WIA8.310.0001驅動軸工藝及銑鍵槽夾具設計（含全套CAD圖紙）

WIA8.310.0001驅動軸工藝及銑鍵槽夾具設計（含全套CAD圖紙）,wia8,驅動,工藝,鍵槽,夾具,設計,全套,cad,圖紙 機 械 技 術 學 院畢 業(yè) 設 計 論 文WIA8.310.0001驅動軸工藝及銑鍵槽夾具設計學生姓名： 金 賢 指導教師姓名： 張 錚 所在班級： 數控10871 所在專業(yè)： 數控技術 論文提交日期： 2011.4.25 論文答辯日期： 2011.4.28 答辯委員會主任： 孫燕華 主答辯人： 王自建 數 控 技 術 系I無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的畢業(yè)設計論文是我個人在指導老師指導下進行的研制工作及取得的研制成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得無錫職業(yè)技術學院或其它教育機構的畢業(yè)文憑或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本論文所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學生簽名： 日期：2011.4.25無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文使用授權聲明無錫職業(yè)技術學院及其圖書館、檔案室有權保留本人所送畢業(yè)設計論文：WIA8.310.0001驅動軸工藝及銑鍵槽夾具設計的復印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復制手段保存本論文。本人電子文檔的內容和紙質論文的內容相一致。除此以外，允許本論文被查閱和借閱，可以公布（包括刊登）論文的全部或部分內容。論文的公布（包括刊登）授權無錫職業(yè)技術學院機械技術學院辦理。學生簽名： 指導教師簽名： 日期：2011.4.25WIA8.310.0001驅動軸工藝及銑鍵槽夾具設計摘要 WIA8.310.0001驅動軸是用在直齒減速箱上的主動軸，屬于階梯軸。軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它在機械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，以傳遞扭矩，并保證裝在軸上零件的回轉精度。本次課題主要是通過對WIA8.310.0001驅動軸進行相關工藝分析，從而制定出切實可行的加工工藝路線，并完成一份WIA8.310.0001驅動軸的二維CAD圖的繪制；通過對驅動軸機械加工工藝路線的制定，完成相關的工藝過程卡及工序卡各一份；并完成驅動軸銑鍵槽專用夾具的設計，繪制一份銑鍵槽專用夾具的總裝圖；最終完成WIA8.310.0001驅動軸相關課程設計說明書以及FANUC Series 0I-TC操作說明書8.3-9.5相關英語內容的翻譯。關鍵詞 驅動軸 加工工藝 專用夾具目錄1第一章 緒論11.1課題簡介11.2預期成果11.3表面加工路線11.4工藝設計所需軟件31.5本章小結3第二章 驅動軸加工工藝過程42.1毛坯的設計42.1.1計算零件年生產量42.1.2確定毛坯尺寸42.2工藝過程設計52.3機床和刀夾量具選擇62.3.1選擇機床62.3.2選擇刀夾量具82.4本章小結9第三章 驅動軸工序設計103.1車削加工103.1.1端面粗車103.1.3外圓粗車153.1.5切槽213.2鉆削加工233.2.1車鉆頂尖孔233.2.2車鉆螺紋底孔253.3螺紋加工273.4鍵槽銑削283.4.1鍵槽粗銑283.4.2鍵槽精銑303.5研頂尖孔333.6外圓磨削333.6.1外圓粗磨333.6.2精磨外圓353.7本章小結37第四章 銑鍵槽夾具設計384.1定位方案分析384.2定位誤差分析計算384.3加緊力及加緊元件確定394.4夾具總裝圖394.5本章小結40第五章 回顧總結415.1課題成果415.2存在問題415.3收獲體會41致謝42參考文獻43附件1：開題報告44附件2：任務書44附件3：WIA8.310.0001驅動軸CAD圖44附件4：夾具總裝圖44附件5：開題報告44附件6：任務書44附件7：WIA8.310.0001驅動軸過程卡44附件8：WIA8.310.0001驅動軸工序卡44附件9：英語翻譯44附件10：答辯PPT44無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文WIA8.310.0001驅動軸工藝及銑鍵槽夾具設計第一章 緒論1.1課題簡介軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它在機械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，以傳遞扭矩，并保證裝在軸上零件的回轉精度。 WIA8.310.0001驅動軸是用在直齒減速箱上的主動軸，屬于階梯軸。WIA8.310.0001驅動軸長度L為270mm，最大直徑d為44mm，由于L/d12，屬于剛性軸。WIA8.310.0001驅動軸主要由外圓柱面、外圓錐面、端面、臺階面、螺紋、鍵槽及橫向中心孔組成。本次課題主要是通過對WIA8.310.0001驅動軸進行相關工藝分析，從而制定出切實可行的相關加工工藝路線，并完成與此零件加工工藝相關的圖表。WIA8.310.0001驅動軸三維造型見圖1-1圖1-1 WIA8.310.0001驅動軸三維造型圖1.2預期成果本次課程設計預期所要完成的成果為：1.完成WIA8.310.0001驅動軸的二維圖繪制，二維圖一份；2.完成WIA8.310.0001驅動軸機械加工工藝路線的制定，相關工藝過程卡及工序卡一份；3.完成WIA8.310.0001驅動軸銑鍵槽專用夾具設計，銑鍵槽夾具圖一份；4.完成WIA8.310.0001驅動軸相關課程設計說明書，說明書一份；5.完成FANUC Series 0I-TC操作說明書8.3-9.5相關英語內容的翻譯。1.3表面加工路線WIA8.310.0001驅動軸的相關尺寸要求如圖1-2及附圖1所示圖1-2 WIA8.310.0001驅動軸零件圖相關技術要求為：坯料、熱處理及成品進行超聲波探傷，剔除不合格產品；硬度（HB）241-286；未注倒角均按1.5*45；未注公差尺寸均按IT15級。WIA8.310.0001驅動軸材料為40Cr且需進行鍛造，主要機械加工表面為端面、外圓、槽、孔、螺紋及鍵槽加工。WIA8.310.0001驅動軸端面公差尺寸要求為IT15級，根據機械加工工藝手冊（軟件版）1.0表外圓柱面加工的經濟精度，查得：半精車所能達到的公差尺寸要求為IT8IT10級，故端面的加工路線為粗車半精車。WIA8.310.0001驅動軸外圓面粗糙度要求為Ra0.8m，全跳動要求為0.02m，尺寸技術要求較高，根據機械加工工藝手冊（軟件版）1.0表各種加工方法能達到的表面粗糙度，查得：外圓磨（精磨）所能達到的Ra0.2mRa0.8m，故外圓的加工路線為粗車精車粗磨精磨。WIA8.310.0001驅動軸所需達到的表面粗糙度要求為Ra3.2m，根據機械加工工藝手冊（軟件版）1.0表各種加工方法能達到的表面粗糙度，查得：切槽（二次行程）所能達到的表面粗糙度要求為Ra3.2mRa6.3m，故槽的加工需進行二次行程的切槽便可達到相關公差尺寸要求。WIA8.310.0001驅動軸的孔主要是中心孔及螺紋底孔公差尺寸均按IT15級，用中心鉆及麻花鉆即可達到相關公差尺寸要求。WIA8.310.0001驅動軸的鍵槽，槽寬由定尺寸刀具保證，此部位加工需考慮使用專用夾具。1.4工藝設計所需軟件本次工藝設計所涉及的軟件主要為AutoCAD及UG NX。AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是美國Autodesk公司首次于1982年生產的自動計算機輔助設計軟件，用于二維繪圖、詳細繪制、設計文檔和基本三維設計?，F(xiàn)已經成為國際上廣為流行的繪圖工具。.dwg文件格式成為二維繪圖的事實標準格式。AutoCAD具有良好的用戶界面，通過交互菜單或命令行方式便可以進行各種操作。它的多文檔設計環(huán)境，讓非計算機專業(yè)人員也能很快地學會使用。在不斷實踐的過程中更好地掌握它的各種應用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一個產品工程解決方案，它為用戶的產品設計及加工過程提供了數字化造型和驗證手段。Unigraphics NX針對用戶的虛擬產品設計和工藝設計的需求，提供了經過實踐驗證的解決方案。1.5本章小結本章介紹了WIA8.310.0001驅動軸，通過對WIA8.310.0001驅動軸的機械加工工藝技術要求的分析，提出了本次課程設計的預期成果及初步加工路線，并對課題實施所采用的相關工具軟件進行了簡單說明。第二章 驅動軸加工工藝過程2.1毛坯的設計2.1.1計算零件年生產量驅動軸零件年生產量N（件/年）計算公式為：N=Qn(1+a%+b%)式中:Q產品的年生產量，為4000臺/年；n每臺產品中該零件的數量，為1件/臺；a%備品的百分率，取5%；b%廢品的百分率，取0.5%。N=40001(1+5%+0.5%)=4220件/年。根據以上計算結果，查表2-1可知該零件為中批量生產類型，考慮到驅動軸在使用過程中需承受較重載荷故選擇鍛件。表2-1 生產綱領與生產類型的關系生產類型零件的年生產綱領/件重型零件中型零件輕型零件單件生產510100小批生產510010200100500中批生產1003002005005005000大批生產30010005005000500050000大量生產10005000500002.1.2確定毛坯尺寸由于WIA8.310.0001驅動軸長度L為270mm，最大直徑d為44mm，根據機械加工工藝手冊（軟件版）1.0表模鍛件內外表面加工余量，查得毛坯外形尺寸為49278mm。鍛造毛坯如圖2-1所示圖2-1 鍛造毛坯圖可以選擇45mm40Cr棒料作為毛坯原料，并需要進行鍛造，故毛坯棒料長度l棒（mm）計算公式為：V棒95%（考慮了5%的燒損量）=V坯0.95R2棒=R2坯2l棒=2l坯2l棒=2278L棒=347mm式中：V棒棒料體積（mm3）；V坯毛坯體積（mm3）；R棒棒料半徑 (mm)；R坯毛坯半徑（mm）；l坯毛坯長度，為278mm；d棒棒料直徑，為45mm；d坯毛坯直徑，為49mm。故應鋸棒料45347mm。棒料圖如圖2-2所示圖2-2 棒料圖2.2工藝過程設計根據以上相關計算結果驅動軸加工方法如圖2-3所示備料半精車外圓至36.429粗車外圓至38230外圓車削 車鉆3中心孔車鉆8螺紋孔車鉆12中心孔孔加工攻M10內螺紋螺紋加工精銑12鍵槽至尺寸粗銑鍵槽鍵槽加工精磨外圓30至尺寸粗磨外圓至37.2外圓磨削 檢圖2-3 驅動軸加工方法該零件相應的工藝過程卡見表附件52.3機床和刀夾量具選擇2.3.1選擇機床WIA8.310.0001驅動軸相應的加工過程，如表2-2所示表2-2 WIA8.310.0001驅動軸加工過程工序號工序名稱工序內容010備料鋸45347mm（考慮了5%的燒損量）020鍛鍛成49278mm030熱處理退火040檢超聲波探傷，剔除不合格毛坯050車三爪裝夾左端，車右端面留余量3mm車外圓至38230mm060鉆三爪裝夾左端，車鉆1260頂尖孔車鉆8.530mm孔070車掉頭三爪裝夾右端，車左端面留余量3mm（續(xù)）工序號工序名稱工序內容車外圓至4840mm車外圓至3932mm切槽333mm、334mm至尺寸080鉆三爪裝夾右端，車鉆3頂尖孔090車掉頭三爪裝夾左端，車右端面留余量1.5mm100攻攻M1025mm內螺紋110車掉頭三爪裝夾右端，車左端面留余量1.5mm車448mm至尺寸車外園至36.429mm車三處1.545倒角至尺寸120車掉頭雙頂尖裝夾，車36、35、30外圓表面，留單面余量0.6mm車兩處20倒角至尺寸車1.545倒角至尺寸130銑銑鍵槽夾具裝夾，銑兩處1250mm鍵槽至尺寸140熱處理泥芯保護兩端面頂尖孔，調質HB241-286150車去泥芯三爪裝夾左端，車右端面保證總長270mm掉頭三爪裝夾右端，車左端面保證總長270mm160研三爪裝夾左端，研右頂尖孔三爪裝夾右端，研左頂尖孔170雙頂尖裝夾，磨36、35、30外圓表面，留單面余量0.2mm180磨掉頭雙頂尖裝夾，磨3529mm至尺寸190磨掉頭雙頂尖裝夾，磨36、35、30外圓表面至尺寸200磨磨莫氏錐度1:100至尺寸210鉗去毛刺220檢超聲波探傷，剔除不合格產品檢驗其他尺寸精度，剔除不合格產品驅動軸相應加工過程中工序號為050、070、090、110、120、150、160的工序為粗車、半精車、切槽、倒角及研頂尖孔，WIA8.310.0001驅動軸最大尺寸為44270mm，毛坯尺寸為49278mm，根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），工件最大加工長度L=650mm，900mm，1400mm，1900mm工件最大加工直徑在床面上為400mm；在刀架上為210mm。故可選用CA6140型號的臥式車床進行相關加工。工序060、080為車鉆頂尖孔及螺紋孔，跟據WIA8.310.0001驅動軸相關尺寸、生產類型及尺寸要求，可選用CA6140型號的臥式車床進行相關加工。工序100為攻M10內螺紋，可選擇手工攻絲。工序130為銑兩處鍵槽，跟據WIA8.310.0001驅動軸相關尺寸、生產類型及尺寸要求，根據XA5032型號銑床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表3.30）工作臺工作面積，長寬=1250mm320mm，工作臺最大縱向行程680mm，故可選用XA5032型號立式升降臺銑床進行相關加工。工序170、180、190、200為粗磨、精磨及磨1:100莫氏錐度，跟據WIA8.310.0001驅動軸相關尺寸、生產類型及尺寸要求，根據機械加工工藝手冊（軟件版）1.0萬能外圓磨床查得M131W型萬能外圓磨磨削外圓直徑最大為315mm，磨削外圓長度最大為1000mm圓度最高為0.003mm，圓柱度最高為0.006mm，故可選用M131W型萬能外圓磨床進行相關加工。2.3.2選擇刀夾量具1.選擇刀具在車床上進行的相關加工工序中，車削外圓時依據相關尺寸精度要求，可選擇YT類硬質合金車刀，粗車時可選用YT5硬質合金左偏刀，半精車時可選用YT15硬質合金左偏刀；車鉆中心孔時，由于工件在半精車及磨削加工時均需用到中心孔定位來保證較高的尺寸精度要求，故可選擇帶護錐的B型中心鉆。在銑床上進行的相關加工工序中，主要是銑鍵槽，根據鍵槽相關尺寸精度要求，可先選用 10立銑刀粗銑鍵槽，再選用12鍵槽銑刀進行精銑。在磨床上進行的相關加工工序中，主要是磨削工件外圓面，使之達到相關尺寸精度要求并磨出相應錐度，可先選用普通平形砂輪粗磨工件外圓，再選用普通平形砂輪精磨工件外圓，最后選用成型砂輪磨出相應錐度。2.選擇夾具軸類零件的設計基準是軸心線，軸類零件的加工通常采用外圓或中心孔作為定位基準。在粗加工工件時，粗基準為兩端的外圓柱面。WIA8.310.0001驅動軸粗車端面及外圓時，用三爪卡盤固定其一端，對另一端進行相關加工；車鉆中心孔及螺紋孔時，用三爪卡盤固定其一端，對另一端進行相關加工。半精車及磨削時，為保證工件相關尺寸精度要求，采用兩中心孔進行定位，設計基準為工件的中心線，采用雙頂尖裝夾進行相關加工以滿足基準重合。由于多數加工工序都采用兩中心孔進行定位并輔以雞心夾，能夠最大限度的加工出多個外圓恰好滿足基準統(tǒng)一。銑削鍵槽時，為保證相關尺寸精度要求，采用銑鍵槽專用夾具以保證鍵槽中心線與軸線相重合。工序050、070、090、110、150、160采用三爪卡盤進行裝夾。工序120、170、180、190、200采用雙頂尖裝夾并輔以雞心夾。工序100采用臺虎鉗裝夾。工序130采用銑鍵槽專用夾具進行裝夾。3.選擇量具粗車、半精車時可選用游標卡尺檢驗相關尺寸精度；銑鍵槽時可以選用鍵槽塞規(guī)檢驗相關尺寸精度磨削加工尺寸精度要求較高，可選用外圓百分尺檢驗相關尺寸精度；螺紋可以選用螺紋塞規(guī)檢驗相關尺寸精度；坯料、熱處理及成品需進行超聲波探傷；終檢時需用偏擺儀檢驗相關圓跳動量。綜上所述，WIA8.310.0001驅動軸相關加工機床及工藝裝備如表2-3所示表2-3 WIA8.310.0001驅動軸主要加工機床及工藝裝備工序名稱機床設備刀具夾具量具備料GW4028/A鋸片游標卡尺粗車CA6140YT5左偏刀三爪卡盤游標卡尺半精車CA6140YT15左偏刀三爪卡盤、頂尖、雞心夾游標卡尺切槽CA6140YT15切槽刀三爪卡盤游標卡尺鉆孔CA61403、12中心鉆、8.5麻花鉆三爪卡盤游標卡尺攻螺紋M10絲錐臺虎鉗螺紋塞規(guī)銑鍵槽XA503210立銑刀、12鍵槽銑刀銑鍵槽夾具鍵槽塞規(guī)研頂尖孔CA6140鑄鐵頂尖三爪卡盤粗磨M131W圓砂輪三爪卡盤、頂尖、雞心夾外徑百分尺精磨M131W圓砂輪三爪卡盤、頂尖、雞心夾外徑百分尺檢偏擺儀、游標卡尺、鍵槽塞規(guī)、千分表2.4本章小結本章的主要內容是介紹WIA8.310.0001驅動軸加工工藝過程的相關設計流程，主要闡述了毛坯、工藝過程的設計、確定。本章節(jié)通過對WIA8.310.0001驅動軸生產類型、毛坯尺寸的計算確定；擬定了WIA8.310.0001驅動軸相關工藝路線并且確定了與此相關的機床及工藝裝備；最終確定了WIA8.310.0001驅動軸加工工藝過程并填寫相關的加工工藝過程卡。第三章 驅動軸工序設計3.1車削加工3.1.1端面粗車以工序050三爪裝夾左端，粗車右端面留余量3mm為例，其加工材料為40Cr鋼，抗拉強度b=700MPa，鍛件，有外皮；加工余量僅為1mm，只需一次走刀即可完成。其加工簡圖如圖3-1所示。圖3-1 粗車右端面加工簡圖1.選擇車刀幾何尺寸選擇直頭焊接式外圓車刀，根據切削用量簡明手冊+第3版表1.1，由于CA6140車床的中心高為200mm（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），故選刀桿尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度為4.5mm。根據切削用量簡明手冊+第3版表1.2，粗車帶外皮的鍛件毛坯，可選擇YT5牌號硬質合金。2.選擇車刀幾何形狀根據切削用量簡明手冊+第3版表1.3；選擇卷屑槽帶倒棱前刀面，主偏角Kr=45，副偏角=10，后角0=6，前角0=12，刃傾角s=0，刀尖圓弧半徑r=1.0mm，倒棱前角01=-10，倒棱寬度br1=0.4mm。卷屑槽尺寸為：圓弧半徑rBn=5mm，槽寬WBn=5mm，槽深CBn=0.7mm（卷屑槽尺寸根據以后選擇的進給量確定）。3.確定切削用量切削深度ap粗加工余量僅為1mm，只需一次走刀即可完成，故ap=1mm進給量根據切削用量簡明手冊+第3版表1.4當刀桿尺寸BH=1625mm，ap3mm，工件直徑為4060mm時，=0.40.7mm/r。按CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31）選擇=0.48mm/r確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行檢驗。根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），其進給機構允許進給力Fmax=3530N。根據切削用量簡明手冊+第3版表1.21，當鋼的的強度b=680810MPa，ap2mm，0.53mm/r，Kr=45，vc=65m/min(預計)時，進給力為F=630N。切削時切削力F修正系數為kkrF=1.0，kroF=1.0，ksF=1.0（見切削用量簡明手冊+第3版表1.29-2），故實際進給力為F=630N由于切削時的進給力F小于車床進給機構允許的進給力Fmax，故所選=0.48mm/r的進給量可用。4.車刀鈍角標準及壽命根據切削用量簡明手冊+第3版表1.9，車刀后角面最大磨損量取為1mm，車刀壽命T=60min。5.切削速度根據切削用量簡明手冊+第3版表1.10，當用YT15硬質合金車刀加工b=630700MPa鋼料，ap1.4mm,0.54mm/r,切削速度vt=156mm/min。切削速度的修正系數為：kTv=1.0，kMv=1.0，kmv=0.8，ktv=0.65，kkv=1.04，kkrv=1.0（均見切削用量簡明手冊+第3版表1.28）故=vtkv=1560.80.651.04=84.36m/minn=548r/min式中：vt查表所得切削速度，為156m/min；D工件直徑，為49mm；kv切削速度修正系數；修正后的切削速度（m/min）；n工件轉速（r/min）。根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31）,選擇nc=560r/min這是實際切削速度vc=86m/min式中：vc實際切削速度（m/min）；D工件直徑，為49mm；nc車床主軸轉速，為560r/min。6.校驗機床功率由切削用量簡明手冊+第3版表1.24，當b=580970MPa，ap2mm，0.6mm/r， vc86m/min時，Pc=2kW。切削功率的修正系數kkrPc=kkrFc=1.0，kroPc=kroFc=1.0（切削用量簡明手冊+第3版表1.29-2），故實際切削時的功率為Pc=2kW。根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），車床主軸允許功率PE=7.5kW，因PcPE,故所選擇之切削用量可在CA6140車床上進行。最后決定的車削用量如表3-1所示。表3-1 粗車右端面切削用量主軸轉速n（r/min）進給量（mm/r）切削深度ap（mm）切削速度vc（m/min）5600.481867.計算基本工時tm=式中：tm基本工時（min）；L加工長度（mm）；n車床主軸轉速，為560r/min；進給量，為0.48mm/r。式中L=l+y+，l=r=24.5mm，根據切削用量簡明手冊+第3版表1.26，車削時的入切量及超切量y+=2.0mm則L=24.5+2.0mm=26.5mm，故tm=min=0.10min粗車其它端面時切削用量、基本工時確定方法于此相同，最后決定的切削用量與基本工時如表3-2所示。表3-2 粗車其它端面切削用量與基本工時主軸轉速(r/min)進給量(mm/r)背吃刀量(mm)進給次數基本工時（min）粗車左端面5600.48110.103.1.2端面半精車以工序090三爪裝夾左端，車右端面留余量1.5mm為例，其加工材料與粗車端面相同，加工余量僅為1.5mm，只需一次走刀即可完成。其加工簡圖如圖3-2所示。圖3-2 半精車右端面加工簡圖1.選擇刀具車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。半精車的刀片牌號選為YT15，車刀幾何形狀為（切削用量簡明手冊+第3版表1.3）：主偏角Kr=45，副偏角=5，后角0=8，前角0=12，刃傾角s=3，刀尖圓弧半徑r=1.0mm，倒棱前角01=-5，倒棱寬度br1=0.3mm。卷屑槽尺寸為：圓弧半徑rBn=4mm，槽寬WBn=3.5mm，槽深CBn=0.4mm2.確定切削用量切削深度ap加工余量為1.5mm，故分一次走刀ap=1.5mm確定進給量半精加工進給量主要受加工表面粗糙度的限制。根據切削用量簡明手冊+第3版表1.6，當表面粗糙度為Ra3.2m，r=1.0mm，v50m/r(預計)時，=0.30.35mm/r。根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），選擇=0.33mm/r。確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行檢驗。根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），其進給機構允許進給力Fmax=3530N。根據切削用量簡明手冊+第3版表1.21，當鋼的的強度b=680810MPa，ap2mm，0.36mm/r，Kr=45，vc=65m/min(預計)時，進給力為F=530N。切削時F修正系數為kkrF=1.0，kroF=1.0，ksF=1.0（見切削用量簡明手冊+第3版表1.29-2），故實際進給力為F=530N。由于切削時的進給力F小于車床進給機構允許的進給力Fmax，故所選=0.33mm/r的進給量可用。3.選擇車刀磨鈍標準及壽命根據切削用量簡明手冊+第3版表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為0.4mm，車刀壽命T=60min。4.選擇切削速度確定切削速度vc根據切削用量簡明手冊+第3版表1.10，當b=630700MPa，ap3mm，0.38mm/r時，vt=156m/min，切削速度的修正系數kkv=1.04，故=vtkkv=1561.04=162.24m/minn=1655r/min式中：vt查表所得切削速度，為156m/min；D工件直徑，為31.2mm；kv切削速度修正系數；修正后的切削速度（m/min）；n工件轉速（r/min）。根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），選擇nc=1400r/min這時實際切削速度vc為vc=137m/min式中：vc實際切削速度（m/min）；D工件直徑，為31.2mm；nc車床主軸轉速，為1400r/min。5.校驗機床功率由切削用量簡明手冊+第3版表1.24，當b=580970MPa，ap2mm，0.37mm/r，vc162m/min時，Pc=2.4kW。切削功率的修正系數kkrPc=kkrFc=1.0，kroPc=kroFc=1.0(切削用量簡明手冊+第3版表1.29-2)，故實際切削時的功率為Pc=2.4kW。根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），車床主軸允許功率PE=7.5kW，因PcPE，故所選擇之切削用量可在CA6140車床上進行。最后決定的車削用量如表3-3所示。表3-3 半精車右端面切削用量主軸轉速n（r/min）進給量（mm/r）切削深度ap（mm）切削速度vc（m/min）14000.331.51376.計算基本工時tm=式中：tm基本工時（min）；L加工長度（mm）；n車床主軸轉速，為1400r/min；進給量，為0.33mm/r。式中L=l+y+，l=r=15.6mm，根據切削用量簡明手冊+第3版表1.26，車削時的入切量及超切量y+=2.0mm則L=15.6+2.0mm=17.6mm，故tm=min=0.04min半精車其它端面時切削用量、基本工時確定方法于此相同，最后決定的切削用量與基本工時如表3-4所示。表3-4 半精車其它端面切削用量與基本工時主軸轉速(r/min)進給量(mm/r)背吃刀量(mm)進給次數基本工時（min）半精車左端面7100.411.510.073.1.3外圓粗車以工序050粗車外圓至38230mm為例，加工材料相同，由于加工余量達5.5mm，故分兩次走刀。其加工簡圖如圖3-3所示.圖3-3 粗車外圓至38230mm加工簡圖由于工件是鍛造毛坯，加工余量達5.5mm，故分兩次走刀。1.選擇車刀幾何形狀選擇直頭焊接式外圓車刀，根據切削用量簡明手冊+第3版表1.1，由于CA6140車床的中心高為200mm（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），故選刀桿尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度為4.5mm。根據切削用量簡明手冊+第3版表1.2，粗車帶外皮的鍛件毛坯，可選擇YT5牌號硬質合金。2.選擇車刀幾何形狀根據切削用量簡明手冊+第3版表1.3；選擇卷屑槽帶倒棱前刀面，主偏角Kr=45，副偏角Kr=10，后角0=6，前角0=12，刃傾角s=0，刀尖圓弧半徑r=1.0mm，倒棱前角01=-10，倒棱寬度br1=0.4mm。卷屑槽尺寸為：圓弧半徑rBn=5mm，槽寬WBn=5mm，槽深CBn=0.7mm（卷屑槽尺寸根據以后選擇的進給量確定）。3.選擇切削用量確定切削深度ap由于粗加工余量為5.5mm，分兩次走刀切完，故ap=mm=2.75mm確定進給量根據切削用量簡明手冊+第3版表1.4，在粗車鋼料、刀桿尺寸為16mm25mm、ap3mm以及工件尺寸為4060mm時=0.40.7mm/r。按CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31）選擇=0.48mm/r確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行檢驗。根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），其進給機構允許進給力Fmax=3530N。根據切削用量簡明手冊+第3版表1.21，當鋼的的強度b=680810MPa，ap2.8mm，0.53mm/r，Kr=45，vc=65m/min(預計)時，進給力為F=905N。切削時F修正系數為kkrF=1.0，kroF=1.0，ksF=1.0（見切削用量簡明手冊+第3版表1.29-2），故實際進給力為F=905N。由于切削時的進給力F小于車床進給機構允許的進給力Fmax，故所選=0.48mm/r的進給量可用。4.選擇車刀磨鈍標準及壽命根據切削用量簡明手冊+第3版表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，車刀壽命T=60min。5.確定切削速度切削速度vc可根據公式計算，也可直接由表中查出根據切削用量簡明手冊+第3版表1.10，當用YT15硬質合金車刀加工b=630700MPa。鋼料，ap3mm，0.54mm/r，切削速度vt=138m/min。切削速度的修正系數為kTv=1.0，kMv=1.0，kmv=0.8，ktv=0.65，kkv=1.04，kkrv=1.0(均見切削用量簡明手冊+第3版表1.28)，故=vtkv=1380.80.651.04=74.63m/minn=r/min=485r/min式中：vt查表所得切削速度，為138m/min；D工件直徑，為49mm；kv切削速度修正系數；修正后的切削速度（m/min）；n工件轉速（r/min）。根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31）,選擇nc=450r/min這時實際切削速度vc為vc=min=69m/min式中：vc實際切削速度（m/min）；D工件直徑，為49mm；nc車床主軸轉速，為450r/min。6.校驗機床功率由切削用量簡明手冊+第3版表1.24，當b=580970MPa，ap2.8mm，0.6mm/r， vc70m/min時，Pc=2.4kW。切削功率的修正系數kkrPc=kkrFc=1.0，kroPc=kroFc=1.0(切削用量簡明手冊+第3版表1.29-2)，故實際切削時的功率為Pc=2.4kW。根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），車床主軸允許功率PE=7.5kW，因PcPE，故所選擇之切削用量可在CA6140車床上進行。最后決定的車削用量如表3-5所示表3-5 粗車外圓至38230mm切削用量主軸轉速n（r/min）進給量（mm/r）切削深度ap（mm）切削速度vc（m/min）4500.482.7574.637.計算基本工時tm=式中：tm基本工時（min）；L加工長度（mm）；n車床主軸轉速，為450r/min；進給量，為0.48mm/r。式中L=l+y+，l=230mm，根據切削用量簡明手冊+第3版表1.26，車削時的入切量及超切量y+=5.0mm則L=230+5.0mm=235mm，故tm=min=1.09min粗車其它外圓時切削用量、基本工時確定方法于此相同，最后決定的切削用量與基本工時如表3-6所示。表3-6 粗車其它外圓切削用量與基本工時主軸轉速(r/min)進給量(mm/r)背吃刀量(mm)進給次數基本工時（min）粗車外圓至4840mm5600.460.510.16粗車外圓至3932mm4000.464.510.223.1.4外圓半精車以工序110半精車外圓448mm至尺寸為例，加工材料相同，其加工簡圖如圖3-4所示。圖3-4 半精車外圓448mm至尺寸加工簡圖1.選擇刀具車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。半精車的刀片牌號選為YT15，車刀幾何形狀為（表1.3）：主偏角Kr=45，副偏角=5，后角0=8，前角0=12，刃傾角s=3，刀尖圓弧半徑r=1.0mm，倒棱前角01=-5，倒棱寬度br1=0.3mm卷屑槽尺寸為：圓弧半徑rBn=4mm，槽寬WBn=3.5mm，槽深CBn=0.4mm。2.選擇切削用量確定切削深度apap=mm=2mm確定進給量半精加工進給量主要受加工表面粗糙度的限制。根據切削用量簡明手冊+第3版表1.6，當表面粗糙度為Ra3.2m，r=1.0mm，v50m/r(預計)時，=0.30.35mm/r根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），選擇=0.33mm/r。3.選擇車刀磨鈍標準及壽命根據切削用量簡明手冊+第3版表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為0.4mm，車刀壽命T=60min。4.確定切削速度切削速度vc根據切削用量簡明手冊+第3版表1.10，當b=630700MPa，ap3mm，0.38mm/r時，vt=156m/min，切削速度的修正系數kkv=1.04，故vc=vtkkv=1561.04=162.24m/minn=r/min=1076r/min式中：vt查表所得切削速度，為156m/min；D工件直徑，為48mm；kv切削速度修正系數；修正后的切削速度（m/min）；n工件轉速（r/min）。根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），選擇nc=1120r/min這時實際切削速度vc為vc=min=169m/min式中：vc實際切削速度（m/min）；D工件直徑，為48mm；nc車床主軸轉速，為1120r/min。5校驗機床功率根據切削用量簡明手冊+第3版表 1.24，當b=580970MPa，ap2.0mm，0.37mm/r，vc162m/min時，Pc=2.4kW。根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），車床主軸允許功率PE=7.5kW，因PcPE，故所選擇之切削用量可在CA6140車床上進行。最后決定的車削用量如圖3-7表3-7 半精車外圓448mm切削用量主軸轉速n（r/min）進給量（mm/r）切削深度ap（mm）切削速度vc（m/min）11200.3321696.計算基本工時tm=式中：tm基本工時（min）；L加工長度（mm）；n車床主軸轉速，為1120r/min；進給量，為0.33mm/r。根據切削用量簡明手冊+第3版表1.26，y+=3.5mm則L=8+3.5mm=11.5mm，故tm=min=0.03min半精車其它外圓時切削用量、基本工時確定方法于此相同，最后決定的切削用量與基本工時如表3-8所示。表3-8 半精車其它外圓時切削用量與基本工時主軸轉速(r/min)進給量(mm/r)背吃刀量(mm)進給次數基本工時（min）半精車外園至36.429mm14000.331.410.08半精車36外圓14000.330.410.50半精車35外圓14000.330.510.37半精車30外圓14000.332.510.213.1.5切槽以工序070切槽333mm至尺寸為例，加工材料相同，其加工簡圖如圖3-5所示。圖3-5 切槽333mm至尺寸加工簡圖1.選擇刀具根據CA6140車床的中心高為200mm（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），選刀桿尺寸BH=16mm25mm，刀頭寬度為3mm的切槽刀。刀片選擇YT5牌號硬質合金。2.選擇切削用量由切削用量簡明手冊+第3版表1.7查得，當工件直徑D40mm,切刀寬度為3mm，加工材料為40Cr時，進給量=0.100.12mm/r。按CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31）選擇=0.10mm/r根據機械切削工藝參數速查手冊表2-59查得當用YT5牌號硬質合金切削鋼件進給量=0.10mm/r時，切削速度v=150m/min。切槽條件改變時切削速度的修正系數為kTv=1.0，kMv=1.0，kmv=0.8，ktv=0.65，kkv=0.84，kkrv=1.0(均見切削用量簡明手冊+第3版表1.28)，故vc=vtkv=1500.80.650.84=65.52m/minn=r/min=535r/min式中：vt查表所得切削速度（m/min）；D工件直徑；kv切削速度修正系數；修正后的切削速度（m/min）；n工件轉速（r/min）。根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），選擇n=560r/min最后決定的車削用量如表3-9所示。表3-9 切槽333mm切削用量主軸轉速n（r/min）進給量（mm/r）切削速度vc（m/min）5600.1065.523.計算基本工時tm=式中：tm基本工時（min）；L加工長度（mm）；n車床主軸轉速，為560r/min；進給量，為0.10mm/r。式中L=3mm，故tm=min=0.05min切其它槽時切削用量、基本工時確定方法于此相同，最后決定的切削用量與基本工時如表3-10所示。表3-10 切其它槽切削用量與基本工時主軸轉速(r/min)進給量(mm/r)背吃刀量(mm)進給次數基本工時（min）割槽334mm至尺寸5600.1手動0.053.2鉆削加工3.2.1車鉆頂尖孔以工序060車鉆1260頂尖孔為例，加工材料相同，其加工簡圖如圖3-6所示。圖3-6 車鉆1260頂尖孔加工簡圖1.選擇刀具根據機械切削工藝參數速查手冊表9-18選用高速鋼錐柄階梯麻花鉆，直徑do=4mm，d1=12.5mm。鉆頭幾何形狀為（切削用量簡明手冊+第3版表2.1及2.2）：刃磨形狀為標準型，o=14，=30，2=118，21=70。第二步 選擇切削用量2.確定進給量按加工要求決定進給量：根據切削用量簡明手冊+第3版表2.7，當鋼的強度b800MPa，do=4mm時，=0.080.10mm/r 。按鉆頭強度決定進給量：根據切削用量簡明手冊+第3版表2.8，當b=690820MPa，do=4mm，鉆頭強度允許的進給量=0.230.27mm/r。按機床進給機構強度決定進給量：根據切削用量簡明手冊+第3版表2.9，當b840MPa，do10.5，機床進給機構允許的軸向力為3430N(CA6140允許軸向力為3540N,見機械切削工藝參數速查手冊表2.35)時，進給量為=0.21mm/r。從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為=0.080.10mm/r。根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），選擇=0.09mm/r。由于是加工中心孔，故采用手動進給。由切削用量簡明手冊+第3版表2.19可查出鉆孔時的軸向力，當=0.09mm/r，do10.2mm時，軸向力Ft=1240N。軸向力的修正系數為kMF=1.0，kPF=1.33，kWF=1.0，故F=FtkF=12401.33=1649.2N根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），機床進給機構強度允許的最大軸向力為Fmax=3540N，由于FFmax，故=0.09mm/r可用。3.決定鉆頭磨鈍標準及壽命由切削用量簡明手冊+第3版表2.12，當do=4mm時，鉆頭后刀面最大磨損量取0.6mm，壽命T=15min。4.切削速度由切削用量簡明手冊+第3版表2.14，b=620720MPa的40Cr鋼加工性屬6級。由切削用量簡明手冊+第3版表2.13，當加工性為第6級，=0.09mm/r，標準鉆頭，do=4mm時，vt=22m/min。切削速度的修正系數為：kTv=1.0，kMv=0.9，kv=0.9，ktv=1.0，krv=0.87，klv=1.0，故v=vtkv=220.90.90.87=15.5m/minn=1233r/min式中：vt查表所得切削速度，為22m/min；kv切削速度修正系數；v修正后的切削速度（m/min）；n工件轉速（r/min）；d0中心鉆小徑，為4mm。根據CA6140車床說明書（切削用量簡明手冊+第3版表1.31），選擇n=1120r/min故選擇的切削用量如表3-11所示。表3-11 車鉆1260頂尖孔主軸轉速n（r/min）進給量（mm/r）切削速度v（m/min）11200.0915.55.計算基本工時tm=式中：tm基本工時（min）；L加工長度（mm）；n車床主軸轉速，為1120r/min；進給量，為0.09mm/r。式中L=l+y+，l=l1+t=5.05+3.5=8.55mm，由切削用量簡明手冊+第3版表2.29，車削時的入切量及超切量y+=2.5mm，則L=8.55+2.5=12.05mm，故tm=0.12min車鉆其它中心孔時切削用量、基本工時確定方法于此相同，最后決定的切削用量與基本工時如表3-12所示。表3-12 車鉆其它中心孔時切削用量與基本工時主軸轉速(r/min)進給量(mm/r)背吃刀量(mm)進給次數基本工時（min）車鉆3頂尖孔14000.08手動0.023.2.2車鉆螺紋底孔以工序060車鉆8.530mm螺紋底孔為例，加工材料相同，其加工簡圖如圖3-7所示。圖3-7 車鉆8.530mm螺紋底孔加工簡圖根據車工操作技能手冊（第二版）（表4-74），查得加工螺距為1.5的M10內螺紋前底孔直徑為8.5mm。1.選擇刀具選用高速鋼錐柄階梯麻花鉆，直徑do=8.5mm。鉆頭幾何形狀為（切削用量簡明手冊+第3版表2.1及2.2）：刃磨形狀為標準型，o=12，b=1mm，l=2mm，=30，2=118，21=70。2.確定切削用量確定進給量按加工要求決定進給量：根據切削用量簡明手冊+第3版表2.7，當鋼的強度b800MPa，do=8.5mm時，=0.170.21mm/r。按鉆頭強度決定進給量：根據切削用量簡明手冊+第3版表2.8，當b=690820MPa，do=8.5