中北大學(xué)中北大學(xué) 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 說說 明明 書書 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 0502140231 學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 題 目： “輸出軸”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程 及工藝裝備設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 職稱職稱: 講師講師 職稱職稱: 教授教授 2008 年 11 月 29 日 中北大學(xué) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2008/2009 學(xué)年第 1 學(xué)期 學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 0502140231 課程設(shè)計(jì)題目： 輸出軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程 及工藝裝備設(shè)計(jì) 起 迄 日 期： 12 月 15 日12 月 27 日 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 中北大學(xué) 指 導(dǎo) 教 師： 系 主 任： 下達(dá)任務(wù)書日期: 2008 年 12 月 15 日 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 任任 務(wù)務(wù) 書書 1設(shè)計(jì)目的： 培養(yǎng)學(xué)生分析和解決生產(chǎn)技術(shù)問題的能力，使學(xué)生初步掌握設(shè)計(jì)工藝規(guī)程和機(jī)床夾 具的基本方法，并鞏固、深化已學(xué)得的理論知識(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生熟悉和運(yùn)用有關(guān)圖冊(cè)、 圖表等技術(shù)資料的能力，訓(xùn)練學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算及編制技術(shù)文件的基本技能。 2設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）： 1 零件的分析 1.1 零件的作用 了解零件的性能、用途和工作條件。 1.2 零件的工藝分析 對(duì)零件主要加工表面的尺寸、形狀及位置精度、表面粗糙度以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)等進(jìn)行工 藝分析。 2工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 2.1 確定毛坯的制造形式 對(duì)零件的材料、熱處理及機(jī)械加工的工藝性進(jìn)行分析。 2.2 基準(zhǔn)的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。 （2）精基準(zhǔn)的選擇。 2.3 制定工藝路線 確定加工方法和劃分加工階段；安排加工順序。 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 3.專用夾具設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)典型工序的專用夾具，制定夾具方案、繪制夾具裝配工作圖。 3設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書、圖紙、實(shí)物 樣品等： 1制定零件在中批生產(chǎn)條件下的機(jī)械加工工藝規(guī)程，畫零件圖，毛坯圖，寫工藝卡 片、工序卡片。 2. 合理選擇或設(shè)計(jì)所有工裝，設(shè)計(jì)一套主要工步的專用工夾具，繪制夾具的裝配圖， 零件圖。 3撰寫課程設(shè)計(jì)說明書一份（A4 紙不少于 15 頁(yè)） 。 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 任任 務(wù)務(wù) 書書 4主要參考文獻(xiàn)： 1王紹俊.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè). 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1981 2劉文劍 曹天河.夾具工程師手冊(cè).哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987 3艾興，肖詩(shī)綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第三版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 4吳宗澤 羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）.北京: 高等教育出版社, 1999 5李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994 6趙家齊.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 5設(shè)計(jì)成果形式及要求： 提供設(shè)計(jì)說明書一份，要求內(nèi)容與設(shè)計(jì)過程相符，且格式要符合規(guī)定要求。 毛坯圖，零件圖，工藝卡，夾具裝配圖，夾具零件圖 6工作計(jì)劃及進(jìn)度： 2008 年 12 月 15 日 12 月 16 日熟悉零件、畫零件圖 12 月 17 日 12 月 20 日選擇加工方案、確定工藝路線，填寫工藝卡片 12 月 21 日 12 月 24 日專用夾具設(shè)計(jì) 12 月 25 日 12 月 26 日編寫設(shè)計(jì)說明書 12 月 27 日 答辯 系主任審查意見： 簽字： 年 月 日 目 錄 1. 零件的分析 1.1 零件的作用 1.2 零件的工藝分析 2. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 確定毛坯的制造形式 2.2 基準(zhǔn)的選擇 2.3 制定工藝路線 2.3.1 加工方法的選擇 2.3.2 加工順序的安排 2.4 加工余量，工序尺寸，及其公差的確定 2.5 確定切削用量及功率的校核 設(shè)計(jì)心得 參考文獻(xiàn) 1 零件的分析 1.1 零件的作用 題目所給定的零件為輸出軸，其主要作用，一是傳遞轉(zhuǎn)矩，使主軸獲得旋 轉(zhuǎn)的動(dòng)力；二是工作過程中經(jīng)常承受載荷；三是支撐傳動(dòng)零部件。 1.2 零件的工藝分析 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，其主要加工的面有 55、60、65、75、176 的外圓柱面，50、80、104 的內(nèi)圓柱表 面，10 個(gè) 20 的通孔，圖中所給的尺寸精度高，大部分是 IT6 級(jí)；粗糙度方 面表現(xiàn)在鍵槽兩側(cè)面、80 內(nèi)圓柱表面為 Ra3.2um, 55 外圓柱面、大端端面 為 Ra1.6um, 60、75 外圓柱面為 Ra0.8um，其余為 Ra6.3um，要求不高；位 置要求較嚴(yán)格，表現(xiàn)在 55 的左端面、80 內(nèi)孔圓柱面對(duì) 75、60 外圓軸 線的跳動(dòng)量為 0.04mm, 25 孔的軸線對(duì) 80 內(nèi)孔軸線的位置度為 0.05mm, 鍵槽對(duì) 55 外圓軸線的對(duì)稱度為.0.08mm；熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理，到 200HBW，保持均勻。 通過分析該零件，其布局合理，方便加工，我們通過徑向 夾緊可保證其加工要求，整個(gè)圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達(dá)物體的 形狀和大小，符合要求。 2工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 2.1 確定毛坯的制造形式 毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個(gè) 比較重要的階段，毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對(duì)機(jī)械加工 的難易，工序數(shù)量的多少有直接影響，因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當(dāng)重要 的位置，同樣毛坯的加工余量的確定也是一個(gè)非常重要的問題。 毛坯種類的選擇決定與零件的實(shí)際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生 產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材 2、鍛造 3、鑄造 4、焊接 5、其他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鍛件，但從經(jīng)濟(jì)方面著 想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費(fèi)材料，而且還增加機(jī)床， 刀具及能源等消耗，而鍛件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強(qiáng)度，沖擊韌性常用于 大載荷或沖擊載荷下的工作零件。 2.2 基準(zhǔn)的選擇 工件在加工第一道或最初幾道工序時(shí)，一般選毛坯上未加工的表面作為定 位基準(zhǔn)，這個(gè)是粗基準(zhǔn)，該零件選用 55 外圓柱面作為粗基準(zhǔn)來加工 176 外 圓柱面和右端面。以上選擇符合粗基準(zhǔn)的選擇原則中的余量最小原則、便于裝 夾原則，在以后的工序中，則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn)，176 的外 圓柱面和右端面作為定位基準(zhǔn)，這個(gè)基準(zhǔn)就是精基準(zhǔn)。在選精基準(zhǔn)時(shí)采用有基 準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一。這樣定位比較簡(jiǎn)單可靠，為以后加工重要表面做好準(zhǔn)備。 2.3 制定工藝路線 2.3.1 加工方法的選擇: 市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財(cái)富和提高勞動(dòng)率為目的， 同樣的加工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下，譯稿工件 的加工效率和經(jīng)濟(jì)性，而在具體的選擇上，一般根據(jù)機(jī)械加工資料和工人的經(jīng) 驗(yàn)來確定。由于方法的多種多樣，工人在選擇時(shí)一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn)場(chǎng)的 加工條件來確定最佳的加工方案。 同樣在該零件的加工方法的選擇中，我們考慮了工件的具體情況，一般我們按 加工順序來闡述加工方案： 加工表面 表面粗糙度 公差/精度等級(jí) 加工方法 176 外圓柱面 Ra6.3 自由公差 粗車-半精車 55 外圓柱表面 Ra1.6 IT6 粗車-半精車-精車 60 外圓柱面 Ra0.8 IT6 粗車-半精車-精車 65 外圓柱面 Ra1.6 IT6 粗車-半精車-精車 75 外圓柱面 Ra0.8 IT6 粗車-半精車-精車 50 內(nèi)圓柱面 Ra6.3 自由公差 粗銑 80 孔 Ra3.2 IT7 鉆孔-車孔-鉸孔 104 孔 Ra6.3 自由公差 鉆孔-車孔 20 通孔 Ra3.2 IT7 鉆孔-鉸孔 左端 Ra6.3 粗車 右端面 Ra1.6 粗車-精車 鍵槽 Ra3.2 IT9 粗銑-精銑 倒角 Ra6.3 2.3.2 加工順序的安排 (1)工序的安排 1、加工階段的劃分 當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí),往往不可能用一道工序來滿足要求,而要用 幾道工序逐步達(dá)到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力,零件的加工過程 通常按工序性質(zhì)不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個(gè)階段。 粗加工階段：其任務(wù)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(biāo)是提高生產(chǎn)率，去除內(nèi)孔，端面以及外圓表面 的大部分余量，并為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)，如加工 176、55、60、65、75 外圓柱表面。 半精加工階段：其任務(wù)是使主要表面達(dá)到一定的精加工余量，為主要表 面的精加工做好準(zhǔn)備，如 55、60、65、75 外圓柱面，80、20 孔 等。 精加工階段：其任務(wù)就是保證各主要表面達(dá)到規(guī)定的尺寸精度，留一定 的精加工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，并可完成一些次要表面的加工。 如精度和表面粗糙度要求，主要目標(biāo)是全面保證加工質(zhì)量。 2、基面先行原則 該零件進(jìn)行加工時(shí)，要將端面先加工，再以左端面、外圓柱面為基準(zhǔn)來加 工，因?yàn)樽蠖嗣婧?55 外圓柱面為后續(xù)精基準(zhǔn)表面加工而設(shè)定的，才能使定位 基準(zhǔn)更準(zhǔn)確，從而保證各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出來。 3、先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車將在較短時(shí)間內(nèi)將工件 表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精車的余 量均勻性要求，若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時(shí)，則要安排 半精車，以此為精車做準(zhǔn)備。 4、先面后孔 對(duì)該零件應(yīng)該先加工平面，后加工孔，這樣安排加工順序，一方面是利用 加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過的平面上加工孔，比較容 易，并能提高孔的加工精度，所以對(duì)于 CA6140 車床輸出軸來講先加工 75 外 圓柱面，做為定位基準(zhǔn)再來加工其余各孔。 （2）工序劃分的確定 工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成 每道工序加工內(nèi)容較多，工序集中使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次數(shù)， 可以使裝夾時(shí)間減少，減少夾具數(shù)目，并且利用采用高生產(chǎn)率的機(jī)床。工序分 散是將工件的加工分散在較多的工序中進(jìn)行，每道工序的內(nèi)容很少，最少時(shí)每 道工序只包括一簡(jiǎn)單工步，工序分散可使每個(gè)工序使用的設(shè)備，刀具等比較簡(jiǎn) 單，機(jī)床調(diào)整工作簡(jiǎn)化，對(duì)操作工人的技術(shù)水平也要求低些。 綜上所述：考慮到工件是中批量生產(chǎn)的情況，采用工序分散 輔助工序的安排：輔助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除銹，退磁，檢 驗(yàn)等。 （3） 、熱處理工序的安排 熱處理的目的是提高材料力學(xué)性能，消除殘余應(yīng)力和改善金屬的加工性能， 熱處理主要分預(yù)備熱處理，最終熱處理和內(nèi)應(yīng)力處理等，本零件 CA6140 車床輸 出軸材料為 45 鋼，在加工過程中預(yù)備熱是消除零件的內(nèi)應(yīng)力，在毛坯鍛造之后。 最終熱處理在半精車之后精車之前，按規(guī)范在 840溫度中保持 30 分鐘釋放應(yīng) 力。 （4） 、擬定加工工藝路線 根據(jù)以上各個(gè)零部件的分析以及加工工藝確定的基本原則，可以初步確定 加工工藝路線，具體方案如下： 方案一 1、 備料 鍛造毛坯 2、 熱處理 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 3、 普車 粗、精車右端面 鉆中心孔 4、 普車 粗 176 外圓柱面 倒角 5、 普車 粗車各外圓柱面留半精車、精車余量，左端面 6、 熱處理 調(diào)質(zhì) 7、 數(shù)控車 半精車、精車各外圓柱面到要求 倒角 8、 數(shù)控車 鉆 30 的底孔，車 104，車 80 孔留鏜孔余量 9、 數(shù)控車 鏜 80 孔到要求，倒角 10 數(shù)控車 倒角 11 數(shù)控銑 銑 50、鉆、擴(kuò)、鉸 20 到要求 12、 數(shù)控銑 銑鍵槽 13、 去毛刺 14、 檢驗(yàn) 方案二 1 備料 鍛造毛坯 2 熱處理 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 3 普車 粗車各圓柱面留半精車、精車余量以及左端面 4 普車 粗、精車右端面 鉆中心孔 5 普車 粗車 176 外圓柱面 倒角 6 熱處理 調(diào)質(zhì) 7 數(shù)控車 半精車左端各圓柱面到要求 8 數(shù)控車 精車左端臺(tái)階到要求并倒角 9 數(shù)控車 鉆 30 的底孔，車 104，車 80 孔留鏜孔余量 10 數(shù)控車 鉸 80 孔到要求，倒角 11 數(shù)控車 倒角 12 銑 銑 50、鉆、擴(kuò)、鉸 20 到要求 13 銑 銑鍵槽 14 去毛刺 15 檢驗(yàn) 方案三 1 備料 鍛造毛坯 2 熱處理 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 3 數(shù)控銑 銑端面 鉆中心孔 4 普車 車大端外圓 5 普車 車 55 6 普車 60 7 普車 65 8 普車 75 9 普車 車內(nèi)孔 10 數(shù)控銑 銑 50、鉆、擴(kuò)、鉸 20 到要求 銑鍵槽 11 倒角 12 去毛刺 13 檢驗(yàn) 綜上所述：三個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于工序集中和工序分散和加工順序，從 零件本身來考慮，由于軸類零件在切削加工時(shí)易產(chǎn)生彎曲變形，如采用工序分 散，在加工時(shí)零件的位置精度無(wú)法保證，為了同時(shí)保證零件圖示的圓跳動(dòng)要求， 所以采用方案二。 （5） 、加工路線的確定 確定刀具走刀路線主要是提高生產(chǎn)效率，正確的加工工藝程序，在確定走 刀路線時(shí)主要考慮以下幾個(gè)方面： 1、應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度 2、應(yīng)使走刀路線最短，減少刀具空行程時(shí)間，提高加工效率 3、應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量 具體加工路線見走到路線圖。 （6） 、加工設(shè)備的選擇 、工序三采用 CA6140 普通車床，車床的參數(shù)如下： 型號(hào) TYPE CA6140，中心距 750mm 1000 mm 1500 mm，床身上下最大回轉(zhuǎn)直徑 400 mm，馬鞍內(nèi)最大工作回轉(zhuǎn)路徑550 mm，橫拖板上最大回轉(zhuǎn)直徑214mm， 主軸孔徑52 mm，主軸內(nèi)錐孔 MT6#，主軸速度級(jí)數(shù) 16 級(jí)，主軸速度范圍 20- 1800r.p.m，公制螺紋（30 種）0.45-20 mm（30 種） ，英制螺紋（30 種）40- 0.875t.p.i（30 種） ，模數(shù)螺紋 0.125-5mm，徑節(jié)螺紋 160-4D.P，橫拖板行程 239mm 小刀架行程 150mm，尾坐套孔錐度 MT5#，套筒行程 120mm，主電機(jī)功率 4/5.5KW，外形尺寸 235010201250mm 、工序 7、8、9 采用數(shù)控車床 CK7150A，車床參數(shù)如下： 8 工位電動(dòng)轉(zhuǎn)塔刀架，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀，數(shù)控裝置：FANUCOI，最大回轉(zhuǎn)直徑 590mm，最大加工直徑 500 mm，最大加工長(zhǎng)度 1000 mm，主軸轉(zhuǎn)速范圍 30- 2000RMP/min，主軸電機(jī)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 重復(fù)定位精度0.007 mm,Z 重復(fù)定位精度0.01 mm 工序 11、12 采用 X51，銑床的參數(shù)如下： 型號(hào) X51,主軸孔錐度 7:24,主軸孔徑 25mm。主軸轉(zhuǎn)速 651800r/min。工作臺(tái) 面積(長(zhǎng)寬)1000250。工作臺(tái)最大行程:縱向(手動(dòng)/機(jī)動(dòng))620mm,橫向手動(dòng) 190mm、機(jī)動(dòng) 170mm，升降手動(dòng) 370mm、機(jī)動(dòng) 350mm。工作臺(tái)進(jìn)給量:縱向 35980mm/min、橫向 25765mm/min、升降 12380mm/min。工作臺(tái)快速移動(dòng) 速度:縱向 2900mm/min、橫向 2300mm/min、升降 1150mm/min。工作臺(tái) T 型槽數(shù):槽 數(shù) 3、寬度 14、槽距 50。主電機(jī)功率 7.5KW。 （7） 、刀具的選擇 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表 面質(zhì)量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是數(shù)控加工工藝的 一個(gè)重要部分，刀具應(yīng)具有高剛度，足夠的強(qiáng)度和韌度，高耐磨性，良好的導(dǎo) 熱性，良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性，抗粘接性，化學(xué)穩(wěn)定性。由于零件 CA6140 車床 輸出軸材料為 45 鋼，推薦用硬質(zhì)合金中的 YT15 類刀具，因?yàn)榧庸ぴ擃惲慵r(shí) 摩擦嚴(yán)重,切削溫度高,而 YT 類硬質(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高 的耐熱性,在高速切削鋼料時(shí)刀具磨損小壽命長(zhǎng),所以加工 45 鋼這種材料時(shí)采用 硬質(zhì)合金的刀具。 、粗車外圓柱面：刀具號(hào)為 T0101，90可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為 1，刀 片型號(hào)為 VCUM160408R-A4，刀具型號(hào)為 PVJCR2525-16Q 、半精車，精車外圓柱面：刀具號(hào)為 T0202，75可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半 徑為 1，刀片型號(hào)為 WNUM080304EL-A2，刀具型號(hào)為 PCRC2020-16Q 鉆頭：高速鋼刀具 刀具號(hào)為 T0303，直徑為 30;刀具號(hào) T0404，直徑 為 18 擴(kuò)孔鉆：刀具號(hào)為 T0505，直徑為 19.8;鉸刀：刀具號(hào)為 T0606，直徑為 20 內(nèi)孔車刀：刀具號(hào)為 T0707，93 內(nèi)孔車刀，圓弧半徑為 1，刀片型號(hào)為 TBUM080404R-04， 刀具型號(hào)為 PSUBR3215-16Q 鏜刀 刀具號(hào)為 T0808，刀桿長(zhǎng)度為 200.BH1625 粗銑鍵槽 刀具號(hào)為 T0909，精銑鍵槽 刀具號(hào)為 T1010， 綜上可做一刀具表如下： 加工表面 刀具號(hào) 刀具名稱 刀具參數(shù) 刀片型 號(hào) 刀具型號(hào) 粗車外圓柱面 T0101 可轉(zhuǎn)位車刀 90 r=1 VCUM160408R-A4 PVJCR2525-16Q 半精，精車外圓柱面 T0202 可轉(zhuǎn)位車刀 75 r=1 WNUM080304EL-A2 PCRC2020-16Q 鉆 30 的孔 T0303 鉆頭 30 鉆 18 T0404 鉆頭 18 擴(kuò) 19.8 T0505 擴(kuò)孔鉆 19.8 鉸 20 T0606 鉸刀 20 車內(nèi)孔 T0707 內(nèi)孔車刀 93r=1 BUM080404R- 04 PSUBR3215-16Q 鏜 50 的盲孔 T0808 鏜刀 200.BH1625 粗銑鍵槽 T0909 銑刀 15.4 精銑鍵槽 T1010 銑刀 16 2.4 加工余量，工序尺寸，及其公差的確定 根據(jù)各資料及制定的零件加工工藝路線，采用計(jì)算與查表相結(jié)合的方法確 定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟(jì)精度選定，上下偏差按入體原則標(biāo)注， 確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1） 外圓柱面 176 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 粗車 5 IT12 176 6.3 毛坯 187 2） 外圓柱面 55 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 1.0 IT6 55 1.6 半精車 1.1 IT10 56 3.2 粗車 15 IT12 57.9 6.3 毛坯 17.1 70 3） 外圓柱面 60 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 1.0 IT6 60 1.6 半精車 1.1 IT10 61 3.2 粗車 10 IT12 62.9 6.3 毛坯 12.1 70 4 外圓柱面 65 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 1.0 IT6 65 1.6 半精車 1.1 IT10 66 3.2 粗車 5 IT12 67.9 6.3 毛坯 7.5 70 5 外圓柱面 75 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 1.0 IT6 75 1.6 半精車 1.1 IT10 76 3.2 粗車 5 IT12 77.9 6.3 毛坯 7.5 80 6 內(nèi)圓柱面 80 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 鏜車 3 IT7 80 1.6 車孔 47 IT12 77 6.3 鉆孔 30 IT12 30 6.3 7 加工通孔 20 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 鉸 10 IT7 20 1.6 擴(kuò) 9.9 IT9 19.8 3.2 鉆 9 IT12 18 6.3 8 加工鍵槽 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精銑 IT9 16 1.6 粗銑 IT12 12 3.2 2.5 確定切削用量及功率的校核 加工外圓柱面 176 粗車：查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)P433 得知：f=0.81.2mm/r 取 f=0.81mm/r ap=2.5mm 查金屬切削手冊(cè)知 Vc=7090 m/min 取 Vc=80 m/min 則 n=1000Vc/ d =195.85r/min 由 CA6140 說明書取 n=125r/min 故實(shí)際切削速度： 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 于機(jī)床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率 足夠，實(shí)際取值為 Vc=73.4 m/min，n=125r/min，f=0.81mm/r 加工外圓柱面 55 粗車： 確定進(jìn)給量 f：查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)增訂組編 上海 科學(xué)出版社表 10-8 知 f=0.60.9mm/r 結(jié)合 CA6140 說明書取 f=0.71 mm/r ap=2.5mm 查金屬切削手冊(cè)知 Vc=7090 m/min 取 Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.22r/min 由 CA6140 說明書取 n=320r/min 故實(shí)際切削速度 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 機(jī)床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足 夠，實(shí)際取值為 Vc= 70.34m/min，n=320r/min f=0.71mm/r 半精車：查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)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 圓整得 n=660 r/min 功率 Pc=KcapVcf /60000=23050.3120/60000=1.24Kw 由于機(jī)床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功 率足夠，實(shí)際取值為 Vc=120m/min，n=660r/min f=0.3mm/r 精車：查機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)表 2-20 知： Vc=150160 m/min 取 Vc=160m/min f=0.18mm/r ap=0.55mm 則 n=1000Vc/ d =908.29r/min 圓整得 n=910 r/min 功率 Pc=KcapVcf /60000=23050.550.18160/60000=0.6Kw 由于機(jī)床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為 Vc=160m/min，n=910r/min f=0.18mm/r 加工外圓柱面 60 粗車：d=70 確定進(jìn)給量 f：查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)增訂組編 上海 科學(xué)出版社表 10-8 知 f=0.60.9mm/r 取 f=0.71 查金屬切削手冊(cè)知 Vc=7090 m/min 取 Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由 CA6140 說 明書取 n=320r/min 故實(shí)際切削速度 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 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí) 際取值為 Vc=70.34m/min，n=400r/min f=0.71mm/r 半精車：查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)P433 得知：f=0.40.5mm/r 取 f=0.45 ap=0.9mm 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc=1.6672.17m/s 取 Vc=1.8m/s 則 n=1000Vc/ d=546.8r/min 圓整得 n=550 r/min 則 Vc=n d/1000=5103.1462.9/1000 =100.7 m/min 功率 Pc=KcapVcf/60000=23050.90.45100.7/60000=1.57Kw 由于機(jī)床 說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為 Vc= 100.7m/min，n=510r/min ，f=0.45mm/r 精車：查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表 9-16 知： f=0.130.18mm/r 取 f=0.15 mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc1.67m/s 取 Vc=120 m/min 則 n=1000Vc/ d=1000120/3.1461.1=625.5 r/min 圓整得 n=630 r/min 取 ap=0.55mm 故實(shí)際切削速度：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 由于機(jī)床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為 Vc= 120.87m/min，n=630r/min f=0.15mm/r 加工外圓柱面 65 粗車： 確定進(jìn)給量 f：查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)增訂組編 上海科 學(xué)出版社表 10-8 知 f=0.60.9mm/r 取 f=0.71mm/r 查金屬切削手冊(cè)知 Vc=7090 m/min 取 Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由 CA6140 說明書取 n=320r/min 故實(shí)際切削速度 Vc=n d/1000=70.34m/min 取 ap=2.5mm 功率 Pc=KcapVcf/60000=23052.570.340.71/60000=4.8Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí) 際取值為 Vc=70.34m/min，n=320r/min， f=0.71mm/r 半精車：查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)P433 得知：f=0.40.5mm/r 取 f=0.45mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc=1.6672.17m/s 取 Vc=1.8m/s 則 n=1000Vc/ d=506.55r/min 圓整得 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 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí) 際取值為 Vc=108.7m/min，n=510r/min f=0.45mm/r 精車：查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表 9-16 知： f=0.130.18mm/r 取 f=0.18mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc1.67m/s 取 Vc=120 m/min 則 n=1000Vc/ d=578.2 r/min 圓整得 n=580 r/min 故實(shí)際切削速度： 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 由于機(jī)床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功 率足夠，實(shí)際取值為 Vc= 120.38m/min，n=580r/min f=0.18mm/r 加工外圓柱面 75 粗車： 確定進(jìn)給量 f：查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)增訂組編 上?？茖W(xué) 出版社表 10-8 知 f=0.60.9mm/r 取 f=0.71mm/r 查金屬切削手冊(cè)知 Vc=7090 m/min 取 Vc=75m/min 則 n=1000Vc/ d =298.56r/min 由 CA6140 說明書取 n=320r/min 故實(shí)際切削速度 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 由于機(jī)床 說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為 Vc= 80.384m/min，n=320r/min， f=0.71mm/r 半精車：查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)P433 得知：f=0.40.5mm/r 取 f=0.45mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc=1.6672.17m/s 取 Vc=1.8m/s 則 n=1000Vc/ d=1000108/3.1477.9=441.5r/min 圓整得 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 由于機(jī)床說明 書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際 取值為 Vc= 110m/min，n=450r/min f=0.45mm/r 精車：查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表 9-16 知： f=0.130.18mm/r 取 f=0.15mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc1.67m/s 取 Vc=120 m/min 則 n=1000Vc/ d =1000120/76.13.14=502.2 r/min 圓整得 n=500 r/min 故實(shí) 際切削速度： 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 由于機(jī)床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī) 床功率足夠，實(shí)際取值為 Vc=119.48m/min，n=500r/min f=0.15mm/r 加工內(nèi)圓柱面 80 鉆孔：查簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)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 圓整 得 n=210r/min 故實(shí)際切削速度： Vc=n d/1000=2103.1430/1000=19.8m/min 校核功率 Pc=KcapVcf /60000=23051530.6/601000=3.99Kw 由于機(jī)床說明書查得 Pc=7.5 Kw， 效率為 0.8，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為 Vc= 19.8m/min，n=210r/min， f=0.35mm/r 車孔：查簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)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 說明書取 n=200r/min 故實(shí) 際切削速度 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 據(jù)機(jī)床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率 足夠，實(shí)際取值為 Vc= 46.5m/min，n=200r/min f=0.35mm/r 鉸孔：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 根據(jù)機(jī)床說明書 查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取 值為 Vc= 138m/min，n=560r/min f=0.3mm/r 鏜孔： 查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)增訂組編表 10-13 ap=3mm； S=0.300.50mm/r 取 S=0.3mm/r 取 Vc=0.65m/s 則 n=1000Vc/d=10000.6560/d=155r/min 由 CA6140 說明書取 n=160/min 故實(shí) 際切削速度 Vc=nd/1000=1603.1480/1000=40.2m/min 根據(jù)機(jī)床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，功率 Pc=KcapVcS/60000=2305340.20.4/60000=1.85Kw 機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際取值為 Vc= 40.2m/min，n=160r/min f=0.4mm/r 加工通孔 20 鉆孔：鉆 19.8 的底孔： 查簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)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 根據(jù) X51 機(jī)床說明書得：n=945r/min 故實(shí) 際切削速度 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 由于機(jī)床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功 率足夠，實(shí)際取值為 Vc= 23.1m/min，n=409r/min， f=0.2mm/r 鉸孔： 查簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)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 圓整得：n=580 r/min 故實(shí)際切削速 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 由于機(jī) 床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為 Vc= 36.4m/min，n=580r/min ,f=0.3mm/r 加工端面 粗車：查機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)得： f=0.66mm/r Vc=108m/min n=1000Vc/d=190r/min 由 CA6140 說明書取 n=200r/min 故實(shí)際切削速度 Vc=n d/1000=110.5m/min 取 ap=2mm 校核功率： Pm=KcapfVc/60000=230520.66110.5/60000=5.6Kw 由于機(jī)床說明 書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 =0.8，機(jī)床功率 PcPm，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為 Vc=110.5m/min，n=200r/min，f=0.66mm/r. 精車：查機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)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 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 =0.8，機(jī)床功率 PcPm，所以機(jī)床功率足 夠，實(shí)際取值為 Vc=120 m/min，n=217.1r/min，f=0.41mm/r. 銑鍵槽 粗銑：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 由于機(jī)床說明書 查得 Pc=4.5 Kw，效率為 =0.8，機(jī)床功率 PcPm，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為 Vc= 89m/min，n=945r/min，縱向 Vf=105mm/r,橫向 Vf=100 mm/r 精銑： 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 由于機(jī)床說明 書查得 Pc=4.5 Kw，效率為 =0.8，機(jī)床功率 PcPm，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為 Vc=153.8m/min，n=1225r/min 縱向 Vf=125mm/r,橫向 Vf=130mm/r. 設(shè)計(jì)心得 本次的機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)讓我又重新溫習(xí)了書本上的內(nèi)容，我明 白了不論什么時(shí)候不管干什么事總是離不開書本，不管什么時(shí)候從書上我們總 可以找得到我們想要的東西。書上的東西永遠(yuǎn)是基礎(chǔ)的，而基礎(chǔ)正是向更深的 領(lǐng)域邁進(jìn)，沒有這個(gè)基礎(chǔ)我們永遠(yuǎn)都不會(huì)享受到成功的喜悅。這次的設(shè)計(jì)我基 本上是滿意的，因?yàn)檫@是我和本組同學(xué)共同完成的這次設(shè)計(jì)。在此之前我總是 莫名其妙感到茫然，不知道從何下手。或者是產(chǎn)生了干脆抄襲別人的想法，但 是這一次彭老師制定的這個(gè)計(jì)劃，每個(gè)星期都要詢問我們的進(jìn)度，這樣子我感 覺從一定程度上避免了同學(xué)不自己動(dòng)腦的壞習(xí)慣，雖然杜絕不掉，但是我相信 經(jīng)過這次的課程設(shè)計(jì)后會(huì)有更多的同學(xué)愿意自主的完成自己的作業(yè)和老師分給 他們的任務(wù)。而不再愿意抄襲別人的，至少我不會(huì)了。通過這次的課程設(shè)計(jì)使 我明白了一個(gè)良好的設(shè)計(jì)思路往往可以省掉一大半的時(shí)間，所以我感覺今后不 論設(shè)計(jì)什么，一定要在設(shè)計(jì)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會(huì)勢(shì)如破竹，會(huì)節(jié)省很大一部分的時(shí)間的。所以我建議 同學(xué)們以后一定要在這方面下工夫。還有在繪制各種零件圖或毛坯圖的時(shí)候， 一定要細(xì)心不能馬虎一點(diǎn)，因?yàn)檫@些圖都比較煩瑣，所以必須一步一步來，不 可貪圖方便。 本次的課程設(shè)計(jì)，老師要求得很嚴(yán)格，但是老師為了輔導(dǎo)我們不懂的問題不厭 其煩的把我們不懂的問題講了一遍又一遍，真的很感謝老師為我們這么的盡心 和盡責(zé)。我們一定不會(huì)辜負(fù)老師的期望，一定會(huì)努力的學(xué)好每一門知識(shí)，不能 有驕傲和自滿的情緒。更加努力的完善和充實(shí)自己，為自己的美好明天努力奮 斗。 在最后仍然要再次謝謝老師對(duì)我們辛勤的輔導(dǎo)，我們一定不會(huì)辜負(fù)您的期望， 請(qǐng)您放心。 參考文獻(xiàn) 1、 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 李 洪主編 北京出版社 2、 機(jī)械制造工藝 徐宏海主編 化學(xué)工業(yè)出版社 3、 數(shù)控加工工藝與編程 周虹編主編 人民郵電出版社 4、 機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì) 弈繼昌主編 中國(guó)人民出版社 5、 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 張耀宸主編 航空工業(yè)出版社 6、 金屬切削速查速算手冊(cè) 陳宏鈞主編 機(jī)械工業(yè)出版社 7、 機(jī)械工人切削手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 8、 機(jī)械工程師簡(jiǎn)明手冊(cè) 河南科學(xué)技術(shù)出版社 9、 機(jī)械制造基礎(chǔ) 劉建亭主編 機(jī)械工業(yè)出版社 10、 數(shù)控機(jī)床加工工藝 華茂發(fā)主編 機(jī)械工業(yè)出版社 11、 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 肖繼德、陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社 12、 數(shù)控原理與編程實(shí)訓(xùn) 周虹主編 人民郵電出版社 13、 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè) 上?？茖W(xué)出版社“增訂組編” 14、 簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè) 上?？萍汲霭嫔?此外還有: 1王紹俊.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè). 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1981 2劉文劍 曹天河.夾具工程師手冊(cè).哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987 3艾興，肖詩(shī)綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第三版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 4吳宗澤 羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）.北京: 高等教育出版社, 1999 5李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994 6趙家齊.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004