输出轴零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计

中北大学

XXXX说明书

学生姓名：学号：

学院：_________________________________

专业：_________________________________

题目：_________________________________

输出轴的机械加工工艺规程与夹具设计

指导教师：职称:

_____________职称:___________

20**年12月5日

刖后

机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以

及大部分专业之后进行的。这是我们进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入

的综合性的链接，也是一次理论联系实际训练。因此，它在我们的大学学习生.活

中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来

将从事的工作进行一次适应性训练，从锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为

今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。我也相信通过课程设计能将零

碎的知识点都联系起来，系统而全面的做好设计。

本次课程设计是机械制造工艺学这门课程的•个阶段总结，是对课堂中学习

的基本理论和在生产实习中学到的实践知识的一个实际应用过程。由于知识和经

验所限，设计会有许多不足之处，所以恳请老师给予指导。

目录

前言......................................................2

一•零件的工艺分析及生产类型的确定........................3

（二）零件的材料及其力学性能...........................3

二•选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图..................4

1选择毛坯.............................................4

2毛坯尺寸的确定.......................................5

四•工序设计..............................................9

1选择机床根据工序选择机床...........................9

2选用夹具............................................10

3选用刀具............................................10

4确定工序尺寸........................................10

五、夹具设计.............................................20

六、设计心得.............................................23

七、参考文献.............................................24

-・零件的工艺分析及生产类型的确定

（一）零件的作用

题目所给定的零件为CA6140车床输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使车

床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。

（-）零件的材料及其力学性能

轴），在质量允许下采用锻件。由于毛坯经过加热，锻造后能使金属内部的纤维

组织表面均与分布，可获得较高的抗拉，抗弯及抗扭强度，所以除光轴外直径相

差不大的阶梯轴可使用热轧棒料或冷轧棒料，一般比较重要的轴大部分都采用锻

件，这样既可以改善力学性能，又能节约材料，减少机械加工量。

根据生产规模的大小，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻。自由锻多用于中小

批量生产；模锻适用于大批量生产，而且毛坯制造精度高，加工余量小，生产效

率高，可以锻造形状复杂的毛坯。本零件生产批量为大批量，所以综上所叙选择

模锻。

2毛坯尺寸的确定

毛坯（锻件）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》知精车-半精车-粗车各余量,从而可得毛坯余量。结果

为：外圆角半径：〃=2；内圆角半径：R=3。外模锻斜度a=5。，内模锻斜度

。=7。。卜图为本零件的毛坏图

毛

坯图

选加工方法，制定加工艺路线

1定位基准的选择

本零件为带孔的管状零件，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），

为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵守“基准重合”

的原则。由于本零件全部表面都需要加工，而孔作为精基准，应先进行加工，因

此应选外圆及一端面为粗基准。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655外圆柱面作

为粗基准来加工6176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，6176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。

2零件表面加工方法的选择

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

儿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。

①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，如加工小176、小55、力60、665、675外圆

柱表面。

②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655、660、665、675外圆柱面，680、620孔等。

③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。

④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

零件输出轴材料为45钢，在加工过程中预备热史理是在毛坏锻造之后消除零件

的内应力。

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655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。

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。

先面后孔

对该零件应该先加工圆柱表面，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，所以对于输出轴来讲先加工6176外圆柱面，做为定位

基准再来加工其余各孔。

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，并且利于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。

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和我们学校的具

体加工条件，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

4>176外圆柱面Ral2.5自由公差粗车

4>176端面Ra3.2IT7粗车-半精车

4)55外圆柱表面Rai.6IT6粗车

-半精车-精车

660外圆柱面RaO.8IT6粗车

-半精车-精车

665外圆柱面Rai.6IT6粗车

-半精车-精车

675外圆柱面Ra0.8IT6粗车

-半精车-精车

中心孔Rai.6IT6钻孔-钱孔

650内圆柱面Ra6.3自由公差粗铳

4)80孔Ra3.2IT7粗镣-

半精镇-精镇半04孔Ra6.3自由公

差粗健

620通孔Ra3.2IT7钻孔-

扩孔-钱孔

左端面Ra6.3粗

车

右端面Rai.6用车

-精车

键槽Ra3.2IT9殂铳

-半精铳-精铳

倒角Ra6.3粗

车

3制定艺路线

按照先加工基准面，先粗后精，基准统一等原则，该零件加工可按下述工艺

路线进行：

备料-一模锻一-车端面打中心孔-一粗车外圆一-调质--车端面修中心孔

――精车外圆--精像孔一钻均布的孔一铳键槽一钻斜孔一去毛刺一检验

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。可以初步确定加工工艺

路线，具体方案如下：

方案

1备料

锻造毛坯

2粗车

粗车右端面及圆柱面，半精锤650,4)80,6104的孔，钻中心孔

3粗车

粗车655,<1)60,小65,。75外圆柱面，30°斜面，，钻中心孔，倒角

4调制处理

5精校中心孔

6半精车

半精车6176端面，半精链680的孔

8精镶

精镇680的孔到达要求

7半精车

半精车655,小60,<>65,小75外圆柱面

9精车

精车655,<|)60,665,675外圆柱面到达要求

10钻孔

钻620的底孔，扩620的孔，较620的孔到达要求

11铳键槽

铳键槽到规定的要求

12钻斜孔

钻4>8的孔

13去毛刺

14检验

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。

机械加工工艺过程。

四・工序设计

1选择机床根据工序选择机床

(1)工序2、3、6,7,9是粗车和精车。各工序的工步数不多，大批大量生

产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，

选用最常用的CA6140型卧式车床。

(2)工序2、8为链削。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜

在车床上镶孔，选用C616A型卧式车床。

（3）工序11铳削。工序工步简单，外廓尺寸不大，考虑本零件属成批大量

生产，所选机床使用范围较广泛为宜，故可选常用用的X61W型铳床能满足加工

要求。

（4）工序10和12是扩、钻、较孔。可采用专用的分度夹具在立式钻宋上

加工，故选用Z525O

2选用夹具

本零件除铳销，钻小孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即

可。前车销工序用三爪自定心卡盘和心轴。

3选用刀具

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：90°半精车，精车外圆柱面：前角为90°的车刀。钻头：高速钢刀具，直

径为630；直径为扩孔钻：直径为＜1）19.8；较刀：直径为小20。锤刀，

刀杆长度为200.BXH=16X25o

4确定工序尺寸

确定圆柱面的工序尺寸圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。

前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工

余量，然后由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。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表:

工序工序设

工序内容工艺装备

号名称备

1备料锻造毛坯

粗车，（Z179外圆柱面至。176及端面至CA6140车YT5硬质合金车刀，外径千分

2粗车

31,倒角，钻中心孔床尺，三爪自定心卡盘

粗镜047的孔至。50,C77的孔至CCA6I40车YT5硬质合金镇刀

3粗镜

78.5,。100的孔至C104床游标卡尺，三爪自定心卡盘

粗车C6I,C66,。71,C8L的外圆柱

CA6I40车YT5硬质合金车刀，外径千分

4粗车面至。58,063,068,078,斜面，倒

床尺，三爪自定心卡盘

角，钻中心孔

YT5硬质合金车刀，外径千分

5热处理

调质处理尺，三爪自定心卡盘

CA6140车YT5硬质合金控刀

6较孔精锐中心孔至R1.6

床游标卡尺，三爪自定心卡盘

CA6140车YT15硬质合金车刀，外径千分

7半精车

半精车右大端面至30,粗糙度R3.2床尺，专用夹具

CA6140车YT15硬质合金镶刀

8半精镇

半精镇G78.5的内孔至。79.5床内径千分尺，专用夹具

CA6140车

9校孔精较。80的内孔到要求，倒角较刀，内径千分尺，专用夹具

床

C58,G63,068,078的外圆柱面至0CA6140车YT15硬质合金车刀，外径千分

10半精车

56,C6I,C66,076床尺，专用夹具

CA6140车YTR。硬质合金车刀.外径千分

11精车。55,G60,。65,C75的外圆柱面

床尺，专用夹具

麻花钻头，游标卡尺，专用夹

12钻孔均布的10个孔到018Z35

具

硬质合金扩孔钻，内径千分

13扩孔扩均布的10个孔到。19.5Z35

尺，专用夹具

硬质合金钱刀内径千分尺，专

14皎孔精较均布的10个孔到。20,R3.2Z35

用夹具

圆盘铳刀，游标卡尺：专用夹

15粗诜键槽XK5025

具

圆盘铳刀，专用夹具，内径干

16半精铳键槽XK5O25

分尺

圆盘铳刀，专用夹具，内径干

17精铳键槽至R3.2,达到公差要求XK5025

分尺

硬质合金钻头，游标卡尺，专

18钻孔斜孔Z535

用夹具

CA6I40车

19去毛刺去毛刺

床

20检验

1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F：

表3外圆柱面6176轴段加工余量计算

工序间工序工序基本标注工序

工序名称

余量/mm经济精度/mm表面粗糙度RJPm尺寸/mm尺寸公差/mm

粗车3IT1212.5176加76.0.4

毛坯±2179如79±2

表4外圆柱面655轴段加工余量计算

工序间工序工序基本标注工序

工序名称

余量/mm经济精度/mm表面粗糙度R/um尺寸/mm尺寸公差/mm

精车1IT61.655姬5_oo]9

半精车2IT103.256姬6-0.120

粗车3IT126.358姬8.03

毛坯±261。61±2

表5060轴段加工余量计算

工序间工序工序基本标注工序

工序名称

余量/mm经济精度/mm表面粗糙度RJum尺寸/mm尺寸公差/mm

精车11T61.66。^-0.019

半精车21T103.261。61?0120

粗车3IT126.363。画。.3。

毛坯±266。66±2

表5065轴段加工余量计算

工序间工序工序基本标注工序

工序名称

余量/mm经济精度/mm表面粗糙度R.,/um尺寸/mm尺寸公差/mm

精车1IT61.665-0.019

半精车2IT103.266,0.120

粗车3IT126.368。配。.3。

毛坯±271。71±2

表5675轴段加工余量计算

工序间工序工序基本标注工序

工序名称

余鼠/mm经济精度/mm表面粗糙度Vum尺寸/mm尺寸公差/mm

精车1IT61.675“752（）,oi9

半精车2IT103.276076,o」20

粗车3IT126.378。叫.3。

毛坯±281。81±2

表56104内孔加工余量计算

工序间工序工序基本标注工序

工序名称

余景/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/Pm尺寸/mm尺寸公差/mm

粗镣3IT106.3104

毛坯±2101例01±2

表5680内孔加工余量计算

工序问工序工序基本标注工序

工序名称

余量/mm经济精度/mm表面粗糙度R"um尺寸/mm尺寸公差/mm

精辕1IT73.280网产。

半精镣2IT86.379079产

粗镶3IT1012.578078/2

毛坯±277。77±2

表5d>50内孔加工余量计算

工序间工序工序基本标注工序

工序名称

余量/mm经济精度/mm表面粗糙度RJum尺寸/mm尺寸公差/mm

粗镇3IT106.350姬0/

毛坯±247。47±2

表64)20内孔加工余量计算

工序间工序工序基本标注工序

工序名称

余量/mm经济精度/mm表面粗糙度R“/um尺寸/mm尺寸公差/mm

较1IT73.220020产

扩孔3TT106.319。19卅

钻孔6IT1212.516例6*

毛坯±210加0±2

表7键槽的加工余量计算

工序间工序工序基本标注工序

工序名称

余量/mm经济精度/mm表面粗糙度尺寸/mm尺寸公差/mm

精铳2IT73.216例6+0,043，

半精铳4IT106.314例％」.

粗铳10IT1212.51041().

毛坯±2

2、确定切削用量及功率的校核

I加工外圆柱面6176

粗车：查《机械加工工艺设计手册》P433得知：f=0.8〜1.20)口/「取

f=0.81mm/rap=l.3mm

查《金属切削手册》知Vc=70〜90m/min取Vc=80m/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=nd/1000=200X3.14X187/1000=73.4n/min

校核功率：Pc=KcXapXVcf/60000=2305X2.5X0.81X73.4/60000=5.4Kw由

于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率PnVPc,所以机床功率足

够，实际取值为Vc=73.4m/min,n=125r/min,f=0.81mm/r

II加工外圆柱面小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£一0.6~0.9"iin/r结合CA6140说明书取1-0.71mm/rap-1.5imn查《金属

切削手册》知Vc=70〜90m/min取Vc=75m/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=320X3.14X70/1000=70.34m/min功率

Pc二KcXapXVcX0.71/60000=2305X2.5X70.34X0.66/60X1000=4.4Kw由

于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率PnVPc,所以机床功率足

够，实际取值为Vc=70.34m/min,n=320r/minf=0.71mm/r

半精车：查《机械加工工艺设计手册》P433得知：f=0.25〜0.35mm/r取

f=0.30mm/rap=lmm取Vc=120m/min故n=1000Vc/d=660.04r/min圆整得n=660

r/min功率Pc=KcXapXVcXf/60000=2305X0.3X120/60000=1.24Kw由

于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.75,机床功率PnVPc,所以机床功率

足够，实际取值为Vc=l为m/min,n=660r/minf=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=150〜160

m/minVc=160m/minf=0.18mm/rap=0.5mm则n=1000Vc/d=908.29r/min圆

整得n=910r/min功率Pc=KcXapXVcXf

760000=2305X0.55X0.18X160/60000=0.6Kw由于机床说明书查得Pc=7.5

Kw,效率为0.75,机床功率PnVPc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=160m/min,

n=910r/minf=0.18mm/r

III加工外圆柱面060

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=0.6-0.9mm/r取f=0.71查《金属切削手册》知

Vc=70〜90m/min取Vc=75m/min则n=1000Vc/cl=341.2r/min由CA6140说明

书取n=320r/min故实际切削速度Vc=n

d/1000=320X3.14X70/1000=70.34m/min取ap=l.5mm校核功率

Pc=KcXapXVcXf/60000=2305X2.5X70.34X0.71/60000=4.8Kw由于机末说

明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够，实际

取值为Vc=70.34m/min,n=400r/minf=0.71mm/r

半精车：查《机械加工工艺设计手册》P433得知：f=0.4-0.5mm/r取

f=0.45ap=lmm再查外圆切削数据表知：Vc=l.667^—2.17m/s取Vc=l.8m/s

则n=1000Vc/d=546.8r/min圆整得n=550r/min则Vc=n

d/1000=510X3.14X62.9/1000=100.7m/min功率

Pc=KcXapXVcXf/60000=2305X0.9X0.45X100.7/60000=1.57Kw由于机

床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率PnVPc,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=0.13-0.18mm/r取f=0.15

mm/r再查外圆切削数据表知：Vc>l.67m/s取Vc=120m/min则n=1000Vc/

d=l000X120/3.14X61.1=625.5r/min圆整得n=630r/min取ap=0.5mm故

实际切削速度：Vc=nd/1000=630X3.14X61.1/1000=120.87m/min校核功率

Pc=KcXapXVcXf/60000=2305X0.55X120.87X0.15/60000=0.38Kw由于

机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率PnVPc,所以机床功率足够,

实际取值为Vc=120.87m/min,n=630r/minf=0.15mm/r

IV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=0.6〜0.9mm/r取f=0.71mm/r查《金属切削手册》知

Vc=70〜90m/min取Vc=75m/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=nd/1000=70.34m/min取

ap=l.5mm功率

Pc=KcXapXVcXf/60000=2305X2.5X70.34X0.71/60000=4.8Kw由于机床

说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率PnVPc,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=0.4〜0.5mm/r取

f=0.45mm/r再查外圆切削数据表知：Vc=L667〜2.17m/s取Vc=1.8m/s则

n=1000Vc/d=506.55r/min圆整得n=510r/min取ap=lmmVc=n

d/1000=510X3.14X67.9/1000=108.7m/min功率

Pc=KcXapXVcXf/60000=2305X0.9X108.7X0.45/60000=1.7Kw由于机床

说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率PnVPc,所以机床功率足够，实

际取值为Vc=108.7m/niin,n=510r/minf=0.45mm/r

精车：查《机械加工工艺设计手册》表9-16知：f=0.13〜0.18nrni/f取

f=0.18mm/r再查外圆切削数据表知：Vc>1.67m/s取Vc=120m/min则

n=1000Vc/d=578.2r/min圆整得n=580r/min故实际切削速度：Vc=n

d/1000=580X3.14X66.1/1000=120.38m/minap=0.5mm校核功率

Pc=KcXapXVcXf

760000=2305X0.55X0.18X120.38/60000X1000=0.46Kw由于机床说明书

查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率PnVPc,所以机床功率足够，实际取值

为Vc=120.38m/min,n=580r/minf=0.18mm/r

V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=0.6〜0.9mni/r取f=0.71mm/r查《金属切削手册》知

Vc=70〜90m/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=nd/1000=80.384m/min取

ap=l.5mm校核功率：

Pc=KcXapXVcX1760000=2305X2.5X80.384X0.71/60000=5.5Kw由于机

床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率PnVPc,所以机床功率足够，

实际取值为Vc=80.384m/niin,n=320r/min,f^O.71mm/r

半精车：查《机械加工工艺设计手册》P433得知：f=0.4〜0.5mm/r取

f=0.45mm/r再查外圆切削数据表知：Vc=1.667〜2.17m/s取

Vc=1.8m/s则n=1000Vc/d=1000X108/3.14X77.9=441.5r/min圆整得

n=450r/min取ap=lmmVc=n

d/1000=450X3.14X77.9/1000=1lOm/min

校核功率

Pc二KcXapXVcXf/60000=2305X0.9X110X0.45/60000=1.7Kw由于机床说

明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率PnVPc,所以机床功率足够，实际

取值为Vc=110m/min,n=450r/minf=0.45mm/r

精车：查《机械加工工艺设计手册》表9-16知：f=0.13-0.18mm/r取

f=0.15mm/r再查外圆切削数据表知：Vc>l.67m/s取Vc=120m/min则

n=1000Vc/d=1000X120/76.1X3.14=502.2r/min圆整得n=500r/min故实际

切削速度:Vc=nd/1000=500X3.14X76.1/1000=119.48m/minap=0.5mm校核

功率Pc=KcXapXVcXf/60000=2305X0.55X119.48X0.15/60000=0.39

Kw由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率PnVPc,所以机

床功率足够，实际取值为Vc=119.48m/min,n=500r/minf=0.15mm/r

VI加工内圆柱面@80

镇孔：查《简明加工工艺手册》P294知:ap=d/2=0.75mm取f=0.35mm/r；

Vc=O.33m/s故n=1000Vc/d=1000X0.33X60/3.14X30=210.2r/min圆整得

n=210r/min故实际切削速度：Vc=n

d/1000=210X3.14X30/1000=19.8m/min校核功率Pc=KcXapXVcXf

760000=2305X15X30.6/60X1000=3.99Kw由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,

效率为08,机床功率PnVPc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=19.8m/min,

n=210r/min,f=0.35nm/r

半精馍孔：查《简明加工工艺手册》P297知f=0.35-0.40mm/r,Vc=0.833〜

1.666m/s取f=0.35mm/rVc=0.85m/s；故n=1000Vc/

d=1000X0.85X60/3.14X74=219.5r/min由CA6140说明书取n=200r/min故实

际切削速度Vc=nd/1000=200X3.14X74/1000=46.5m/min取ap=0.5mm

校核功率Pc=KcXapXVcXf/60000=2305X3X46.5X0.35/60000=1.9Kw根

据机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.明机床功率PnVPc,所以机床功率足

够，实际取值为Vc=46.5m/min,n=200r/minf=0.35mm/r

f=0.3mm/rap=0.25mmn=549r/minVc=nd/1000=X3.14X80/1000=13

8m/min功率

Pc二KcXapXVcXO.001/60=2305X1.5X138/60X1000=7.9Kw根据机床说明

书查得Pc=7.5Kw,效率为0.75,机床功率PnVPc,所以机床功率足够，实际

取值为Vc=138m/min,n=560r/minf=0.3mm/r粮孔：查《金属机械加工工

艺人员手册》增订组编表10-13ap=3mm；S=0.30-0.50mm/r取S=0.3mm/r

取Vc=O.65m/s则n=1000Vc/d=1000X0.65X60/d=155r/min由CA6140说明书取

n=160/min故实际切削速度Vc=nd/1000=160X3.14X80/1000=40.2m/min根据

机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,功率

Pc=KcXapXVcXS/60000=2305X3X40.2X0.4/60000=1.85Kw机床功率Pn<

Pc,所以机床功率足够,实际取值为Vc=40.2m/min,n=160r/minf=0.4mm/r

VII加工通孔@20

钻孔：查《简明加工工艺手册》P296得：f=0.33-0.38mm/r,取f=0.36

mm/r；Vc=O.96〜1.13m/s取Vc=lm/s故n=lOOOVc/

d=l000X60/3.14X19.8=965.Ir/min根据X51机床说明书得：n=945r/min故实

际切削速度Vc=nd/1000=945X3.14X19.8/1000=58.75m/min,又取ap=3

mni校核功率：

Pc=KcXapXVcXf/60000=2305X6X60.3X0.36/60000=5.OKw由于机床说

明书查得Pc=7.5Kw,效率为0.8,机床功率Pn<Pc,所以机床功率足够，实际

取值为Vc=23.Im/min,n=409r/min,f=0.2mm/r

钱孔：查《简明加工工艺手册》表11-20知：f=0.3-0.65mm/r,取f=0.3

mm/r；Vc=0.833〜0.383m/s,取Vc=0.60m/s；故n=1000Vc/

d=1000X0.6X60/3.14X20=573.25r/min圆整得：n=580r/min故实际切削速

度Vc=n(1/1000=580X3.14X20/1000=36.4

m/minap=0.5mm校核功率：Pc=KcXapXVcXf

760000=2305X0.1X36.4X0.3/60000=0.04Kw由于机床说明书查得Pc=7.5

Kw,效率为0.8,机末功率Pn<Pc,所以机床功率足够，实际取值为Vc=

36.4m/min,n=580r/inm,f=0.3mm/r

VIII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/rVc=108m/minn=1000Vc/nd=190r/min由

CA6140说明书取n=200r/min故实际切削速度Vc=nd/1000=110.5m/min取

ap=3mm校核功

率：PHFKCXapXfXVc/60000=2305X2X0.66X110.5/60000=5.6Kw由

于机床说明书查得Pc=7.5K\v,效率为n=0.8,机床功率PcXn>Pm,所以机

床功率足够，实际取值为Vc=110.5m/为n,n=200r/min,f=0.66mm/r.

半精车：查《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》得：

f=0.41mm/rap=0.5mmVc=120m/minn=1000Vc/nd=217.Ir/min功

率Pm=KcXapXfXVc/60000=2305X0.5X0.41X120/60000=0.94Kw

由于机床说明书查得Pc=7.5Kw,效率为n=0.8,机床功率PcXn>Pm,

所以机床功率足够，实际取值为Vc=120m/min,n=217.Ir/min,f=0.41mm/r.

IX铳犍槽

粗铳：fz=0.12mm/rap=5mmVc=90m/min

n=1000Vc/nd=955.4r/minVf=nXfz=114.6mn/r功率

Pm二KcXapXfXVc/60000=2305X5X0.12X90/60000=2.07Kw由于机床说明

书查得Pc=4.5Kw,效率为。=0.8,机床功率PcXq>Pm,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=100nim/r

精铳：

fz=0.lOmm/rap=O.5nunVc=150m/minn=1000Vc/d=1194.2r/min

Pm=KcXapXfXVc/60000=2305X2XO.10X150/60000=1.15Kw由于机床说

明书查得Pc=4.5Kw,效率为q=0.8,机床功率PcXn>Pm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.

五、夹具设计

本夹具是工序5在立式钻床上加工10个620通孔，所设计的夹具装

配图及工序简图如图所示，夹具体零件图如图所示

有关说明如下：

（1）定位方案工件以一个夹紧装置可以限制工件的4个自由度,

夹紧装置上表面与零件台阶面限制一个自由度，共限制五个自由度。

（2）夹紧机构夹紧机构如图采用定位套。左端夹紧装置作定位，

右端半圆用于压紧。手动调节螺母可实现工件的夹紧与松动。当更换

零件时，可将螺母拧出螺栓，螺栓左端由于由一个销钉控制，可绕销

钉转动，从而可实现零件的更换与装夹。

（3）对刀装置

（4）夹具与机床连接元件采用四个标准定