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X62W铣床主轴的钻4×M12、2×M6螺纹孔夹具设计及机械加工工艺规程说明书.docx
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X62W
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主轴
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X62W铣床主轴的钻4×M12、2×M6螺纹孔夹具设计及机械加工工艺规程含5张CAD图,X62W,铣床,主轴,M12,M6,螺纹,夹具,设计,机械,加工,工艺,规程,CAD
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X62W铣床主轴机械加工工艺规程与钻六个螺纹底孔的夹具设计摘 要本次毕业设计课题是X62W铣床主轴机械加工工艺规程与钻六个螺纹底孔夹具设计。在近几年，国内外铣床的技术发展非常快，新技术应用层出不穷，而我想研究铣床主轴从而设计出的更好的铣床主轴，提高铣床加工质量，所以我选择了X62W铣床主轴的机械加工工艺规程作为毕业设计。主轴是机床的重要零件，它支撑其它回转件并传递转矩，同时它又通过轴承和支架连接，所有轴上的零件都围绕轴心线做回旋运动，而机床主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素，故在面对日益朝着高速、高性能方向发展的现代加工，如何制造出满足高精度加工的机床主轴成为了制造业的重要问题。本次设计的内容如下：1.铣床主轴的作用是带动刀具旋转的轴，进行的作用为传动，由于在工作过程中不断承受循环载荷和较大冲击力，特定外圆面还需不断承受旋转摩擦，故选择耐磨性和力学性能都较为优秀的40Cr作为材料。2.零件为普通回转轴类零件，表面并不复杂，故毛坯的制造方式选用选用锻件，以求获得较高的零件强度和韧性，同时节省毛坯生产成本。3.基准面选择外圆作为粗基准，为了方便先加工端面与中心孔；考虑基准重合原则，选出先加工完毕且达到一定精度的前端面的圆锥孔及后端面的中心孔倒角作为精基准。4.在加工六个螺纹孔时要考虑到本零件难以装夹，通用夹具在加工时的刚度难以保证，且每个孔都有位置度要求，六个孔必须在同一圆上，如果单个加工会造成工序分散且难以保证形位公差要求，而钻床专用夹具能够使得工序集中并且保证加工要求，降低了加工时间同时也降低了工人的劳动强度。此次设计提高了对主轴零件的生产效率、节约生产成本，在一班制生产的情况下，安排出完整的机械加工工艺规程，以往的工艺中存在的缺陷，也得到了改善切削用量的计算更加精准，实际切削参数修正系数进行修正，对辅助时间的划分和安排能够大大减少零件的加工时间，实现X62W铣床主轴的中批量生产，钻螺纹底孔的专用夹具设计也使得工序更加集中，在保证了加工要求的同时大幅减少了加工所需时间。关键词：铣床主轴；工艺规程；夹具设计ABSTRACTThe graduation project topic is X62W milling machine spindle machining process rules and drilling six screw bottom hole fixture design.In recent years, domestic and foreign milling machine technology development is very fast, new technology application layer out of endless, and I want to study the milling machine spindle to design a better milling machine spindle, improve the milling machine processing quality, so I chose X62W milling machine spindle machining process rules as a graduation project.Spindle is one of the important parts of machine tool, it support other rotary parts and transmission torque, and at the same time it through bearing bracket connection, all the shaft parts do turning movement around the axis, and the movement precision of the spindle component of machine tool and structural stiffness is one of the important factors determine the processing quality and cutting efficiency, therefore, in the face of the increasingly development of modern machining in the direction of high speed, high performance,how to manufacture machine tool spindle to meet the requirements of high precision machining has become an important problem in manufacturing industry.The content of this design is as follows: 1. The role of milling machine spindle is to drive the tool rotation shaft, the role of transmission, due to the continuous cyclic load and large impact force in the process of work, the specific surface still need to continue to bear rotating friction, so choose the wear resistance and mechanical properties are better 40Cr as the material.2. The parts are ordinary rotating shaft parts, the surface is not complex, so the blank manufacturing method is chosen to choose forgings, in order to obtain higher strength and toughness of the parts, while saving the blank production cost.3. Select the outer circle as the rough datum, in order to facilitate the first processing of the end face and the center hole;Considering the coincidence principle of datum, the conical hole on the front face and the central hole chamfering on the back end face were selected as the precision datum.4. In the six threaded hole machining should consider the parts difficult to clamping, general jig in the process to guarantee the stiffness and the degree requirements, each hole has a position six holes must be on the same round, if a single processing will cause the procedure and difficult to guarantee a shape tolerance requirements, and special fixture drilling machine can make process focus and ensure processing requirements,reduce the processing time and also reduce the labor intensity of workers.The design improves the production efficiency of spindle parts, save production costs, in the case of one-shift production, arrange a complete machining process rules, the defects existing in the previous process, has also been improved the calculation of cutting amount more accurate, the actual cutting parameter correction coefficient is corrected,the division and arrangement of the auxiliary time can greatly reduce the processing time of parts, to achieve X62W milling machine spindle in batch production, drilling thread bottom hole of the special fixture design also makes the process more concentrated, in order to ensure the processing requirements at the same time greatly reduce the processing time required.Key words Milling machine spindle; technologicalprocedure; fixturedesignIV目录1前言12零件的分析22.1零件的作用22.2零件的工艺分析23工艺规程设计43.1确定毛坯及制造形式43.2基面的选择43.2.1粗基准的选择43.2.2精基准的选择43.3制定工艺路线53.3.1工艺路线方案一53.3.2工艺路线方案二53.3.3方案的分析63.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定73.5确定切削用量及基本工时103.6工艺规程总结414夹具设计424.1问题的提出424.2夹具的设计424.2.1定位基准的选择424.2.2切削力和夹紧力的计算434.3定位误差分析444.4夹具设计及操作的简要说明45结束语46参考文献48致谢4911前言毕业设计是我们在完成了大学的全部课程之后进行的，是对我们大学期间所学专业知识的综合检测及对生产实践环节运用的考核。其意义是为了检验学生大学四年期间的理论知识和实践结合的学习成果，是我们步入社会前不可缺少的。学生通过设计能综合运用所学课程知识进行机械制造工艺及结构设计，为即将走上工作岗位的学生进行最后一次综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计。在研究了铣床的发展历史与背景后，我对铣床中的传动部分主轴产生了浓厚的兴趣，制造精度高的主轴在机床加工时会产生更小的噪音、振动与变形，而由于主轴要不断承受扭矩和轴向载荷，使得对于主轴的生产要求也非常严苛。所以我选择了X62W铣床主轴的机械加工工艺规程与钻六个螺纹底孔的夹具设计作为毕业设计的课题，这次设计是对我大学期间所学专业知识的一次考验，能否设计好本次课题，取决于机械设计制造技术的基础理论运用，并与生产实践的实践性知识相结合。而在探索设计的过程中，也因为储备知识的不足而遇到了重重困难，大学期间专业知识的短板与不足也让我发现。我希望能通过这次的设计对自己未来从事的工作产生适应性的训练，从中锻炼自己的理论知识与实践能力，更好的对将来的职业进行衔接。由于零件的加工工艺规程是多种多样的，作为工艺人员应当从现有生产任务的条件出发，制定一个生产成本与时间尽量少的最优方案。本次铣床主轴的机械加工工艺规程的制定过程里，在毕业实习的实践中我对以往的铣床主轴机械加工工艺规程进行了分析，发现了以往的工艺中存在的缺陷，也逐渐确定了合理的加工路线及切削用量和对辅助时间的划分和安排。由于能力有限，本次设计过程中肯定会有很多不足之处，恳请各位老师能够给予指教。2零件的分析2.1零件的作用题目所给的零件是是X62W型铣床的主轴，该零件为铣床中为最重要的组成部分之一，主轴作为铣床的传动部分它的加工精度直接关系到铣床加工零件时的精度。主轴在铣床中的主要功用是夹紧并带动刀具旋转，完成表面成型运动，同时还起传递运动和转矩、承受切削力和驱动力等载荷的作用。因此其主轴必须满足以下几个条件：采用三支承结构，主轴的系统刚度好，承载能力强，且主轴采用能耗制动，制动转矩大，停止迅速、可靠。图1 X62W铣床2.2零件的工艺分析1.X62W铣床主轴共有三组加工表面，它们之间有一定的位置要求，具体分析如下：1）以65和40h7两端外圆为中心的加工表面这一组包括了：88.88、65、55、42、40外圆表面和零件两端面的加工，M451.5-8g的螺纹切制，退刀槽、越程槽的加工以及倒角，还有内锥孔以及22的孔、17h7通孔的加工。2）以内锥孔为中心的的加工表面这一组包括了：平面上的4个M12螺纹孔，15.9mm键槽，以及槽面上的2个M6螺纹孔。3）以55外圆为中心的加工表面这一组包括了：55外圆上L=25mm的两个键槽。2.这三组加工表面之间的有一定的位置要求，主要是：1）22孔与65，40h7的之间的同轴度公差0.3mm40h11与65，40h7的之间的同轴度公差0.3mm40h7与65，40h7的之间的径向圆跳动误差0.05mm65与65，40h7的之间的径向圆跳动误差0.02mm内锥孔、88.88h5和外圆表面与65，40h7的之间的径向圆跳动误差0.07mm2）4个M12螺纹孔、17通孔相对88.88端面中心线的位置度公差0.15mm，15.9mm键槽相对于88.88端面中心线的对称度公差0.06mm3）两个键槽对55端面中心线的对称度公差0.05mm由以上分析可知，由于零件的几组加工表面都有精度要求与位置要求，因此可以先加工其中一组表面，然后再借助专用夹具加工其他两组表面，钻端面上的6个螺纹底孔使用钻模，加工对称键槽采用铣床夹具，以保证它们之间的位置精度要求。图2 X62W铣床主轴图3 X62W铣床主轴零件图3工艺规程设计3.1确定毛坯及制造形式主轴是旋转体零件，主要用于支承和传动零部件，在工作时受到外力的作用将产生较大的变形，引起震动及噪音的同时会降低加工精度与表面粗糙度，且工作过程中不断承受循环载荷和较大冲击力，特定外圆面还需不断承受旋转摩擦，对力学性能要求较高，因此选择毛坯应该首先考虑主轴部件的变形，其次是耐磨性。材料上可以使用45钢，但考虑到此零件直接带动刀具参与表面成型运动，故使用精度更高的40Cr作为毛坯材料，且40Cr相较于其他材料有较高的抗拉强度，经过适当热处理后能够获得比45钢更好的冲击韧性和耐磨性，因此价格适中且综合力学性能优秀的40Cr，为该零件合适的毛坯材料。毛坯的制造方式选用选用锻件，以求获得较高的零件强度和韧性，以保证零件纤维组织在能够在工作中承受较大的轴向载荷，不会出现断裂，保证零件在工作中的可靠性。3.2基面的选择基面的选择，设计中最重要的环节之一。基面的正确选择，能够大幅减少工艺流程、缩短加工时间从而提升产能，达到事半功倍的效果。反之，选择了错误的基面，在加工时就会漏洞百出，严重可导致大批量零件生产的不合格。3.2.1粗基准的选择按照粗基准的选择原则，一般的轴类零件，一开始采用不加工处外圆表面做粗基准。因为一般的轴类零件加工时，往往先加工两端面和中心孔，并以此为定位基准加工所有外圆表面，这样既满足了基准重合原则，又满足基准统一原则，故此零件加工粗基准选择大端外圆表面。3.2.2精基准的选择精基准的选择应该遵循“基准重合、统一基准、互为基准、自为基准、便于装夹”五大原则，首先考虑基准重合原则，即尽可能选择被加工面的设计基准为精基准。零件的设计基准为88.88圆端面，则可以选出先加工完毕且达到一定精度的前端面的圆锥孔及后端面的中心孔倒角作为精基准，这样选择的好处在于也符合统一基准原则，先把前端的基准面加工完毕且达到一定精度后，以后工序均以它为精基准加工，同时满足便于装夹原则，能保证定位准确方便装夹，这样选择后续进行公差计算时可以节省很多时间。3.3制定工艺路线工艺路线制定的出发点，是为了使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求得到充分的保证。在生产纲领确定为中批生产的情况下，可以考虑采用灵活性较大的机床并配上专用夹具，并且尽量使工序集中来提高生产率。根据工艺顺序先粗基准后精基准、先面后孔、基面先行和先主后次等安排原则，再结合对于零件加工表面的位置要求等，制定以下两条工艺路线：3.3.1工艺路线方案一表1 方案一工序号工序内容工序车端面，钻中心孔工序粗车各外圆表面工序半精车各外圆表面工序车M451.5螺纹工序车内锥孔工序车22、25.3孔及其倒角工序铣对称键槽工序精车各外圆表面工序车退刀槽，越程槽以及倒角工序钻17通孔工序钻4M12，2M6螺纹孔工序攻4M12，2M6螺纹工序粗磨40，65圆，及端面工序粗磨内锥孔工序半精磨40，65圆，及端面工序精磨40，65圆，及端面至图纸要求工序精磨内锥孔工序检验3.3.2工艺路线方案二表2 方案二工序号工序内容工序车端面，钻中心孔工序粗车各外圆表面工序半精车各外圆表面工序钻25.3孔工序钻22、17通孔工序车25.3孔及倒角工序车22孔及倒角工序车内锥孔工序铣前端面15.9mm键槽至图纸要求工序钻4M12、2M6螺纹孔工序车4M12、2M6螺纹工序精车各外圆表面工序车退刀槽，越程槽以及倒角工序铣对称键槽至图纸要求工序车M451.5螺纹工序粗磨40，65圆，及端面工序粗磨内锥孔工序精磨40，65圆，及端面至图纸要求工序精磨内锥孔至图纸要求工序检验3.3.3方案的分析这两个方案的各自特点为：方案一虽然是按照先面后孔的顺序进行加工，但是为了让工序集中而忽略掉了先主后次的工艺顺序原则，这样虽然节省了整体加工时间和减少了装夹次数，但是技术要求却得不到保障，加工出来零件容易产生形位误差，不合格的几率大幅提高；而方案二则可以避免这样的事情发生，同时满足了基面先行（即加工完端面后快速加工出中心孔定位）、先面后孔、以及先主后次（切槽、切螺纹、倒角安排到精车之后）原则，在尽可能保证工序集中的同时，也满足了加工要求，避免零件产生严重的误差。以上方案大致看来还是合理的，但通过仔细考虑零件的技术要求和形位公差以及实际生产所采取的加工手段之后，就会发现依然存在问题，主要表现在退刀槽、越程槽以及对称键槽的工序安排上，考虑到40的外圆表面加工精度要求过高，在安排完精加工之后再进行以上工序加工时，会造成装夹过紧破坏表面精度，因此可以把车退刀槽、越程槽与铣对称键槽加工安排在外圆表面精加工之前，然后再进行各外圆表面的精加工。除此之外，工序和工序、工序和工序的加工地点相同，只需要在加工中进行掉头装夹，因此这两道工序也可以进行合并，分为两个工步，在原有加工路线保持大致不变的情况下，减少工序节省辅助时间。因此，最后的加工路线确定如下：表3 最终工艺路线方案工序号工序内容工序正火，车小头端面，钻中心孔工序粗车外圆，车小头端面工序钻17通孔工序车25.3、22孔、内孔倒角工序调质，半精车外圆，车大头端面工序车内锥孔工序铣前端键槽工序钻螺纹孔，攻丝工序淬火，精车外圆、端面、车退刀槽、越程槽及倒角工序立铣对称键槽工序车M451.5螺纹工序油煮定性，磨外圆及端面工序磨内锥孔工序检验3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定X62W铣床主轴材料为40Cr，硬度为HRC32-36，生产纲领类型为中批生产，采用在锻锤上合模模锻生成毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，查询实用机械加工工艺手册1表3.6后分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸:1.毛坯直径的确定因为此零件多处台阶直径相差并不大，符合普通轴类零件加工，为了简化锻造过程，选择毛坯时将40、42、45、55尺寸皆取为65。88.88和65的加工路线为粗车半精车精车预磨精磨既已确定毛坯的名义尺寸和加工路线，则查机械制造工艺设计简明手册2表2.3-2可得表4 毛坯各阶段加工余量名义直径表面加工方法基本工序余量（直径）88.88粗车4.3mm半精车0.45mm精车0.3mm65粗车3.4mm半精车0.5mm精车0.35mm预磨0.1mm精磨0.06mm1）88.88端圆：查询文献2表1.3-17，可得加工总余量（1）其中n为工序数目该端圆共三道工序，故机械加工总余量为zb0=（zb3+zb2+zb1）2 =（0.3+0.45+4.3）2=10.1mm最终尺寸为88.88，尺寸公差T=0.015，则毛坯尺寸为B=88.88+10.1+0.015=98.995mm最终确定为B=99mm2）65端圆：已知加工总余量=，其中n为工序数目。该端圆共五道工序，故机械加工总余量为zb0=（zzj5+zzj4+zzj3+zzj2+zzj1）2 =（0.06+0.1+0.35+0.5+3.4）2=8.82mm最终尺寸为65，尺寸公差T=0.013，则毛坯尺寸为B=65+8.82+0.013=73.833mm最终确定为B=74mm2.毛坯长度的确定：毛坯长度的确定有三种形式：查表法，计算法，经验法。这里我使用的是查表法，查机械制造工艺设计手册3表1-52，根据合模锻模件机械加工总余量及偏差可得：88.88的长度单边余量为2.25mm，锻件长度偏差查得，则88.88端的长度为L=35+2.25=37.25mm65及以后的外圆长度单边余量为3.25mm，锻件长度偏差查表得，则65及以后的外圆长度为L=400+3.25=403.25mm则毛坯总长为：L=L+L=37.25+403.25=440.50mm3.毛坯过渡圆角的确定查文献2表2.2-22查得外圆角半径为2.36，得到L段和L段的毛坯圆角半径为2.5r+0.5=2.52.36+0.5=6.4计算所得数值应当修正，所以毛坯的内圆角半径圆整为R=7mm，外圆角半径圆整为r=3mm。4.加工余量的确定查文献3表1-27可以逐步确定各加工表面的加工余量表5 各阶段加工余量加工表面工序方法余量88.88外圆表面精车至88.88mm2z=0.6mm半精车至89.48mm2z=0.9mm粗车至90.38mm2z=8.62mm毛坯99mm65外圆表面精磨至65mm2z=0.12mm预磨至65.12mm2z=0.2mm精车至65.32mm2z=0.7mm半精车至66.02mm2z=1mm粗车至67.02mm2z=6.98mm毛坯74mm55外圆表面精车至550.095mm2z=0.6mm半精车至55.6mm2z=0.9mm粗车至56.5mm2z=10.52mm上粗车至67.02mm续表5加工表面工序方法余量M451.5外圆表面精车至45mm2z=0.5mm半精车至45.5mm2z=0.9mm粗车至46.4mm2z=10.1mm上粗车至56.5mm42外圆表面精车至42mm2z=0.5mm半精车至42.5mm2z=0.9mm粗车至43.4mm2z=3mm上粗车至46.4mm40外圆表面精磨至40mm2z=0.12mm预磨至40.12mm2z=0.2mm精车至40.32mm2z=0.5mm半精车至40.82mm2z=0.9mm粗车至41.72mm2z=1.68mm上粗车至43.4mm内孔25.3粗车至25.3mm2z=2.3mm钻孔至23mm内锥孔精磨至44.5mm2z=0.12mm粗磨至44.38mm2z=0.2mm精车至44.18mm2z=0.6mm粗车至43.58mm2z=18.28mm提前加工至25.3mm内孔22粗车至22mm2z=2mm钻孔至20mm通孔17扩孔至17mm2z=2mm钻通孔至15mm3.5确定切削用量及基本工时1.工序预正火热处理，车小头端面，钻中心孔。（本工序相关数据查询切削用量简明手册4，采用计算法确定）（1）加工条件工件材料：40Cr正火，抗拉强度Rm=810b/MPa，模锻。加工要求：车小头端面，打中心孔。机床：CA6140卧式车床。刀具的选择，查用文献4表1-1可得，端面车刀：刀片材料YT15，刀杆尺寸16mm25mm，刀具夹角k=90，=10，=8，r=0.5mm。钻头：基本尺寸d=8mm，d=20mm，长度l=80mm，l=11.5mm，刀具夹角k=60。查用文献4表2.7可得，f=0.100.12mm/r，根据加工要求取f=0.10mm/r，v=0.331mm/s，a=4mm，采用内孔排屑，A型不带护锥的中心钻。（2）计算切削用量1）粗车40端面。切削深度：已知毛坯长度方向加工总余量为3.25mm，留余量0.5mm，单边加工余量2.75mm，分一次走刀，=2.75mm。进给量f：查用文献4表1.4，刀杆选用尺寸为1625mm时，3mm以及工件直径为40mm时，进给量f选用0.460.55mm/r，按CA6140车床说明书取f=0.50mm/r计算切削速度：查用文献4表1.27，切削速度为（2）其中，车刀寿命T=60min，C=242，x=0.15，y=0.35，m=0.20，修正系数k查询文献4表1.28，得k=1.0，k=1.0，k=1.0，k=0.54，k=1.23，k=0.67所以，v=1110.541.230.67=52m/min确定机床主轴转速：（3）224r/min按机床说明书文献2表4.2-8），与224r/min相近的数值有200和250，现取值n=250r/min。所以实际切削速度为（4）m/min切削工时：查文献2表6.2-1公式计算。（5）=37（6）1=0.296min（18s）2）钻中心孔工艺要求：孔径d=4mm，孔深l=6.2mm，中心孔，精度为H12H13，乳化液冷却。机床选用：Z525型立式钻床切削深度：毛坯长度方向加工总余量为6.2mm进给量与切削速度：查用文献4表2.7得f=0.08mm/r查用文献4表2.13得v=vtkr（7）=190.86=16.34m/min由（3）号公式得n=650r/min按机床说明书选取n=680r/min，则实际切削速度为由（4）号公式得m/min切削工时：查文献2表6.2-1公式计算。L=9.5mm，l=3.3mm，l=0mm由（6）号公式得min（11s）由于需要加工两端，所以实际结果为2Tj=0.1822=0.364min2.工序粗车各外圆表面，同时也应当校验机床功率及进给机构强度。（1）加工条件工件材料：40Cr正火，抗拉强度Rm=810b/MPa，模锻。加工要求：粗车88.88、65、55、45、42、40外圆。机床：CA6140卧式车床。外圆车刀：刀片材料YT15，刀杆尺寸16mm25mm，刀具夹角k=45，=10，=8，r=1mm。（2）计算切削用量1）粗车65外圆。切削深度：单边余量z=3.49mm，分两次走刀，a=1.745mm。进给量：f=0.7mm/r计算切削速度：由（2）号公式得m/mink=0.54，k=0.8，k=1.0，k=1.0，k=1.0，k=1.0确定机床主轴转速：由（3）号公式得r/min取值n=200r/min。所以实际切削速度为由（4）号公式得m/min校验机床功率：主切削力F根据查询文献4表1.29，得（8）其中，C=2795，x=1.0，y=0.75，n=-0.15修正系数k=，其中查得为0.75，所以k=1.18，k=1.0得 F=27952.1550.860.7549.73-0.151.18=3532.6N切削时消耗的功率P为（9）=2.93kW查阅文献3可知，机床主电动机功率为7.8kW，当主轴转速为160r/min，机床主轴传递的最大功率为6.1kW，所以功率足够能够正常工作。校验机床进给系统强度：已知主切削力F=3532.6N，径向切削力（10）其中，C=1940，x=0.9，y=0.6，n=-0.3修正系数k=（11）其中查得为1.35，所以kMp=1.34，kkrF=1.0得 F=19402.1550.8649.731.34=1468N轴向切削力F=C（12）其中，C=2880，x=1.0，y=0.5，n=-0.4修正系数k=1.25，k=1.0得 F=28802.1550.8649.731.25=1507.8N取机床导轨和床鞍之间的摩擦因数=0.1，则F=F+（F+F）（13）=1507.8+0.1（1468+3532.6）=2007N而机床可承受的最大纵向力为3530N，所以机床进给系统也能正常工作。切削工时：l=400.5mm，l=3.745mm，l=0mm由（6）号公式得min（346s）2）粗车55外圆。切削深度：单边余量z=5.26mm，分两次走刀，a=2.63mm。进给量：f=0.7mm/r。计算切削速度：由（2）号公式得m/min确定机床主轴转速：由（3）号公式得r/min取值n=250r/min，实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：l=336.5mm，l=4.63mm，l=0mm由（6）号公式得min（234s）3）粗车45外圆切削深度：单边余量z=5.05mm，分两次走刀，a=2.525mm，进给量：f=0.5mm/r计算切削速度：由（2）号公式得m/min确定机床主轴转速：由（3）号公式得r/min取值n=250r/min，实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：l=250.5mm，l=4.525mm，l=0mm由（6）号公式得min（122s）4）粗车42外圆。切削深度：单边余量z=1.5mm，分一次走刀，a=1.5mm，进给量：f=0.5mm/r。计算切削速度：由（2）号公式得m/min确定机床主轴转速：由（3）号公式得r/min取值n=400r/min，实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：l=215.5mm，l=3.5mm，l=0mm由（6）号公式得min（66s）5）粗车40外圆。切削深度：单边余量z=0.894mm，分一次走刀，a=0.894mm，进给量：f=0.5mm/r。计算切削速度：由（2）号公式得m/min确定机床主轴转速：由（3）号公式得r/min取值n=450r/min，实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：l=115.5mm，l=2.894mm，l=0mm由（6）号公式得min（32s）3.工序（1）加工条件加工要求：粗车大头端面，88.88外圆。机床：CA6140卧式车床外圆车刀：刀片材料YT15，刀杆尺寸16mm25mm，刀具夹角k=90，=10，=8，r=1mm（2）计算切削用量1）粗车88.88端面。切削深度：已知毛坯长度方向加工总余量为2.25mm，留余量0.5mm，单边加工余量1.75mm，分一次走刀，=1.75mm。进给量f：查用文献4表1.4得f=0.64mm/r。计算切削速度：切削速度引用公式（2）其中，车刀寿命T=60min，C=242，x=0.15，y=0.35，m=0.20，修正系数k查询文献4表1.28，得k=1.0，k=1.0，k=1.0，k=0.54，k=1.23，k=0.67所以，v=0.541.230.67=44.17m/min确定机床主轴转速：引用公式（3）142r/min按机床说明书（查询文献2表4.2-8），与142r/min相近的数值有160和125，现取值n=160r/min。实际切削速度为由（4）号公式得m/min切削工时：按文献2表6.2-1公式计算。 由（5）号公式得 由（6）号公式得min（31s）2）粗车88.88外圆。切削深度：单边余量z=4.31mm，分两次走刀，a=2.155mm。进给量：查用文献4表2.13得f=0.60.9，选取f=0.86mm/r。计算切削速度：由公式（2）得m/min其中，车刀寿命T=60min，C=235，x=0.15，y=0.45，m=0.20，修正系数k查询文献4表1.28，得k=0.54，k=0.18，k=1.0，k=1.0，k=1.0，k=1.0确定机床主轴转速：由（3）号公式得137.1r/min按机床说明书（查询文献2表4.2-8）取值n=160r/min。所以实际切削速度为由（4）号公式得m/min切削工时：查文献2表6.2-1公式计算。l=35.5mm，l=4.155mm，l=3mm，i=2由（6）号公式得min（37s）4.工序钻，扩25.3孔。（1）钻15孔加工条件：工件材料：40Cr调质，抗拉强度Rm=810b/MPa，模锻。加工要求：孔径25.3mm，孔深l=105mm，盲孔，精度为H12，乳化液冷却。机床：Z252型立式钻床钻头：选用直柄麻花钻，材料为高速钢。基本尺寸d=15mm，长度L=169mm，钻头长l=114mm（查询文献3表5-5），钻头寿命由文献4表2.12得，寿命T=45min。计算切削用量：查询文献4表2.7，按照当前精度H12，钢的抗拉强度810b/MPa，选取f=0.310.37mm/r，查用文献2表4.2-16选取机床进给量0.36mm/r。切削速度查询文献4表2-13，按照抗拉强度Rm以及加工时钢的加工性分类选则切削速度v=17m/min。切削速度的修正系数为：k=1.0，k=0.79，K=0.8，K=1.0，k=0.85，故由（7）号公式得v=170.790.80.85=9.1324m/min由（3）号公式得r/min查用文献2表4.2-16选取转速为n=195r/min则实际速度由（4）号公式得m/min检验机床扭矩及功率：查询文献4表2.20，当f=0.310.37mm/r，d25mm时，M=31.78Nm，扭矩的修正系数k=1.11，k=1.0，则M=35.27Nm，功率（14）=0.658kW轴向力指数查文献4表2.32得分别为C=600，z=1.0，y=0.7，轴向力由（12）号公式得F=600150.361.11=4886.26N查用文献2表4.2-14可知，P=2.80.81=2.26kW，功率PPMM（245.25Nm），FfF（8829N）故接下来选择小于该范围的进给和机床转速即可。切削工时：由（6）号公式得min（94s）其中L=l+l+l，l=105，l=5.08，l=0（2）扩孔至25.3mm加工条件：钻头：选用锥柄扩孔钻，莫氏锥度3号，材料为高速钢。基本尺寸d=25mm，长度L=230mm，钻头长l=110mm（查询文献3表5-9），钻头寿命由文献4表2.12得，寿命T=40min。计算切削用量：查询文献4表2-7，按照当前精度H12，钢的抗拉强度810b/MPa，选取f=0.390.47mm/r，查用文献2表4.2-16选取机床进给量0.36mm/r。切削速度：切削速度与钻孔选取相同v=9.1324m/min由（3）号公式得r/min查用文献2表4.2-16选取转速为n=140r/min则实际速度由（4）号公式得m/min切削工时：由（6）号公式得min（131s）其中L=l+l+l，l=105，l=5.08，l=05.工序半精车各外圆表面，同时也应当校验机床功率及进给机构强度。（1）加工条件加工要求：半精车88.88、65、55、45、42、40外圆。机床：CA6140卧式车床外圆车刀：刀片材料YT15，刀杆尺寸16mm25mm，刀具夹角k=45，=10，=8，r=1mm（2）计算切削用量1）半精车88.88外圆。切削深度：单边余量z=0.45mm，一次走刀，a=0.45mm。（以下半精车外圆切削用量如未特别之处，则皆取单次走刀）进给量：表面粗糙度为Ra=6.3，查用文献4表1.6得f=0.450.65，按机床说明书选取f=0.56mm/r。计算切削速度：由（2）号公式得m/minT=60min，C=235，x=0.15，y=0.35，m=0.20，修正系数k查询文献4表1.28，得k=0.54，k=0.8，k=1.0，k=1.0，k=1.0，k=1.0确定机床主轴转速：由（3）号公式得r/min按机床说明书（查询文献2表4.2-8）取值n=250/min。所以实际切削速度为由（4）号公式得m/min校验机床功率：主切削力F根据查询文献4表1.29，由（8）号公式得 F=27950.450.5670.951.18=507N其中，C=2795，x=1.0，y=0.75，n=-0.15由（11）号公式得k=1.18，k=1.0切削时消耗的功率P由（9）号公式得kW查阅文献3机床说明书CA6140型可知，机床主电动机功率为7.8kW，当主轴转速为250r/min，机床主轴传递的最大功率为2.5kW，所以功率足够能够正常工作。校验机床进给系统强度：已知主切削力F=507N，由（10）号公式得F=19400.450.5670.951.34=249.12N其中，C=1940，x=0.9，y=0.6，n=-0.3修正系数由（11）号公式得k=1.34，k=1.0由（12）号公式得轴向切削力F=28800.450.5670.951.25=220.4N其中，C=2880，x=1.0，y=0.5，n=-0.4修正系数由（11）号公式得k=1.25，k=1.0取机床导轨和床鞍之间的摩擦因数=0.1，则由（13）号公式得F=220.4+0.1（249.12+507）=296.01N而机床可承受的最大纵向力为3530N，所以机床进给系统也能正常工作。切削工时：l=35.5mm，l=3.45mm，l=3mm由（6）号公式得min（18s）2）半精车65外圆。切削深度：z=0.5mm，a=0.5mm，进给量：f=0.56mm/r。计算切削速度：由（2）号公式得m/min确定机床主轴转速：由（3）号公式得r/min取值n=320r/min。所以实际切削速度为由（4）号公式得m/min切削工时：l=64mm，l=3.5mm，l=0mm由（6）号公式得min（22.6s）3）半精车55外圆。切削深度：单边余量z=0.45mm，a=0.45mm，进给量：f=0.56mm/r。计算切削速度：由（2）号公式得m/min确定机床主轴转速：由（3）号公式得r/min取值n=320r/min，实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：l=84mm，l=3.45mm，l=0mm由（6）号公式得min（30s）4）半精车45外圆。切削深度：单边余量z=0.45mm，a=0.45mm，进给量：f=0.56mm/r。计算切削速度：由（2）号公式得m/min确定机床主轴转速：由（3）号公式得r/min取值n=450r/min，实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：l=35mm，l=.3.45mm，l=0mm由（6）号公式得min（9s）5）半精车42外圆。切削深度：单边余量z=0.45mm，a=0.45mm，进给量：f=0.56mm/r。计算切削速度：由（2）号公式得m/min确定机床主轴转速：由（3）号公式得r/min取值n=450r/min，实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：l=100mm，l=3.45mm，l=0mm由（6）号公式得min（25s）6）半精车40外圆。切削深度：单边余量z=0.45mm，a=0.45mm，进给量：f=0.56mm/r。计算切削速度：由（2）号公式得m/min确定机床主轴转速：由（3）号公式得r/min取值n=500r/min，实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：l=115.5mm，l=3.45mm，l=0mm由（6）号公式得min（26s）6.工序钻、扩17通孔，扩22深20mm孔，及校验机床的功率和扭矩。（1）钻10孔为了避免孔的轴线偏移和刚度不足，此孔为先钻后扩。加工条件：工件材料：40Cr调质，抗拉强度Rm=810b/MPa，模锻。加工要求：孔径10mm，孔深l=331mm，精度为H12，乳化液冷却。机床：Z252型立式铣床钻头：选用直柄麻花钻，材料为高速钢。基本尺寸d=10mm，长度L=133mm，钻头长l=87mm（查询文献3表5-5），钻头寿命由文献4表2.12得，寿命T=25min。计算切削用量：查询文献4表2.7，按照当前精度H12，钢的抗拉强度810b/MPa，选取f=0.170.21mm/r，查用文献2表4.2-16选取机床进给量0.17mm/r。切削速度：查询文献4表2.13，按照抗拉强度Rm以及加工时钢的加工性分类选则切削速度v=14m/min。切削速度的修正系数为：k=1.0，k=0.79，K=0.8，K=1.0，k=0.85，故由（7）号公式得v=140.790.80.85=7.5208m/min由（3）号公式得r/min查用文献2表4.2-16选取转速为n=272r/min则实际速度由（4）号公式得m/min切削工时：由（6）号公式得min（436s）其中L=l+l+l，l=331，l=5.08，l=0（2） 扩17通孔加工条件：钻头：选用锥柄扩孔钻，莫氏锥度2号，材料为高速钢。基本尺寸d=17mm，长度L=200mm，钻头长l=105mm（查询文献3表5-9），钻头寿命由文献4表2.12得，寿命T=30min。进给量：查询文献4表2-10，按照当前精度H12，选取f=0.60.7mm/r，查表按机床进给量选取0.62mm/r。切削速度：查询文献4表2-30，由（2）号公式得m/min其中=11.1，z=0.4，=0.2，=0.5，m=0.2，k=1.0，k=0.87主轴转速：由（3）号公式得r/min查用文献2表4.2-15选取转速为n=392r/min则实际速度由（4）号公式得m/min切削工时：由（6）号公式得min（82s）其中L=l+l+l，l=331，l=2.13，l=0（3）扩22孔加工条件：孔径22mm，孔深l=20mm，精度为H12，乳化液冷却。钻头：选用锥柄扩孔钻，莫氏锥度2号，材料为高速钢。基本尺寸d=22mm，长度L=200mm，钻头长l=105mm（查询文献3表5-9），钻头寿命由文献4表2.12得，寿命T=40min。进给量：查询文献4表2-10，按照当前精度H12，选取f=0.70.9mm/r，查表按机床进给量选取0.81mm/r。切削速度：查询文献4表2-30，由（2）号公式得m/min其中=11.1，z=0.4，=0.2，=0.5，m=0.2，k=1.0，k=0.87主轴转速：由（3）号公式得r/min查用文献2表4.2-15选取转速为n=195r/min则实际速度由（4）号公式得m/min切削工时：由（6）号公式得min（9.6s）其中L=l+l+l，l=20，l=20，l=07.工序车25.3孔及倒角。（1）加工条件加工要求：粗车25.3孔内壁至要求，对25.3、22内孔进行C1倒角。机床：CA6140卧式车床外圆车刀：刀片材料YT15，刀杆尺寸16mm25mm，刀具夹角k=45，=10，=8，r=1mm（2）计算切削用量1）粗车25.3孔切削深度：单边加工余量0.15mm，分一次走刀，=0.15mm。进给量和主轴转速：与粗车时选取相同，进给量：f=0.5mm/r。切削速度：由（2）号公式得m/min机床主轴转速：由（3）号公式得r/min取值n=900r/min，实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：l=105.5mm，l=3.5mm，l=0mm，i=2由（6）号公式得min（14.5s）2）倒角加工条件：刀具：采用45高速钢车刀。进给量：查文献4表1.8，选取f=0.08mm/r。切削速度：根据机床手册，确定成型车削时一般切削速度为v=16m/min，则由（3）号公式得r/min查文献1表选取n=200r/min实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：当，l=1，l=3，i=2由（6）号公式得min（30s）8.工序车内锥孔。加工要求：车锥孔内壁至44.18mm，锥度号7：24。机床：CA6140卧式车床外圆车刀：刀片材料YT15，刀杆尺寸16mm25mm，刀具夹角k=45，=10，=8，r=1mm1）粗车切削深度：单边加工余量9.14mm，分三次走刀，ap=3mm，ap终=3.14mm。进给量与主轴转速：与粗车时选取相同，进给量：f=0.5mm/r。切削速度：由（2）号公式得m/min机床主轴转速：由（3）号公式得r/min取值n=320r/min，实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：l=66.6mm，l=3mm，l=0mm由（6）号公式得min（52s）2）精车切削深度：单边加工余量0.3mm，分一次走刀，ap=0.3mm。进给量与主轴转速：与半精车时选取相同，进给量：f=0.56mm/r。切削速度：由（2）号公式得m/min机床主轴转速：由（3）号公式得r/min取值n=450r/min，实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：l=66.66mm，l=3mm，l=0mm由（6）号公式得min（33s）9.工序铣前端面15.9mm键槽至图纸要求。（1）加工条件加工要求：粗铣左端圆面上键槽，宽度8mm，深15.9mm。机床：X62W卧式铣床铣刀：错齿三面刃铣刀，刀具规格为大径D=100mm，宽度B=10mm，齿数z=18。刀具寿命T=120min1）粗铣铣削宽度：切削方向加工总余量为8mm，留余量0.2mm，单边加工余量7.8mm，两次走刀，进给量：查询文献2表4.2-38，查得X62W铣床功率为7.5kW。工艺系统刚性为中等，查询文献4表3.3选取af=0.15mm/z。切削速度及每分进给量：查文献4表3.27，得 （14）其中Cv=24.4，qv=0.25，xv=0.2，yv=0.2，uv=0.3，pv=0.1，m=0.2，ap=88.88修正系数为：KMv=KMn=KMvf=0.54； KSv=KSv=KSvf=0.8； KZv=KZn=0.9； Ktv=0.3，Kkv=0.5=16.39机床转速由（3）号公式得，查文献2表4.2-39选取n=47.5r/min，故实际切削速度为由（4）号公式得则工作台的每分钟进给量fm=afzn（15）=0.151847.5=128.25mm/min按机床说明书选取fm=118mm/min。切削工时：l=88.88mm，l=22.35mm，l=5mm，i=2T=（16）=1.97min（118.2s）2）精铣由于此工序与粗铣采用同一刀具及机床，故进给量取一致。铣削宽度：一次走刀，ae=0.2mm。切削速度及每分进给量：机床转速取ns=150r/min实际切削速度由（4）号公式得：每分钟进给量由（15）号公式得fm=0.1518150=405mm/min按机床说明书选取fm=375mm/min。切削工时：l=88.88mm，l=22.35mm，l=5mm由（16）号公式得T=0.31min（18.5s）10.工序钻4M12、2M6孔；攻4M12、2M6螺纹。（1） 钻410.5孔加工条件：孔径12mm，孔深20mm，沉头4mm。钻头：选用锥柄麻花钻，基本尺寸d=10.5mm，钻头长l=94mm，寿命T=45min。进给量：查文献4表2.7选取进给量f=0.25mm/r。切削速度：查询文献4表2-13，选取切削速度v=12m/min。切削速度的修正系数kv=0.736，由（7）号公式得v=120.736=8.83m/min由（3）号公式得n=267.8r/min查用文献2表4.2-15选取转速为n=272r/min则实际速度由（4）号公式得v=8.967m/min切削工时：由（6）号公式得min（97s）其中L=l+l+l，l=24，l=3.6，l=0，i=4（2） 钻25孔加工条件：孔径6mm，孔深15mm。钻头：选用锥柄麻花钻，基本尺寸d=5mm，钻头长l=52mm，寿命T=45min。进给量：查询文献4表2.7选取进给量f=0.18mm/r。切削速度：查询文献4表2-13，选取切削速度v=12m/min。切削速度的修正系数kv=0.736，由（7）号公式得v=120.316=8.83m/min由（3）号公式得r/min查用文献2表4.2-15选取转速为n=545r/min则实际速度由（4）号公式得m/min切削工时：由（6）号公式得min（23s）其中L=l+l+l，l=15，l=3.6，l=0，i=2（3） 攻4M12螺纹1）加工条件刀具：查询金属切削原理与刀具5，选用细牙普通螺纹用丝锥，基本尺寸d=12mm，螺距P=1.5mm，寿命T=30min。2）计算切削用量进给量：查询文献4表2.10选取进给量f=0.6mm/r。切削速度：查询文献4表3-63，选取切削速度v=10.8m/min。由（3）号公式得r/min查用文献2表4.2-15选取转速为n=272r/min则实际速度由（4）号公式得m/min切削工时：由（6）号公式得min（46s）其中L=l+l+l，l=26，l=2.6，l=3，i=4（4） 攻2M6螺纹加工条件：刀具：选用细牙普通螺纹用丝锥，基本尺寸d=6mm，螺距P=0.75mm，寿命T=30min。进给量：查询文献4表2.10选取进给量f=0.5mm/r。切削速度：查询文献4表3-63，选取切削速度v=7.5m/min。由（3）号公式得r/min查用文献2表4.2-15选取转速为n=392r/min则实际速度由（4）号公式得m/min切削工时：由（6）号公式得min（19s）其中L=l+l+l，l=15，l=2.2，l=3，i=211.工序精车各外圆表面；车退刀槽，越程槽以及倒角（1）加工条件加工要求：精车88.88、65、55、45、42、40外圆，车退刀槽、越程槽及对各圆台阶面进行倒角。机床：CA6140卧式车床外圆车刀：刀片材料YT15，刀杆尺寸16mm25mm，刀具夹角k=45，=10，=8，r=1mm（2）计算切削用量因该零件台阶较多，并且各段切削深度出入不大，如果加工时逐一使用不同转速及不同进给量，则加工效率低下，故在不影响加工精度情况下，此六段外圆均采用相同转速及进给量。1）精车88.88切削深度：单边余量z=0.3mm，一次走刀，a=0.3mm。（以下精车外圆切削用量如未特别之处，则皆取单次走刀）进给量：表面粗糙度为Ra=6.3，r=1mm，查用文献4表3-14得f=0.450.8，按机床说明书选取f=0.45mm/r。计算切削速度：由（2）号公式得m/minT=60min，C=242，x=0.15，y=0.35，m=0.20，修正系数k查询文献4表1.28，得k=0.74，k=0.8，k=1.0，k=1.0，k=1.0，k=1.0确定机床主轴转速：由（3）号公式得r/min按机床说明书（查询文献2表4.2-8）取值n=400/min。所以实际切削速度为由（4）号公式得m/min切削工时：l=35.5mm，l=3.3mm，l=3mm由（6）号公式得min（14s）2） 精车65切削深度：单边余量z=0.35mm，a=0.35mm。进给量：表面粗糙度为Ra=0.8，r=1mm，查用文献4表3-14得f=0.170.2，按机床说明书选取f=0.2mm/r。计算切削速度：由（2）号公式得m/minT=60min，C=291，x=0.15，y=0.2，m=0.20，修正系数k查询文献4表1.28，得k=0.74，k=0.8，k=1.0，k=1.0，k=1.0，k=1.0确定机床主轴转速：由（3）号公式得r/min按机床说明书（查询文献2表4.2-8）取值n=560/min。所以实际切削速度为由（4）号公式得m/min切削工时：l=64mm，l=3.35mm，l=0mm由（6）号公式得T=min（36s）3） 精车55切削深度：单边余量z=0.3mm，a=0.3mm，进给量：f=0.45mm/r确定机床主轴转速：取值n=400r/min，计算切削速度：实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：l=96mm，l=3.45mm，l=0mm由（6）号公式得min（33s）4） 精车45切削深度：单边余量z=0.25mm，a=0.25mm，进给量：f=0.45mm/r确定机床主轴转速：取值n=400r/min，计算切削速度：实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：l=35mm，l=3.45mm，l=0mm由（6）号公式得min（13s）5） 精车42切削深度：单边余量z=0.25mm，a=0.25mm，进给量：f=0.45mm/r确定机床主轴转速：取值n=400r/min，计算切削速度：实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：l=100mm，l=3.45mm，l=0mm由（6）号公式得min（35s）6） 精车40该工步与精车65表面粗糙度相同，故进给量与主轴转速同取65。切削深度：单边余量z=0.25mm，a=0.25mm，进给量：f=0.2mm/r确定机床主轴转速：取值n=560r/min，计算切削速度：实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：l=115.5mm，l=3.45mm，l=0mm由（6）号公式得min（63.7s）（7）车退刀槽31.5mm加工条件：刀具：选用高速钢切槽刀，刀片材料W18Cr4V，刀杆尺寸16mm16mm，刀片宽度W=3mm，寿命T=60min。切削深度：ap=1.5mm进给量：查询文献4表1.7，工件直径45mm，切槽宽度3mm，加工材料为碳素钢，进给量为0.130.16mm/r，选取f=0.16mm/r。切削速度：为缩短辅助时间，提高生产效率，在保证精度要求的条件下，采用主轴转速n=450r/min。则实际速度由（4）号公式得m/min切削工时：由（6）号公式得min（4.5s）其中L=l+l+l，l=（d-d1）/2，l=4，l=0（8）车越程槽31mm加工条件：刀具：同样选用高速钢切槽刀，刀片材料W18Cr4V，刀杆尺寸16mm16mm，刀片宽度W=3mm，寿命T=60min。切削深度：ap=4mm进给量：查文献4表1.7，选取f=0.16mm/r。切削速度：主轴转速取n=450r/min则实际速度由（4）号公式得m/min切削工时：由（6）号公式得min（4s）其中L=l+l+l，l=（d-d1）/2，l=4，l=0（9）倒角对各轴台阶部分进行C1的倒角加工条件：刀具：采用45高速钢车刀。进给量：查文献4表1.8，选取f=0.08mm/r。切削速度：根据机床手册，确定成型车削时一般切削速度为v=16m/min，则由（3）号公式得r/min查文献1表选取n=80r/min实际切削速度由（4）号公式得m/min切削工时：当L=l+l+l，l=2，l=4，l=0，i=4由（6）号公式得min（225s）12.工序铣对称键槽至图纸要求（1）加工条件加工要求：铣55圆面上对称腰型键槽，宽度8mm，深8mm。机床：X51立式铣床刀具：选用直柄键槽铣刀，刃宽d=8，刀刃长度l=14mm，齿数z=3。刀具寿命T=60min（2）计算切削用量1）粗铣铣削宽度：切削方向加工总余量为8mm，留余量0.2mm，单边加工余量7.8mm，两次走刀，进给量：查询文献4表3.3,af=0.100.15mm/z，选取af=0.15mm/z。切削速度及每分进给量：查文献4表3.27，得（17）其中Cv=21.5，qv=0.45，xv=0.1，yv=0.5，uv=0.5，pv=0.1，m=0.33，ap=8修正系数为：KMv=KMn=KMvf=0.69； KSv=KSv=KSvf=0.8； KZv=KZn=1.02； Kkv=0.5m/min机床转速由（3）号公式得，查文献2表4.2-39选取n=490r/min，故实际切削速度由（4）号公式得则工作台的每分钟进给量由（15）号公式得fMz=0.154903=220mm/min按机床说明书选取fMz=205mm/min，垂直进给量选取fMc=20mm/min切削工时：h=8mm，l1=2mm，l=25mm，d=8mm（18）=1.165min（70s）2）精铣由于此工序与粗铣采用同一刀具及机床，故进给量取一致。铣削宽度：一次走刀，ae=0.2mm。切削速度及每分进给量：机床转速取ns=1225r/min实际切削速度为由（4）号公式得每分钟进给量由（15）号公式得fm=0.1531225=551mm/min按机床说明书选取fm=510mm/min，垂直进给量选取fMc=20mm/min切削工时：h=8mm，l1=2mm，l=25mm，d=8mm由（18）号公式得min（64s）13.工序车M451.5螺纹（1）加工条件加工要求：车螺纹M45，螺距1.5mm。机床：CA6140卧式车床外圆车刀：刀片材料W18Cr4V，刀杆尺寸16mm25mm，刀具夹角k=45，=10，p=6，=5，r=1mm。刀具寿命T=60min。（2）计算切削用量切削深度：公称直径D=45mm，螺距P=1.5mm，查询文献4表1.16可知粗加工走刀次数i=4，ap=0.15mm精加工走刀次数i=2，ap=0.5mm，ap终=0.013mm进给量：选取和精车时相同的进给量f=0.45mm/r。计算切削速度：查询文献3表3-57，采用高速钢刀具，T=60min，粗车螺纹切削速度vc=36m/min，精车螺纹切削速度vc=64m/min确定机床主轴转速：粗车螺纹时：由（3）号公式得r/min按机床说明书取值n1=250/min。实际切削速度为由（4）号公式得m/min精车螺纹时：由（3）号公式得r/min按机床说明书取值n1=450/min。实际切削速度为由（4）号公式得m/min切削工时：l=32mm，l=3mm，l=2mm，i1=4，i2=2粗车螺纹加工工时：由（6）号公式得min（79s）精车螺纹加工工时：由（6）号公式得min（22s）15.工序粗精磨40，65圆（1）加工条件加工要求：粗精磨40，65圆。机床：M120万能外圆磨床刀具：查询文献5表3.2，按照加工要求选则，结果为WA54KV6P60063305其含义为砂轮磨料为白刚玉，选择砂轮粒度为54#，硬度选择中软1，结合剂选择陶瓷结合剂，磨具组织为6号，形状为平形砂轮，其尺寸为600mm63mm305mm。刀具寿命T=60min。（2）切削用量的选择1）粗磨65外圆切削用量：查询文献2表4.2-29机床说明书，砂轮转速n砂=1110r/min由（4）号公式得轴向进给量：fa=0.6B=39mm（双行程）工件速度：vw=26.4m/min（查询文献3表3-101）径向进给量：fr=0.025mm/双行程切削工时:长度L=64，单面加工余量zb=0.1，系数K=1.1Tj=（19）min（0.78s）2） 粗磨40外圆切削用量：与粗磨65时相同，砂轮转速n砂=1110r/min实际速度v=34.85m/s轴向进给量：fa=0.6B=39mm（双行程）径向进给量：fr=0.025mm/双行程工件速度：vw=26.4m/min切削工时:长度L=64，单面加工余量zb=0.1，系数K=1.1由（19）号公式得min（1.4s）3） 精磨刀具：查询文献5表3.2，按照加工要求选则，结果为WA100HV3P30040127切削用量：砂轮转速n砂=2200r/min实际速度由（4）号公式得轴向进给量：fa=0.5B=20mm（双行程）径向进给量：fr=0.005mm/双行程工件速度：vw=30m/min切削工时:精磨65外圆：长度L=64，单面加工余量zb=0.06，系数K=1.4由（19）号公式得min（2.93s）精磨40外圆：长度L=115，单面加工余量zb=0.06，系数K=1.4由（19）号公式得min（5.27s）16.工序粗精磨左右端面（1）加工条件机床：M120万能外圆磨床刀具：查询文献5表3.2，按照加工要求选则，选用WA50LV6P1602575（2）切削用量的选择1） 粗磨左右端面计算切削用量：查询文献2表4.2-29机床说明书，砂轮转速n砂=1110r/min由（4）号公式得轴向进给量：fa=0.6B=15mm工件速度：vw=12m/min（查询文献3表3-101）径向进给量：fr=0.01mm切削工时:粗磨88.88左端面L=（20）单面加工余量zb=0.1，系数K=1.0，Z=1由（19）号公式得min（11.45s）粗磨88.88右端面长度由（20）号公式得单面加工余量zb=0.1，系数K=1.0，Z=1由（19）号公式得min（6.72s）粗磨40端面长度由（20）号公式得=55单面加工余量zb=0.1，系数K=1.0，Z=1由（19）号公式得min（7.92s）2） 精磨左右端面刀具：查询文献5表3.2，选用结果为WA70HV3P1602575计算切削用量：砂轮转速n砂=2200r/min实际速度v=1105m/min轴向进给量：fa=0.25B=6.25mm（双行程）工件速度：vw=12m/min（查询文献3表3-101）径向进给量：fr=0.005mm/双行程切削工时:精磨88.88左端面长度由（20）号公式得单面加工余量zb=0.06，系数K=1.0，Z=1由（19）号公式得min（16.63s）精磨88.88右端面长度由（20）号公式得单面加工余量zb=0.06，系数K=1.0，Z=1由（19）号公式得min（9.83s）精磨40端面由（20）号公式得长度单面加工余量zb=0.06，系数K=1.0，Z=1由（19）号公式得min（11.52s）3.6工艺规程总结以上的整个工艺设计过程计算，14道工序计算，共包括了各工序采用机械加工来达到毛坯形状尺寸表面相互位置和表面粗糙度的过程。最后将以上各工序切削计算、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片，见附录。4夹具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。在与指导老师的商议下，本次加工工艺规程选用工序作为专业夹具设计：设计钻4M12、2M6螺纹孔的钻模。本夹具将用于Z525立式钻床。刀具为两把锥柄麻花钻，可对工件两不同尺寸的螺纹孔进行同时加工。4.1问题的提出 本夹具主要用来加工大端面的六个孔，但由于该零件为长轴类零件，且零件作为底孔加工主要承受轴向载荷，小端面直径为40与大端面尺寸相差较大，故不能直接使用小端面作为定位面。因此在实际加工中，应在88.88台肩处安装一个套筒，以提高零件轴向刚度，同时也能缩减拆卸安装时间，方便加工。4.2夹具的设计4.2.1定位基准的选择由零件图可知，六个螺纹底孔为同一个圆心，故设计基准为螺纹孔的中心轴线。为了消除定位误差，让定位稳定，应该选择以内锥孔定位的夹具。在这里我选用圆锥台为第一定位面，套筒的平面作为第二定位面。加工中除了轴向定位，还应当考虑零件在直径方向上的旋转力，故应当在圆锥台上设计一个定位块，使得能够消除z轴方向的旋转。定位基准结构示意图如下：图4 钻螺纹底孔工序定位原理图图中圆锥台限制了三个自由度。凸台限制了，套筒平面限制了。4.2.2切削力和夹紧力的计算刀具：两把锥柄麻花钻，分别是直径5、10，由于10的孔钻销量最大，故计算10孔的切削力即可。轴向力的计算：查询文献3表3-36，得（21）其中CF=833.85，xF=1，yF=0.7，d0=12，f=0.25mm/rN切削扭矩的计算：查询文献3表3-36，得（22）其中CM=333.54，xM=1.9，yM=0.8，d0=12，f=0.25mm/rNm切削功率的计算：查询文献3表3-36，得（23）其中机床转速n=97r/min（1.62r/s）KW夹紧力的计算：工件在钻孔时受到轴向力的作用，而该夹具夹紧力与切削方向一致，因此仅需要较小的夹紧力来防止工件在加工时进行振动或者转动即可。而该夹紧力为工件在非加工状态下夹紧装置机构夹紧，并不需要详细计算。图5
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