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CA6140车床输出轴工艺及镗孔φ80夹具设计 非标3个 CA6140 车床 输出 工艺 镗孔 80 夹具 设计 非标

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机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称输出轴 零件名称输出轴 共10页第1页材 料 牌 号ZG45毛 坯 种 类铸铁毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数备 注工序号工 名序 称 工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备 工 时 准终单件1锻造锻造毛胚2热处理退火（消除内应力）3车粗车左端面钻中心孔，车各圆柱面留半精车、精车余量CA6140三爪卡盘4车粗、精车右端面 CA6140三爪卡盘5车粗车176外圆柱面 倒角CA6140三爪卡盘6热处理调质7车半精车左端各圆柱面到要求CA6140三爪卡盘8车精车左端台阶到要求并倒角CA6140三爪卡盘9车钻50的底孔，扩80、104孔留镗孔余量CA6140三爪卡盘10镗镗80孔到要求，倒角CA6140三爪卡盘11车倒角CA6140三爪卡盘12铣铣50钻、扩、铰20到要求YB-211专用夹具13铣铣键槽C5116分度头100去毛刺去除全部毛刺钳工台110终检按零件图样要求全面检查设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）胡坤玮标记处数更改文件号签 字日 期标记处数更改文件号签 字日 期粗和半精车机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号10粗半精车ZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸铁设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA6140夹具编号夹具名称切削液01粗铣N面夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2粗车左端面CA614011045.60.651.510.133打中心孔CA614011045.61.31.510.134粗车75、65、60、55CA614011045.60.651.510.13车机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号20车ZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸铁设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA6140夹具编号夹具名称切削液 05粗铣N面夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2粗车右端面CA614011045.60.651.513精车右端面CA614011045.61.31.51车机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号30车ZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸铁设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA6140夹具编号夹具名称切削液05粗铣N面夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2粗车精车176CA61401000.51.513倒角CA61401000.51.51车机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号40车ZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸铁设备名称设备型号设备编号同时加工件数X61L夹具编号夹具名称切削液05粗铣N面夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2半精车75、65、60、55CA6140110440.20.213车机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号50车ZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数Z5125夹具编号夹具名称切削液04粗铣N面夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2精车左端面各台阶CA61401000.51.513倒角CA61401000.51.51 钻机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第7页车间工序号工序名称材 料 牌 号60钻ZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数设备名称设备型号设备编号同时加工件数YB-211夹具编号夹具名称切削液06粗铣N面夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2钻55YB-211287720.12113扩孔80104留镗孔余量YB-211287720.1211镗机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第8页车间工序号工序名称材 料 牌 号70镗ZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数Z5125夹具编号夹具名称切削液04粗铣N面夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2镗孔80Z51251000.51.513倒角Z51251000.51.51车机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第9页车间工序号工序名称材 料 牌 号80车ZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数设备名称设备型号设备编号同时加工件数X6135夹具编号夹具名称切削液06粗铣N面夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2倒角X6135287720.1211钻机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第10页车间工序号工序名称材 料 牌 号90钻ZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数C5116夹具编号夹具名称切削液 07粗铣N面夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2铣50端面C5116110440.20.213钻20扩绞20孔C51161000.51.51铣机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称输出轴零件名称输出轴共10页第10页车间工序号工序名称材 料 牌 号90铣ZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数C5116夹具编号夹具名称切削液 07粗铣N面夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹2铣键槽C5116110440.20.21机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称输出轴 零件名称输出轴 共10页第1页材 料 牌 号ZG45毛 坯 种 类铸铁毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数备 注工序号工 名序 称 工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备 工 时 准终单件1锻造锻造毛胚2热处理退火（消除内应力）3车粗车左端面钻中心孔，车各圆柱面留半精车、精车余量CA6140三爪卡盘4车粗、精车右端面 CA6140三爪卡盘5车粗车176外圆柱面 倒角CA6140三爪卡盘6热处理调质7车半精车左端各圆柱面到要求CA6140三爪卡盘8车精车左端台阶到要求并倒角CA6140三爪卡盘9车钻50的底孔，扩80、104孔留镗孔余量CA6140三爪卡盘10镗镗80孔到要求，倒角CA6140三爪卡盘11车倒角CA6140三爪卡盘12铣铣50钻、扩、铰20到要求YB-211专用夹具13铣铣键槽C5116分度头100去毛刺去除全部毛刺钳工台110终检按零件图样要求全面检查设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）胡坤玮标记处数更改文件号签 字日 期标记处数更改文件号签 字日 期 输出轴机械加工工艺及夹具设计目 录1. 零件的分析 1.1 零件的作用 1.2零件的工艺分析2. 工艺规程设计 2.1确定毛坯的制造形式 2.2基准的选择 2.3制定工艺路线2.3.1加工方法的选择2.3.2加工顺序的安排 2.4加工余量，工序尺寸，及其公差的确定 2.5确定切削用量及功率的校核设计心得参考文献1零件的分析1.1零件的作用题目所给定的零件为输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使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, 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。2工艺规程的设计2.1确定毛坯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。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。2.2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。 2.3制定工艺路线2.3.1加工方法的选择:市场经济的前提下，一切都是为能创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，译稿工件的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和工人的经验来确定。由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。同样在该零件的加工方法的选择中，我们考虑了工件的具体情况，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外圆柱表面 Ra1.6 IT6 粗车-半精车-精车60外圆柱面 Ra0.8 IT6 粗车-半精车-精车65外圆柱面 Ra1.6 IT6 粗车-半精车-精车75外圆柱面 Ra0.8 IT6 粗车-半精车-精车50内圆柱面 Ra6.3 自由公差 粗铣80孔 Ra3.2 IT7 钻孔-车孔-铰孔104孔 Ra6.3 自由公差 钻孔-车孔20通孔 Ra3.2 IT7 钻孔-铰孔左端 Ra6.3 粗车右端面 Ra1.6 粗车-精车键槽 Ra3.2 IT9 粗铣-精铣倒角 Ra6.3 2.3.2加工顺序的安排(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）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。 （3）、热处理工序的安排 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。 （4）、拟定加工工艺路线 根据以上各个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，具体方案如下：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 检验方案三1 备料 锻造毛坯2 热处理 退火（消除内应力）3 数控铣 铣端面 钻中心孔4 普车 车大端外圆 5 普车 车556 普车 607 普车 658 普车 759 普车 车内孔10 数控铣 铣50、钻、扩、铰20到要求 铣键槽11 倒角12 去毛刺13 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。 （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，以减少编程工作量具体加工路线见走到路线图。 （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TYPE 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30-2000RMP/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。 （7）、刀具的选择 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数控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CA6140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：刀具号为T0101，90可转位车刀，圆弧半径为1，刀片型号为VCUM160408R-A4，刀具型号为PVJCR2525-16Q 、半精车，精车外圆柱面：刀具号为T0202，75可转位车刀，圆弧半径为1，刀片型号为WNUM080304EL-A2，刀具型号为PCRC2020-16Q 钻头：高速钢刀具 刀具号为T0303，直径为30;刀具号T0404，直径为18 扩孔钻：刀具号为T0505，直径为19.8;铰刀：刀具号为T0606，直径为20 内孔车刀：刀具号为T0707，93 内孔车刀，圆弧半径为1，刀片型号为TBUM080404R-04， 刀具型号为PSUBR3215-16Q 镗刀 刀具号为T0808，刀杆长度为200.BH1625 粗铣键槽 刀具号为T0909，精铣键槽 刀具号为T1010， 综上可做一刀具表如下：加工表面 刀具号 刀具名称 刀具参数 刀片型号 刀具型号粗车外圆柱面 T0101 可转位车刀 90 r=1 VCUM160408R-A4 PVJCR2525-16Q半精，精车外圆柱面 T0202 可转位车刀 75 r=1 WNUM080304EL-A2 PCRC2020-16Q钻30的孔 T0303 钻头 30 钻18 T0404 钻头 18 扩19.8 T0505 扩孔钻 19.8 铰20 T0606 铰刀 20 车内孔 T0707 内孔车刀 93r=1 BUM080404R-04 PSUBR3215-16Q镗50的盲孔 T0808 镗刀 200.BH1625 粗铣键槽 T0909 铣刀 15.4 精铣键槽 T1010 铣刀 16 2.4加工余量，工序尺寸，及其公差的确定根据各资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1） 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 5 IT12 176 6.3毛坯 187 2） 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 1.0 IT6 55 1.6半精车 1.1 IT10 56 3.2粗车 15 IT12 57.9 6.3毛坯 17.1 70 3） 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 1.0 IT6 60 1.6半精车 1.1 IT10 61 3.2粗车 10 IT12 62.9 6.3毛坯 12.1 70 4 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 1.0 IT6 65 1.6半精车 1.1 IT10 663.2粗车 5 IT12 67.9 6.3毛坯 7.5 70 5 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 1.0 IT6 75 1.6半精车 1.1 IT10 76 3.2粗车 5 IT12 77.9 6.3毛坯 7.5 80 6 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 3 IT7 80 1.6车孔 47 IT12 77 6.3钻孔 30 IT12 30 6.37 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 10 IT7 20 1.6扩 9.9 IT9 19.8 3.2钻 9 IT12 18 6.38 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 IT9 16 1.6粗铣 IT12 12 3.22.5确定切削用量及功率的校核 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/r ap=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/rap=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/r 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=2.5mm 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铰孔：f=0.3mm/r ap=1.5mm n=549r/min Vc=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10-13 ap=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/r ap=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/min Vf=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/r ap=2mm Vc=150m/min n=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 输出轴零件专用夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过分析并与指导老师协商，决定设计工序镗孔80沉孔专用夹具，本夹具将用于Z525立式钻床，刀具为直柄麻花钻，扩钻。3.1 确定夹具的结构方案 3.1.1确定定位方案，选择定位元件根据我们所选择的工序来详细观察零件图，根据图中零件所要求的位置尺寸，以及形位精度要求，来确定夹具的结构方案。图3.1 输出轴主要形位尺寸本道工序可以在同一夹具上加工完成，如图，工序加工要求保证的位置精度主要是两加工孔中心距尺寸（560.05）mm及平行度公差0.05mm，还有孔与底面尺寸（240.03）mm以及孔与底面尺寸（490.05）mm。根据基准重合原则，应选择孔和地面为主要定位基准，即工序简图中所规定的定位基准是恰当的。定位元件选择一个长定心轴，定心轴与定位孔的配合尺寸为（定位孔，定心轴），定心轴下端与夹具体底板上孔的配合尺寸为（底板孔，定心轴底端），定心轴上端部分为螺杆，用六角螺母加紧。对于工序尺寸（560.05）mm而言，定位基准与工序基准重合误差，由于定位副制造误差引起的定位误差。，因此定位误差小于该工序尺寸（560.05）mm制造公差0.10mm的1/2，因此上述方案可行。定位结构图如下：图3.2 工序定位结构图 3.1.2 确定导向装置 本工序10孔加工的精度要求较高，采用一次装夹完成钻，扩，粗铰，精铰4个工步的加工，故此夹具采用与孔尺寸相对应的快换钻套做导向元件，相应的卧式镗床上面采用快换夹头。图3.4 导向装置结构图 如图所示，两衬套与快换钻套间的配合尺寸为，衬套与钻模板之间的配合尺寸为。3.1.3 确定夹紧机构 在机械加工工艺设计中，已经确定输出轴的生产类型为大批量生产，在此工序夹具中选择螺旋夹紧机构夹紧工件。如下图所示，在定心轴上直接做出一段螺杆，装夹工件时，先将工件定位孔装入带有螺母的定心轴上，实现定位，然后在工件与螺母之间插上开口垫圈，最后拧紧螺母压紧工件。图3.5 工序夹紧机构图3.2设计夹具体 夹具体的设计应通盘考虑，使上述各部分通过夹具体能够有机的联系起来，形成一个整体。考虑夹具与机床的连接，因为是在卧式镗床上使用，夹具安装在工作台上直接用钻套找正并用压板固定，故只需在夹具体上留出压板压紧的位置即可，不需专门的夹具与机床的定位连接元件。钻模板和夹具体一起用4根螺栓固连。夹具体上表面与其他元件接触的部位均做成等高的凸台以减少加工面积，夹具体底部设计成周边接触的形式以改善接触状况，提高安装的稳定性。3.3 在夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求图3.7 夹具装配图正视图 图3.8 夹具装配图俯视图图3.9 夹具装配图局部视图一（1）根据零件图上两孔间中心距的要求，确定两钻套中心线之间的尺寸为（560.025）mm，其公差值