关 键 词：

机械毕业设计全套

资源描述：

GY01-015@CA6140手柄轴的加工工艺及夹具设计,机械毕业设计全套

内容简介：

课 程 设 计 说 明 书 机械制造技术基础 设计题目 ： 手柄轴 （ CA6140 车床） 的加工工艺 钻 8.5 螺纹 孔的钻床夹具 设计 学院：机械工程学院 班级：机自 学号： 姓名： 指导： nts 1 题目 ：设计“手柄轴（ CA6140 车床 ） ”零件的机械加工工艺规程及相关工序 内容 ： 零件图 1 张 毛坯图 1 张 机械加工工艺过程卡片 1 张 机械加工工序卡片 2 张 夹具 装配图 1 张 夹具体零件图 1 张 课程设计说明书 1 份 nts 2 目录 一、 零件的工艺分析及生产类型的确定 1. 零件的作用 - 3 2. 热处理 - 3 3. 零件的生产类型 - 3 二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设 计毛坯图 1.选择毛坯 - 3 2.确定机械加工余量、 毛胚尺寸和公差 - 3 3.确定机械加工余量 - 4 4 确定毛坯 尺 -4 5.确定毛坯尺寸公差 -5 6.设计毛坯图 -5 三 、 选择加工方法，制定工艺路线 1.定位基准的选 择 -6 2.零件表面加工方法的选择 -6 3.制定工艺路线 -6 四 、 工序设计 1.选择加工设备与工艺装备 -8 2.确定工序尺寸 -9 五 、 确定切削用量及基本时间 -11 六、夹具设计 -20 七 参考文献 -22 nts 3 一 零件的工艺分析及生产类型的确定 1. 零件的工艺性分析 通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确，完整，尺寸，公差及技术要求齐全。该零件属轴类回转体零件，它的所有表面均需切屑加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。 表面粗糙度要求较高 需经多次切削才能满足要求，手柄处镀铬，在镀铬之前须进行抛光处理以使镀铬均 匀。本零件的最难加工的地方就是在斜面上钻孔，且要保证孔与键槽成 045 ，需要专用夹具。总体来说，本零件的工艺性较好。 2. 零件的生产类型 依设计的题目知：生产纲领 N = 30000 万 /年 ， 生产类型为大批大量生产 零件是机床 CA6140 的手柄轴，质量为 0.445Kg. 二 选择 毛坯，确定毛坯 尺寸，设计 毛坯 图 1. 选择毛坯 该材料为 45 钢。该零件在工作过程中则经常承受交变载荷，因此应选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。零件属批 量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用摸锻成型。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。 2确定机械加工余量， 毛坯 尺寸和公差 钢质 摸锻件的公差及机械加工余量按 GB/T12362-2003 确定。要确定 毛坯 尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。 （ 1） 锻件公差等级 由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。 （ 2） 锻件质量 Mf 根据零件 0.445kg,估算为 mf=1.0kg. （ 3） 锻件形状复杂系数 S S=Mf/Mn 该锻件为圆形，假设 其最大直径为 46mm,长 126mm Mn = 1.6kg nts 4 S = 1/1.6 = 0.62 故该零件的形状复杂系数 S 属 S2 级。 （ 4） 锻件材质系数 M 由于该零件材料为 45 钢，是碳的质量分数小于 0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属 M1 级。 （ 5） 零件表面粗糙度 由零件图可知，除 17.2mm, 15.7mm 粗糙度 Ra = 1.6,圆锥面处 Ra=0.8，其余均为 6.3。 3. 确定机械加工余量 根据锻件质量，零件表面粗糙度，形状复杂系数查表 5-9，由此得单边余量在厚度方向为 1.7-2.2mm，水平方向亦为 1.7-2.2mm，即锻件各外径的单面余量为1.7-2.2mm，各轴向尺寸的单面余量为 1.7-2.2mm。 4 确定毛坯 尺寸 上面查的加工余量适用于机械加工表面粗糙度 Ra 大于等于 1.6m。 Ra 小于1.6m 的表面，余量要适当加大。 分析本零件，除 17.2mm, 15.7mm 粗糙度 Ra = 1.6, 其余均为 6.3，因此这些表面的 毛坯 尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可。 综上所述，确定 毛坯 尺寸见下表 手柄轴 毛坯 （锻件）尺寸 零件尺寸 单面加工余量 锻件尺寸 17.2 2 21.2 007.0020.0202 24 大端 40 圆锥面 2 44 nts 5 5. 确定 毛坯 尺寸公差 毛坯 尺寸公差根据锻件质量，材质系数，形状复杂系数从表 5-6，表 5-7 中查的。本零件 毛坯 尺寸允许偏差见下表 手柄轴 毛坯 （锻件）尺寸允许偏差 锻件尺寸 偏差 根据 21.2 9.03.0 表 5-6 24 0.14.0 44 2.04.0 22 0.14.0 表 5-7 102 2.16.0 126 4.16.0 6 设计 毛坯 图 （ 1） 确定圆角半径 锻件的外圆角半径按表 5-12 确定，内圆角半径按表 5-13 确定。 分析本锻件可确定外圆角 R2, R3 内圆角 R3 (2) 确定模锻斜度 按表 5-11，外模锻斜度 = 3 （ 3）确定分模位置 由于 毛坯 为轴类锻件，应采取轴向分模。 为了便于起模及便于发现上，下模在模锻过程中的错移，选择最大直径即圆锥面处的对称平面为分模面，分模线为直线，属平直分模线。 nts 6 （ 4）确定 毛坯 的热处理方式 钢质 毛坯 经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化，均匀的组织，从而改善加工性。 三 选择加工方法，制定工艺路线 1.定位基准的选择 以 44 的外圆和端面为粗基准，以 17.2 的外圆和端面为精基准。 2.零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有外圆，端面，键槽，倒角，倒圆，沟槽，锥面，孔，螺纹。 （ 1） 17.2 的 外圆面，未标注公差尺寸，表面粗糙度 Ra 1.6，需要粗车，半精车，精车 （ 2） 20 的外圆，公差等级 IT6，需要粗车，半精车，精车。 （ 3）圆锥面，为保证镀铬均匀，在镀铬之前圆锥面需要粗车，半精车，精车，保证 Ra = 1.6 然后抛光。 （ 4）槽 3x2.15 表面粗糙度为 Ra3.2,需要粗车，半精车 槽 1.5x1 表面粗糙度为 Ra6.3,粗车即可。 槽 3x0.5 表面粗糙度为 Ra6.3,粗车即可 (5) 两孔的表面粗糙度 Ra6.3 需钻，扩 （ 6）键槽 5314 粗糙度 Ra6.3 需要粗铣，半精铣。 （ 7）端面 本零件为回转体端面，尺寸精度要求不高，所以大端面粗车即可满足要求，但是小端面作为精基准应该粗车，半精车 3 制定工艺路线 方案一 工序 1 正火 工序 2 以 20mm 处的外圆及端面定位，车大端面，粗车 41 的外圆 工序 3 以粗车后的 40mm 处外圆面及端面定位，粗车另一端面，粗车 17.2mm的 外圆， 粗车 20mm 的外圆， 车 1.5mm 1mm 沟槽， 粗车 3mm 0.5mm 沟槽，粗车 3mm 2.15mm 沟槽 nts 7 工序 4 以粗车的 20mm 的外圆及端面定位 ，半精车，精车 40mm 的外圆。 工序 5 以精车后的 40mm 的外圆及端面定位，半精车， 17.2mm 的外圆，半精车 20mm 的外圆，半精车 3mm 2.15 mm 的沟槽 工序 6 精车 17.2mm 的外圆，精车 20mm 的外圆，车倒角。 工序 7 以 20mm 的外圆定位，粗车，半精车，精车圆锥面。 工序 8 粗铣，半精铣键槽 工序 9 抛光 工序 10 镀铬 工序 11 钻，扩 14mm 孔及 8.5mm 的螺纹孔 工序 12 攻螺纹 工序 13 去毛刺 工序 14 终检 方案 二 工序 1 正火 工序 2 粗车小端面，粗车 17.2mm 的 外圆， 粗车 20mm 的外圆粗车，车 1.5mmx1mm 沟槽，粗车 3mmx0.5mm 沟槽，粗车 3mm 2.15mm 沟槽 工序 3 粗车大端面及 41mm 的外圆 工序 4 半精车小端面，半精车， 17.2mm 的外圆，半精车 20mm 的外圆，半精车 3mm 2.15mm 的沟槽，车倒角 工序 5 精车 17.2mm 的外圆，精车 20mm 的外圆 工序 6 以加工过的 20mm 外圆及端面定位，粗车圆锥面 工序 7 半精车圆锥面 工序 8 精车圆锥面 工序 9 抛光 工序 10 镀铬 工序 11 钻 14mm 的孔和 8.5mm 的螺纹孔 工序 12 扩 14mm 的孔和 8.5mm 的螺纹孔 nts 8 工序 13 攻 M10 的螺纹 工序 14 以 20mm 圆柱面及端面定位铣键槽 5mm 3mm 14mm 工序 15 去毛刺 工序 16 终检 方案比较： 方案二比方案一更容易保证尺寸精度，方案二以车过的 41mm 的外圆定位保证了定位精度，方案一的小端面知粗车一次可能不能保证要求的表面粗糙度，方案一的粗加工，精加工拍的比较混乱，不符合加工要求。 综上所述，工艺路线应选择方案二。 四 工序设计 1 选择加工设备与工艺装备 （ 1） 选择机床 根据不同的工序选择机床。 a 工序 1-8 是粗车合半精车。各工序的工步数不多，成批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，精度要求不是很高，选 CM6125 即可。 b 工序 11 钻孔，可采用专用夹具在立式钻床上加工，故选 Z525 型立式钻床。 c 工序 14 是用 整体硬质合金直柄立铣刀 粗铣，半精铣键槽，用选用卧式铣床。考虑 本零件属成批生产，所选机床使用范围较广为宜，故选常用的 X62 型铣床能满足加工要求。 d 工序 13 攻螺纹，需要丝锥。 ( 2 ) 选择夹具 本零件处粗铣及半精铣槽，钻孔等工序需要专用夹具 外，其他工序使用通用夹具即可，选用三抓自定心卡盘。 （ 3） 选择刀具 根据不同的工序选择刀具 A 在车床上的加工工序，一般选用硬质合金车刀。加工钢质零件采用 YT 类硬质合金，粗加工用 YT5，半精加工用 YT15，精加工用 YT30.为提高 生产率及经济性，应选用可转位车刀（ GB5343.1-1985,GB5343.2-1985） . B 铣刀按表 5-104 选直柄键槽铣刀 nts 9 键槽 bxh=5mmx3mm,半精铣铣刀选择直径 d = 5 mm l = 8mm L = 52mm 由于粗铣后宽度方向单边余量 1mm， 故粗铣时的 铣刀选择 d=3mm l =5mm L =37mm C 钻头的选择 (a) 14mm 的孔 扩孔选择直柄扩孔钻 d = 14mm,L =160mm l=108mm 钻孔是直径方向的余量 4mm，所以钻孔时选择直柄麻花钻 d = 13mm l= 151mm l1 = 101mm (b) 8.5mm 的孔 扩孔选择直柄扩孔钻 d = 8.8mm L=125mm l =81mm 钻孔时直径方向余量 1.5 mm ,选用直柄麻花钻 d =7mm l =109mm l1=69mm （ 4） 选择量具 本零件属成批生产，一般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，选择如下。 a 选择外圆量具 外圆可选用读数值 0.02，测量范围 0 150 游标卡尺（表 5-108） b 选择加工轴向尺寸所用量具 轴向尺寸所用量具可选用读数值 0.05，测量范围 0 150游标卡尺（表 5-108） 选择加工槽所用量具 c 选择加工槽所用量具 槽经粗铣，半精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差的等级为：粗铣时均为 IT14； 半精铣时 ，槽宽 IT13，槽深为 IT14.。均可选用读数值为 0.02mm，测量范围 0 150mm 的游标卡尺进行测量。 2 确定工序尺寸 （ 1）确定圆柱面的工序尺寸 圆柱面多次加工的工序至于加工余量有关。本零件个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 圆柱表面的工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度 /mm nts 10 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度及经济加工精度 粗车 半精车 精车 粗车 半精车 精车 粗车 半精车 精车 17.2mm外圆 2 1.1 0.9 039.02.19 016.01.18 17.2 IT13 Ra 6.3 IT11 Ra 3.2 IT6 Ra 1.6 20g6mm外圆 1.6 1.5 0.9 039.04.22 016.09.20 007.0020.020 IT13 Ra 6.3 IT11 Ra 3.2 IT6 Ra 1.6 41mm 外圆 3 _ 41 _ _ IT13 Ra 6.3 _ _ （ 2） 确定各孔的 工序尺寸 加工对象 工序双边余量 工序尺寸及公差 钻 扩 钻 扩 14mm 孔 13 1 027.013 0027.014 8.5mm 孔 7 1.5 027.07 0022.05.8 （ 3） 确定 各端面工序加工余量 /mm 工序 加工表面 总加工余量 工序加工余量 nts 11 2 小端面 2 1.5 3 大端面 2 2 4 小端面 2 0.5 （ 4） 确定轴向尺寸 a 第一段 17.2mm 的长度 L1，由尺寸链可得 L1 = 2mm b 第二段 17.2mm 的长度 L2，求解尺寸链可得 L2 = 12.5mm c 第二段 20mmm 的长度 L3，由尺寸链可得 L3 = 2.01.038d 圆锥面处的轴向长度 L4， 由尺寸链可得 L4 = 1.02.020(5) 确定铣槽的工序尺寸 半精铣即可达到零件图样的要求， 槽宽 5mm, 粗铣后半精铣的余量 1.5mm, 所以粗铣的宽度工序尺寸 3.5mm （ 6） 圆锥面抛光直径余量 0.1mm 五 确定切削用量及基本时间 切削用量包括背吃刀量pa，进给量 f 和切削速度 v。确定 顺序是先确定pa， f，再确定 v。 1. 工序 3 切削用量及基本时间的确定 （ 1） 切削用量 本工 序为粗车（车端面和外圆）。已知材料为 45 钢，b= 670MPa ,锻件，有外皮；机床为 CM6125 型卧式车床， 工件装卡在三爪自定心卡盘中。 确定粗车外圆 41mm 的切削用量。 所选刀具为 YT5 硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸 B H = 16mm 25mm ,刀nts 12 片厚度为 4.5mm。根据表 5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角0r=12 后角0=6 ，主偏角 r = 90 ，副偏角 r = 10 刃倾角s= 0 刀尖圆弧半径r= 0.8mm a 确定背吃刀量pa粗车双边余量为 3.0mm 所以 pa1.5mm b 确定进给量 f 根据表 5-114，在粗 车钢料，刀杆尺寸为 16mm 25mm，pa小于等于 3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按 CM6125 车床的进给量，选择 f =0.4 mm/r 确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求，故需进行校验。 根据表 5-123，当钢料b= 570 670MPa , pa=2mm ,f= 0.75mm/r r = 45 v = 65m/min 预计是进给 力 为 760N 修正系数 fFrk0=1.0 fFks=1.0 fTFkk=1.17 故实际进给力为 889.2N，满足要求。 c 选择刀具 磨 钝标准及耐用度 根据表 5-119，车刀后刀面的最大磨损量为1mm，可转位车刀耐用度 T =30min d 确定切削速度 V 根据表 5-120，当用 YT5 硬质合金刀具加工b= 570 670MPa , pa=3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度 V = 140m/min 切削速度的修正系数为svk= 0.8 tvk= 0.65 kTvk=0.81 Tvk=1.15 Mvk= kvk=1.0 故 V = 140 0.8 0.65 0.81 1.15 = 67.8m/min n = 1000v/ d = 1000 67.8/3.14 44 = 491 r/min 按 CM6125 车床的转速，选择 n = 500 r/min e 校验机床功率 当钢料b= 570 670MPa , pa=2mm ,f= 0.75mm/r v = 46m/min 时，cp= 1.7KW nts 13 切削功率的修正系数为crpkk=1.17 cprk0= cmpk= ckpk=1.0 crpTk=1.13 cspk=0.8 ctpk=0.65 故实际切削功率为cp=0.72KW 满足要求。 最后确定的切削用量为 ：pa= 1.5 mm f = 0.4mm/r n = 480r/min v = 66.3 m/min (2) 基本时间 a 确定粗车 41mm 的外圆基本时间 根据表 2-21 ，车外圆的基本时间为 Tj1= L i/fn = i(l +1l+2l+ 3l)/f n 式中 l =20mm 1l= 2mm 2l= 3mm 3l= 0 f = 0.4mm/r n= 8r/min i = 1 所以 Tj1= 8 S b 确定车端面的基本时间 Tj2 =i L/fn L = (d d1) + 1l+ 2l+ 3ld = 44mm 1l= 2mm 2l= 4mm 3l= 0 所以 Tj2 = 18S 因此，总的切削基本时间为 26S . 2 工序 2 切削用量确定 （ 1） 确定粗车 19.2mm 外圆的切削用量 所选刀具为 YT5 硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸 B H = 16mm 25mm ,刀片厚度为 4.5mm。根据表 5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角0r=12 后角0=6 ，主偏角 r = 90 ，副偏角 r = 10 刃倾角s= 0 刀尖圆弧半径r= 0.8mm （ a） 确定背吃刀量pa粗车双边余量为 2mm 所以 pa= 1mm nts 14 （ b ） 确定进给量 f 根据表 5-114，在粗车钢料，刀杆尺寸为 16mm 25mm，pa小于等于 3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按 CM6125 车床的进给量，选择 f =0.4 mm/r 确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求，故需进行校验。 根据表 5-123，当钢料b= 570 670MPa , pa=2mm ,f= 0.75mm/r r = 45 v = 65m/min 预计是进给力为 760N 修正系数 fFrk0=1.0 fFks=1.0 fTFkk=1.17 故实际进给力为 889.2N，满足要求。 （ c） 选择刀具 磨 钝标准及耐用度 根据表 5-119，车刀后刀面的最大磨损量为 1mm，可转位车刀耐用度 T =30min （ d） 确定切削速度 V 根据表 5-120，当用 YT5 硬质合金刀具加工b= 570 670MPa , pa=3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度 V = 138m/min 切削速度的修正系数为svk= 0.8 tvk= 0.65 kTvk=0.81 Tvk=1.15 Mvk= kvk=1.0 故 V = 138 0.8 0.65 0.81 1.15 = 66m/min n = 1000v/ d = 1000 67.8/3.14 21.2 = 954 r/min 按 CM6125 车床的转速，选择 n = 1000 r/min （ e） 校验机床功率 当钢料b= 570 670MPa , pa=2mm ,f= 0.75mm/r v = 46m/min 时，cp= 1.7KW 切削功率的修正系数为crpkk=1.17 cprk0= cmpk= ckpk=1.0 crpTk=1.13 cspk=0.8 ctpk=0.65 故实际切削功率为cp=0.72KW 满足要求。 最后确定的切削用量为 ：pa= 1 mm f = 0.4mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min nts 15 （ 2）粗车 22.4mm 外圆的切削用量 所选刀具为 YT5 硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸 B H = 16mm 25mm ,刀片厚度为 4.5mm。根据表 5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角0r=12 后角0=6 ，主偏角 r = 90 ，副偏角 r = 10 刃倾角s= 0 刀尖圆弧半径r= 0.8mm （ a） 确定背吃刀量pa粗车双边余量为 1.6mm 所以 pa= 0.8mm （ b） 确定进给量 f 根据表 5-114，在粗车钢料，刀杆尺寸为 16mm 25mm，pa小于等于 3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按 CM6125 车床的进给量，选择 f =0.4 mm/r 确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求，故需进行校验。 根据表 5-123，当钢料b= 570 670MPa , pa=2mm ,f= 0.75mm/r r = 45 v = 65m/min 预计是进给力为 760N 修正系数 fFrk0=1.0 fFks=1.0 fTFkk=1.17 故实际进给力为 889.2N，满足要求。 （ c） 选择刀具磨 钝标准及耐用度 根据表 5-119，车刀后刀面的最大磨损量为 1mm，可转位车刀耐用度 T =30min （ d） 确定切削速度 V 根据表 5-120，当用 YT5 硬质合金刀具加工b= 570 670MPa , pa=3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度 V = 138m/min 切削速度的修正系数为svk= 0.8 tvk= 0.65 kTvk=0.81 Tvk=1.15 Mvk= kvk=1.0 故 V = 138 0.8 0.65 0.81 1.15 = 66m/min n = 1000v/ d = 1000 67.8/3.14 24 = 875 r/min 按 CM6125 车床的转速，选择 n = 1000 r/min （ e） 校验机床功率 当钢料b= 570 670MPa , pa=2mm ,f= 0.75mm/r nts 16 v = 46m/min 时，cp= 1.7KW 切削功率的修正系数为crpkk=1.17 cprk0= cmpk= ckpk=1.0 crpTk=1.13 cspk=0.8 ctpk=0.65 故实际切削功率为cp=0.72KW 满足要求。 最后确定的切削用量为 ：pa= 1 mm f = 0.4mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min （ 3）粗车端面的切削用量 pa= 1.2 mm f = 0.2mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min （ 4） 确定沟槽的切削用量 进给量 f 手动 转速 v = 630r/min 工序 2 基本时间确定 (a) 确定粗车 19.2mm 的外圆基本时间 根据表 2-21 ，车外圆的基本时间为 Tj1= L i/fn = i(l +1l+2l+ 3l)/f n 式中 l =20mm 1l= 3mm 2l= 0mm 3l= 0 f = 0.4mm/r n= 16r/min i = 1 所以 Tj1= 4 S (b) 确定粗车 22.4mm 的外圆基本时间 根据表 2-21 ，车外圆的基本时间为 Tj1= L i/fn = i(l +1l+2l+ 3l)/f n 式中 l =82mm 1l= 3mm 2l= 0mm 3l= 0 f = 0.4mm/r n= 16r/min i = 1 所以 Tj1= 14 S (c) 确定车端面的基本时间 Tj2 =i L/fn L = (d d1)/2 + 1l+ 2l+3lnts 17 d = 24mm 1l= 2mm 2l= 4mm 3l= 0 所以 Tj2 = 6S 因此，总的基本时间为 24S 3 工序 5 切削 用量确定 （ 1） 确定精车外圆 17.2mm 的切削用量 。 所选刀具为 YT30 硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸 B H = 16mm 25mm ,刀片厚度为 4.5mm。根据表 5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角0r=12 后角0=6 ，主偏角 r = 30 ，副偏角 r = 10 刃倾角s= 0 刀尖圆弧半径r= 0.8mm (a) 确定背吃刀量pa粗车双边余量为 0.9mm 所以 pa=0.45mm ( b) 确定进给量 f 根据表 5-114，在精车钢料，刀杆尺寸为 16mm 25mm，pa小于等于 3.0mm ， 按 CM6125 车床的进给量，选择 f =0.2mm/r (c)速度 V 根据表 5-120，当用 Y30 硬质合金刀具加工b= 570 670MPa , pa=3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度 V = 138m/min 切削速度的修正系数为svk= 0.8 tvk= 1.4 kTvk=0.81 Tvk=1.15 Mvk= kvk=1.0 故 V = 138 0.8 1.4 0.81 1.15 = 145m/min n = 1000v/ d = 1000 67.8/3.14 18.1= 2549r/min 按 CM6125 车床的转速，选择 n = 2500r/min 精车 20mm 外圆切削用量确定 所选刀具为 YT30 硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸 B H = 16mm 25mm ,刀片厚度为 4.5mm。根据表 5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角0r=12 后角0=6 ，主偏角 r = 30 ，副偏角 r = 10 刃倾角s= 0 nts 18 刀尖圆弧半径r= 0.8mm a 确定背吃刀量pa粗车双边余量为 0.9mm 所以 pa=0.45mm b 确定进给量 f 根据表 5-114，在精车钢料，刀杆尺寸为 16mm 25mm，pa小于等于 3.0mm ， 按 CM6125 车床的进给量，选择 f =0.2mm/r c 确定切削速度 V 根据表 5-120，当用 Y30 硬质合金刀具加工b= 570 670MPa , pa=3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度 V = 138m/min 切削速度的修正系数为svk= 0.8 tvk= 1.4 kTvk=0.81 Tvk=1.15 Mvk= kvk=1.0 故 V = 138 0.8 1.4 0.81 1.15 = 145m/min n = 1000v/ d = 1000 67.8/3.14 20.9= 2208r/min 按 CM6125 车床的转速，选择 n = 2000r/min （ 2） 基本时间确定 确定精车 17.2mm 的外圆基本时间 根据表 2-21 ，车外圆的基本时间为 Tj1= L i/fn = i(l +1l+2l+ 3l)/f n 式中 l =20mm 1l= 0mm 2l= 0mm 3l= 0 f = 0.2mm/r n= 33r/min i = 1 所以 Tj1= 4 S 确定精车 20mm 的外圆基本时间 根据表 2-21 ，车外圆 的基本时间为 Tj1= L i/fn = i(l +1l+2l+ 3l)/f n 式中 l =82mm 1l= 0mm 2l= 0mm 3l= 0 f = 0.2mm/r n= 33r/min i = 1 所以 Tj1= 13S 因此 ，总的基本时间为 15S (4) 工序 6 切削用量确定 （ 1） 切削用量 本工序为粗车 圆锥面 。已知材料为 45 钢，b= 670MPa nts 19 ,锻件，有外皮；机床为 CM6125 型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 确定粗车 圆锥面 的切削用量 （以小端确定） 。 所选刀具为 YT5 硬质合金可转为车刀。选刀杆尺寸 B H = 16mm 25mm ,刀片厚度为 4.5mm。根据表 5-113， 选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角0r=12 后角0=6 ，主偏角 r = 90 ，副偏角 r = 10 刃倾角s= 0 刀尖圆弧半径r= 0.8mm a 确定背吃刀量pa粗车双边余量为 5.0mm 所以 pa= 2.5mm b 确定进给量 f 根据表 5-114，在粗车钢料，刀杆尺寸为 16mm 25mm，pa小于等于 3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按 CM6125 车床的进给量，选择 f =0.4 mm/r 确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求，故需进行校验。 根据表 5-123，当钢料b= 570 670MPa , pa=2mm ,f= 0.75mm/r r = 45 v = 65m/min 预计是进给力为 760N 修正系数 fFrk0=1.0 fFks=1.0 fTFkk=1.17 故实际进给力为 889.2N，满足要求。 c 选择刀具 磨 钝标准及耐用度 根据表 5-119，车刀后刀面 的最大磨损量为1mm，可转位车刀耐用度 T =30min d 确定切削速度 V 根据表 5-120，当用 YT5 硬质合金刀具加工b= 570 670MPa , pa=3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度 V = 140m/min 切削速度的修正系数为svk= 0.8 tvk= 0.65 kTvk=0.81 Tvk=1.15 Mvk= kvk=1.0 故 V = 140 0.8 0.65 0.81 1.15 = 67.8m/min n = 1000v/ d = 1000 67.8/3.14 41 = 526r/min 按 CM6125 车床的转速，选择 n = 500 r/min e 校验机床功率 当钢料b= 570 670MPa , pa=2mm ,f= 0.75mm/r v = 46m/min 时，cp= 1.7KW nts 20 切削功率的修正系数为crpkk=1.17 cprk0= cmpk= ckpk=1.0 crpTk=1.13 cspk=0.8 ctpk=0.65 故实际切削功率为cp=0.72KW 满足要求。 最后确定的切削用量为 ：pa=2.5 mm f = 0.4mm/r n = 500r/min v = 64.4m/min (2) 基本时间 确定粗车 圆锥面的 基本时间 根据表 2-21 ，车外圆的基本时间为 Tj1= L i/fn = i(l +1l+2l+ 3l)/f n 式中 l =20mm 1l= 2mm 2l= 3mm 3l= 0 f = 0.4mm/r n= 8r/min i = 1 所以 Tj1= 8 S 六 夹具设计 本夹具是工序 11 用麻花钻钻 14， 8.5 孔的专用夹具，所设计的夹具装配图，供需简图及夹具体零件图如图所示。有关说明如下。 （ 1） 定位方案 工件以 20 的圆柱面及圆锥大端面为定位基准，采用 V 形块和平面的组合定位方案，两个 V 形块限制 4 个自由度，右边 V 形块的右端面限制一个自由度，共限制 5 个自由度。孔在圆周上无位置要求，该自由度不用限制。 （ 2） 夹紧机构 根据生产率要求， 运用手动夹紧可以满足。采用二位螺旋压 板夹紧机构，拧紧螺母即可实现压紧，使用方便。压板夹紧力主要作用是防止工件在钻销力的作用下摆动和震动，手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力计算。 （ 3） 导引装置 为方便快捷的钻 14 8.5 两个孔，本夹具采用快换钻套，刀具在钻套的引导下准确的钻孔。 nts 21 （ 4） 夹具与机床的连接元件 采用 10 的定位销确定夹具与机床的相对正确位置，夹具体底座上开有两个 U 形槽，用 M14 的螺栓固定在机床工作台上。 （ 5） 夹具体 工件的定位元件，夹紧元件， 导引装置用螺钉与夹具体底座连接起来，夹具体底座 铸造加工出来，这样该夹具便有机连接起来，实现定位，夹紧，导引等功能。 （ 6） 使用说明 安装工件时，松开右边铰链螺栓上的螺母， 将两个铰链螺栓顺时针转动一个角度，然后将两块压板后撤，把工件放在 V 形块上，注意工件的圆锥大端面一定要紧贴在右边 V 形块的右端面，实现可靠定位，然后把铰链螺栓放在铰链压板的 U 形槽中，拧紧螺母实现可靠夹紧。 （ 7） 结构特点 该夹具结构简单，操作方便。但斜面的制造误差以及 V 形块在斜面上的安装误差，使孔的加工位置精度受到了限制，故适用于加工要求不高的场合。 （ 8） 定位误差计算 工件采用 V 形块定位， V 形块的定位误差3DH= 2/D ）（ 12/sin/1 = 0.002692 因为斜面角度为 15 度，所以工件的水平方向的定位误差为 y = 0.002692 sin(15)= 0.000696 ,满足定位要求。 nts 22 七 参考文献 1、机械制造技术基础课程设计指南 主编： 崇凯 2、金属加工工艺及工装设计 主编： 黄如林 汪群 3、工程图学 主编： 鲁屏宇 4、机械制造装备设计 主编： 冯辛安 nts 23 nts 机械加工工艺过程卡片 机械加工工艺过程卡片 产品型号 CA6140 零（部件）图号 产品名称 车床 零（部件）名称 共一页 第一页 材料牌号 45钢 毛坯种类 模锻件 毛坯外型尺寸 44mm 126mm 每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 /s 准终 单件 正火 2 粗车 粗车小端面；粗车外圆 17.2mm ， 20mm；粗车沟槽 3m