输出轴夹具课程设计说明书Word文档格式.docx

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二．加工工艺规程设计[1].[2].[3]

2.1确定毛坯的制造形式

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.定位基准的选择

（1）精基准的选择

以φ55外圆以及其端面为精基准。

（2）粗基准的选择

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。

具体而言，即选φ176外圆及一端面作为精基准。

2.3．工艺路线拟定及工艺方案分析

（1）零件表面加工方法的选择

本零件的加工面有外圆，端面，内孔，键槽，小孔等，材料为45钢。

参考有关资料，其加工方法选择如下：

φ176mm外圆面：

为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT14,表面粗糙度Ra12.5只需粗车（表1.4-6）。

与水平成30度角斜面：

未注粗糙度，需粗车。

φ75mm外圆面：

公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra12.5，需粗车，半精车，精车。

φ65mm外圆面：

φ60mm外圆面：

公差等级为IT10，表面粗糙度为Ra12.5，外圆轴线的跳动量为0.04mm,需粗车，半精车。

φ55mm外圆面：

公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra12.5，外圆轴线的跳动量为0.04mm,需粗车，半精车，精车。

端面：

本零件的端面为回转体端面，尺寸精度要求不高，表面粗糙度为Ra25及Ra3.2两种要求。

要求Ra3.2的端面需经粗车和半精车，要求Ra25的端面，经粗车即可。

键槽：

槽宽和槽深得公差等级分别为IT9，IT12，表面粗糙度分别为Ra3.2和Ra6.3，采用三面刃铣刀，粗铣，半精铣，精铣。

φ20mm孔：

公差等级为IT7，轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ0.05mm,内圆粗糙度为Ra3.2，需钻，扩，铰。

φ104mm内孔：

为未注公差尺寸，公差等级按IT14，表面粗糙度Ra3.2，毛坯孔已锻出，需粗镗，半粗镗。

φ80mm内孔：

公差等级为IT8，表面粗糙度Ra3.2，需粗镗，半粗镗。

φ50mm内孔：

为未注公差尺寸，公差等级按IT14，表面粗糙度Ra3.2需粗镗，半粗镗。

为未注公差尺寸，公差等级按IT14，只需钻。

（2）工艺方案分析与制定

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。

方案一：

工序1 

粗车圆柱面φ55及端面。

工序2 

粗车圆柱面φ176、φ60、φ65和φ75和及台阶面。

工序3粗车30度斜面。

工序4半精车圆柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及台阶面。

工序5 

精车圆柱面φ55、φ65和φ75和及台阶面,倒角。

工序6 

粗镗内孔φ50、φ80、φ104。

工序7 

半精镗内孔φ50、φ80、φ104。

工序8 

钻中心孔。

工序9钻，扩，铰孔10×

φ20。

工序10 

铣键槽16×

10。

工序11 

钻斜孔2×

φ8。

工序12 

去毛刺。

工序13 

终检。

方案二：

粗车圆柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及台阶面。

粗车圆柱面φ176及端面。

工序3 

精车φ176外圆柱面及倒角。

精车圆柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及台阶面。

倒角。

精镗内孔φ50、φ80、φ104。

工序9 

钻孔10×

扩孔10×

铰孔10×

铣键槽16×

钻斜孔2×

工序14 

去毛刺。

工序15 

终检。

经比较，选方案一。

2.4机械加工余量、毛坯尺寸及工序尺寸的确定

（1）确定机械加工余量

钢质模锻件的机械加工余量JB3835-85确定。

确定是，根据估算的锻件质量，加工精度及锻件形状复杂系数，由表2.2-25可差得除孔以外各内孔表面的加工余量。

孔的加工余量由表2.2-24差得。

表中余量值为当面余量。

⒈锻件质量根据零件成品重量10kg估算为13.77kg。

⒉加工精度一般加工精度F1。

⒊锻件形状复杂系数S

S=m锻件/m外廓包容体

锻件最大直径为φ180mm,长250mm

m外廓包容体=∏（18/2）×

（18/2）×

25×

7.85g=49.91kg

S=13.77kg/49.91kg=0.275

按表2.2-10，可定形状复杂系数为S2，属较复杂级别。

（2）确定毛坯尺寸

通过查表2.2-25及表2.2-24，毛坯尺寸如下

表一输出轴毛坯尺寸（mm）

零件尺寸

单面加工余量

锻件尺寸

Φ55

2.5

60

Φ75

2.5

80

Φ176

181

Φ104

99

80

2

82

197

3

200

30

33

40

4

44

10

2

121

13

1

14

Φ50

Φ46

Φ80

Φ76

（3）毛坯图设计

2.5工序设计

（1）选择机床和工艺装备（夹具和刀具）

选择机床根据工序选择机床:

①工序1，2，3，4，5,6,7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,8，9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13，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、11和,12，14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。

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。

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φ30；

直径为φ18；

扩孔钻：

直径为φ19.8；

铰刀：

直径为φ20。

镗刀，刀杆长度为200.B×

H＝16×

25。

（2）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：

表二外圆柱面φ176　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/μm

粗车

4

IT10

12.5

176

毛坯

±

2

180

表4外圆柱面φ55轴段加工余量计算

　精车

1.0 

IT6

1.6

55

半精车 

1.5

IT10 

3.2

56

IT12

6.3

57.5

60

表5φ60轴段加工余量计算

精车 

61

62.5

65

表5φ65轴段加工余量计算

66

67.5

70

表5φ75轴段加工余量计算

75

76

77.5

表5φ104内孔加工余量计算

半精镗 

1.8

IT7

104

粗镗 

103.2

99

表5φ80内孔加工余量计算

半精镗

1.5 

78.5

表5φ50内孔加工余量计算

50

48.5

46

2.6确定切削用量（切削深度、切削速度、进给量）

Ⅰ加工外圆柱面φ55

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=0.6～0.9mm/r结合CA6140说明书取f=0.71mm/rap=1.5mm 

查《金属切削手册》知Vc=70～90m/min取Vc=75m/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=nd/1000=320×

3.14×

70/1000=70.34m/min,Pc=Kc×

ap×

Vc×

0.71/60000=2305×

2.5×

70.34×

0.66/60×

1000=4.4Kw由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=70.34m/min，n=320r/minf=0.71mm/r

半精车：

查《机械加工工艺设计手册》P433得知：

f=0.25～0.35mm/r取f=0.30mm/rap=1mm取Vc=120m/min故n=1000Vc/d=660.04r/min圆整得n=660r/min 

功率Pc=Kc×

f/60000=2305×

0.3×

120/60000=1.24Kw由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.75，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=120m/min，n=660r/minf=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=150～160m/min取Vc=160m/minf=0.18mm/rap=0.5mm则n=1000Vc/d=908.29r/min圆整得n=910r/min功率Pc=Kc×

0.55×

0.18×

160/60000=0.6Kw 

由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.75，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=160m/min，n=910r/minf=0.18mm/r

Ⅱ加工外圆柱面φ176　　　

f=0.8～1.2mm/r取f=0.81mm/rap=1.3mm。

查《金属切削手册》知Vc=70～90m/min取Vc=80m/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=nd/1000=200×

187/1000=73.4m/min

校核功率：

Pc=Kc×

Vcf/60000=2305×

0.81×

73.4/60000=5.4Kw 

由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=73.4m/min，n=125r/min，f=0.81mm/r

Ⅲ加工外圆柱面φ60

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=0.6～0.9mm/r取f=0.71查《金属切削手册》知Vc=70～90m/min取Vc=75m/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=nd/1000=320×

70/1000=70.34m/min取ap=1.5mm校核功率Pc=Kc×

f/60000=2305×

0.71/60000=4.8Kw由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=70.34m/min，n=400r/minf=0.71mm/r

f=0.4～0.5mm/r 

取f=0.45ap=1mm再查外圆切削数据表知：

Vc=1.667～2.17m/s取Vc=1.8m/s则n=1000Vc/d=546.8r/min圆整得n=550r/min 

则Vc=nd/1000=510×

62.9/1000=100.7m/min。

Pc=Kc×

0.9×

0.45×

100.7/60000=1.57Kw 

由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，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=0.13～0.18mm/r取f=0.15mm/r再查外圆切削数据表知：

Vc>

1.67m/s取Vc=120m/min则n=1000Vc/d=1000×

120/3.14×

61.1=625.5r/min圆整得n=630r/min取ap=0.5mm 

Vc=nd/1000=630×

61.1/1000=120.87m/min 

校核功率Pc=Kc×

120.87×

0.15/60000=0.38Kw 

由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=120.87m/min，n=630r/minf=0.15mm/r

Ⅳ加工外圆柱面65

上海科学出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r取f=0.71mm/r查《金属切削手册》知Vc=70～90m/min取Vc=75m/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=nd/1000=70.34m/min取ap=1.5mm。

0.71/60000=4.8Kw由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，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：

f=0.4～0.5mm/r取f=0.45mm/r再查外圆切削数据表知：

Vc=1.667～2.17m/s取Vc=1.8m/s则n=1000Vc/d=506.55r/min圆整得n=510r/min 

取ap=1mm 

Vc=nd/1000=510×

67.9/1000=108.7m/minPc=Kc×

108.7×

0.45/60000=1.7Kw 

由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=108.7m/min，n=510r/minf=0.45mm/r

f=0.13～0.18mm/r取f=0.18mm/r 

再查外圆切削数据表知：

1.67m/s取Vc=120m/min则n=1000Vc/d=578.2r/min 

圆整得n=580r/min故实际切削速度：

Vc=nd/1000=580×

66.1/1000=120.38m/minap=0.5mm校核功率Pc=Kc×

120.38/60000×

1000=0.46Kw 

由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=120.38m/min，n=580r/minf=0.18mm/r

Ⅴ加工外圆柱面φ75

确定进给量f：

上海科学出版社表10-8知f=0.6～0.9mm/r取f=0.71mm/r查《金属切削手册》知Vc=70～90m/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=nd/1000=80.384m/min 

取ap=1.5mm 

80.384×

0.71/60000=5.5Kw 

由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=80.384m/min，n=320r/min，f=0.71mm/r

f=0.4～0.5mm/r取f=0.45mm/r 

Vc=1.667～2.17m/s取Vc=1.8m/s 

则n=1000Vc/d=1000×

108/3.14×

77.9=441.5r/min圆整得n=450r/min 

Vc=nd/1000=450×

77.9/1000=110m/min 

110×

由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=110m/min，n=450r/minf=0.45mm/r