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四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 第一章 前言 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予原諒。 1.1、零件的作用 題目所給定的零件是動力輸出裝置中的主要零件：動力輸出軸。主要作用是傳遞扭矩，使動力能夠傳出。80孔與動力源（電動機主軸等）配合起定心作用。用10-20銷將動力傳至該軸，在由55處通過鍵165將動力輸出，A、B是兩端支承軸頸。 零件如圖： 1.2劃分階段： ⑴．粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11~IT12。粗糙度為Ra80~100μm。 ⑵．半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9~IT10。表面粗糙度為Ra10~1.25μm。 ⑶．精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6~IT7，表面粗糙度為 Ra10~1.25μm。 ⑷．光整加工階段 對某些要求特別高的需進行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為IT5~IT6,表面粗糙度為Ra1.25~0.32μm。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 1.3、零件的工藝分析 本零件加工時可分為3部分，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： 1.車端面以及外圓 這一組加工表面包括：外圓55、60、65、75及倒角、前后端面、階梯孔50、80、104及倒角.其中外圓60與75為兩端支承軸頸，分別為A、B面。A與B面有圓跳動公差為0.04。 2.鉆孔 這一組加工表面包括：鉆10-20、鉆斜孔2-8、銑鍵槽165。 3.磨外圓 磨60、65、75以及階梯孔80。 由以上分析可知，對于這三組加工平面而言，可以先加工一組表面，然后借助于專用夾具加工另外兩組表面，并且保證他們之間的位置精度要求。 35 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1、確定毛坯的制造形式 1.零件材料為45鋼?？紤]到在運行中要正、反轉(zhuǎn)以及加速，零件則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊載荷，因此該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件為大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓不大。故可采用模鍛成型。采用在自由鍛設(shè)備上用自由鍛方法制坯，然后在胎膜中成型。這從提高生產(chǎn)效率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。 2.基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。其基面選擇是否正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 1.粗基準的選擇。對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的?，F(xiàn)選取外圓75為粗基準。利用自動定心的窄口卡爪，夾在75外圓柱面上，用以消除、x方向、y方向自由度。 2.精基準的選擇。主要考慮基準重合的問題。當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。 毛坯如圖： 2.2、制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。 工藝路線方案 1.模鍛毛坯 2.粗車兩端面及其他各部 3.鉆2-B/15中心孔 4.粗車、半精車外圓55、60、65、75 5.半精車前后端面 6.倒角145° 7.車階梯孔50、80、104，半精車80孔 8.倒角145° 9.調(diào)質(zhì)處理 10.研磨中心孔 11.半精磨外圓55、60、65、75 12.鉆、粗鉸10-20孔 13. 鉆2-8孔 14.倒角145° 15.銑鍵165 16.去毛刺，修整 17.檢驗、入庫 2.3、加工方法的選擇 本零件的加工有端面、槽、外圓、內(nèi)孔及小孔等，材料為HBS200。參考《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》上的有關(guān)數(shù)據(jù)，其加工方法選擇如下： (1) 55mm的外端面：參考《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》根據(jù)GB1800—79規(guī)定其公差等級為IT9，表面粗糙度為Ra2.5 ，需要進行粗車、半精車表面。 （2）104mm的外端面：參考《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》根據(jù)GB1800—79規(guī)定其公差等級為IT9，表面粗糙度為Ra3.2 ，需要進行粗車、半精車表面。 （3）55、60、65、75mm的外圓：公差等級為IT7。表面粗糙度為Ra1.25，需要進行粗車、半精車、磨。 （4）階梯孔50、80、104：其中50、104粗糙度要求為12.5，公差等級為IT11，只需進行粗車。80公差等級為IT9，表面粗糙度要求為Ra3.2，須進行粗車、半精車。 （5）孔10-20：其公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra3.2，須進行鉆、粗鉸。 （6）鍵槽165：槽寬的公差等級為IT9，表面粗糙度要求為Ra6.3，須進行粗銑。槽深的公差等級為IT8，表面粗糙度要求Ra3.2，須進行粗銑、半精銑。 （7）孔2- 8 ：公差等級為IT11，表面粗糙度要求為Ra12.5.直接鉆即可達到要求。 2.4、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 輸出軸零件材料為45鋼，硬度200HBS，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用在自由鍛設(shè)備上用自由鍛方法制坯，然后在胎膜中成型。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 查《機械加工工藝手冊》表2.3-39、2.3-42、2.3-48、2.3-43 1.前端面 毛坯尺寸257mm 磨削 252 2Z=0.5mm 半精車 252.5 2Z=1.1mm 粗車 253.6 2Z=3.4mm 2.后端面 毛坯尺寸252mm 磨削 252 2Z=0.5mm 半精車 252.5 2Z=1.1mm 粗車 253.6 2Z=3.4mm 3.外圓55 毛坯尺寸80mm 磨削 55 2Z=0.4mm 半精車 55.4 2Z=1.1mm 粗車 56.5 2Z=23.5mm 4.外圓60 毛坯尺寸80mm 磨削 60 2Z=0.4mm 半精車 60.4 2Z=1.1mm 粗車 61.5 2Z=18.5mm 5.外圓65 毛坯尺寸80mm 磨削 65 2Z=0.4mm 半精車 65.4 2Z=1.1mm 粗車 66.5 2Z=13.5mm 6.外圓75 毛坯尺寸80mm 磨削 75 2Z=0.4mm 半精車 75.4 2Z=1.1mm 粗車 76.5 2Z=3.5mm 7.階梯孔50 此孔粗糙度要求為12.5，只要求粗加工，此時余量為2Z=50mm。 8. 階梯孔80 半精車 80 2Z=1.1mm 粗車 81.1 2Z=31.1mm 9.階梯孔104 此孔粗糙度要求為12.5，只要求粗加工，此時余量為2Z=24mm。 10.鉆孔2-8 此孔粗糙度要求為12.5，只要求粗加工，此時余量為2Z=8mm。 11.鉆孔10-20 粗鉸 20 2Z=0.2mm 鉆 20.2 2Z=20.2mm 12.銑鍵165 精銑 5 2Z=0.8mm 粗銑 4.2 2Z=4.2mm 13粗車其他各部，包括10-20孔上端部、30°圓錐面、與外圓75垂直面。 10-20孔上端部 2Z=5mm 30°圓錐面 2Z=5mm 與外圓75垂直面 2Z=5mm 2.5、確定切削用量及基本工時 1.粗車端面 ①加工條件 工件材料：45鋼調(diào)質(zhì)，=0.6GPa，模鍛 加工要求粗車兩端面 機床：《查機械設(shè)計加工工藝手冊》C620-1臥式車床。 刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸1625mm，Kr=90°，r=15°，a=12°，r=0.5mm。 ②計算切削用量 ㈠粗車前端面從257mm至253.6mm，已知毛坯長度方向的加工余量為3.4，單邊余量為1.7，故可一次走刀切除，每次a=1.7 ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4當?shù)稐U尺寸為1625mm，a3mm以及工件直徑為55時 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =144.9（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===576.8 按機床選取n=630（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=158m/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l，l=2mm，l=4mm，l=0mm，i=2 t===0.039min 2.粗車右端面 ㈠切削深度 粗車后端面從253.6mm至247.5mm，已知毛坯長度方向的加工余量為3.4，單邊余量為1.7，故可一次走刀切除，每次a=1.7. ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4當?shù)稐U尺寸為1625mm，a3mm以及工件直徑為55時 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =144.9（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===576.8 按機床選取n=630（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=158m/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l，l=2mm，l=4mm，l=0mm，i=2 t===0.082min 3.鉆中心孔2-B6/15 ㈠加工條件 機床 Z35A搖臂鉆床，刀具B型中心鉆查《機械加工工藝手冊》表4.3-2 ㈡切削深度 單邊余量為z=3，故可一次走刀切除，a=3 ㈢進給量f f=0.075mm/r 查《機械加工工藝實用手冊》表15-39 ㈣切削速度 V=18m/min ㈤確定主軸轉(zhuǎn)速 n===955r/min 按機床選取n=1000（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=9.8m/min ㈥切削工時，按表2.5-3 t= L=10，l=取 l=ctg60°+2=5 l=0mm，l=0mm，i=2 t===0.406min 4.粗車外圓55 ㈠切削深度 粗車外圓從80至56.5單邊余量為z=11.75，故需兩次走刀切除，第一次a=6，第二次a=5.75 ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4 f=0.50.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =183（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===728.5 按機床選取n=800（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=200m/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l t===0.108min ㈥檢驗機床功率 主切削力按《機械加工工藝手冊第一卷》表8.4-10 F=Cafvk 其中C=2795，=1，=0.75，=-0.15 K=（）=（）=0.81 K=0.89 F=2795=919 N 切削時消耗的功率P為 P===2.42KW 由《機械加工工藝手冊》C620-1主軸電動機功率為7.8KW。當主軸轉(zhuǎn)速為630r/min時，主軸傳遞的最大功率為5.5KW，所以機床功率足夠，可正常加工。 ㈦檢驗機床進給系統(tǒng)強度 已知主軸切削力F=919 N，徑向切削力F F= Cafvk 其中C=1950，x =0.90，y=0.6，n=0.3 K=（）=（）=0.678 K=0.5 F=1950=158 N 而軸向切削力： F= Cafvk 其中C=2880，x=1.0，y=0.5，n=-0.4 K=（）=（）=0.75 K=1.17 軸向切削力 =2880=412 N 取機床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1，則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為 F= F+（F+F）=412+0.1（919+158）=519.7 N 而機床縱向進給機構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N，故機床進給系統(tǒng)可正常工作。 5.粗車外圓60 ㈠切削深度 粗車外圓從80至61.5單邊余量為z=9.25mm，故需兩次走刀切除，第一次a=5mm，第二次a=4.25mm ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =160.9（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===640.5(r/min) 按機床選取n=630（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=158m/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l t==2=0.044min 6.粗車外圓65 ㈠切削深度 粗車外圓從80至66.5單邊余量為z=6.25mm，故需兩次走刀切除，第一次a=3.25mm，第二次a=3mm ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =166（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===662 按機床選取n=630（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=158m/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l t===0.049min 7. 粗車外圓75 ㈠切削深度 粗車外圓從80至76.5單邊余量為z=1.75mm，故可一次走刀切除 a=1.75mm ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =137（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===547(r/min) 按機床選取n=630（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=158m/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l t===0.121min ㈥檢驗機床功率 主切削力按《機械加工工藝手冊第一卷》表8.4-10 F=Cafvk 其中C=2795，=1，=0.75，=-0.15 K=（）=（）=0.963 K=0.89 F=2795=1093 N 切削時消耗的功率P為 P===2.8KW 由《機械加工工藝手冊》C620-1主軸電動機功率為7.8KW。當主軸轉(zhuǎn)速為630r/min時，主軸傳遞的最大功率為5.5KW，所以機床功率足夠，可正常加工。 ㈦檢驗機床進給系統(tǒng)強度 已知主軸切削力F=1067 N，徑向切削力F F= Cafvk 其中C=1950，x =0.90，y=0.6，n=0.3 K=（）=（）=0.936 K=0.5 F=1950=251 N 而軸向切削力： F= Cafvk 其中C=2880，x=1.0，y=0.5，n=-0.4 K=（）=（）=0.952 K=1.17 軸向切削力 =2880=523 N 取機床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1，則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為 F= F+（F+F）=523+0.1（1093+251）=657.4 而機床縱向進給機構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N，故機床進給系統(tǒng)可正常工作。 8.半精車外圓55 ㈠切削深度 半精車外圓從56.5至55.4單邊余量為z=0.55mm，可一次走刀切除 a=0.55mm ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =115.5（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===651 按機床選取n=630（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=111.7m/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l t===0.068min ㈥檢驗機床功率 主切削力按《機械加工工藝手冊第一卷》表8.4-10 F=Cafvk 其中C=2795，=1，=0.75，=-0.15 K=（）=（）=0.963 K=0.89 F=2795=349 N 切削時消耗的功率P為 P===0.7KW 由《機械加工工藝手冊》C620-1主軸電動機功率為7.8KW。當主軸轉(zhuǎn)速為630r/min時，主軸傳遞的最大功率為5.5KW，所以機床功率足夠，可正常加工。 ㈦檢驗機床進給系統(tǒng)強度 已知主軸切削力F=349 N，徑向切削力F F= Cafvk 其中C=1950，x =0.90，y=0.6，n=0.3 K=（）=（）=0.936 K=0.5 F=1950=80 N 而軸向切削力： F= Cafvk 其中C=2880，x=1.0，y=0.5，n=-0.4 K=（）=（）=0.952 K=0.923 軸向切削力： =2880=178 N 取機床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1，則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為 F= F+（F+F）=178+0.1（80+349）=221 N 而機床縱向進給機構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N，故機床進給系統(tǒng)可正常工作 9.半精車外圓60 ㈠切削深度 半精車外圓從61.5至60.4單邊余量為z=0.55mm，可一次走刀切除 a=0.55mm ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =115.5（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===598(r/min) 按機床選取n=630（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=122m/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l t===0.022min 10.半精車外圓65 ㈠切削深度 半精車外圓從66.5至65.4單邊余量為z=0.55mm，可一次走刀切除 a=0.55mm ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =115.5（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===551(r/min) 按機床選取n=630（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=132m/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l t===0.098min 11.半精車外圓75 ㈠切削深度 半精車外圓從76.5至75.4單邊余量為z=0.55mm，可一次走刀切除 a=0.55mm ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =115.5（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===551(r/min) 按機床選取n=630（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=132m/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l t===0.304min ㈥檢驗機床功率 主切削力按《機械加工工藝手冊第一卷》表8.4-10 F=Cafvk 其中C=2795，=1，=0.75，=-0.15 K=（）=（）=0.963 K=0.89 F=2795=349 N 切削時消耗的功率P為 P===0.7KW 由《機械加工工藝手冊》C620-1主軸電動機功率為7.8KW。當主軸轉(zhuǎn)速為630r/min時，主軸傳遞的最大功率為5.5KW，所以機床功率足夠，可正常加工。 ㈦檢驗機床進給系統(tǒng)強度 已知主軸切削力F=349 N，徑向切削力F F= Cafvk 其中C=1950，x =0.90，y=0.6，n=0.3 K=（）=（）=0.936 K=0.5 F=1950=80 N 而軸向切削力： F= Cafvk 其中C=2880，x=1.0，y=0.5，n=-0.4 K=（）=（）=0.952 K=0.923 軸向切削力： =2880=178 N 取機床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1，則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為 F= F+（F+F）=178+0.1（80+349）=221 N 而機床縱向進給機構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N，故機床進給系統(tǒng)可正常工作。 12.半精車前端面 ㈠切削深度 半精車前端面從253.6至252.5單邊余量為z=0.55mm，可一次走刀切除 a=0.55mm ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =115.5（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===651(r/min) 按機床選取n=630（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=111.7m/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l t===0.054min 13.半精車后端面 ㈠切削深度 半精車后端面從248.6至247.5單邊余量為z=0.55mm，可一次走刀切除 a=0.55mm ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4 f=0.5~0.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =115.5（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===651(r/min) 按機床選取n=630（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=111.7m/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l t===0.054min 14.車階梯孔50 ㈠切削深度 單邊余量為z=25mm，可分五次走刀切除第一次a=5mm，以后每次都是5mm ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4 f=0.50.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =161（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===566(r/min) 按機床選取n=630（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=179m/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l t===0.263min 15.車階梯孔80 ㈠切削深度 車階梯孔80從50至81.1單邊余量為z=15.55mm，可分三次走刀切除第一次a=5.55mm，以后每次都是5mm ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4 f=0.50.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =163（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===575(r/min) 按機床選取n=630（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=179m/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l t===0.438min 16. 車階梯孔104 ㈠切削深度 車階梯孔104從81.1至104單邊余量為z=12.05mm，可分兩次走刀切除第一次a=6mm，第二次a=6.05mm ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4 f=0.50.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =165.5（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===586(r/min) 按機床選取n=630（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=178m/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l t===0.228min 17.半精車80 ㈠切削深度 半精車車階梯孔80從81.1至80單邊余量為z=0.55mm，可一次走刀切除a=0.55mm ㈡進給量f，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-4 f=0.50.7mm/r取f=0.5mm/r ㈢計算切削速度，按《機械加工工藝手冊》表8.4-8，切削速度的計算公式（壽命選T=60min） V=（m/min） 其中 C=242，X=0.15，y=0.35，m=0.2修正系數(shù)K即： K=1.44，K=0.8，K=1.04，K=0.81，K=0.97 V= =115.5（m/min） ㈣確定主軸轉(zhuǎn)速 n===406(r/min) 按機床選取n=500（m/min）（查表3.1-18）《機床加工工藝手冊》。 實際切削速度為 V=142/min ㈤切削工時，按表2.5-3 t= L=+l+ l+ l t===0.144min 18.半精磨55由55.4至55 ㈠選擇砂輪 由《機械加工工藝手冊》4.8中磨料的選擇各表選取: A46GV69 350 其含義為：砂輪磨料為棕剛玉，粒度為46號，硬度為中軟1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織手型砂輪其尺寸為350（DBd） ㈡切削用量的選擇 砂輪速度： n=1500r/min，V=30m/s 軸向進給量：f=0.2B=8mm（雙線程）《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表15-67 徑向進給量： f=0.02（雙線程） 工件速度 v=100 V==0.3（m/s） N===1.737r/m ㈢切削工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-11 k=1.1 表2.5-12 t===63.32（s） 19半精磨60從60.4至60 ㈠切削用量的選擇 砂輪速度： n=1500r/min，V=30m/s 軸向進給量：f=0.2B=8mm（雙線程）《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表15-67 徑向進給量： f=0.02（雙線程） 工件速度 v=100 V==0.3（m/s） N===1.592r/m ㈢切削工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-11 k=1.1 表2.5-12 t===23.32（s） 20.半精磨65從65.4至65 ㈠切削用量的選擇 砂輪速度： n=1500r/min，V=30m/s 軸向進給量：f=0.2B=8mm（雙線程）《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表15-67 徑向進給量： f=0.02（雙線程） 工件速度 v=100 V==0.3（m/s） N===1.47r/m ㈢切削工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-11 k=1.1 表2.5-12 t===25.26（s） 21. 半精磨75從75.4至75 ㈠切削用量的選擇 砂輪速度： n=1500r/min，V=30m/s 軸向進給量：f=0.2B=8mm（雙線程）《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表15-67 徑向進給量： f=0.02（雙線程） 工件速度 v=100 V==0.3（m/s） N===1.273r/m ㈢切削工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-11 k=1.1 表2.5-12 t===96.23（s） 22.鉆10-20 ㈠選擇機床 按《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表15-39選取Z35A搖臂鉆床. ㈡切削用量 進給量 f=0.4mm/r 切削速度 v=18m/min ㈢主軸轉(zhuǎn)速 n===286.6r/min 按機床選取n=300r/min。 實際切削速度m/min。 ㈣切削工時 t= l=30,l=，l=2 t=有10個孔t=3.38min 23.鉆2-8 ㈠切削用量 進給量 f=0.15mm/r 切削速度 v=18m/min ㈡主軸轉(zhuǎn)速 n===716.56r/min 按機床選取n=800r/min。 實際切削速度m/min。 ㈢切削工時 t= l=30,l=，l=2 t=min 24.銑鍵槽 ㈠ 根據(jù)《機械加工工藝手冊》第一卷表3.1-74選取X63W機床。據(jù)表9.2-4選用直柄鍵槽銑刀：d=16,d=16,l=28,L=75 ㈡切削深度 單邊余量a=8,可兩次切除。每次a=8。 ㈢確定每齒進給量 據(jù)表《機械加工工藝手冊》2.4-78選擇=0.03 ㈣確定銑刀的磨鈍耐久度 現(xiàn)將銑刀后刀面最大磨損限度取為1.0mm，耐用度為T=5.4s。《機械加工工藝手冊》表2.4-71，2.4-72。 據(jù)表2.4-87 V=107.4m/min p=0.7 采用Y15銑刀 d=12，步數(shù)z=4 ㈤主軸轉(zhuǎn)速 N=r/min 按機床選取N= 1500r/min 故m/min ㈥切削工時 當轉(zhuǎn)速為1500r/min工作臺每分鐘進給量應(yīng)該為： =，=0.03=20mm/min 據(jù)表2.5-10切削工時t = 其中l(wèi)=55，d=16，i=2 t==0.975min 第三章 夾具設(shè)計 3.1夾具的作用及設(shè)計條件 機械制造業(yè)中廣泛采用的能迅速把工件固定在準確位置上或同時能夠確定加工工具位置的一種輔助裝置，這種裝備統(tǒng)稱為夾具。在金屬切削機床上采用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。夾具在機械加工中起著重要的作用，它直接影響機械加工的質(zhì)量、工人勞動強度、生產(chǎn)率和成本。 一、夾具在現(xiàn)代機械加工中應(yīng)用得相當廣泛，它能夠起到下列作用： （1） 保證穩(wěn)定可靠地達到各項加工精度要求 （2） 縮短加工工時，提高勞動生產(chǎn)率 （3） 降低生產(chǎn)成本 （4） 減輕工人勞動強度 （5） 可由較低技術(shù)等級的工人進行操作 （6） 能夠擴大機床工藝范圍 二、 機床夾具作用實現(xiàn)必須滿足三個條件： ①．夾具在機床上的準確裝夾； ②. 工件在夾具中占有正確的加工位置； ③. 刀具相對于工件有準確的位置。 3.2夾具設(shè)計計算 3.2.1、確定工件定位方式、分析定位誤差。 1.定位基準的選擇 在這里選擇“一面雙銷”的定位方式，底面放在分度盤上，定位孔選擇10-20孔的其中2個，2孔互為180°。 2.定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為2個階型定位銷，該定位銷的尺寸與公差為：20，16。 兩定位銷中心矩：40 兩定位銷中心距公差： 取： 求：取銷1與孔1的配合為，則孔1的尺寸及公差為，而得銷1的尺寸公差為。 求d:=12-0.006=11.994 求 求c：c==0.141+0.036-0.006=0.171 查表2.1（P29）得b=3 求：=cb/D=0171×3/12=0.04275≈0.043 d2:d2=D-=12-0.043=11.957 (即) 取T(d)=0.011(IT6),則 =12-0.054=11.946 ∴，T(d)=0.011(IT6) 由于本到工序加工2-8孔并無任何形狀精度要求，故能滿足要求。 3.2.2、確定刀具導(dǎo)引方式和導(dǎo)引元件 本工序的夾具要用到鉆模支架，采用上面單導(dǎo)向，鉆桿與機床浮動連接主要使用于鉆孔長度通孔或同軸度孔，保證較高的中心距或者同軸度要求。保證幾個孔同時加工時不互相干涉。鉆套用T10A做成，熱處理T10A HRC 5864,滲碳深度0.8 1.2 。 鉆孔時鉆套的標記示例： 8；H=28的A型固定鉆套： 鉆套A GB 2262-80 鉆套見下圖： 3.2.3、確定工件夾緊方式，選擇夾緊機構(gòu)，計算夾緊力 鉆削時的主鉆削力計算：運用表8.4—10公式： = =691N 由表8.4—10和表8.4—11的公式中系數(shù)及指數(shù)： =900，=1.0，=0.75，=0，=0.4 工件采用的是一面兩銷定位的方式，故防止工件在切削力P作用下平移所需夾緊力：由公式 式中系數(shù) ——基本安全系數(shù)，一般取1.5。 ——加工狀態(tài)系數(shù)，粗加工取1.2。 ——刀具鈍化系數(shù)，粗鏜鑄鐵取1.0。 ——切削特點系數(shù)，連續(xù)取1.0。 ——考慮夾緊動力穩(wěn)定性系數(shù)，手動夾緊取1.3。 ——考慮手動夾緊時手柄位置的系數(shù)，取1.2。 ——僅有力矩企圖使工件回轉(zhuǎn)時，才應(yīng)考慮支撐面接觸情況的系數(shù)，工件是安裝在支撐釘上取1.0。 ——夾緊元件與工件間的摩擦系數(shù)取0.3。 ——工件于夾具支撐面間的摩擦系數(shù)取0.25。 =5292N 采用螺旋夾緊機構(gòu) 截面寬高之比為，材料為45鋼，取安全系數(shù)，查得極限應(yīng)力為=380。 求的最大彎矩： = 壓板材料的許用應(yīng)力： 壓板的抗彎截面系數(shù)： = 根據(jù)壓板的強度條件為： 所以 而。 3.3、分度機構(gòu)的設(shè)計 由于本工序所需加工的斜孔有2個，在工件上互為180°對稱。為減少工件的裝夾次數(shù)，減小因裝夾帶來的誤差，現(xiàn)就本工序設(shè)計一分度裝置。當加工完1斜孔時，轉(zhuǎn)動分度裝置即可加工另外一孔。 分度裝置大致可分為2類： （1）回轉(zhuǎn)分度裝置，他是一種對圓周角分度的裝置，又稱圓分度裝置。本道工序即采用此類分度裝置。 （2）直線分度裝置，他是指對直線方向上的尺寸進行分度的裝置，其分度原理與回轉(zhuǎn)分度裝置基本相同。 回轉(zhuǎn)分度裝置種類繁多，一般可按下述形式設(shè)計： （1）按分度盤與對定銷位置的不同分為軸向分度和徑向分度（如下圖）。對于軸向分度對定銷4的運動方向與回轉(zhuǎn)方向平行。對與徑向分度，對定銷的運動方向與回轉(zhuǎn)方向垂直。由于分度盤的直徑較大，故能減小分度誤差所以多用于精度要求較好的場合。 （2）按分度盤回轉(zhuǎn)軸線分布位置的不同可分為臥軸式、立軸式、和斜軸式。一般按機床的具體加工條件的不同而具體設(shè)計。 （3）按分度裝置工作原理的不同可分為機械分度、光學(xué)分度等。機械分度裝置結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，應(yīng)用廣泛。光學(xué)分度裝置的分度精度較高故在機械加工中的應(yīng)用受到限制。 （4）按分度裝置的使用特性可分為通用和專用兩大類 3.4分度裝置機構(gòu)的選定 分度裝置包括：固定部分、轉(zhuǎn)動部分、分度對定機構(gòu)及控制機構(gòu)、抬起鎖緊機構(gòu)和潤滑部分。 （1）分度對定機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式較多，它們各有不同特點，且適用與不同場合。一般有鋼球?qū)Χ?、圓柱銷對定、菱形銷對定、圓錐銷對定、雙斜面楔形槽對定、單斜面楔形槽對定、正多面體對定、滾珠對定如圖所示： （2）控制機構(gòu) 下圖所示為已標準化的GB/T2215-90手拉式定位器。將捏手5向外拉，即可將對定銷1從分度盤襯套2的孔中拔出。當橫銷4脫離槽B后，可將捏手轉(zhuǎn)動90°使橫銷4擱在導(dǎo)套3的面A上，此時即可轉(zhuǎn)位分度。本機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單工作可靠，主要參數(shù)D為8mm，10mm，12mm，15mm四種。本次設(shè)計即采用此種控制機構(gòu)。 圖3-4 手拉式定位器 （3）抬起及鎖緊機構(gòu)的設(shè)計。 在分度轉(zhuǎn)位之前，為了使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動靈活，特別對于較大規(guī)格的轉(zhuǎn)臺，需將回轉(zhuǎn)盤稍微抬起；在分度結(jié)束后，則應(yīng)將轉(zhuǎn)盤鎖緊，以增強分度裝置的剛度和穩(wěn)定性。為此可設(shè)置抬起鎖緊裝置。 （4）分度精度分析 分度精度的評定：分度精度是指分度誤差的大小。圓分度精度一般用單個分度誤差和總分度誤差來評定。單個分度誤差是指兩個分度的實際數(shù)值與理論數(shù)值之間的代數(shù)差。（5）影響分度精度的因素 影響分度精度的主要因素有：分度盤本身的誤差、分度盤相對于回轉(zhuǎn)軸線的徑向圓跳動所造成的附加誤差、對定誤差和有關(guān)元件的誤差等。由于本道工序只須轉(zhuǎn)動180°精度要求不高所以不需詳細計算。 第四章 數(shù)控工藝與編程 根據(jù)原始普通機械加工工藝，得出可在數(shù)控加工中心上加工的有： 工序1：半精車外圓50、60、65、75，半精車階梯孔80，半精車前后端面 工序2：半精磨50、60、65、75，半精磨階梯孔80 工序3：鉆、鉸10-20孔，鉆2-8孔，銑鍵槽165 數(shù)控加工軌跡示意圖如下： 圖4-1 第五章 結(jié)論 本次設(shè)計是在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 經(jīng)過這次設(shè)計之后使我掌握了機械加工工藝規(guī)程的制定內(nèi)容和順序：分析被加工零件—選擇毛坯設(shè)計—工藝過程—工序設(shè)計—編制工藝文件。首先重要分析了