花键轴课程设计.doc

第 36 页零件的工艺设计与实施课 程 设 计专业班级：数控加工091班学 生：宋仁学 号：2009020601092011年6月20日湖南铁道职业技术学院机电工程系课程设计任务书(数控加工方向)机电工程系一、设计课题名称: _典型零件的数控加工工艺设计_二、指导教师: _彭京城_三、设计要求(1) 根据所给定的零件，选择合适的加工机床、刀具、切削用量，合理的进给路线，制定经济高效的工艺方案。(2) 工艺过程及工序卡片的编制。(3) 说明书要求格式完整、内容精简、书写清楚。所有设计内容不得复印和抄袭。四、设计依据零件图生产纲领：_中批量_生产设备:_五、参考资料1、机械加工工艺与夹具设计 顾京主编 机械工业出版社出版2、机械加工工艺手册 机械工业出版社 六、设计内容及工作量1、设计内容(1)确定生产类型，对零件进行工艺分析，并绘制零件图。(2)选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图。(3)拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备和工艺装备（刀具、夹具、量具、辅具），确定各工序切削用量及工序尺寸。(4)填写工艺文件：工艺过程卡、工序卡。(5)对数控加工工序进行工艺分析确定工步、走刀路线、刃、量具、加工参数。(6) 填写数控加工刀具调整卡.(7)撰写设计说明书。2、设计结果零件图（手工、电子各一份） 2张毛坯图 1张工艺过程卡 1份机械加工工序卡（非数控加工、重要工序） 13道数控加工工序技术文档（刀具卡、工序卡、） 1套设计说明书 1份3、设计进度：1周序号工作阶段时间安排1熟悉零件，画零件图102选择加工方案，确定工艺路线，填写工艺卡片303数控加工工序工步、走刀路线、刃、量具、加工参数的确定。454整理编写说明书15七、说明书的格式和装订要求（一）设计封面（二）设计评阅书（三）评分标准（四）设计任务书（五）目录（六）设计正文（七）设计总结（八）参考资料（九）设计图纸及工艺规程注:说明书用16开纸打印或书写，课程设计正文字数不少于1万（含空格）八、课程设计课题审批表审批具体意见审查部门负责人意见同意实施专业负责人 时 间 2010 年2月 22 日同意实施学术负责人 时 间 2010 年 2 月 24 日目 录1 前言62 生产类型7 2.1 生产类型的分类.7 2.2 确定生产类型.83 毛坯的确定9 3.1 毛坯的选择原则.9 3.2 轴类零件的毛坯选择.9 3.3 确定毛坯.104加工方法的选择.10 4.1 常见的加工方法.10 4.2 加工方法的选择.12 4.3 具体的加工方法.125工艺方案的确定.12 5.1 零件图.12 5.2 零件图分析.13 5.3 工艺方案分析.13 5.4 确定工艺方案.156 机床的选择167 基准的选择17 7.1基准的分类.17 7.2定位基准的选择.19 7.3定位基准选择的原则.217.4装夹方式的选择.21 7.5数控车床常用的装夹方式.21 7.6确定合理的装夹方式.228 加工余量与工序尺寸的计算.22 8.1 加工余量的选择与计算22 8.2 工序尺寸的选择与计算229 切削用量的选择与计算.239.1 切削用量的选择原则239.2 切削用量的计算.2410 时间定额的确定.2511 刀具、夹具、量具的选择.26 11.1 刀具的选择26 11.2 夹具的选择.27 11.3 量具的选择.2712结论.2813 致谢.2914 参考文献.3015 附录.311 前言在机械加工工艺教学中，机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习数控车床操作技术。让学生了解相关工种的先进技术，同时培养工作岗位的前瞻性；在讲授数控知识的同时，必须要求学生掌握基本的机械加工工艺，增强系统意识，理解手动操作与自动操作之间的联系，真正把学生培养成为适应各种工作环境和岗位的多面手。数控车床基础工艺理论及技术有机融合，包括夹具的使用、量具的识读和使用、刃具和刃磨及使用、基准定位等，分类叙述了车床操作、数控车床自动编程仿真操作、数控车床编程与操作的初、中级操作内容。以机械加工中车工工艺学与数控车床技能训练密切结合为主线，常用量具识读及工件测量、刀具及安装、工件定位与安装、金属切削过程及精加工，较清晰地展示了数控车床必须掌握的知识和技能的训练途径。对涉及与数控专业相关的基础知识、专业计算，都进行了有针对性的论述，目的在于塑造理论充实、技能扎实的专业技能型人才。本文以与切削用量的选择，工件的定位装夹，加工顺序和典型零件为例，结合数控的加工的特点，分别进行工艺方案分析，机床的选择，刀具加工路线的确定，数控程序的编制，最终形成可以指导生产的工艺文件。在整个工艺过程的设计过程中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，是的零件的加工成本最低，合理的选用定位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削参数，使得零件的加工在保证零件精度的情况下，加工效率最高、刀具消耗最低。最终形成的工艺文件要完整，并能指导实际生产。2生产类型 2.1 生产类型的分类 生产类型是生产结构类型的简称，是产品的品种、产量和生产的专业化程度在企业生产系统技术、组织、经济效果等方面的综合表现。不同的生产类型所对应的生产系统结构及其运行机制是不同的，相应的生产系统运行管理方法也不相同。、按生产方法划分 1、合成型。指将不同的成分（零件）合成或装配成一种产品，即加工装配性质的生产，如机械制造厂、纺织厂等； 2、分解型。指原材料经加工处理后分解成多种产品，即化工性质的生产，如炼油厂、焦化厂等； 3、调解型。指通过改变加工对象的形状或性能而制成产品的生产，如钢铁厂、橡胶厂等； 4、提取型。指从地下、海洋中提取产品的生产，如煤矿、油田等。 一个企业的生产过程可能采用多种生产方法，上述几种生产类型可以同时并存。如机械制造企业属于和成型，但兼有调解型，如铸锻、热处理、电镀等等。 、按生产计划的来源划分 1、订货生产方式。它是根据用户提出的具体订货要求后，才开始组织生产，进行设计、供应、制造、出厂等工作。生产出来的成品在品种规格、数量、质量和交货期等方面是各不相同的，并按合同规定按时向用户交货，成品库存甚少。因此，生产管理的重点是抓“交货期”，按“期”组织生产过程各环节的衔接平衡，保证如期实现； 2、存货生产方式。它是在对市场需要量进行预测的基础上，有计划地进行生产，产品有一定的库存。为防止库存积压和脱销，生产管理的重点是抓供、产、销之间的衔接，按“量”组织生产过程各环节之间的平衡，保证全面完成计划任务。 、按生产的连续程度划分 1、连续生产。它是长时间连续不断地生产一种或很少几种产品。生产的产品、工艺流程和使用的生产设备都是固定的、标准化的，工序之间没有在制品储存。例如，油田的采油作业等； 2、间断生产。输入生产过程的各种要素是间断性地投入。生产设备和运输装置必须适合各种产品加工的需要，工序之间要求有一定的在品库存。例如，机床制造厂、机车制造厂、轻工机械厂等。 、按产品品种和生产数量划分 按产品品种数量来划分又称为按工作地的专业化程度划分生产类型。在通常情况下，企业生产的产品产量越大，产品的品种则越少，生产专业化程度也越高，而生产的稳定性和重复性也就越大。反之，企业生产的产品产量越小，产品的品种则越多，生产专业化程度越低，而生产稳定性和重复性亦越小。可见，决定生产类型的产品产量、产品品种和专业化程度有着内在的联系，并由此而对企业技术、组织和经济产生不同的影响和要求。 、按品种生产量角度划分 按品种生产量角度划分生产类型，可以分为少品种大量生产、中量（成批）生产和多品种少量生产。而在成批生产中，又可划分为大批生产、中批生产和小批生产。由于大批和大量生产特点相近，单件和小批生产特点相近，所以在实际工作中，通常分为大量大批生产、成批生产和单件小批生产。在一般情况下，大批大量生产具有生产稳定、效率高、成本低、管理工作简单等特点。但也存在着投资大（专用夹具和专用机械设备的配备）、适应性差和灵活性差等特点。这样会给产品更新换代带来巨大损失。单件小批生产，由于作业现场不断变换品种，作业准备改变频繁，造成生产能力利用率低（人和机器设备的闲置等待）所以生产稳定性差、效率低、成本高、管理工作复杂等。因此，必须尽力做好作业准备、作业分配、作业进度计划和进度调整等工作。中批生产特点介于上述二者之间。 2.2 确定生产类型 根据提示资料该零件的生产类型为大批量生产。大批量生产基于产品或零件的互换性，标准化和系列化的应用，刚性生产线大大提高了生产效率，降低了生产成本，其显著的特点是产品结构稳定、自动化程度高。但是缺点也相当明显，大批量生产以牺牲产品的多样性为代价，生产线的初始投入大，建设周期长，刚性，无法适应变化愈来愈快的市场需求和激烈的竞争。3 毛坯的确定 3.1毛坯的选择原则毛坯的选择原则：使用要求原则只有满足使用要求的毛坯才有实际价值，保证使用要求是选择毛坯的首要原则。经济性原则在保证使用要求的前提下，尽量减少消耗，减少毛坯成本，满足市场竞争的要求。实际生产条件原则根据使用要求和经济性所确定的毛坯生产方案是否能实现，还必须考虑企业的实际生产。只有实际生产条件能够实现的生产方案才是切实可行的。3.2轴类零件的毛坯选择轴类零件由回旋体构成，其长度大于直径，常用的有光轴、阶梯轴、凸轮轴及曲轴等；主要用以支撑传动零件和传递动力，是机械中重要的受力零件。轴类零件厂采用钢或铸铁，并用锻造或铸造毛坯，经机加工成形。光轴毛坯一般采用热轧或冷轧钢；阶梯轴采用圆钢（尺寸受力较小时）或锻件（尺寸受力较大时）做毛坯。凸轴及曲轴一般采用球墨铸铁作毛坯，有时采用锻件毛坯。在特殊情况下，采用气候焊或铸焊方法制造轴类零件的毛坯。3.3确定毛坯毛坯直径=公称直径+工序余量 毛坯长度=原长+工序余量查表得工序余量为5mm 所以： D=33+5=38mm L=166+5=171mm根据题示零件信息及以上毛坯选择原则,以及公式毛坯计算公式，在查表得该零件选用38mmX171mm的Cr锻件。4 加工方法 4.1 常用的加工方法 根据机床运动的不同、刀具的不同，课将去除零件毛坯多余材料的切削方法分为几种主要不同方法。主要有：车削、刨削、磨削、钻削和特种加工等。 ：车削 车削中工件旋转，形成主切削运动。刀具沿平行旋转轴线运动时，就形成内、外圆柱面、刀具沿与轴线相交的斜线运动、就形成锥面，仿形车床或数控车床上，可以控制刀具沿着一条曲线进给，则形成一特定的旋转曲面。采用成型车刀，横向进给时，也可加工出旋转曲面来。车削还可以加工螺纹面、端平面及偏心轴等。车削加工精度一般为IT8IT7，表面粗糙度为6.31.6um。精车时，可达IT6IT5，粗糙度可达0.40.1um。车削的生产率较高，切削过程比较平稳，刀具较简单。：铣削 主切削运动是刀具的旋转。卧铣时，平面的形成是由铣刀的外圆面上的刃形成的。立铣时，平面是由铣刀的端面刃形成的。提高铣刀的转速可以获得较高的切削速度，因此生产率较高。但由于铣刀刀齿的切入、切出，形成冲击，切削过程容易产生振动，因此限制了表面质量的提高。这种冲击，也加剧了刀具的磨损和破损，往往导致硬质合金刀片的碎裂。在切离工件的一般时间内，可以得到一定冷却，因此散热条件较好。按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反，又分为顺铣和逆铣。 钻削的加工精度一般可达IT8IT7，表面粗糙度为6.31.6um。 普通铣削一般只能加工平面，用成形铣刀也可以加工出固定的曲面。数控铣床可以用软件通过数控系统控制几个轴按一定关系联动，铣出复杂曲面来，这时一般采用球头铣刀。数控铣床对加工叶轮机械的叶片、模具的幙心和型腔等形状复杂的工件，具有特别重要的意义。 ：刨削 ：磨削 磨削以砂轮或其他刀具对工件进行加工，其主要运动是砂轮的旋转。砂轮的磨削过程实际上是磨粒对工件表面的切削、刻削和滑擦三种作用的综合效应。磨削中，磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝，使切削作用变差，切削力变大。当切削超过粘合剂强度时，园钝的磨粒脱落，露出一层新的磨粒，形成砂轮的“自锐性”。但切屑和砕磨粒仍会将砂轮阻塞。因而，磨削一定时间后，需用金刚石车刀等对砂轮进行修整。 磨削时，由于刀刃很多，所以加工平稳、精度高。磨床是精加工机床，磨削精度可达IT6IT4，表面粗糙度Ra可达1.250.01um，甚至可达0.10.008um。磨削的另一特点是可以对淬硬的金属材料进行加工。因此，往往作为最终加工工序。磨削时，产生热量大，需有充分的切削液进行冷却。按功能不同，磨削还分为外圆磨、内孔磨、平磨等。 ：钻削与镗削 在钻床上，用钻头旋转钻削孔，是孔加工的最常见方法。钻削的加工精度较低，一般只能达到IT10，表面粗糙度一般为12.56.3um在钻削后常常采用扩孔和铰孔来进来半精加工和精加工。扩孔采用扩孔钻，铰孔采用铰刀进行加工。铰削加工精度一般为IT9IT6，表面粗糙度为Ra1.60.4um。扩孔、铰孔时钻头、铰刀一般顺着原底孔的轴线，无法提高孔的位置精度。镗孔可以较正孔的位置。镗孔可在镗床上或车床上进行。在镗床上镗孔时，镗刀基本与车刀相同，不同之处是工件不动，镗刀在旋转。镗孔加工精度一般为IT9IT7，表面粗糙度为Ra6.30.8um。 ：齿面加工齿轮齿面加工方法可分为两大类：成形法和展成法。成形法加工吃面所用的机床一般为普通铣床，刀具为成形铣刀，需要两个简单成形运动：刀具的旋转和直线运动。展成法加工齿面的常用机床有滚齿机、插齿机等。 ：复杂曲面加工 三维曲面的切削加工，主要采用仿形铣和数控铣的方法或特种加工方法。仿形铣必须有原型作为靠模。加工中球头仿形头，一直以一定压力接触型曲面。仿形头的运动变换为电感量，加工放大控制铣床三个轴的运动，形成刀头沿曲面的轨迹。铣刀多采用与仿形头等半径的球头铣刀。数控技术的出现为曲面加工提供了更有效的方法。在数控铣床或加工中心上加工时，是通过球头铣刀逐点按坐标值加工而成。采用加工中心加工复杂曲面的优点是：加工中心有刀库，配备几十把刀具。曲面的粗、精加工，可用不同刀具对凹曲面的不同曲率半径，也可选用适当的刀具。同时，可在一次安装中加工各种辅助表面，如孔、螺纹、槽等。这样充分保证了个表面的相对位置精度。：特种加工特种加工方法是指区别于传统切削加工方法，利用化学、物理或电化学方法对工件材料进行加工方法的一系列加工方法总称 。这些加工包括：化学加工（CHM）、电化学加工（ECM）、电化学机械加工（ECMM）、电火花加工（EDM）、电接触加工（RHM）、超声波加工(USM)、激光束加工（LBM）、离子束加工（IBM）、电子束加工（EBM）、等离子体加工（PAM）、电液加工（EHM）、磨料流加工（AFM）、磨料喷射加工（AJM）、液体喷射加工(HDM)及各类复杂加工等。 4.2 加工方法的选择 加工方法的选择是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在时机选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。 由题示信息得零件最低表面粗糙度为Ra为6.3，最高Ra为0.8。根据前面的加工方法介绍以及教材表2.16和加工方案参考表3-14具体内容得该零件的加工方法选为：粗车半精车磨削。 4.3 具体的加工方法260.008X14 Ra=0.8 粗车半精车磨削 9X2 Ra=6.3 粗车半精车 X43 Ra=0.8 粗车半精车磨削 33X50 Ra=6.3 粗车半精车 24X2 Ra=6.3 粗车半精车 X16 Ra=0.8 粗车半精车磨削 23X2 Ra=6.3 粗车半精车 24X23 Ra=6.3 粗车半精车 19X2 Ra=6.3 粗车半精车 200.008X12 Ra=0.8 粗车半精车磨削5 工艺方案的确定 5.1 零件图 零件图 5.2 零件图分析 该零件自左端起有一个长12的20的圆柱，再有一个宽2mm大小为19的槽，后接着一个M24X1.5的螺柱，后又接着一个同样宽2mm深0.5mm的槽，再接一个花键，后又是一个宽2mm深1mm的槽，一个长43mm的大小为26mm的圆柱，圆柱上还有一个宽6mm深4mm的键槽；有又接一个同样宽2mm深0.5mm的槽，最后接一个长14mm大小为20的圆柱。 简单的说，该零件由4个圆柱面，一个螺纹面，一个花键，一个键槽以及5个退刀槽组成。我们可以把加工过程分为三个加工阶段： 粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。各退刀槽和花键以及键槽在适当的时候插补加工。各加工阶段大致以热处理为界。 5.3工艺方案分析 加工顺序安排除了应遵循加工顺序安排的一般原则，如先粗后精、先主后次等，还应注意：（1）外圆表面加工顺序应为，先加工大直径外圆 ，然后再加工小直径外圆，以免一开始就降低了工件的刚度。（2）轴上的花键、键槽等表面的加工应在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前。轴上矩形花键的加工，通常采用铣削和磨削加工，产量大时常用花键滚刀在花键铣床上加工。以外径定心的花键轴，通常只磨削外径，而内径铣出后不必进行磨削，但如经过淬火而使花键扭曲变形过大时，也要对侧面进行磨削加工。以内径定心的花键，其内径和键侧均需进行磨削加工。 （3）轴上的螺纹一般有较高的精度，如安排在局部淬火之前进行加工，则淬火后产生的变形会影响螺纹的精度。因此螺纹加工宜安排在工件局部淬火之后进行。 初始加工方案根据零件图以及一般零件加工顺序及原则，制定大致的工艺方案如下表：工序号工种工序内容设备1下料38X1712车 三抓卡盘夹持工件中部，钻中心孔，用尾架顶尖顶住，粗车三个台阶，直径长度均留余量2mm。车床 调头，三抓卡盘夹持工件另一端，车端面保证总长166钻中心孔，用尾架顶住顶尖，粗车另外三个台阶、直径、长度均留余量2mm。车床3热调质处理G4042HRC4钳修研两端中心孔5车半精车三个台阶，螺纹大径车到，其余两个台阶直径上留余量0.5mm，车槽三个，倒角四个。车床 调头，双顶尖装夹。半精车余下的三个台阶，20台阶车到规定的尺寸，其余两个台阶上留余量0.5mm，车槽两个，倒角三个，有规定的槽按规定倒角。车床6车双顶尖装夹，车一端螺纹M24X2.57钳划键槽的加工线8铣铣一个键槽，键槽深度比规定尺寸多铣0.25mm，作为磨削余量。车床9铣铣33面上的花键，键槽比规定尺寸深0.25mm，作为磨削的余量。车床10钳修研两端中心孔车床11磨磨外圆，并用砂轮轻磨两端面，并调头轻磨另一端各端面。5.4 确定工艺方案 5.3中的初始的工艺方案大致上没多大问题，但是有的地方还是不太合理。比如：第六步与第十步的顺序问题有点不合理，应该先修研两端中心孔再加工花键，因为像花键与键槽之类的形状一般性都是一次加工完成的，应该有必要使他们尽量位置与尺寸精度尽量准确，所以在加工花键与键槽之前必须研磨两端中心孔。因此第六步与第十步应该对调。其次，产品加工完成之后必须要检验之后才能准确断定产品是否合格。所以必须加一个检验步骤。 改进后的工艺方案：工序号工种工序内容设备1下料38X171mm2车 三抓卡盘夹持工件中部，钻中心孔，用尾架顶尖顶住，粗车三个台阶，直径长度均留余量2mm。车床 调头，三抓卡盘夹持工件另一端，车端面保证总长166钻中心孔，用尾架顶住顶尖，粗车另外三个台阶、直径、长度均留余量2mm。车床3热调质处理G4042HRC4钳修研两端中心孔5车半精车三个台阶，螺纹大径车到，其余两个台阶直径上留余量0.5mm，车槽三个，倒角四个。车床 调头，双顶尖装夹。半精车余下的三个台阶，20台阶车到规定的尺寸，其余两个台阶上留余量0.5mm，车槽两个，倒角三个，有规定的槽按规定倒角。车床6钳修研两端中心孔7钳划键槽的加工线8铣铣一个键槽，键槽深度比规定尺寸多铣0.25mm，作为磨削余量。车床9铣铣33面上的花键，键槽比规定尺寸深0.25mm，作为磨削的余量。车床10车双顶尖装夹，车一端螺纹M24X1.5车床11磨磨外圆，并用砂轮轻磨两端面，并调头轻磨另一端各端面。12检验6 机床的选择 机床选择的一般原则： a机床的尺寸规格要与被加工的零件尺寸相适； b机床精度要与被加工零件的加工要求相适应； c机床的生产率要与被加工零件的生产纲领相适应； d机床的选用要考虑节省投资和适当考虑生产的发展； e改（扩）建车间，要充分利用原有设备。根据零件数据以及所提供机床选加床CA6140，CK7150A。CA6140车床的主要参数：床身上最大工件回转直径 400mm刀架上最大工件回转直径 210mm最大工件长度 750mm 、1000mm、1500mm主轴中心至床身平面导轨距离 205mm最大车削长度 650、900、1400mm主轴孔径 48mm主轴转速正传（24级） 101400r/min反转（12级） 141580r/min刀架纵向横向进给量各64种纵向一般进给量 0.081.59mm小进给量 0.0140.027mm放大进给量 0.863.16mm刀架纵向快速移动速度 4m/min车削螺纹范围米制螺纹（44种） 1192mm英制螺纹（20种） 224牙/in模数螺纹（39种） 0.2548mm经节螺纹（37种） 196牙/in主电动机功率 7.5kw转速 1450r/min快速电动机 功率 250kw转速 2800r/minCK7150A车床的主要参数：最大旋转直径mm505最大切削直径mm500/250最大切削长度mm1000X/Z轴行程mm260/1100X/Z切削进给速度mm/r0.001-6/0.001-8X/Z快移速度m/min8/12X/Z伺服电机Kw1.2/1.8主轴变频电机Kw7.5主轴转速rpm302000主轴通孔直径mm657 基准的选择7.1基准的分类基准是零件上用来确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。按其功用不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准设计基准是在零件图上所采用的基准。它是标注设计尺寸的起点。如图3-1(a)所示的零件，平面2、3的设计基准是平面1，平面5、6的设计基准是平面4，孔7的设计基准是平面l和平面4，而孔8的设计基准是孔7的中心和平面4。在零件图上不仅标注的尺寸有设计基准，而且标注的位置精度同样具有设计基准，如图3-1(b)所示的钻套零件，轴心线OO是各外圆和内孔的设计基准，也是两项跳动误差的设计基准，端面A是端面B、C的设计基准。工艺基准工艺基准是在工艺过程中所使用的基准。工艺过程是一个复杂的过程，按用途不同工艺基准又可分为定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。工艺基准是在加工、测量和装配时所使用的，必须是实在的。然而作为基准的点、线、面有时并不一定具体存在(如孔和外圆的中心线，两平面的对称中心面等)，往往通过具体的表面来体现，用以体现基准的表面称为基面。例如图3-1(b) 所示钻套的中心线是通过内孔表面来体现的，内孔表面就是基面。(1) 定位基准 在加工中用作定位的基准，称为定位基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、线或面。如图3-1(a)所示零件，加工平面3和6时是通过平面l和4放在夹具上定位的，所以，平面1和4是加工平面3和6的定位基准；如图3-1(b)所示的钻套，用内孔装在心轴上磨削40h6外圆表面时，内孔表面是定位基面，孔的中心线就是定位基准。定位基准又分为粗基准和精基准。用作定位的表面，如果是没有经过加工的毛坯表面，称为粗基准；若是已加工过的表面，则称为精基准。(2) 工序基准 在工序图上，用来标定本工序被加工面尺寸和位置所采用的基准，称为工序基准。它是某一工序所要达到加工尺寸（即工序尺寸）的起点。如图3-1(a)所示零件，加工平面3时按尺寸H 2进行加工，则平面l即为工序基准，加工尺寸H 2叫做工序尺寸。工序基准应当尽量与设计基准相重合，当考虑定位或试切测量方便时也可以与定位基准或测量基准相重合。(3) 测量基准 零件测量时所采用的基准，称为测量基准。如图3-1(b)所示，钻套以内孔套在心轴上测量外圆的径向圆跳动，则内孔表面是测量基面，孔的中心线就是外圆的测量基准；用卡尺测量尺寸l和L，表面A是表面B、C的测量基准。 (4) 装配基准 装配时用以确定零件在机器中位置的基准，称为装配基准。如图3-1(b)所示的钻套，40h6外圆及端面B即为装配基准。 7.2选择基准在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定为基准选择的好坏，不仅影响零件的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。 1.粗基准的选择 (1)以不需要加工，但与加工表面有较高的位置精度要 求的表面为粗基准为了保证加工表面与不加工表面之间的相互要求，一般选择不加工表面为粗基准。 (2)应以要求加工余量小而均匀的表面作为粗基准 如车床导轨面的加工； (3)用毛坯制造中尺寸、位置比较可靠、平整光洁的 表面为粗基准； (4)一般情况下，同一尺寸方向上的粗基准只能使用一次，即不重复使用。 2.精基准的选择 (1)基准重合以设计基准为定位基准来避免基准不 重合而引起的误差。 (2)基准统一应尽可能选用统一的定位基准加工各 表面，以保证各表面间的相互位置精度，这称为基准统 一例如，在加工轴类零件时采用中心孔定位作精基准 可以对许多不同直径的外圆表面进行加工（阶梯轴）保 证各外圆表面对轴心线的同轴度。 采用“基准统一”原则的优点： a.简化工艺过程 b.提高了生产率。 C.提高各加工面的相互位置精度。 （3）自为基准某些精加工工序要求加工余量小而均 匀，则应选择加工表面本身作为定位的精基准，称为“自为基准”。 （4）互为基准 （5）以光洁、平整、大的平面为精基准，便于工件 的定位和夹紧并使夹具结构简单，操作方便。 基准的选择原则：基准重合原则。 为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定为基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。便于装夹的原则。 所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、夹紧机构简单、易操作，敞开性号，能够加工尽可能多的表面。便于对刀的原则。 批量加工时工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基准，能最大限度地加工多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。但下列情况不能用两中心孔作为定位基面：（1）粗加工外圆时，为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。（2）当轴为通孔零件时，在加工过程中，作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面，工艺上常采用三种方法。 当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中心孔； 当轴有圆柱孔时，可采用图635a所示的锥堵，取1500锥度；当轴孔锥度较小时，取锥堵锥度与工件两端定位孔锥度相同； 当轴通孔的锥度较大时，可采用带锥堵的心轴，简称锥堵心轴，如图635b所示。使用锥堵或锥堵心轴时应注意，一般中途不得更换或拆卸，直到精加工完各处加工面，不再使 用中心孔时方能拆卸。所以该零件选两端面作为定位的粗、精基准。 7.3确定零件的基准 选择零件两端左或右作为定位粗、精基准。在开始加工之前，先在毛坯两端大号中心孔，作为粗加工的粗基准；粗加工结束后，精加工之前先研磨两端的中心孔，使其得到精加工的基准在继续以下的加工。 测量基准选择左或右端面和中心轴线，测量时将量具的一端靠在两端的任意一段进行测量即可。 7.4装夹方式的选择 为了工件不至于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧夹牢。合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。 7.5数控车床常用的装夹方式在三爪自定心卡盘上装夹。 三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。在两顶尖之间装夹。 对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。该装夹方式适用于多序加工或精加工。用卡盘和顶尖装夹。 当车削质量较大的工件时要一段时间用卡盘夹住，另一端用后顶尖支撑。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛。用心轴装夹。 当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确。 7.6确定合理的装夹方式 装夹方法：首先采用三爪卡盘装夹，粗、半精车一端结束后，在用双顶尖装夹进行另一端的半精加工以及磨削加工等；在机床一端装一个顶尖支撑工件一端，另一端装一个特定的顶尖，是工件能和加床同步运转并能夹紧工件。8 加工余量与工序尺寸的计算 8.1 加工余量的选择与计算 分析零件图尺寸得： 零件有6节圆柱直径分别为20mm、24mm、25mm、33mm、26mm、20mm; 根据选用原则得： 零件的公称直径为33mm，零件长166mm； 查表得加工余量=38-33=5mm，最大加工余量=38-19=19mm最小加工余量=38-33=5mm 8.2 工序尺寸的选择与计算 由零件图得=,=570.3， =950.3，即为所求工序尺寸。由右图的尺寸链图得：封闭环： 增环： 减环：、=166-57-95=14mm =0+0.3+0.3=+0.6=0.080.30.3=0.68所以=mm 由零件图得=570.3，=25+18+2=45， 即为所求工序尺寸。由右图的尺寸链图得：封闭环: 增环： 减环：=57-45=12mm=0.30=+0.3=0.30=0.3所以=120.3mm9 切削用量的选择与计算 9.1 切削用量的选择原则： 切削深度（ap）的确定 在工艺系统（机床、夹具、刀具、零件等）的刚度允许条件下，尽可能选取较大的切削深度，以减少走刀次数，提高生产效率。 a粗加工时，除留下精加工的余量外，尽可能以一次或较少的走到次数将粗加工余量切除； b不能一次切除的，应按先多后少的不等余量的方法加工； c切削有硬皮的零件时，应尽量使切削深度超过硬皮的厚度。 进给速度（Vf）的确定 进给速度通常根据零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和材料进行选择。 确定进给速度的原则如下： a精加工时：进给速度应按表面粗糙度的要求选择，表面粗糙度要求高，进给速度可相应减少。 b粗加工时： （a）在工艺系统的刚度和强度较好的情况下，可选用较大的进给速度；在工艺系统的刚度和强度较差的情况下，则应适当减少进给速度； （b）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可尽量选择较高的进给速度； （c）在切断、加工深度或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度； （d）当加工精度要求较高时，进给速度应选小一些，常在2050mm/min范围内选取； （e）进给速度应与主轴转速和切削深度相适应。主轴转速（n：r/min）的确定 主轴转速的确定方法，应根据零件上被加工部分的直径（d：mm），并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度（Vc：m/min）来确定。即： Vc=dn/10009.2 切削用量的计算： 切削深度（ap）：最大加工余量=（毛坯直径零件最小圆柱轴）/2 =（3820）/2 =9mm由于工件是锻件毛坯，加工余量达9mm，而加工要求有较高（Ra0.8um）故分四次走刀，粗车加工余量取为4mm（直径方向8mm），精车加工余量取0.75mm（直径方向1.5mm），磨削加工余量选为0.25mm（直径方向0.5mm）。所以粗车时ap=4mm，半精车时ap=0.75mm，磨削时 ap=0.25mm。车螺纹时粗车ap=0.4mm，精车时ap=0.1mm。 主轴转速（n：r/min）查表得Vc=110m/min根据公式：Vc=dn/1000得，粗车时n=（110X1000）/（3.14X35）=1001r/min半精车时n=（110X1000）/（3.14X33.5）=1046r/min磨削时n=（110X1000）/（3.14X33）=1062r/min 进给速度（Vf）根据ap=4mm，以及毛坯尺寸信息查表得粗车时f=0.30.4mm，按C6140机床说明书选择：选取f=0.36mm Vf=n*f=110X0.36=39.6mm/r半精车时：同样根据机床说明书查得f=0.3Vf=n*f=110X0.3=33mm/r最后决定的切削用量为：粗车时：ap=4mm；f=0.36mm/r；n=110r/min；Vc=1001r/min。半精车时：ap=0.75mm；f=0.3mm/r；n=110r/min；Vc=1046r/min。磨削时：ap=0.25mm；n=1062r/min。10 时间定额的确定1、时间定额的概念 时间定额是在一定的生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。时间定额是安排作业计划、进行成本核算、确定设备数量和人员编制、规划生产面积的重要依据。2、时间定额及其组成 时间定额由下列部分组成：（1）基本时间 直接改变生产对象的尺寸、形状、性能和相对位置关系的时间称为基本时间。（2）辅助时间 为配合基本加工工作完成各种辅助动作所消耗的时间。确定辅助时间的方法与零件生产类型有关。基本时间与辅助时间的总和称为作业时间。（3）布置工作地时间 为使加工正常进行，照管工作地所消耗的时间，称为布置工作地时间，又称工作地点服务时间，一般按作业时间的2%7%估算。（4）休息和生理需要时间 工人在工作班内为恢复体力和满足生理需要所消耗的时间，一般按作业时间的2估算。（5）准备与终结时间工人为生产一批工件进行准备和结束工作所消耗的时间称为准备与终结时间.所以时间定额的计算方法 单件的计算方法=+注释： 生产一个零件一道工序规定需要的时间总量 直接用于改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间 为辅助时间，为完成工艺过程所需要的各种辅助动作如卸载工作、调整机床、换刀、刃磨、试切及测量工件等所消耗的时间；工人清扫切屑、润滑擦拭设备、摆放工件以及在工作班内为恢复体力的休息和满足生理需要等所消耗的时间。所以，要提到生产力就必须降低，而降低就必须降低、，在当中的可以改变加工时间来提高生产力，而其他的则改变不怎么大，即改变=为加工时间，L为道具行程长度，n为机床转速（r/mm），D为工件外径或铣刀、钻头直径（mm），I为走刀次数，v为切削速度（m/min），Z为加工余量（mm），为背吃刀量（mm）3时间定额的制定方法（1）经验估算法 工时定额员和工人根据经验对产品工时定额进行估算的一种方法，主要应用于新产品试制。（2）统计分析法 对多人生产同一种产品测出数据进行统计，计算出最优数、平均达到数、平均先进数，以平均先进数为工时定额的一种方法，主要应用于大批、重复生产的产品工时定额的修订。（3）类比法 主要应用于有可比性的系列产品。（4）技术定额法 分实测法和估算法两种，是目前最常用的方法。 11 刀具、夹具、量具的选择 11.1 刀具的选择 金属切削过程除了要求刀具具有适当的几何参数外，还要求刀具材料对工件要有良好的切削性能。刀具切削性能的优劣，不仅取决于刀具切削部分的几何参数，还取决于刀具切削部分所选配的刀具材料。金属切削过程中的加工质量、