输出轴零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计

中北大学X X X X 说 明 书学生姓名： 学 号： 学 院： 专 业： 题 目： 输出轴的机械加工工艺规程与夹具设计指导教师： 职称: 职称: 20*年12月5日前言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业之后进行的。这是我们进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。我也相信通过课程设计能将零碎的知识点都联系起来，系统而全面的做好设计。本次课程设计是机械制造工艺学这门课程的一个阶段总结，是对课堂中学习的基本理论和在生产实习中学到的实践知识的一个实际应用过程。由于知识和经验所限，设计会有许多不足之处，所以恳请老师给予指导。目录前言2一零件的工艺分析及生产类型的确定3（二）零件的材料及其力学性能3二选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图41选择毛坯42毛坯尺寸的确定4四工序设计91选择机床 根据工序选择机床92 选用夹具93 选用刀具94确定工序尺寸9五、夹具设计18六、设计心得21七、参考文献22一零件的工艺分析及生产类型的确定（一） 零件的作用题目所给定的零件为CA6140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。（二）零件的材料及其力学性能零件的材料为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.1技术要求分析题目所给定的零件输出轴，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，淬火时易生裂纹。综合技术要求等文件，选用铸件。由于是大批量生产，故采用模锻。2零件的工艺分析结构比较简单，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,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, 20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200HBS，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。3轴类零件的装夹 轴类零件的加工通常采用三爪卡盘，三爪卡盘能自动定心，装卸工件快。但是由于夹具的制造和装夹误差，其定心精度约为0.050.10mm左右。由于零件较长，常采用一夹一顶的装夹法，即工件定的一端用车床主轴上的卡盘夹紧，另一端用尾座顶尖支撑，这样就克服了刚性差不能承受重切削的缺点，为进一步提高加工精度，可采用中心架作中间辅助支撑，适用于半精加工和精加工。二选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1选择毛坯轴类零件最常用的毛坯是棒料和锻件，只有某些大型或结构复杂的轴（如曲轴），在质量允许下采用锻件。由于毛坯经过加热，锻造后能使金属内部的纤维组织表面均与分布，可获得较高的抗拉，抗弯及抗扭强度，所以除光轴外直径相差不大的阶梯轴可使用热轧棒料或冷轧棒料，一般比较重要的轴大部分都采用锻件，这样既可以改善力学性能，又能节约材料，减少机械加工量。根据生产规模的大小，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻。自由锻多用于中小批量生产；模锻适用于大批量生产，而且毛坯制造精度高，加工余量小，生产效率高，可以锻造形状复杂的毛坯。本零件生产批量为大批量，所以综上所叙选择模锻。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。结果为：外圆角半径：；内圆角半径：。外模锻斜度，内模锻斜度。下图为本零件的毛坯图 毛坯图选加工方法，制定加工艺路线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。由于本零件全部表面都需要加工，而孔作为精基准，应先进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。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。2零件表面加工方法的选择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。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，在加工过程中预备热处理是在毛坯锻造之后消除零件的内应力。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。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。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176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。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。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和我们学校的具体加工条件，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 Ra12.5 自由公差 粗车176端面 Ra3.2 IT7 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-精车中心孔Ra1.6 IT6 钻孔-铰孔50内圆柱面 Ra6.3 自由公差 粗铣80孔 Ra3.2 IT7 粗镗-半精镗-精镗104孔 Ra6.3 自由公差 粗镗20通孔 Ra3.2 IT7 钻孔-扩孔-铰孔左端面 Ra6.3 粗车右端面 Ra1.6 粗车-精车键槽 Ra3.2 IT9 粗铣-半精铣-精铣倒角 Ra6.3 粗车 3制定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:备料-模锻-车端面打中心孔-粗车外圆-调质-车端面修中心孔-精车外圆-精镗孔钻均布的孔铣键槽钻斜孔去毛刺检验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。可以初步确定加工工艺路线，具体方案如下： 8 v方案% F, s+ C9 o0 Q4 d F3 B三维网技术论坛1 备料三维网技术论坛0 : Z6 E# x; y! c. a锻造毛坯三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa3 u1 R( z0 k* V# l$ e0 Q# w I g5 H8 G: #* a: v1 M C# h三2 粗车网技术论坛. p# G3 v% l$ q3 t粗车右端面及圆柱面，半精镗50，80，104的孔，钻中心孔ia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江6 r2 t# l! Z8 U$ 5 b1 F3 粗车7 S2 x O Q7 G- cB( & s% r粗车55，60，65，75外圆柱面，30斜面，钻中心孔，倒角 I3 p3 f* E+ : A* _2 f4 调制处理5 精铰中心孔6. v$ Z5 g# a7 b T7 W) G67 半精车ad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江* f1 Q& e2 ?. 6 y+ ) i+ ( r半精车176端面，半精镗L! K) f80的孔8 精镗精镗80的孔到达要求7 半精车2 q: i0 Z7 ?7 7 f) e半精车55，60，65，75外圆柱面9 精车精车55，60，65，75外圆柱面到达要求10 钻孔4 S# E, T - e7 f三维网技术论坛钻20的底孔，扩20的孔，铰20的孔到达要求 $ O$ I- O1 T9 r2 D( 三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江11 铣键槽: R- i9 H& C, 三维网技术论坛5 K- S; s( J E2 w0 f5 1 G& Pc, ?0 A铣键槽到规定的要求三维网技术论坛8 b& h+ y& w2 h# g12 钻斜孔钻8的孔13 去毛刺论坛- U. Q b. s% o3 b+ h5 a1 g5 x14 检验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。机械加工工艺过程。 四工序设计1选择机床 根据工序选择机床（1）工序2、3、6,7,9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。（2）工序2、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11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10和12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。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。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。粗车外圆柱面： 90半精车，精车外圆柱面：前角为90的车刀。钻头：高速钢刀具，直径为30；直径为18；扩孔钻：直径为19.8；铰刀：直径为20。镗刀，刀杆长度为200.BH1625。4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：工序号工序名称工序内容设备工艺装备1备料锻造毛坯2粗车粗车，179外圆柱面至176及端面至31，倒角，钻中心孔CA6140车床YT5硬质合金车刀,外径千分尺，三爪自定心卡盘3粗镗粗镗47的孔至50，77的孔至78.5，100的孔至104CA6140车床YT5硬质合金镗刀游标卡尺，三爪自定心卡盘4粗车粗车61，66，71，81，的外圆柱面至58，63，68，78，斜面，倒角，钻中心孔CA6140车床YT5硬质合金车刀,外径千分尺，三爪自定心卡盘5热处理调质处理YT5硬质合金车刀，外径千分尺，三爪自定心卡盘6铰孔精铰中心孔至R1.6CA6140车床YT5硬质合金镗刀游标卡尺，三爪自定心卡盘7半精车半精车右大端面至30，粗糙度R3.2CA6140车床YT15硬质合金车刀，外径千分尺，专用夹具8半精镗半精镗78.5的内孔至79.5CA6140车床YT15硬质合金镗刀内径千分尺，专用夹具9铰孔精铰80的内孔到要求，倒角CA6140车床铰刀，内径千分尺，专用夹具10半精车58，63，68，78的外圆柱面至56，61，66，76CA6140车床YT15硬质合金车刀，外径千分尺，专用夹具11精车55，60，65，75的外圆柱面CA6140车床YT30硬质合金车刀，外径千分尺，专用夹具12钻孔均布的10个孔到18Z35麻花钻头，游标卡尺，专用夹具13扩孔扩均布的10个孔到19.5Z35硬质合金扩孔钻，内径千分尺，专用夹具14铰孔精铰均布的10个孔到20，R3.2Z35硬质合金铰刀内径千分尺，专用夹具15粗铣键槽XK5025圆盘铣刀，游标卡尺，专用夹具16半精铣键槽XK5025圆盘铣刀，专用夹具，内径千分尺17精铣键槽至R3.2，达到公差要求XK5025圆盘铣刀，专用夹具，内径千分尺18钻孔斜孔Z535硬质合金钻头，游标卡尺，专用夹具19去毛刺去毛刺CA6140车床20检验 1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：表3外圆柱面176轴段加工余量计算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/m粗车3IT1212.5176毛坯2179表4外圆柱面55轴段加工余量计算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/m精车 1IT61.655半精车2IT103.256粗车3IT126.358毛坯261表560轴段加工余量计算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/m精车 1IT61.660半精车2IT103.261粗车3IT126.363毛坯266表565轴段加工余量计算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/m精车 1IT61.665半精车2IT103.266粗车3IT126.368毛坯271表575轴段加工余量计算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/m精车 1IT61.675半精车2IT103.276粗车3IT126.378毛坯281表5104内孔加工余量计算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/m粗镗3IT106.3104毛坯2101表580内孔加工余量计算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/m精镗 半精镗12IT7IT83.26.38079粗镗3IT1012.578毛坯277表550内孔加工余量计算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/m粗镗3IT106.350毛坯247表620内孔加工余量计算 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/m铰1IT73.220扩孔3IT106.319钻孔6IT1212.516毛坯210表7键槽的加工余量计算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/m精铣2IT73.216半精铣4IT106.314粗铣10IT1212.510毛坯22、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/rap=1.3mm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=1.5mm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=1mm 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=0.5mm 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=1.5mm 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=1mm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=0.5mm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=1.5mm 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=1mm 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=0.5mm 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=1.5mm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=1mm 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. 5mm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 镗孔：查简明加工工艺手册P294知：ap=d/2=0.75mm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 半精镗孔：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=0.5mm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 f=0.3mm/rap=0.25mmn=549r/minVc=nd/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10-13ap=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：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=3 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=0.5mm 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=3mm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. 半精车：查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导得：f=0.41mm/rap=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/minVf=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/rap=0.5mmVc=150m/minn=1000Vc/d=1194.2r/min 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.五、夹具设计本夹具是工序5在立式钻床上加工10个20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/T80161999，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。六、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，但是这一次袁老师制定的每天计划，每天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。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。老师您辛苦了！谢谢您！ 七、参考文献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 上海科技出版社文件编号机械学院机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 1 页产品名称输出轴零(部)件名称输出轴第 1 页材料牌号45钢毛坯种类锻件毛坯外形尺寸每坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工序时间准终单件1备料锻造毛坯锻造2粗车粗车，179外圆柱面至176及端面至31，倒角，钻中心孔金工CA6140车床YT5硬质合金车刀,外径千分尺，三爪自定心卡盘3粗镗粗镗47的孔至50，77的孔至78.5，100的孔至104金工CA6140车床YT5硬质合金镗刀游标卡尺，三爪自定心卡盘4粗车粗车61，66，71，81，的外圆柱面至58，63，68，78，斜面，倒角，钻中心孔金工CA6140车床YT5硬质合金车刀,外径千分尺，三爪自定心卡盘5热处理调质处理热处理YT5硬质合金车刀，外径千分尺，三爪自定心卡盘6铰孔精铰中心孔至R1.6金工CA6140车床YT5硬质合金镗刀游标卡尺，三爪自定心卡盘7半精车半精车右大端面至30，粗糙度R3.2金工CA6140车