X6132A铣床主轴机械加工工艺规程与铣键槽专用夹具设计

("2012届毕业设计说明书X6132A铣床主轴机械加工工艺规程与铣键槽专用夹具设计院、部：机械工程学院学生姓名：王似景指导教师：陈平职称副教授指导教师：邓兴贵职称副教授专业：机械设计制造及其自动化班级：机本0802学号：082014402162012年6月摘要在机械制造工业中，由于被加工零件形状和表面以及精度要求不同而发展、产生了种类繁多的金属切削机床。在生产实际中大量使用铣床、磨床、钻床、镗床以及直线运动机床等。毕业设计是学生学完相应课程及先行课程之后进行的实习性教学环节，是大学生的必修环节，其目的在于通过机床运动的结构设计，使学生在设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面得到综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。本次设计是对铣床主轴机械加工工艺规程与铣键槽专用夹具进行全面设计，使其满足实际生产工作的需要。关键字：铣床；工艺；专用夹具；主轴；设计ABSTRACTInmachinemanufactureindustry,becauseisprocessedthecomponentsshapeandsurfaceaswellastheprocisionrequestdifferentdevelops、hasproducedthetypemanymetalcuttingenginebed.Isproducingactualmassiveusesthemillingmachine,thegrinder,thedrillingmachine,theboringlatheaswellasthetranslationenginebedandsoon.Thegraduationdesignisthepractiseteachinglinkwhichcarriesonafterwardsinthestudentstudycorrespondingcurriculumandtheadvancecurriculum,isuniversitystudent'scompulsory.Itsgoalliesinthroughtheenginebedmovementstructuraldesign,causesthestudentsintodrawupthetransmissionandinthespeedchangestructureplanprocess,obtainsthedesignidea,theplananalysis,thestructuretechnologycapability,themechanicaldrawing,thecomonentscomputation,thecompilationtechnologydocumentandaspectandsoonconsulttechnicaldataintegratedtrainings,setupthecorrectdesignconcept,graspsthebasicdesignmethod,andtrainsthestudentstohavethepreliminarystructureanalysis,thestructuraldesignandcomputationability.Thedesignisaspecialfixtureformillingspindlemachiningprocessplanningmillingkeywaydesigntomeettheneedsoftheactualproductionwork.Keywords:millingmachine;Technology;Specialfixture;spindle;design目录机械加工工艺规程..................................................................................11.生产纲领及生产类型..........................................................................12.零件的分析................................................................................22.1零件的作用...............................................................................22.2零件的工艺分析.........................................................................24基准的选择........................................................................................34.1粗基准的选择............................................................................34.2精基准的选择............................................................................35制定工艺方案.....................................................................................35.1工艺路线的制定.........................................................................35.2工艺方案的比较与分析................................................................56机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定............................................56.1毛坯直径的确定.........................................................................66.2毛坯长度L的确定：...................................................................67确定切削用量及基本工时.....................................................................97.1工序二：车端面，钻中心孔..........................................................97.1.1粗车Φ88.88端面..............................................................97.1.2车Φ40端面....................................................................107.2工序三：粗车各外圆.................................................................117.2.1粗车Φ88.88外圆...........................................................117.2.2粗车Φ65外圆................................................................147.2.3粗车Φ55外圆................................................................157.2.4粗车Φ45外圆................................................................157.2.5粗车Φ42外圆................................................................167.2.6粗车Φ40外圆.................................................................167.3工序四：半精车各外圆..............................................................177.3.1半精车Φ88.88外圆........................................................177.3.2半精车Φ65外圆..............................................................197.3.3半精车Φ55....................................................................207.3.4半精车Φ45....................................................................217.3.5半精车Φ42....................................................................217.3.6半精车Φ40....................................................................227.4工序五：钻Φ25.3孔................................................................227.5工序六：钻Φ22、钻扩通孔Φ17...............................................237.5.1钻孔Φ22mm.................................................................237.5.2钻Φ17mm....................................................................247.5.3扩孔Φ17mm.................................................................257.6工序七：车Φ22、Φ25.3孔及其倒角........................................257.7工序八：车Φ22孔..................................................................267.8工序九：车锥孔.......................................................................267.9工序十：粗精铣前端键槽...........................................................277.9.1粗铣..............................................................................277.9.2精铣：............................................................................287.10工序十一：钻4-M12，2-M6螺纹底孔....................................287.10.1.钻4-M12螺纹底孔：.....................................................287.10.2.钻2-M6螺纹底孔：.......................................................297.11工序十二：攻4-M12，2-M6螺纹............................................297.11.1攻4-M12：..................................................................307.11.2.攻4-M6：....................................................................307.12工序十三：精车各外圆、切槽，并倒角.....................................317.12.1精车Φ88.88................................................................317.12.2精车Φ65.....................................................................327.12.3精车Φ55......................................................................337.12.4精车Φ45......................................................................347.12.5精车Φ42......................................................................347.12.6精车Φ40.....................................................................357.12.7切槽3×1.5：...............................................................357.13工序十五：粗精铣对称键槽.....................................................367.13.1粗铣：..........................................................................367.13.2精铣............................................................................377.14工序十六：粗磨锥孔...............................................................377.15工序十七：车螺纹..................................................................387.16工序十八：粗精磨外圆Φ65，Φ40...........................................397.16.1.粗磨外圆Φ65：............................................................397.16.2.粗磨外圆Φ40：............................................................407.16.3.精磨：.........................................................................407.17工序十九：粗精磨端面............................................................417.17.1粗磨：.........................................................................417.17.2.精磨端面......................................................................427.18工序二十：精磨Φ22..............................................................447.19工序二十一：精磨锥孔............................................................448工艺规程总结...................................................................................459夹具设计..........................................................................................459.1问题提出.................................................................................459.2夹具体设计..............................................................................459.2.1定位基准的选择...............................................................459.2.2夹紧力............................................................................469.2.3夹具体与定位键...............................................................479.2.4定位误差分析..................................................................479.2.5夹具设计及操作的简要说明...............................................48结束语...............................................................................................48致谢................................................................................................50参考资料.........................................................................................51附录..................................................................................................52机械加工工艺规程毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及专业课之后进行的。这是我们对大学四年所学课程的一次深入的综合性复习，是一次理论联系实际的训练，是学生在校学习阶段的最后一个重要教学环节，也是完成工程师基本训练的重要环节，其目的是培养学生综合运用所学的专业和基础理论知识，独立解决专业一般工程技术问题的能力，树立正确的设计思想和工作作风。因此它在我们四年的大学生生活中占有重要的地位。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，从中锻炼自己的分析能力和实践能力，为今后参加祖国的“四化”建设打一个良好的基础。由于零件的工艺设计过程可以是多种多样的，工艺人员的任务是从现有生产任务条件出发，制定一个切合实际的最优工艺设计过程，制定机械加工工艺规程的原则是：在一定的生产条件下，以最低的成本，按计划规定的速度，可靠地加工符合图纸要求的零件。在制定工艺过程时，应该要注意技术的先进性、经济的合理性及劳动条件的良好性。这次的毕业设计就是这样一个制定机械加工工艺规程的过程，由于能力所限，设计肯定会有许多不足的地方，恳请各位老师给予指教。1.生产纲领及生产类型题目所给的零件图是X6132铣床的主轴。原始资料：（1）生产纲领：1000件／年（2）生产类型：中批量生产；（3）车间工作制度：１班制技术要求：（1）锻件不得有沙皮和飞边。（2）进行时效处理。（3）加工后除去锐边。（4）未注螺孔光孔粗糙度为12.5。（5）材料为Cr402.零件的分析2.1零件的作用题目所给的零件是X6132A铣床的主轴，它夹持刀具直接参加切削运动。因此，它的回转精度对零件的加工质量和铣床的生产率有较大的影响。1主轴前端的圆锥孔用于安装铣刀，其精度要求较高。Φ65K5和Φ40h11轴分别安装轴承，起支承作用。为了提高耐磨性，在前端95mm处进行淬硬至HRC48-53。主轴前端的两键槽安装键,带动铣刀转动，防止铣刀松动。Φ17h10通孔内安装螺杆，起拉杆作用。由于主轴组件要做轴向移动，传动齿轮安装在Φ55js6上，与主轴靠双键传递扭矩。2.2零件的工艺分析X6132A铣床的主轴共有3组加工表面，它们之间有一定的位置要求，具体分述如下：1.以Φ65k5和Φ40h7为中心的加工表面。这一组加工表面包括：主轴的所有外圆及倒角、退刀槽、越程槽、两端面、锥孔及通孔Φ17h10。2.以Φ55js6为中心的加工表面。主要包括：Φ55js6上的两对称键槽。3.以锥孔为中心的加工表面。主要包括：4-M12，2-M6螺纹孔及前端键槽。这3组加工表面之间有着一定的位置要求，具体如下：1．前端面、锥孔、Φ88.88外圆与Φ65k5，Φ40h7的圆跳动公差为0.007mm；后端面与Φ65k5，Φ40h7的圆跳动公差为0.1mm；Φ40h7与Φ65k5，Φ40h7的圆跳动公差为0.005mm；Φ40h11与Φ65k5，Φ40h7的圆跳动公差为0.05mm；Φ55js6与Φ65k5，Φ40h7的圆跳动公差为0.02mm；通孔Φ17h10与Φ65k5，Φ40h7的同轴度公差为0.03mm；Φ22与Φ65k5，Φ40h7的同轴度公差为0.3mm防战士⑵.对称键槽对Φ55中心线的对称度公差为0.05mm。⑶.4--M12相对内锥孔中心的位置度公差为0.15mm；前端键槽与内锥孔中心的对称度公差为0.06mm。由以上分析可知，对于这3组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后再借助专用夹具加工其他两组表面，并保证它们之间的位置精度要求。3确定毛坯的制造形式2根据零件的材料是40Cr,确定毛坯为铸件。又已知零件的生产纲领为1000件／年，生产类型为中批量生产。毛坯的铸件方法选用模锻成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。4基准的选择4.1粗基准的选择粗基准的选择，由于该零件为普通的轴类零件，故选外圆为粗基准。4.2精基准的选择精基准的选择，选轴前端的圆锥孔和后端孔倒角作为精基准。5制定工艺方案5.1工艺路线的制定制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用灵活性大的机床并配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。根据先面后孔、先主要面后次要面和先粗加工后精加工的原则以及加工零件的几何形状精度、尺寸精度、位置精度等技术要求，制订方案如下：表1工艺路线方案一工序一热处理（正火）工序二车端面，钻中心孔，粗车各外圆工序三热处理（调质）工序四半精车外圆面工序五钻通孔Φ17工序六车锥孔工序七车Φ22、Φ25.3孔及其倒角工序八铣前端键槽至图纸要求工序九钻4-M12，2-M6螺纹底孔工序十攻4-M12，2-M6螺纹工序十一精车各外圆、车退刀槽和越程槽，并倒角工序十二前95mm处淬硬至HRC48-533工序十三铣对称键槽至图纸要求工序十四粗磨外圆Φ65、Φ40工序十五粗磨端面工序十六粗磨锥孔工序十七车螺纹M45工序十八精磨外圆Φ65、Φ40至图纸要求工序十九精磨端面至图纸要求工序二十精磨Φ22孔至图纸要求工序二十一精磨锥孔至图纸要求工序二十二钳工工序二十三检验表2工艺路线方案二工序一热处理（正火）工序二车端面，钻中心孔。选用C620-1卧式车床及专用夹具工序三粗车各外圆。选用C620-1卧式车床及专用夹具工序四热处理（调质）工序五半精车外圆面，选用C620-1卧式车床及三爪卡盘工序六钻Φ25.3。选用Z535立式钻床加工以及专用夹具工序七钻Φ22，钻扩通孔Φ17。选用Z535立式钻床加工以及专用夹具工序八车Φ25.3孔及其倒角。选用C620-1卧式车床及三爪卡盘工序九车Φ22孔及其倒角。选用C620-1卧式车床及三爪卡盘工序十车锥孔。选用C620-1卧式车床及专用夹具工序十一铣前端键槽至图纸要求。选X6132A铣床以及专用夹具工序十二钻4-M12，2-M6螺纹底孔。工序十三攻4-M12，2-M6螺纹。选用Z535立式钻床加工以及专用夹具工序十四精车各外圆、车退刀槽和越程槽，并倒角。选用C620-1车床及三爪卡盘工序十五前95mm处淬硬至HRC48-534工序十六铣对称键槽至图纸要求。选X6132A铣床以及专用夹具工序十七粗磨锥孔。选用专用床和专用夹具。工序十八车螺纹M45。选用C620-1卧式车床及三爪卡盘工序十九粗精磨外圆Φ65、Φ40至图纸要求。选用外圆磨床和专用夹具工序二十粗精磨端面至图纸要求。选用平面磨床和专用夹具工序二十一精磨Φ22孔至图纸要求。内圆磨床以及专用夹具工序二十二精磨锥孔至图纸要求。专用磨床以及专用夹具工序二十三钳工工序二十四检验5.2工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是按照先面后孔的规则来加工零件，这样虽然可以保证加工零件的精度，但在实际加工过程中会遇到麻烦，这样在加工过程中会带来不小的麻烦。相比之下，方案二可以避免这样的事情发生，而且能够更好的定位零件。而且方案二的工序比较简洁，减少了工件装夹的次数。另外通过加工精度的对比，也可以发现，第二种方案的加工过程比较符合精度要求，可以避免零件产生比较严重的误差。经分析比较，用方案二加工零件更易加工又符合设计要求，故采用方案二。6机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定该零件的材料为40Cr，硬度为HB220--250，生产类型为中批生产，采用在锻锤上合模模锻生成毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，用查表法分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。为简化模锻毛坯的外形，取直径为Φ55、Φ45、Φ42、Φ40的毛坯尺寸与Φ65相同。56.1毛坯直径的确定查《机械制造工艺手册》以下简称《工艺手册》表1-27表3名义直径（mm）表面加工法直径余量（mm）Φ88.88粗车2.6半精车0.5精车0.3Φ65粗车2.2半精车0.45精车0.3粗磨0.1精磨0.06毛坯直径的确定：工件直径Φ88.88，公差为0.015，机械加工总余量为：2×(2.6+0.5+0.3)＝2×3.4∴毛坯尺寸为Φ95.695mm。工件直径Φ65，公差0.013，机械加工总余量：2×(2.2+0.45+0.3+0.1+0.06)＝2×3.11∴毛坯尺寸为Φ71.233mm∴取毛坯直径为Φ96mm，Φ72mm。6.2毛坯长度L的确定：查《工艺手册》表(1-52)可知Φ88.88的长度方向的加工余量为2.0mm∴L1=37mmΦ65及以后的外圆长度方向的加工余量为3.25mm∴L2＝403.25∴总长L＝37+403.25=440.25mm模锻斜度为7°。查（《工艺手册》表1-51）66.3毛坯过渡圆角的确定：查（《工艺手册》表1-51）取L1段过渡到L2段的毛坯圆角半径R＝5mm。∴毛坯的内圆角半径取R＝5mm，外圆角半径取2mm。6.4加工余量的确定：查表《工艺手册》表1--27表4加工表面余量Φ88.88外圆精车Φ88.88mm2Z＝0.60mm半精车Φ89.48mm2Z＝1.0mm半精车Φ89.48mm2Z＝5.52mm毛坯Φ96mmΦ65外圆精磨Φ65mm2Z＝0.12mm粗磨Φ65.12mm2Z＝0.12mm精车Φ65.32mm2Z=0.60mm半精车Φ65.92mm2Z＝0.90mm粗车Φ66.82mm2Z＝5.18mm毛坯Φ72mmΦ55外圆精车Φ55±0.095mm2Z＝0.60mm半精车Φ55.6mm2Z＝0.90mm粗车Φ56.5mm2Z＝10.32mm已粗车至Φ66.82mmM45×1.5外圆精车Φ45mm2Z＝0.60mm半精车Φ45.6mm2Z＝0.90mm粗车Φ46.5mm2Z＝10.00mm已粗车Φ56.5mm7Φ42外圆精车Φ42mm2Z＝0.60mm半精车Φ42.6mm2Z＝0.90mm粗车Φ43.5mm2Z＝3.00mm已粗车Φ46.5mmΦ40外圆精磨Φ40mm2Z＝0.12mm粗磨Φ40.12mm2Z＝0.20mm精车Φ40.32mm2Z＝0.60mm半精车Φ40.92mm2Z＝0.90mm粗车Φ41.82mm2Z＝1.68mm已粗车至Φ42.92mm内孔Φ25.3钻孔Φ23mm粗车Φ25.3mm2Z＝2.3mm内孔Φ22钻孔Φ20mm粗车Φ21.3mm2Z＝1.5mm精车Φ21.8mm2Z＝0.50mm精磨Φ22mm2Z＝0.2mm通孔Φ17钻孔Φ16mm扩孔Φ17mm2Z＝1mm内锥孔（7:24）底孔Φ25.3mm粗车Φ43.58mm2Z＝18.2mm精车Φ44.18mm2Z＝18.2mm粗磨Φ44.38mm2Z＝0.20mm精磨Φ44.5mm2Z＝0.12mm87确定切削用量及基本工时7.1工序二：车端面，钻中心孔（如未特别注明，本工序相关数据的出示《切削用量手册》的车削用量选择）7.1.1粗车Φ88.88端面（1）加工条件工作材料：40Cr钢正火，σb＝0.735GPa，模锻。加工要求：车两端面，打中心孔，粗车各外圆表面机床：C620-1卧式车床刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸16×25mm，Kr＝90°,r0＝10°,α。＝12°,λs＝0°,rε＝1.0mm.（2）切削深度：加工总余量＝2.0mm，留余量0.5mm，单边余量0.75mm，一次走刀，ap＝0.75mm（3）进给量f：根据《切削用量手册》表4，当刀杆尺寸为16mm25mm，ap＝0.75mm根据表4选f＝0.6-0.9mm/r。按C620-1机床说明书选f=0.52mm/r表26（4）计算切削速度：见表21根据表10，车刀耐用度：t＝60minV＝（1-m×Tm×apxv×fyv）×Kv式中：v=242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.20Kv＝KMv×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv其中：Ktv＝1.0（表21-6）Kkrv＝0.81（表21-7）KSV＝0.8（表21-5）KTv＝1.0（表11）KKv＝1.24（表21-9）9KMv＝0.637/σb＝0.637/0.735＝0.87（表21-1）∴v=242/601-0.2×36000.2×0.750.15×0.520.35）×0.87×1.0×0.81×0.8×1.0×1.24=623m/s（5）确定机床主轴转速：n＝1000v/πdw＝1000×1.623/(3.14×96)＝5.38r/s（323r/min）按C620-1机床说明书（表26），与323r/min相近的机床转速为305r/min及370r/min，现选nw＝370r/min。所以实际切削速度V=nW×dw×π/1000＝370×96×3.14/1000＝111.53r/min（1.86r/s）（6）切削工时：查《工艺手册》表7-1：＝（L＋l1＋l2）/n×f式中：L＝96/2＝48，l1＝4l2＝0＝48+4+0/0.52×370＝0.27min（16.2s）＝L＋l1＋l2/n×f式中：L＝96-72/2＝12，l1＝4l2＝0∴＝12+4+0/0.52×370＝0.083min（5s）107.1.2车Φ40端面（1）加工条件工作材料：40Cr钢正火，σb＝0.735GPa，模锻。加工要求：车两端面，打中心孔，粗车各外圆表面机床：C620-1卧式车床刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸16×25mm，Kr＝90°,r0＝10°,α。＝12°,λs＝0°,rε＝1.0mm.（2）切削深度：加工总余量＝3.25mm，留余量0.5mm，单边余量2.75mm，一次走刀ap＝2.75mm（3）主轴转速和进给量：为了提高生产率，在不影响加工质量的情况下，取与车Φ88.882端面时的主轴转速和进给量。即n＝760r/min，f＝0.52mm/r。所以实际切削速度:V＝πdwns/1000＝3.14×72×370/1000＝83.65m/min（1.394m/s）（4）切削工时查《工艺手册》表7-1：T＝（L＋l1＋l2）/n×f式中：L＝72/2＝36，l1＝4l2＝0T＝36＋4＋0/0.52×370＝0.21min（12.6s）117.2工序三：粗车各外圆（如未特别注明，本工序相关数据的出示《切削用量手册》的车削用量选择）7.2.1粗车Φ88.88外圆要求校验机床功率及进给强度（1）加工条件工作材料：40Cr钢正火，σb＝0.735GPa，模锻。加工要求：粗车Φ88.88外圆机床：C620-1卧式车床刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸16×25mm，Kr＝45°,r0＝10°,α。＝12°,λs＝0°,rε＝1.0mm.（2）切削深度：单边余量Z＝2.76mm，一次走刀，ap＝2.76mm。（3）进给量：查表4，f＝0.6-0.9mm/r。按机床说明书取f=0.6mm/r。（4）计算切削速度：按表21V＝（1-m×Tm×apxv×fyv）×Kv式中：Cv=242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.20，Kv＝KMv×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv其中：Ktv＝1.0（表21-6），Kkrv＝0.81（表21-7），KSV＝0.8（表21-5），KTv＝1.0（表11），KKv＝1.0（表21-9）KMv＝0.637/σb＝0.637/0.735＝0.87（表21-1）V=（242/601-0.2×36000.2×2.760.15×0.60.35）×0.87×1.0×0.81×0.8×1.0×1.012＝1.03m/s（61.8m/min）（5）确定主轴转速：ns＝1000v/πdw＝1000×61.8/3.14×96＝205.02r/min按机床选取n＝230r/min，所以实际切削速度V＝nW×dw×π/1000＝3.14×96×230/1000＝69.33m/min（1.16m/s）（6）校验机床功率：由表22中查得：Pm＝FzV×10-3KW,式中Fz可由表13查出，当σb＝0.569-0.951GPa，ap＜2.0mm，f≤0.6mm/r，V＜1.66m/s时，Fz＝2350N，切削力Fz的修正系数为KKrFz＝0.89，Kr0Fz＝1.0（表22-3）故Fzc＝2350×0.89=2091.5N∴Pmc＝FzV×10-3＝2091.5×1.16×10-3＝2.43kw按机床说明书，当n＝230r/min时，机床主轴允许功率PE＝5.9kw，因Pmc＜PE故所选切削用量可在C620-1车床上进行。（7）校验机床进给系统强度：根据C620-1机床说明书，其进给机构允许走刀力Fmax3530N,由表16，当σb＝0.669-0.794GPa，ap＜2.8mm，f＜0.75mm/r，V＜1.66m/s，Kr＝90°时，走刀力Fxc＝760N。切削时Fx的修正系数为：Kr0Fx＝1.0KλsFx＝1.0KKrFx＝1.17（表22-3）13故实际走刀力为：Fxc＝760×1.0×1.0×1.17＝889.2N，则所选进给量：f＝0.6mm/r（8）切削工时查《工艺手册》表7-1：T＝L＋l1＋l2/n×f式中：L＝35.5l1＝4l2＝3∴T＝35.5+4+3/230×0.6＝0.31min（18.6s）考虑到该零件台阶面较多，如若各台阶面都采用不同的转速和不同的进给量，则效率不高，故在不影响加工质量的情况下，粗车该轴时：采用主轴转速230r/min，粗车进给量f＝0.6mm/r。7.2.2粗车Φ65外圆（1）加工条件工作材料：40Cr钢正火，σb＝0.735GPa，模锻。加工要求：粗车Φ88.88外圆机床：C620-1卧式车床刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸16×25mm，Kr＝45°,r0＝10°,α。＝12°,λs＝0°,rε＝1.0mm.（2）切削深度：单边余量2.59mm，一次走刀，ap＝2.59mm（3）进给量：f=0.6mm/r（4）主轴转速：=230r/min，所以实际切削速度14V＝nW×dw×π/1000＝3.14×72×230/1000＝52m/min（0.87m/s）（5）切削工时：T＝L＋l1＋l2/n×f式中：L＝400.5l1＝4l2＝0∴T＝400.5+4/230×0.6=2.93min7.2.3粗车Φ55外圆（1）切削深度：单边余量5.16mm，一次走刀，ap＝5.16mm（2）进给量：f=0.6mm/r（3）主轴转速：n=230r/min，所以实际切削速度V＝nW×dw×π/1000=3.14×66.82×230/1000=48.26m/min（0.804m/s）（4）切削工时：T＝L＋l1＋l2/n×f式中：L＝336.5l1＝4l2＝0∴T＝336.5+4/230×0.6=2.47min7.2.4粗车Φ45外圆（1）切削深度：单边余量5mm，一次走刀，ap＝5mm15（2）进给量：f=0.6mm/r（3）主轴转速：n=230r/min，所以实际切削速度V＝nW×dw×π/1000＝3.14×56.5×230/1000＝40.8m/min（0.68m/s）（4）切削工时：T＝L＋l1＋l2/n×f，式中：L＝250.5l1＝4l2＝0∴T＝250.5+4/230×0.6=1.84min7.2.5粗车Φ42外圆（1）切削深度：单边余量1.50mm，一次走刀，ap＝1.50mm（2）进给量：f=0.6mm/r（3）主轴转速：n=230r/min，所以实际切削速度V＝nW×dw×π/1000＝3.14×46.5×230/1000＝33.6m/min（0.56m/s）（4）切削工时：T＝L＋l1＋l2/n×f式中：L＝215.5l1＝4l2＝0∴T＝215.5+4/230×0.6=1.59min167.2.6粗车Φ40外圆（1）切削深度：单边余量0.84mm，一次走刀，ap＝0.84mm（2）进给量：f=0.6mm/r（3）主轴转速：n=230r/min所以实际切削速度：V＝nW×dw×π/1000＝3.14×43.5×230/1000＝31.42m/min（0.524m/s）（4）切削工时：T＝L＋l1＋l2/n×f，式中：L＝115.5l1＝4l2＝0∴T＝115.5+4/230×0.6=0.866min7.3工序四：半精车各外圆（如未特别注明，本工序相关数据的出示《切削手册》的车削用量选择）7.3.1半精车Φ88.88外圆（1）选择刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸16×25mmKr＝45°r0＝10°，α。＝7°，λs＝3°，rε＝1.0mm（2）切削深度：ap＝0.5mm（3）进给量：因表面粗糙度Ra=6.3，rε=1.0mm。查表6，f=0.55～170.65mm。按机床说明书取：f=0.55mm。（4）计算切削深度：根据表21Vc＝（Cv/601-mTmapXvfyv）×Kv式中：Cv=242，Xv=0.15，yv=0.35，m=0.2。Kv＝KMv×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv。其中：KMv=0.637/0.735=0.87，Ktv=1.0Kkrv=1.0Ksv=0.8KTv=1.0KKv=1.0∴Vc＝（242/601-0.2×36000.2×0.50.15×0.550.35）×0.87×1.0×1.0×0.8×1.0×1.0＝1.70m/s（102m/min）（5）确定主轴转速：ns＝1000v/πdw＝1000×102/3.14×90.48＝359r/min按机床选取：n＝370r/min，所以实际切削速度：V＝nW×dw×π/1000＝3.14×90.48×370/1000＝105.12m/min（1.75m/s）（6）校验机床功率：由表22中查得：Pm＝FzV×10-3KW式中Fz可由表13查出，当σb＝0.569-0.951GPa，ap＜182.0mm，f＜0.6mm/r，V＜3.0m/s时，Fz＝1470N切削力Fz的修正系数为：KKrFz＝1.0，Kr0Fz＝1.0（表22-3），故Fzc＝1470N∴Pmc＝FzV×10-3＝1470×1.75×10-3＝2.573kw按机床说明书，当n＝370r/min时，机床主轴允许功率PE＝6.4kw，因Pmc＜PE，故所选切削用量可在C620-1车床上进行。（7）校验机床进给系统强度：根据C620-1机床说明书，其进给机构允许走刀力Fmax=3530N由表16，当σb＝0.669-0.794GPa，ap＜2.0mm，f＜0.75mm/r，V＜2.58m/s，Kr＝45°时，走刀力Fxc＝630N。切削时Fx的修正系数为：Kr0Fx＝1.0KλsFx＝1.0KKrFx＝1.0（表22-3）故实际走刀力：Fxc＝630N则所选进给量：f＝0.6mm/r（8）切削工时查《工艺手册》表7-1：T＝L＋l1＋l2/n×f式中：L＝35.5l1＝4l2＝3∴T＝35.5+4+3/370×0.55＝0.21min（12.6s）考虑到该零件台阶面较多，如若各台阶面都采用不同的转速和不同的进给量，则效率不高，故在不影响加工质量的情况下，半精车该轴时，采用主轴转速n=370r/min，进给量f＝190.55mm/r。7.3.2半精车Φ65外圆（1）切削深度：ap＝0.45mm（2）进给量：因表面粗糙度Ra=0.8，rε=1.0mm。为了保证质量，查表6，f=0.2～0.3mm，按机床说明书取f=0.25mm/r。（3）计算切削速度：根据表21Vc=（Cv/601-mTmapXvfyv）×Kv式中：Cv=291，Xv=0.15，yv=0.2，m=0.2。Kv＝KMv×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv。其中：KMv=0.637/0.735=0.87，Ktv=1.0Kkrv=1.0Ksv=0.8KTv=1.0KKv=1.0∴Vc＝（291/601-0.2×36000.2×0.450.15×0.250.35）×0.87×1.0×1.0×0.8×1.0×1.0＝2.21m/s（132.6m/min）（4）确定主轴转速：ns＝1000v/πdw＝1000×132.6/3.14×66.82＝632r/min按机床选取：n＝610r/min，所以实际切削速度：V＝nW×dw×π/1000＝3.14×66.82×610/1000＝127.99m/min（2.13m/s）20（5）切削工时：T＝L＋l1＋l2/n×f式中：L＝64l1＝4l2＝0∴T＝64+4+0/610×0.25＝0.446min（26.76s）7.3.3半精车Φ55（1）切削深度：ap＝0.45mm（2）进给量与主轴转速：与Φ88.88相同，即f=0.55mm/r，n=370r/min,所以实际切削速度：V＝nW×dw×π/1000＝3.14×56.5×370/1000＝65.642m/min（1.1m/s）（3）切削工时：T＝L＋l1＋l2/n×f式中：L＝86l1＝4l2＝0∴T＝86+4+0/370×0.55＝0.44min（26.54s）7.3.4半精车Φ45（1）切削深度：ap＝0.45mm（2）进给量与主轴转速：与Φ88.88相同，即f=0.55mm/r，n=370r/min所以实际切削速度21V＝nW×dw×π/1000＝3.14×46.5×370/1000＝54m/min（0.9m/s）（3）切削工时：T＝L＋l1＋l2/n×f式中：L＝35l1＝4l2＝0∴T＝35+4+0/370×0.55＝0.192min（11.5s）7.3.5半精车Φ42（1）切削深度：ap＝0.45mm（2）进给量与主轴转速：与Φ88.88相同，即f=0.55mm/r，n=370r/min,所以实际切削速度:V＝nW×dw×π/1000＝3.14×43.5×370/1000＝50.54m/min（0.84m/s）（3）切削工时：T＝L＋l1＋l2/n×f式中：L＝100l1＝4l2＝0∴T＝100+4+0/370×0.55＝0.51min（30.6s）7.3.6半精车Φ40（1）切削深度：ap＝0.45mm22（2）进给量与主轴转速：与Φ65相同，即f=0.25mm/r，n=610r/min所以实际切削速度：V＝ndπ/1000＝3.14×41.82×610/1000＝80.1m/min（1.34m/s）（3）切削工时：T＝L＋l1＋l2/n×f式中：L＝115.5l1＝4l2＝0∴T＝115.5+4+0/610×0.25＝0.784min（47.04s）7.4工序五：钻Φ25.3孔（如未特别注明，本工序相关数据的出示《切削手册》的孔加工削用量选择）（1）选择钻头：选莫氏锥柄麻花钻，其直径d0=23mm。（2）进给量：根据表5，当钢的σb＜0.784GPa，d=23m时，f=0.39～0.47mm/r，由于l/d=105/25.3=4.15，故应乘孔深修正系数Klf=0.95，则f=（0.39～0.47）×0.95=0.371～0.447mm/r，按机床取f=0.43mm/r。（3）主轴转速：取与钻Φ22孔时相同，即n=400r/min，所以实际切削速度为：V＝nW×dw×π/1000＝3.14×23×400/1000＝28.89m/min（0.48m/s）（4）切削工时：T=L/n·f式中：L=l+y+Δ，l=105，由表22查得y+Δ=9mm∴T=105+9/400×0.43=0.663min（39.78s）237.5工序六：钻Φ22、钻扩通孔Φ17（如未特别注明，本工序相关数据的出示《切削手册》的孔加工削用量选择）7.5.1钻孔Φ22mm要求校验机床的功率和扭矩。（1）选择钻头：选莫氏锥柄麻花钻，其直径d0=20mm，钻头几何形状（表1及表2）：双锥修磨横刃、棱带，β=30°，2φ=118°，2φ1=70°，α0=10°，ψ=50°。（2）进给量：根据表5，当钢的σb＜0.784GPa，d=20m时，f=0.35～0.43mm/r，按机床取f=0.43mm/r.（3）切削速度：根据表11，σb=0.735GPa的40Cr钢加工性属7类。由表10，当加工性为第7类，f≤0.49mm/r，双横刃磨的钻头，d0=20mm时，Vt=0.30m/s（18m/min），切削速度的修正系数：KTV=1.0（表10）KCV=1.0（表23）Klv=1.0（表23）Ktv=1.0（表21-6）故V=0.30（4）主轴转速：n=1000V/πdw＝1000×18/3.14×20＝286.6r/min按机床说明书去取：nW=400r/min，所以实际切削速度为：V＝nW×dw×π/1000＝3.14×20×400/1000＝25.12m/min（0.42m/s）（5）校验机床功率及扭矩：根据表17，当f＜0.51mm/r，d0＜21mm时，Mt=76.81N·m。扭矩的修正系数KMM=1.11，KWM=1.0，故Mc=76.81×1.1=85.26N·m。根据钻床说明书，当n=400r/min24时，Mm=115.8N·m。据表19，当σb=0.667～0.804GPa，d0=20mm，f＜0.38mm/r，V＜0.29m/s时，Pm=1.7Kw。根据钻床说明书，PE=4.5×0.81=3.645Kw。由于Mc＜Mm，Pm＜PE，故选择的切削用量可用。（6）切削工时：T=L/n·f式中：L=l+y+Δ，l=20，由表22查得y+Δ=7mm∴T=20+7/400×0.43=0.157min（9.42s）7.5.2钻Φ17mm（1）选择钻头：选莫氏锥柄麻花钻，其直径d0=16mm。（2）进给量：根据表5，当钢的σb＜0.784GPa，d=16m时，f=0.35～0.43mm/r，由于l/d=310/16=19.38，故应乘孔深修正系数Klf=0.75，则f=（0.35～0.43）×0.75=0.2625～0.3225mm/r，按机床取f=0.32mm/r。（3）主轴转速：取与钻Φ22孔时相同，即n=400r/min，所以实际切削速度为：V＝nW×dw×π/1000＝3.14×16×400/1000＝20.1m/min（0.335m/s）（4）切削工时：T=L/n·f式中：L=l+y+Δ，l=310，由表22查得y+Δ=10mm∴T=310+10/400×0.32=2.5min（150s）7.5.3扩孔Φ17mm查表27查得扩孔钻扩孔Φ17mm时，25（1）进给量：f=0.6～0.7mm/r，按机床取f=0.57mm/r。（2）切削速度：由表29v=（Cvd0Zv/601-mTmapXvfyv）·Kv式中：Cv=20.6，Zv=0.6，xv=0.2，yv=0.3，m=0.25，修正系数：Kv0=0637/0.735=0.87，T=1800s（表28）∴v=（20.6×170.6/601-0.25×18000.25×0.50.2×0.570.3）×0.87=0.95m/s（57m/min）（3）主轴转速：n=1000v/πd=1000×57/3.14×17=1067.82r/min按机床取：n=1100r/min所以实际切削速度为：V=ndπ/1000＝3.14×17×1100/1000＝58.72m/min（0.98m/s）（4）切削工时：T=L/n·f式中：L=l+y+Δ，l=310，由表22查得y+Δ=10mm∴T=310+10/1100×0.57=0.51min（30.6s）7.6工序七：车Φ22、Φ25.3孔及其倒角（1）切削深度：单边余量Z=1.15mm，ap=1.15mm（2）进给量和主轴转速：与粗车时相同，即f=0.6mm/rn=230r/min所以实际切削速度：v＝ndπ/1000＝3.14×23×230/100026＝16.61mm/min（3）切削工时：T＝L＋l1＋l2/n×f式中：L＝105l1＝4l2＝0∴T＝105+4+0/230×0.6＝0.79min（47.4s）7.7工序八：车Φ22孔（1）切削深度：单边余量Z=0.94mm，ap=0.94mm（2）进给量和主轴转速：与半精车Φ65时相同，即f=0.25mm/r，n=610r/min所以实际切削速度：v=ndπ/1000=3.14×20×610/1000=38.31mm/min（3）切削工时：T＝L＋l1＋l2/n×f式中：L＝20l1＝4l2＝0∴T＝20+4+0/610×0.25＝0.16min（9.6s）7.8工序九：车锥孔（1）切削深度：单边余量Z=9.14mm，分两次走刀，ap1=5mm，ap1=4.14mm（2）进给量和主轴转速：与粗车时相同，即f=0.6mm/r，n=230r/min所以实际切削速度27v＝ndπ/1000＝3.14×25.3×230/1000＝18.27mm/min（3）切削工时：T＝（L＋l1＋l2/n×f）×2式中：L＝66.33l1＝4l2＝0i=2T∴＝（66.33+4+0/230×0.6）×2＝1.02min（61.2s）7.9工序十：粗精铣前端键槽（如未特别注明，本工序相关数据的出示《切削手册》的铣削用量选择）7.9.1粗铣（1）选择铣刀：当切削总宽度ae=8mm，ap=15.9mm时，d0=100mm，采用错齿三面刃盘铣刀，齿数为18。耐用度T=7200s（表8）（2）机床：X6132A铣床（3）铣削宽度ae：总宽度ae=8mm，分两次走刀，ae1=ae=4mm（4）进给量af：根据X6132A铣床说明书（表24），其功率为7Kw。属中等系统刚度。根据表3，af=0.08～0.15mm/z，现取af=0.15mm/z。（5）切削速度和每秒进给量vf：根据表9，当d=100mm，z=18，ap=12～40mm，ae1=4mm，af＜0.18mm/z时，vt=0.35m/s，nt=1.13r/s，vft=1.40mm/r各修正系数为：KMv=KMn=KMvf=0.69KSv=KSn=KSvf=0.8KZv=KZn=0.9KZvf=2.728∴v=vt·Kv=0.35×0.69×0.8×0.9=0.17m/sn=nt·Kn=1.13×0.69×0.8×0.9=0.56r/svf=vft·Kvf=1.40×0.69×0.8×2.7=2.087mm/r根据机床取nc=0.625r/s，vfc=2.5mm/s，因此实际切削速度和每齿进给量为：vc=πdnc1000=3.14×100×0.625/1000=0.196m/svfc=vfc/ncz=2.5/0.625×18=0.22mm/z（6）切削工时：T＝L/vf式中：L＝l+y+Δ，l＝88.88，根据表19，y+Δ=23mm∴T＝88.88+23/0.5＝0.746min（44.75s）7.9.2精铣：由于精铣时和粗铣时是同一刀具，故切削用量及工时均与粗铣相同。即：nc=0.625m/svfc=2.5mm/sT＝0.746min（44.75s）7.10工序十一：钻4-M12，2-M6螺纹底孔（如未特别注明，本工序相关数据的出示《切削手册》的孔加工削用量选择）7.10.1.钻4-M12螺纹底孔：（1）进给量：根据表5查得f=0.25～0.31mm/r，按机床说明书选：f=0.25mm/r，（2）计算切削速度：由表23v=（Cv·d0Zv/601-mTmfyv）·Kv1式中：Cv=11.1，Zv=0.4，yv=0.5，m=0.2，T=2700s（表299）v=（11.1×110.4/601-0.2×27000.2×0.250.5）×0.87×1.0×1.0×0.8×1.0×1.0=0.314m/s（3）主轴转速：n=1000v/πd=1000×18.84/3.14×11=545.5r/min，按机床取：n=530r/min。所以实际切削速度：v=π·d·n/1000=3.14×11×530/1000=18.31m/min（0.31m/s）（4）切削工时：T＝（l+y+Δ/n·f）·i式中：l＝26，根据表19，y+Δ=6mm，i=4∴T＝（26+6/530×0.25）×4＝0.97min（58.2s）7.10.2.钻2-M6螺纹底孔：（1）进给量：根据表5查得f=0.18～0.22mm/r，按机床说明书选f=0.20mm/r，（2）主轴转速：为了缩短辅助时间，取主轴转速n=530r/min。所以实际切削速度：v=π·d·n/1000=3.14×5×530/1000=8.32m/min（0.14m/s）30（3）切削工时：T＝（l+y+Δ/n·f）·i式中：l＝15，根据表19，y+Δ=4mm，i=2∴T＝（15+4/530×0.20）×2＝0.36min（21.6s）7.11工序十二：攻4-M12，2-M6螺纹7.11.1攻4-M12：查《工艺手册》表3-63，（1）进给量：f=1.25mm/r，（2）切削速度：v=0.2m/s=12m/min，（3）主轴转速：n=1000v/πd=1000×12/3.14×12=318.5r/min，按机床取：n=400r/min。所以实际切削速度：v=π·d·n/1000=3.14×12×400/1000=15.1m/min（0.25m/s）（4）机动工时：T＝[（l+l1+l2）·2/n·f]·i式中：l＝26l1=2.5l2=3mmi=4∴T＝[（26+2.5+3）·2/400×1.25]×4＝0.504min（30.24s）317.11.2.攻4-M6：查《工艺手册》表3-63，（1）进给量：f=0.75mm/r，（2）切削速度：v=0.138m/s=8.28m/min，（3）主轴转速：n=1000v/πd=1000×8.28/3.14×6=439.5r/min，按机床取：n=400r/min所以实际切削速度：v=π·d·n/1000=3.14×6×400/1000=7.54m/min（0.126m/s）（4）机动工时：T＝[（l+l1+l2）·2/n·f]·i式中：l＝15l1=2.5l2=3mmi=2∴T＝[（15+2.5+3）·2/400×0.75]×2＝0.273min（16.4s）7.12工序十三：精车各外圆、切槽，并倒角（如未特别注明，本工序相关数据的出自《切削手册》的车削用量选择）7.12.1精车Φ88.88（1）刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸16×25mmKr＝45°r0＝10°，α。＝7°λs＝3°rε＝1.0mm（2）切削深度：ap＝0.3mm（3）进给量：因表面粗糙度Ra=6.3，rε=1.0mm。查《工艺手册》表323-14，f=0.45～0.8mm，机床说明书取f=0.45mm。（4）计算切削深度：根据表21Vc=（Cv/601-mTmapXvfyv）×Kv式中：Cv=242，Xv=0.15，yv=0.35，m=0.2。Kv＝KMv×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv其中：KMv=0.637/0.735=0.87，Ktv=1.0Kkrv=1.0Ksv=0.8KTv=1.0KKv=1.0∴Vc=（242/601-0.2×36000.2×0.30.15×0.450.35）×0.87×1.0×1.0×0.8×1.0×1.0＝1.96m/s（117.6m/min）（5）确定主轴转速：ns＝1000v/πdw＝1000×117.6/3.14×89.48＝418.6r/min按机床选取：n＝460r/min所以实际切削速度：V＝ndπ/1000＝3.14×89.48×460/1000＝129.245m/min（2.154m/s）（6）切削工时：T＝L＋l1＋l2/n×f式中：L＝35.5l1＝4l2＝3，∴T＝35.5+4+3/460×0.45＝0.21min（12.6s）考虑到该零件台阶面较多，如若各台阶面都采用不同的转速和33不同的进给量，则效率不高，故在不影响加工质量的情况下，精车该轴时，采用主轴转速n=460r/min，进给量f＝0.45mm/r。7.12.2精车Φ65（1）切削深度ap＝0.3mm（2）进给量：因表面粗糙度Ra=0.8，rε=1.0mm。查《工艺手册》表3-14，f=0.17～0.2mm。按机床说明书取f=0.18mm。（3）计算切削深度：根据表21Vc=（Cv/601-mTmapXvfyv）×Kv式中：Cv=291，Xv=0.15，yv=0.2，m=0.2。Kv＝KMv×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv。其中：KMv=0.637/0.735=0.87，Ktv=1.0Kkrv=1.0Ksv=0.8KTv=1.0KKv=1.0∴Vc=（291/601-0.2×36000.2×0.30.15×0.180.2）×0.87×1.0×1.0×0.8×1.0×1.0＝2.512m/s（150.72m/min）（4）确定主轴转速：ns＝1000v/πdw＝1000×150.72/3.14×65.92＝728.16r/min按机床选取:n＝770r/min所以实际切削速度:V＝ndπ/1000＝3.14×65.92×770/1000＝159.4m/min（2.657m/s）（5）切削工时：T＝L＋l1＋l2/n×f34式中:L＝64l1＝4l2＝0∴T＝64+4+0/770×0.18＝0.49min（29.4s）7.12.3精车Φ55（1）切削深度:ap＝0.3mm（2）进给量：f=0.45mm/r（3）主轴转速：n=460r/min实际切削速度：v＝ndπ/1000＝3.14×55.6×460/1000＝80.31m/min（1.34m/s）（4）切削工时：T＝L＋l1＋l2/n×f式中:L＝86l1＝4l2＝0∴T＝86+4+0/460×0.45＝0.435min（26.1s）7.12.4精车Φ45（1）切削深度:ap＝0.3mm（2）进给量：f=0.45mm/r（3）主轴转速：n=460r/min实际切削速度：v=ndπ/1000＝3.14×45.6×460/1000＝65.86m/min（1.1m/s）35（4）切削工时：T＝(L＋l1＋l2)/n×f式中:L＝35l1＝4l2＝0，∴T＝(35+4+0)/460×0.45＝0.19min（11.4s）7.12.5精车Φ42（1）切削深度:ap＝0.3mm（2）进给量：f=0.45mm/r（3）主轴转速：n=460r/min实际切削速度：v=ndπ/1000＝3.14×42.6×460/1000＝61.53m/min（1.03m/s）（4）切削工时：T＝(L＋l1＋l2)/n×f式中：L＝100l1＝4l2＝0∴T＝100+4+0/460×0.45＝0.50min（30s）7.12.6精车Φ40（1）切削深度:ap＝0.3mm（2）进给量与主轴转速：因前35mm表面粗糙度Ra=0.8，后80mm表面粗糙度Ra=1.6，所以取进给量和主轴转速与精车Φ65时相同，即f=0.18mm/r，n=770r/min。所以实际切削速度：V＝ndπ/100036＝3.14×40.92×770/1000＝98.94m/min（1.65m/s）（3）切削工时：T＝(L＋l1＋l2)/n×f式中:L＝115.5l1＝4l2＝0∴T＝(115.5+4+0)/770×0.18＝0.86min（51.6s）7.12.7切槽3×1.5：（1）选用刀具：W18Cr4V，几何形状：h1=20，h=25，H1=18，B=3r0=7°，α0=5°。车刀耐用度T=3600s（表10）（2）切削深度：ap=1.5mm（3）进给量：查《工艺手册》表3-16，f=0.1～0.14mm/r（4）主轴转速：为了缩短辅助时间，取主轴转速n=460r/min所以实际切削速度v=ndπ/1000＝3.14×45×460/1000＝65m/min（1.1m/s）（5）切削工时：《工艺手册》表7-1T＝L/n×f式中:L＝(d-d1)/(2+l)l1＝4L=(45-42)/(2+4)=5.5∴T＝5.5/460×0.12＝0.10min（6s）（6）倒角：采用45°车刀，为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速n=460r/min，手动进给。377.13工序十五：粗精铣对称键槽（如未特别注明，本工序相关数据的出示《切削手册》的铣削用量选择）7.13.1粗铣：（1）选铣刀：选用圆柱柄键槽铣刀，d0=8（《工艺手册》表5-36），Z=3（《工艺手册》表5-33）。（2）进给量：查表3，af=0.12～0.20mm/z，取af=0.2mm/z。铣刀耐用度T=10.8×103s（表8）（3）决定切削速度和每秒进给量vf：根据表9，d0=8，z=3，ap=4，ae=8，af=0.2时，vt=0.25m/s，nt=1.01r/s，vft=1.27mm/r各修正系数为：KMv=KMn=KMvf=0.69KSv=KSn=KSvf=0.8KZv=KZn=1.02KZvf=0.82∴v=vt·Kv=0.25×0.69×0.8×1.02=0.14m/sn=nt·Kn=1.01×0.69×0.8×1.02=0.57r/svf=vft·Kvf=1.27×0.69×0.8×0.82=2.087m/r根据机床取nc=0.625m/s，vfc=0.625mm/s，因此实际切削速度和每齿进给量为：vc=πdnc/1000=3.14×8×0.625/1000=0.942m/minvfc=vfc/ncz=0.625/0.625×3=0.33mm/z（4）切削工时：T＝（h+l1）/fMc+（l-D）/fMz式中：l=25l1＝2h=438∴T＝（4+2）/0.625+（25-8）/0.33＝61.12s7.13.2精铣由于精铣时和粗铣时是同一刀具，故切削用量及工时均与粗铣相同。即nc=0.625m/s，vfc=0.625mm/s，T＝61.12s7.14工序十六：粗磨锥孔（本工序未特别注明，数据均出自《工艺手册》）（1）选择砂轮：见表3-91～97，表4-13，其结果为GB46ZR1A6P20×32×6。其含义为：砂轮磨料是白刚玉，粒度为46号，硬度为中软一级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为20×32×6（D×B×d）（2）切削用量：表4-11=2200r/min=3.14×20×2200/1000=138.16m/min（2.3m/s）=3.14×20×2200/1000=3.14×20×2200/1000（3）轴向进给量：fa=0.7B=0.7×32=22.4mm（双行程）（P175）（4）工件速度：vw=24m/min（表3-101）（5）径向进给量：fr=0.015mm/双行程（6）切削工时：t=2l·Zb·k/n·fB·ft式中：l=66.33Zb=0.1k=1.139∴t=2×66.33×0.1×1.1/2200×22.4×0.015=0.02min（1.2s）7.15工序十七：车螺纹（1）切削速度：当公称直径D=45mm，螺距P=1.5，查《工艺手册》表3-57及《切削手册》表21，粗车螺纹的速度v=0.6m/s，并规定粗车螺纹时ap＝0.17，走刀次数i=4；精车螺纹的速度v=1.066m/s，精车时ap＝0.08，走刀次数i=2。（2）确定主轴转速：粗车螺纹时：n1=1000v/πd=1000×0.6/3.14×45=4.25r/s（255r/min）按机床取n=230r/min实际切削速度：v=πd·n/1000=3.14×45×230/1000=32.50m/min精车螺纹时：n2=1000v/πd=1000×1.066/3.14×45=7.54r/s（452.4r/min）按机床取n=460r/min实际切削速度：v=πd·n/1000=3.14×45×460/1000=65m/min（1.08m/s）（3）切削工时：取切入长度l1=3mm，粗车螺纹的工时：t1=（l+l1/n·f）·i=（32+3/230×1.5）×4=0.41min（24.6s）精车螺纹的工时：t2=（l+l1/n·f）·i40=（32+3/450×1.5）×2=0.10min（6s）7.16工序十八：粗精磨外圆Φ65，Φ40（本工序未特别注明，数据均出自《工艺手册》）7.16.1.粗磨外圆Φ65：(1)选择砂轮：见表3-91～97，表4-10，其结果为GB50ZR1A6P600×63×305。（2）切削用量：表4-11n=1110r/minv=3.14×600×1110/1000=2091.24m/min（34.854m/s）（3）轴向进给量：fa=0.7B=0.7×63=44.1mm（双行程）（P175）（4）工件速度：vw=0.45m/s（表3-101）（5）径向进给量：fr=0.025mm/双行程（6）切削工时：t=2l·Zb·k/n·fB·f式中：l=64Zb=0.1k=1.1∴t=2×64×0.1×1.1/1110×44.1×0.025=0.012min（0.72s）7.16.2.粗磨外圆Φ40：（1）选择砂轮：选粗磨Φ65时的砂轮，即GB50ZR1A6P600×63×305。（2）切削用量：与粗磨Φ65时相同，即fa=44.1mm（双行程），vw=0.45m/s，fr=0.025mm/双行程。41（3）切削工时：t=2l·Zb·k/n·fB·双式中：l=115Zb=0.1k=1.1∴t=2×115×0.1×1.1/1110×44.1×0.025=0.021min（1.3s）7.16.3.精磨：（1）选择砂轮：见表3-91～97，表4-11。其结果为GB70R2A3P300×40×127（2）切削用量：=2200r/min=3.14×300×2200/1000=2072.4m/min（34.54m/s）（3）轴向进给量：fa=0.5B=0.5×40=20mm（双行程）（P175）（4）工件速度：vw=0.5m/s（表3-101）（5）径向进给量：fr=0.01mm/双行程（6）磨削进给量：fa=1.2m/min（表3-107）（7）切削工时：精磨Φ65的工时：t=2l·Zb·k/n·fB·f式中：l=64Zb=0.06k=1.4∴t=2×64×0.06×1.4/2200×20×0.01=0.024min（1.44s）精磨Φ40的工时：t1=2l·Zb·k/n·fB·f式中：l=115Zb=0.0642k=1.4∴t1=2×115×0.06×1.4/2200×20×0.01=0.044min（2.64s）t2=（Zb·A/ftM+K·τ）·k式中：Zb=0.06A=1k=1.3τ=0.14k=0.80。∴t2=(0.06×2/1.2+1.3×0.14)×0.80=0.23min（13.8s）7.17工序十九：粗精磨端面7.17.1粗磨：（1）选择砂轮：见表3-91～97，表4-11。其结果为GB50ZR2A6P160×25×75（2）切削用量：n=2700r/minv=3.14×160×2700/1000=1356.48m/min（22.61m/s）（3）轴向进给量：fa=（0.25～0.7）B=（0.25～0.7）×25=12.25～17.5mm，fa=16mm（双行程）（表3-107）（4）工件速度：vw=10m/min（表3-107）（5）径向进给量：fr=0.025mm/双行程（6）切削工时：粗磨Φ88.88左端面的工时：t1=l·Zb·K/n·fB·ft·Z式中：L=BM+b+1043=25+88.88/2+10=79.44Zb=0.1，k=1.0，Z=1∴t1=79.44×0.1×1.0/2700×16/2×0.025/2×1=0.03min（1.8s）粗磨Φ88.88右端面的工时：t2=l·Zb·K/n·fB·ft·Z式中：L=BM+b+10=25+（88.88-65）/2+10=46.94Zb=0.1，k=1.0，Z=1∴t2=46.94×0.1×1.0/2700×16/2×0.025/2×1=0.02min（1.2s）粗磨Φ40端面的工时：t3=l·Zb·K/n·fB·ft·Z式中：L=BM+b+10.=25+40/2+10=55Zb=0.1，k=1.0，Z=1∴t3=55×0.1×1.0/2700×16/2×0.025/2×1=0.02min（1.2s）7.17.2.精磨端面（1）选择砂轮：见《工艺手册》表3-91～97，表4-14。其结果为：GB70R2A3P160×25×75（2）切削用量：=2700r/min=3.14×1600×2700/1000=1356.48m/min（22.61m/s）（3）轴向进给量：fa=（0.25～0.7）B=（0.25～0.7）×25=12.25～4417.5mm，取fa=13mm（双行程）（表3-107）（4）工件速度：vw=18m/min（表3-107）（5）径向进给量：fr=0.01mm/双行程（6）切削工时：精磨Φ88.88左端面的工时：t1=l·Zb·K/n·fB·ft·Z式中：L=BM+b+10=25+88.88/2+10=79.44Zb=0.0.06，k=1.0，Z=1∴t1=79.44×0.06×1.0/2700×13/2×0.01/2×1=0.054min（3.24s）精磨Φ88.88右端面的工时：t2=l·Zb·K/n·fB·ft·Z式中：L=BM+b+10=25+（88.88-65）/2+10=46.94Zb=0.06，k=1.0，Z=1∴t2=46.94×0.06×1.0/2700×13/2×0.01/2×1=0.032min（1.92s）精磨Φ40端面的工时：t3=l·Zb·K/n·fB·ft·Z..................式中：L=BM+b+10=25+40/2+10=55Zb=0.06，k=1.0，Z=1∴t3=55×0.06×1.0/2700×13/2×0.01/2×1=0.038min（2.28s）457.18工序二十：精磨Φ22（1）选择砂轮：参照有关资料及《工艺手册》表3-91～97。其结果为：GB70R2A3P20×32×6（2）切削用量：=11000r/min=3.14×20×11000/1000=690.8m/min（11.5m/s）（3）轴向进给量：fa=（0.25～0.7）B=（0.25～0.7）×32=8～22.4mm，取fa=20mm（4）工件速度：vw=50m/min（表3-107）（5）径向进给量：fr=0.006mm/双行程（6）切削工时：t=2l·Zb·k/n·fB·f双式中：l=20，Zb=0.06，k=1.1∴t=2×20×0.06×1.1/11000×20×0.006=0.002min（0.12s）7.19工序二十一：精磨锥孔（1）选择砂轮：见《工艺手册》表3-91～97，表4-11。其结果为：GB70R2A3P25×25×6（2）切削用量：=10000r/min=3.14×25×10000/1000=785m/min（13.1m/s）（3）轴向进给量：fa=（0.25～0.7）B=（0.25～0.7）×25=6.25～17.5mm，取fa=10mm（双行程）（4）工件速度：vw=50m/min（表3-107）（5）径向进给量：fr=0.005mm/双行程（6）切削工时：46t=2l·Zb·k/n·fB·f双式中：l=67.02，Zb=0.06，k=1.4∴t=2×67.02×0.06×1.4/10000×10×0.005=0.023min（1.38s）8工艺规程总结以上为整个工艺设计的计算过程，总共有24道工序，主要包括了用机械加工方法来改变毛坯的形状、尺寸、表面相互位置和表面质量，使其成为零件的过程。最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片。9夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第16道工序――精铣8×25mm2键槽的铣床夹具，本夹具将用于XA5032立式铣床，刀具为高速钢立铣刀，对工件进行加工。9.1问题提出本夹具主要用来精铣8×25mm2键槽，这键槽侧面对定心直径中心线有一定的技术要求，而且键槽表面与尺寸都有一定的技术要求，而且这是键槽最后一道工序，因此在本道工序加工时，即要考虑技术要求，又要考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度。9.2夹具体设计9.2.1定位基准的选择由零件图和技术要求可知：花键侧面对中心线有平行度要求，且尺寸精度要求比较高，其设计基准为轴中心线。为了使定位误差尽量的小，应该选择以精度比较高的外圆表面定位夹具，且便于定位加工、加一个挡板挡键槽右端轴肩处为达到完全定位，V行块定位的外圆上方加一个滑动压板结构，也便于拆装。2、切削力及夹紧力的计算47刀具：高速钢立铣刀do=12mmZ=6ae=12mmap=5.2mm参考文献（切削用量简明手册机械工业出版社艾兴肖诗纲编）其中：Z=6所以=2346N径向进给：Fy=0.3F实=703.8N轴向进给：Fx=1.1F实=2580.6N在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，按全系数K=K1K2K3K4其中：K1为基本安全系数1.5K2为加工性质系数1.0K3为刀具钝化系数1.1K4为切削特点系数1.2所以=5110N选用V形块、一个档块和两个滑动压板结构定位来保证平行度要求克服水平切削力，实际的甲紧力应为：Nf=kFH所以其中f为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，根据夹具机构特点f=1.0则9.2.2夹紧力根据下图所示，结构、夹紧力的方向主要限位面以及作用点落在定位元件支承范围内的原则，如图：夹紧力的作用线是与垂直中心线重合的，因而使夹紧力与垂直方向的夹角为零，故可以保证夹紧稳定可靠。489.2.3夹具体与定位键为保证夹具在工作台上安装稳定，应按照夹具体的高、宽比不大与1.25的原则确定宽度，并在两端设置耳座以便固定。为确定夹具与机床工作台的相对位置，在夹具面上设置定位键，确定夹具在机床上的正确位置，两定位键的距离越大，定向精度越高。除定位之外，定位键还能承受部分扭矩，减轻夹具固定螺栓的负荷。增加夹具的稳定性，因而，装定位键是很有必要的。9.2.4定位误差分析（1）定位元件及公差的确定夹具体的主要定位元件为V块和挡板，该两个V行块的尺寸与公差中《机床夹具设计手册》和定位轴段大小的确定，相关尺寸见夹具零件图，V形块保证零件的径向误差。挡板：根据结构特点和相关资料，确定挡板的机构和尺寸见夹具零件图，挡板保证零件的轴向误差。（2）零件图样规定键槽的径向误差的确定：a)由径向尺寸可以确定b)键槽的轴向误差确定根据尺寸可以确定49c)V形块的径向误差的确定故能满足最大公差要求d)挡板轴向误差的确定挡板的轴向误差只与挡板的制造精度和定位误差有关，故满足即可，不需计算。9.2.5夹具设计及操作的简要说明在设计夹具时，首先考虑的是要保证零件的加工精度，其次是提高劳动生产率。因此，在设计本道夹具时，应先考虑零件在夹具上的定位，在本道工序中，主要是用两个V形块，具有对中性，而且要在同一水平面上。在轴肩地方安装一个挡块，有两个作用，其一是为在加工时方便键槽的x方向的定位，其二是利用挡块可以防止零件在加工时的轴向移动，保证键槽的轴向尺寸精度等级。本工序是精加工，所以切削力不是很大，铣键槽的时候是从往远离挡块的方向铣槽，这样可以由挡块来保证主轴在轴向上的定位，当铣刀刚在z轴方向铣深度时，由V形块来保证纵向力。铣床夹具的装配图及夹具体零件图分别画出。结束语本次的铣床主轴机械加工工艺规程与铣键槽专用夹具设计，完成了对铣50床主轴零件的工艺分析，制定了工艺路线，通过计算得到了机械加工余量，工艺尺寸及毛坯尺寸。再根据零件的结构和工序要求设计了专用夹具。通过本次毕业设计活动，可以让我们对铣床的零部件有更深一步的认识，对铣床的加工生产也会有一定的了解，这是在大学生活中极为重要的教学部分，是为以后的工作和学习打下基础的课程。由于零件的工艺设计过程可以是多种多样的，工艺人员的任务是从现有生产任务条件出发，制定一个切合实际的最优工艺设计过程，制定机械加工工艺规程的原则是：在一定的生产条件下，以最低的成本，按计划规定的速度，可靠地加工符合图纸要求的零件。在制定工艺过程时，应该要注意技术的先进性、经济的合理性及劳动条件的良好性。另外对于我们学生来说，此次设计活动的安排是非常有意义的，它不仅能够使我们巩固专业课的知识，严谨的工作态度的培养和团结合作的精神的培养也是有很大的帮助。这次的毕业设计就是这样一个制定机械加工工艺规程的过程，由于能力所限，设计肯定会有许多不足的地方，恳请各位老师给予指教。致谢毕业设计是对大学四年所学知识与能力的综合应用和检测，是每一个合格的大学生的必经工程，也是一个重要的实践性教学环节。本次毕业设计，不仅培养了我们正确的设计思想；也同时让我们掌握了工程设计的一般程序和方法，以及锻炼了我们综合运用知识的能力。在本次设计过程中，我们大量阅读了各种技术资料及手册，不仅认真探讨了工艺规程及专用夹具设计领域内的各种问题，而且对车床尾座体零件的性能有所了解。因此，本次设计不仅加深了自己对专业所学知识的的理解和认识，而且也对自己发知识面进行了拓宽。此外，本次设计在绘图过程中，使用了AUTOCAD绘图软件，这些都不同程度地使我们学到了更多的知识，进一步提高了我们绘图的能力。在本次毕业设计中，我得到陈平教授的指导，并在设计中及时的给我解答疑难，让我在本次毕业设计中得到了自己能力的长进和知识上的一次飞跃，这51对我的将来都会有深远的影响。并且，在设计过程中还有其他老师和同组同学的热忱帮助，在此表示感谢！由于本人知识有限，实际经验不足，因此我的设计还存在着很多的不足之处，敬请各位老师指正，本人将不胜感激！参考资料［１］徐嘉元，曾家驹.机械制造工艺学［M］.机械工业出版社1997.8［２］联合编写组.机械设计手册［M］.化学工业出版社1987.12［３］赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书［M］.机工版1987.10［４］哈尔滨工业大学李益民主编.机械制造工艺设计简明手册［M］机工版.2005.7［５］王启平主编.机床夹具设计［M］.哈工大出版社1985.12［６］东北重型机械学院.机床夹具设计手册［M］.上海科学技术出版社1980.1［７］孟少安.机械加工工艺手册［M］.机械工业出版社1991.9［８］刘文举.汽车传动与行使部分检修问答［M］.人民邮电出版社1997.5［９］唐艺等.汽车构造与修理图解［M］.机械工业出版社1992.4［10］侯家驹.汽车制造工艺学［M］.机械工业出版社1991.8［11］徐灏.机械设计手册［M］.机械工业出版社1991.9［12］周昌治，杨忠鉴，赵之渊.机械制造工艺学［M］.重庆大学出版社1994.10［13］肖继德，陈宁平.机床夹具设计［M］.机械工业出版社2005.352［14］孙丽媛.机械制造工艺及用夹具设计指导［M］.冶金工业出版社2002.5［15］杨叔子.机械加工工艺师手册［M］.机械工业出版社2002.1［15］朱龙根.机械零件设计手册［M］.机械工业出版社2005.8［16］四川大学研究所.机床夹具设计图册［M］.机械工业出版社2003.10［17］章跃.机械制造专业英语［M］.机械工业出版社2002.4附录1、毛胚图一张A22、装配图一张A03、零件图一张A04、主轴图一张A1（手绘）5、机械加工工艺过程卡6、机械加工工序卡片7、毕业实习报告8、外文翻译53",)