输出轴零件加工工艺及工装夹具设计【钻10-Φ20孔】[数控程序]

喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:414951605或者1304139763 ======================== 毕业设计说明书 机械制造装备设计 毕业设计说明书 题目 :输出轴零件机械加工工艺过程及工艺装备设计 系 XXXXXXXXX 专业 机械设计制造及其自动化 班级 XXXXX 姓名 XXXX 学号 XX 指导教师 XXXXX 完成日期 2012 年 02 月 21 日 目录 机械加工技术毕业设计任务书 3 摘要 4 前言 5 1.零件的工艺分析及生产类型的确定 7 1.1技术要求分析 7 1.2零件的工艺分析 7 2.选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 8 2.1选择毛坯 8 2.2毛坯尺寸的确定 8 3.选择加工方法，制定加工艺路线 9 3.1定位基准的选择 9 3.2零件表面加工方法的选择 9 3.2.1加工阶段的划分 9 3.2.2加工的基本原则 9 3.3制定工艺路线 10 4.工序设计 12 4.1选择机床 ,根据工序选择机床 12 4.2选用夹具 12 4.3选用刀具 12 4.4选择量具 13 4.5确定工序尺寸 14 5.确定切削用量及基本工时 17 5.1切削用量 17 5.2基本时间 23 5.3零件的数控编程 25 6 夹具设计 27 6.1 设计夹具的目的 27 6.2 夹具的分类 27 6.3 专用夹具的组成 29 6.4 典型的定位元件 29 6.5 夹具中的夹紧机构 31 6.6 夹具的发展趋势 32 6.7 本课题夹具设计 34 6.7.1 问题的提出 34 6.7.2 确定设计方案 34 6.7.3 计算夹紧力并确定螺杆的直径 35 6.7.3对称精度的分析 35 结论 36 致谢 37 参考文献 38 XXXXXXXXXXXXX学院 机械加工技术毕业设计任务书 设计题目: 输出轴零件机械加工工艺过程及工艺装备设计 设计内容：1．产品零件图 2．产品毛坯图 3．机械加工工艺过程卡片 4．机械加工工序卡片 5．毕业设计说明书 班 级： 设 计 者： 指 导 教师： 2012年 2 月 21 日 摘要 机械制造业的发展对世界经济起着非常重要的作用，而机械加工工艺的编制是机械制造技术的重要组成部分和关键工作。本文论述的是输出轴的加工工艺和夹具设计，着重于几个重要表面的加工，具有一定的尺寸、形状、位置要求，还有一些强度、表面粗糙度要求等，然而这些都会在文中得以体现。 关键词：制造,输出轴,加工工艺,夹具 前言 机械制造业在国民经济中占有重要的地位，是国民经济各部门赖以发展的基础，是国民经济的重要支柱，是生产力的重要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工具，而且为制造业包括机械制造业本身提供机械制造装备。机械制造业的生产能力和制造水平标志着一个国家或地区的科学技术水平、经济实力。 机械制造业的生产能力和制造水平，主要取决于机械制造装备的先进程度。机械制造装备的核心是金属切削机床，精密零件的加工，主要依赖切削加工来达到所需要的精度。金属切削机床所担负的工作量约占机器制造总工作量的40%～60%，金属切削机床的技术水平直接影响到机械制造业的产品质量和劳动生产率。换言之，一个国家的机床工业水平在很大程度上代表着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然，金属切削机床在国民经济现代化建设中起着不可替代的作用。 纵观几十年来的历史，机械制造业从早期降低成本的竞争，经过20世纪70年代、80年代发展到20世纪90年代乃至21世纪初的新的产品的竞争。目前，我国已加入世界贸易组织，经济全球化时代已经到来，我国机械制造业面临严峻的挑战，也面临着新的形势：知识——技术——产品的更新周期越来越短，产品的批量越来越小，产品的性能和质量的要求越来越高，环境保护意识和绿色制造的呼声越来越强，因而以敏捷制造为代表的先进制造技术将是制造业快速响应市场需要、不断推出新产品、赢得竞争、求得生存和发展的主要手段。 金属切削机床中的组合机床，是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。它具有：生产率高；加工精度稳定；研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低；配置灵活等。正是由于这些特点的存在，决定了组合机床在当今新形势下仍能被广泛应用于汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工及自行车等轻工行业和机床、机车、工程机械等制造业中。 毕业设计是学生从学习向工作过度的综合锻炼，也是一次提高和再学习的机会。毕业设计从准备到设计结束几乎要花去一个学期的时间，最后要形成一整套的文档资料。毕业设计也是对学生最后的综合考核，因此，扎实认真高质量的完成毕业设计任务，具有重要意义！ 1. 通过毕业设计的准备工作，进一步提高我们独立调研能力以及专业业务素质。并通过文献查阅、现场收集资料等工作。锻炼解决夹具工程技术的问题的能力。 2. 能巩固深化扩充我们的专业知识，并通过毕业设计中对涉及到的问题的分析研究，提出我们自己的见解和观点。 3. 通过毕业设计，树立良好的工作思想和细致、严谨、科学的工作态度，为一个未来的工程师奠定基础！ 这次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（输出轴）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，为未来从事的工作打下良好的基础。 由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。 1.零件的工艺分析及生产类型的确定 1.1技术要求分析 题目所给定的零件车床输出轴，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。零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。综合技术要求等文件，选用铸件。 1.2零件的工艺分析 从材料上分析，零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。其价格较便宜，经过调质或正火后可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可达52HRC-45HRC. 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圆柱面，φ50、φ80、φ104的内圆柱表面，10个φ20的通孔，图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级；粗糙度方面表现在键槽两侧面、φ80内圆柱表面为Ra3.2um,大端端面为Ra3.2um,其余为Ra12.5um，要求不高；位置要求较严格，表现在φ55的左端面、φ80内孔圆柱面对φ75、φ60外圆轴线的跳动量为0.04mm, φ20孔的轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ0.05mm,键槽对φ55外圆轴线的对称度为.0.08mm；热处理方面需要调质处理，到200HBW，保持均匀。 通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。 2.选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 2.1选择毛坯 毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或锻件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。本零件生产批量为中批量，所以综上所叙选择锻件中的模锻。 2.2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<或查表得到>,见表１。铸件的外圆角半径按表5-12确定，内圆角半径按5-13确定。结果为：外圆角半径：；内圆角半径：。按表5-11，外模锻斜度，内模锻斜度。下图为本零件的毛坯图。 图1毛坯图 3.选择加工方法，制定加工艺路线 3.1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。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φ55外圆柱面作为粗基准来加工φ176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，φ176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。 3.2零件表面加工方法的选择 3.2.1加工阶段的划分 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,而要用几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φ176、φ55、φ60、φ65、φ75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φ55、φ60、φ65、φ75外圆柱面，φ80、φ20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。 3.2.2加工的基本原则 I.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φ55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。 II.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。 III.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φ75外圆柱面，做为定位基准再来加工其余各孔。 IV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。 综上所述：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。 V.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CA6140车床输出轴材料为45钢，在加工过程中预备热是消除零件的内应力，在毛坯锻造之后。最终热处理在半精车之后精车之前，按规范在840℃温度中保持30分钟释放应力。 3.3制定工艺路线 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 工序1   粗车圆柱面φ176及端面。 工序2   粗车圆柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及台阶面。 工序3   精车φ176外圆柱面及倒角。 工序4 半精车圆柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及台阶面。 工序5  精车圆柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及台阶面。 工序6  倒角。 工序7 　粗镗内孔φ50、φ80、φ104。 工序8   精镗内孔φ50、φ80、φ104。 工序9   钻孔10×φ20。 工序10  扩孔10×φ20。 工序11  铰孔10×φ20。 工序12  铣键槽16×10。 工序13  钻斜孔2×φ8。 工序15  去毛刺。 工序15  终检。 4.工序设计 4.1选择机床 ,根据工序选择机床 （1）工序1、2、3、4和5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，型号TYPE CA6140，中心距750mm 1000 mm 1500 mm，床身上下最大回转直径￠400 mm，马鞍内最大工作回转路径￠550 mm，横拖板上最大回转直径￠214mm，主轴孔径￠52 mm，主轴内锥孔MT6#，主轴速度级数16级，主轴速度范围20-1800r.p.m，公制螺纹（30种）0.45-20 mm（30种），英制螺纹（30种）40-0.875t.p.i（30种），模数螺纹0.125-5mm，径节螺纹160-4D.P，横拖板行程239mm小刀架行程150mm，尾坐套孔锥度MT5#，套筒行程120mm，主电机功率4/5.5KW，外形尺寸2350×1020×1250mm 。 （2）工序7、8为镗削。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔，选用C616A型卧式车床。 （3）工序12铣削。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型铣床能满足加工要求。 （4）工序9、10和11是扩、钻、铰孔。可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，故选用Z525。 4.2选用夹具 本零件除铣销，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。 4.3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。 ①．粗车外圆柱面：刀具号为T0101，90°可转位车刀，圆弧半径为1，刀片型号为VCUM160408R-A4，刀具型号为PVJCR2525-16Q ②.半精车，精车外圆柱面：刀具号为T0202，75°可转位车刀，圆弧半径为1，刀片型号为WNUM080304EL-A2，刀具型号为PCRC2020-16Q ③. 钻头：高速钢刀具 刀具号为T0303，直径为φ30;刀具号T0404，直径为φ18    扩孔钻：刀具号为T0505，直径为φ19.8;铰刀：刀具号为T0606，直径为φ20 ④.内孔车刀：刀具号为T0707，93°内孔车刀，圆弧半径为1，刀片型号为TBUM080404R-04，  刀具型号为PSUBR3215-16Q         ⑤.镗刀  刀具号为T0808，刀杆长度为200.B×H＝16×25 ⑥.粗铣键槽  刀具号为T0909，精铣键槽  刀具号为T1010 综上可做一刀具表如下： 加工表面      刀具号      刀具名称       刀具参数      刀片型号        刀具型号 粗车外圆柱面  T0101  可转位车90° r=1  VCUM160408R-A4  PVJCR2525-16Q 半精，精车外圆柱面  T0202 可转位车刀75° r=1  WNUM080304EL-A2   PCRC2020-16Q 钻Φ30的孔    T0303      钻头        Φ30        钻φ18        T0404       钻头        φ18        扩φ19.8      T0505       扩孔钻      φ19.8        铰φ20        T0606        铰刀        φ20        车内孔        T0707     内孔车刀 93° r=1  BUM080404R-04  PSUBR3215-16Q 镗Φ50的盲孔  T0808        镗刀        200.B×H＝16×25        粗铣键槽      T0909      铣刀        Φ15.4        精铣键槽      T1010      铣刀        Φ16  4.4选择量具 本零件属大批大量生产，一般配情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考参考文献[4]》相关资料，选择如下：读数值0.02、测量范围0～150游标卡尺，读数值0.01，测量范围0～150游标卡尺。读数值0.01，测量范围50～125的内径千分尺，读数值0.01，测量范围50～125的外径千分尺，读数值0.01，测量范围50～125的内径百分表（表5-108）。 4.5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： 表3外圆柱面φ176　轴段加工余量计算 Tab3 工序名称 工序间 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 标注工序 尺寸公差/mm 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精车 2 IT10 6.3 176 粗车 3 IT12 12.5 179 毛坯 ±2 181 表4外圆柱面φ55轴段加工余量计算 Tab4 工序名称 工序间 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 标注工序 尺寸公差/mm 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 　精车 1.0  IT6 1.6 55 半精车  1.5 IT10  3.2 56 粗车 2.5 IT12 6.3 57.5 毛坯 ±2 60 表5-1 φ60轴段加工余量计算 Tab5 工序名称 工序间 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 标注工序 尺寸公差/mm 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精车  1.0  IT6 1.6 60 半精车  1.5 IT10 3.2 61 粗车 2.5 IT12 6.3 62.5 毛坯 ±2 65 表5-2 φ65轴段加工余量计算 Tab5 工序名称 工序间 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 标注工序 尺寸公差/mm 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精车  1.0  IT6 1.6 65 半精车  1.5 IT10 3.2 66 粗车 2.5 IT12 6.3 67.5 毛坯 ±2 70 表5-3 φ75轴段加工余量计算 Tab5 工序名称 工序间 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 标注工序 尺寸公差/mm 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精车  1.0  IT6 1.6 75 半精车  1.5 IT10 3.2 76 粗车 2.5 IT12 6.3 77.5 毛坯 ±2 80 表5-4 φ104内孔加工余量计算 Tab5 工序名称 工序间 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 标注工序 尺寸公差/mm 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精镗  1.8 IT7 3.2 104 粗镗  3.2 IT10 6.3 103.2 毛坯 ±2 99 表5-5 φ80内孔加工余量计算 Tab5 工序名称 工序间 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 标注工序 尺寸公差/mm 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精镗 1.5  IT7 3.2 80 粗镗  2.5 IT10 6.3 78.5 毛坯 ±2 76 表5-6 φ50内孔加工余量计算 Tab5 工序名称 工序间 余量/mm 工 序 工序基本尺寸/mm 标注工序 尺寸公差/mm 经济精度/mm 表面粗糙度Ra/μm 精镗  1.5 IT7 3.2 50 粗镗  2.5 IT10 6.3 48.5 毛坯 ±2 46 表6 加工键槽 工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精铣 IT9 Φ16 1.6 粗铣 IT12 Φ12 3.2 5.确定切削用量及基本工时 切削用量包括背吃刀量、进给量和切削速度。确定顺序是确定、，再确定。 5.1切削用量 功率Pc×η＞Pm，所以机床功率足够，实际取值为Vc=110.5m/min，n=200r/min，f=0.66mm/r. 确定切削用量及功率的校核 Ⅰ.加工外圆柱面φ176 粗车：查《机械加工工艺设计手册》P433 得知：f=0.8～1.2mm/r取f=0.81mm/r  ap=2.5mm 查《金属切削手册》知Vc=70～90 m/min取Vc=80 m/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=n d/1000=200×3.14×187/1000=73.4m/min 校核功率：Pc=Kc×ap×Vcf/60000=2305×2.5×0.81×73.4/60000=5.4Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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=73.4 m/min，n=125r/min，f=0.81mm/r Ⅱ.加工外圆柱面φ55 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 结合CA6140说明书取f=0.71 mm/r ap=2.5mm  查《金属切削手册》知Vc=70～90 m/min 取Vc=75 m/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=320×3.14×70/1000=70.34m/min  功率Pc=Kc×ap×Vc×0.71/60000=2305×2.5×70.34×0.66/60×1000=4.4Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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=320r/min f=0.71mm/r 半精车：查《机械加工工艺设计手册》P433 得知： f=0.25～0.35mm/r 取f=0.30 mm/r ap=0.9mm 取Vc=120m/min 故n=1000Vc/ d=660.04r/min 圆整得n=660 r/min  功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.3×120/60000=1.24Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.75，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=120m/min，n=660r/min f=0.3mm/r 精车：查《机械制造工艺与机床夹具毕业设计》表2-20知： Vc=150～160 m/min取Vc=160m/min f=0.18mm/r ap=0.55mm 则 n=1000Vc/ d =908.29r/min 圆整得n=910 r/min  功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×0.18×160/60000=0.6Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.75，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=160m/min，n=910r/min f=0.18mm/r Ⅲ.加工外圆柱面φ60 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=70～90 m/min 取Vc=75 m/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=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×70.34×0.71/60000=4.8 Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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/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=0.45 ap=0.9mm  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=546.8r/min 圆整得n=550 r/min  则Vc=n d/1000=510×3.14×62.9/1000 =100.7 m/min 功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×0.45×100.7/60000=1.57Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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= 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>1.67m/s 取Vc=120 m/min 则n=1000Vc/ d=1000×120/3.14×61.1=625.5 r/min圆整得n=630 r/min 取ap=0.55mm   故实际切削速度：Vc=n d/1000=630×3.14×61.1/1000=120.87m/min  校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×120.87×0.15/60000=0.38Kw   由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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= 120.87m/min，n=630r/min f=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=70～90 m/min取Vc=75 m/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=n d/1000=70.34m/min 取ap=2.5mm    功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×70.34×0.71/60000=4.8Kw   由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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=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=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/s 则n=1000Vc/ d=506.55r/min 圆整得n=510 r/min  取ap=0.9mm   Vc=n d/1000=510×3.14×67.9/1000=108.7m/min  功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×108.7×0.45/60000=1.7Kw   由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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=108.7m/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=0.18mm/r  再查外圆切削数据表知：Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 则n=1000Vc/ d=578.2 r/min 圆整得n=580 r/min 故实际切削速Vc=n d/1000=580×3.14×66.1/1000=120.38m/min ap=0.55mm。校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×0.18×120.38/60000×1000=0.46Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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= 120.38m/min，n=580r/min f=0.18mm/r Ⅴ.加工外圆柱面φ75 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=70～90 m/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=n d/1000=80.384m/min 取ap=2.5mm 校核功率：Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×80.384×0.71/60000=5.5Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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= 80.384m/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=1.667～2.17m/s 取Vc=1.8m/s 则n=1000Vc/ d=1000×108/3.14×77.9=441.5r/min 圆整得n=450 r/min取ap=0.9mm   Vc=n d/1000=450×3.14×77.9/1000=110m/min。 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×110×0.45/60000=1.7Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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= 110m/min，n=450r/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=0.15mm/r   再查外圆切削数据表知：Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 则n=1000Vc/ d =1000×120/76.1×3.14=502.2 r/min圆整得n=500 r/min 故实际切削速度： Vc=n d/1000=500×3.14×76.1/1000=119.48m/min ap=0.55mm 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×119.48×0.15/60000 =0.39 Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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=119.48m/min，n=500r/min f=0.15mm/r Ⅵ.加工内圆柱面φ80 钻孔：查《简明加工工艺手册》P294知：ap=d/2=15mm取 f=0.35mm/r ；Vc=0.33 m/s 故n=1000Vc/ d=1000×0.33×60/3.14×30=210.2 r/min 圆整得n=210r/min 故实际切削速度： Vc=n d/1000=210×3.14×30/1000=19.8m/min。   校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×15×30.6/60×1000=3.99Kw   由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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= 19.8m/min，n=210r/min， f=0.35mm/r 车孔：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=0.35 mm/r Vc=0.85m/s；故n=1000Vc/ d=1000×0.85×60/3.14×74=219.5r/min 由CA6140说明书取n=200r/min 故实际切削速度Vc=n d/1000=200×3.14×74/1000=46.5m/min  取ap=3mm 。 校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×3×46.5×0.35/60000=1.9Kw 根据机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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= 46.5m/min，n=200r/min f=0.35mm/r 车孔： f=0.3mm/r ap=1.5mm  n=549r/min  Vc=n d/1000=×3.14×80/1000=138m/min。   功率Pc=Kc×ap×Vc×0.001/60=2305×1.5×138/60×1000=7.9Kw 根据机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.75，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 138m/min，n=560r/min f=0.3mm/r 镗孔：查《金属机械加工工艺人员手册》增订组编表10-13   ap=3mm； S=0.30～0.50mm/r取 S=0.3mm/r取Vc=0.65m/s则n=1000Vc/d=1000×0.65×60/d=155r/min由CA6140说明书取n=160/min 故实际切削速度Vc=nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min根据机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8。 功率Pc=Kc×ap×Vc×S/60000=2305×3×40.2×0.4/60000=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/min f=0.4mm/r Ⅶ.加工通孔φ20 钻孔：钻φ19.8的底孔： 查《简明加工工艺手册》P296 得： f=0.33～0.38mm/r，  取f=0.36 mm/r； Vc=0.96 ～1.13m/s， 取Vc =1m/s故n=1000Vc/ d=1000×60/3.14×19.8=965.1r/min根据X51机床说明书得：n=945r/min 故实际切削速度  Vc=n d/1000=945×3.14×19.8/1000=58.75m/min ，又取ap=6 mm 。 校核功率：Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×6×60.3×0.36/60000=5.0Kw   由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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= 23.1m/min，n=409r/min， f=0.2mm/r 铰孔：  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 =0.60 m/s ； 故n=1000Vc/ d=1000×0.6×60/3.14×20=573.25 r/min圆整得：n=580 r/min 故实际切削速度  Vc=n d/1000=580×3.14×20/1000=36.4 m/min ，ap=0.1mm 。    校核功率：Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.1×36.4×0.3/60000 =0.04Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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= 36.4m/min，n=580r/min ,f=0.3mm/r Ⅷ.加工端面    粗车：查《机械制造工艺与机床夹具毕业设计指导》得： f=0.66mm/r，Vc=108m/min ， n=1000Vc/πd=190r/min 由CA6140说明书取n=200r/min 故实际切削速度Vc=n d/1000=110.5m/min  取ap=2mm。   校核功率： Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×2×0.66×110.5/60000=5.6Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为η=0.8。 机床功率 Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×0.5×0.41×120/60000=0.94Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为η=0.8，机床功率Pc×η＞Pm，所以机床功率足够，实际取值为Vc=120 m/min，n=217.1r/min，f=0.41mm/r. Ⅸ.铣键槽 粗铣： fz=0.12mm/r ap=5mm Vc=90m/min n=1000Vc/πd=955.4r/min  Vf=n×fz=114.6mm/r。 功率Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×5×0.12×90/60000=2.07Kw 由于机床说明书查得Pc=4.5 Kw，效率为η=0.8。机床功率Pc×η＞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=100 mm/r 精铣： fz=0.10mm/r  ap=2mm  Vc=150m/min  n=1000Vc/πd=1194.2r/min Vf=n×fz=119.4mm/r。 功率Pm=Kc×ap×f×Vc/60000=2305×2×0.10×150/60000=1.15Kw   由于机床说明书查得Pc=4.5 Kw，效率为η=0.8，机床功率Pc×η＞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. 5.2基本时间 确定粗车外圆的基本时间t 根据《机械制造工艺学》公式4-23车外圆基本时间为： 根据《机械制造工艺学》公式4-23车外圆基本时间为： 式中：，，，，， 则 其余工步切削用量及基本工时计算从略 5.3零件的程序编制 粗加工 N00 G99 G40 N10 G28 U0 W0 N20 T0101 N30 S600 M03 N40 G00 Z5 N50 G01 Z0 F0.2 N60 X58 N70 Z-79 N80 X63 N90 Z-120 N100 X68 N110 Z-127 N120 X78 N130 Z-197 N140 X116 N150 Z-214 N160 X178 N170 G00 Z5 N180 X56 N190 G01 Z-79 N200 X61 N210 Z-120 N220 X66 N230 Z-127 N240 X76 N250 Z-197 N260 X114 N270 X116 Z-214 N280 G00 X77 Z-190 N290 G01 X76 Z-197 N300 X112 N310 X116 Z-214 N320 G00 X77 Z-190 N330 G01 X76 Z-197 N340 X110 N350 X116 Z-214 N360 G00 X77 Z-190 N370 G01 X76 Z-197 N380 X108 N390 X116 Z-214 N400 G00 X77 Z-197 N410 G01 X76 Z-197 N420 X105.5 N430 X116 Z-197 N440 X176 N450 G00 Z30 N460 M30 精加工 N00 G99 G40 N10 G28 U0 W0 N20 T0101 N30 S800 M03 N40 G00 X0 Z50 N50 G01 Z0 F0.2 N60 X54 N70 X55.4 Z-1 N80 Z-79 N90 X59 N100 X60.4 Z-80 N110 Z-120 N120 X64 N130 X65.4 Z-121 N140 Z-127 N150 X74 N160 X75.4 Z-128 N170 Z-197 N180 X104.5 N190 X116 Z-214 N200 X175 N210 X176 Z-215 N220 G00 Z20 N230 M30 大端粗加工 N00 G99 G40 N10 G28 U0 W0 N20 T0101 N30 S400 M03 N40 G00 X0 Z5 N50 G01 Z0 F0.1 N60 X179 N70 Z-30 N80 G00 X185 Z0 N90 G01 X177 N100 Z-30 N110 G00 X180 Z20 N120 M30 大端精加工 N00 G99 G40 N10 G28 U0 W0 N20 T0101 N30 S400 M03 N40 G00 X0 Z5 N50 G01 Z0 F0.1 N60 X176 N70 Z-30 N80 G00 X180 Z20 N90 M30 6 夹具设计 6.1 设计夹具的目的 在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷、热工艺过程中，使用着大量的夹具。所谓夹具就是一切用来固定加工对象，使之占有正确位置，接受施工或者检测的装置。在机械制造中采用大量的夹具，机床夹具就是夹具中的一种。它装在机床上，使工件相对刀具与机床保持正确的相对位置，并能承受切削力的作用。机床夹具的作用主要有以下几个方面：较容易、较稳定地保证加工精度，因为用夹具装夹工件时，工件相对机床（刀具）的位置由夹具来保证，基本不受工人技术水平的影响，因而能较容易、较稳定地保证工件的加工精度；提高劳动生产率，因为采用夹具后，工件不需要划线找正，装夹也方便迅速，显著地减少了辅助时间，提高了劳动生产率；扩大机床的使用范围，因为使用专用夹具可以改变机床的用途、扩大机床的使用范围，例如，在在车床或摇臂转床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；改善劳动条件、保证生产安全，因为使用专用机床夹具可以减轻工人的劳动强度、改善劳动条件，降低对工人操作技术水平的要求，保证安全。 6.2 夹具的分类 （1）通用夹具 通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如， 车床上的三爪卡盘和四爪卡盘、顶尖和鸡心夹头；铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。它们有很大的通用性，无需调整或稍加调整就可以用于装夹不同的工件。这类夹具一般已经标准化。由专业工厂生产，作为机床附件供应给用户。 （2）专用夹具 专用夹具是指专为某一工件的某道工序的加工而专门设计的夹具，具有结构紧凑，操作迅速、方便等优点。专用夹具通常由使用厂根据要求自行设计和制造，适用于产品固定且批量较大的生产中。 （3）组合夹具 组合夹具是在机床夹具零部件标准化的基础上，由一整套预先制造好的，具有各种不同形状、不同规格尺寸的标准元件和合件，按照组合化的原理，针对工件的加工要求组装成各种专用夹具。夹具使用完毕后，可以拆卸，留待组装新夹具时使用。 组合夹具的应用范围十分广泛。它最适合于品种多、产品变化快、新产品试制和单件小批生产等场合，在批量生产中也可利用组合夹具代替临时短缺的专用夹具，以满足生产要求。用组合夹具元件可以组装成各类机床夹具。数控机床和柔性制造单元的出现，更加推动了组合夹具技术的进步，扩大了组合夹具的应用范围。 组合夹具具有以下特点：组合夹具元件可供多次使用，但其一旦组装成某个夹具后，该夹具结构仍属专用性，只能一次使用。当变换加工对象时，一般仍需全部拆开，重新组装成新夹具结构，以满足新工件的加工要求。和专用夹具不一样，组合夹具的最终精度，是靠各组成元件的精度，直接组合来保证的，不允许进行任何补充加工，否则无法保证元件的互换性。由于组合夹具是由各标准元件组合起来的，因此刚性较差，尤其是元件连接的结合面接触刚度，对加工精度影响较大。一般组合夹具的外形尺寸较大，不及专用夹具那样紧凑。这种夹具不受生产类型的限制，可以随时组装，以应生产之急。 （4）拼装夹具 拼装夹具是指按某一工件的某道工序的加工要求，由标准化、系列化的夹具元件，直接按专用夹具的装配方法（销钉定位、螺栓紧固）装配成的专用夹具。采用拼装夹具大大缩短了专用夹具的设计与制造周期，而且当产品改型时原来夹