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中北大学中北大学 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 学生姓名： 学 号： 0502140231 学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 题 目： “输出轴”零件的机械加工工艺规程 及工艺装备设计 指导教师：指导教师： 职称职称: 讲师讲师 职称职称: 教授教授 2008 年 11 月 29 日 中北大学 课程设计任务书 2008/2009 学年第 1 学期 学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 学 号： 0502140231 课程设计题目： 输出轴零件的机械加工工艺规程 及工艺装备设计 起 迄 日 期： 12 月 15 日12 月 27 日 课程设计地点： 中北大学 指 导 教 师： 系 主 任： 下达任务书日期: 2008 年 12 月 15 日 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 1设计目的： 培养学生分析和解决生产技术问题的能力，使学生初步掌握设计工艺规程和机床夹 具的基本方法，并巩固、深化已学得的理论知识，进一步培养学生熟悉和运用有关图册、 图表等技术资料的能力，训练学生识图、制图、运算及编制技术文件的基本技能。 2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 1 零件的分析 1.1 零件的作用 了解零件的性能、用途和工作条件。 1.2 零件的工艺分析 对零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度以及设计基准等进行工 艺分析。 2工艺规程的设计 2.1 确定毛坯的制造形式 对零件的材料、热处理及机械加工的工艺性进行分析。 2.2 基准的选择 （1）粗基准的选择。 （2）精基准的选择。 2.3 制定工艺路线 确定加工方法和划分加工阶段；安排加工顺序。 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 2.5 确定切削用量及基本工时 3.专用夹具设计 设计典型工序的专用夹具，制定夹具方案、绘制夹具装配工作图。 3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书、图纸、实物 样品等： 1制定零件在中批生产条件下的机械加工工艺规程，画零件图，毛坯图，写工艺卡 片、工序卡片。 2. 合理选择或设计所有工装，设计一套主要工步的专用工夹具，绘制夹具的装配图， 零件图。 3撰写课程设计说明书一份（A4 纸不少于 15 页） 。 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 4主要参考文献： 1王绍俊.机械制造工艺设计手册. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1981 2刘文剑 曹天河.夹具工程师手册.哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987 3艾兴，肖诗纲.切削用量简明手册（第三版）.北京：机械工业出版社，2004 4吴宗泽 罗圣国.机械设计课程设计手册（第二版）.北京: 高等教育出版社, 1999 5李益民.机械制造工艺设计简明手册.北京:机械工业出版社,1994 6赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社，2004 5设计成果形式及要求： 提供设计说明书一份，要求内容与设计过程相符，且格式要符合规定要求。 毛坯图，零件图，工艺卡，夹具装配图，夹具零件图 6工作计划及进度： 2008 年 12 月 15 日 12 月 16 日熟悉零件、画零件图 12 月 17 日 12 月 20 日选择加工方案、确定工艺路线，填写工艺卡片 12 月 21 日 12 月 24 日专用夹具设计 12 月 25 日 12 月 26 日编写设计说明书 12 月 27 日 答辩 系主任审查意见： 签字： 年 月 日 目 录 1. 零件的分析 1.1 零件的作用 1.2 零件的工艺分析 2. 工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式 2.2 基准的选择 2.3 制定工艺路线 2.3.1 加工方法的选择 2.3.2 加工顺序的安排 2.4 加工余量，工序尺寸，及其公差的确定 2.5 确定切削用量及功率的校核 设计心得 参考文献 1 零件的分析 1.1 零件的作用 题目所给定的零件为输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使主轴获得旋 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。 1.2 零件的工艺分析 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 55、60、65、75、176 的外圆柱面，50、80、104 的内圆柱表 面，10 个 20 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、80 内圆柱表面为 Ra3.2um, 55 外圆柱面、大端端面 为 Ra1.6um, 60、75 外圆柱面为 Ra0.8um，其余为 Ra6.3um，要求不高；位 置要求较严格，表现在 55 的左端面、80 内孔圆柱面对 75、60 外圆轴 线的跳动量为 0.04mm, 25 孔的轴线对 80 内孔轴线的位置度为 0.05mm, 键槽对 55 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工艺规程的设计 2.1 确定毛坯的制造形式 毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个 比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工 的难易，工序数量的多少有直接影响，因此，合理选择毛坯在生产占相当重要 的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。 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。 2.2 基准的选择 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 55 外圆柱面作为粗基准来加工 176 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，176 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。 2.3 制定工艺路线 2.3.1 加工方法的选择: 市场经济的前提下，一切都是为能创造出更多的财富和提高劳动率为目的， 同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，译稿工件 的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和工人的经 验来确定。由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的 加工条件来确定最佳的加工方案。 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，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 176 外圆柱面 Ra6.3 自由公差 粗车-半精车 55 外圆柱表面 Ra1.6 IT6 粗车-半精车-精车 60 外圆柱面 Ra0.8 IT6 粗车-半精车-精车 65 外圆柱面 Ra1.6 IT6 粗车-半精车-精车 75 外圆柱面 Ra0.8 IT6 粗车-半精车-精车 50 内圆柱面 Ra6.3 自由公差 粗铣 80 孔 Ra3.2 IT7 钻孔-车孔-铰孔 104 孔 Ra6.3 自由公差 钻孔-车孔 20 通孔 Ra3.2 IT7 钻孔-铰孔 左端 Ra6.3 粗车 右端面 Ra1.6 粗车-精车 键槽 Ra3.2 IT9 粗铣-精铣 倒角 Ra6.3 2.3.2 加工顺序的安排 (1)工序的安排 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。 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 176、55、60、65、75 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 55、60、65、75 外圆柱面，80、20 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，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。 2、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 55 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。 3、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。 4、先面后孔 对该零件应该先加工平面，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 CA6140 车床输出轴来讲先加工 75 外 圆柱面，做为定位基准再来加工其余各孔。 （2）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，并且利用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。 （3） 、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。 （4） 、拟定加工工艺路线 根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以初步确定 加工工艺路线，具体方案如下： 方案一 1、 备料 锻造毛坯 2、 热处理 退火（消除内应力） 3、 普车 粗、精车右端面 钻中心孔 4、 普车 粗 176 外圆柱面 倒角 5、 普车 粗车各外圆柱面留半精车、精车余量，左端面 6、 热处理 调质 7、 数控车 半精车、精车各外圆柱面到要求 倒角 8、 数控车 钻 30 的底孔，车 104，车 80 孔留镗孔余量 9、 数控车 镗 80 孔到要求，倒角 10 数控车 倒角 11 数控铣 铣 50、钻、扩、铰 20 到要求 12、 数控铣 铣键槽 13、 去毛刺 14、 检验 方案二 1 备料 锻造毛坯 2 热处理 退火（消除内应力） 3 普车 粗车各圆柱面留半精车、精车余量以及左端面 4 普车 粗、精车右端面 钻中心孔 5 普车 粗车 176 外圆柱面 倒角 6 热处理 调质 7 数控车 半精车左端各圆柱面到要求 8 数控车 精车左端台阶到要求并倒角 9 数控车 钻 30 的底孔，车 104，车 80 孔留镗孔余量 10 数控车 铰 80 孔到要求，倒角 11 数控车 倒角 12 铣 铣 50、钻、扩、铰 20 到要求 13 铣 铣键槽 14 去毛刺 15 检验 方案三 1 备料 锻造毛坯 2 热处理 退火（消除内应力） 3 数控铣 铣端面 钻中心孔 4 普车 车大端外圆 5 普车 车 55 6 普车 60 7 普车 65 8 普车 75 9 普车 车内孔 10 数控铣 铣 50、钻、扩、铰 20 到要求 铣键槽 11 倒角 12 去毛刺 13 检验 综上所述：三个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， 所以采用方案二。 （5） 、加工路线的确定 确定刀具走刀路线主要是提高生产效率，正确的加工工艺程序，在确定走 刀路线时主要考虑以下几个方面： 1、应能保证零件的加工精度和表面粗糙度 2、应使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提高加工效率 3、应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量 具体加工路线见走到路线图。 （6） 、加工设备的选择 、工序三采用 CA6140 普通车床，车床的参数如下： 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 235010201250mm 、工序 7、8、9 采用数控车床 CK7150A，车床参数如下： 8 工位电动转塔刀架，可实现自动换刀，数控装置：FANUCOI，最大回转直径 590mm，最大加工直径 500 mm，最大加工长度 1000 mm，主轴转速范围 30- 2000RMP/min，主轴电机功率 7.5KW，主要精度 X 定位精度0.016 mm,Z 定位精 度0.025 mm,X 重复定位精度0.007 mm,Z 重复定位精度0.01 mm 工序 11、12 采用 X51，铣床的参数如下： 型号 X51,主轴孔锥度 7:24,主轴孔径 25mm。主轴转速 651800r/min。工作台 面积(长宽)1000250。工作台最大行程:纵向(手动/机动)620mm,横向手动 190mm、机动 170mm，升降手动 370mm、机动 350mm。工作台进给量:纵向 35980mm/min、横向 25765mm/min、升降 12380mm/min。工作台快速移动 速度:纵向 2900mm/min、横向 2300mm/min、升降 1150mm/min。工作台 T 型槽数:槽 数 3、宽度 14、槽距 50。主电机功率 7.5KW。 （7） 、刀具的选择 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数控加工工艺的 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 CA6140 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：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 、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 钻头：高速钢刀具 刀具号为 T0303，直径为 30;刀具号 T0404，直径 为 18 扩孔钻：刀具号为 T0505，直径为 19.8;铰刀：刀具号为 T0606，直径为 20 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 镗刀 刀具号为 T0808，刀杆长度为 200.BH1625 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 可转位车刀 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 30 的孔 T0303 钻头 30 钻 18 T0404 钻头 18 扩 19.8 T0505 扩孔钻 19.8 铰 20 T0606 铰刀 20 车内孔 T0707 内孔车刀 93r=1 BUM080404R- 04 PSUBR3215-16Q 镗 50 的盲孔 T0808 镗刀 200.BH1625 粗铣键槽 T0909 铣刀 15.4 精铣键槽 T1010 铣刀 16 2.4 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下： 1） 外圆柱面 176 工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 粗车 5 IT12 176 6.3 毛坯 187 2） 外圆柱面 55 工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精车 1.0 IT6 55 1.6 半精车 1.1 IT10 56 3.2 粗车 15 IT12 57.9 6.3 毛坯 17.1 70 3） 外圆柱面 60 工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精车 1.0 IT6 60 1.6 半精车 1.1 IT10 61 3.2 粗车 10 IT12 62.9 6.3 毛坯 12.1 70 4 外圆柱面 65 工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精车 1.0 IT6 65 1.6 半精车 1.1 IT10 66 3.2 粗车 5 IT12 67.9 6.3 毛坯 7.5 70 5 外圆柱面 75 工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精车 1.0 IT6 75 1.6 半精车 1.1 IT10 76 3.2 粗车 5 IT12 77.9 6.3 毛坯 7.5 80 6 内圆柱面 80 工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 镗车 3 IT7 80 1.6 车孔 47 IT12 77 6.3 钻孔 30 IT12 30 6.3 7 加工通孔 20 工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 铰 10 IT7 20 1.6 扩 9.9 IT9 19.8 3.2 钻 9 IT12 18 6.3 8 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 16 1.6 粗铣 IT12 12 3.2 2.5 确定切削用量及功率的校核 加工外圆柱面 176 粗车：查机械加工工艺设计手册P433 得知：f=0.81.2mm/r 取 f=0.81mm/r ap=2.5mm 查金属切削手册知 Vc=7090 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=2003.14187/1000=73.4m/min 校核功率：Pc=KcapVcf/60000=23052.50.8173.4/60000=5.4Kw 由 于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 PnPc，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 加工外圆柱面 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 f=0.60.9mm/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=7090 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=3203.1470/1000=70.34m/min 功率 Pc=KcapVc0.71/60000=23052.570.340.66/601000=4.4Kw 由于 机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 PnPc，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=0.250.35mm/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=KcapVcf /60000=23050.3120/60000=1.24Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.75，机床功率 PnPc，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课程设计表 2-20 知： Vc=150160 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=KcapVcf /60000=23050.550.18160/60000=0.6Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.75，机床功率 PnPc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc=160m/min，n=910r/min f=0.18mm/r 加工外圆柱面 60 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=0.60.9mm/r 取 f=0.71 查金属切削手册知 Vc=7090 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=3203.1470/1000=70.34m/min 取 ap=2.5mm 校核功率 Pc=KcapVcf/60000=23052.570.340.71/60000=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 PnPc，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=0.40.5mm/r 取 f=0.45 ap=0.9mm 再查外圆切削数据表知：Vc=1.6672.17m/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=5103.1462.9/1000 =100.7 m/min 功率 Pc=KcapVcf/60000=23050.90.45100.7/60000=1.57Kw 由于机床 说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 PnPc，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=0.130.18mm/r 取 f=0.15 mm/r 再查外圆切削数据表知：Vc1.67m/s 取 Vc=120 m/min 则 n=1000Vc/ d=1000120/3.1461.1=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=6303.1461.1/1000=120.87m/min 校核功率 Pc=KcapVcf /60000=23050.55120.870.15/60000=0.38Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 PnPc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc= 120.87m/min，n=630r/min f=0.15mm/r 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=0.60.9mm/r 取 f=0.71mm/r 查金属切削手册知 Vc=7090 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=KcapVcf/60000=23052.570.340.71/60000=4.8Kw 由于机床说 明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 PnPc，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=0.40.5mm/r 取 f=0.45mm/r 再查外圆切削数据表知：Vc=1.6672.17m/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=5103.1467.9/1000=108.7m/min 功率 Pc=KcapVcf/60000=23050.9108.70.45/60000=1.7Kw 由于机床说 明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 PnPc，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=0.130.18mm/r 取 f=0.18mm/r 再查外圆切削数据表知：Vc1.67m/s 取 Vc=120 m/min 则 n=1000Vc/ d=578.2 r/min 圆整得 n=580 r/min 故实际切削速度： Vc=n d/1000=5803.1466.1/1000=120.38m/min ap=0.55mm 校核功率 Pc=KcapVcf /60000=23050.550.18120.38/600001000=0.46Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 PnPc，所以机床功 率足够，实际取值为 Vc= 120.38m/min，n=580r/min f=0.18mm/r 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=0.60.9mm/r 取 f=0.71mm/r 查金属切削手册知 Vc=7090 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=KcapVcf/60000=23052.580.3840.71/60000=5.5Kw 由于机床 说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 PnPc，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=0.40.5mm/r 取 f=0.45mm/r 再查外圆切削数据表知：Vc=1.6672.17m/s 取 Vc=1.8m/s 则 n=1000Vc/ d=1000108/3.1477.9=441.5r/min 圆整得 n=450 r/min 取 ap=0.9mm Vc=n d/1000=4503.1477.9/1000=110m/min 校核功率 Pc=KcapVcf/60000=23050.91100.45/60000=1.7Kw 由于机床说明 书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 PnPc，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=0.130.18mm/r 取 f=0.15mm/r 再查外圆切削数据表知：Vc1.67m/s 取 Vc=120 m/min 则 n=1000Vc/ d =1000120/76.13.14=502.2 r/min 圆整得 n=500 r/min 故实 际切削速度： Vc=n d/1000=5003.1476.1/1000=119.48m/min ap=0.55mm 校核功率 Pc=KcapVcf /60000=23050.55119.480.15/60000=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 PnPc，所以机 床功率足够，实际取值为 Vc=119.48m/min，n=500r/min f=0.15mm/r 加工内圆柱面 80 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=10000.3360/3.1430=210.2 r/min 圆整 得 n=210r/min 故实际切削速度： Vc=n d/1000=2103.1430/1000=19.8m/min 校核功率 Pc=KcapVcf /60000=23051530.6/601000=3.99Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw， 效率为 0.8，机床功率 PnPc，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=0.350.40mm/r，Vc=0.833 1.666m/s 取 f=0.35 mm/r Vc=0.85m/s；故 n=1000Vc/ d=10000.8560/3.1474=219.5r/min 由 CA6140 说明书取 n=200r/min 故实 际切削速度 Vc=n d/1000=2003.1474/1000=46.5m/min 取 ap=3mm 校核功率 Pc=KcapVcf /60000=2305346.50.35/60000=1.9Kw 根 据机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 PnPc，所以机床功率 足够，实际取值为 Vc= 46.5m/min，n=200r/min f=0.35mm/r 铰孔：f=0.3mm/r ap=1.5mm n=549r/min Vc=n d/1000=3.1480/1000=138m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=23051.5138/601000=7.9Kw 根据机床说明书 查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.75，机床功率 PnPc，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=0.300.50mm/r 取 S=0.3mm/r 取 Vc=0.65m/s 则 n=1000Vc/d=10000.6560/d=155r/min 由 CA6140 说明书取 n=160/min 故实 际切削速度 Vc=nd/1000=1603.1480/1000=40.2m/min 根据机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，功率 Pc=KcapVcS/60000=2305340.20.4/60000=1.85Kw 机床功率 PnPc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc= 40.2m/min，n=160r/min f=0.4mm/r 加工通孔 20 钻孔：钻 19.8 的底孔： 查简明加工工艺手册P296 得：f=0.330.38mm/r， 取 f=0.36 mm/r； Vc=0.96 1.13m/s， 取 Vc =1m/s 故 n=1000Vc/ d=100060/3.1419.8=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=9453.1419.8/1000=58.75m/min ，又取 ap=6 mm 校核功率：Pc=KcapVcf/60000=2305660.30.36/60000=5.0Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 PnPc，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=0.30.65mm/r，取 f=0.3 mm/r ；Vc=0.833 0.383m/s ，取 Vc =0.60 m/s ；故 n=1000Vc/ d=10000.660/3.1420=573.25 r/min 圆整得：n=580 r/min 故实际切削速 度 Vc=n d/1000=5803.1420/1000=36.4 m/min ap=0.1mm 校核功 率：Pc=KcapVcf /60000=23050.136.40.3/60000=0.04Kw 由于机 床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 PnPc，所以机床功率足够， 实际取值为 Vc= 36.4m/min，n=580r/min ,f=0.3mm/r 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/r Vc=108m/min n=1000Vc/d=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=KcapfVc/60000=230520.66110.5/60000=5.6Kw 由于机床说明 书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 =0.8，机床功率 PcPm，所以机床功率足够， 实际取值为 Vc=110.5m/min，n=200r/min，f=0.66mm/r. 精车：查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导得：f=0.41mm/r ap=0.5mm Vc=120m/min n=1000Vc/d=217.1r/min 功率 Pm=KcapfVc/60000=23050.50.41120/60000=0.94Kw 由于机床说 明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 =0.8，机床功率 PcPm，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. 铣键槽 粗铣：fz=0.12mm/r ap=5mm Vc=90m/min n=1000Vc/d=955.4r/min Vf=nfz=114.6mm/r 功率 Pm=KcapfVc/60000=230550.1290/60000=2.07Kw 由于机床说明书 查得 Pc=4.5 Kw，效率为 =0.8，机床功率 PcPm，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/d=1194.2r/min Vf=nfz=119.4mm/r 功率 Pm=KcapfVc/60000=230520.10150/60000=1.15Kw 由于机床说明 书查得 Pc=4.5 Kw，效率为 =0.8，机床功率 PcPm，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. 设计心得 本次的机械制造工艺课程设计让我又重新温习了书本上的内容，我明 白了不论什么时候不管干什么事总是离不开书本，不管什么时候从书上我们总 可以找得到我们想要的东西。书上的东西永远是基础的，而基础正是向更深的 领域迈进，没有这个基础我们永远都不会享受到成功的喜悦。这次的设计我基 本上是满意的，因为这是我和本组同学共同完成的这次设计。在此之前我总是 莫名其妙感到茫然，不知道从何下手。或者是产生了干脆抄袭别人的想法，但 是这一次彭老师制定的这个计划，每个星期都要询问我们的进度，这样子我感 觉从一定程度上避免了同学不自己动脑的坏习惯，虽然杜绝不掉，但是我相信 经过这次的课程设计后会有更多的同学愿意自主的完成自己的作业和老师分给 他们的任务。而不再愿意抄袭别人的，至少我不会了。通过这次的课程设计使 我明白了一个良好的设计思路往往可以省掉一大半的时间，所以我感觉今后不 论设计什么，一定要在设计思路上下工夫，哪怕前期很慢很慢，但是一旦有了 思路那么后期的制作就会势如破竹，会节省很大一部分的时间的。所以我建议 同学们以后一定要在这方面下工夫。还有在绘制各种零件图或毛坯图的时候， 一定要细心不能马虎一点，因为这些图都比较烦琐，所以必须一步一步来，不 可贪图方便。 本次的课程设计，老师要求得很严格，但是老师为了辅导我们不懂的问题不厌 其烦的把我们不懂的问题讲了一遍又一遍，真的很感谢老师为我们这么的尽心 和尽责。我们一定不会辜负老师的期望，一定会努力的学好每一门知识，不能 有骄傲和自满的情绪。更加努力的完善和充实自己，为自己的美好明天努力奋 斗。 在最后仍然要再次谢谢老师对我们辛勤的辅导，我们一定不会辜负您的期望， 请您放心。 参考文献 1、 机械加工工艺手册 李 洪主编 北京出版社 2、 机械制造工艺 徐宏海主编 化学工业出版社 3、 数控加工工艺与编程 周虹编主编 人民邮电出版社 4、 机械制造工艺学及夹具设计 弈继昌主编 中国人民出版社 5、 机械加工工艺设计手册 张耀宸主编 航空工业出版社 6、 金属切削速查速算手册 陈宏钧主编 机械工业出版社 7、 机械工人切削手册 机械工业出版社 8、 机械工程师简明手册 河南科学技术出版社 9、 机械制造基础 刘建亭主编 机械工业出版社 10、 数控机床加工工艺 华茂发主编 机械工业出版社 11、 机床夹具设计 肖继德、陈宁平主编 机械工业出版社 12、 数控原理与编程实训 周虹主编 人民邮电出版社 13、 金属机械加工工艺人员手册 上海科学出版社“增订组编” 14、 简明加工工艺手册 上海科技出版社 此外还有: 1王绍俊.机械制造工艺设计手册. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1981 2刘文剑 曹天河.夹具工程师手册.哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987 3艾兴，肖诗纲.切削用量简明手册（第三版）.北京：机械工业出版社，2004 4吴宗泽 罗圣国.机械设计课程设计手册（第二版）.北京: 高等教育出版社, 1999 5李益民.机械制造工艺设计简明手册.北京:机械工业出版社,1994 6赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社，2004
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