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机械毕业设计论文
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齿轮轴机械加工工艺规程,机械毕业设计论文
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毕业设计论文 设计（论文）题目： 齿轮轴机械加工工艺规程 下 达 日 期： 2014 年 09 月 10 日 开 始 日 期： 2014 年 09 月 10 日 完 成 日 期： 2015 年 01 月 16 日 指 导 教 师： 杜和平 王丽 学 生 专 业： 机械制造与自动化 班 级： 机制 1204 班 学 生 姓 名： 王健康 教 研室主任： 机械工程 学院 nts摘 要 本毕业设计题目是齿轮轴加工工艺规程及工装夹具设计。本毕业设计内容主要包括零件图的工艺分析，包括零件结构分析，技术条件分析，材料及切削特性的分析，零件的工艺性分析；毛坯的设计，包括毛坯种类的确定，毛坯工艺要求，毛坯的余量和公差以及毛坯零件图绘制；工艺规程设计，包括工艺路线的制定，工序尺寸的制定，主要表面的加工方法及表面质量和尺寸精度的保证方法，热处理工序和辅助工序的安排，工时计算及绘制工艺流程图。 毕业设计是我们在学完了大学的 全部基础课、技术基础课以及专业课之后进行的。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。 就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练。希望在设计中能锻炼自己的分析问题和解决问题的能力，为今后参工作打下一个良好的基础。 关键词： 机械加工；齿轮轴；夹具设计；加工工艺 ntsABSTRACT This graduation design topic is gear shaft process planning and fixture design .This graduation design mainly includes the analysis of the process of parts drawing ,including the analysis parts of the structure ,technical condition analysis,analysis materials and cutting characteristics,parts of the process analysis and so on;blank design ,incuding the determination of blank type process requirements blank ,blank allowance and tolerance and blank parts drawing process ;design including the development of technology ,the development process size ensure the method of processing method of surface and surface quality and dimensional accuracy,arrange heat treatment process and auxiliary process ,man hour calculation and drawing process flow diagram. Graduation design is that we all finish college basic course,technology basic course later. This design enables us to the integrated use of mechanical manufacturing technology in the basic theory ,and combining the production practice of knowledge,preliminary has the design of moderately complex parts process planning ability and by using the basic ideas and methods of jig design for fixture design,fixture design ,completed the design of fixture structure .Is familiar nts with and apply relevant manuals,charts and other technical date and written documents such as a chance to practice skills. Personally,I hope that through this graduation design for his work on a fitness training ,and hope in the design of exercise the ability to analyze and solve problems ,for future work to lay a good foundation. Key word: machining; gear shaft;fixture design;process. nts 目 录 第一章 计算生产纲领，确定生产类型 . 第二章 分析零件图 2.1 齿轮轴的作用及结构特点 2.2 齿轮轴 零件的主要技术要求与工艺分析 第三章 确定毛坯 3.1 齿轮轴的材料及毛坯的选择 3.2 热轧制圆钢各加工面机械加工余量的确定 第四章 制订工艺路线 4.1 定位基准的选择 4.2 拟定工艺过程 . 第五章 加工设备与工艺设备的选择 5.1 机床选择的依据 5.2 刀具的选择 5.3 量具的选择 5.4 夹具的选择 第六章 加工余量工序尺寸及公差的确定 6.1 加工余量的确定 . 6.2 工序尺寸及其公差的确定 第七章 主要工序切削用量及基本时间的确 定 7.1 切削用量确定原则 . 7.2 机械加工时间定额 . 7.3 工序的切削用量和基本时间的确定 第八章 夹具设计 8.1 问题的提出 8.2 夹具设计 主要参考文献 . 附录 致谢 nts 符 号 说 明 1.切削速度cv1000Dnvc n：工件或刀具的转速，单位为 r/min； d：工件或刀具选定点旋转直径，单位为 mm; cv：指切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度，单位为 m/min。 2.进给量 f: 刀具在进给速度方向上相对工件的位移量，单位为 mm/r。 3.背吃刀量pa：指垂直于进给速度方向测量的切削层最大尺寸，单位为 mm。 pa=2 mw dd 式中wd-待加工表面直径，单位 mm ; md-已加工表面直径 ,单位mm。 4.切削时间 T: 切削时直接改变工件尺寸，形状等工艺过程所需的时间，单位为 s。 T= infli=paA 式中 l-刀具行程长度，单位为 mm; A-刀具半径方向上的加工余量，单位 mm。 nts 第一章 计算生产纲领，确定生产类型 如图所示为齿轮轴，该产品的月产量为 10000 件，设其备品率为 10，机械加工的废品率为 2，现制定该齿轮轴零件的机械加工工艺规程。 N Qn 1+a +b 10000*1* 1+10 +2 11200（件 /月） 齿轮轴零件的月产量为 11200件，现已知该产品属于轻型机械，根据教材表2-3生产类型与生产纲领的关系，确定其生产类型为大批量生产。 第二章 分析零件图 2.1 齿轮轴的作用及结构特点 2.1.1 轴的作用 轴类零件是常见的典型零件之一。按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴、空心轴等。它们在机器中用来支承齿轮、带轮等传动零件，以传递转矩或运动。 2.1.2 结构特点 本零件为齿轮轴，它属于台阶轴类零件，由圆柱面、键槽和螺纹，直齿轮等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置；键槽用于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装其配合件，限制轴向移动。 2.2 齿轮轴零件的主要技术要求与工艺分析 2.2.1 主要技术要求 （ 1） 20 0.0065 的圆柱轴线必须位于公差值 0.01mm， 且与公共基准线A同轴的圆柱面内。 （ 2） 25的轴肩的端面与齿轮的端面粗糙度 Ra=0.8um，齿轮轮齿表面的粗糙度为 Ra=1.6um， 20 0.0065 圆柱面粗糙度为 Ra=1.6um, 20 007.002.0圆柱面粗糙度为 Ra=0.8um，其余加工面粗糙度为 Ra=3.2um （ 3） 齿轮 z 14 m 2 20 n=2 L 9.249 015.0035.0。 （ 4） a.粗加工后渗碳 1-2mm深； b淬火 HRC55-60。 2.2.2 工艺分析 为了保证齿轮轴各表面的相互位置精度， 尺寸精度及表面粗糙度，正确选 nts 择加工方法及定位基准是齿轮轴加工中的主要工艺问题。 第三章 确定毛坯 3.1 齿轮轴的材料及毛坯的选择 3.1.1 材料（ 20CrMo） 一般轴类零件的毛坯材料根据工件载荷的大小可选用普碳钢、优碳钢、合金钢。 20CrMo 的淬透性较高，无回火脆性，形成冷裂的倾向性很小，可切削性及冷应变塑性良好，一般在调质或渗碳淬火状态下使用，用于制造较高级的渗碳零件，如齿轮，轴等。所以选 20CrMo。 3.1.2 毛坯的制造方式 轴的毛坯一般采用轧制的圆钢或锻件，若 各台阶直径相差不大，可直接选取圆棒料。若各台阶直径相差较大。为节约材料和减少机械加工的劳动量，则宜选择锻件毛坯。本零件各台阶直径相差不大，固采用热轧制的圆钢，它具有生产率高、节约材料、成本低、产品质量和力学性能好等优点。 3.2 热轧制圆钢各加工面机械加工余量的确定 圆钢各加工面机械加工余量，参考文献【 2】 P337 表 15-25根据零件基本尺寸和零件长度与基本尺寸之比，查表得毛坯直径为 40mm。参考文献【 2】 P338表 15-26根据 基本尺寸 、零件长度 L 300mm，查表得端面加工余量为 3mm。 第四章 制订工艺路线 制订工艺路线的出发点是应使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求得到保证，在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可考虑采用万能性机夹配以专用夹具并尽量使工序基准集中来提高生产率。除此以外还考虑经济效果，以使生产成本尽量降低 。 4.1 定位基准的选择 4.1.1 粗基准的选择 nts 1.选择原则 为了保证所有加工表面都有足够的加工余量，而且各加工表面对不加工表面具有一定的位置精度，其选择原则有： （ 1）重要表面原则 （ 2）非加工表面原则 （ 3）最小加工余量原则 （ 4）不重复使用原则 （ 5）尽量能选大而平整的表面作为粗基准 2.选择粗基准 根据以上原则，结合零件的结构，粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。 4.1.2 精基准的选择 1.选择原则 为了保证加工精度和安装方便可靠，精基准选择原则有： （ 1）基准重合原则 （ 2）基准统一原则 （ 3）自为基准原则 （ 4）互为基准原则 （ 5）对精基准的要求 2.选择精基准 为了保证 20 0.0065相对于 20 007.002.0基准轴线 A的同轴度要求，而且又是实心轴，所以应选择其中心轴线为基准，采用自定心三爪卡盘装夹方法，以保证零件的技术要求。 4.2 拟定工艺过程 4.2.1 加工方案的选择 加工方案的选择根据加工面的尺寸公差查参考文献【 2】 P355表 15-53， P346表 15-32及其他条件查表确定加工方案。 （ 1） 20 007.002.0粗车（ IT10） 半精车（ IT9） 精车（ IT8） 磨削 （ IT7） Ra=0.8um （ 2） 20 0.0065 粗车（ IT10） 半精车（ IT8） 精车（ IT7） Ra=1.6um （ 3） 320062.0 的齿轮粗滚（ IT8） 精滚（ IT7） Ra=1.6um （ 4） 25、 22 粗车（ IT10） 半精车（ IT8） Ra=3.2um （ 5） 键槽 3.005.37 粗铣 （ IT9） Ra=3.2um （ 6） M20*1-6h 车螺纹 （ IT8） Ra=3.2um 4.2.2 确定工艺过程方案 按“先粗后精，先主后次，先面后孔，基准先行，就近不就远”为原则，初nts 步拟定两套工艺方案。 方案一 ： （ 1）下料 （ 2）车端面 （ 3）钻中心孔 （ 4）调头车另端面 （ 5）钻中心孔 （ 6）粗车 （ 7）热处理 渗碳 1-2mm （ 8）半精车 （ 9）精车 （ 10）钳 划键槽定位线 （ 11）铣键槽 （ 12）车螺纹 （ 13）滚齿 （ 14）磨削 （ 15）钳工去毛刺 （ 16）热处理齿部表面 （ 17）检验 （ 18）入库 方案二： （ 1）下料 （ 2）车端面 （ 3）钻中心孔 （ 4）粗车 320062.0 、 20 0.0065、 20 007.002.0 、 20 04.019.0 （ 5）调头车端面 （ 6）钻中心孔 （ 7）粗车 25、 22 、 20 0.0065 （ 8）热处理 渗碳 1-2mm,淬火，低温回火 （ 9）半精车 320062.0 、 20 0.0065、 20 007.002.0 、 20 04.019.0 （ 10）调头半精车 25、 22 、 20 0.0065 （ 11）精车 320062.0 、 20 0.0065、 20 007.002.0 、 20 04.019.0（ 13）钳 划键槽定位线 （ 14）铣键槽 （ 15）车螺纹 M20*1-6h （ 16）滚齿 （ 17）磨削 20 007.002.0nts （ 18）钳工去毛刺 （ 19）热处理齿部表面 （ 20）检验 （ 21）入库 方案论证：方案一减少了装夹次数且装夹简便，但方案一重复使用毛坯外圆做粗基准，不符合定基准原则；方案二以过的外圆作基准用三爪自定心卡盘装夹，保证两中心孔同轴。综合上述考虑到同轴度的要求，选择方案二。 第五章 加工设备与工艺设备的选择 5.1 机床选择的依据 5.1.1 机床的主要规格尺寸应与加工零件的外廓尺寸相适应，机床的精度与工艺要求加工精度相适应。机床的生产率与加工零件的生产类型相适应。 5.1.2 本零件为大批生产，零件外廓尺寸不大，工序加工精度不高。故均选择普通车床 。 5.2 刀具的选择 5.2.1 选择刀具时，要考虑加工方法、表面尺寸大小、工件材料、加工精度、生产率、经济性等方面的问题，刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。 5.2.2 本零件均采用标准刀具。 5.3 量具的选择 5.3.1 选择量具时按考虑生产类型和检验的精度，单件小批量和中批量生产时广泛采用通用量具：游标卡尺、百分尺和千分表等；大批量生产时应采用极限量规和高效的检查仪、检验夹具等。 5.3.2 本零件为大批生产故均采用极限量规和高效的检查仪、检验夹具等，有些通用量具可满足其检验要求。 5.4 夹具 的选择 5.4.1 单件小批量生产尽量选用通用夹具，有条件的可采用组合夹具。多品种，中批量生产可采用可调夹具或成组夹具。大批量、中批量生产应根据工序要求设计专用夹具。 5.4.2 本零件为大批量生产，所以零件大部分工序采用专用夹具和有些工序采用通用夹具。 nts 本零件加工设备与工艺装备见工序卡、工艺过程卡 第六章 加工余量工序尺寸及公差的确定 6.1 加工余量的确定 6.1.1 基本概念 加工余量是指加工中被切去的金属层厚度。加工余量的确定是机械加工中很重要的问题。余量过大，必然会增大机械加工 工作量、浪费材料、增加电力、工具的消耗，从而导致成本提高。有时，从某种毛坯切去抗疲劳的金属层，会降低零件的力学性能。余量过小，又往往会选成某种毛坯表面缺陷层尚未切掉就已达到规定的尺寸，从而使工件成为废品。 总加工余量 Z总1niiZZ总或总加工余量 =毛坯尺寸 -零件设计尺寸 工序加工余量iZ工序加工余量 =两工序尺寸之差 iZ=a-b 回转面的加工余量是对称加工余量，为刀具在加工表面上直接切除金属厚度的两倍。 6.1.2 确定方法 1.查表修正法 对称表面（孔、轴等）加工余量是双边余量。 非对称表面的加工余量是单边余量确定加工余量时（粗加工工序的加工余量不能查表确定而是有总加工余量或其它各工艺余量） 2.经验估算法 3.分析计算法 6.2 工序尺寸及其公差的确定 6.2.1 本零件各工序尺寸及公差均采用查表修正法确定各表面加工余量主要参考【 2】 P357表 15-55 （ 1）先查表确定各道工序余量。 （ 2）根据 设计尺寸和各工序余量从后向前推算各工序基本尺寸。 （ 3）最后将各工序尺寸的公差按“入体原则”确定。 6.2.2 本零件各工序尺寸及其公差的确定。 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半精 精 nts 320062.0 6 0.8 0.2 33.201.0 32.2008.0 320062.0 Ra6.3um Ra3.2um Ra1.6um 25 14 1 26.1 25 Ra6.3um Ra3.2um 22 17 1 23.1 22 Ra6.3um Ra3.2um 200065.0 19 0.8 0.2 21.2 12.0 20.2009.0 200065.0 Ra6.3um Ra3.2um Ra1.6um 20 07.002.0 19 0.8 0.2 21.2012.0 20.2 01.005.0 20 07.002.0 Ra6.3um Ra3.2um Ra1.6um 20 04.019.0 19 0.8 0.2 21.2023.0 20.2 08.021.0 20 04.019.0 Ra6.3um Ra3.2um 第七章 主要工序切削用量及基本时间的确定 7.1 切削用量确定原则 粗加工时，由于要尽量保证较高的生产率和必要的刀具耐用度应优先选用大的背吃刀量；其次根据机床动力和钢性限制条件取尽可能大的进给量，最后根据刀具耐用度确定合适的切削速度。精加工时，为保证工件的加工质量，应选用较小的进给量和吃刀量深度，选用尽可能高的切削速度。从而能够保证加工质量，降低加工成本和提高生产率。 7.2 机械加工时间定额 7.2.1 确定方法 （ 1）经验估计法 （ 2）统计分析法 （ 3）类推比较法 （ 4）技术定额法 7.2.2 完成某工序所用时间（单件） i f fw x zT T T T T T nts 7.3 工序的切削用量和基本时间的确定 7.3.1 1.工序 粗车端面、钻中心孔、外圆 已知加工材料为 20CrMo钢、机床为 CA6140 型卧式车床，工件装夹在三爪自定的卡盘中，所选刀具为直头焊接或外圆车刀，根据【 3】表 1.1，由于 CA6140机床的中心高为 200mm（表 1.3D，故选刀杆尺寸 B H=16mm 25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表 1.3，选择车刀几何形状为卷屑槽带到棱型前刀面，前角 00 12 ，后角 00 6 ，主偏角 090r ，副偏角 010r ，刃倾角 00s，刀尖圆弧半径0.8mm 。 1）粗车外圆 320062.0mm的切削用量 （ 1）确定切 削深度pa由于单边余量为 3mm，可在三次走刀内切完，故 pa mmmm 33.132 3240 （ 2）确定进给量 f，根据表 1.4，在粗车钢料、刀杆尺寸为 16mm 25mm，3ap mm，工件直径为 30 60mm时， f=0.3 0.6mm/r。按 CA6140机床的进给量【 4】表 4.2-9，选择 f=0.46mm/r。 （ 3）选择车刀磨钝标准及寿命 根据【 3】表 1.9，车刀后刀面最大磨损量取为 1mm，车刀寿命 T=60min。 （ 4）确定切削速度 切削速度 V 可根据公式计算，也可直接由表中查出。现在采用查表法确定切削速度。根据【 3】表 1.10，当用 YT15硬质合金车刀加工b=630 700MPa钢料，pa 7mm,f 0.54mm/r。切削速度tV=109m/min。切削速度的修正参数为tvK=1.0,kwK=0.81,svK=0.9,TvK=1.0,KVK=1.0(均见【 3】表 1.0 和 1.28)，故 V=109 1.0 0.81 0.9 1.0 1.0m/min=79.461m/min。 m in/33.632m in/40 461.7910001000 rrD vn 根据 CA6140 机床的转速【 4】表 4.2-8，选择 cn=560r/min=9.33r/s nts 则实际切削速度 smmmDnvc /17.1m i n/37.70m i n/1000560401000 （ 5）校验机床功率 由【 3】表 1.24 得，当b=580 970MPa, pa 3.4mm,f 0.47mm/r,Vc70m/min时，cp=3.4KW 切削功率的修正参数ocrFK=1.0、rCkFK=0.89 表 1.28，故实际切削时的功率 P=3.4 0.89=3.0kw 根据【 3】表 1.31，当 n=560r/min时，车床主轴允许功率EP=5.9KW，因 PEP，故所选择的切削用量可在 CA6140车床上进行。 最后决定的切削用量为pa=1.33mm,f=0.46mm/r,n=560r/min,V=70m/min。 2）确定粗车其他外圆、端面、钻中心孔的切削用量。 采用车 320062.0mm的外圆的刀具加工这些表面，其中在端面用 045 刀。加工余量除车 25mm 的需分 4 次起刀切除外，皆可一次走刀切除，车pa= 88.142 2540 mm,f=0.46mm/r 。 端 面pa=1.5mm,f=0.55mm/r, 车 22mm, 20 0065.0 mm, 20 007.002.0 mm, 20 04.019.0 mm 的 pa 分别为 1.5mm，2mm,2mm,2mm,2mm； f都为 0.46mm/r，主轴转速与车外圆 320062.0mm 相同。钻中心孔采用中心钻 4mm，pa=8.9mm， f=0.16mm/r， n=900r/min 2.基本时间 （ 1）确定粗车外圆 32 0062.0mm的基本时间。 根据【 4】表 6.2-1，车外圆基本时间为 1 2 31j l l l lLT i if n f n 式中 l 220mm , 1 ( 2 3 )t a n p ralk, rk= 090 , 1l3mm, 2l0, 3l0, f=0.46mm/r, n=9.33r/s, i=1 则 ssTj 5233.946.0 32201 nts （ 2）确定粗车外圆 25mm的基本时间。 1 2 32j l l l lTifn 式中 l 42mm ，1l3 mm，2l0, 3l0, f=0.46mm/r, n=9.33r/s, i=1 则 ssTj 1133.946.0 3422 （ 3）确定粗车外圆 22mm的基本时间。 同理 ssTj 733.946.0 3273 （ 4）确定粗车外圆 20 0065.0 mm的基本时间 ssTj 5.633.946.0 3244 （ 5）确定粗车外圆 20 007.002.0mm是基本时间 ssTj 2933.946.0 31 2 05 （ 6）确定钻中心孔的基本时间 6 8 .9 1 .10 .1 6 1 5jT s=5s （ 7）确定粗车端面的基本时间 6jL ifn ， 1 1 2 32ddL l l l 式中 d=40mm, 1d=0, 1l=3mm, 2l=3mm, 3l=0, f=0.55mm/r, n 320r/min, i=1 则 ssTj 1433.555.0 33326 （ 8）确定工序的基本时间 j61 jiiT (52+11+7+6.5+29+14+5)s=124.5s 7.3.2 1工序 粗车端面、钻中心孔 已知条件与工序相同，刀具也与工序相同。采用工序确定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本时间如表： 工步 pa(mm) f(mm/r) V(m/s) n(r/s) iT(s) nts 粗车端面 1.5 0.55 1.09 5.33 14 钻中心孔 8.9 0.16 0.19 15 5 7.3.3 1.工序 半精车各个外圆 选择刀具：车倒形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。半精车的刀片牌别选为 YT15，车刀几何形状为【 3】表 1.3： 090r， 05r， 00 12， 00 8 ，00s ， 0.05 mm 1）确定半精车外圆 320062.0mm的切削用量 （ 1）确定切削深度pammmmap 6.02 322.33 （ 2）确定进给量 f 根据【 3】表 1.6 及【 4】表 4.2-9CA6140 机床进给量，选择 f=0.3mm/r。由于半精加工，切削力较小，故不须按该机床进给机构强度。 （ 3）选择车刀磨钝标准及耐用度 根据【 3】表 1.9，选择车刀后刀面最大磨损量为 0.6mm，车刀寿命 T=60min。 （ 4）确定切削速度 V 根据【 3】表 1.10，当用 YT15 硬质合金车刀加工 6 3 0 7 0 0b :MPa 钢料，1.4pa mm,f 0.38mm/r，切削速度 V=156m/min。切削速度的修正系数为0.81KW ，其余的修正系数均为 1（【 3】表 1.28），故 V=156 0.81m/min=126.36m/min 1 0 0 0 1 2 6 . 3 6 8 7 2 . 9 34 6 . 1n r/min 按 CA6140机床的转速（【 4】表 4.2-8），选择 n=710r/min=11.83m/s 则实际切削速度 V=1.71m/s，半精车加工， 机床功率也可不校验。最后决定的切削用量为 0.55pamm, f=0.3mm/r, n=11.83r/s=710r/min, V=1.71m/s=102.6m/min 2）确定半精车外圆 25mm、 22mm、 20 0065.0 mm、 20 007.002.0mm、 20 04.019.0 mm的切削用量。 采用半精车外圆 320062.0mm 的刀具加工这些表面。车各外圆的pa均为nts 0.55mm， f均为 0.3mm/r， n=710r/min=11.83r/s 2.基本时间 （ 1）确定 320062.0mm的基本时间 ssTj 1183.113.0 3341 （ 2）确定 25mm的基本时间 ssTj 283.113.0 332 （ 3）确定 22mm的基本时间 ssTj 983.113.0 3283 （ 4）确定 20 0065.0 mm的基本时间 ssTj 1283.113.0 3364 （ 5）确定 20 007.002.0mm的基本时间 ssTj 2783.113.0 3925 （ 6） 确定 20 04.019.0mm的基本时间 ssT j 983.113.0 3286 7.3.4 1.工序 精车各个外圆 选择刀具：车刀形状，刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同，精车的刀片牌号选为 YT15，车刀几何形状为【 3】表 1.3： 090r， 05r， 00 12， 00 6 ，00s ， 0.04 mm 1）确定精车外圆 320062.0mm的切削用量 （ 1）确定切削深度pammmmap 1.02 322.32 （ 2）确定进给量 f 根据【 3】表 1.6及【 4】表 4.2-9CA6140 机床进给量，选择 f=0.16mm/r nts （ 3）选择车刀磨钝标准及耐用度 根据【 3】表 1.9，选择车刀后刀面最大磨损量为 0.4mm，车刀寿命 T=60min （ 4）确定切削速度 V 根据【 3】表 1.10，当用 YT15 硬质合金车刀加工 6 3 0 7 0 0b :MPa 钢料，1.4pa mm,f 0.25mm/r。切削速度 V=176m/min。切削速度的修正系数0.81KW ，其余的修正系数均为 1（【 3】表 1.28），故 V=176 0.81m/min=142.56m/min 1 0 0 0 1 4 2 . 5 6 15033 0 . 2n r/min 按 CA6140机床的转速（【 4】表 4.2-8），选择 n=1400r/min=23.33r/s 则实际切削速度 V=2.38m/s. 最后决定的切削用量为 0.1pa mm， 0.16f mm/r， n=1400r/min=23.33r/s， V=2.38m/s. 2）确定精车 20 0065.0 mm、 20 007.002.0mm、 20 04.019.0mm的切削用量 采用 320062.0 mm精车的刀具加工这些表面，车各外圆pa均为 0.1mm， f 均为0.16mm/r， n=1400r/min=23.33r/s。 （ 1）确定 320062.0mm的基本时间 ssTj 1033.2316.0 2341 （ 2）确定 20 0065.0 mm的基本时 间 ssTj 1033.2316.0 2362 （ 3）确定 20 007.002.0mm的基本时间 ssTj 2633.2316.0 2923 （ 4）确定 20 04.019.0mm的基本时间 ssTj 833.2316.0 2284 7.3.5 1.工序 粗铣键槽切削用量及基本时间的确定。 切削用量：所选刀具为高速钢直柄键槽铣刀。铣刀直径 d=5mm， L=45mm，l=10mm，1d=5mm。根据【 3】表 3.2选择铣刀的几何形状，由于加工钢料b在 600nts 1000MPa范围内。故 选前角 00 15，后角 00 25 （周齿）， 00 8 （端齿）。机床选用数控铣床。 使用上面的确定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本时间如表 工步 pa(mm) f(mm/s) V(m/s) n(r/s) iT(s) 粗铣键槽 4 0.5 1.33 10 60 7.3.6 1.工序 滚齿切削用量及基本时间的确定 切削用量：选用标准的高速钢单头滚刀，模数 m=2mm，直径 71mm，可以采用两次走刀切至全深。工件齿面要求表面粗糙度为aR=1.6um。根据【 3】表 4.2，选择工件每转滚刀轴向进给量af=2.0 2.5mm/r。按【 3】表 4.10的计算公式确定齿轮滚刀的切削速度： v v vv vm y xaCvkT f m 式中vC=281， T=480min，af=2.15mm/r， m=2mm，vm=0.33，vy=0.5，vx=0，vk=1.0 1.0=1 m in/7.631215.2480 281 05.033.0 mv n=1000 63.771 r/min=285.73r/min 根据 Y3150型滚齿机床主轴转速（【 4】表 4.2-50），选 n=275r/min 实际切削速度为 V=61.31m/min=1.02m/s 加工时的切削功率按下式计算（【 3】表 4.15） 310P c P c P c P cy x u qPcc P cC f m d z v k 式中PcC=124，Pcy=0.9，Pcx=1.7，Pcu=-1.0，Pcq=0，Pck=1.0， f =2.15 mm/r， m=3mm， d=71mm,z=18,v=61.31m/min kwkwPC 37.10.11031.611871215.2124300.17.19.0 Y3150型滚齿机的 主电动机功率=3kw (【 4】表 4.2-49) 因c ，故所选择的切削用量可在该机床上使用。 2.基本时间 根据【 4】表 6.2-13，用滚刀滚圆柱齿轮的基本时间为： nts 12()c o sjal l zT qnf 式中 B=42 mm， 00 ， z=18, q=1, n=3.5r/s, af=2.15mm/r 1 ()l h d h+(2: 3) mm= 6 . 7 5 ( 7 1 6 . 7 5 )+2 mm=23 mm 2l=3 mm ( 4 2 2 3 3 ) 1 83 . 5 2 . 1 5jT s=163 s 7.3.7 工序 车螺纹 M20*1-6h 机床采用 CA6140,刀具选用圆板牙，进给量 f=0.20mm/r,主轴转速为cv=450r/min。 7.3.8 工序 磨削 20 007.002.0 外圆 机床采用 M1432A 型万能外圆磨床。 第八章 夹具设计 为了提高劳动的生产率，保证加工质量，降低劳 动强度， 人身及设备的安全，以及整个生产的经济效果， 需要设计专用夹具 铣键槽5 03.00 37.5 3.00 1703.0 夹具将用于数控铣床上。刀具为一把专用键槽铣刀 5，对安装在 V 型槽专用夹具的轴进行加工。 8.1 问题的提出 利用本夹具主要解决的问题：定位准确，夹紧方便，效率高，适用于成批、大量生产。因此在本道加工工序时主要考虑到生产率，加工质量的问题，用专用夹具，操作方便，迅速，有利于提高生产效率。使用专用夹具，定位准确，从而在加工时能保证质量，所耗费的工时和成本减少。 8.2 夹具设计 nts 8.2.1 定位基准选择 为了保证工件的加工精度，工件加工前必须准确的定位。所谓准确的定位，除限制必要的自由度、准确地选择定位基准和定位元件之外，还应使选择的定位方式所产生的误差在工件允许的误差范围以内。从零件图我们分析，采用基准重和原则，选用轴的中心线为定位基准。两个 V 型块限制工件的 y y z x、 、 、 四个自由度，两块压板限制 xz、 两自由度。 8.2.2 夹紧方案设计 采用 2 块压板 4 个夹紧点同时夹紧 2 根齿轮轴， 同时夹紧两个工件受力平衡，可以提高加工效率。考虑到夹具制造方便和降低制造成本选择采用手动夹紧的方式。 8.2.3 夹具的精度分析 铣键槽的这个工序中要保证的尺寸有
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