CA6140车床输出轴 机械制造工艺与夹具课程设计.doc

机械制造工业与夹具课程设计设计题目:CA6140车床输出轴专业：机械设计与制造班机：机制1103班设计者：潘亚明学好：0101110302指导老师：刘红普二0一三年六月二十八日目录机械制造工艺设计任务书3序言3一零 件 图 分 析31.1零件的作用31.2零件的材料及其力学性能31.3零件的结构工艺分析4二工艺规程设计42.1确定毛胚的制造形式42.1.1毛坯的选择52.1.2毛坯图分析52.2基准的选择52.2.1定位基准的选择62.2.2加工方法的确定62.3制定工艺路线62.3.1工序的安排62.3.2工序划分的确定72.3.3热处理工序安排72.3.4拟定加工工艺路线72.3.5加工路线的确定92.3.6加工设备的选择92.3.7刀具的选择92.4.1机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定10基本时间16其余工步切削用量及基本工时计算从略16三专用夹具设计163.1设计主旨163.1.1技术要求分析163.1.2零件的工艺分析173.2制定艺路线173.3机床、夹具、刀具、量具的选择183.4确定工序尺寸19四、夹具设计224.1定位方案224.1分度设计234.3切削力和夹紧力的计算23五、参考文献 1、机械加工工艺手册 李洪主编 北京出版社24机械制造工艺设计任务书设计题目 设计CA6140车床输出轴的数控加工工艺规程生产纲领: 中批量设计内容: 1. 产品零件图 2张 2.产品毛坯图 1张 3.机械加工工艺过程卡 1份 4.数控加工工序卡 1份 5.机械加工工序卡 1份 6.课程设计说明书 1份序言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了机械制造工艺与夹具等基础课以及大部分专业之后进行的。这是我们进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。我也相信通过课程设计能将零碎的知识点都联系起来，系统而全面的做好设计。一零 件 图 分 析1.1零件的作用题目所给定的零件为CA6140车床输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使车床主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。1.2零件的材料及其力学性能零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。其价格较便宜，经过调质或正火后可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可达52HRC-45HRC.1.3零件的结构工艺分析由零件图可知:该零件是典型的轴类零件，结构比较简单，其主要加工的面有55、60、65、75、176的外圆柱面，50、80、104的内圆柱表面，10个20的通孔，图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级；粗糙度方面表现在键槽两侧面、80内圆柱表面为Ra3.2um, 55外圆柱面、大端端面为Ra1.6um, 60、75外圆柱面为Ra0.8um，其余为Ra6.3um，要求不高；位置要求较严格，表现在55的左端面、80内孔圆柱面对75、60外圆轴线的跳动量为0.04mm, 25孔的轴线对80内孔轴线的位置度为0.05mm,键槽对55外圆轴线的对称度为.0.08mm；热处理方面需要调质处理，到200HBW，保持均匀。 通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。二工艺规程设计2.1确定毛胚的制造形式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占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。2.1.1毛坯的选择毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或锻件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。本零件生产批量为中批量，所以综上所叙选择锻件中的模锻。2.1.2毛坯图分析毛坯（锻件）图是根据产品零件设计的，经查机械加工工艺手册金属机械加工工艺人员手册知精车-半精车-粗车各余量,从而可得毛坯余量,2.2基准的选择2.2.1定位基准的选择工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件选用55外圆柱面作为粗基准来加工176外圆柱面和右端面。以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则，在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，176的外圆柱面和右端面作为定位基准，这个基准就是精基准。在选精基准时采用有基准重合，基准统一。这样定位比较简单可靠，为以后加工重要表面做好准备。2.2.2加工方法的确定考虑到工件的具体情况和我们学校的具体加工条件，一般我们按加工顺序来阐述加工方案：加工表面表面粗糙度公差/精度等级加工方法176外圆柱面Ra6.3自由公差粗车-半精车55外圆柱面Ra1.6IT6粗车-半精车-精车60外圆柱面Ra0.8IT6粗车-半精车-精车65外圆柱面Ra1.6IT6粗车-半精车-精车75外圆柱面Ra0.8IT6粗车-半精车-精车50内圆柱面Ra6.3自由公差粗铣80孔Ra3.2IT7钻孔-车孔-铰孔104孔Ra6.3自由公差钻孔-车孔20孔Ra3.2IT7钻孔-铰孔左端面Ra6.3自由公差粗车右端面Ra1.6自由公差粗车键槽Ra3.2IT9粗铣-精铣倒角Ra6.3自由公差2.3制定工艺路线2.3.1工序的安排(1)、加工阶段的划分 当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力,零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精基准，如加工176、55、60、65、75外圆柱表面。半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，如55、60、65、75外圆柱面，80、20孔等。 精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。(2)、基面先行原则 该零件进行加工时，要将端面先加工，再以左端面、外圆柱面为基准来加工，因为左端面和55外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更准确，从而保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来。(3)、先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精车，以此为精车做准备。(4)、先面后孔 对该零件应该先加工平面，后加工孔，这样安排加工顺序，一方面是利用加工过的平面定位，稳定可靠，另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，所以对于CA6140车床输出轴来讲先加工75外圆柱面，做为定位基准再来加工其余各孔。2.3.2工序划分的确定工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利用采用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。综上所述：考虑到工件是中批量生产的情况，采用工序分散辅助工序的安排：辅助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除锈，退磁，检验等。2.3.3热处理工序安排热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工性能，热处理主要分预备热处理，最终热处理和内应力处理等，本零件CA6140车床输出轴材料为45钢，在加工过程中预备热是消除零件的内应力，在毛坯锻造之后。最终热处理在半精车之后精车之前，按规范在840温度中保持30分钟释放应力。2.3.4拟定加工工艺路线由零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以初步确定加工工艺路线如下：方案一1备料锻造毛坯2热处理退火（消除内应力）3普车粗、精车右端面 钻中心孔4普车粗176外圆柱面 倒角5普车粗车各外圆柱面留半精车、精车余量，左端面6热处理调质7数控车半精车、精车各外圆柱面到要求 倒角8数控车钻30的底孔，车104，车80孔留镗孔余量9数控车镗80孔到要求，倒角10数控车倒角11数控铣铣50、钻、扩、铰20到要求12数控铣铣键槽13去毛刺14检验方案二1备料锻造毛坯2热处理退火（消除内应力）3普车粗车各圆柱面留半精车、精车余量以及左端面4普车粗、精车右端面 钻中心孔5普车粗车176外圆柱面 倒角6热处理调质7数控车半精车左端各圆柱面到要求8数控车精车左端台阶到要求并倒角9数控车钻30的底孔，车104，车80孔留镗孔余量10数控车铰80孔到要求，倒角11数控车倒角12铣铣50、钻、扩、铰20到要求13铣铣键槽14去毛刺15检验综上所述：三个工艺方案的特点在于工序集中和工序分散和加工顺序，从零件本身来考虑，由于轴类零件在切削加工时易产生弯曲变形，如采用工序分散，在加工时零件的位置精度无法保证，为了同时保证零件图示的圆跳动要求，所以采用方案二。2.3.5加工路线的确定确定刀具走刀路线主要是提高生产效率，正确的加工工艺程序，在确定走刀路线时主要考虑以下几个方面：1、应能保证零件的加工精度和表面粗糙度2、应使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提高加工效率3、应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量。2.3.6加工设备的选择、工序三采用CA6140普通车床，车床的参数如下： 型号CA6140，中心距750mm 1000 mm 1500 mm，床身上下最大回转直径400 mm，马鞍内最大工作回转路径550 mm，横拖板上最大回转直径214mm，主轴孔径52 mm，主轴内锥孔MT6#，主轴速度级数16级，主轴速度范围20-1800r.p.m，公制螺纹（30种）0.45-20 mm（30种），英制螺纹（30种）40-0.875t.p.i（30种），模数螺纹0.125-5mm，径节螺纹160-4D.P，横拖板行程239mm小刀架行程150mm，尾坐套孔锥度MT5#，套筒行程120mm，主电机功率4/5.5KW，外形尺寸235010201250mm 、工序7、8、9采用数控车床CK7150A，车床参数如下： 8工位电动转塔刀架，可实现自动换刀，数控装置：FANUCOI，最大回转直径590mm，最大加工直径500 mm，最大加工长度1000 mm，主轴转速范围30-2000r/min，主轴电机功率7.5KW，主要精度X定位精度0.016 mm,Z定位精度0.025 mm,X重复定位精度0.007 mm,Z重复定位精度0.01 mm工序11、12采用X51，铣床的参数如下： 型号X51,主轴孔锥度7:24,主轴孔径25mm。主轴转速651800r/min。工作台面积(长宽)1000250。工作台最大行程:纵向(手动/机动)620mm,横向手动190mm、机动170mm，升降手动370mm、机动350mm。工作台进给量:纵向35980mm/min、横向25765mm/min、升降12380mm/min。工作台快速移动速度:纵向2900mm/min、横向2300mm/min、升降1150mm/min。工作台T型槽数:槽数3、宽度14、槽距50。主电机功率7.5KW。2.3.7刀具的选择加工表面刀具名称刀具参数粗车外圆柱面可转位车刀90半精，精车外圆柱面可转位车刀75钻30的孔钻头30钻18孔钻头18扩19.8扩孔钻19.8铰20铰刀20车内孔内孔车刀镗50的盲孔镗刀粗铣键槽铣刀15.4精铣键槽铣刀162.4.1机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定(1)加工余量，工序尺寸，及其公差的确定由计算与查表得:外圆柱面176工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度粗车5IT121766.3毛坯 187外圆柱面55工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精车1.0IT6551.6半精车1.1IT10563.2粗车15IT1257.96.3毛坯17.170外圆柱面60工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精车1.0IT6601.6半精车1.1IT10613.2粗车10IT1262.96.3毛坯12.170外圆柱面65工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精车1.0IT6651.6半精车1.1IT10663.2粗车5IT1267.96.3毛坯7.570外圆柱面75工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精车1.0IT6751.6半精车1.1IT10763.2粗车5IT1277.96.3毛坯7.580内圆柱面80工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度镗车3IT7801.6车孔47IT12776.3钻孔30IT12306.3加工通孔20工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度铰10IT7201.6扩9.9IT919.83.2钻孔9IT12186.3加工键槽工序名称工序余量工序公差工序尺寸公差表面粗糙度精铣IT9161.6粗铣IT12123.2(2)确定切削用量查资料的:加工外圆柱面176 粗车：查机械加工工艺设计手册P433 得知：f=0.81.2mm/r取f=0.81mm/rap=2.5mm,查金属切削手册知Vc=7090 m/min取Vc=80 m/min 则n=1000Vc/ d =195.85r/min由CA6140说明书取n=125r/min ,故实际切削速度：Vc=n d/1000=2003.14187/1000=73.4m/min ,校核功率：Pc=KcapVcf/60000=23052.50.8173.4/60000=5.4Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=73.4 m/min，n=125r/min，f=0.81mm/r加工外圆柱面55 粗车：确定进给量f：查金属机械加工工艺人员手册增订组编上海科学出版社表10-8知f=0.60.9mm/r 结合CA6140说明书取f=0.71 mm/r ap=2.5mm查金属切削手册知Vc=7090 m/min取Vc=75 m/min 则 n=1000Vc/ d =341.22r/min由CA6140说明书取n=320r/min 故实际切削速度Vc=n d/1000=3203.1470/1000=70.34m/min功率Pc=KcapVc0.71/60000=23052.570.340.66/601000=4.4Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 70.34m/min，n=320r/min f=0.71mm/r半精车：查机械加工工艺设计手册P433 得知：f=0.250.35mm/r 取f=0.30 mm/r ap=0.9mm 取Vc=120m/min,故n=1000Vc/ d=660.04r/min 圆整得n=660 r/min ,功率Pc=KcapVcf /60000=23050.3120/60000=1.24Kw ,由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.75，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=120m/min，n=660r/min f=0.3mm/r 精车：查机械制造工艺与机床夹具课程设计表2-20知： Vc=150160 m/min取Vc=160m/min f=0.18mm/r ,ap=0.55mm 则 n=1000Vc/ d =908.29r/min 圆整得n=910 r/min功率Pc=KcapVcf /60000=23050.550.18160/60000=0.6Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.75，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=160m/min，n=910r/min f=0.18mm/r 加工外圆柱面60 粗车：d=70 确定进给量f：查金属机械加工工艺人员手册增订组编上海科学出版社表10-8知f=0.60.9mm/r 取f=0.71 查金属切削手册知Vc=7090 m/min取Vc=75 m/min 则 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由CA6140说明书取n=320r/min 故实际切削速度Vc=n d/1000=3203.1470/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm 校核功率Pc=KcapVcf/60000=23052.570.340.71/60000=4.8 Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=70.34m/min，n=400r/min f=0.71mm/r 半精车：查机械加工工艺设计手册P433 得知：f=0.40.5mm/r取f=0.45 ap=0.9mm再查外圆切削数据表知：Vc=1.6672.17m/s 取Vc=1.8m/s 则n=1000Vc/ d=546.8r/min 圆整得n=550 r/min则Vc=n d/1000=5103.1462.9/1000 =100.7 m/min功率Pc=KcapVcf/60000=23050.90.45100.7/60000=1.57Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 100.7m/min，n=510r/min ，f=0.45mm/r 精车：查机械加工工艺设计手册表9-16知： f=0.130.18mm/r 取f=0.15 mm/r，再查外圆切削数据表知：Vc1.67m/s 取Vc=120 m/min 则n=1000Vc/ d=1000120/3.1461.1=625.5 r/min圆整得n=630 r/min ，取ap=0.55mm故实际切削速度：Vc=n d/1000=6303.1461.1/1000=120.87m/min校核功率Pc=KcapVcf /60000=23050.55120.870.15/60000=0.38Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 120.87m/min，n=630r/min f=0.15mm/r加工外圆柱面65 粗车：确定进给量f：查金属机械加工工艺人员手册增订组编上海科学出版社表10-8知f=0.60.9mm/r取f=0.71mm/r，查金属切削手册知Vc=7090 m/min取Vc=75 m/min 则 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由CA6140说明书取n=320r/min 故实际切削速度Vc=n d/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm 功率Pc=KcapVcf/60000=23052.570.340.71/60000=4.8Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=70.34m/min，n=320r/min， f=0.71mm/r 半精车：查机械加工工艺设计手册P433 得知：f=0.40.5mm/r 取f=0.45mm/r，再查外圆切削数据表知：Vc=1.6672.17m/s 取Vc=1.8m/s 则n=1000Vc/ d=506.55r/min 圆整得n=510 r/min取ap=0.9mm Vc=n d/1000=5103.1467.9/1000=108.7m/min功率Pc=KcapVcf/60000=23050.9108.70.45/60000=1.7Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=108.7m/min，n=510r/min f=0.45mm/r 精车：查机械加工工艺设计手册表9-16知： f=0.130.18mm/r 取f=0.18mm/r再查外圆切削数据表知：Vc1.67m/s 取Vc=120 m/min 则n=1000Vc/ d=578.2 r/min圆整得n=580 r/min故实际切削速度： Vc=n d/1000=5803.1466.1/1000=120.38m/min ap=0.55mm 校核功率Pc=KcapVcf /60000=23050.550.18120.38/600001000=0.46Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 120.38m/min，n=580r/min f=0.18mm/r加工外圆柱面75 粗车： 确定进给量f：查金属机械加工工艺人员手册增订组编上海科学出版社表10-8知f=0.60.9mm/r取f=0.71mm/，查金属切削手册知Vc=7090 m/min取Vc=75m/min 则 n=1000Vc/ d =298.56r/min 由CA6140说明书取n=320r/min 故实际切削速度Vc=n d/1000=80.384m/min取ap=2.5m 校核功率：Pc=KcapVcf/60000=23052.580.3840.71/60000=5.5Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 80.384m/min，n=320r/min， f=0.71mm/r 半精车：查机械加工工艺设计手册P433 得知：f=0.40.5mm/r 取f=0.45mm/r再查外圆切削数据表知：Vc=1.6672.17m/s 取Vc=1.8m/s则n=1000Vc/ d=1000108/3.1477.9=441.5r/min, 圆整得n=450 r/min ,取ap=0.9mm Vc=n d/1000=4503.1477.9/1000=110m/min,校核功率Pc=KcapVcf/60000=23050.91100.45/60000=1.7Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 110m/min，n=450r/min f=0.45mm/r 精车：查机械加工工艺设计手册表9-16知： f=0.130.18mm/r 取f=0.15mm/r再查外圆切削数据表知：Vc1.67m/s 取Vc=120 m/min 则n=1000Vc/ d =1000120/76.13.14=502.2 r/min圆整得n=500 r/min故实际切削速度： Vc=n d/1000=5003.1476.1/1000=119.48m/min ap=0.55mm校核功率Pc=KcapVcf /60000=23050.55119.480.15/60000=0.39 Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=119.48m/min，n=500r/min f=0.15mm/r 加工内圆柱面80 钻孔：查简明加工工艺手册P294知：ap=d/2=15mm取 f=0.35mm/r ；Vc=0.33 m/s 故n=1000Vc/ d=10000.3360/3.1430=210.2 r/min 圆整得n=210r/min故实际切削速度： Vc=n d/1000=2103.1430/1000=19.8m/min校核功率Pc=KcapVcf /60000=23051530.6/601000=3.99Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 19.8m/min，n=210r/min， f=0.35mm/r 车孔：查简明加工工艺手册P297知 f=0.350.40mm/r，Vc=0.833 1.666m/s取f=0.35 mm/r Vc=0.85m/s；故n=1000Vc/ d=10000.8560/3.1474=219.5r/min由CA6140说明书取n=200r/min 故实际切削速度Vc=n d/1000=2003.1474/1000=46.5m/min取ap=3mm,校核功率Pc=KcapVcf /60000=2305346.50.35/60000=1.9Kw根据机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 46.5m/min，n=200r/min f=0.35mm/r 钻孔 ：f=0.3mm/rap=1.5mmn=549r/minVc=n d/1000=3.1480/1000=138m/min功率Pc=KcapVc0.001/60=23051.5138/601000=7.9Kw根据机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.75，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 138m/min，n=560r/min f=0.3mm/r 镗孔：查金属机械加工工艺人员手册增订组编表10-13ap=3mm； S=0.300.50mm/r取 S=0.3mm/r取Vc=0.65m/s则n=1000Vc/d=10000.6560/d=155r/min由CA6140说明书取n=160/min 故实际切削速度Vc=nd/1000=1603.1480/1000=40.2m/min根据机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，功率Pc=KcapVcS/60000=2305340.20.4/60000=1.85Kw 机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 40.2m/min，n=160r/min f=0.4mm/r加工通孔20 钻孔：钻19.8的底孔：查简明加工工艺手册P296 得：f=0.330.38mm/r，取f=0.36 mm/r； Vc=0.96 1.13m/s， 取Vc =1m/s故n=1000Vc/ d=100060/3.1419.8=965.1r/min根据X51机床说明书得：n=945r/min故实际切削速度Vc=n d/1000=9453.1419.8/1000=58.75m/min ，又取ap=6 mm 校核功率：Pc=KcapVcf/60000=2305660.30.36/60000=5.0Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 23.1m/min，n=409r/min， f=0.2mm/r 铰孔：查简明加工工艺手册表11-20知：f=0.30.65mm/r，取f=0.3 mm/r ；Vc=0.833 0.383m/s ，取Vc =0.60 m/s ；故n=1000Vc/ d=10000.660/3.1420=573.25 r/min圆整得：n=580 r/min故实际切削速度Vc=n d/1000=5803.1420/1000=36.4 m/min ap=0.1mm 校核功率：Pc=KcapVcf /60000=23050.136.40.3/60000=0.04Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 36.4m/min，n=580r/min ,f=0.3mm/r 加工端面 粗车：查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导得： f=0.66mm/r Vc=108m/min n=1000Vc/d=190r/min 由CA6140说明书取n=200r/min 故实际切削速度Vc=n d/1000=110.5m/min取ap=2mm校核功率：Pm=KcapfVc/60000=230520.66110.5/60000=5.6Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为=0.8，机床功率PcPm，所以机床功率足够，实际取值为Vc=110.5m/min，n=200r/min，f=0.66mm/r. 精车：查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导得：f=0.41mm/rap=0.5mm Vc=120m/min n=1000Vc/d=217.1r/min功率 Pm=KcapfVc/60000=23050.50.41120/60000=0.94Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为=0.8，机床功率PcPm，所以机床功率足够，实际取值为Vc=120 m/min，n=217.1r/min，f=0.41mm/r.铣键槽 粗铣：fz=0.12mm/r ap=5mm Vc=90m/min n=1000Vc/d=955.4r/minVf=nfz=114.6mm/r功率Pm=KcapfVc/60000=230550.1290/60000=2.07Kw由于机床说明书查得Pc=4.5 Kw，效率为=0.8，机床功率PcPm，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 89m/min，n=945r/min，纵向Vf=105mm/r,横向Vf=100 mm/r 精铣： fz=0.10mm/rap=2mmVc=150m/minn=1000Vc/d=1194.2r/min Vf=nfz=119.4mm/r功率Pm=KcapfVc/60000=230520.10150/60000=1.15Kw由于机床说明书查得Pc=4.5 Kw，效率为=0.8，机床功率PcPm，所以机床功率足够，实际取值为Vc=153.8m/min，n=1225r/min 纵向Vf=125mm/r,横向Vf=130mm/r.(3)工艺卡片基本时间确定粗车外圆的基本时间t 根据机械制造工艺学公式4-23车外圆基本时间为：式中：，则其余工步切削用量及基本工时计算从略三专用夹具设计3.1设计主旨 机械制造工艺学课程设计是在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之后进行的。这是我们进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。我也相信通过课程设计能将零碎的知识点都联系起来，系统而全面的做好设计。本次课程设计是机械制造工艺学这门课程的一个阶段总结，是对课堂中学习的基本理论和在生产实习中学到的实践知识的一个实际应用过程。由于知识和经验所限，设计会有许多不足之处，所以恳请老师给予指导。3.1.1技术要求分析题目所给定的零件车床输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使车床主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。综合技术要求等文件，选用铸件3.1.2零件的工艺分析从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，其主要加工的面有55、60、65、75、176的外圆柱面，50、80、104的内圆柱表面，10个20的通孔，图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级；粗糙度方面表现在键槽两侧面、80内圆柱表面为Ra3.2um,大端端面为Ra3.2um,其余为Ra12.5um，要求不高；位置要求较严格，表现在55的左端面、80内孔圆柱面对75、60外圆轴线的跳动量为0.04mm, 20孔的轴线对80内孔轴线的位置度为0.05mm,键槽对55外圆轴线的对称度为.0.08mm；热处理方面需要调质处理，到200HBW，保持均匀。 通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。3.2制定艺路线按照先加工基准面，先粗后精，基准统一等原则，该零件加工可按下述工艺路线进行。工序1粗车圆柱面176及端面。工序2 粗车圆柱面55、60、65和75和及台阶面。工序3 精车176外圆柱面及倒角。工序4 半精车圆柱面55、60、65和75和及台阶面。工序5 精车圆柱面55、60、65和75和及台阶面。工序6 倒角。工序7粗镗内孔50、80、104。工序8 精镗内孔50、80、104。工序9 钻孔1020。工序10 扩孔1020。工序11 铰孔1020。工序12铣键槽1610。工序13钻斜孔28。工序14去毛刺。工序15终检3.3机床、夹具、刀具、量具的选择（1）工序1、2、3、4和5是粗车和精车。各工序的工步数不多，大批大量生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，选用最常用的CA6140型卧式车床。（2）工序7、8为镗削。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔，选用C616A型卧式车床。（3）工序12铣削。工序工步简单，外廓尺寸不大，考虑本零件属成批大量生产，所选机床使用范围较广泛为宜，故可选常用用的X61W型铣床能满足加工要求。（4）工序9、10和11是扩、钻、铰孔。可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，故选用Z525。选用夹具本零件除铣销，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。前车销工序用三爪自定心卡盘和心轴。选用刀具由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率，工件的加工精度，已加工表面质量，刀具的磨损和加工成本，所以正确的选择刀具材料是加工工艺的一个重要部分，刀具应具有高刚度，足够的强度和韧度，高耐磨性，良好的导热性，良好的工艺性和经济性，抗粘接性，化学稳定性。由于零件车床输出轴材料为45钢，推荐用硬质合金中的YT15类刀具，因为加工该类零件时摩擦严重,切削温度高,而YT类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐热性,在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长,所以加工45钢这种材料时采用硬质合金的刀具。粗车外圆柱面： 90半精车，精车外圆柱面：前角为90的车刀。钻头：高速钢刀具，直径为30；直径为18；扩孔钻：直径为19.8；铰刀：直径为20。镗刀，刀杆长度为200.BH1625。选择量具本零件属大批大量生产，一般配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，参考参考文献4相关资料，选择如下：读数值0.02、测量范围0150游标卡尺，读数值0.01、测量范围0150游标卡尺。读数值0.01、测量范围50125的内径千分尺，读数值0.01、测量范围50125的外径千分尺，读数值0.01、测量范围50125的内径百分表3.4确定工序尺寸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。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表：表3外圆柱面176轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精车2IT106.3176粗车3IT1212.5179毛坯2181表4外圆柱面55轴段加工余量计算工序名称工序间余量/mm工 序工