输出轴的机械加工工艺规程及夹具设计

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1、机械制造工艺学课程设计设计题目：输出轴机械加工工艺规程制定及钻孔专用夹具设计设计计算说明书设计题目：输出轴机械加工工艺规程制定及钻孔专用夹具设计学号学生姓名专业(班级)设计 题目输出轴机械加工-匚艺规程制定及钻孔专用夹具设计设 计 技 术参 数如图所示是输出轴简图。毛坯材料为45钢中批量生产，采用通用 机床进行加工。热处理方式为调质，处理后硬度要求为200-230HBW。试完成该零件的机械加工工艺设计及加工10 20孔钻床夹具设计。设计要求一、设计者必须发挥独立思考能力，禁止抄袭他人成果，不允许雷冋。积 极主动与指导教师流，每一进展阶段至少与指导教师交流二次。二、设计成果：1、夹具装配图一张，

2、A1;2、设计说明书一份；3、工艺规程卡一套，工序卡3-5张。设计说明书应包括下列内容：(1) 封面(2) 目录(3) 摘要和关键词、(4) 设计任务书(5) 机械加工工艺规程制定的详细过程主要包括：1) 零件的结构分析2) 生产类型的确定3) 毛坯的选择与毛坯简图的绘制4) 工艺路线的拟定5) 各工序的加工余量及工序尺寸的确定。6) 切削用量的计算和确定7) 时间定额的计算和确定(6) 专用夹具设计的详细过程1）明确夹具的功用，选择夹具的类型2）定位方案的选择、分析、比较和确定3）夹紧方案的选择、分析、比较和确定4）对定方案的选择、分析、比较和确定5）夹具各部分元件的选择6）夹具的精度分析7

3、）夹具的特点（7）参考文献（要包含资料的编号、作者名、书名、出版地、出版者、出版 年月）。三、定稿完成后，按照学校要求打印、装订，装袋，并和电子稿一起交给老师，并 准备答辩。工 作 量1、夹具装配图一张，A1；2、设计说明书一份；3、工艺规程卡一套，工序卡3-5张。工 作 计 划序号环节时间分配备注1设计准备工作0.52机械加工工艺规程制定1.03填写机械加工工艺卡片0.54专用夹具设计25撰写设计说明书0.56答辩0.5小计5天参 考 资 料1、金属切削加工手册；2、机床夹具设计手册；3、机械制造工艺学4、机械制造工艺学课程设计指导书指导教师签字教研室主任签字年 月 日目录序 言 1第一章零

4、件的工艺分析及生产类型的确定.错误！未定义书签。11技术要求分析11.2 零件的工艺分析 1第二章.选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 错误！未定义书签。2.1选择毛坯错误!未定义书签。2. 2毛坯尺寸的确定2第三章选择加工方法，制定加工艺路线错误！未定义书签。3.1定位基准的选择错误!未定义书签。3. 2加工方法的选择33.3 制定工艺路线 4第四章工序设计44. 1选择加工设备与工艺装备错误！未定义书签。4. 2选用夹具64. 3选用刀具64. 4选择量具64. 5确定工序尺寸6第五章确定切削用量及基本工时95. 1切削用量95.2基本时间 错误！未定义书签。第六章夹具设计错误！未定义书签

5、。6.1确定定位方式，选定定位元件156.2确定导向装置156. 3切削力和夹紧力的计算156.4确定工件夹紧方案，设计夹紧机构 156. 5确定夹具总体结构和尺寸166.6夹具使用说明16设计结论 错误！未定义书签。参考文献错误！未定义书签。输出轴加工工艺及钻床夹具设计摘 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，机械加工工艺规程制定和专用机床夹具的设计，不仅实 践性强，而且对学生的专业素质要

6、求较高。然而这些都会在文中得以体现。序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

7、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。第一章 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

8、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。第二章 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图2

9、.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粗车-半精车-精车各余量,从而可得毛

10、坯余量或查表得到。 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： r = 2 ；内圆角半径：R二3。按表5-11，外模锻斜度a二5。，内模锻斜度a二7。下 图为本零件的毛坯图毛坯图-rl2缶X技术要求 未注圆角h2、拔模斜度53、正號扯理第三章.选择加工方法，制定加工工 艺路线3.1 定位基准的选择 本零件为带孔的轴类零件，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，应选回转轴线为定位基准，即遵守“基准重合”的 原则。具体而言，即选50孔及一端面作为精基准。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

11、选外圆及一端面为粗基准。3.2 加工方法的选择1. 回转体表面面的加工：面的加工方法有很多，本零件主要是加工外圆面和端 面。 55 、 60 外圆面的加工精度采用 7 级精度可以满足要求，故可采取粗车 - 半精 车-精车的加工方式。65、75 外圆面的加工精度要采用 6 级精度才能达到要求， 故采用粗车-半精车-粗磨-精磨的加工方式。2. 孔的加工：孔的加工方式有钻、扩、镗、拉、磨等。对于内孔采取在车床上 镗孔的方式。原因是结构紧凑，重量不大，适用于车削加工。通孔10X020采用在车床上镗孔的方式，斜孔2X8在钻床床钻孔。3键槽的加工：零件上的键槽在铣床上铣。其公差等级为IT7,两侧的粗糙度为

12、 Ra3.2m，槽底面的粗糙度为Ra6.3m。可采用粗铣-精铣的加工方式。4. 两端面的加工：端面的加工在铣床上进行，其公差等级为IT7，粗糙度的 要求分别为 Ra25m, Ra,12.5m。3.3 制定工艺路线 制定工艺路线是制定工艺规程最重要的工作，也体现了工艺师工艺水平的重要方面。其原则是，在保证零件的几何形状、尺寸精度、表面质量的前提下，尽可能提 高生产率，降低成本，取得好的经济效益。1. 工艺路线的确定：基准先行原则该零件加工时应该先55端面为粗基准加工176外圆面及其端面，再以176为基准加工55端面及其外圆面。先粗后精原则 先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗加工将在较短时 间

13、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，若粗加工后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排 半精加工。先面后孔原则 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。先主后次原则 先加工主要表面，后加工次要表面。这里的主要表面是指基 准面，主要工作面。次要表面是指键槽、内孔等其他表面。次要表面和主要表面之间 往往有相互位置要求。因此，在主要表面达到一定的精度之后，再以主要表面定位加 工次要表面。2. 工艺路线安排如下：1.

14、 工序05 用三爪卡盘定位55回转体表面，粗车176外圆和粗铣176 端面。2. 工序 10 用三爪卡盘定位176 回转体表面,并且粗铣55 端面和粗车 55、 60、 65、 75 的回转体表面。3. 工序 15 用三爪卡盘定位55 回转体表面，半精车55、60、65、75、 176 的外圆。4. 工序 20 用三爪卡盘定位55 回转体表面，粗磨65、75 的外圆表面。5. 工序 25 用三爪卡盘定位55 回转体表面，粗车、半精车过度锥面。6. 工序 30以轴的回转轴线为基准，粗镗内孔50、80、104。7. 工序 35以轴的回转轴线为基准，半精镗内孔50、80、104。8. 工序40以80

15、孔的中心线为基准，钻、扩、铰孔10X20。9工序45钻斜孔2X8。10. 工序50以轴的回转轴线为基准，粗铣键槽。11. 工序55热处理：调质处理硬度为 200-230HBW。12. 工序60精车65、75 的外圆及锥面。13工序65用三爪卡盘定位55 回转体表面，精磨65、75 的外圆表面。14. 工序 70 以轴的回转轴线为基准，精铣键槽，用三爪卡盘定位55 回转体 表面，精铣176 端面；用三爪卡盘定位176 回转体表面, 精铣55 端面。15. 工序 75 去毛刺、清洗、检验。第四章 工序设计4.1 选择加工设备与工艺装备1. 选择机床 根据工序选择机床2. 选择加工设备及选择机床类型

16、。由于已经根据零件的形状、精度特点，选择了加工方式，机床的类型也随之 确定。至于机床的型号，取决于现场的设备情况。最终选择的机床，其经济精度应与 零件表面的设计要求相适应，初步选定的机床如下：(1) 工序10、15、55中进行的操作分别是粗铣176端面、铣55端面、粗铣 键槽、精铣键槽，精铣176端面，精铣55端面，用的设备是X53T立式铣床。(2) 工序45中钻、扩、铰孔10X20,工序50中钻斜孔2X8，选用Z3025 摇臂钻床。(3) 其余工序如加工端面和外圆，都可以在CA6140卧式车床进行。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

17、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4 5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

18、 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.BXH=16X25。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5相关资料，选择如下：读数值 0.02、测 量范围0150游标卡尺，读数值0.01、测量范围0150游标卡尺。读数值0.01、 测量范围50125的内径千分尺，读数值0.01、测量范围50125的外径千分尺，读 数值0.01、测量范围 50125的内径百分表。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

19、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：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R/um精车2IT106.3176粗车3IT1212.5179毛坯2181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R/um精车1.0IT61.655半精车1.5IT1

20、03.256粗车2.5IT126.357.5毛坯26060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R/um精车1.0IT61.660半精车1.5IT103.261粗车2.5IT126.362.5毛坯26565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R/um精车1.0IT61.665半精车1.5IT103.266粗车2.5IT126.367.5毛坯27075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

21、度R/um精车1.0IT61.675半精车1.5IT103.276粗车2.5IT126.377.5毛坯280104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/um精镗1.8IT73.2104粗镗3.2IT106.3103.2毛坯299 80 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R/um精镗1.5IT73.280粗镗2.5IT106.378.5毛坯276 50 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/m

22、m表面粗糙度R/um精镗1.5IT73.250粗镗2.5IT106.348.5毛坯246第五章 确定切削用量及基本工时切削用量包括背吃刀量a、进给量f和切削速度v。确定顺序是确定a、f，再 pp确定v。本说明书选取工序1粗车外圆55mm为例确定其切削用量及基本时间。5.1.切削用量本工序为粗车。已知加工材料为45钢，锻件，有外皮；机床为CA6140型卧式车 床，工件装夹在三爪自定心卡盘中。确定55mm外圆的切削用量。所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀，根据表5-112，由于CA6140机床的中心高为200mm，故选用刀杆尺寸BXH=16mmX25mm，刀 片厚度为4.5mm。根据表5-133

23、，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角Y = 12，后角a = 6、主偏角k = 90、，副偏角k = 10、刃倾角九=0、刀尖圆 00YYs弧半径y = 0.8mm 。确定背吃刀量a由于粗车双边余量为2.5mm，则a =2.25mm。pp确定进给量f根据表5-114,在粗车钢件、刀杆尺寸为16mmx 25mm、a 3mm、p工件直径为60 100mm时，f = 0.5 - 0.9mm/r。按CA6140机床的进给量选择f = 0.65mm/r。确定的进给量尚需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。根据表5-55，CA6140机床进给机构允许的进给力F = 3530N。max根据表 5-

24、123，当钢材 b = 570 670MPa、a 2.0mm、f 0.75mm / r，bPk 45， v=65m/min （预计）时，进给力 F =760N 。 rfF 的 修正系数为 k =1.0 ， k =1.0 ， k =1.17 ， 故实际进给 力 为 fY0Ff吶kYFfF = 760x 1.17N = 889.2N，由于 F F ，所选的 f = 0.65mm/r 可用。ff max选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表 5-119，车刀后刀面最大磨损量取为 1mm， 可转位车刀耐用度T = 60min o确定切削速度v根据表5-120，当用YT15硬质合金车刀加工钢材时，ap 2.0

25、mm，f 0.75mm/r 时，切削速度 v = 97m/min。切削速度的修正系数为k = 0.8，k = 0.65，k = 0.81，k = 1.0，k =k = 1.0svtvkTvTvMvkv表 2-9。则有：v 二 97 x 0.8x 0.65x 0.81m/min 二 40.9m/min切削用量包含切削速度、进给量及背吃刀量三项，确定方法是先确定背吃刀量、进给 量，最后确定切削速度。不同的加工性质，对切削加工的要求是不一样的。因此，在 选择切削用量时，考虑的侧重点也不同。粗加工时，一般优先选用尽可能大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，最后根 据刀具的耐用度情况选择合适的切削速度。精

26、加工时，一般选择小得背吃刀量和进给量，从而尽可能的提高切削速度。 粗车d 55+外圆的切削用量本工序为粗车外圆55，机床采用最常用的CA6140卧式车床。已知：加工材料：4 5钢，b二600MPa，锻件，有外皮；b工件尺寸：坯件D=60 mm,车削后D=57.5 mm,加工长度1 = 80mm；加工要求：车削后表面粗糙度R 6.3umoa根据机械加工工艺手册表 7-4选用的刀具为 YT5 牌号硬质合金车刀，选择的参数为：主偏角k = 60。，副偏角k = 10。，后角a = 6，前角丫 = 12。，刃倾角九=0。，r r o o s刀尖圆弧半径r = 1.0mm 。选择切削用量：确定背吃刀量a

27、p由于粗加工的余量为2.5mm，可以再一次走刀内完成，故a =2.5/2=1.25mm。p确定进给量 f 由于零件本次加工的加工余量小，根据机械加工工艺手册表 1.1-47 及机 械制造工艺学课程设计指导书表 5-42，取 f=0.51mm/r。选择车刀磨钝标准和耐用度根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-40，后刀面最大磨损限度取 1.1mm， 刀具的耐用度为 T=60 Min。确定切削速度 v 和工作台每分钟进给量 Vf本零件的材料为45钢，b = 600MPa，a=1.25mm，f=0.51mm/r，根据机械制造工bp艺学课程设计指导书表5-32对车削速度进行修正：根据刀具的耐用度T=

28、60min，得 修正系数 K =1.0；根据工件材料的强度，得修正系数 K =1.0；根据毛坯状态得修正Tv Mv系数K =0.8;刀具的材料为YT5，得修正系数为：K =0.65;此处为车削，得修正系数sv tvK =1.0；得修正系数为主偏角为60o得修正系数为K =0.92。KvKrV所以， K =1.0， K =1.0， K =0.8 ， K =0.65， K =1.0， K =0.92TvMvsvtvKvKrV切削速度的公式为V二C/(TmXaxvXfyv)vp根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-43，取数值：C=291， Xv=0.15， yv=0.2,m=0.2。vV二C/(

29、TmXaxvXfyv) XK XK XK XK XK XKvpTv Mv sv tv Kv KrV所以带入数据后可算得 V=67.92 m/min转速 n=1000V/ n d=1000 X 67.92/ nX60=360.32 r/min根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-44,取CA1640机床的主轴转速选择320r/min，则实际切削速度为V二 ndn/1000二 nX 60X320/1000=60.32 m/min检验机床功率根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm的计 算公式如下：F=CFzX a xFzX fyFzX VnFzX K (N)zpFz

30、Pm= FzV/60X1000 (KW)式中， CFz=2650,x =1.0, y =0.75， n ,=-0.15， K = K XK XK XK ，FzFzFzFz TFz MFz KrFz r.Fz根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-32 得：与刀具耐用度有关的修正系数K = 1.0；与工件材料有关的系数K =1.0；与主偏角有关的修正系数K=0.94；TFzMFzKrFz与前角有关的修正系数K=1.10o因此总的修正系数为r.FzK = K XK XK XK =1.034Fz TFz MFz KrFz r.Fz所以,切削力为F =2650X1.251.0X0.510.75X60.

31、32-0.15X1.034=1118.5 Nz切削功率为=1.124 KW根据机械加工工艺手册，查得CA1640卧式车床主动机功率P =7.5 KW，因为EPmVP ,故上述切削用量可用。最后确定的切削用量为：Ea =1.25mm ；pf=0.51mm/rV=60.32 m/min ( n=320 r/min )半精车(55+0.028-0.003外圆的切削用量本工序为半精车外圆55，原来的直径为57.5 mm,车削后D=56 mm机床采用最常 用的 CA6140 卧式车床。根据机械加工工艺手册表 7-4选用的刀具为 YT15 牌号硬质合金车刀，选择的参数为：主偏角Kr=45o，副偏角K, r

32、=10o,前角Y。二10。，刃倾角入s=-5。，后角a。二6。，车 刀刀尖圆弧半径 r =0.6mm。选择切削用量：确定背吃刀量ap由于粗加工的余量为 1.5mm, 可以再一次走刀内完成，故 a=1.5/2=0.75mm。p确定进给量 f 由于零件本次加工的加工余量小，根据机械加工工艺手册表 1.1-47 及机 械制造工艺学课程设计指导书表 5-42，取 f=0.30mm/r。选择车刀磨钝标准和耐用度根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-40，后刀面最大磨损限度取 0.8mm, 刀具的耐用度为 T=60 Min。确定切削速度 v 和工作台每分钟进给量 Vf本零件的材料为45钢，b = 600

33、MPa， a =0.75mm， f=0.30mm/r，根据机械制造工 bp艺学课程设计指导书表 5-32 对车削速度进行修正：根据刀具的耐用度 T=60min, 得 修正系数 K =1.0；根据工件材料的强度，得修正系数 K =1.0；根据毛坯状态得修正 Tv Mv系数K =1.0；刀具的材料为YT15，得修正系数为：K=1.0；此处为车削，得修正系数 svtvK =1.0；得修正系数为主偏角为 45o 得修正系数为 K =1.0。KvKrV所以， K =1.0， K =1.0， K =1.0 ， K =1.0， K =1.0， K =1.0TvMvsvtvKvKrV切削速度的公式为V=C/(

34、TmXaxvXfyv)vp 根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-43，取数值：C=291， xv=0.15， yv=0.2,m=0.2。vV二C/(TmXaxvXfyv) XK XK XK XK XK XKvpTv Mv sv tv Kv KrV所以带入数据后可算得 V=170.43 m/min转速 n=1000V/ n d=1000 X 170.43/ nX 57.5=943.47 r/min根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-44,取 CA1640 机床的主轴转速选择 710r/min，则实际切削速度为V二 ndn/1000二 nX 57.5X710/1000=128.26 m/m

35、in检验机床功率根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm的计 算公式如下：F=CFzX a xFzX fyFzX VnFzX K (N)zpFzPm= FzV/60X1000 (KW)式中， CFz=2650,x =1.0, y =0.75， n ,=-0.15， K = K XK XK XK ，FzFzFzFz TFz MFz KrFz r.Fz根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-32 得：与刀具耐用度有关的修正系数 K = 1.0；与工件材料有关的系数K =1.0；与主偏角有关的修正系数K =1.0；TFzMFzKrFz与前角有关的修正系数K=1.04。

36、因此总的修正系数为r.FzK = K XK XK XK =1.04Fz TFz MFz KrFz r.Fz所以,切削力为F =2650X0.751.0X0.300.75X128.26-0.15X1.04=291.88 Nz切削功率为=0.624 KW根据机械加工工艺手册，查得CA1640卧式车床主动机功率P =7.5 KW，因为EPmVP ,故上述切削用量可用。最后确定的切削用量为：Ea=0.75mm；pf=0.30mm/rV=128.26 m/min (n=710 r/min)精车d 55+0. 0280.003外圆的切削用量本工序为半精车外圆55，原来的直径为56 mm,车削后D=55 m

37、m,机床采用最常 用的CA6140卧式车床。根据机械加工工艺手册表 7-4选用的刀具为YT30牌号硬质合金车刀，选择的参数为：主偏角Kr=30o,副偏角K, r=5。,前角Y。=10。，刃倾角入s=0。，后角a。二6。，车刀 刀尖圆弧半径 r =0.4mm。选择切削用量：确定背吃刀量ap由于粗加工的余量为 1.0mm, 故 a=1.0/2=0.5mm。p确定进给量 f 由于零件本次加工的加工余量小，根据机械加工工艺手册表 1.1-47 及机 械制造工艺学课程设计指导书表 5-42，取 f=0.08 mm/r。选择车刀磨钝标准和耐用度 根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-40，后刀面最大磨损

38、限度取 0.5mm, 刀具的耐用度为 T=60 Min。确定切削速度v和工作台每分钟进给量Vf本零件的材料为45钢，b = 600MPa， a =0.50mm， f=0.08mm/r，根据机械制造工 bp艺学课程设计指导书表5-32对车削速度进行修正：根据刀具的耐用度T=60min，得 修正系数 K =1.0；根据工件材料的强度，得修正系数 K =1.0；根据毛坯状态得修正 TvMv系数K =1.0；刀具的材料为YT30，得修正系数为：K=1.4；此处为车削，得修正系数svtvK =1.0；得修正系数为主偏角为30o得修正系数为K =1.13。KvKrV所以， K =1.0， K =1.0，

39、K =1.0 ， K=1.4， K =1.0， K =1.13TvMvsvtvKvKrV切削速度的公式为V二C/(TmXaXvXfyv)vp根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-43，取数值：C=291， Xv=0.15， yv=0.2,m=0.2。vV二C/(TmXaXvXfyv) XK XK XK XK XK XKvpTv Mv sv tv Kv KrV所以带入数据后可算得 V=560.66 m/min转速 n=1000V/ n d=1000 X 560.66/ nX 56=3186.85 r/min根据机械制造工艺学课程设计指导书表5-44,取CA1640机床的主轴转速选择1400 r

40、/min，则实际切削速度为V二 ndn/1000二 nX 56X1400/1000=246.3 m/min检验机床功率根据机械制造工艺学课程设计指导书表 5-45,查得切削力 Fz 和切削功率 Pm 的计 算公式如下：F 二CFz X a xFz X fyFz X VnFz X K (N)zpFzPm= FzV/60X 1000 (KW)式中，Cfz=2650,x =1.0, y =0.75, n ,=0.15, K = K XK XK XK ,FzFzFzFzTFzMFz KrFz r.Fz根据机械制造工艺学课程设计指导书表 532 得：与刀具耐用度有关的修正系数K = 1.0；与工件材料有

41、关的系数K =1.0；与主偏角有关的修正系数K =1.13；TFzMFzKrFz与前角有关的修正系数 K=1.08。因此总的修正系数为r.FzK = K XK XK XK =1.2204FzTFz MFz KrFzr.Fz所以, 切削力为F =2650X0.51.0X0.080.75X246.30.15X1.2204=106.2 Nz切削功率为=0.0.436 KW根据机械加工工艺手册，查得CA1640卧式车床主动机功率P =7.5 KW，因为EPmVP ,故上述切削用量可用。最后确定的切削用量为：Ea=0.5mm；pf=0.08mm/rV=246.3 m/min (n=1400 r/min)

42、粗车d 60+0. 065 -0.045外圆的切削用量按CA6140机床的转速选择n二185r/min二3.08r/s ,则实际切削速度v = 37.2m/m i n最后确定切削用量为：a = 1.25mm ， f = 0.65mm / r ， n =185r /min， v = 37.2m/min 。p5.2.基本时间确定粗车外圆0 55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：a式中：l = 83.4mm , l =p + (2 3) = 2mm , l = 0 , f = 0.65mm/r , n = 3.08r

43、/min ,1 tan k2Y则Tj =834 * 2 s = 43s0.65 x 3.08其余工步切削用量及基本工时计算从略第六章 夹具设计本夹具是第11道工序钻28通孔的专用夹具。刀具为直柄麻花钻8-L GB/T 6135.31996。在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要 求较低。因此，本设计的重点应在卡紧的方便性与快速性以及实现钻孔的分度上。下 面是夹具设计过程：6.1 确定定位方式，选择定位元件工件以大端面和2个18孔定位基准，如图3.1,属一面两孔定位。采用平面与 两定位销组合定位方案，其中平面限制3个自由度，定位销一个为圆柱销，限制2个 自由度，一

44、个为菱形销，限制 1 个自由度，共限制 6 个自由度属完全定位。两定位销设计：(1)取两销中心距为 140mm;取圆柱销直径为qri8 g 6 / 18一0.006mm一 0 .017(3)按机械制造工艺学1表 6-1选取菱形销宽度：b=4mm；(4)按 h6 菱形销确定菱形销的直径公差6.2 确定导向装置最后得到d 182一0.011mm本工序为在斜面上钻孔，采用特殊钻套，如下图。因生产批量较大，钻套结构宜 设计成可换的。排屑间隙h=0.7Xd二0.7X8二5.6mm，取d=6mm。钻套导引高度 H=1.25X (h+L)=1.5X (6+24)=45mm。6.3 切削力和夹紧力的计算本工序

45、加工是钻削可估算其夹紧力，其为螺旋夹紧机构。实际效果可以保证1根据公式：M = W r、tan甲 + r tan(a+q、) 一Q K1 Z2 耳06.4 确定工件夹紧方案，设计夹紧机构在机械加工过程中，工件会受到切削力、摩擦力等外力的作用，为了保证在这些 外力的作用下，工件仍能在夹具中保持定位的正确位置，而不致发生位移或产生振动，一般在夹具结构中都必须设置一定的夹紧装置，把工件压紧夹牢在定位元件上。本设 计采用螺栓将零件固定在夹具体的卡槽来压紧。夹紧力计算：螺旋夹紧力的计算，根据：机械制造工艺学2 的公式：式中，F 作用在扳手上的力（N）；xL作用力的力臂（mm）；d 螺纹中径（ mm ）；

46、a螺纹升角（）;和螺纹副的当量摩擦角（）;性螺杆（或螺母）端部与工件（或压板）之间的当量摩擦角（）；r，螺杆（或螺母）端部与工件（或压板）之间的当量摩擦半径（mm） 根据机床夹具设计手册12表1-2-8，表1-2-9,表1-2-10查得0=9050, a = 2029, y = 12.24mm，又d = 14.701 mm , 二 5.75o，取 F = 40N , L = 140mm。0 2 xF Ldx-l tan( a + ) + y tan 21240 x 14014 .7012x tan( 2 0 29 + 9。50 ) + 12 .24 x tan 5 .75 0= 2185 .

47、93 N由机床夹具设计手册12表 1-2-12 知 M12 螺栓的许用夹紧力为 10300N，2576.5N小于该值，夹紧力满足要求。6.5. 确定夹具总体结构和尺寸一细B L10衬套 5.双头螺柱 6.钻套 7.螺钉 8. 螺钉9.定位销 10.螺旋加紧组件6.6. 夹具使用说明安装工件时，抬起钻模板，松开加紧机构上的螺母 35，旋转转动压板 30，把工 件装在定位板上，再旋转两块压板，拧紧螺母，通过两块压板将零件加紧，放下钻模 板，首次装夹时要调节支撑钉 8或12，使钻套中心线垂直夹具体底面，再转动菱形螺 母 11 将钻模板固定。当一个孔加工加工完毕时，松开螺母 35，拉出手柄1 使定位销

48、与衬套 13分开， 转动定位板180 度，放开手柄，拧紧螺母 35夹紧。设计结论此次课程设计确定了填料箱盖从铸件毛坯到成品在大量成批生产时的工艺过程， 同时也设计了其中一道钻孔工序的夹具。作为本学期的第一次课程设计，需要我们综合前阶段所学习的机械制图、金属工 艺学、金属材料、机械设计基础、互换性与测量技术、机械制造工艺学等多门课程的 知识，同时还要运用数学、力学等基础学科知识以及设计手册上的标准。所以此次课 程设计是我们本科阶段学习的知识的巩固，也是一个总结。参考文献1 王栋机械制造工艺学课程设计指导书M.机械工业出版社，20102 陈宏钧机械加工工艺手册M.机械工业出版社，20033 王先逵机械制造工艺学M.机械工业出版社，20064 徐学林互换性与测量技术基础M.湖南大学出版社，20055 崇凯机械制造技术基础课程设计指南M.化学工业出版社，20076 胡农车工技师手册M.机械工业出版社，20047 王光斗机床夹具设计手册M上海科学技术出版社，20008 曾庆福机械制造工艺学M.清华大学出版社，19899 赵如福金属机械加工工艺人员手册M上海科学技术出版社，200010 王启平. 机床夹具设计 M. 哈尔滨工业大学出版社， 199611 陈宏钧车工实用技术M.机械工业出版社，200412 艾兴切削用量简明手册M.机械工业出版社，2004