车床轴套加工工艺及关键工序工装设计全套含CAD图纸和说明书
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车床轴套加工工艺及关键工序工装设计全套含CAD图纸和说明书,车床,轴套,加工,工艺,关键,工序,工装,设计,全套,CAD,图纸,说明书
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南京理工大学泰州科技学院毕业设计（论文）任务书系部：机械工程系专 业：机械工程及自动化学 生 姓 名：任剑学 号：05010132设计(论文)题目：车床轴套加工工艺及关键工序工装设计起 迄 日 期:2008年 3月09 日 6月14日设计(论文)地点:南京理工大学泰州科技学院指 导 教 师:龚光容专业负责人:龚光容发任务书日期: 2009年 2 月 26 日任务书填写要求1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、系部领导签字后生效。此任务书应在第七学期结束前填好并发给学生；2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴；3任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系部主管领导审批后方可重新填写；4任务书内有关“系部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号；5任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标GB 77142005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；6有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 74082005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2008年3月15日”或“2008-03-15”。毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的：车床轴套是某企业产品中的关键零件之一，生产量比较大。为了保证产品质量，提高加工效率，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用组合机床或专用机床进行加工。本课题即以此为背景，要求学生根据企业生产需要和车床轴套零件的加工要求，首先完成零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计，并完成必要的设计计算。通过这样一个典型环节综合训练，达到综合训练学生运用所学知识，解决工程实际问题的能力。2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：本课题要求学生在对车床轴套的加工要求、零件的结构工艺性进行认真分析的基础上，首先对零件的加工工艺规程做出优化设计，并对其关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计。具体任务及要求如下：（1）调查研究、查阅及翻译文献资料，撰写开题报告；（2）车床轴套加工要求、零件的结构工艺性分析；（3）车床轴套加工工艺规程设计；（4）车床轴套关键工序的专用夹具设计；（5）车床轴套关键工序的组合机床设计；（6）必要的设计计算与分析；（7）文档整理、撰写毕业设计说明书及使用说明书。设计技术要求包括：（1）生产纲领 50000件/年（2）夹具采用液压驱动（3）组合机床采用液压滑台（4）每次加工一个零件毕 业 设 计（论 文）任 务 书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等：（1）开题报告、文献综述、资料翻译；（2）车床轴套加工工艺过程综合卡及各工序工序卡；（3）车床轴套零件图及夹具装配图；（4）组合机床设计资料（三图一卡）；（5）毕业设计说明书。 4主要参考文献：1 裘愉弢主编. 组合机床M. 第1版.北京：机械工业出版社，1995.2 金振华主编.组合机床及其调整与使用M. 第1版.北京：机械工业出版社，1990.3 沈延山.生产实习与组合机床设计D.第1版.大连：大连理工大学出版社，1989.4 上海市大专院校机械制造工艺学协作组编著.机械制造工艺学M（修订版）.福建科学技术出版社，1996.5 王华坤，范元勋编.机械设计基础M.北京：兵器工业出版社，2000.6 冯辛安等编.机械制造装备设计M. 北京：机械工业出版社,1998.7 陈日曜主编.金属切削原理M. 第2版.北京：机械工业出版社,1992.8 方子良等编.机械制造技术基础M.上海：上海交通大学出版社，2004.9 刘秋生，李忠文主编.液压传动与控制M.北京：宇航出版社，1994.10 陈于萍，周兆元等.互换性与测量技术基础M. 第2版.北京：机械工业出版社,2005.11 东北重型机械学院等合编.机床夹具设计手册M.上海：上海科学技术出版社，1979.12机械设计手册联合编写组. 机械设计手册M. 第2版.北京：机械工业出版社,1987.毕 业 设 计（论 文）任 务 书5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起 迄 日 期工 作 内 容2009年3月09日 3 月15 日3月16日 3 月29 日3月30日 4 月19 日4月20日 5 月03 日5月04日 5 月31 日6月01日 6 月07 日6月08日 6 月14 日熟悉毕业设计要求。查阅资料，完成外文资料翻译工作撰写开题报告及文献综述车床轴套加工工艺规程设计（至少提出2个方案，进行分析比较，最后决定一个较优的方案）夹具设计（至少提出2个方案，进行分析比较，最后决定一个较优的方案）组合机床设计（完成三图一卡）文档整理、撰写毕业设计说明书。论文答辩所在专业审查意见：负责人： 2009年 月 日系部意见：系部主任： 2009年 月 日 南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：任剑学 号：05010132专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：车床轴套加工工艺及关键工序工装设计指 导 教 师:龚光容 2009 年 3 月 22日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述摘要 车床轴套是企业产品的关键零件之一，它在机床上起到了关键作用。本文介绍了我国机械制造业的现状与发展、我国与它国在机械制造业上的差距、轴套的加工工艺及关键工序工装设计的目的、加工工艺规程、机床夹具等1。在设计中采用先设计轴套的加工工艺再根据加工工艺来选取夹具和组合机床的设计，而最主要的部分就是轴套的加工工艺及各加工工序的设计。关键词 轴套 加工工艺 夹具 夹紧装置 组合机床1.我国机械制造业的现状与发展在国民经济的各条战线上广泛使用着大量的机械、机床、工具、仪器、仪表等工艺装备2。这些工艺装备的制造过程总称为机械制造，生产这些工艺装备的工业即是机械制造业。机械制造业的主要任务就是围绕各种工程材料的加工技术，研究其工艺，并设计和制造各种工艺装备。机械制造业是国民经济的基础和支柱，是向其他各部门提供工具、仪器和各种机械设备的技术装备部3。据西方工业国家统计，机械制造业创造了60%的社会财富，完成乐45%的国民经济收入。如果没有机械制造业提供质量优良、技术先进的技术装备，那么信息技术、新材料技术、海洋工程技术、生物工程技术、以及空间技术等新技术群的发展将会受到严重的制约。因此，一个国家的经济竞争归根结底是机械制造业的竞争，机械制造业的发展水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平的重要标志之一4。2.我国与它国在机械制造业上的差距 机械制造业是一个历史悠久的产业，经历了一个漫长发展过程。蒸汽机和电力的两次工业革命使机械制造业发生了巨大变革，世界各国都逐渐充分重视、发展和应用机械制造技术。经过建国五十多年的发展，机械工业已经成为我国工业中产品门类比较齐全，具有相当规模和一定技术基础的支柱产业之一。改革开放以来，机械工业引进了大量的国外先进技术，加上国内自行研究开发的成果，使机械产品的结构正向合理化方向发展，对市场的适应能力日益明显增强5。 但是，与工业发达国家相比，我国的机械制造仍存在阶段性的差距。集中表现为制造技术的落后在设计方法和手段、制造工艺、制造过程自动化及管理技术诸方面都明显落后于工业发达国家。制造技术的落后严重制约了机械工业的进一步发展，使我国机械传动工业的技术来源大部分依赖引进国外技术，全员劳动生产率低，机械产品质量差，可靠性低，缺乏竞争力6。3 轴套加工工艺及关键工序工装设计的目的轴套是卧式车床的一个重要部分，生产量比较大。机械加工工艺规程是规定零件制造工艺规程操作方法等的技术性文件，它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据7。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。而夹具在工艺设备中占有十分重要的地位,它对保证工件的加工精度、提高生产效率、降低生产成本、扩大机床使用范围等方面具有重要的作用。因此，夹具设计是机械加工中一项重要的工艺设备设计工作。4 加工工艺规程41机械加工工艺规程的概念在生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使之成为成品或半成品的过程，称为工艺过程8。它包括：毛坯制造、零件加工、部件或产品装配、检验和涂装包装等。其中，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸、表面质量和性能等，使其成为零件的过程，称为机械加工工艺过程9。42 机械加工工艺过程的组成工艺过程是由若干个按顺序排列的工序组成的，而工序又可分为安装、工位、工步和进给等几个层次。工序 一个或一组工人，在一个工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那部分工艺过程，称为工序。工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划的基本单元。划分工序的主要依据是工作地是否变动和工作是否连续及操作者和加工对象是否改变，共四个要素。在加工过程中，只要有其中一个要素发生变化，即换了一个工序。安装 工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。在工件加工前，先要将工件在机床上放置准确，并加以固定。使工件在机床上所占据一个正确的工作位置的过程称为定位；工件定位后将其固定，使其在加工过程中不发生变动的操作成为夹紧。定位和夹紧。定位和夹紧的过程称为装夹10。 工位 工件在一次装夹后，在机床上所占据的每一个工作位置，称为工位。生产中为了减少装夹次数，常采用回转工作台、回转或移动夹具等，使工件在一次装夹中可以先后处于不同的位置进行加工。机床或夹具的工位有两个或两个以上的，称为多工位机床或多工位夹具。工步和进给 在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那部分工序称为工步。一般情况下，在一个工序内用一种工具每加工一个表面即为一个工步，如果某一个表面加工要分几次切削时，切削速度和进给量不改变的，算一个工步；切削速度或进给量改变则算两个工步。而每一次切削就是一个进给。可见工步和进给的区别仅在于：当余量分数次切削而其他条件都不变时，为一个工步数个进给。5 机床夹具51 机床夹具的功能 保证加工精度 工件通过机床夹具进行安装，包含了二层含义：一是定位，二是夹紧。这样，就保证工件加工表面的位置精度，且精度稳定。提高生产率 使用夹具来安装工件，可以减少划线，找正、对刀等辅助时间，采用多件、多工位夹具，以及气动、液压动力夹紧装置，可以进一步减少辅助时间，提高生产率12。扩大机床使用范围 有些机床夹具实质上是对机床进行了部分改造，扩大了原机床的功能和使用范围。如在车床床鞍上安放镗模夹具，就可以进行箱体零件的孔隙加工。减轻工人的劳动强度，保证生产安全。 52 机床夹具的类型机床夹具有多种分类方法，如按夹具的使用范围来分，有下面五种类型：通用夹具 通用性强，一般不需要调整就可以适用多种工件的安装加工，在单件小批生产中广泛应用专用夹具 用于某一特定工件特定工序的夹具，广泛用于成批生产和大批量生产中。可调整夹具和成组夹具 具有一定的可调性或称为“柔性”。夹具中部分元件可以更换，部分装置可调整，以适应不同工件的加工。组合夹具 由一系列标准化元件组装而成，标准元件有不同的形状，尺寸和功能，其配合部分有良好的互换性和耐磨性。随行夹具 在自动线和柔性制造系统中使用的夹具。它即要完成工件的定位和夹紧，又要作为载体工具将工件在机床间进行输送，输送到下一道工序的机床后，随行夹具应在机床上准确地定位和可靠地夹紧13。53 夹具的组成定位元件及定位装置 用于确定工件正确位置的元件和装置；夹紧元件及夹紧装置 用于固定工件已获得的正确元件或位置；导向及对刀元件 用于确定工件与刀具相互位置的元件；动力装置 为减轻工人劳动强度，提高生产率，常采用气动、液动等动力装置；夹具体 用于将各种元件、装置联接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上；其它元件及装置 根据加工需要来设置的元件或装置以上是夹具机床的基本组成。对于一个具体的夹具，略有不同，但定位、夹紧和夹具体一般是不可缺少的。6组合机床的现状和发展趋势61 组合机床的现状目前我国机械制造业的企业里有各类通用机床多达320多万台，其中有不少高性能的生产设备，但由于缺少必要的辅助装置、控制装置、实现自动工作循环装置等，而使这些设备的自动化程度很低。带有浓厚的就技术论技术色彩，偏重速度，忽视效益，造成了不少组合机床只出样品、展品，不能提供商品，用于生产实际14。62 组合机床的发展趋势现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下，对生产的物流和人的作用进行综合的研究，涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术，必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化，广泛采用程序数控机床，以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术，要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作，既要发展主机，也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等将是今后机械自动化的主要技术基础。我国目前应在消化吸收、融会贯通国际上有用的自动化技术理论的基础上，努力做到从我国机械制造业的实际情况出发，发展创新，形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说，进行围绕计算机技术的柔性自动化技术开发研究，以适用为前提，急需什么就解决什么的企业应用项目，取得实践经验再推广应用15。参 考 文 献1 方子良, 宋彪, 龚光荣. 机械制造技术基础M. 上海：上海交通大学出版社，2003. 104.2 冯辛安, 黄玉美, 杜君文. 机械制造装备设计M. 北京：机械工业出版社, 1998. 251.3 沈延山.生产实习与组合机床设计D.第一版，大连：大连理工大学出版社，1989.4 上海市大专院校机械制造工艺学协作组编著.机械制造工艺学M（修订版）.福建：福建科学技术出版社，1996.5 王华坤，范元勋编.机械设计基础M.北京：兵器工业出版社，2000.6 冯辛安等编.机械制造装备设计M. 北京：机械工业出版社,1998.7 陈日曜主编.金属切削原理M. 第2版.北京：机械工业出版社,1992.8 方子良等编.机械制造技术基础M.上海：上海交通大学出版社，2004.9 刘秋生，李忠文主编.液压传动与控制M.北京：宇航出版社，1994.10 陈于萍，周兆元等.互换性与测量技术基础M. 第一版，北京：机械工业出版社,2005.11 东北重型机械学院等合编.机床夹具设计手册M.上海：上海科学技术出版社，1979.12机械设计手册联合编写组. 机械设计手册M. 第2版.北京：机械工业出版社,1987.13 徐平, 于英华. PC材料数控车床尾架体的设计与制造J. 辽宁工程技术大学学报:自然科学版, 2000, 19 (2).14徐志刚, 黄克正. 组合夹具结构设计自动化系统研究J. 机械工程学报, 2000,36 (12) ： 56 57.15 杨晓君, 杨楚民. 机床夹具设计，网络教学系统的设计与开发J. 机械研究与应用, 2002, 15 (2) ： 48 49. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1本课题要研究及解决的问题是轴套加工工艺规程的设计。具体工作要求如下：11 结合文献资料，仔细研究所要设计的零件图纸，并对其进行结构性分析，了解轴套的特征，编制合理的加工工艺规程。12 根据轴套的结构特点，设计出专用的车夹具，并选择合适的工件定位方式和恰当的夹紧方案。13 了解夹具的特点，选择和设计相应的定位元件和夹紧装置。14 材料选择。设计中对材料的选择应该考虑成本，并且能保证零件设计的准确性，同时还要对零件在各种情况下的切削力范围、承载能力等进行计算，最终达到所设计的零件的使用要求。 2 本课题拟采用的研究手段（途径）21 调查目前国内外的比较先进的轴套的结构，从整体上把握设计的方向，了解轴套的加工工艺规程编制及车夹具的设计原理。22 通过查阅相关手册，了解轴套的特点来划分加工阶段、选择合适的表面加工方法、基准选择（对粗基准和精基准进行选择）、对工序进行合理的排序。23熟悉夹具的结构从而选择机床和装夹设备、确定加工余量、确定工序尺寸、对工艺基准和设计基准要进行尺寸计算和估算时间定额。3 在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题： 31 尽可能做到设计基准、工艺基准与计算基准的统一；32 尽量将工序集中，尽量在一次装夹后能加工出全部待加工表面；33 避免采用占机人工调整时间长的装夹方案；34 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。通过研究该课题，我将综合运用四年来所学的专业知识，针对现实中遇到的实际情况，做到举一反三，理论联系实际，从合理性、经济性、工艺性等方面找出可以进行改进的地方，通过反复推敲对比，拟订较为合理的夹具的总体方案。1对“文献综述”的评语：2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 本科毕业设计说明书（论文） 第 38 页 共 38 页1 目 录1 引言111机械制造业及其现状112机械制造业的发展趋势22 零件工艺性分析321零件的作用322零件的工艺分析 33 毛坯的选择431毛坯材料的种类432确定毛坯是应考虑到的因素433确定毛坯时的几项工艺措施434毛坯的确定54 工艺规程设计641工艺规程的作用642定位基准的选择643制定工艺路线644毛坯尺寸的确定与机械加工余量845确定切削用量及基本工时85 夹具设计2251夹具的概述2252夹具的设计及操作简要说明246 组合机床设计2661 组合机床总体设计“三图一卡” 26结束语32致谢 33参考文献34轴套是某企业产品中的关键零件之一，本课题要求根据企业生产需要和轴套零件的加工要求，首先完成零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计，并完成必要的设计计算。本机床所用夹具的通用性强，工件采用液压定位夹紧，快速方便。定位采用一面一心轴的定位方式，夹紧采用液压加紧，采用这种方式完全能够满足精度要求。而且简易方便，制造成本低，通用性好。由于轴套的生产量比较大，为了保证产品质量，提高加工效率，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用组合机床或专用机床进行加工。通过设计，综合运用了大学期间的多数基础和专业知识，加深所学知识体系，掌握了运用各项绘图软件进行设计的方法和技巧,熟悉了工程应用设计。关键词 轴套 零件分析 工艺路线 夹具设计 组合机床毕业设计说明书（论文）外文摘要Title The Machine of Axile Bush Processes Craft Regulations and Work To Pake a Design AbstractThe axile bush is one of the key parts of an enterprise products, this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod and modular machine tool of the axile bush.The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform,so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick finish machining process. Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally .As the output of the axile bush is very large ,it is need to make optimal design for the machining technology and use modular machine tool for pivotal machining process ,to ensure product quality and to improve the processing efficiency.Through this design,the knowledge of more basic and specialty was synthetically applited.The system of knowledge we learned was intensified.Controlled to make use of various method and techniques that the painting software carry on a design,the design of engineering application was known well. Keywords Axile Bush Precision Processing Technology Design of Clamping Device Modular Machine Tool 引言机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程编制的好坏是生产该产品的重要保证和重要依据。夹具结构设计在加深对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发挥极其重要的作用1。利用更好的夹具可以保证加工质量，机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工面与定位面以及被加工表面相互之间的位置精度；提高生产率、降低成本，使用夹具后可以减少划线、找正等辅助时间，且易于实现多工位加工2。扩大机床工艺范围，在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床工艺范围。减轻工人劳动强度，保证安全生产。为了让夹具有更好的发展，夹具行业应加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。1.1 机械制造业及其现状在国民经济的各条战线上广泛使用着大量的机械、机床、工具、仪器、仪表等工艺装备。这些工艺装备的制造过程总称为机械制造，生产这些工艺装备的工业即是机械制造业3。机械制造业的主要任务就是围绕各种工程材料的加工技术，研究其工艺，并设计和制造各种工艺装备。机械制造业是国民经济的基础和支柱，是向其他各部门提供工具、仪器和各种机械设备的技术装备部。据西方工业国家统计，机械制造业创造了60%的社会财富，完成45%的国民经济收入。如果没有机械制造业提供质量优良、技术先进的技术装备，那么信息技术、新材料技术、海洋工程技术、生物工程技术、以及空间技术等新技术群的发展将会受到严重的制约。因此，一个国家的经济竞争归根结底是机械制造业的竞争，机械制造业的发展水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平的重要标志之一。机械制造业是一个历史悠久的产业，经历了一个漫长发展过程。蒸汽机和电力的两次工业革命使机械制造业发生了巨大变革，世界各国都逐渐充分重视、发展和应用机械制造技术。经过建国五十多年的发展，机械工业已经成为我国工业中产品门类比较齐全，具有相当规模和一定技术基础的支柱产业之一。改革开放以来，机械工业引进了大量的国外先进技术，加上国内自行研究开发的成果，使机械产品的结构正向合理化方向发展，对市场的适应能力日益明显增强。但是，与工业发达国家相比，我国的机械制造仍存在阶段性的差距。集中表现为制造技术的落后在设计方法和手段、制造工艺、制造过程自动化及管理技术诸方面都明显落后于工业发达国家。制造技术的落后严重制约了机械工业的进一步发展，使我国机械传动工业的技术来源大部分依赖引进国外技术，全员劳动生产率低，机械产品质量差，可靠性低，缺乏竞争力4。1.2 机械制造业的发展趋势1.2.1 常规工艺的不断优化常规工艺优化的方向是实现高效化、精密化、强韧化、轻量化，以形成优质高效、低耗、少（无）污染的先进实用工艺为主要目标，同时实现工艺设备、辅助工艺、工艺材料、检测控制系统的成套工艺服务，使优化工艺易于为企业采用5。1.2.2 新型加工方法的不断出现和发展包括精密加工和超精密加工、微细加工、特种加工及高密度能加工、新硬材料加工技术、表面功能性覆盖技术和复合加工，以适应机械产品更新换代对制造工艺提出的更高、更新的制造模式。1.2.3 自动化等高新技术与工艺的精密结合微电子、计算机和自动化技术与工艺及设备的相结合，使传统工艺面貌产生显著、本质的变化，如生产线自动控制、在线检测自适应控制、计算机辅助工艺过程设计、计算机辅助夹具设计、计算机辅助装备工艺设计和智能制造系统等。中国的机械制造工业任重而道远，我们必须不断开拓进取，改进制造技术，使制造业达到一个新的高度。2 零件工艺性分析2.1 零件的作用题目给的零件是CA6140卧式车床上的轴套，零件的100外圆上标有刻度线，用来对齐调节刻度盘上的刻度值，从而能够直接读出所调整的数值。轴套中部的通孔则是给传递力矩通过，本身没有受到多少力的作用。设计题目给定的零件是CA6140车床轴套零件，生产纲领为50000件/年，查表可知该产品为大批生产。2.2 零件的工艺分析轴套共有三组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分述如下：(1)以20 的孔为中心加工表面(2)两端面(3)以90为中心的加工表面它们之间的位置要求主要是(1)100mm 左端面与45mm孔中心轴的跳动度 (2)90mm 右端面与 45mm孔中心轴线的跳动度 经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。3 毛坯的选择3.1 毛坯的种类毛坯的种类主要有碳钢、合金钢、不锈钢与耐热钢、铸铁与黄铜、青铜、铝合金；在选择毛坯的制造方法时，首先考虑材料的工艺特性，如铸铁不能锻造，这类材料只能选择铸造；高碳钢的铸造性和焊接性都较差，一般都采用锻造。3.2 确定毛坯是应考虑到的因素在确定毛坯时应考虑以下因素(1)零件的材料及其力学性能 当零件的材料选定之后，毛坯的类型就大体确定了。例如，材料为铸铁的零件，自然应选择铸造毛坯；而对于重要的钢质零件，力学性能要求高时，可选择锻造毛坯。(2)零件的结构和尺寸形状复杂的毛坯常采用铸件，但对于形状复杂的薄壁件，一般不能采用砂型铸造；对于一般用途的阶梯轴，如果各段直接相差不大，力学性能要求不高时，可选择棒料做毛坯，倘若各段直径相差较大，为了节省材料，应选者锻件6。(3)生产类型当零件的生产批量较大时，应采用精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，这时毛坯制造增加的费用可由材料费减少的费用以及机械加工减少的费用来补偿。(4)现有生产条件选择毛坯类型时，要结合本企业的具体生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力，外协的可靠性等。(5)充分考虑利用新技术，新工艺和新材料的可靠性为了节约材料和能源，减少机械加工余量，提高经济效益，只要有可能，就必须尽量采用精密锻造，精密铸造，冷挤压。粉末冶金和工程塑料等新工艺，新技术和新材料7。3.3 确定毛坯时的几项工艺措施 实现少切削，无切削加工，是现代机械制造技术的发展趋势。但是，由于毛坯制造技术的限制，加之现代机器对精度和表面质量的要求越来越高，为了保证机械加工能达到质量要求，毛坯的某些表面仍需留有加工余量。加工毛坯时，由于一些零件形状特殊，安装和加工不大方便，必须采取一定的工艺措施才能进行机械加工。3.4 毛坯的确定零件材料是HT15-33。零件年产量是大批量，而且零件加工的轮廓尺寸不大，在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型，采用方法为砂模机器造型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。4 工艺规程设计对于机器中的某一零件，可以采用多种不同的工艺过程完成。在特定条件下，总存在一种相对而言最为合理的工艺规程，将这个工艺规程用工艺文件的形式加以规定，由此得到的工艺文件统称工艺规程8。4.1 工艺规程的作用工艺规程是生产准备、生产组织、计划调度的主要依据，是指导工人操作的主要技术文件，也是工厂和车间进行设计或技术改造的重要原始资料。工艺规程的制订须严格按照规定的程序和格式进行，并随技术进步和企业发展，定期修改完善。(1)根据机械加工工艺规程进行生产准备（包括技术准备）。在产品投入生产以前，需要做大量的生产准备和技术准备工作，例如，关键技术的分析与研究；刀、夹、量具的设计、制造或采购；设备改装与新设备的购置或定做等。这些工作都必须根据机械加工工艺规程来展开。(2)机械加工工艺规程是生产计划、调度、工人的操作、质量检查等的依据。(3)新建或扩建车间(或工段)，起原始依据也是机械加工工艺规程，根据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量，确定机床的布置和动力配置，确定生产面积的大小和工人的数量。4.2 定位基准的选择4.2.1 粗基准的选择因为轴套可归为轴类零件，一般以外圆作为粗基准。一般以非加工表面作为粗基准，但本零件各面均需加工，此时应以加工余量最小的面为粗基准，所以对于本零件可以先以轴套右端45的外圆及 90的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧45 mm外圆可同时削除五个自由度，再以90的右端面定位可削除自由度。4.2.2 精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合与统一基准原则。以20mm孔为精基准。4.3 制定工艺路线制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本9。4.3.1 工艺路线方案一工序 粗车100mm柱体左右端面及外圆，外圆留有余量。以右端45mm为粗基准工序 钻、扩、粗铰、精铰20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角工序 粗车45，90的外圆，粗车各端面，粗车90的倒角，粗车32的槽，R5的圆角，以20为精基准工序 半精车90外圆及各端面，车槽32，R5的圆角工序 半精车100左右端面及外圆，精车100的左端面工序 粗铣90的左端面；粗铣、精铣90柱体右侧面工序 钻 49孔工序 钻4孔，铰 6孔工序 磨削100的右端面，90外圆及左右端面，45外圆工序 磨削外圆面 100，90 工序 刻字刻线工序 镀铬工序检测入库4.3.2 工艺路线方案二工序 钻、扩、铰20的孔，以右端45的外圆为粗基准工序 粗车100外圆，B面，90外圆及右侧面，32槽，45外圆工序 粗车零件左右端面，并倒20孔的倒角，以及零件右端45度倒角工序 半精车100外圆，90外圆工序 半精车零件左端面工序 精车100外圆，并倒100，90的倒角工序 精车零件左端面工序 粗铣 90的左端面；粗铣、精铣90柱体右侧面工序 钻 49孔工序 钻4孔，铰 6孔工序 磨削90外圆及右侧45外圆工序 抛光B面工序 刻字刻线工序 镀铬工序 检测入库4.3.3 工艺方案的比较与分析上述两种工艺方案的特点在于：方案二考虑以20孔为精加工基准，而方案一则是从右端面开始加工到左端面，然后再钻孔20mm，这时很难保证其圆跳动的误差精度等。因此选择方案二作为加工工艺路线比较合理。4.4 毛坯尺寸的确定与机械加工余量由于本零件材料为灰铸铁，由工艺手册得，毛坯为双侧加工，MA为G，加工精度为8到10级，这里选取9级。则由机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得：零件延轴线方向的加工余量为：22.5mm=5mm100径向加工余量为6mm，轴向加工余量为22.5mm=5mm90径向加工余量为22.5mm=5mm，轴向加工余量为22.5mm=5mm45径向加工余量为22.5mm=5mm由机械零件工艺性手册表：2-64得：100，90柱体圆角为：R=2mm；右端45的圆角为：R=4mm；铸件上的过渡部分尺寸确定为：R=5mm，C=3mm，H=15mm。由以上资料得出毛坯尺寸图。4.5 确定切削用量及基本工时工序 钻，扩，铰20孔加工条件工件材料：HT15-33 硬度170241HB，取190HB，机器砂型铸造。加工要求：钻，扩，铰20孔机床：转塔车床C365L计算切削用量(1)钻18孔(a)刀具选择：查机械制造工艺设计简明手册选用 18高速钢锥柄标准花钻(b)切削用量选择查切削用量手册得：f=0.70m手册C365L车床进给量取f =0.76mm/r。查切削用量简明手册取V =13m/min=0.86mm/r，再由机械制造工艺设计简明手册按机床选取n =238r/m，故m/min (4.1)(c)计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(fn)=0.66min (4.2)(2)扩19.8 孔(a)刀具选择：选用 19.8高速钢锥柄扩孔钻(b)确定切削用量查切削用量简明手册得：f=0.90mm/r1.1mm/r，再由机械制造工艺设计简明手册C365L车床进给量取f =0.92mm/r。扩孔时的切削速度，由现代机械制造工艺流程设计实训教程得公式：Vc扩=（1/21/3）Vc钻 查切削用量简明手册取Vc =0.29m/s=17.4m/minVc=（1/21/3）Vc =5.8 m/min8.7m/min (4.3) r/min140r/min 按机床选取n =136r/m，故m/min (3)计算基本工时T=（L+L1+L2）/(fn)=(91+14+2)/(0.92136)=0.86min。其中L=91，L1=14，L2=23铰20 (a)刀具选择：20高速钢锥柄机用铰刀(b)确定切削用量背吃刀量由切削用量简明手册表2.11 f=1.3mm/r2.5mm/r，取f=1.68由切削用量简明手册表2.30得m/minr/min (4.4)按机床选取 r/min所以实际切削速度m/min(c)计算基本工时T=(L+L1+L2)/(fn) =0.44min工序 粗车100外圆、车B面。车90外圆及右侧面、32槽、45外圆(1)加工条件机床选择：CA6140车床刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BH=1625mm， 刀具2：刀片材料为高速钢，成型车刀，刀杆尺寸3045刀具3：刀片材料为高速钢，切断车刀，刀杆尺寸1625(2)计算切削用量粗车100外圆用刀具1(a)确定背吃刀量a (即切深a ) 粗车的余量为1.5mm，一次走刀完成，即a =1.5mm(b)确定进给量查切削用量简明手册：加工材料HT15-33、工件直径100mm、切削深度a =1.5mm，则进给量为0.6mm/r0.9mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给f=0.86mm/r。选择磨钝标准及耐用度：根据切削用量简明手册表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.8mm/r1.0mm/r。焊接车刀耐用度T=60mm。(c)确定切削速度Vc根据切削用量简明手册表1.27m/min (4.5)r/min按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.28）选择与172r/min相近似的机床转速n=200r/min，则实际切削速度Vc=66.6m/min。(d)计算基本工时按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T=0.149min(3)粗车90外圆 选择刀具：用刀具1(a)确定背吃刀量 粗车外圆mm(b)确定进给量由切削用量简明手册HT15-33，刀杆尺寸16x25，工件直径为90mm，则f=0.6 mm/r0.9 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.86mm/r。由切削用量简明手册表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.81.0，焊接耐用度T=60mm。(c)确定切削速度Vc根据切削用量简明手册表1.27m/minr/min按CA6140车床转速 选择与157.5r/min相近似的机床转速n =160r/min，则实际切削速度V =47.728m/min(d)确定进给量T=（L+L1+L2+L3）i/(fn)=0.153min (4.6)(4) 粗车45 外圆 选择刀具1(a)确定切削深度粗车外圆，一次走刀，则，HT15-33，刀杆尺寸16 25，工件直径为45mm，则f=0.4mm/r0.5mm/r。再由简明手册表4.23查取f =0.45mm/r。(c)确定切削速度Vc根据切削用量手册表1.27查取：m/minr/min按CA6140车床说明书，选择与399r/min相近似的机床 转速n =400r/min，则实际切削速度V = 62.8m/min(d)计算基本工时T=（L+L1+L2+L3）i/(fn) =0.286min(5)成型车刀加工B面(a)确定切削深度，一次走刀，则mm，T=120min(b)确定进给量f=0.035mm/r0.070mm/r。取f =0.050mm/r(c)确定切削速度Vc根据切削用量手册表1.27查取：m/minr/min按CA6140车床说明书，选择与121.987r/min相近似的机床转速n =125r/min，则实际切削速度V =41.605m/min(d)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）i/(fn) =11.04min(6)车90右端面及32槽(a)确定切削深度，一次走刀，则mm(b)确定进给量由切削用量手册表1.4，f=0.6mm/r0.9mm/r。根据CA6140机床说明书（见工艺手册表1.31）取f=0.86mm/r(c)确定切削速度Vc根据切削用量手册表1.27查取：m/minr/min按CA6140车床说明书，选择与46.815r/min相近似的机床转速n =50r/min，则实际切削速度V = 15.072m/min(d)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）i/(fn) =1.419min。工序 粗车零件左右端面，并倒20孔的倒角，零件右端45度倒角(1) 加工条件机床选择：CA6140车床刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BH=1625mm， (2)计算切削用量 粗车零件左端面，即粗车100左端面(a)确定切削用量mm(b)确定进给量查切削用量简明手册取进给量为0.6 mm/r0.9 mm/r。再根据CA6140车床说明书（见机械制造工艺设计简明手册表1.31查取）进给量取f =0.86mm/r。根据切削用量简明手册表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.8 mm/r1.0 mm/r。焊接车刀耐用度T=60mm。(3)确定切削速度Vc 根据切削用量简明手册表1.27 m/min r/min按CA6140车床说明书，选择与149r/min相近似的机床转速n =160r/min，则实际切削速度Vc =53m/min(4）计算基本工时按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T= 0.385min粗车零件右端面(a)确定切削用量mm(b)确定进给量查切削用量简明手册：取进给量为0.4 mm/r0.5 mm/r。再根据CA6140车床说明书（见机械制造工艺设计简明手册表1.31查取）进给量取f =0.45mm/r。根据切削用量简明手册，取车刀后面最大磨损量为0.8mm/r1.0mm/r。焊接车刀耐用度T=60mm。(c)确定切削速度Vc 根据切削用量简明手册表1.27m/minr/min按CA6140说明书，选择与89r/min相近似的机床转速n =100r/min，则实际切削速度V =15.7m/min(d)计算基本工时：按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T= 0.674min工序 半精车100外圆、B面，90外圆、45外圆(1)加工条件机床选择：CA6140车床刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BH=16x25mm， 刀尖圆弧半径0.5mm(2)计算切削用量(a)半精车100外圆 用刀具1(b)确定背吃刀量a (即切深a )半车的余量为0.9mm，一次走刀完成，即a =0.9mm(3)确定进给量查切削用量简明手册表1.6：加工材料HT15-33、工件直径100mm、切削深度a =0.9mm,表面粗糙度为6.3刀尖,圆弧半径0.5mm，则进给量为0.25 mm/r0.40 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r。车刀耐用度T=60mm(4)确定切削速度Vc根据切削用量简明手册表1.27m/minr/min按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.28）选择与309.871r/min相近似的机床转速n =320r/min，则实际切削速度Vc =106.509m/min(5)计算基本工时按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T =0.2.6min半精车90外圆 选择刀具：用刀具1(a)确定背吃刀量 半精车外圆mm。(b)确定进给量由切削用量简明手册表1.6，HT15-33，刀杆尺寸1625，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，工件直径为90mm，则f =0.25 mm/r0.40 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r，车刀耐用度T =60mm(c)确定切削速度Vc根据切削用量简明手册表1.27m/minr/min按CA6140车床转速 选择与353.719r/min相近似的机床转速n =400r/min，则实际切削速度Vc =116.557m/min(d)计算基本工时T=（L+L1+L2+L3）i/(fn)=0.115min 半精车45 外圆 选择刀具1(a)确定切削深度粗车外圆，一次走刀，则mm(b)确定进给量由切削用量手册，HT15-33，刀杆尺寸16 25，工件直径为45mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则f=0.25 mm/r0.40mm/r。再由简明手册表4.23查取f =0.30mm/r(c)确定切削速度Vc根据切削用量手册表1.27查取：m/minr/min按CA6140车床说明书，选择与686.719r/min相近似的机床转速n =710r/min，则实际切削速度Vc = 107.457m/min(d)计算基本工时T=（L+L1+L2+L3）i/(fn) =0.246min工序 半精车零件左端面，即100左端面(1)加工条件机床选择：CA6140车床刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BH=1625mm， 刀尖圆弧半径0.5mm(2)计算切削用量半精车100左端面(a)确定背吃刀量a (即切深a )半车的余量为0.9mm，一次走刀完成，即a =0.9mm。(b)确定进给量查切削用量简明手册表1.6：加工材料HT15-33、工件直径100mm、切削深度a =0.9mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.25 mm/r0.40 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r。车刀耐用度T=60mm(c)确定切削速度Vc 根据切削用量简明手册表1.27m/minr/min按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.28）选择与316.235r/min相近似的机床转速n =320r/min，则实际切削速度Vc =106.509m/min(d）计算基本工时按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T=1.158min工序 精车100外圆，并倒90，100的倒角(1)确定背吃刀量a (即切深a )半车的余量为0.5mm，一次走刀完成，即a =0.5mm。(2)确定进给量查切削用量简明手册表1.6：加工材料HT15-33、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm，表面粗糙度为1.6，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.10mm/r0.15mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r。车刀耐用度T=60mm。(3)确定切削速度Vc 根据切削用量简明手册表1.27m/minr/min按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.28）选择与452.292r/min相近似的机床转速n =450r/min，则实际切削速度Vc = 141.3m/min。(4）计算基本工时按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T=0.315min工序 精车零件左端面，即100左端面(1)确定背吃刀量a (即切深a )半车的余量为0.5mm，一次走刀完成，即a =0.5mm。(2)确定进给量查切削用量简明手册表1.6：加工材料HT15-33、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm，表面粗糙度为1.6，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.10mm/r0.15mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r 车刀耐用度T=60mm(3)确定切削速度Vc 根据切削用量简明手册表1.27m/minr/min按CA6140车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.28）选择与452.292r/min相近似的机床转速n =450r/min，则实际切削速度Vc = 141.3m/min(4)计算基本工时按机械制造工艺设计简明手册公式计算：T=2.00min工序 粗铣90左右侧面，精铣90右侧面(1)加工条件：机床的选择：X62W，功率7.5KW，装夹系统刚性好；刀具的选择：铣刀材料为YG6，由，mm21mm，根据工艺手册表3.128，铣刀选择为80 mm110mm；由切削手册表6-7选择刀具如下：粗铣刀为粗齿圆柱形铣刀D0=100，r0=15o，Z=10；精铣刀为细齿圆柱形铣刀D0=100，r0=15o，Z=14，圆柱铣刀寿命为180min。(2)切削用量选择 粗铣左侧面，粗铣刀具(a)切削用量mm，mm，一次完成(b)确定进给量 由切削手册表3.5当机床X62W功率为5KW10KW，采用YG6硬质合金材料加工铸铁取=0.14mm/z0.24mm/z，取=0.24mm/z(c)确定切削速度Vc 由切削手册表3，27m/minr/min根据X61W机床说明书(见切削手册表4.2-39)取主轴转速n =475r/min.则实际切削速度为Vc =149.15m/min当n =475r/min时，工作台为每分钟进给量是进给速度=zn =0.2410475=1140mm/minX62W机床说明书(见切削手册表3.23)取=950mm/min(d)计算基本工时 T=(L+L1)/=(38+5)/950=0.0453min (4.7)粗铣右侧面，粗铣刀具(1)粗铣左侧面，粗铣刀具(a)切削用量mm，mm，两次完成(b)确定进给量 由切削手册表3.5当机床X62W功率为5KW10KW，采用YG6硬质合金材料加工铸铁取fz =0.14mm/z0.24mm/z，取mm/z(c)确定切削速度Vc 由切削手册表3，27m/minr/min 根据X61W机床说明书(见切削手册表4.2-39)取主轴转速n =600r/min.则实际切削速度为Vc =188.4m/min当n =600r/min时，工作台为每分钟进给量是进给速度mm/min (4.8)X62W机床说明书(见切削手册表3.23)取mm/min(d)计算基本工时 T=(L+L1)/=(48.2+5+38)/950=0.096min精铣右侧面精铣刀具(a)切削用量，mm，一次完成(b)确定进给量 由切削手册表3.5当机床X62W功率为5KW10KW，采用YG6硬质合金材料加工铸铁取mm/z0.24mm/z，取mm/z(c)确定切削速度Vc 由切削手册表3.27m/minr/min 根据X61W机床说明书(见切削手册表4.2-39)取主轴转速n =1180r/min.则实际切削速度为Vc =370.52m/min当n =1180r/min时，工作台为每分钟进给量是进给速度=zn=0.24141180=2832mm/minX62W机床说明书(见切削手册表3.23)取mm/min(d)计算基本工时 T=(L+L1)/=(48.2+5)/1180=0.0451min (4.9)工序 钻4-9孔(1)刀具选择选用9高速钢，锥柄标准麻花钻。选用Z525型摇臂钻床。(2)确定切削用量4个孔共走四次刀。由切削用量手册f=0.47mm/r0.57mm/r，由钻床取 f =0.40mm/r由切削用量手册，取V查=0.36m/s=21.6m/min，则n=764.331r/min由钻床说明书，取n机=850r/min(3)计算基本工时 其中L1=8，L2=0，L=8 4T= 4x0.047min=0.188min工序(1)钻 4mm孔，铰6mm孔选用Z525型摇臂钻床。(a)刀具选择：由工艺手册选用 高速钢锥柄标准花钻。(b)确定切削用量查切削用量手册f=0.18mm/r0.22mm/r，由钻床取f=0.22mm/r.由切削用量手册取V =0.46m/s=27.6m/min=197r/m由Z525钻床取n =1700r/min故Vc =21m/min(c)基本工时L1=10，L2=0，L=12.5T= 0.07min铰6孔(1)刀具选择6高速钢锥柄机用铰刀，刀具磨钝标准为0.40.6，耐用度T=60min(2)确定切削用量(a)加工余量为2mm，故背吃刀量asp=1mm。查切削用量手册f=0.27 mm/r0.33mm/r，由工艺手册f=0.26mm/r(b)确定切削速度计算切削速度， (4.10)其中KV=1，CV=15.6，ZV=0.2，XV=0.1，YV=0.5，m=0.3V = 0.21m/s=12.8m/minn = 679r/min取n =670V =8.415 m/min(c)基本工时其中L1=10，L2=2，L=7 T= 0.109min工序 磨削90外圆以及零件右端45外圆 选择砂轮：WA46KV6P3504012(1)切削用量的选择。砂轮转速n =1500r/min，v =27.5m/s轴向进给量mm工件速度m/min径向进给量mm/min（双行程）(2)切削工时(a)加工90外圆min (4.11)(b)加工45外圆min工序 抛光B面工序 刻线、刻字工序XIV 镀铬工序XV 检测入库5 夹具的设计5.1 夹具的概述5.1.1 机床夹具的基本组成部分(1)定位元件及定位装置 它与工件的定位基准相接处，用于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动之间的相对正确位置。(2)对刀及引导元件 这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置，用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件。用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件，称为引导元件10。(a)夹紧装置 用于加紧工作，在切削时使使工件在夹具中保持既定位置。(b)联接元件 用以确定夹具在机床上的位置并于机床相连接(c)夹具体 用以联接夹具各元件或装置，使之成为一个整体，并通过它将夹具安装在机床上。(d)其他联接或装置 除上述元件或装置以外的元件或装置。如某些夹具上的分度装置、防错装置、安全保护装置、为便于拆下工件而设置的顶出器等。5.1.2 机床夹具的作用(1)保障加工质量使用机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件加工面与定位面之间以及被加工表面互相之间的位置精度。使用机床夹具后，这种精度主要是靠夹具和机床来保证，不再依赖于工人的技术水平。(a)提高生产效率，降低生产成本使用夹具后可以减少划线、找正等辅助时间，而且易实现多件、多工位加工。现代机床夹具中广泛采用气动、液压等机动夹紧装置，可使辅助时间进一步减少。(b)扩大机床工艺范围在机床上使用可使加工变得方便，并可扩大机床的工艺范围。例如，在车床或钻床上使用镗膜，可以代替镗床镗孔。又如，使用靠模夹具，可在车床或铣床上进行仿形加工。(c)减轻工人劳动强度，保证安全生产。5.1.3 机床夹具的分类按机床夹具的使用范围，可划分为5种类型(1)通用夹具 如车床上常用的三爪自定心卡盘、顶尖，铣床上常用的平口钳、分度头、回转工作台等均属此类夹具。该类夹具由于具有较大的通用性，故得其名。通用夹具一般以标准化，并有专门的专业工厂生产，常作为机床的标准附件提供给用户。(2)专用夹具 这类夹具是针对某一工件的某一工序而专门设计的，因其用途专一而得名。专用夹具广泛用于批量生产中。(3)可调整夹具和成组夹具 这类夹具的特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同的零件的加工。用于相似零件成组加工的夹具，通常称为成组夹具。与成组夹具相比，可调整夹具的加工对象不很明显，适用范围更广一些。(4)组合夹具 这类家具有一套标准化的元件，根据零件的加工要求拼装而成，不同元件的不同组合和联接可构成不同结构和用途的夹具。夹具用完以后，元件可以拆卸重复使用。这类夹具特别适合于新产品试制和小批生产。(5) 随行夹具 这是一种在自动线或柔线制造系统中使用的夹具。工件安装在随行夹具上，除完成对工件的定位和夹紧外，还装载着工件随输送装置送往各机床，并在机床上被定位夹紧。为提高生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。根据我们所需加工的零件，由于其结构较为特殊，一般机床的通用夹具较难以定位及夹紧，因此每道工序都运用专用夹具来加工，加工本零件所需的专用夹具为四个。5.1.4 夹具设计的基本要求一台优良的机床必须满足下列基本要求(1)保证工件的加工精度 保证加工精度的关键，首先在于正确的选定定位基准，定位方法和定位元件，必要时还需要进行定位误差分析，还要注意夹具中其他零件的结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。(2)提高生产效率 专用夹具的复杂程度应与生产纲领相对应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率11。(3)工艺性能好 专用夹具的结构应力求简单、合理，便于操作、装配、调整、检验、维修等。(4)使用性能好 专用夹具的操作应简便，省力，安全可靠。在客观条件允许且又经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹具装置，以减轻操作者的劳动强度。5.1.5 夹具设计规范化的意义研究夹具设计规范化程序的主要目的在于(1)保证设计质量，提高生产效率，夹具设计质量主要表现在(a)设计方案与生产纲领的适应性；(b)高位设计与定位副设置的相容性；(c)夹具设计技术经济指标的先进性；(d)精度控制项目的完备性以及各种控制项目公差数值规定的合理性；(e)夹具结构设计的工艺性；(f)家具制造成本低经济型。有了规范的设计程序，可以指导设计人员有步骤、有计划、有条理的进行工作，提高设计效率，缩短设计周期。(2)有利于计算机辅助设计，有了规范化的设计程序，就可以利用计算机进行辅助设计，实现优化设计，减轻设计人员的负担。有利于计算机进行辅助设计，除了进行精度设计之外，还可以寻找最佳夹紧状态，利用有限对零件的强度、刚度进行设计计算，实现包括绘图在内的设计过程的全部计算机控制。(3)有利于初学者尽快掌握夹具设计的方法。近年来，关于夹具设计的理论、研究和实践经验总结已日渐完备，在此基础上总结出来的夹具规范化设计程序，使初级夹具设计人员的设计工作提高到了一个新的科学化水平12。5.2 夹具的设计及操作简要说明5.2.1 问题的提出本夹具用来钻4的孔，有一定的公差要求，但同时应考虑提高生产率；因此设计时，对本夹具有一定的形位要求，还应装夹方便。本夹具使用在Z525型摇臂钻床上，选用偏心轮夹紧。5.2.2 夹具设计(1)定位基准的选择由零件图可知孔4对于90右端面有公差要求，经过尺寸链计算，选用100左端面作为基准；采用偏心轮夹紧便于装卸。切削力及夹紧力计算(2)切削力的计算：轴向力： (5.1)其中： （新的钻头） 则：扭矩: (5.2)其中： 则： Nm(3)夹紧力的计算：由机床夹具设计手册表1-2-20，查得：当D=32，d=8，e=1.7，型，得夹紧力为N5.2.3 切削力与夹紧力比较由夹具结构知，轴向力与夹紧力垂直，欲使夹具安全工作，夹紧力产生的摩擦力必须大于轴向力。一般钢铁接触面的摩擦系数为：0.10.15。此处取小值0.1。则F总=2368=736449.238 所以安全 。由于钻头直径为4，所以产生的扭矩非常小，夹具可安全工作。5.2.4 夹具图（见附图）夹具中的V形块用于对心，使用了快换钻套，便于铰6孔。5.2.5 操作说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动率.为此，在螺母夹紧时采用开口垫圈，以便装卸，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置，以利于铣削加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，有利于铣削加工。6 组合机床组合机床是根据工件加工需要，以大量系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或数种工件按预先确定的工序进行加工的高效专用机床。组合机床能对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工。组合机床可分为具有固定夹具的单工位组合机床、具有移动夹具的多工位组合机床和转塔式组合机床三类13。6.1 组合机床总体设计-“三图一卡”绘制组合机床“三图一卡”，就是针对具体，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行组合机床总体方案图样文件设计。其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图和编制生产率计算卡等。6.1.1 被加工零件工序图的作用及内容被加工零件工序图是根据制订的工艺方案，表示所设计的组合机床（或自动线）上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹压部位以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。除了设计研究合同外，它是组合机床设计的具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要文件。被加工零件工序图是在被加工零件工序图基础上，突出本机床或自动线的加工内容，并作必要的说明而绘制的。其主要内容包括：(1)被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸。本工序加工部位用粗实线表示，其余部位用细实线表示。当需要设置中间导向时，则应把设置中间导向临近的工件内部肋、壁布置及有关结构形状和尺寸表示清楚，以便检查工件、夹具、刀具之间是否相互干涉。(2)本工序所选用的定位基准、夹压部位及夹紧方向。以便据此进行夹具的支撑、定位、夹紧和导向等机构设计。(3)本工序所选用加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技术要求以及对上道工序的技术要求。本工序加工部位的位置尺寸应与定位基地直接发生关系。当本工序定位基准与设计基准不符时，必须对加工部位的位置精度进行分析和换算，并把不对称公差换算为对称公差。对工件毛坯应有要求，对孔的加工余量要认真分析。当本工序有特殊要求时必须注明。(4)注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量。6.1.2 加工示意图(1)加工示意图的作用和内容 加工示意图是在工艺方案和机床总体方案初步确定的基础上绘制的，是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图；是设计刀具，辅具，夹具，多轴箱和液压、电气系统以及选择动力件，绘制机床总联系尺寸图的主要依据是对机床总体布局和性能的原始要求，也是调整机床和刀具所必需的重要技术文件14。加工示意图应表达和标注的内容有：机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程，工件、夹具、刀具及多轴箱之间的相对位置及其联系尺寸，主轴结构类型、尺寸及外伸长度。(2)绘制加工示意图的注意事项加工示意图应绘制成展开图，按比例用细实线画出工件外形、加工部位，加工表面画粗实线，必须使工件和加工方位与机床布局相吻合。为简化设计，同一多轴箱上结构尺寸完全相同的主轴(即指加工表面，所用刀具及导向，主轴及接杆等规格尺寸，精度完全相同时，只画一根，但必须在主轴上标注与工件孔号相对应的轴号)。一般主轴的布置不受真实距离的限制，当主细彼此间很近或需设置结构尺寸较大的导向装置时，必须以实际中心距严格按比例画，以便检查相邻主轴、刀具、辅具、导向装置等是否相互干涉15。(3)选择刀具、导向装置及切削用量、转矩、进给力、功率和有关联系尺寸的计算。(a)刀具的选择选择刀具应考虑工件材质、加工精度、表面粗糙度、排屑及生产率等要求。只要条件允许，应尽量选用标准刀具。本工序是粗铣，选用硬质合金铣刀配合通用铣刀杆。刀具尺寸应满足加工要求。(b)导向结构的选择导向装置的作用：保证刀具相对工作的正确位置，保证刀具间正确的位置，提高刀具系统的支撑刚性16。本工序的切削速度最大不过V =50m/min。(c)确定切削转矩、轴向力和切削功率确定切削转矩、轴向力和切削功率是为了分别确定主轴及其他传动件尺寸、选择滑台、主电动机提供依据。铣削转矩、轴向力和切削功率根据机械加工工艺手册第二版第1卷（王先逵主编 机械工业出版社）P1-61 表1.6-10可得：粗铣周向力为3883.1N 功率为1.476kW，铣削转矩为310Nmm(d)确定主轴类型及相关尺寸主轴类型主要依据工艺方法和刀杆与主轴的联结结构进行确定。主轴轴颈及轴端尺寸主要取决于进给力和主轴、刀具系统结构。主轴轴颈尺寸规格应根据切削转矩T来确定。强度条件下45钢质主轴的直径为mm刚度条件下45钢质主轴的直径为mm因此粗铣时主轴直径至少为13mm。查组合机床设计简明手册表5-16可确定使用的铣削头为1TX25型顶置式齿轮传动铣削头。该铣削头纵向总尺寸为750mm。(e)铣刀刀杆尺寸的确定 铣刀刀杆直径至少为65mm，但不能过大，否则强度不够。铣刀刀杆伸出长度至少为53mm，但也不能过长否则影响加工精度。这里铣刀刀杆直径取48mm，铣刀刀杆伸出长度取100mm。(f)确定联系尺寸其中最重要的联系尺寸是工件端面到轴箱端面之间的距离，它等于刀具悬伸长度、主轴外伸长度之和，再减去加工端面的厚度。为了使机床结构紧凑，应尽量使工件端面至轴箱距离最小。因此首先从所有刀具中找出影响联系尺寸的关键刀具，使其接杆最短，以获得加工终了时轴箱前端面到工件端面之间所需的最小距离，并据此确定全部刀具、接杆(或卡头)、导向托架及工件之间的联系尺寸。主轴端部须标注外径和孔径(Dd)、外伸长度L；刀具结构尺寸须标注直径和长度；导向结构尺寸应标注直径、长度、配合；工件至夹具之间的尺寸须标注工件离导套端面的距离；还须标注托架与夹具之间的尺寸。本设计中工件端面到铣削头端面之间的距离定为125mm。(g)标注切削用量粗铣小端面 n=45.36r/min Vf=23.7879m/min Fv=0.15mm/r(h)动力部件工作循环及行程的确定动力部件的工作循环是指加工时，动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置，又返回到原位的动作过程。一般包括快速引进、工作进给和快速退回等动作。有时还有中间停止，多次往复进绐，跳跃进给，挡铁停留等特殊要求17。工作进给长度L，应等于加工部位长度与刀具切入长度和切出长度之和。即mm。快速进给是指动力部件把刀具送到工作进给位置，其长度按具体情况确定.工件离铣削头端面最大距离为125mm，快速进给长度定为100mm。快速退回长度等于快速进给和工作进给长度之和。快退长度L=113mm。动力部件的总行程除了满足工作循环向前和向后所需的行程外，还要考虑因刀具磨损或补偿制造、安装误差，动力部件能够向前调节的距离(即前备量)和刀具装卸以及刀杆同刀具一起从主轴孔中取出时，动力部件需后退的距离(即后备量)。因此，动力部件的总行程为快退行程与前后备量之和。前备量取20mm；后备量取110mm；总行程为143mm。6.1.3 机床联系尺寸总图 (a)机床联系尺寸总图的作用机床联系尺寸总图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按初步选定的主要通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的，是用来表示机床的配置型式、主要构成及各部件安装位置、相互联系、运动关系和操作方位的总体布局图，用以检验各部件相对位置及尺寸联系能否满足加工要求和通用部件选择是否合适18；它为多轴箱、夹具等专用部件设计提供主要依据；它可以看成是机床总体外观简图，由其轮廓尺寸，占地面积、操作方式等可以检验是否适应用户现场使用环境。(b)机床联系尺寸总图的内容表明机床的配置型式和总布局。以适当数量的视图(般至少两个视图，主视图
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