word文檔可自由編輯word文檔可自由編輯課程設計說明書課程名稱：機械制造工藝學題目名稱：輸出軸加工工藝及夾具設計班級：20級專業班姓名：學號：指導教師：評定成績：教師評語：指導老師簽名：20年月日目錄\h1引言 2\h1.1課題設計的目的和意義 2\h1.2課題背景知識 3\h1.2.1零件的作用 3\h1.2.2機械制造工藝相關知識 3\h2.1零件的工藝性分析及生產類型確定 8\h2.1.1零件的作用 8\h2.1.2零件的工藝分析 9\h2.1.3確定零件的生產類型 10\h2.2選擇毛坯種類，繪制毛坯圖 10\h2.2.1選擇毛坯種類 10\h2.2.2確定毛坯尺寸及機械加工余量 11\h2.2.3繪制毛坯圖 12\h2.3選擇加工方法，擬定工藝路線 12\h2.3.1定位基準的選擇 12\h2.3.2零件表面加工方法的選擇 13\h2.3.3加工階段的劃分 13\h2.3.4工序的集中與分散 14\h2.3.5工序順序的安排 14\h2.3.6確定工藝路線 14\h2.3.7加工設備及工藝裝備選擇 15\h2.3.8工序間余量和工序尺寸的確定 16\h2.3.9切削用量及基本時間定額的確定 19\h3.專用夾具設計 35\h3.1明確設計要求、收集設計資料 35\h3.2確定夾具結構方案 36\h3.2.1確定定位方式，選擇定位元件 36\h3.2.2確定導向裝置 36\h3.2.3確定工件夾緊方案，設計夾緊機構 36\h3.2.4確定夾具總體結構和尺寸 37\h3.2.5夾具使用說明 39\h總結 39\h參考文獻 40致謝錯誤！未定義書簽。英文摘要41輸出軸的加工工藝與夾具設計摘要:輸出軸零件的主要作用是支撐零件、實現回轉運動并傳遞轉矩和動力。本文以一典型輸出軸零件為例討論了零件的機械加工工藝規程和專用夾具設計。對于工藝規程設計，在分析了輸出軸零件的作用和加工工藝性后，先提出兩種工藝方案，再甄選出最佳方案。輸出軸零件的機械綜合性能要求較高，一般選擇鍛件作為毛坯。對于夾具設計，本文選取其中鉆斜孔工序來設計專用夾具。經過對工序要求進行分析后，采用一面兩孔定位，轉動壓板加緊。導向裝置采用可換的特殊鉆套。關鍵詞：輸出軸；工藝規程；夾具設計1引言1.1課題設計的目的和意義本次設計是在我們學完了大學的全部基礎課程、技術課程以及全部專業課之后進行的。此次的設計是對大學期間所學各課程及相關繪圖軟件的一次深入的綜合性復習，也是使我們綜合運用所學過的基本知識與基本技能去解決專業范圍內的工程技術問題而進行的一次基本訓練。因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。我們在完成畢業設計的同時，也培養了我們正確使用技術資料、國家標準、有關手冊、圖冊等工具書，進行設計計算、數據處理、編寫技術文件等方面的工作能力，也為我們以后的工作打下了堅實的基礎。本次設計的目的在于：培養綜合分析和解決本專業的一般工程問題的獨立能力，拓寬和深化所學知識。培養樹立正確的設計思想、設計思維，掌握工程設計的一般程序、規范和方法的能力。培養正確地使用技術知識、國家標準、有關手冊、圖冊等工具書，進行設計計算、數據處理、編寫技術文件等方面的工作能力。培養自己進行調查研究、面向實際、面向生產，向工人和工程技術人員學習的基本工作態度、工作作風和工作方法。熟悉軸類零件加工工藝過程和掌握夾具設計的方法步驟，為以后從事相關的技術性工作打下堅實的基礎。通過對輸出軸零件的機械加工工藝設計，使我們在機械制造工藝規程設計，工藝方案論證，機械加工余量計算，工藝尺寸的確定，編寫技術文件及查閱技術文獻等各個方面得到一次綜合性訓練。初步具備設計一個中等復雜程度零件工藝規程的能力。能根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案，完成夾具機構設計，初步具備設計出高效、省力、經濟合理并能保證加工質量的專用夾具的能力。通過零件圖、裝配圖的繪制，使我們進一步熟練繪圖軟件的使用。熟悉和掌握我國相關的制圖標準和要求。本次設計的主要內容為：首先認真分析已給定的輸出軸零件圖紙，明確相關技術要求和加工質量要求，在讀懂圖紙的基礎上，利用AUTOCAD繪制該輸出軸的三維模型；然后根據圖紙上相關要求等確定該零件的生產類型，經分析本次設計的零件屬大批量生產。其次，對零件進行工藝分析，確定毛坯類型和制造方法，輸出軸的材料為45鋼。擬采用以鍛造的形式進行毛坯的制造，然后設計兩套不同的工藝路線方案，分析兩套方案的優劣并根據實際生產條件和相關要求確定最終方案，完成機械加工工序設計，進行必要地經濟分析。最后，對某道加工工序進行夾具裝配圖及主要零件圖的設計，對夾具進行精度校核并對其設計質量進行評估。1.2課題背景知識1.2.1零件的作用本設計所設計的零件是機床變速器輸出軸，它是動力輸出的主要零件。φ80的孔與變速器配合起定心作用，通過10-φ20的通孔將動力傳至該軸，再由φ55處通過鍵將動力輸出。該軸在工作中需要承受一定的沖擊載荷和較大的扭矩。因此，該軸應具有足夠的耐磨性和抗扭強度。1.2.2機械制造工藝相關知識基本概念生產過程是指從原材料到產品出廠的全部勞動過程。機械加工工藝過程是機械產品生產過程的一部分，是對零件采用機械加工的方法直接改變毛坯的形狀、尺寸、和表面質量等，使之成為合格零件的過程。工序:一個（或一組）工人在一個工作地對一個（或同時對幾個）工件連續完成的那一部分工藝過程。安裝:如果在一個工序中需要對工件進行幾次裝夾，則每次裝夾下完成的那一部分內容稱為一個安裝。工位:在工件的一次裝夾后，工件（或裝配單元）與夾具或設備的可動部分一起相對刀具或設備的固定部分所占據的每一個位置稱為工位。工步:在加工表面（或裝配時的連接表面）和加工（或裝配）工具不變的情況下，所連續完成的那一部分工序稱為工步。走刀:切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內容，稱為一次走刀。生產綱領是在計劃期內生產的產品產量和進度計劃。生產類型是指企業（或車間、工段、班組、工作地）生產專業化的程度分類。一般分為單件生產、成批生產和大批量生產三種類型。機械加工工藝規程（1）機械加工工藝規程有：機械加工工藝過程卡片、機械加工工序卡片、標準零件或典型零件工藝過程卡片、單軸自動車床調整卡片、多軸自動車床調整卡片、機械加工工序操作指導卡片、檢驗卡片等。（2）制定工藝規程的基本要求是：在保證產品質量的前提下，能盡量提高生產率和降低成本，并充分利用現有生產條件，保證工人具有良好而安全的勞動條件。（3）制定工藝規程的步驟：①收集和熟悉制定工藝規程的有關資料圖樣，進行零件的結構工藝性分析；②確定毛坯的類型及制造方法；③選擇定位基準；④擬定工藝路線；⑤確定各工序的工序余量、工序尺寸及其公差；⑥確定各工序的設備、刀具、夾具、量具和輔助工具；⑦確定各工序的切削用量及時間定額；⑧確定主要工序的技術要求及檢驗方法；⑨進行技術經濟分析；⑩編制工藝文件。機械加工工藝規程制定中應注意的問題選擇零件毛坯時，主要考慮下列因素：零件的材料（包括牌號及標準號）及其機械性能、零件的結構形狀及外形尺寸、生產綱領、生產條件、積極推廣應用新工藝、新技術和新材料。基準是用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據的那些點、線、面。從設計和工藝兩個方面看可分為設計基準和工藝基準兩大類。工藝基準又可進一步分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。定位基準又有粗基準和精基準之分。粗基準的選擇原則有：保證相互位置要求的原則、保證加工表面加工余量合理分配的原則、粗基準不重復使用的原則、便于工件裝夾的原則。精基準的選擇原則有：基準重合原則、基準統一原則、自為基準原則、互為基準原則、便于裝夾的原則。加工經濟精度是指在正常加工條件下（采用符合質量標準的設備、工藝裝備和標準技術等級的工人，不延長加工時間），所能保證的加工精度和表面粗糙度。選擇加工方法時考慮的主要因素：工件的加工精度、表面粗糙度和其他技術要求，工件材料的性質，工件的形狀和尺寸，生產類型、生產率和經濟性，本廠設備、人員情況等。根據精度要求的不同，整個工藝過程可劃分為：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段、光整加工階段、超精密加工階段。劃分加工階段的原因主要有：①保證加工質量；②合理使用機床設備；③便于及時發現毛坯缺陷，避免精加工表面損傷；④便于安排熱處理工序，使冷、熱加工配合協調。機械加工工序的安排原則：①基面先行；②先粗后精；③先主后次；④先面后孔。（9）熱處理工序在工藝路線中的安排，主要取決于零件的材料和熱處理的目的。預備熱處理安排在機械加工之前；去除內應力的熱處理安排在粗加工之后，精加工之前；最終熱處理安排在精加工前后，變形較大的熱處理應安排在精加工之前，變形較小的熱處理應安排在精加工之后；表面的裝飾性鍍層和發藍工序一般安排在工件精加工后；電鍍工序后應進行拋光，耐磨性鍍鉻則放在粗磨和精磨之間。輔助工序包括檢查、檢驗工序、去毛刺、平衡、清洗工序等，檢驗工序是主要的輔助工序。除了在每道工序中操作者自檢外，還必須在下列情況下安排單獨的檢驗工序：①粗加工階段結束后；②關鍵工序前后；③零件從一個車間轉到另一個車間前后；④零件全部加工結束之后。工序組合的原則：①大批大量生產、零件結構叫復雜，適于采用工序集中地原則，對一些結構簡單的產品，也可采用分散的原則。成批生產宜采用適當集中的原則，單件小批生產適于采用工序集中的原則；②產品品種較多，又經常變換，適于采用工序分散的原則；③零件加工質量、技術要求較高時一般采用工序分散的原則；④零件尺寸、質量較大，不易運輸和安裝的，應采用工序集中地原則。選擇設備時應考慮下列問題：①機床的精度與工序要求的精度相適應；②機床的規格與工件的外形尺寸，本工序的切削用量相適應；③機床的生產率與被加工零件或產品的生產類型相適應；④選擇的設備盡可能與工廠現有條件相適應。加工余量是指加工過程中所切除的金屬層厚度。加工余量可分為加工總余量（毛坯余量）和工序余量。加工總余量等于各工序余量之和。影響工序余量的因素有：①上工序的各種表面缺陷和誤差因素，包括表面粗糙度和缺陷層、尺寸公差和形位公差；②本工序加工時的裝夾誤差。確定加工余量的方法有：分析計算法、查表法、經驗估算法。工藝裝備的選擇包括確定各工序所需的夾具、刀具和計量器具等。夾具主要根據生產類型和加工要求來確定。刀具的選擇主要取決于各工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、加工精度和表面粗糙度要求，生產率和經濟性等。計量器具主要根據生產類型和工件的加工精度來選取。時間定額與提高勞動生產率的工藝途徑時間定額T包括：基本時間Tm、輔助時間Ta、布置工作地時間Ts、休息與生理需要時間Tr、準備與結時間Te。 T T單件和成批生產的單件時間定TTeTTTTe T pn m a s rn大批量生產的單件時間定TTTTT T m a s r提高勞動生產率的工藝途徑有：①縮短時間定額。縮短基本時間的措施有：提高切削用量和減少切削行程長度；縮短輔助時間的措施有：采用先進夾具、提高機床的自動化程度、采用先進的檢測手段等直接縮短輔助時間，使基本時間與輔助時間重合等。②推廣應用新工藝和新方法。③提高機械加工自動化程度。工藝過程的技術經濟分析工藝成本是指生產成本中與工藝過程有關的那一部分費用。按照與年產量的關系分為可變費用V和不變費用C。若工件的年產量為N，則工件的全年工藝成本S（元/年）為,單件C工藝成本S=VN+C,單件工藝成本SV P N1.2.3機床夾具設計基礎知識在機械制造的各個加工工藝工程中，必須使工件在工藝系統中處于正確的位置，以保證加工質量，并提高生產效率。把為了使工件處于正確位置上所使用的各種工藝裝備稱為夾具，如檢驗夾具、焊接夾具、裝配夾具等。在機床上對工件進行切削加工時，為了保證加工精度，必須正確地安放工件，使工件相對于刀具和機床占有正確的位置，這一過程稱為“定位”。為了保證這個正確位置在加工過程中穩定不變，應該對工件施加一定的夾緊力，這個過程稱為“夾緊”。這兩個過程總稱為“安裝”。在機床上實現安裝過程的工藝裝備，就是“機床夾具”。機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣泛的是通用夾具，如車床上用的三爪自定心卡盤和銑床上用的平口虎鉗等。這類夾具的規格尺寸已經標準化，由專業廠家進行生產。而用于批量生產，專門為工件某加工工序服務的專用夾具，則必須由各個制造廠自行設計制造。由于專用夾具的設計制造在很大程度上影響加工質量、生產率、勞動條件和生產成本，因此，它是各機械制造廠新產品投資、老產品改進和工藝更新中的一項重要生產技術準備工作，也是每一個從事機械加工工藝的技術人員必須掌握的基礎知識。（1）機床夾具在機械加工中起著重要的作用，所以應用十分廣泛。歸納起來有以下幾個方面的作用：①保證工件的加工精度，穩定產品質量夾具在機械加工中的基本作用就是保證工件的相對位置精度。由于采用了能直接定位的夾具，因此，可以準確地確定工件相對于道具和機床切削成形運動中的相互位置關系，不受或者少受各種主觀因素的影響，可以穩定可靠地保證加工質量。②提高勞動生產率和降低加工成本提高勞動生產率，降低單件時間定額的主要技術措施是增大切削用量和壓縮輔助時間。采用機床夾具，既可以提高工件加工時的剛度，有利于采用較大的切削用量，又可以省去劃線找正等工作，使安裝工作的輔助工時大大減小，因此能顯著地提高勞動生產率和降低成本。③改善工人勞動條件采用夾具后，工件的裝卸顯然比不用夾具方便、省力、安全。使用專用夾具安裝工件，定位方便、迅速，夾緊可采用增力、機動等裝置，因此可以減輕工人的勞動強度。還可設計保護裝置，確保操作者安全。④在流水線生產中，便于平衡生產節拍工藝工程中，當某些工件所需要工序時間特別長時，可以采用多工位或高效夾具等，以提高生產效率，使生產節拍能夠比較平衡。（2）機床夾具分類①專用夾具專用夾具是針對某一種工件的一定工序而專門設計的。因為不需要考慮通用性，所以夾具可以設計得結構緊湊、操作方便。還可以按需要采用各種省力機構、動力裝置、分度裝置等。因此，此類夾具可以保證較高的加工精度和勞動生產率。但是，由于這類夾具的專用性很強，并且設計和制造周期較長，制造費用也較高，當產品變更時，往往因無法再使用而報廢。因此，這類夾具主要在產品固定和工藝穩定的較大批量生產中應用。②可調式夾具可調式夾具的特點是：加工完一種零件后，通過調整或更換夾具中的個別元件，即可加工形狀相似、尺寸和加工工件相近的多種零件。可調式夾具又可以分為通用可調夾具和專用可調夾具。通用可調夾具如滑柱式鉆模等，使用范圍較大。專門化可調夾具常稱為成組夾具，通常配合成組技術，用于裝夾和加工一組結構與工藝相似的工件。因為這類夾具是在專門夾具基礎上少量更換或調整夾具元件，所以只能到達有限目標的通用化。即使這樣，也極大提高了專用夾具在多品種、中小批量生產中使用的經濟性。③專門化拼裝夾具專門化拼裝夾具是針對其工件的特定工序加工要求，由實現制造好的通用性較強的標準化元件和部件拼裝組成。從這個特點來看，這類夾具具有很大的通用性，但同時又是為某一種特定工序而專門拼裝的夾具。因此，這類夾具又具有專門夾具的優點。④自動化生產用夾具自動化生產用夾具主要是自動線上所使用的夾具。基本上分為兩類：一類是固定式夾具，它與一般專用夾具相似；一類是隨行夾具，它除了具有一般夾具所擔負的安裝工件任務外，還擔負著沿自動線輸送工件的任務，即隨著工件從一個工位移動到下一個工位。故稱為“隨行夾具”。屬于自動化生產夾具的還有數控機床夾具。（3）夾具設計的特點和基本要求①夾具設計的特點針對性強。設計人員必須全面掌握工藝和生產現場的實際情況。專用夾具是為某零件的某道工序設計的，設計人員必須全面了解和掌握產品零件的要求，工藝工程的安排以及所使用的機床、刀具，輔具的具體情況才可能提出合理可行的最佳方案，確定最合理的定位、夾緊裝置。保證加工質量和勞動生產率是夾具設計的兩項主要任務，而保證加工質量又是第一位的。因此，設計時應重點把住定位方案的確定和精度分析這兩道關。對于制造精度要求不高的零件，其夾具設計應該重點保證提高勞動生產率和改善勞動條件。夾緊機構對整個夾具結構起決定性作用。夾緊裝置的結構形式和種類很多，選用的靈活性很大，特別是夾緊裝置中力源及傳動機構的設計對夾具結構影響最大。因此，在同樣能保證工序要求的情況下，每個人設計的結構可能大不相同。而不同復雜程度的夾具在不同的生產規模條件下其經濟效果也不一樣，設計人員必須使自己的設計和生產規模相適應，不可片面追求高精度而忽視了經濟性。夾具的制造多屬于單件生產。因此，設計時應考慮采用組合加工，修配和調整等措施來保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設置修配和調整環節，而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。設計周期短，一般不進行強度剛度計算。夾具設計是直接為產品生產服務的生產技術準備工作，其設計周期要求短，因此設計時多采用參照法或是憑經驗確定的辦法來保證受力件的強度和剛度，通常不進行詳細計算，有時采用簡便公式或用圖表作為設計參考。要注意的是在設計一些具有較高精度的夾具時，應該對定位精度、夾緊力等進行必要的計算和分析。②設計的基本要求夾具設計的原則是經濟和實用，它可以概括為“好用、好造、好修”這六個字，其中好用是主要的，但好用也必須以不脫離生產現場的實際制造和維修水平為前提。具體要求為：(a)夾具的結構應與其用途和生產規模相適應，正確處理好質量、效率、方便性與經濟性四者的關系。(b)保證工件精度。(c)保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運輸，保證安全第一。(d)注意結構工藝性，對加工、裝配、檢驗和維修等問題應全面考慮，以降低制造成本。2.輸出軸的機械加工工藝規程設計2.1零件的工藝性分析及生產類型確定2.1.1零件的作用軸類零件在機器中用來支承傳動零部件，以實現運動和動力。輸出軸是典型的軸類零件，其作用在動力輸出裝置中，是動力輸出的關鍵零件之一。本設計所加工的零件是機床變速器輸出軸，它是動力輸出的主要零件φ80的孔與變速器配合起定心作用，通過8-φ20的通孔將動力傳至該軸，再由φ55處通過鍵將動力輸出。該軸在工作中需要承受一定的沖擊載荷和較大的扭矩。因此，該軸應具有足夠的耐磨性和抗扭強度。設計中一定要注意表面熱處理。因為它是動力輸出的關鍵零件之一，它的加工質量對機床的安全性和穩定性都有很大的影響。各部分尺寸零件圖中詳細標注如下：圖2.1變速器輸出軸零件圖2.1.2零件的工藝分析通過對氣門搖臂軸支座零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差以及技術要求齊全。通過對零件圖的詳細審閱，該零件的基本工藝狀況已經大致掌握。主要工藝狀況如下敘述：零件的材料為45號鋼，45號鋼為優質碳素結構用鋼，硬度不高易切削加工。調質處理后零件具有良好的綜合機械性能，廣泛應用于各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低，不耐磨。可用調質＋表面淬火提高零件表面硬度。根據對零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下：(1)φ55外圓表面，粗糙度為1.25，圓跳動0.04mm，及其外圓表面上的鍵槽的加工；(2)φ60和φ75外圓表面，其兩者的中心連線為φ55外圓和φ80孔圓跳動的基準線，因此應盡可能的先加工出來，其表面粗糙度均為1..25；(3)φ65外圓表面，粗糙度為1.25；(4)φ80的孔，其表面粗糙度為3.2，以及與其具有位置度要求φ0.05mm的10-φ20的通孔，其均勻分布，表面粗糙度為3.2；(5)φ50和φ104的孔、φ176外圓表面及30°的圓錐面，它們的尺寸公差和表面粗糙度要求都不高，通過粗加工或半精加工就可達到要求。通過上面零件的分析可知，該零件并沒有復雜的加工曲面，屬于較為簡單的零件，所以根據各加工表面的技術要求采用常規的加工工藝均可保證。2.1.3確定零件的生產類型零件的生產類型是指企業（或車間、工段、班組、工作地等）生產專業化程度的分類，一般可分為大量生產、成批生產和單件生產三種類型，在實際生產中一般分為單件小批生產、中批生產、大批大量生產。不同的生產類型有著完全不同的工藝特征，它對工藝規程的制訂具有決定性的影響。零件的生產類型是按零件的年生產綱領和產品特征來確定的。生產綱領是指企業在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。年生產綱領是包括備品和廢品在內的某產品年產量。零件的生產綱領N可按下式計算：NQm(1a%)(1b%)式中：N零件的生產綱領Q產品的年產量（臺、輛/年）m每臺（輛）產品中該零件的數量（件/臺、輛）a%備品率，一般取2%-4%b%廢品率，一般取0.3%-0.7%根據上式就可以計算求得出零件的年生產綱領，再通過查表，就能確定該零件的生產類型。根據本零件的設計要求，Q=10000臺，m=1件/臺，分別取備品率和廢品率3%和0.5%，將數據代入生產綱領計算公式得出N=10351件/年，零件質量為6kg左右，根據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[6]表1-3，表1-4可知該零件為輕型零件，本設計零件變速器輸出軸的生產類型為輕型大批量生產。2.2選擇毛坯種類，繪制毛坯圖2.2.1選擇毛坯種類機械加工中毛坯的種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件、焊接組合件等，同一種毛坯又可能有不同的制造方法。為了提高毛坯的制造質量，可以減少機械加工勞動量，降低機械加工成本，但往往會增加毛坯的制造成本。選擇毛坯的制造方法一般應當考慮一下幾個因素。材料的工藝性能材料的工藝性能在很大程度上決定毛坯的種類和制造方法。例如，鑄鐵，鑄造青銅等脆性材料不能鍛造和沖壓，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造組合毛坯，而只能用鑄造。低碳鋼的鑄造性能差，很少用于鑄造；但由于可鍛性能，可焊接性能好，低碳鋼廣泛用于制造鍛件、型材、沖壓件等。毛坯的尺寸、形狀和精度要求毛坯的尺寸大小和形狀復雜程度也是選擇毛坯的重要依據。直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料；直徑相差較大的宜采用鍛件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模鍛或壓鑄、特種鑄造方法制造，而適宜采用自由鍛造或是砂型鑄造。形狀復雜的毛坯，不宜采用型材或自由鍛件，可采用鑄件、模鍛件、沖壓件或組合毛坯。零件的生產綱領選擇毛坯的制造方法，只有與零件的生產綱領相適應，才能獲得最佳的經濟效益。生產綱領大時宜采用高精度和高生產率的毛坯制造方法，如模鍛及熔模鑄造等；生產綱領小時，宜采用設備投資少的毛坯制造方法，如木模砂型鑄造及自由鍛造。根據上述內容的幾個方面來分析本零件，零件材料為45號鋼，首先分析45號鋼材料的性能，45號鋼為優質碳素結構用鋼，硬度不高易切削加工。調質處理后零件具有良好的綜合機械性能，廣泛應用于各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等；其次，觀察零件圖知，本設計零件為軸類零件（毛坯一般為棒料和鍛件），各直徑尺寸相差較大，且該軸在工作過程中要承受沖擊載荷和扭矩，是變速器主要的動力輸出元件，故為增強其強度、剛度和沖擊韌性，毛坯選擇鍛件；再者，前面已經確定零件的生產類型為大批量生產。因此，本零件的毛坯種類以模鍛方法獲得。2.2.2確定毛坯尺寸及機械加工余量根據零件圖估算鍛件的重量m10kg，包容體重量m50kg,鍛件形狀復雜系數t NSm/m10/500.2,較復雜，屬于S級。零件材料為45號鋼，C質量分數小于t N 30.65%，屬于M級。1查閱《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.1得鍛件機械加工余量及尺寸公差（由于大部分表面加工都需經過粗加工和半精加工，因此余量將要放大，這里為了機械加工過程的方便，將外圓表面的總加工余量統一為一個值：表2.1加工余量需加工表面基本尺寸鍛件尺寸公差機械加工總余量鍛件尺寸φ55外圓Φ552.85601.9-0.9Φ60外圓Φ602.85651.9-0.9Φ65外圓Φ652.85701.9-0.9Φ70外圓Φ702.85801.9-0.9Φ176外圓Φ1763.651812.4-1.2Φ50內孔Φ502.84460.7-2.1Φ80內孔Φ802.85750.7-2.1Φ104內孔Φ1043.25.298.80.8-2.4總長244452492.7-1.32.2.3繪制毛坯圖圖2.2毛坯圖2.3選擇加工方法，擬定工藝路線2.3.1定位基準的選擇擬定工藝路線的第一步是先擇定位基準。為使所選的定位基準能保證整個機械加工工藝過程順利進行，通常考慮如何選擇精基準來加工各個表面，然后考慮如何選擇粗基準把作為精基準的表面先加工出來。在軸類零件加工中，為保證各主要表面的相互位置精度，選擇定位基準時，應盡可能使其與裝配基準重合并使各工序的基準統一，而且還要考慮在一次安裝中盡可能加工出較多的面。軸類零件加工時，精基準的選擇通常有兩種：首先方案是采用頂尖孔作為定位基準。這樣，可以實現基準統一，能在一次安裝中加工出各段外圓表面及其端面，可以很好的保證各外圓表面的同軸度以及外圓與端面的垂直度，加工效率高并且所用夾具結構簡單。所以對于實心軸（鍛件或棒料毛坯），在粗加工之前，應先打頂尖也，以后的工序都用頂尖孔定位。對于空心軸，由于中心的孔鉆出后，頂尖孔消失，可采用下面的方法：在中心通孔的直徑較小時，可直接在孔口倒出寬度不大于2mm的6°錐面，用倒角錐面代替中心孔。在不宜采用倒角錐面作為定位基準時，可采用帶有中心孔的錐堵或帶錐堵的拉桿心軸。錐堵與工件的配合面應根據工件的的形狀做成相應的錐形，如果軸的一端是圓柱孔，則錐堵的錐度取1：500。通常情況下，錐堵裝好后不應拆卸或更換，如必須拆卸，重裝后必須按重要外圓進行找正和修磨中心孔。如果軸的長徑比較大，而剛性差，通常還需要增加中間支承來提高系統的剛性，常用的輔助支承是中心架或跟刀架。精基準選擇的另一方案是采用支承軸徑定位因為支承軸徑既是裝配基準，也是各個表面相互位置的設計基準，這樣定位符合基準重合的原則，不會產生基準不重合誤差，容易保證關鍵表面間的位置精度。根據上述定位基準的選擇原則，分析本零件，選取頂尖孔作為定位精基準。當零件外圓加工完畢以后，可以以外圓為精基準加工內孔，由于前面的工序使用中心孔精加工出來的輸出軸外圓同軸度非常高，并且表面粗糙度等各項性能指標都很高，故使用加工后的外圓作為精基準而加工出來的孔和外圓的同軸度也非常高。本零件選擇兩中心孔和φ75作為精基準，選擇φ55和φ176作為粗基準來加工兩中心孔。2.3.2零件表面加工方法的選擇根據本零件圖上所標注的各加工表面的技術要求，查《機械制造工藝設計簡明手冊》[7]表1.4-7，表1.4-8，通過對各加工表面所對應的各個加工方案的比較，最后確定本零件各加工表面的加工方法如下表2.2：表2.2變速器輸出軸各加工表面方案需加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/um加工方案φ55外圓IT71.6um粗車→半精車→精車φ60外圓IT61.6um粗車→半精車→精車φ65外圓IT61.6um粗車→半精車→精車φ75外圓IT61.6um粗車→半精車→精車φ176外圓12.5um粗車φ50內孔12.5um粗車φ80內孔IT73.2um粗車→半精車→精車φ104內孔12.5um粗車φ20通孔IT73.2um鉆→擴→鉸φ8通孔12.5um鉆鍵槽IT93.2um粗銑→精銑2.3.3加工階段的劃分本零件變速器輸出軸加工質量要求較高，可將加工階段分為粗加工、工、精加工三個階段。粗加工階段：其任務是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，主要目標是提高生產率，去除內孔，端面以及外圓表面的大部分余量，并為后續工序提供精基準，如加工φ176、φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱表面。半精加工階段：其任務是使主要表面達到一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準備，如φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱面，φ80、φ20孔等。精加工階段：其任務就是保證尺寸、形狀和位置精度達到或基本達到（精密件）圖樣規定的精度要求以及表面粗糙度要求。2.3.4工序的集中與分散本零件采用工序集中原則安排零件的加工工序。本零件變速器輸出軸的生產類型為大批量生產，可以采用各種機床配以專用工具、夾具、以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。2.3.5工序順序的安排（1）機械加工順序①遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準，即在前面加工階段先加工輸出軸的左、右端面，φ55和φ176外圓表面，鉆中心孔。②遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。③遵循“先主后次”原則，如先加工外圓表面，再加工鍵槽。④遵循“先面后孔”原則，先加工φ75外圓表面，做為定位基準再加工其余各孔。熱處理工序毛坯鍛造成型后，應當對毛坯進行正火處理以去除內應力，然后再進行機械加工。在粗加工之后、精加工之前，安排調質處理，調質硬度為HBS200，獲得良好的綜合機械性能。輔助工序在對本零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、終檢工序。2.3.6確定工藝路線在綜合考慮上述工序的順序安排原則基礎上，擬定該變速器輸出軸零件的工藝路線如下：方案一：工序Ⅰ：鍛造毛坯；工序Ⅱ：正火；工序Ⅲ：粗、精車右端面，鉆中心孔；工序Ⅳ：粗車φ176外圓；工序Ⅴ：粗、精車左端面，鉆中心孔；工序Ⅵ：粗車左端各外圓表面及錐面；工序Ⅶ：調質；工序Ⅷ：修研中心孔；工序Ⅸ：半精車各外圓表面；工序Ⅹ：粗車右端φ50內孔、φ80內孔、φ104內孔，倒角；工序Ⅺ：半精車、精車φ80內孔；工序Ⅻ：精車各外圓表面工序；ⅩⅢ：鉆、擴、鉸8-φ20通孔；工序ⅩⅣ：鉆2-φ8斜孔：工序ⅩⅤ：銑鍵槽；工序ⅩⅥ：終檢。方案二：工序Ⅰ：鍛造毛坯；工序Ⅱ：正火；工序Ⅲ：車φ55端面，鉆中心孔；工序Ⅳ：粗車φ176外圓及端面，粗車各內孔、倒角，鉆中心孔；工序Ⅴ：粗車小端各外圓表面及錐面；工序Ⅵ：鉆8-φ20通孔，倒角；工序Ⅶ：鉆2-φ8斜孔；工序Ⅷ：調質；工序Ⅸ：修研中心孔；工序Ⅹ：半精車小端各外圓表面，倒角；工序Ⅺ：半精車、精車φ80內孔；工序Ⅻ：擴、鉸8-φ20通孔；工序ⅩⅢ：精車小端各外圓表面；工序ⅩⅣ：銑鍵槽；工序ⅩⅤ：終檢。比較方案一和方案二，主要區別在于孔加工順序的安排，是否在外圓加工完后再加工。分析零件可知，該軸上外圓表面精度較高，而孔除φ80和10-φ20外，其他各孔精度都較低，若在外圓加工完后再以外圓表面定位夾緊來加工孔，可能會損壞已加工表面。故應盡可能按排在外圓表面加工完之前加工。綜上分析，采用加工方案二。2.3.7加工設備及工藝裝備選擇機床及工藝裝備的選擇是制定工藝規程的一項重要工作，它不但直接影響工件的加工質量，而且還影響工件的加工效率和制造成本。(1)機床的選擇原則：①機床的加工尺寸范圍應與零件的外廓尺寸相適應；②機床的精度應與工序要求的精度相適應；③機床的功率應與工序要求的功率相適應；④機床的生產率應與工件的生產類型相適應；⑤還應與現有的設備條件相適應。(2)夾具的選擇本零件的生產類型為大批量生產，為提高生產效率，所用的夾具應為專用夾具。(3)刀具的選擇刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的精度以及表面粗糙度、生產率及經濟性等。在選擇時應盡可能采用標準刀具，必要時可采用復合刀具和其他專用刀具。(4)量具的選擇量具主要根據生產類型和所檢驗的精度來選擇。在單件小批量生產中應采用通用量具，在大批量生產中則采用各種量規和一些高生產率的專用量具。查《機械制造工藝設計簡明手冊》[7]所選擇的加工工藝裝備如下表2.3所示：表2.3變速器輸出軸加工工藝裝備選用工序號機床設備刀具量尺工序Ⅰ：鍛游標卡尺工序Ⅱ：正火工序Ⅲ：車CA6140車刀游標卡尺工序Ⅳ：車CA6140車刀游標卡尺工序Ⅴ：車CK6140A車刀游標卡尺工序Ⅵ：鉆Z525麻花鉆游標卡尺工序Ⅶ：鉆Z525麻花鉆游標卡尺工序Ⅷ：調質工序Ⅸ：修研工序Ⅹ：車CK6140A車刀外徑千分尺工序Ⅺ：車CA6140車刀塞規工序Ⅻ：擴、鉸Z525塞規工序ⅩⅢ：車CK6140A擴孔刀、鉸刀外徑千分尺工序ⅩⅣ：銑工序ⅩⅤ：終檢X51銑刀游標卡尺2.3.8工序間余量和工序尺寸的確定查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[6]表2-28，表2-35，并綜合對毛坯尺寸以及已經確定的機械加工工藝路線的分析，確定各工序間加工余量如下表2.4：表2.4機械加工工序間加工余量表工序號工步號工步內容工序余量工序Ⅲ1車小端面2mm2鉆中心孔工序Ⅵ1車φ176端面工2.5mm2車φ176外圓表面5mm3粗車φ104內孔5.2mm4粗車φ80內孔2.5mm5精車φ50內孔4mm6倒角7鉆中心孔工序Ⅴ1車φ176左端面1.25mm2粗車各外圓表面及錐面2.5mm工序Ⅵ1鉆10-φ18通孔 倒角 工序Ⅶ1鉆2-φ8斜孔 工序Ⅹ1半精車各外圓表面 2mm工序Ⅺ1半精車φ80內孔 2mm2精車φ80內孔 0.5mm工序Ⅻ1擴8-φ19.7通孔 1.7mm2鉸8-φ20通孔 0.3mm工序ⅩⅢ1精車各外圓表面 0.5mm工序ⅩⅣ1粗銑鍵槽 2.5mm2精銑鍵槽 工序尺寸及其公差的確定如下：工序尺寸是工件在加工過程中各工序應保證的加工尺寸。因此，正確地確定工序尺寸及其公差是制訂工藝規程的一項重要工作。工序尺寸的計算要根據零件圖上的設計尺寸、已確定的各工序的加工余量及定位基準的轉換關系來進行。確定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后一道工序開始依次向前推算，最后工序的工序尺寸按設計尺寸標注。當無基準轉換時，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關。當定位基準與工序基準不重合或工序尺寸尚需從繼續加工的表面標注時，工序尺寸應用工藝尺寸鏈解算。根據上述要求和方法，結合該輸出軸零件的實際加工情況，現確定如下列表2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、2.10：表2.5φ55k7外圓面工序尺寸、公差的確定 工序名稱 工序間余量 工序 工序基本尺 標注工序 （mm）經濟精度表面粗糙度寸（mm） 尺寸公差（mm）（mm）（mm）精車0.5k71.655550.030半精車2.0k96.455.5550.0740粗車2.5k1212.557.5570.30毛坯±260602表2.7φ65k6外圓面工序尺寸、公差的確定工序名稱工序間余量（mm）工序經濟精度（mm）表面粗糙度（mm）工序基本尺寸（mm）標注工序尺寸公差（mm）精車0.5r71.660650.0190半精車2.0k96.460.565.50.0740粗車2.5k1212.562.5670.30毛坯±265702表2.8φ75k7外圓面工序尺寸、公差的確定工序名稱工序間余量（mm）工序經濟精度（mm）表面粗糙度（mm）工序基本尺寸（mm）標注工序尺寸公差（mm）精車0.5K61.675750.0190半精車2.0k96.475.575.50.0740粗車2.5k1212.577.577.50.30毛坯±280602表2.9φ80G7內孔工序尺寸、公差的確定工序名稱工序間余量（mm）工序經濟精度（mm）表面粗糙度（mm）工序基本尺寸（mm）標注工序尺寸公差（mm）精車0.5G73.280800.040.01半精車2.0h96.479.579.50.0740粗車2.5h1212.577.577.50.30毛坯±275752表2.10φ20P7通孔工序尺寸、公差的確定 工序名稱 工序間余量 工序 工序基本尺 標注工序 （mm） 經濟精度 表面粗糙度 寸（mm） 尺寸公差 （mm） （mm） （mm） 鉸0.3P73.220200.0220.043擴1.7P96.419.719.70.0220.074鉆18h1212.5181800.21毛坯0關于軸向工序尺寸的確定，由于軸向尺寸的尺寸精度要求不高，各段的端面車削余量為1.2mm，在實際加工時注意保證各段基本尺寸即可。關于鍵槽的工序尺寸的確定，粗銑時，為精銑留有加工余量，槽寬雙邊余量為2mm；槽深余量為1mm，粗銑的工序尺寸為：槽寬為14mm，槽深為2mm。2.3.9切削用量及基本時間定額的確定切削用量是切削加工時可以控制的參數，具體是指切削速度、進給量v(m/min)f（mm/r）和背吃刀量a（mm）三個參數。選擇切削量主要應根據工件的材料、精度要求以及刀具的材料、機床的功率和剛度等情況，在保證工序質量的前提下，充分利用刀具的切削性能和機床的功率、轉矩等特性，獲得高生產率和低加工成本。從刀具耐用度出發，首先應選定背吃刀量a，其次選定進給量f，最后選定切削速度v。粗加工時，加工精度和表面粗糙度要求不高，坯余量大。因此，選擇粗加工的切削用量時，要盡量能保證較高的金屬切除率，以提高生產率；精加工時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量小且均勻。因此選擇切削用量是應著重保證加工質量，并在此基礎上盡量提高生產率。背吃刀量a的選擇p粗加工時，背吃刀量應根據加工余量和工藝系統剛度來確定。由于粗加工時是以提高生產率為主要目標，所以在留出半精加工、精加工余量后，應盡量將粗加工余量一次切除。一般a可達8～10mm。當遇到斷續切削、加a工余量太大或不均勻時，則應考慮多次走刀，p而此時的背吃刀量應一次遞減，即aaa 。 p1>p2> p3…….精加工時，應根據粗加工留下的余量確定背吃刀量，使精加工余量小而均勻。進給量f的選擇粗加工時對表面粗糙度要求不高，在工藝系統剛度和強度好的情況下，可以選用大一些的進給量；精加工時，應主要考慮工件表面粗糙度要求，在一般表面粗糙度數值越小，進給量也要相應減小。切削速度v的選擇切削速度主要應根據工件和刀具的材料來確定。粗加工時，主要受刀具壽命和機床功率的限制。如超出了機床許用功率，則應適當降低切削速度；精加工時，a和f用得都較小，在保證合理刀具壽命的情況下，切削速度應選取的盡可能高，以保證加精度和表面質量，同時滿足生產率的要求。切削用量選定后，應根據已選定的機床，將進給量f和切削速度v修定成機床所具有的進給量f和轉速n，并計算出實際的切削速度v。工序卡上填寫的切削用量應是修定后的進給量f、轉速n及實際切削速度v。轉速n（r/min）的計算公式如下：nv1000,式中d——刀具（或工件）直徑（mm）；v——切削速度（m/min）。d關于時間定額的確定在1.2.2節已敘述過，此處不再贅述。工序Ⅲ粗車外圓端面φ55①加工條件工件材料：45鋼正火，0.60GP，模鍛。 b a加工要求：粗車φ55外圓端面，表面粗糙度R2.5um。a1機床：CA6140臥式車床。刀具：刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16mm×25mm，k900，150， r 0120,r0.5mm0 R②計算切削用量切削深度：a2.5mm，一次切除。p進給量：根據《金屬機械加工工藝人員手冊》[9]表14-6，選用f=0.6mm/r計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-1，切削速度的計算公式為vcv11(m/min) c t0.2 a0.15 f0.35p（壽命選T=60min）,式中c403。v當切削條件變換時要加上修正系數k。查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，vK 1.15,K 0.8,k1，K 1,K 0.97。MV SV kv krv BV所以，v cv K=1000VC1 1 1.150.8110.97=165.3(m/mi)ct0.2a0.15f0.45 V 600.2 2.50.15 0.60.35p確定機床主軸轉速：1000V=1000165.3=877.4(r/min)n C sd 60w按機床選取n=900r/min。所以實際切削速度Vdn=60900=169.56(m/min) 1000 1000計算切削工時:tllnf1l2式中，ld2=30，l3，l0，所以tllnf1l2=303=0.06（min） 1 2 9000.6工序Ⅳ車φ176外圓及端面，粗車各內孔、倒角，鉆中心孔加工條件工件材料：45鋼正火，0.60GP，模鍛。 b a加工要求：車φ176端面，表面粗糙度Ra3.2μm；車φ176外圓面，表面粗糙度Ra12.5um；粗車各內孔，表面粗糙度Ra12.5μm。機床：CA6140臥式車床。刀具：外圓車刀：刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16mm×25mm，k900，150，r0120,r0.5mm 0 R內孔車刀：刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16mm×25mm，k900，150，r0120,r0.5mm0 R計算切削用量(a)車φ176端面切削深度：a2.5mm，一次切除。p進給量：根據《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-6，選用f=0.94mm/r。計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-1，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）V cv （m/min）,式中c393。 C t0.2a0.15f0.45 vp當切削條件變換時要加上修正系數K。查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，VK1.15,K0.8,K1，K 1,K 0.97。MV SV kv krv BV所以，v cv K= 393 1.150.8110.97=138.6（m/min） ct0.2a0.15f0.45 V600.22.50.150.940.45p確定機床主軸轉速：1000V=1000138.6=243.9(r/min)n C s d 181按機床選取n。所以實際切削速度Vdn=181250=142.1(m/min)1000 1000計算切削工時ll1l2,式中l90.5，l3，l0，所以tll1l2=90.53=0.40（min）t 12 nf nf 2500.94(b)車φ176外圓面切削深度：a2.5mm，一次切除。p進給量：根據《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-6，選用f=0.94mm/r。計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-1，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min），Vacv （m/min）,式中。cv313 C t0.2 0.15f0.45p當切削條件變換時要加上修正系數K。查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，VK1.15,K0.8，k1,K0.81,K0.97。 MV SV kv krv BV所以，vcvK=3131.150.810.810.97=89.4（m/min） ct0.2a0.15f0.45 V600.22.50.150.940.45p確定機床主軸轉速：1000V=100089.4=157.3(r/min)n C s d 181按機床選取n160r/min。所以實際切削速度dn=181160=90.9(m/min)V1000 1000檢驗機床功率：主切削力F按《金屬切削原理》[15]表4-1所示公式計算得：CFZ=9.81CFzapxFzfyFzvnFzkFz式中：C=270，x=1.0，y=0.75，n=-0.15 Fz Fz Fz Fz 0.6 k ( b)n( )0.750.956 mF 0.637 f 0.637 k 0.89krF k 0.9aF k 1FF=9.812702.50.940.7590.90.150.9560.890.91=2461（N）Z切削時消耗功率P為CPFcvc246190.93.72(kW)c 6104 6104由《金屬機械加工工藝人員手冊》表8-14可知，CA6140主電動機功率為7.5kW,故機床功率足夠。檢驗機床進給系統強度:已知主切削力F2734.5N,徑向切削力F按《金屬切削原理》表4-1所示公式計算: Z yFy=9.81CFyapxFyfyFyvnFykFy式中：C=199；x=0.9；y=0.6；n=-0.3 Fy Fy Fy Fy 0.6 k ( b)n( )1.350.922 mF 0.637 f 0.637k0.50krF k 0.7aFk1.25F所以：F9.811992.50.90.940.690.90.30.9220.500.71.25447.4（N）z而軸向切削力 F=9.81C axFxfyFxvnFxk x Fx p Fx式中：C=294；x=1.0；y=0.5；n=-0.4 Fx Fx Fx Fx 0.6 k(b)n()0.941mF0.637f0.637 k 1.17krF k 0.7aFF9.812942.50.940.590.90.40.9411.170.70.85754k0.85(N)x F取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數μ=0.1則切削力在縱向進給方向對進給機構的作用力為FFu(FF)7540.1(2461447.4)1044.8(N)x y z而機床縱向進給機構可承受的最大縱向力為3530N,故機床進給系統可正常工作。切削工時：tll1l2nf式中l30，l3，l0，所以 1 2lll==0.22（min）t12 nf 1600.94(c)粗車φ104內孔切削深度：a2.6mm，一次切除。p進給量：根據《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-6，選用f=0.2mm/r。計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-1，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min） c （m/min）,式中c393。 V v v C t0.2a0.15f0.2p當切削條件變換時要加上修正系數K。查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，VK 1.15,K0.8,K 1，K0.9，K 0.81,K 0.97。MV SV kv kt krv BV所以，vc=3931.150.810.90.810.97=135.6（m/min） v K ct0.2a0.15f0.2 V600.22.60.150.20.2p確定機床主軸轉速：n1000VC=1000135.6=437(r/min)s d 98.8w按機床選取n=400r/min。所以實際切削速度Vdn=98.8400=124.1(m/min)1000 1000計算切削工時tllnf1l2,式中l10，l13，l20，所以lll=103=0.16（min）t12 nf 4000.2(d)粗車φ80內孔切削深度：a1.25mm，一次切除。p進給量：根據《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-6，選用f=0.2mm/r。計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-1，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）V cv （m/min）,式中cv393。 C t0.2a0.15f0.2p當切削條件變換時要加上修正系數。查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，KVK 1.15,K 0.8,K1，K0.9，K0.81,K 0.97。MV SV kv kt krv BV所以，v c = 393 1.150.810.90.810.97=150.4（m/min） ct0.2a0.v15f0K 600.21.250.150.20.2 .2 Vp確定機床主軸轉速：n1000VC=1000150.4=618.1(r/min)sd 75w按機床選取n=560r/min。所以實際切削速度dn=75560=136.3(m/min)V1000 1000計算切削工時tll1l2,式中l13，l3，l0，所以 nf 1 2lll==0.14（min）t12 nf 5600.2(e)粗車車φ50內孔切削深度：a2mm，一次切除。p進給量：根據《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-6，選用f=0.2mm/r。計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-1，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min） c （m/min）,式中c393。 V v v C t0.2a0.15f0.2p當切削條件變換時要加上修正系數K。查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，VK 1.15,K0.8,K 1，K0.9，K 0.81,K0.97。MV SV kv kt krv BV所以，v cv K= 393 1.150.810.90.810.97=140.2（m/min）ct0.2a0.15f0.2 V600.220.150.20.2p確定機床主軸轉速：1000V=1000140.2=970.7(r/min)nsdC 46w按機床選取n=560r/min。所以實際切削速度dn=46900=130(m/min)V1000 1000計算切削工時tll1l2,式中l17，l13，l20，所以nflll==0.11（min）t12 nf 9000.2工序Ⅴ粗車小端外圓表面及錐面加工條件工件材料：45鋼正火，0.60GP，模鍛。 b a加工要求：粗車小端外圓表面及錐面，表面粗糙度Ra12.5um；機床：CK6140A車床。刀具：刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16mm×25mm，k900，200， r 050,r0.5mm0 R計算切削用量(a)車φ176左端面切削深度： ，一次切除。a1.25mmp進給量：根據《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-6，選用f=0.94mm/r。計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-1，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min） c （m/min）,式中 。 V v c393 C t0.2a0.15f0.45 vp當切削條件變換時要加上修正系數。查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，KVK 1.15,K 0.8,K 1，K 1,K 0.97。MV SV kv krv BV所以，vct0.2a0c.15vf0.45KV=600.21.253930.150.940.451.150.8110.97=127.9（m/min）p確定機床主軸轉速：1000V=1000127.9=231.4(r/min)nsdC176w按機床選取n=250r/min。所以實際切削速度Vdn=176250=138.16(m/min)1000 1000計算切削工時lll,式中l30，l3，l0，所以t 1 2 1 2nflll=303=0.14（min）t12 nf 2500.94(b)粗車各外圓及錐面切削深度：a1.25mm，一次切除。p進給量：根據《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-6，選用f=0.6mm/r。計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-1，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min） c （m/min）, V v C t0.2a0.15f0.35p式中c327。v當切削條件變換時要加上修正系數K。查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-18，VK1.15,K 0.8,K 1，K 0,K 0.97。MV SV kv krv BV所以，v cv K= 393 1.150.810.810.97=120.5（m/min） ct0.2a0.15f0.35 V600.21.250.150.60.35p確定機床主軸轉速：1000V=1000120.5=639.6(r/min) ns1dC 60w11000V=1000120.5=590.4(r/min) ns2dC 65w21000V=1000120.5=548.2(r/min) ns3dC 70w31000V=1000120.5=479.7(r/min) ns4dC 80w41000V=1000120.5=319.8(r/min) ns5dC 120w5按機床選取n=500r/min。所以實際切削速度dn=60500=94.2(m/min)V 11 1000 1000dn=650500=102.5(m/min)V 22 1000 1000dn=70500=109.9(m/min)V 33 1000 1000dn=80500=125.6(m/min) V 4 4 1000 1000dn=120500=188.4(m/min)V 55 1000 1000檢驗機床功率：主切削力F按《金屬切削原理》表4-1所示公式計算cF=9.81CaxFzfyFzvnFzk z Fzp Fz式中：C=270；x=1.0；y=0.75；n=-0.15 Fz Fz Fz Fz 0.6 k ( b)nf( )0.750.956 mF 0.637 0.637 k 0.89krF k 0.9aFk1F所以：F9.812701.250.60.75188.40.150.9560.890.91787.7（N）z切削時消耗功率P為cFV787.7120Pcc1.58(kw)c61046104由《金屬機械加工工藝人員手冊》表8-14可知，CE7120B主電動機功率為15kW,故機床功率足夠。計算切削工時tll1l2,式中l214，l13，l20，所以nfll1l2=2143=0.72（min）tnf 5000.6工序Ⅵ鉆8-φ18通孔，倒角①加工條件工件材料：45鋼調質，0.60GP。 b a加工要求：鉆8-φ18通孔，粗糙度Ra12.5um;刀具：直柄麻花鉆：d=18,l=191,l=130，刀具材料W18Cr4V；1機床：Z525②計算切削用量鉆孔深度：h=30mm<3d=54mm。刀具耐用度：根據《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-42選取，t=30min進給量：根據《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-34及機床，選用f=0.36mm/r。計算切削速度：按《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-29公式計算：11.1d0.411.1180.4v29.8(r/min)t0.2f0.5300.20.360.5主軸轉速：1000v 100029.8 （r/min）n 527.3 d 18根據機床選取n=545(r/min)，所以實際切削速度Vdn1854530.8（r/min）1000 100