输出轴加工工艺及夹具设计【钻10-φ20通孔】【说明书+CAD】

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轴颈各外圆精度等级均为IT6，有形位公差，且外圆尺寸遵循包容要求。原尺寸公差等级为非标准公差，查文献【2】附录3-4修正为。原标注粗糙度为12.5修正为0.16。 的内孔，精度等级为IT7，有位置度要求。原尺寸公差等级为非标准公差，查文献【2】附录3-4修正为。 零件图中斜面与油孔轴线不垂直，便于钻孔将斜面角度改为 1.2生产类型的确定 查文献【1】表6-3零件生产纲领为8000件/年，输出轴为中型零件，故确定生产类型为大批量生产。 第2章 选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯图 2.1毛坯的选择 经过对零件的工艺分析，零件材料为45钢，由于输出轴外圆由到尺寸变化较大，采用棒料作为毛坯切削量太大，浪费时间和材料。另外，该零件的生产类型为大批量生产，采用模锻可提高生产率又可大大减少加工余量，以实现节省材料和减少后续加工，降低成本。 因此，确定毛坯为锻件。 2.2毛坯尺寸及公差的确定 确定锻件公差等级为普通级。 各轴颈外圆粗糙度为0.16，法兰孔内表面粗糙度为3.2，内孔为3.2其余均大于12.5。 由锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查文献【3】表5-25。确定厚度（直径方向）单边余量为2.53.2，选取3。水平方向2.53.5，选取3，查文献【3】表5-24锻件内孔直径的机械加工单边余量内孔单边余量为3.0，、内孔单边余量为2.5。 查文献【3】表5-16得毛坯各尺寸公差为： 、、 2.3毛坯图 选择加工方法、制定加工工艺路线 2.4定位基准的选择 精基准的选择 根据输出轴的装配要求，选择两顶尖中心孔作为定位精基准，中心孔作为设计基准，用其作为定位基准既符合基准重合，又符合基准统一。当零件的外圆精加工后可以以外圆为精基准加工法兰孔，由于半精加工利用中心孔加工的外圆同心度非常高，以外圆作为基准加工出来的孔的同轴度也很高。 粗基准的选择 工件为回转体，属于轴类零件，一般情况下以外圆作为粗基准，保证定位准确夹紧可靠，利用外圆加工出中心孔。 第3章 零件表面加工方法的选择 3.1加工阶段的划分 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φ55、φ60、φ65、φ75、φ176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φ55、φ60、φ65、φ75外圆柱面，φ80内孔、法兰孔等。 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，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，如各轴颈外圆精磨。 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，加工前进行正火预备热处理是在毛坯锻造之后消除零件的内应力。粗加工之后，为消除因加工变形残余内应力，同时降低材料的硬度，获得零件材料较高的综合力学性能，采用调质处理。 加工表面 表面粗糙度 公差/精度等级 加工方法 φ55端面 Ra3.2 IT7 粗铣-精铣 φ176端面 Ra3.2 IT7 粗铣-精铣 φ55外圆柱表面 Ra0.16 IT6 粗车-半精车-粗磨-精磨 φ60外圆柱面 Ra0.16 IT6 粗车-半精车-粗磨-精磨 φ65外圆柱面 Ra0.16 IT6 粗车-半精车-粗磨-精磨 φ75外圆柱面 Ra0.16 IT6 粗车-半精车-粗磨-精磨 φ176外圆柱面 Ra3.2 IT8 粗车-半精车 φ50孔 Ra12.5 IT11 粗镗 φ80孔 Ra3.2 IT7 粗镗-半精镗-精镗 φ104孔 Ra12.5 IT11 粗镗 φ20通孔 Ra3.2 IT7 钻孔-扩孔-粗铰-精铰 键槽 Ra3.2 IT8 粗铣-精铣 3.2工艺路线的确定 基面先行原则 该零件进行加工时，同时铣两端面打中心孔，再以中心轴线为基准来加工，因为两端面和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。 先粗后精原则 我们先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗加工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，若粗加工后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精加工。 先面后孔原则 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φ75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。故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个简单工步，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。考虑到该零件的生产类型为大批量生产，设计工艺路线是我们主要考虑工序集中，将粗精加工尽量安排在一个工序中。 工艺方案：（锻出各阶梯孔毛坯） 1、备料 2、精锻 3、预备热处理 4、铣两端面打中心孔 5、粗车各外圆及锥面 6、热处理 7、修研中心孔 8、半精车各外圆及锥面 9、倒角去毛刺切槽 10、粗镗三阶梯孔 11、半精镗、精镗孔 12、钻、扩、铰、精铰孔 13、钻油孔 14、粗铣、精铣键槽 15、精铣两端面 16、修研中心孔 17、粗磨外圆 18、精磨外圆 3.3各工序加工余量的确定 外圆 工序名称 供需间余量/mm 工序间 工序间尺寸/mm 工序间 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 尺寸、公差/mm 表面粗糙度Ra/μm 精磨 0.1 IT6 0.16 55 0.16 粗磨 0.4 IT7 1.25 55+0.1=55.1 1.25 半精车 1.1 IT8 3.2 55.1+0.4=55.5 3.2 粗车 4.4 IT11 16 55.5+1.1=56.6 16 锻造 56.6+4.4=61 外圆 工序名称 供需间余量/mm 工序间 工序间尺寸/mm 工序间 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 尺寸、公差/mm 表面粗糙度Ra/μm 精磨 0.1 IT6 0.16 60 0.16 粗磨 0.4 IT7 1.25 60+0.1=60.1 1.25 半精车 1.1 IT8 3.2 60.1+0.4=60.5 3.2 粗车 4.4 IT11 16 60.5+1.1=61.6 16 锻造 61.6+4.4=66 外圆 工序名称 供需间余量/mm 工序间 工序间尺寸/mm 工序间 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 尺寸、公差/mm 表面粗糙度Ra/μm 精磨 0.1 IT6 0.16 65 0.16 粗磨 0.4 IT7 1.25 65+0.1=65.1 1.25 半精车 1.1 IT8 3.2 65.1+0.4=65.5 3.2 粗车 4.4 IT11 16 65.5+1.1=66.6 16 锻造 66.6+4.4=71 外圆 工序名称 供需间余量/mm 工序间 工序间尺寸/mm 工序间 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 尺寸、公差/mm 表面粗糙度Ra/μm 精磨 0.1 IT6 0.16 75 0.16 粗磨 0.4 IT7 1.25 75+0.1=75.1 1.25 半精车 1.1 IT8 3.2 75.1+0.4=75.5 3.2 粗车 4.4 IT11 16 75.5+1.1=76.6 16 锻造 76.6+4.4=81 过渡锥面 工序名称 供需间余量/mm 工序间 工序间尺寸/mm 工序间 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 尺寸、公差/mm 表面粗糙度Ra/μm 半精车 1.0 IT8 3.2 82~116 3.2 粗车 5.0 IT11 1.6 （82~116）+1=（83~117） 1.6 锻造 （83~117）+5=（88~122） （88~122） 工序名称 供需间余量/mm 工序间 工序间尺寸/mm 工序间 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 尺寸、公差/mm 表面粗糙度Ra/μm 半精车 1.0 IT8 3.2 1 7 6 3.2 粗车 5.0 IT11 16 176+1=177 16 锻造 177+5=182 工序名称 供需间余量/mm 工序间 工序间尺寸/mm 工序间 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 尺寸、公差/mm 表面粗糙度Ra/μm 精铣 1.0 IT7 1.6 244 1.6 粗铣 2.0 IT11 16 244+1 =245 16 锻造 245+2 =247 工序名称 供需间余量/mm 工序间 工序间尺寸/mm 工序间 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 尺寸、公差/mm 表面粗糙度Ra/μm 精铣 1.0 IT7 1.6 247 1.6 粗铣 2.0 IT11 16 247+1=248 16 锻造 248+2=250 13 工序名称 供需间余量/mm 工序间 工序间尺寸/mm 工序间 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 尺寸、公差/mm 表面粗糙度Ra/μm 精镗 0.5 IT7 3.2 80 3.2 半精镗 1.5 IT9 6.3 80-0.5=79.5 6.3 粗镗 3 IT11 12.5 79.5-1.5=78 12.5 锻造 78-3=75 工序名称 供需间余量/mm 工序间 工序间尺寸/mm 工序间 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 尺寸、公差/mm 表面粗糙度Ra/μm 精铰 0.06 IT7 3.2 20 粗铰 0.14 IT8 6.3 20-0.06=19.94 扩孔 1.8 IT10 10 19.94-0.14=19.8 钻孔 18 IT11 12.5 19.8-1.8=18 17 工序名称 供需间余量/mm 工序间 工序间尺寸/mm 工序间 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 尺寸、公差/mm 表面粗糙度Ra/μm 粗镗 4 IT11 12.5 50 12.5 锻造 50-4=46 10 工序名称 供需间余量/mm 工序间 工序间尺寸/mm 工序间 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 尺寸、公差/mm 表面粗糙度Ra/μm 粗镗 5 IT11 12.5 104 12.5 锻造 104-5=99 工序名称 供需间余量/mm 工序间 工序间尺寸/mm 工序间 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 尺寸、公差/mm 表面粗糙度Ra/μm 精铣 2 IT8 3.2 50 3.2 粗铣 3.5 IT11 16 50+2=52 1.6 52+3.5=55.5 第4章 确定切削用量及工序时间 4.1确定切削用量 φ55、φ60、φ65、φ75、φ176外圆加工 以下以φ55详解其余加工要求一样省略详解 已知： 加工材料：45钢，，锻件，有外皮； 工件尺寸：坯件㎜，车削后㎜，加工长度㎜； 加工要求：车削后表面粗糙度 粗车 选择机床 CA6140，双顶尖定位 选择刀具 ⑴选择直头焊接式外圆车刀（可转位） ⑵根据书目【4】表1.1，由于CA6140车床的中心高200㎜（表1.31），故选刀杆尺寸BH=16㎜25㎜，刀片厚度4.5㎜ ⑶根据书目【4】表1.2，粗车带外皮的锻件毛坯，选择YT5牌号硬质合金车刀 ⑷车刀几何形状 由书目【4】 表1.3，选择选择卷屑槽带倒棱前刀面，，，，，， 选择切削用量 （1）确定切削深度 由于粗加工余量仅为4.4㎜，可在一次走刀内切完，故=4.4/2=2.2㎜ （2）确定进给量f 根据书目【4】表1.4，f=0.5~0.9 ㎜/r,按CA6140车床说明书，选择f=0.86㎜/r 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据CA6140车床说明书， CA6140 机床进给机构允许的进给力 F max = 3530N 。根据书目【4】表1.21，当钢的强度 ， 2.4㎜，f1.8 ㎜/r，，m/min（预计）时，进给力为。 根据书目【4】表1.29-2，切削时的修正系数为，，，故实际进给力为 ，由于 F f ≤ Fmax，故所选的f=0.86㎜/r可用。 （3）确定切削速度 根据书目【4】表1..10，YT5牌号硬质合金车刀加工钢材，，3㎜，f0.97㎜/r，m/min 切削速度修正系数为，，，，，，故 = =109 0.650.920.8=52.1 m/min 则n==r/min,由CA6140车床说明书，选择n=250r/min,则实际切削速度为 = 综上： φ55：=2.2㎜，f=0.86㎜/r，=47.8m/min，n=250r/min φ60：=2.2㎜，f=0.86㎜/r，=51.8m/min，n=250r/min φ65：=2.2㎜，f=0.86㎜/r，=55.7m/min，n=250r/min φ75：=2.2㎜，f=0.86㎜/r，=50.8m/min，n=200r/min φ176：=2.5㎜，f=0.86㎜/r，=57.18m/min，n=100r/min 半精车 选择刀具 车道形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。半精车的刀片牌号为YT150，车刀几何形状为 ，，，， ， 选择切削用量 ⑴确定切削深度 =1.1/2=0.55㎜ ⑵确定进给量f 半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。根据书目【4】表1.6，当表面的粗糙度为 时，。根据CA6140车床说明书， 选择 （3）确定切削速度 根据书目【4】表1..10，YT15牌号硬质合金车刀加工钢材，，1.4㎜， f0.38㎜/r，m/min.切削速度的修正系数均为1.0，故=176m/min.则 n==，根据CA6140车床说明书，选择n=900r/ 实际切削速度为 综上: φ55：=0.55㎜，f=0.3㎜/r，=160m/min，n=900r/min φ60：=0.55㎜，f=0.3㎜/r，=108.4m/min，n=560r/min φ65：=0.55㎜，f=0.3㎜/r，=104.5m/min，n=500r/min φ75：=0.55㎜，f=0.3㎜/r，=108.2m/min，n=450r/min φ176：=0.5㎜，f=0.3㎜/r，=111.2m/min，n=200r/min 粗磨 选择机床 外圆磨床，双顶尖定位 选择磨具 选择平形砂轮，根据外圆磨床说明书，选取砂轮尺寸为 ， 砂轮磨削速度，取 选择磨削方法 采用纵向磨法 砂轮运动为旋转和横进给，工件运动为旋转和纵向往复 确定被吃刀量 工件直径为，根据书目【7】表5.5-8，选择工件速度为， 选择，。由表5.5-8，修正系数为， 故 纵向进给量 确定砂轮转速 ，式中，则 确定工件转速 ，式中，则 ， 确定轴向进给量 ， 综上： φ55： φ60： φ65：φ75： 精磨 磨床、磨具、磨削方法均与粗磨相同 确定被吃刀量 工件直径为，根据书目【7】表5.5-8，，选择工件速度为， 选择，，由表5.5-8，修正系数为 ，故 纵向进给量 确定砂轮转速 ，式中，则 确定工件转速 ，式中，则 确定轴向进给量 ， 综上： φ55：φ60：φ65：φ75： 粗铣（选择机床XZ21.4, =14kw, ） 1.选择刀具 （1）根据《切削用量简明手册》表1.2选择YT15硬质合金刀片。根据《切削用量简明手手册》表3.1时，端铣刀直径，，但YT15最小直径为100mm，所以取 ，查《切削用量简明手册》表3.15知z=5 （2）铣刀形状 查《切削用量简明手册》表3.2，由于，故选择 2.选择切削用量 （1）铣削深度 （2）决定每齿进给量 采用对称端铣以提高效率。查《切削用量简明手册》表3.5，=0.12~0.18mm/z,因采用不对称端铣，=0.18mm/z。 （3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命查《切削用量简明手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0~1.2，取1.2，查《切削用量简明手册》表3.8，由于，故刀具寿命T=180min。 （4）决定切削速度及每分钟进给量 查《切削用量简明手册》表3.15，当，z=5，，0.18mm/z时，，，。各修正系数，，故 查《机械制造工艺设计简明手册》表4-2-47，取n=378r/min, =300mm/min 综上， φ55：，=300mm/min，n=378r/min， ， φ176：，=235mm/min，n=162r/min，， 精铣（选择机床XZ21.4, =14kw, ） 1.选择刀具 （1）根据《切削用量简明手册》表1.2选择YT15硬质合金刀片。根据《切削用量简明手手册》表3.1 时，端铣刀直径，，但YT15最小直径为100mm，所以取 ，查《切削用量简明手册》表3.15知z=5 （2）铣刀形状 查《切削用量简明手册》表3.2，由于，故选择 2.选择切削用量 （1）铣削深度 （2）决定每齿进给量 采用对称端铣以提高效率。查《切削用量简明手册》表3.5，=0.12~0.18mm/z,因采用不对称端铣，=0.18mm/z。 （4）决定切削速度及每分钟进给量 查《切削用量简明手册》表3.15，当，z=5，，0.18mm/z时，，，。各修正系数，，故 查《机械制造工艺设计简明手册》表4-2-47，取n=378r/min, =300mm/min 综上， φ55：，=300mm/min，n=378r/min， ， φ176：，=235mm/min，n=162r/min，， 小头面、大头面 粗车 选择机床 CA6140，双顶尖定位 （2）选择刀具 ⑴选择直头焊接式外圆车刀（可转位） ⑵根据书目【4】表1.1，由于CA6140车床的中心高200㎜（表1.31），故选刀杆尺寸BH=16㎜25㎜，刀片厚度4.5㎜ ⑶根据书目【4】表1.2，粗车带外皮的锻件毛坯，选择YT5牌号硬质合金车刀 ⑷车刀几何形状 有书目【4】 表1.3，选择选择卷屑槽带倒棱前刀面，，，，，， （3）选择切削用量 ⑴确定切削深度 由于粗加工余量仅为5㎜，可在一次走刀内切完，故=5/2=2.5㎜ ⑵确定进给量f 根据书目【4】表1.4，f=0.5~0.9 ㎜/r,按CA6140车床说明书，选择f=0.86㎜/r 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据CA6140车床说明书，CA6140 机床进给机构允许的进给力 F max = 3530N 。根据书目【4】表1.21，当钢的强度 ，2.8㎜，f1.8 ㎜/r，，m/min（预计）时，进给力为。根据表1.29-2，切削时的修正系数为，，，故实际进给力为 ，由于 F f ≤ Fmax，故所选的f=0.86㎜/r可用。 （3）确定切削速度 根据书目【6】表5-2，，则， 根据 CA6140车床说明书，选择，则实际切削速度为 ， 综上： =2.5㎜，f=0.86㎜/r，=55.26m/min，n=200r/min =2.5㎜，f=0.86mm/r，=61.3m/min，n=160r/min 半精车 （1）选择刀具 车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。半精车的刀片牌号为YT15，车刀几何形状为 ，，，， ， （2）选择切削用量 ⑴确定切削深度 =1.0/2=0.5㎜ ⑵确定进给量f 半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。根据书目【4】表1.6，当表面的粗糙度为 时，。根据CA6140车床说明书，选择 （3）确定切削速度 根据书目【6】表5-2，YT15牌号硬质合金车刀加工碳素钢，，，，m/min，选取,则 n==，根据CA6140车床说明书，选择n=450r/min,则实际切削速度为 综上:=0.5㎜，f=0.3㎜/r，=117.3m/min，n=400r/min =0.5㎜，f=0.3㎜/r，=118.2㎜/min，n=320r/min 阶梯孔加工 机床：由于加工零件是回转体，且加工零件轮廓尺寸不大，故选用车床C616 刀具：硬质合金YT15类镗刀 镗杆200 B×H =16×25 粗镗Φ50孔 1)背吃刀量的确定 取ap=4/2=2㎜ 2)进给量的确定 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-30，选取该工步的每转进给量f=0.8㎜/r,参照《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-9所列车床C616的实际进给量，取f=0.8㎜/r. 3)切削速度的计算 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-30，工件材料为45钢，切削速度v=40m/min。 由公式（5-1）n=1000v/πd=1000×40/(π×50)=254.8r/min 参照《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-9所列车床C616的主轴转速，取转速n=248 r/min，由公式（5-1）可求得该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=248×π×50/1000=38.9m/min 粗镗Φ104孔 1)背吃刀量的确定 取ap=5/2=2.5㎜ 2)进给量的确定 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-30，选取该工步的每转进给量f=0.8㎜/r,参照《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-9所列车床C616的实际进给量，取f=0.8㎜/r. 3)切削速度的计算 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-30，工件材料为45钢，切削速度v=45m/min。 由公式（5-1）n=1000v/πd=1000×40/(π×104)=122.5/min 参照《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-9所列车床C616的主轴转速，取转速n=120r/min，由公式（5-1） 可求得该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=120×π×104/1000=39.2m/min 粗镗Φ80孔 1)背吃刀量的确定 取ap=3/2=1.5㎜ 2)进给量的确定 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-30，选取该工步的每转进给量f=0.8㎜/r,参照《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-9所列车床C616的实际进给量，取f=0.8㎜/r. 3)切削速度的计算 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-30，工件材料为45钢，切削速度v=40m/min。 由公式（5-1）n=1000v/πd=1000×40/(π×78)=163.3r/min 参照《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-9所列车床C616的主轴转速，取转速n=173r/min，由公式（5-1） 可求得该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=173×π×78/1000=42.4m/min 半精镗Φ80孔 1)背吃刀量的确定 取ap=1.5/2=0.75㎜ 2)进给量的确定 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-30，选取该工步的每转进给量f=0.5㎜/r,参照《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-9所列车床C616的实际进给量，取f=0.50㎜/r. 3)切削速度的计算 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-30，工件材料为45钢，切削速度v=90m/min。 由公式（5-1）n=1000v/πd=1000×90/(π×79.5)=360.5r/min 参照《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-9所列车床C616的主轴转速，取转速n=360r/min，由公式（5-1） 可求得该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=360×π×79.5/1000=90.0m/min 精镗Φ80孔 1)背吃刀量的确定 取ap=0.5/2=0.25㎜ 2)进给量的确定 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-30，选取该工步的每转进给量f=0.2㎜/r,参照《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-9所列车床C616的实际进给量，取f=0.2㎜/r. 3)切削速度的计算 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-30，工件材料为45钢，切削速度v=80m/min。 由公式（5-1）n=1000v/πd=1000×80/(π×80)=318.5r/min 参照《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-9所列车床C616的主轴转速，取转速n=360r/min，由公式（5-1） 可求得该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=360×π×80/1000=90.4m/min 加工通孔φ20 机床：选用立式钻床Z535 (1)钻孔 刀具：高速钢莫氏锥柄麻花钻 直径φ18 1)背吃刀量的确定 取ap=18/2=9㎜ 2)进给量的确定 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.2㎜/r 3)切削速度的计算 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-22，工件材料为45钢，切削速度v=18m/min。 由公式（5-1）n=1000v/πd=1000×18/(π×18)=318.5r/min 参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速，取转速n=400 r/min，由公式（5-1） 可求得该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=400×π×18/1000=22.6m/min (2)扩孔 刀具：硬质合金锥柄麻花钻 材料YT15 直径φ19.8 1)背吃刀量的确定 取ap=1.8/2=0.9㎜ 2)进给量的确定 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-24，选取该工步的每转进给量f=0.5㎜/r,参照表4-9所列Z535型立式钻床的实际进给量，取f=0.43㎜/r. 3)切削速度的计算 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-24，工件材料为45钢，切削速度v=56.5m/min。 由公式（5-1）n=1000v/πd=1000×56.5/(π×19.8)=908.7r/min 参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速，取转速n=1100 r/min，由公式（5-1） 可求得该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=1100×π×19.8/1000=68.4m/min (3)粗铰孔 刀具：硬质合金锥柄机用铰刀 材料YT15 直径φ20 1)背吃刀量的确定 取ap=0.14/2=0.07㎜ 2)进给量的确定 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.6㎜/r,参照表4-9所列Z535型立式钻床的实际进给量，取f=0.57㎜/r. 3)切削速度的计算 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-31，工件材料为45钢，切削速度v=3m/min。 由公式（5-1）n=1000v/πd=1000×3/(π×19.94)=47.9r/min 参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速，取转速n=68 r/min，由公式（5-1） 可求得该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=68×π×19.94/1000=4.2m/min (4)精铰孔 刀具：硬质合金锥柄机用铰刀 材料YT15 直径φ20 1)背吃刀量的确定 取ap=0.06/2=0.03㎜ 2)进给量的确定 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.4㎜/r,参照表4-9所列Z535型立式钻床的实际进给量，取f=0.43㎜/r. 3)切削速度的计算 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-31，工件材料为45钢，切削速度v=6m/min。 由公式（5-1）n=1000v/πd=1000×6/(π×19.94)=95.8r/min 参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速，取转速n=100 r/min，由公式（5-1） 可求得该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=100×π×20/1000=6.3m/min 钻Φ8孔 1)背吃刀量的确定 取ap=8/2=4㎜ 2)进给量的确定 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.1㎜/r,参照表4-9所列Z525型立式钻床的实际进给量，取f=0.1㎜/r. 3)切削速度的计算 由《机械制造技术基础课程设计指导课程》表5-22，工件材料为45钢，切削速度v=22m/min。 由公式（5-1）n=1000v/πd=1000×22/(π×8)=875.8r/min 参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=960r/min，由公式（5-1） 可求得该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=960×π×8/1000=23.5m/min 铣键槽 粗铣 选择机床 立式铣床，X51，双顶尖定位 选择刀具 选用高速钢直柄立铣刀，根据书目【8】表2.1-20刀具尺寸为 （1）选择切削用量 ⑴确定铣削宽度 键槽宽，取铣削宽度 ⑵确定被吃刀量 由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则 ⑶确定每齿进给量 粗铣键槽采用粗齿，选齿数，根据书目【8】表2.1-72，当时，，选取 （2）确定铣削速度 根据书目【8】表2.1-93，当时，，铣削速度，则，根据X51铣床说明书，选择，则 实际切削速度为 （3）确定进给速度 ，根据X51铣床说明书，选择 综上： 精铣 机床、刀具均与粗铣相同 （1）选择切削用量 ⑴确定铣削宽度 键槽宽，取铣削宽度 ⑵确定被吃刀量 由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则 ⑶确定每齿进给量 精铣采用细齿选，根据书目【8】表2.1-72，当时，，选取 （2）确定铣削速度 根据书目【8】表2.1-93，当时，，铣削速度，则，根据X51铣床说明书，选择，则实际切削速度为 （3）确定进给速度 ，根据X51铣床说明书，选择 综上： 4.2基本工时 本次设计选φ55外圆粗车计算基本工时 ，式中，根据书目【4】表1.26，车削时的入切量及超切量，则， 第5章 夹具设计 本夹具是工序80在立式钻床上加工10个φ20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 采用四个标准定位键A18h8 JB/T8016—1999，固定在夹具体底面的四个角的键槽中，用于确定钻床夹具相对于机床进给方向的正确位置。 （5）夹具体 工件的定位元件和夹紧元件由连接座连接起来。 （6）使用说明 安装工件时，拧松定位套下端的螺母直至取出，向下转动螺栓，将工件放入，再将螺栓复位，并拧紧螺母。工件因此而夹紧。 （7）结构特点 该夹具结构简单，操作方便，即可用于下一道工序，可达到很高的生产效率，成为在立式钻床上钻孔的专用夹具。 参考文献 1、《机械制造工艺装备》          曹秋霞主编      机械工业出版社 2、《机械制造工艺基础》   李长胜主编      机械工业出版社 3、《机械加工工艺设计手册》     张耀宸主编      航空工业出版社 4、《机床夹具设计》             肖继德、陈宁平主编 机械工业出版社 5、《机械制造基础》             刘建亭主编     机械工业出版社 机械制造技术课程设计 任务书 题目：设计输出轴零件的机械加工工艺规程及钻10×Ф20孔工序的专用夹具 内容：（1）零件——毛坯合图 1张 （2）机械加工工艺规程卡片 1套 （3）夹具装配图 1张 （4）夹具体零件图 1张 （5）课程设计说明书 1份 原始资料：该零件图样一张；生产纲领为8000件/年；每日 一班 目录 第1章 零件分析……………………………………………1 1.1 工艺分析 …………………………………………1 1.2 生产类型的确定 …………………………………1 第2章 选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯零件合图…2 2.1 毛坯选择 …………………………………………2 2.2 毛坯尺寸及公差确定 ……………………………2 2.3 毛坯零件合图 ……………………………………2 2.4 定位基准的选择 …………………………………3 第3章 零件表面加工方法的选择…………………………4 3.1 加工阶段的划分 …………………………………4 3.2 工艺路线的确定 …………………………………4 3.3 各工序加工余量的确定 …………………………6 第4章 确定切削用量及工序时间 ………………………10 4.1 确定切削用量 ……………………………………10 4.2 基本工时 …………………………………………26 第5章 夹具设计 ……………………………………………27 参考文献 ………………………………………………………29 33