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机械毕业设计全套

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GY01-088@半轴机械加工工艺及工装设计,机械毕业设计全套

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西南农业大学本科 毕业 论文 （ 设计 ）任务书 论文题目 半轴机械加工工艺及工装设计 专业名称 班级 下达 日期 学 号 姓名 指导教师 毕业设计（论文）目的、要求： 1、培养综合运用所学理论知识，独立分析和解决工程技术问题的能力。培养学生创新能力。 2、培养收集、查阅、分析各种文献资料的能力。进一步提高计算、绘图等技能。 3、学会使用工具书籍，通过夹具设计，提高结构设计能力。 4、初步掌握机械制造工艺规程设计和夹具设计的基本要求和设计方法；掌握设计计算说明书的编写 。 毕业设计（论文） 主要内容： 1、 绘制零件图 1 张；设计夹具 2 付，绘制夹具图；设计专用组合量具 1 付。（一部分图纸必须用计算机绘制）。 2、 设计机械加工工艺规程（生产纲领按成批生产）。 3、 填写工艺过程卡 1 份。设计 4 5 道工序的详细工序卡。 4、 图纸总量折合 A0号 2 3 张； 5、 文献综述（ 3000 字以上）； 6、 设计计算说明书（ 1.5 万字以上）和中英文说明书摘要。 7、 英译汉（ 3000 字以上）。 指导教师签名： 2004 年 12 月 10 日 说明： 1.此表由指导教师完成。原则上用计算机打印（ A4 纸），可在各学院教学办拷贝表格或从教务处网页下载；若用钢笔填写，必须做到字迹工整、清晰。 2.请将毕业设计（论文）任务书装订在毕业设计（论文）的第一页 。 nts 1 半轴机械加工工艺及工装设计 西南 农业 大学工 程 学院 专业名称：机械设计制造及其自动化 班 级： 学生姓名： 指导教师： 摘要 ： 半轴是汽车的轴类中承受扭矩最大的零件，它 是差速器和驱动轮之间传递扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接，该零件在机械设备中具有传动性 ， 在 进行 半 轴的工艺和工装设计时， 首先 对半轴的工艺性进行了详细的分析，设计出了加工的工艺过程，根据加工要求设计专用夹具设计，一付是用来车削半轴的外圆，一付是用来钻削半轴圆盘上均匀分布的小孔，在设计中注意的夹具的经济性和 使用性，尽量降低加工时的成本，减少工人的劳动强度，除此还进行了组合量具的设计，用来检查 6个均匀分布的小孔的位置度公差。 关键词 ： 工艺工装设计 夹具设计 组合量具设计 Abstract： The half stalk is in automotive stalk the acceptance twist the biggest spare parts of sqire , it is bad soon machine and drive the round of delivers to twist the of solid stalk, it inside carry generally pass to spend the key and half stalk wheel gears to connect, carry outside with a conjunction, that spare parts is in the machine equipments have to spread to move sex, at carry on the half stalk of craft and work equip to account, the half axial craft carried on the detailed analysis first, designing processed craft process, according to process to request to design the appropriation tongs design, a pay is to use to come to car to pare the outside circle of the half stalk, on pay is use to drill to pare a dish of the half stalk up even distribute of eyelet, in the design the economy of the advertent tongs and usage, as far as possible lower to process of cost, reduce the worker of labor strength, in addition to this still carried on the design that the combination quantity have, use to check 6 even distribute of a business trip of position of the eyelet. Key Words： The craft work packs the design The tongs design Combine the quantity has the design nts 2 文献综述 夹具设计综述 一 前言 在机械制造中，为完成需要的加工工序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具。利用夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品；可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。 按夹具的应用范围分类有：通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹 具；按夹具上的动力源分类有：手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具、切削力及离心力夹具 1 。 （一）夹具设计的基础理论 18 一个好的机床夹具，首先要保证能加工出合格的产品。为此，所设计的夹具首先应满足以下两项要求： (1)在未受外力作用时，加工件对刀具和机床应保持正确的位置，即加工件应有正确的定位。 (2)在加工过程中，作用于加工件上的各种外力，不应当破坏加工件原有的正确定位即对加工件应有正确的夹紧。 （二）定位原理 在机械加工中，我们要求加工出来的表面对加工件的其它表面保持规定的位置尺寸。因为加工表面是由切削刀具和机床的综合运动所造成，所以在加工时，必须使加工件上的规定表面 (线、点 )对刀具和机床保持正确的位置才能加工出合格的产品。 定位原理 把加工件上的规定表面 (线、点 )与夹具上的规定表面 (线、点 )相互靠住的这一措施，叫做夹 工件在夹具中的定位。该加工件上的这种规定表面 (线、点 )称为定位基准。 定位基本原理在夹具设计中的应用 自由物体定位的基本原理 ： 自由的物体，它对三个互相垂直的坐标面来说，有六 种活动的可能性，其中三种是移动，三种是转动，习惯上，我们把这种活动nts 3 的可能性称为自由度。当物体的六个自由度被完全限 制后，该物体在空间的位置也就完全确定了，所以定位就是限制自由度； 在夹具中限制加工件的自由度在夹具中，使加工件的规定表面与定位元件接触，就能限制自由度。定位元件所能限制的自由度数与定位元件的形式、数量及布置情况有关； 夹具中的超定位如果两种定位元件均能限制加工件的同一个自由度时，就发生了超定位，超定位能产生一些不良后果。如使定位不稳定，降低了定位精度；因加工件定位基准间的误差，使加工件装不进夹具等。在 设计中应尽量避免超定位。 （三） 夹紧原理 18 在生产实践中，尽管定位方式是合理的，但由于夹紧状态不良 (即夹紧力的大小、方向、作用点和支承的位置选择不当 )可能出现如下问题：加工件飞出夹具，打坏刀具，造成安全事故；加工出来的位置尺寸不准确； 加工表面产生形位公差 (如不平度、不垂直度 )； 加工表面粗糙度高等。因此，当加工件正确定位后还需要获得良好的夹紧状态。使加工件获得良好的夹紧状态的措施，叫做正确的夹紧。 加工件的正确夹紧原则 1.在夹紧过程中，如何克服重 力的影响，把加工件压回正确位置，是正确夹紧原则之一。所以在考虑定位方案及设置定位支承时，应尽可能使支承反力与重力不构成力偶，使加工件重心位于支承范围内。 2.在夹紧过程中，如何使已获得正确定位的加工件不脱离正确位置，是正确夹紧原则之二。所以，在制定夹紧方案时，应尽可能避免夹紧力与支承反力构 成力偶。 3.在夹紧过程中，如何使加工件不产生超出允许范围的变形，是正确夹紧原则之三。所以在制定夹 紧方案时，对于刚性较差的加工件，应尽可能避免产生或应尽可能减小由夹紧力产生的弯曲力矩。 4.在切削过程中，如何避免加工件 发生不能允许的振动，是正确夹紧原则之四。所以，在制定夹紧方案时，对于刚性较差的加工件，应尽可能避免产生或应尽可能减小由切削力产生并作用于加工件上的弯曲力矩。 5.如何使平衡切削力所需要的夹紧力最小，是正确夹紧原则之五。所以，在nts 4 制定夹紧方案时，切削力最好由支承反力平衡，而尽可能避免用夹紧力及由夹紧力产生的摩擦力平衡。 （四） 简述计算机设计专用 夹具 专用夹具是为完成某一工件的某一工序而专门设计的工艺设备。与组合夹具相比，专用夹具具有以下特殊的优点： (1)能确保工件的加工精度； (2)总体方案与生产纲领相适应； (3)操作方便，能减轻工人的劳动强度； (4)便于排屑，有良好的结构工艺性。传统的专用夹具设计需要耗费大量的时间进行设计计算，需要经验丰富的夹具设计人员来完成，劳动量大，效率低。 20世纪 80年代以来，将计算机技术应用到夹具设计中一直是机械领域研究的课题之一。传统夹具设计理论与先进的计算机技术相结合而开发出的各种 CAFD系统成为专用夹具新的设计方法。 17 最初的交互式设计系统是由设计人员简单应用 CAD软件的图形功能，建立一个标准夹具元件数据库，设计者根据经验选择元件，并装配 成夹具。随后开发的 CAFD系统建立了定位方法选择、工件信息检索等模块，大大提高了 CAFD系统的实用性。这些都是基于二维平台开发的。随着计算机技术的发展，三维绘图成了计算机辅助设计的有力工具。多数三维绘图软件都建立了标准件库，同时允许用户建立自己的元件库。这为交互式夹具设计提供了更好的平台交互式夹具设计步骤以传统夹具设计步骤为基础。首先根据工件特征、工序信息及夹具信息，调用有关的程序和数据协助技术人员来完成夹具的定位方案、导向方案、夹紧方案的设计，并通过人机交互的方式完成各功能元件和部件的选择和设计。然后进入 三 维绘图环境，采用人工交互的方式进行参数化驱动，以获得尺寸满足要求的零件和部件，装配后绘出装配图和零件图。交互式夹具设计系统适合于开发新产品和需要加工新工件、没有已有夹具信息可以利用的情况。对于大多数制造业企业来说，待加工的工件相似性高，因此要设计的夹具只需要在尺寸或结构上进行部分修改，这就使夹具设计中重复性工作多，需要繁琐的人工绘图工作。如何充分利用已有夹具信息成为 CAFD系统的关键环节。因此基于实例推理的夹具设计理论得到了发展和实际应用。 CAPP 在世界范围内掀起的热潮，又由于工艺和夹具的密切联系而后 者又有其独立性，推动了计算机辅助夹具设计系统的研究和开发。 FMS 和 CIMS 的兴nts 5 起和开发，迫切需要柔性夹具实现快 速生产准备。同时，以计算机辅助夹具设计系统为基础的夹具信息系统 是 CIMS 中信息集成的一个重要环节。 根据国内外 现已开发的夹具设计软件系统， 计算机辅助夹具设计 是目前比较成熟的夹具设计系统。计算机辅助夹具设计可归纳为四种方法： 部分自动化的夹具设计 、 夹具自动设计 (AFD)法 、 参数夹具设计 、 据已有夹具方案进行夹具设计 。 （五） 夹具设计技术的发展趋势 由于 CAD/CAM 系统的迅速发展以及越来越广泛使用的多轴 CNC 机床，使得对形状复杂工件的设计和加工过程控制的自动化程度要求越来越高。因此对夹具设计方法提出了更高的要求，它不仅能将 CAD/CAM 系统有效地联接起来，同时应能适用于各种形状的工件。以组合夹具元件为基础的夹具自动设计 (AFD)将是夹具设计的一个主要发展趋向。组合夹具自动设计系统可分为两种类型，一种是在 CAD 基础上的扩展系统；另一种是经验法则的专家系统。这两种系统目前都还不完善， 为了将这些设计系统应用于生产实践，必须建立更大数量的“规则”以扩展专家系统；在理论上通过分析研究工件和夹具间关系的基本规律，建立起一 些新的理论基础；另外，在开发、研究 AFD 软件系统的同时，夹 具硬件设计的研究也必须同时进行，以增强整个夹具设计的自动化程度。 另一方面， 计算机技术的发展为夹具设计提供了有利的工具。 CAFD 系统已经从对二维绘图软件的二次开发发展到实现与三维绘图软件的集成设计，使夹具的结构表达更清晰。三维绘图软件成为 CAFD 的有利工具。随着 CIMS、并行工程和敏捷制造技术的发展，企业对 CAFD 的需求也越来越迫切 。归纳目前 CAFD 系统的研究方向主要包括以下几个方面： (1)集成化。 CAFD 是生产准备的重要部分。确定该工序所使用 的夹具，给出夹具的装配图和零件图是连接 CAD 与 CAM 的桥梁。集成化的 CAFD应首先实现与CAPP的集成。集成化是 CAFD系统发展的必然方向，是企业信息集成的必然要求。 (2)标准化。标准化是提高 CAFD 系统适应性和促进集成的基础。功能模块标准化将有利于实现 CAFD系统与 CAPP的集成。 (3)并行化。以往的 CAFD 总是在 CAPP 制定完所有工序之后才开始进行，并行化则强调 CAFD 与 CAPP 并行实现。 CAFD 并行化的发展将更加提高夹具设计效率，缩短生产准备周期。 nts 6 1 引 言 通过对设计零件的分析可知，对 该零件进行工艺工装设计，由于半轴加工比较的特殊，我们为了满足加工要求和经济性及减少工人的劳动强度，我们初步决定设计两套夹具和一套组合量具。 2 零件的分析 2.1 零件的生产纲领及生产类型 生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量，在设计题目中半轴的生产纲领为 较小 。生产类型为大批量生产，所以在制度工艺路线的时候应充分考虑其生产特点，制度合理的工业路线，选择合理的机床，刀具，量具，检具，以提高生产率，降低成本。 2.2 零件的作用 设计题目给定的零件，将其划定为轴类零件。它是汽车的轴类中承受扭矩最大的零件，半轴是 差速器和驱动轮之间传递扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接，该零件在机械设备中具有传动性，故应具有足够的强度和刚度。 2.3 零件的工艺分析 半轴共有 2 个加工表面，他们之间有的有一定的位置关系。现在分述如下： 1. 以 mm38 轴线为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 半轴的左端面和半轴左端的花键加工，以及mm5.39 、 mm45 和 mm52 的外圆表面和 mm112 和 mm5.96 的两个台阶面。 2. 以半轴右边圆盘上 mm5.96 的台阶面为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 6个均匀分布的 mm14 的孔，和一个 M6 的螺孔以及一个 mm10 的孔。 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要有： nts 7 6个 mm14 孔与表面 F和 G的位 置度公差为 mm2.0 ； mm38 的外圆表面的跳动公差相对基准 A为 1.0mm ； 半轴圆盘的跳动公差相对基准 A为 0.8mm 。 由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一个表面，然后借助于专用夹具加工另一表面，并且保证它们之间的位置精度要求。 3 工艺规程制造的形式 3.1 确定毛坯制造的形式 毛坯 材料为 40Cr。考虑零件在工作过程 中经常受 扭交变载荷及冲击性载荷，因此应选用锻件，以使金属钎维尽量不切削，保证零件工作可靠。可以采用模锻成形，可以提高生产率，保证加工精度。 3.2 基准的选择 粗基准的选择 本零件是轴类零件，以外圆作为粗基准是完全合理的。但是对本零件来说，如果以 mm38 外圆表面作基准。由于此表面的粗糙度比较大，所以会让加工出来的零件表面尺寸严重不满足要求，由于本零件非常的特殊，我们车削外圆表面的时候可以选择半轴两端的顶尖作为粗基准，钻孔的时候以圆盘的台阶面为基准。 精基准的 选择 在这 主要考虑基准重合问题 ，也要考虑经济性等。 3.3 零件表面加工方法的选择 零件的主要加工表面为外圆表面和孔。考虑到各个表面的技术要求，各种加工方法的经济加工精度范围，各加工表面的形状和尺寸大小，锻件材料的性 质及可加工性和生产纲领与生产类型，选择各加工表面的加工方法如下 ,5.39 52,45 的外圆表面 ,该外圆表面的粗糙度为aR6.3,采用粗车磨削半精车 进行加工。 花键加工：花键的最大的直径为 38.100，采用 铣花键 加工。 nts 8 圆盘 5.96 的台阶面因为它的粗糙度为aR3.2，所以选择粗车 半精车，112 的台阶面由于粗糙度要求不是很高，所以就只进行粗车。 孔 6- 14 ，表面粗糙度为aR3.2，故采 用钻 铰孔加工。 M6 1.0-6H，先进行钻孔，然后绞孔，即可以满足要求。 键槽加工，由于表面粗糙度为aR12.5，所以采用铣键槽。 3.4 制订工艺路线 制订 工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精确及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，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 便使生产成本尽量降低。 工序 00 粗铣左端面并打中心孔 ； 工序 10 以半轴两边的顶尖定位：粗车 54mm 、 52mm 、 45mm 以及39.5mm 的外圆面，在 粗车 96.5mm 和 112mm 的台阶面 工序 20 调直处理 ； 工序 30 以 半轴两边 的顶尖定位： 半精车 52mm 、 45mm 以及 39.5mm 的外圆表面，及 96.5mm 台阶面 ； 工序 40 铣花键加工 ； 工序 50 以盘的顶部的台阶定位，钻绞 6 个 14 mm 的孔 ； 工序 60 以半轴圆盘的台阶面定位，加工与垂直轴线 30 的 mm10 的孔 ； 工序 70 攻螺纹 M6 ； 工序 80 车削 39.5mm 的左端斜度为 8 的圆柱表面 ； 车削 45 这段距左边 位置的沟槽，和 45mm 最右边的沟槽加工， 50mm 宽为 3 的沟槽加工，并对 112 进行倒角 ； 工序 90 感应淬火和 低温回火 ； 工序 100 磨削 半轴的左端面 ； 工序 110 以 半轴两边的顶尖定位，磨削 39.5mm 、 45mm 和 52mm 外圆面 ； 工序 120 钳工去毛刺； nts 9 工序 130 终检。 3.5 机械加工余量及毛坯尺寸的确定 机械加工余量确定由很多的因素决定的，在此主要考虑的是经济精度及各个工序的加工方法。 左端面的 机械 加工 表 3-1 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 (mm) 工序间 工序间 尺寸 (mm) 工序间 公差等级m 表面粗糙度 m 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 m 磨削 0.4 IT7 6.1aR200 046.002006.1aR 粗铣 1.6 IT8 3.6aR200.4 072.004.200 3.6aR 毛坯面 IT16 202 9.20202 mm54 的机械加工 表 3-2 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 (mm) 工序间 工序间 尺寸 (mm) 工序间 公差等级 表面粗糙度 m 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 m 粗车 1 IT12 5.12aR54 30.00545.12aR 毛坯面 IT16 55 559.10 05.005.0_52 mm的机械加工 粗车： 03.04.53 mm 2Z=1.6mm 半精车： 004.04.52 mm 2Z=1.0mm 磨削： 05.052 mm 2Z=0.4mm 具体工序尺寸见表 3-3。 018.0002.045 mm的机械加工 粗车： 55 mm 2Z=8.6mm 半精车： 0039.04.45 mm2Z=1.0mm 磨削： 0025.045 mm2Z=0.4mm nts 10 具体工序尺寸见表 3-4。 表 3-3 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量(mm) 工序间 工序间 尺寸(mm) 工序间 公差等级 表面粗糙度 m 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 m 磨削 0.4 IT7 8.0aR 52 0 030.052 8.0aR 半精车 0.6 IT8 3.6aR52.4 0046.04.52 3.6aR 粗车 1 IT12 5.12aR53 03.0535.12aR 毛坯面 IT16 55 09.154表 3-4 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量(mm) 工序间 工序间 尺寸(mm) 工序间 公差等级 表面粗糙度 m 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 m 磨削 0.4 IT7 8.0aR 45 0 025.045 8.0aR 半精车 1.0 IT8 3.6aR45.4 0039.04.45 3.6aR 粗车 6.9 IT12 5.12aR46.4 025.05.46 5.12aR 毛坯面 IT16 53.4 03.153 05.05.39 mm 的机械加工 粗车： 025.05.46 mm2Z=8.6mm 半精车： 0039.04.45 mm2Z=1.0mm 磨削： 0025.045 mm2Z=0.4mm 具体工序尺寸见表 3-5。 钻削 六个 14 05.00 mm孔 毛坯为实心，而孔的精度要求界于 IT8IT9 之间（参照机械 制造工艺设计简明手册表 2.3-9 及表 2.3-12），确定工序尺寸及余量为： 钻孔 13.8mm 铰孔： 14 033.00 mm2Z=0.15mm nts 11 具体工序尺寸见表 3-6 表 3-5 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 (mm) 工序间 工序间 尺寸 (mm) 工序间 公差等级 表面粗糙度 m 尺寸公差 (mm) 表面粗糙 度 m 磨削 0.4 IT7 8.0aR39 0025.0398.0aR 半精车 1.0 IT8 3.6aR39.4 0039.04.39 3.6aR 粗车 6.1 IT12 5.12aR40.4 025.04.40 5.12aR 毛坯面 IT16 46.5 03.15.46 表 3-6 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 (mm) 工序间 工序间 尺寸 (mm) 工序间 公差等级 表面粗糙度 m 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 m 铰孔 0.2 IT10 3.6aR14 07.00143.6aR 钻孔 13.8 IT12 5.12aR13.8 18.008.135.12aR 车削 112 mm 台阶 具体工序尺寸见表 3-7。 表 3-7 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 (mm) 工序间 工序间 尺寸 (mm) 工序间 公差等级 表面粗糙度 m 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 m 粗车 56 IT12 5.12aR112 35.001125.12aR 毛坯 IT16 166 5.20166 车削 96.5 015.0044.0 mm台阶面 具体工序尺寸见表 3-8。 钻削 10mm 孔 毛坯为实心，而孔的精度要求界于 IT2IT3 之间（参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-9 及表 2.3-12），确定工 序尺寸及余量为： 钻孔 10mm。 nts 12 表 3-8 工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 (mm) 工序间 工序间 尺寸 (mm) 工序间 公差等级m 表面粗糙度 m 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 m 半精车 0.6 IT8 2.3aR52.4 039.00962.3aR 粗车 69 IT12 5.12aR53 25.00975.12aR 毛坯面 IT16 55 5.201664 选择加工设备 4.1 选择机床 工序 00 是铣削左端面 由于花键的直径和长度都不是很大，所以选择XA6132 型花键铣床加工 。 工序 10、 工序 30 是粗车和半精车外圆，在这几个个工序中，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选择卧式车床就可以满足要求，本零件外廓尺寸不是很大，精度要求不是很高，选用最常用的 C620-1 型卧式车床即可。 工序 40 铣 花键加工，在本工序中，由于花键的直径和长度都不是很大，所以选择 XA6132 型花键铣床加工。 工序 50 以盘的顶部的台阶定位，钻绞 6个 14 mm 的孔，由于半轴的长度较长，所以采用多轴立式钻床。 工序 100、工序 110 磨削 39.5mm 、 45mm 和 52mm 外圆表面，由于磨削的都是外圆表面， 粗糙度为aR0.8，所以选用 M1331 外圆磨床。 4.2 选择夹具 本零件由粗车 、 半精车 、 精车 、 钻孔和磨削等工序组成，由于零件的长度较长，所以在钻孔这个工序需要专用夹具，所以我们在设计过程中设计两套专用夹具，以满足加工过程中加工的要求，其他工序使用通用夹具。 4.3 选择刀具 在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀，选用 YT 类硬质合金，nts 13 粗加工选用 YT5,半精加工选用 YT15，精加工用 YT30，为提高生产效率及经济性，可以选用可转位车刀（ GB5313.1-85， GB5343.2-85）。 钻 14 的 6 个小孔，可以选择麻花钻加工。 4.4 选用量具 本零件属于成批生产，一般采用通用量具。选择量具的方法有两种：第一，按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。选择是按一种方法即可。 4.4.1 选择各外圆加工面的量具 工序磨削 39.5mm 、 45mm 和 52mm 外圆表面时，现 在按计量器具的不确定度选择该表面加工时所用量具：该尺寸公 差 为 T=0.039， 按表 5.1-1，计量器具不确定度允许值我们确定 U=0.009mm 。 根据表 5.1-2，分度值 0.02 的游标卡尺，其不确定数值允许值不能选用。必须选择 ， 故应选择分度值 0.01 的外径百分尺（ U=0.006）。从表 5.2-9 中选择测量范围为 100125 ，分度值为 0.01 的外径百分尺 。 4.4.2 选择加工孔用量具 孔加工量具我们将采用组合量具，在后面设计中具体介绍 。 5 确定切削用 量和基本时间 切削用量一般包括切削深度，进给量及切削速度三项，确定方法是先确定切削深度 、 进给量在确定切削速度。 5.1 工 序 00 铣 削用量及基本时间的确定 5.1.1 选择刀具 根据表 3.1，铣削深度pa 4mm ，端面刀直径为 80mm ， mmae 60。但已知铣刀铣削深度为 pa38mm ，故应根据铣削深度 mmap 40， mmd 800 。由于采用标准的镶齿圆柱铣刀，故齿数为 6（表 3.9） 5.1.2 选择切削用量 选择每齿的进给量 zf 根据 XA6132 型铣床说明书，其功率为 7.5kW ，nts 14 中等刚度。 根据表 3.3，选择 zmmfz 20.0 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据表 3.7， 铣刀刀齿后刀面最大的磨损量为 0.6mm ，刀具寿命 min180T 。 选择实际切削速度 根据 XA6132 型铣床说明书选择 min5.37 rnc ， min60 mmvfc 。 因此实际的切削速度和每转进给量为 1000 5.378014.31000 0 cc ndv =9.42 minm 65.3760 znvfcfcnc =0.27 zmm 由于铣削量比较小，功率满足要求 ，所以不进行验算。最后选择min5.37 rn c ， min60 mmv fc 。 cv 9.42 minm ， rmmf z 27.0 。 5.1.3 计算基本的工时 fm vLt 式中， L= yl ， l=38,根据表 3.25，入切量及超切量 mmy 20 ，则 L=38+20=58mm ，故 6058mt=0.97min 5.2 工 序 10 切削用量及基本时间的确定 5.2.1 切削用量 本工序为粗车。已知加工材料为 40Cr， b =700MPa，锻件，机床为 C620-1型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 5.2.1.1 确定粗车 025.054的切削用量 所选用的刀具是硬质合金可转位车刀，根据 切削用量简明手册 第一部分表 *1.1 ，由于 C620-1 机床的中心高度是 200mm（表 *3.1 ），故选用刀杆尺寸 B H=16mm 25mm，刀片厚度为 4.5mm。根nts 15 据表 *3.1 ，选择车刀的几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角 = 12 ，后角 = 6 ，主偏角 = 90 ，副偏角 k = 10 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆角半径=0.8mm 。 确定切削深度pa由于单边余量为 0.5，可在一次走刀完成 pa=25455=0.5mm 确定进给量 f 根据表 4.1 ，在粗车时，刀杆尺寸为 16mm 25mm，pa3mm、工件直径为 40 60时， f =0.4 0.7 rmm 确定的进给量要满足机床进给机构的强度的要求，故需要进行校核： 根据表 30.1 ， C620-1机床机构的允许的进给力maxF=3530。 根据表 *21.1 ，当 40Cr 的b=680 810Map，pa 2mm， f 0.53 rmm ，切削速度 v =65 minm （假设），进给力fF=905N。 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选择的f =0.4 rmm ，可用。 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表 9.1 ，车刀后刀面的最大的磨损量取 1mm，可 转位车刀耐用度 T=30min。 确定切削速度 v 切削速度 v 可根据公式计算，也可以查表。现在用查表的方法确定切削速度。 根据表 10.1 ，当用 YT15 硬质合金车刀加工b=600 700MPa，的钢材，54.0,3 fa mmp ，切削速度 min123 mmv 。 切削速度的修正系数为 0.1,81.0,15.1,65.0,8.0 kvMvkTvtvsv kkkkkk rv故： m i n5.5915.181.065.08.0138 mv m i n6.3 4 45514.3 5.591 0 0 01 0 0 0 rD vn nts 16 按 1620 C 机床切削速度（表 4.2-8），选择 min380 rn 则实际的切削速度 min8.66 mv 。 检验机床功率 由表 1.24* ，当 mmaH B SM Papb 6.0,277166,970580 ，KWpmmmv cc 0.2,70 故实际的切削的功率为： )(23.1106 8.661 1 0 4106)(1 1 0 489.094.08.664.05.02 7 9 54415.075.0KWvFPNFcCCC 由 切削手册 表 1.30 中机床说明书可知， C620-1 主电动机功率为 7.8KW，机床功率足够，可以正常加工。 5.1.1.2 确定粗车 05.052 的 刀具加工外圆表面和 025.054一样，加工皆可一次走刀完成， f 0.4 rmm ， pa1mm 5.1.1.3 确定粗车 025.046的切削用量 确定粗车 025.046的刀具加工外圆表面和 025.054一样 确定切削深度pa由于单边余量为 0.5，可在一次走刀完成 pa=2 4.464.53 =3.5mm 分 2次走刀，每次走刀为 1.75mm 。 确定进给量 f 根据表 4.1 ，在粗车时，刀杆尺寸为 16mm 25mm ，pa 3mm 、工件直径为 40 60时， f =0.4 0.7 rmm 由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选择的f =0.4 rmm ，可用。 nts 17 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表 9.1 ，车刀后刀面的最大的磨损量取 1mm，可 转位车刀耐用度 T=30min。 确定切削速度 v 切削速度 v 可根据公式计算，也可以查表。现在用查表的方法确定切削速度。 根据表 10.1 ，当用 YT15 硬质合金车刀加工b=600 700MPa，的钢材，54.0,3 fa mmp ，切削速度 min123 mmv 。 切削速度的修正系数为 0.1,81.0,15.1,65.0,8.0 kvMvkTvtvsv kkkkkk rv故： m i n5.5915.181.065.08.0138 mv m i n3515414.3 5.5910001000 rD vn 按 1620 C 机床切削速度（表 4.2-8），选择 min380 rn 则实际的切削速度 min8.66 mv 。 检验机床功率 当 mmaH B SM Papb 6.0,277166,970580 ，KWpmmmv cc 0.2,70 故实际的切削的功率为： )(23.1106 8.661 1 0 4106)(1 1 0 489.094.08.664.05.02 7 9 54415.075.0KWvFPNFcCCC 由 切削手册 表 1.30 中机床说明书可知， C620-1 主电动机功率为 7.8KW，机床功率足够，可以正常加工。 确定粗车外圆 5.39 、 5.96 和 112 台阶面的切削用量 才用 车外圆 54的刀具加工这些外圆表面和台阶面，车 5.39 的2 4.404.46 pa=3mm 。分 2 次走刀，每次走刀为 1.5mm ，车 5.96 台阶面采用横向进给， 5.3pa mm，采用2 次走刀，每次走刀为 1.75mm ，车 112 台阶面采用横向进给， ,2mmap 采nts 18 用 2 次走到，每次走刀为 1mm 。车外圆 5.39 mm 的 rmmf 4.0 ，车 mm5.96台阶面 rmmf 52.0 ，车外圆 mm112 台阶面 rmmf 52.0 。 5.2.2 基本时间 5.2.2.1 确定 54 mm 的基本时间，根据表 6-2.1，车外圆的基本时间： fnllllifnLT J 3211 式中 )32(,991 t g kalmml p 0,0,2,90321 llmmlk 4.0f srn 4.6 1i 则 ssTJ 4.394.64.0 2991 5.2.2.2 确定 4.53 mm 的基本时间，根据表 6-2.1，车外圆的基本时间： fnllllifnLT J 3211 式中 )32(,5.971 t g kalmml p 0,0,2,90321 llmmlk 4.0f srn 4.6 1i 则 ssTJ 9.384.64.0 24.971 5.2.2.3 确定 5.46 mm 的基本时间，根据表 6-2.1，车外圆的基本时间： fnllllifnLT J 3211 式中 )32(,811 t g kalmml p 0,0,2,90321 llmmlk 4.0f srn 4.6 1i nts 19 则 ssTJ 4.324.64.0 2811 5.2.2.4 确定 4.40 mm 的基本时间，根据表 6-2.1，车外圆的基本时间： fnllllifnLT J 3211 式中 )32(,351 t g kalmml p 0,0,2,90321 llmmlk 4.0f srn 4.6 1i 则 ssTJ 4.144.64.0 2321 5.2.2.5 确定 5.98 mm 的台阶面基本时 间，根据表 6-2.1，车外圆的基本时间： ifnLTJ 132121 2 lllddL 式中 mmd 166 mmd 5.981 0,4,0321 lmmllrmmf 52.0 srn 4.6 1i 则 ssTJ 7.224.652.0 45.715 5.2.2.6 确定 112 mm 的台阶面基本时间，根据表 6-2.1，车外圆的基本时间： ifnLTJ 132121 2 lllddL 式中 mmd 166 mmd 1121 0,4,0321 lmmllrmmf 52.0 srn 4.6 1i 则 ssTJ 5.104.652.0 4315 nts 20 5.3 工 序 30 切削用量及基本时间的确定 5.3.1 切削用量 本工序为半精加工（车轴的外表面）。已知条件与粗加工工序一样。 5.3.1.1 确 定半精车 004.052 mm的切削用量 确定切削深度pa由于单边余量为 0.5，可在一次走刀完成 pa=2 4.5253=0.3mm 确定进给量 f 根据表 4.1 ，在粗车时，刀杆尺寸为 16mm 25mm，pa3mm、工件直径为 40 60时， f =0.4 0.7 rmm 选择进给量为 rmmf 3.0 由于半精加工切削力教小，故不需要校核机床进给强度 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表 9.1 ，车刀后刀面的最大的磨损量取 0.4mm，可 转位车刀耐用度 T=30min。 确定切削速度 v 切削速度 v 可根据公式计算，也可以查表。现在用查表的方法确定切削速度。 根据表 10.1 ，当用 YT15 硬质合金车刀加工b=630 700MPa，的钢材，38.0,4.1 fa mmp ，切削速度 min156 mmv 。 切削速度的修正系数为 0.1,81.0,15.1,65.0,8.0 kvMvkTvtvsv kkkkkk rv故： m i n3.14515.181.0156 mv m i n8 7 25314.3 3.1 4 51 0 0 01 0 0 0 rD vn 按 1620 C 机床切削速度（表 4.2-8），选择 min955 rn 则实际的切削速度 min42.2 mv 。 半精加工，机械功率可以不进行校核。 nts 21 最后决定的切削用量为： 6.0pa rmmf 3.0 min955 rn smv 42.2 5.3.1.2 确定半精车 4.39,4.45 及 5.96 的台阶面的切削用量，车外圆4.45 的 mmap 5.02 5.455.46 ， 4.39 外圆的 mmap 5.02 4.394.40 ，5.96 的台阶面的 1pa 。车外圆 4.39,4.45 及 5.96 的 rmmf 3.0 。 5.3.2 基本时间 5.3.2.1 确定 mm4.45 的基本时间： sT j 109.153.0 45.451 5.3.2.2 确定 mm4.52 的基本时间： sT j 49.153.0 45.161 5.3.2.3 确定半精车外圆 mm4.39 的基本时间： sT j 89.153.0 4351 5.3.2.4 确定半精车台阶面的基本时间： 5.442 5.965.972 3211 lllddL ssT j 76.19.153.0 45.44 5.4 工 序 40 铣 削用量及基本时间的确定 5.4.1 选择刀具 本工序为铣削花键，选用花键铣刀。 5.4.2 选择切削用量 选择每齿的进给量 zf 根据 XA6132 型铣床说明书，其功率为 7.5kW ，中等刚度。 根据表 3.3， 选择 zmmfz 20.0 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据表 3.7， 铣刀刀齿后刀面最大的磨nts 22 损量为 0.6mm ，刀具寿命 min180T 。 选择实际切削速度 根据 XA6132 型铣床说明书选择 min5.37 rnc ， min60 mmvfc 。 因此实际的切削速度和每转进给量为 1000 5.378014.31000 0 cc ndv =9.42 minm 65.3760 znvfcfcnc =0.27 zmm 由于铣削量比较小，功率满足要求 ，所以不进行验算。最后选择min5.37 rn c ， min60 mmv fc 。 cv 9.42 minm ， rmmf z 27.0 。 5.5 工 序 50 钻削 用量及基本时间的确定 本工序为钻孔，刀具选用锥柄麻花钻头，直径为 8.13d mm ，钻 6 个通孔，使用切削液。 1 钻削六 个 14mm 的孔 选择刀具和机床 查阅机械制造工艺设计简明手册，选择 d0=13.8mm 的 H12 级高速钢麻花钻， GB1438-85。机床选择立式钻床 Z535。 选择切削用量 进给量 f 根据切削用 量简明手册表 2.7， 取 f=0.310.37mm/r, 查阅机械制造工艺设计简明手册表 4.2 16， 所以，取 f= 0.36mm/r 根据切削用量简明手册表 2.19 ,可以查出钻孔时的轴向力，当 f 0.47mm/r， d0 117.5mm 时，轴向力 Ff=6090N。轴向力的修正系数均为 1.0，故 Ff=609