准备好基准； 2.）先粗后精，是指先安排各表面的粗加工，后安排半精加工、精加工和光整加工，从而逐步提高零件被加工表面的精度和质量； 3.）先主后次，是指先安排主要表面的加工，在安排次要表面的加工。次要表面的加工可适当的穿插在主要表面的加工工序之间进行。当次要面与主要表面之间有位置精度要求时，必须将其加工顺序安排在主要表面的加工后。 4.）先面后孔，当零件上有平面和孔要加工时，先加工面，后加工孔，这样孔的精度容易得到保证； 2.热处理后工序的安排：在制定工艺路线时，应根据零件的技术要求和材料性质，合理安排热处理工序。包括预备热处理和最终热处理。 1）预备热处理：a.包括正火和退火，在粗加工前通常安排退火或正火处理，消除毛坯制造时产生的内应力，稳定金属内部组织和改善金属切削性能。b.调制,就是淬火后的高温回火，调制后可提高材料的综合力学性能，可以作为表面淬火的预备热处理，也可以作为硬度要求不高的零件最终热处理。一般调制安排在粗加工后，半精加工前，有利于消除粗加工中产生的内应力。c.时效处理，主要是消除形状复杂或大型铸件及要求精度高的零件上的机械加工产生的内应力。 2）最终热处理：a.淬火，提高零件的硬度和耐磨度。零件淬火后会产生变性，所以淬火一般安排在半精加工后，精加工前，以纠正其变形。b.渗碳淬火，可以使低碳钢和低碳合金钢的零件有很好的硬度和耐磨性,其工序中零件渗碳淬火后也会产生变性，所以渗碳淬火一般安排在半精加工后，精加工前。c.渗氮,是向零件表面渗入氮原子的过程，可以提高零件表面的硬度和耐磨性，还可以提高疲劳强度和耐腐蚀性。 3.“滚齿机主轴”工艺路线的安排 针对“滚齿机主轴”来说，在锻造毛坯后和粗加工之前，要对毛坯进行预备热处理，即正火热处理，以消除锻件的内应力，改善机械切削性能。在半精车加工后，精车加工前进行渗碳热处理，在精车加工后，磨削加工前进行淬火的最终热处理。具体加工顺序如表3-4所示。表3-4 滚齿机主轴工艺路线的安排工序工步工序内容10锻造20正火30钻孔：自划线，在一端钻中心孔A2.5/5.340粗车1用定心卡盘夹住毛坯外圆的一端，另一端用顶尖顶住，夹紧，车M125外圆2车204外圆3调头。车1:12锥圆4车M120外圆5车115h6外圆6车106外圆7车100h7外圆8夹M125外圆，中心架置于106处，找正，车左端面，9车M90外圆50半精车1夹左端，顶右端。车M125外圆2车204外圆，表面粗糙度Ra1.6um3车1:12锥圆4车尺寸225车M120外圆6车115h6外圆7车106外圆8车100h7外圆9夹左端，中心架在M120外圆，找正，车右端面10调头。夹M125外圆，中心架置于100h7处，找正，车左端面11车M90外圆12钻30内孔（两端钻孔）13车左端60坡口14镗40内孔，表面粗糙度Ra3.2um15镗70H9内孔，表面粗糙度Ra1.6um16铣32N9键槽，表面粗糙度Ra1.6um60热处理：渗碳 S0.0870精车1夹左端，中心架置于M120外圆处 ，找正，车右端面，表面粗糙度Ra1.6um2车M125外圆3调头。夹M125外圆，中心架置于100h7处，找正，车左端面，表面粗糙度Ra1.6um4车M90外圆5车M120外圆处6钻813孔成80热处理：淬火 C5990磨右端中心孔100磨外圆1两端装堵头，安M125外圆及100h7外圆找正2磨125外圆3磨1:12锥面，表面粗糙度Ra0.8um4磨M120外圆5磨115h6外圆，表面粗糙度Ra0.8um6磨106外圆，表面粗糙度Ra1.6um7磨100h7外圆，表面粗糙度Ra0.8um8磨M90外圆至909靠磨尺寸22左面至要求，表面粗糙度Ra0.8um110精车1车M90螺纹成2车M120螺纹成3车M125螺纹成120检验1检验各外圆尺寸2检验各外圆径向跳动公差3检验表面粗糙度130涂油、包装140入库六、零件加工余量及工艺尺寸的确定（一）零件加工余量的确定 加工余量是指某一表面加工过程中应切削金属层的厚度，同一加工表面相邻两工序尺寸公差称为工序余量。 1.外圆及端面根据工序要求，外圆和端面加工要经过粗车，半精车、精车和磨削。各工序加工余量如表3-5所示。表3-5 滚齿机主轴的加工余量（单位：mm）加工部位加工余量204外圆粗车：3半精车：2.5M125外圆粗车：2.8半精车：2.3精车：0.3磨削：0.21:2锥圆粗车：2.8半精车：2.3磨削：0.2M120外圆粗车：2.8半精车：2.3精车：0.3磨削：0.2115外圆粗车：2.8半精车：2.0磨削：0.3106外圆粗车：2.8半精车：2.0磨削：0.3100h7外圆粗车：2.8半精车：2.0磨削：0.3M90外圆粗车：2.8半精车：2.0精车：0.3磨削：0.230内孔钻：3040内孔钻：30镗：1070H9内孔钻：30扩：10镗：10813连接孔钻：13法兰右端面半精车：1.7法兰左端面半精车：1.7磨削：0.1右端面粗车：2.4半精车：2.0精车：1.4左端面粗车：2.4半精车：2.0精车：1.2（二）零件工序尺寸的确定1、径向工序尺寸的确定： M125外圆工序尺寸的确定如表3-6所示。表3-6 M125外圆工序尺寸的确定工序名称工序余量（mm）经济精度工序尺寸表面粗糙度Ra(um)尺寸及公差（mm）磨削0.2IT71250.8M125精车0.3IT8125+0.2=125.21.6M125.2半精车2.0IT10125.2+0.3=125.53.2M125.5粗车2.8IT11125.5+2.3=127.86.3M127.8模锻127.8+2.8=130.6M130.62204外圆工序尺寸的确定如表3-7所示。表3-7 204外圆工序尺寸的确定工序名称工序余量（mm）经济精度工序尺寸表面粗糙度Ra(um)尺寸及公差（mm）半精车3IT102041.6204粗车2.5IT11204+3=2076.3207模锻207+2.5=209.5209.52 1:12外圆工序尺寸的确定如表3-8所示。表3-8 1:12外圆工序尺寸的确定工序名称工序余量（mm）经济精度工序尺寸表面粗糙度Ra(um)尺寸及公差（mm）磨削0.2IT71:12外圆，大端处的直径为140h60.8-半精车2.0IT103.2-粗车2.8IT111456.3145模锻145+2.8=147.8147.82M120外圆工序尺寸的确定如表3-9所示。表3-9 M120外圆工序尺寸的确定工序名称工序余量（mm）经济精度工序尺寸表面粗糙度Ra(um)尺寸及公差（mm）磨削0.2IT71200.8M120精车0.3IT8120+0.2=120.21.6M120.2半精车2.0IT10120.2+0.3=120.53.2M120.5粗车2.8IT11120.5+2.0=122.56.3M122.5模锻122.5+2.8=125.3M125.32115外圆工序尺寸的确定如表3-10所示。表3-10 115外圆工序尺寸的确定工序名称工序余量（mm）经济精度工序尺寸表面粗糙度Ra(um)尺寸及公差（mm）磨削0.1IT61150.8115半精车2.0IT10115+0.1=115.13.2115.1粗车2.8IT11115.1+2.0=117.16.3117.1模锻117.1+2.8=119.9119.92106外圆工序尺寸的确定如表3-11所示。表3-11 106外圆工序尺寸的确定工序名称工序余量（mm）经济精度工序尺寸表面粗糙度Ra(um)尺寸及公差（mm）磨削0.3IT81061.6106半精车2.0IT10106+0.3=106.33.2106.3粗车2.8IT11106.3+2.0=108.36.3108.3模锻108.3+2.8=111.1111.12100外圆工序尺寸的确定如表3-12所示。表3-12 100外圆工序尺寸的确定工序名称工序余量（mm）经济精度工序尺寸表面粗糙度Ra(um)尺寸及公差（mm）磨削0.2IT71000.8100半精车2.0IT10100+0.2=100.23.2100.2粗车2.8IT11100.2+2.0=102.26.3102.2模锻102.2+2.8=1051052M190外圆工序尺寸的确定如表3-13所示。表3-13 M90外圆工序尺寸的确定工序名称工序余量（mm）经济精度工序尺寸表面粗糙度Ra(um)尺寸及公差（mm）磨削0.2IT7900.8M90精车0.3IT890+0.2=90.21.6M90.2半精车2.0IT1090.2+0.3=90.53.2M90.5粗车2.8IT1190.5+2.0=92.56.3M92.5模锻92.5+2.8=95.3M95.3240内孔工序尺寸的确定如表3-14所示。表3-14 40内孔工序尺寸的确定工序名称工序余量（mm）经济精度工序尺寸表面粗糙度Ra(um)尺寸及公差（mm）镗孔10IT11403.240钻孔30IT1240-10=306.330模锻30-30=070h9外圆工序尺寸的确定如表3-15所示。表3-15 70h9内孔工序尺寸的确定工序名称工序余量（mm）经济精度工序尺寸表面粗糙度Ra(um)尺寸及公差（mm）镗孔20IT10701.670扩孔20IT1170-20=503.250钻孔30IT1250-20=306.330模锻30-30=022尺寸左端面工序尺寸的确定如表3-16所示。表3-16 22尺寸左端面工序尺寸的确定工序名称工序余量（mm）经济精度工序尺寸表面粗糙度Ra(um)尺寸及公差（mm）磨削0.1IT7220.822半精车1.7IT1022+0.1=22.11.622.1模锻22.1+1.7=23.822尺寸右端面工序尺寸的确定如表3-17所示。表3-17 22尺寸右端面工序尺寸的确定工序名称工序余量（mm）经济精度工序尺寸表面粗糙度Ra(um)尺寸及公差（mm）半精车1.7IT1023.81.623.8模锻23.8+1.7=25.5所以22毛坯尺寸公差为25.52。2、 轴向工序尺寸的确定： 各工序应保证的轴向尺寸如表3-18所示。表3-18 各工序应保证的轴向尺寸工序轴向尺寸加工M125外圆和大端面应保证轴向20的尺寸粗车轴向进给19，半精车进给19+0.4=19.4，精车进给19.4+0.4=19.8，磨削进给19.8+0.2=20加工204外圆和22尺寸的左端面应保证轴向22的尺寸粗车轴向进给21.6，半精车进给21.6+0.4=22加工1:2锥圆外圆应保证轴向145的尺寸粗车轴向进给144.4，半精车进给144.4+0.4=144.8，磨削进给144.8+0.2=145加工M120外圆应保证轴向128的尺寸粗车轴向进给127，半精车进给127+0.4=127.4，精车进给127.4+0.4=127.8，磨削进给127.8+0.2=128加工115外圆应保证轴向112的尺寸粗车轴向进给111.4，半精车进给111.4+0.4=111.8，磨削进给111.8+0.2=112加工M90外圆应保证轴向28的尺寸粗车轴向进给27，半精车进给27+0.4=27.4，精车进给27.4+0.4=27.8，磨削进给27.8+0.2=28加工100h7外圆应保证轴向67的尺寸粗车轴向进给66.4，半精车进给66.4+0.4=66.8，磨削进给66.8+0.2=67加工70H9内孔保证轴向300的尺寸钻300，扩300，镗300加工30内孔应保证轴向100的尺寸钻300切退刀槽应保证轴向3的尺寸粗车33、 计算32N9键槽工序尺寸,尺寸链如图3-19所示。尺寸链图3-19 A=104+57.55-57.5=104.5(mm) ES(A)=0+0-0=0(mm) EI(A)=-0.07-0.2+0.11=-0.6(mm) 所以A=104.5mm4、钻30内孔和钻813连接孔，用13的麻花钻直接加工。工序余量13mm。第四章 切削用量的确定和计算一、刀具和车床的选择 依据金属机械加工工艺手册，所选刀具如下： 中心钻：用于钻出两端的中心孔，用于定位； 90外圆车刀：硬质合金材料，刀杆截面尺寸2030，用于粗车滚齿机主轴各个外圆； 45弯头车刀：硬质合金材料，刀杆截面尺寸1625，用于车滚齿机主轴小端端面； 35车刀：硬质合金材料，刀杆截面尺寸2030，刀尖圆弧半径1mm，用于精车滚齿机主轴的各个外圆和小端60坡口； 30麻花钻：直柄长麻花钻，高速钢材料，用于钻出滚齿机主轴两端30内孔； 镗刀：用于镗40内孔和70H9内孔； 铣刀：用于加工32N9的键槽； 13麻花钻：用于加工813的孔； 磨床：用于加工要求高的外圆表面；螺纹车刀：用于加工M90、M125和M120的螺纹。粗加工时可以用卧式车床CA6140来加工，精加工可以用CK6136数控车床来加工，磨削外圆时可以用M1432A万能外圆磨床来加工，钻孔时可以用Z3040钻床来加工，镗孔时可以用T4663型卧式镗床来加工，铣键槽是可以用X6132型万能升降台式铣床来加工。二、切削用量的确定 （一）切削用量的选择原则： 1.背吃刀量 的选择：粗加工时尽量将粗加工余量一次切除，以减少走到次数；如果工件余量过大，按先多后少的不等余量法加工，如第一次切除2/3-3/4，第二次切除1/3-1/4；切削时的冲击载荷较大时，应适当减少背吃刀量。半精加工和精加工的背吃刀量，要根据加工精度和表面粗糙度的要求来确定。当加工余量不大时，且一次进给就能达到加工质量要求，就可以一次进给车到尺寸，当余量不大，但一次进给不能保证加工质量时，就应分次进给车削，并采用逐次减小背吃刀量的方法，逐步提高加工精度和表面质量，一般半精车背吃刀量取0.5-2mm，精车取0.1-0.4mm。 2.进给量 的选择：粗加工时，加工表面粗糙度要求不高，进给量主要受刀杆、刀片、工件和机床进给机构的强度与刚性能承受的切削力限制，即工艺系统的强度。刚度好时，进给量可选大些，反之，应选小些。半精加工、精加工时，进给量应按工件表面粗糙度的要求选择，即表面粗糙度Ra较小时，应选较小的进给量。但进给量不能太小，否则切削刃不锋利时，切屑不易产生变形而造成挤压，工件塑性变形增大，表面粗糙度增大。 3.切削速度 的选择：切削速度背吃刀量和进给量的基础上选取切屑速度，应使刀具的寿命具有合理值。在正常生产条件下，不应用降低刀具寿命的方法来增大切削速度。因此应注意以下几点： 1）粗车时，和 均较大，故应选择较低的切削速度。精车时，如果和 都较小时，可选较大的切削速度；但如果用宽刃车刀进行大进给车削时，虽然 小，但只能取低的切削速度。2）刀具材料耐热性好，可选较高的切削速度。3）加工工件材料的强度、硬度较高时，应选较低的切削速度。材料的切削性能越差，切削速度就得越低。4）精加工切削速度来说，硬质合金刀具的切削速度高，高速钢的切削速度低。5）工艺系统，机床、夹具、工件、刀具的刚度较差时，应选用低的切削速度。6）切削带外皮的工件时，应适当降低切削速度。7）车削不规则的工件时，也应降低切削速度。（二）滚齿机主轴的切削用量的选择 1、工序：粗车M90外圆 1)加工条件： 工件材料：20Cr钢 刀具：90外圆车刀 2)切削用量： 查有关工艺加工手册，可知背吃刀量 =2mm；进给量 =0.6mm/r-0.9mm/r,取0.8mm/r；切削速度 =85m/min-90m/min，取90m/min。计算机床主轴转速为：n=318.47(r/min)按机床实际说明书选取实际的机床转速为320r/min,此时的切削速度为：=115.55(m/min)2、 工序：半精车M90外圆 1)加工条件： 工件材料：20Cr钢 刀具：35外圆车刀 2)切削用量： 查有关工艺加工手册，可知背吃刀量 =0.5mm；由于表面粗糙度是Ra3.2um,刀尖圆弧半径是1mm，所以进给量 =0.3mm/r-0.35mm/r,取0.3mm/r；切削速度 =105m/min-115m/min，取110m/min。计算机床主轴转速为：n=389.24(r/min)按机床实际说明书选取实际的机床转速为400r/min,此时的切削速度为：=144.44(m/min)3、工序：精车M90外圆 1)加工条件： 工件材料：20Cr钢 刀具：35外圆车刀 2)切削用量： 查有关工艺加工手册，可知背吃刀量 =0.3mm；由于表面粗糙度是Ra1.6um,刀尖圆弧半径是1mm，进给量 =0.2mm/r-0.25mm/r,取0.2mm/r；切削速度 =105m/min-115m/min，取115m/min。计算机床主轴转速为：n=406.94(r/min)按机床实际说明书选取实际的机床转速为400r/min,此时的切削速度为：=144.44(m/min)4、工序：磨削M90外圆 1)加工条件： 工件材料：20Cr钢 刀具：砂轮 2)切削用量： 查有关工艺加工手册，可知背吃刀量 =0.2mm；由于表面粗糙度是Ra0.8um,进给量 =0.12mm/r-0.2mm/r,取0.15mm/r；切削速度 =150m/min-185m/min，取175m/min。计算机床主轴转速为：n=619.25(r/min)按机床实际说明书选取实际的机床转速为620r/min,此时的切削速度为：=175.21(m/min) 其他加工表面切削用量的计算方法和M90外圆的计算方法相似，不再赘述，具体数值如下，（mm），（mm/r） ，（m/min），n（r/min）。M125： 粗车的切削用量为 =3， =1.4， =86.35，n=220 半精车的切削用量为 =1.4， =0.35， =89.67，n=140 精车的切削用量为 =1.2， =0.2， =89.67，n=140 磨削的切削用量为 =0