加工工艺说明书

1、1：零件的工艺分析及生产类型的确定该零件的材料为40Cr合金结构钢，40Cr 材料性能 40Cr是一种最常用的合金调质钢。用于较重要的调质零件，如在交变载荷下工作的零件，中等转速和中等截面的零件；经调质并高频表面淬火后可用于耐磨性和载荷包较高而无很大冲击的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、连杆螺钉等。 标准：GB/T 3077-1999 化学成份： 碳 C ：0.370.44 硅 Si：0.170.37 锰 Mn：0.500.80 硫 S ：允许残余含量0.030 磷 P ：允许残余含量0.030 铬 Cr：0.801.10 镍 Ni：允许残余含量0.030 铜 Cu：允许残余含量0.030

2、 力学性能： 抗拉强度 b (MPa)：980(100) 屈服强度 s (MPa)：785(80) 伸长率 5 ()：9 断面收缩率 ()：45 冲击功 Akv (J)：47 冲击韧性值 kv (J/cm2)：59(6) 硬度 ：207HB 40Cr是一种典型的调质钢,广泛的应用在机床,汽车,拖拉机中的重要零件.常用热处理工艺是调质. 淬火(850摄氏度,油淬),回火(500摄氏度,水冷),即调质处理.牌号机械及物理性能抗拉强度 b (MPa)屈服强度 s (MPa)伸长率 5 ()断面收缩率 ()冲击功 Akv (J)冲击韧性值 kv (J/cm2)硬度试样毛坯尺寸40Cr980(100)7

3、85(80)9454759(6)207HB25mm 零件图 从零件图上看该零件的主要加工表面有以25花键孔为主的圆柱内表面，其中包括21的小孔及25的大孔以及宽度为5的花键槽的加工外圆表面的加工，其中包括60外圆的加工及外圆上成形表面的加工端面的加工：主要包括车刀车端面及倒角的加工生产纲领的确定：该零件的生产纲领为8000件/年，由此可确定该零件为大批量生产2：选择毛坯，确定毛坯尺寸该零件为大批量生产，故毛坯的制造应选择锻造。毛培图是根据产品零件设计的，经查机械加工工艺手册金属机械加工工艺人员手册可得粗车，半精车，精车的余量从而得到毛坯的加工余量进而得到毛坯的尺寸，由该零件图的形式可知，毛坯应

4、该选择棒料，确定粗加工余量为6mm，半精加工余量为4mm，故最终确定毛坯的直径为70取毛坯的长度为200一个毛坯可以加工多个零件。3 选择加工工艺方法，制定工艺加工路线粗基准的选择在轴类零件的加工中，应该以内孔的中心线做为基准，现选取21的花键内孔中心线做为粗基准。 精基准的选择在精基准的选择过程中要考虑多方面的问题，主要是基准的重合问题。当设计基准与工序基准不能重合时，应进行换算。零件表面加工方法的选择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，而要使用几道工序来达到零件图纸的要求，根据本零件的要求要选择粗加工和半精加工零件加工的顺序先粗后精：先安排粗加工工序，在安排精加工工序

5、，粗车在较短的时间内将大部分余量切除，半精车则满足零件的精度和粗糙度要求。基面先行的原则该零件进行加工时，要先加工端面，再以右端面外圆柱面为基准来加工，一方面是利用加工过的平面定位，另一方面在加工过的平面上加工孔更能保证孔的精度根据以上原则最终确定的加工工序为：工序1：粗车 包括粗车右端面和粗车外圆。工序2：热处理工序3：半精车 包括半精车端面和外圆，其中外圆要半精车到规定尺寸工序4：加工孔 包括钻孔和粗镗及精镗孔工序5：成形外表面 主要有成形车刀对外表面进行加工工序6：花键孔的加工 用拉刀对工件进行拉削成形工序7：倒角及进行工件的切断工序8：去毛刺工序设计工序1 3 4 5 7 是粗车，半精

6、车，孔的加工和成形表面的加工，所需的转速都不高，在一般车床上就能完成加工，故选择型号为CA6140的普通车床即可。工序6为花键槽的加工，需要在拉床上加工，选择卧式内拉床，其型号为L6110夹具的选择本零件除拉花键槽以外，全部采用通用夹具，在车床上一律采用三爪卡盘刀具的选择在成形表面时要用到成形车刀，成形车刀的制造复杂，故选用高速钢。在本次加工中选择高速钢W18Cr4v的成形车刀，其余的参数在成形车刀设计部分右详细的说明，车外圆和端面时车刀的选择，选择硬质合金刀头，其牌号为YT15的45度车刀。量具的选择由于本零件属于大批量生产，故尽量采用采用通用夹具，故根据尺寸公差的要求用游标卡尺，千分尺。由

7、于花键槽的检测较麻烦，故用花键止通规来检验。 工序尺寸的确定确定圆柱面的工序尺寸，圆柱表面的多次加工尺寸只与加工余量有关。前面已确定圆柱面的加工余量，应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后有后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定，并按“入体原则”标注公差，轴的上偏差0孔的下偏差为0 车外圆的加工余量计算工序名称工序间余量/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm半精车20.5公差等级为中等m6.360600.3半精车11.5IT1112.561粗车3IT132064毛坯270702 孔的加工余量计算 工序名称工序间余量/mm经济精度/

8、mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm精镗1IT83.221半精镗3IT116.320粗镗4IT131317打孔11IT132013打定位孔4IT13204 确定各个工序中的切削用量:车外圆时的切削用量的确定材料为40Cr合金结构钢，调质处理，所选刀具为牌号为YT15的硬质合金钢，车床为CA6140型。粗车外圆时时切削用量的确定：根据工件的材料及热处理状态条件，查机械工程制造原理粗车时选择=3mm f=0.5mm/r初步选择速度为=60m/min代入公式=可得n=279r/min.故选n=320r/min 此时=64.3m/min半精车外圆时切削用量的确定第一次半精车

9、时=1.5mm，f=0.2mm/r，故可初步选定切削速度=100m/min 将此速度代入公式=可求得转速n=497.6r/min故取转速为500r/min故速度为=100.48第二次半精车时其进给量f与第一次半精车时相同，=0.5mm速度仍选择=100m/min带入公式=可得n=522r/min故取转速为500r/min,此时的速度=95.77m/min加工孔时的切削用量的选择加工孔时在车床上进行的，其型号为CA6140,查机械制造工艺设计参考资料表248可选择加工直径为2的孔时=18m/min。带入公式=可得n=1433r/min。CA6140最高转速为1400r/min。故此时的速度为8.

10、79m/min。采用手动进给的方式 钻直径为13的孔时可选=18m/min。代入公式=可得n=440.96r/min。故选择机床转速为450r/min。此时的速度=18.37m/s=5.5mm f=0.2mm/r镗孔时切削速度的确定：查机械制造工艺设计参考资料表255可确定粗镗时的切削速度=18m/min.带入公式=可得n=374.7r/min故选取n=400r/min.此时 =21.35m/min半精镗时切削速度为30m/min。带入公式=可得n=477.7r/min 取n=500r/min代入公式=得=31.4m/min精镗时的切削速度为80m/min。带入公式=可得n=1213r/min

11、，选取n=1120r/min代入公式算的=73.8m/min查机械制造工艺设计手册表322.选镗刀刀杆伸出长度为100mm。可查得进给量粗镗为0.3mm/r半精镗为0.2mm/r精镗为0.1mm/r根据镗孔的大小可确定粗镗时=2mm半精镗时=1.5mm精镗时=0.5mm成形车刀加工外表面时切削用量的确定查机械制造工艺设计手册表321可确定f=0.050 =0.516m/s代入公式=得n=164.33故选取机床的转速n=160r/min其=30.144m/min其由成形车刀的形状而定。拉花键槽时切削用量的确定查机械制造工艺设计手册表366根据材料的抗拉强度 b (MPa)：980及拉刀的类型选择

12、拉刀的进给量0.03mm/r及表387根据材料科确定切削速度级别为一级。查表388可确定该速度为=4.8m/min车端面时的切削用量的确定粗车端面时的进给量，查机械制造工艺设计手册表313加工材料为合金结构钢，选取车刀刀杆尺寸BXH（mm）=16X25,工件的直径为70查选取=2mm,则进给量f=0.6mm由于切削速度不限制故选取=64.3m/min.半精车端面时，查机械制造工艺设计手册表314.表面粗糙度Ra=6.3加工材料为钢，选取车刀副偏角为5°刀尖半径为1.0mm，故进给量为0.55mm/r由于切削速度不限制故选取=100.48m/min，=1mm切断工件时切削用量的选择查机

13、械制造工艺设计手册表316，选取切断刀的切宽宽度为3mm加工材料为钢，故取进给量为f=0.10mm/r =3mm工时的计算该零件的生产纲领为8000件/年，假定一年工作200天，每天工作6个小时，则完成该生产纲领每件需要的时间为t=200*7*60/8000=10.5min确定完成各个工序所需要的时间粗加工工件所需时间 1. 车端面的时间 =0.36min粗车外圆的时间=37/0.5*320=0.225min则完成本工序的时间=（0.36+0.225）*200%=1.17min2半精车工序的时间车端面=0.32min半精车1 =36/500*0.2=0.36min半精车2的时间与半精车1的时间

14、相同故本工序的时间=（0.32+0.36*2)*2=2.08min3 打孔工序的时间=30/(450*0.2)=0.33min故本工序的时间=0.33*200%=0.67 min4 镗孔工序的时间第一次镗孔时间=30/(400*0.30)=0.25min第二次镗孔时间=30/(500*0.2)=0.3min第三次镗孔时间=30/(1120*0.1)=0.27min故本工序的时间=(0.25+0.3+0.27)*2=1.64min5 成形外表面的时间=5/(160*0.05)=0.625故本工序的时间=0.625*200%=1.25min6切断工序时间=(2*30)/0.5/200=0.6min

15、故本工序时间=1.2min成形车刀设计说明被加工零件如图1.所示，工件材料为：40Cr 零件图棱体成形车刀的结构尺寸棱体成形车刀多采用燕尾结构，夹固可靠，能承受较大切削力。主要结构尺寸有：刀体总宽度、刀体高度、刀体厚度B及燕尾尺寸M等。（1） 刀体总宽度，如图所示，式中：成形车刀切削刃总宽度，工作廓形宽度；成形车刀的附加刀刃；为避免切削刃转角处过尖而设的附加刀刃宽度，常取为0.53mm。为考虑工件端面的精加工和倒角而设的附加刀刃宽度，其数值应大于端面精加工余量和倒角宽度。为使该段刀刃在主剖面内有一定后角，常作成偏角，b值取为13mm；如工件有倒角，值应等于倒角角度值，b值比倒角宽度大11.5m

16、m为保证后续切断工序顺利进行而设的预切槽刀刃宽度，值常取为38mm为保证成形车刀刀刃延长到工件毛坯表面之外而设的附加刀刃宽度，常取=0.52mm。（2） 刀体高度H 刀体高度H与机床横刀架距中心高度有关。应在机床刀夹空间允许的条件下，尽量取大些，以增加刀具的重磨次数。一般推荐H=55100mm。（3） 刀体厚度B 刀体厚度B应保证刀体有足够强度，要易于装入刀夹，排屑方便，切削顺利。最小厚度应满足，为工件最大廓形深度。（4） 燕尾测量尺寸M 燕尾测量尺寸M值应与切削俄未能总宽度相适应。此外，为调整棱体成形车刀的高度，增加成形车刀工作时的刚度，刀体地不做有螺孔以旋入螺钉，螺孔常取M6。棱体成形车刀

17、的材料和结构尺寸1选择刀具材料选择普通高速钢W18Cr4V制造2选择前角与后角查成形车刀的设计与制造表13材料的抗拉强度 b (MPa)：980可得选取前角=5°后角=10°3 画出刀具廓形计算图 a=2mm b=2mm c=6mm d=1mm标出工件廓形各组成点1-24以0-0线（通过7,12,17点的切削刃）为基准（以便于对刀），计算出1-24各点处的计算半径（为避免尺寸偏差值对计算准确性的影响，故常采用计算尺寸计算半径、计算长度和计算角度来计算）基本半径4-5 9-10 14-15 19-20四段半径相等，记为=30+0=30mm6,8,11,13,16,18点处的半

18、径相等，记为=27.5+0=27.5mm7,12,17处点的半径相等，记为=25+0=25mm21-22处的半径记为=27.5+0=27.5mm在以4点为基点，计算出计算长度=5-1=4mm=10mm=30-1=29mm1） 确定刀具结构尺寸=+a+b+c+d=29+2+2+6+1=40mm 查道具课程设计指导书表3.1棱体成形车刀结构尺寸可确定刀体高度H=80mm，刀体厚度B=25mm燕尾测量尺寸M= F=25mm E= f=8 d=80.005用计算法求出N-N剖面内刀具廓形上各点至7,12,7点（零点）所在后刀面的垂直距离之后选择45段廓形为基准线，计算出刀具廓形上各点到该基准线的垂直距离，即为所求的刀具扩线深度表1 棱体成形车刀廓型计算表h=sin =25sin5°=2.17889 =cos=25cos5°=24.90487廓形组成点取值精度0.001取值精度0.0017,12,17（作为0点）255.00000-4.84510.14，5 9，10 ，14，15 19，2030=arcsin（2.17889 /30)=4.16504=30cos4.16504=29.92077=29.92077-24.90478=5.01599=5.015