X62W銑床主軸的銑鍵槽16×25專用夾具設(shè)計及機械加工工藝規(guī)程含開題及4張CAD圖

X62W銑床主軸的銑鍵槽16×25專用夾具設(shè)計及機械加工工藝規(guī)程含開題及4張CAD圖,X62W,銑床,主軸,鍵槽,16,25,專用,夾具,設(shè)計,機械,加工,工藝,規(guī)程,開題,CAD 摘 要 銑床主軸是銑床中非常重要的零件之一，銑床主軸的主要作用是帶動刀具的旋轉(zhuǎn)來完成零件的表面成型運動，因此機床主軸的運動精度和結(jié)構(gòu)剛度是決定加工質(zhì)量和切削效率的重要因素。主軸零件在工作的過程中不斷承受循環(huán)載荷和較大的沖擊力，導(dǎo)致主軸零件制造的材料剛度和耐磨性較高，加工精度也較高，且加工工序較為復(fù)雜。本次畢業(yè)設(shè)計對X62W銑床的主軸零件進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析，針對主軸零件圖所要求的尺寸和精度，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)和現(xiàn)有的設(shè)備，設(shè)計出了X62W銑床主軸零件的加工工藝規(guī)程和其銑鍵槽專用的銑床夾具，科學(xué)合理的保證了此零件的加工質(zhì)量。 本文的主要設(shè)計內(nèi)容如下：一、根據(jù)所給主軸零件圖，確定了主軸在銑床中的位置和作用，并對主軸零件進(jìn)行了詳細(xì)的工藝分析。二、確定了零件在加工前毛坯的主要制造形式，選擇了合適的粗、精基準(zhǔn)。根據(jù)相關(guān)書籍、文獻(xiàn)和現(xiàn)有設(shè)備制定出了合理的工藝路線，并對工藝方案進(jìn)行了詳細(xì)的分析，確定了零件的加工余量、每道加工工序的尺寸和零件毛坯的尺寸，最后計算出了每道工序的切削用量和基本加工工時。三、根據(jù)所設(shè)計的加工工序，分析了零件銑鍵槽時需要注意到的問題和基本要求，選擇了加工鍵槽時的定位基準(zhǔn)，并對加工時的切削力和夾緊力進(jìn)行了詳細(xì)的計算，最后對定位誤差進(jìn)行了分析，介紹了夾具所采用的夾緊機構(gòu)和其他元件以及夾具的操作方法。 本次畢業(yè)設(shè)計通過本文的理論分析和現(xiàn)場的實踐，提供了在加工X62W銑床主軸時，所需要的參考數(shù)據(jù)和加工方案 。滿足了加工X62W銑床主軸零件的尺寸和精度要求，有效的減少了加工成本，利用專用的銑鍵槽夾具，提高了加工X62W銑床主軸零件的加工效率。 關(guān)鍵詞：銑床主軸；工藝規(guī)程；專用夾具 ABSTRACT Milling machine spindle is one of the most important parts in milling machine. The main function of milling machine spindle is to drive the cutter to rotate to complete the surface forming movement of parts. Therefore, the motion accuracy and structural stiffness of machine spindle are important factors to determine the processing quality and cutting efficiency. In the process of working, spindle parts constantly bear cyclic load and large impact force, which leads to high material stiffness and wear resistance, high machining accuracy and complex machining process. The graduation design of X62W milling machine spindle parts for a more detailed analysis, for the spindle parts required by the size and accuracy, and combined with the relevant literature and existing equipment, designed the X62W milling machine spindle parts processing technology and its milling keyway special milling fixture, scientific and reasonable to ensure the processing quality of this part. The main design contents of this paper are as follows: 1、according to the given spindle parts drawing, the position and function of the spindle in the milling machine are determined, and the detailed process analysis of the spindle parts is carried out. 2、The main manufacturing forms of the blank before machining are determined, and the appropriate rough and fine datum are selected. According to the relevant books, literature and existing equipment, a reasonable process route is worked out, and the process scheme is analyzed in detail. The machining allowance of parts, the size of each processing procedure and the size of parts blank are determined. Finally, the cutting amount and basic processing man hour of each procedure are calculated. 3、According to the designed processing procedure, this paper analyzes the problems and basic requirements that need to be paid attention to when milling keyway, selects the positioning datum when machining keyway, and calculates the cutting force and clamping force in detail. Finally, the positioning error is analyzed, and the clamping mechanism and other components used in the fixture as well as the operation method of the fixture are introduced. Through the theoretical analysis and field practice, this graduation project provides the reference data and processing scheme needed in the processing of X62W milling machine spindle. It meets the size and accuracy requirements of X62W milling machine spindle parts, effectively reduces the processing cost, and improves the processing efficiency of X62W milling machine spindle parts by using special milling keyway fixture. Key words milling machine spindle; process specification; special fixture  目 錄 1緒論 1 2零件的分析 2 2.1銑床主軸的作用 2 2.2 X62W銑床主軸的工藝分析 2 3工藝規(guī)程設(shè)計 4 3.1確定毛坯的制造形式 4 3.2基面的選擇 4 3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 4 3.2.2精基準(zhǔn)的選擇 4 3.3制定工藝路線 4 3.3.1工藝路線方案一 5 3.3.2工藝路線方案二 6 3.3.3工藝方案的比較分析 6 3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 3.4.1毛坯直徑的確定 7 3.4.2毛坯長度L的確定 7 3.4.3毛坯過渡圓角的確定 8 3.4.4加工余量的確定 8 3.5確定切削用量及基本工時 10 3.5.1工序Ⅰ 10 3.5.2工序Ⅱ 11 3.5.3工序Ⅲ 14 3.5.4工序Ⅳ 16 3.5.5工序Ⅴ 16 3.5.6工序Ⅵ 18 3.5.7工序Ⅶ 18 3.5.8工序Ⅷ 18 3.5.9工序Ⅸ 18 3.5.10工序X 19 3.5.11工序Ⅺ 20 3.5.12工序Ⅻ 20 3.5.13工序XIII 23 3.5.14工序XIV 24 3.5.15工序XV 24 3.5.16工序XVI 25 3.5.17工序XVII 26 3.5.18工序XVII 27 3.5.19工序XIX 27 4夾具設(shè)計 29 4.1問題的提出 29 4.2夾具的設(shè)計 29 4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 29 4.2.2切削力及夾緊力計算 30 4.2.3定位誤差分析 30 4.2.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明 31 結(jié)束語 31 參考文獻(xiàn) 33 致謝 34  V 1緒論 本次的畢業(yè)設(shè)計項目對我們的相關(guān)知識體系以及動手能力進(jìn)行了一個嚴(yán)格的考驗。通過這種真實有效的畢業(yè)設(shè)計可以對我們的專業(yè)知識進(jìn)行一個很好的檢驗與校核。并且還能夠幫助老師對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行一個充分的了解。對培養(yǎng)學(xué)生的相關(guān)動手能力以及知識體系的綜合運用有著非常好的益處，是每個大學(xué)的必要的教育課程。所以我們可以看出一個嚴(yán)格有效的畢業(yè)設(shè)計是多么的重要。 從個人素質(zhì)能力的提升角度來說，我非常喜歡本次畢業(yè)設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容，這次的項目研發(fā)不會難度特別的高，并且也十分貼合我們的大學(xué)生的相關(guān)水平。對于以后的相關(guān)工作需要以及祖國的建設(shè)有著重要的幫助作用。 再進(jìn)行各工序的確定時，會受到多方因素的影響。所以我們在進(jìn)行工藝文件的撰寫時必須根據(jù)實際的零件加工狀況以及現(xiàn)有的加工條件，嚴(yán)格的按照工藝制定經(jīng)驗以及原則進(jìn)行設(shè)計研發(fā)：利用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)嚴(yán)格的控制相應(yīng)的生產(chǎn)制作成本從而保證零件的加工質(zhì)量與精度。由于本片論文設(shè)計周期比較匆忙，所以一定存在其他的缺陷及不足，請老師多多包涵及時的給予我寶貴的經(jīng)驗。 1 2零件的分析 2.1銑床主軸的作用 銑床主軸是銑床的重要零件之一，主要位于銑床主軸箱中（如圖1所示）。主軸在銑床中的主要功用是夾緊并帶動刀具旋轉(zhuǎn)，完成表面成型運動，同時還起傳遞運動和轉(zhuǎn)矩、承受切削力和驅(qū)動力等載荷。為了保證零件加工時具有一個更好的表面質(zhì)量、加工精度，因此銑床的刀具具有一定的回轉(zhuǎn)誤差限制，從而來進(jìn)一步提高整個工藝性能，才能保證銑床的工作效率。在進(jìn)行銑刀安裝時要保證足夠的裝配精度，因此銑床主軸起到承上啟下的作用。為了使兩者之間的配合更加的優(yōu)質(zhì)，要進(jìn)一步提高主軸的表面硬度，增加它的耐磨性。 圖1 X62W銑床 2.2 X62W銑床主軸的工藝分析 通過對零件圖（如圖3所示）的分析可知，被加工表面主要有以下的工藝性能精度要求，通過以下的相關(guān)內(nèi)容分析對主軸的位置精度進(jìn)行一個規(guī)定： 1.以Φ65k5和Φ40h7為中心的加工表面。這一組加工表面包括：主軸的所有外圓及倒角、退刀槽、越程槽、兩端面、錐孔及通孔Φ17h10。 2.以Φ55js6為中心的加工表面。有：Φ55js6上的兩對稱鍵槽。 3.以錐孔為中心的加工表面。有：4-M12，2-M6螺紋孔及前端鍵槽。 要加工的相關(guān)表面必須保證一定的位置精度。具體的參數(shù)規(guī)定如下： （1）前端面、錐孔、Φ88.88外圓與Φ65k5，Φ40h7的圓跳動公0.007mm后端面與Φ65k5，Φ40h7的圓跳動公差為0.1mm；Φ40h7與Φ65k5，Φ40h7的圓跳動公差為0.005mm；Φ40h11與Φ65k5，Φ40h7的圓跳動公差為0.05mm；Φ55js6與Φ65k5，Φ40h7的圓跳動公差為0.02mm；通孔Φ17h10與Φ65k5，Φ40h7的同軸度公差為0.03mm；Φ22與Φ65k5，Φ40h7的同軸度公差為0.3mm。 （2）對稱鍵槽對Φ55中心線的對稱度公差為0.05mm。 （3）4-M12 相對內(nèi)錐孔中心的位置度公差為0.15mm； 在進(jìn)行上述內(nèi)容的加工時我們必須先對其中的一個表面進(jìn)行基準(zhǔn)加工，然后以該表面為后續(xù)的定位基準(zhǔn)進(jìn)行一個更精確的表面切削，只有通過這樣的操作才能保證一定的精度要求。 圖2 X62W銑床主軸三維圖 圖3 X62銑床主軸 3工藝規(guī)程設(shè)計 3.1確定毛坯的制造形式 主軸是旋轉(zhuǎn)體零件，主要用于支承和傳動零部件，在工作時受到外力的作用將產(chǎn)生較大的變形，引起震動及噪音的同時會降低加工精度與表面粗糙度，且工作過程中不斷承受循環(huán)載荷和較大沖擊力，特定外圓面還需不斷承受旋轉(zhuǎn)摩擦，對力學(xué)性能要求較高，因此選擇毛坯應(yīng)該首先考慮主軸部件的變形，經(jīng)過對零件的使用性能以及受力情況進(jìn)行分析之后我們采用40Cr作為主軸零件的毛坯材料。由于本次工廠生產(chǎn)的批量較大，因此毛坯件的供給必須能夠滿足我們的日常加工的需要，經(jīng)過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料及機械設(shè)計案例之后，我們確定了采用模具鍛造的方法來進(jìn)行毛坯件的加工，這樣得到加工后的零件內(nèi)部質(zhì)量組織和可靠性更高，并且經(jīng)濟(jì)精度也會被進(jìn)一步的提升。 3.2基面的選擇 基面的選擇，設(shè)計中最重要的環(huán)節(jié)之一?；娴恼_選擇，能夠大幅減少工藝流程、縮短加工時間從而提升產(chǎn)能，達(dá)到事半功倍的效果。反之，選擇了錯誤的基面，在加工時就會漏洞百出，嚴(yán)重可導(dǎo)致大批量零件生產(chǎn)的不合格。 3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 在進(jìn)行粗加工時我們必須選擇相應(yīng)的基準(zhǔn)來進(jìn)行定位裝夾，粗基準(zhǔn)應(yīng)該選擇不加工表面，且軸類零件加工第一道工序時，常常加工的是兩端面和中心孔。經(jīng)過綜合的判斷與考量之后選擇大端外圓作為主軸零件加工時的粗基準(zhǔn)。 3.2.2精基準(zhǔn)的選擇 在加工過程中為了保證一定的加工精度進(jìn)一步減少相關(guān)的誤差，我們必須選取已加工表面作為精基準(zhǔn)。查閱相關(guān)書籍可知，精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該遵循“基準(zhǔn)重合、統(tǒng)一基準(zhǔn)、互為基準(zhǔn)、自為基準(zhǔn)、便于裝夾”五大原則，首先考慮基準(zhǔn)重合原則，即盡可能選擇被加工面的設(shè)計基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)。零件的設(shè)計基準(zhǔn)為Ф88.88圓端面，則可以選出先加工完畢且達(dá)到一定精度的前端面的圓錐孔及后端面的中心孔倒角作為精基準(zhǔn)。 3.3制定工藝路線 在進(jìn)行一個零件的加工工藝過程設(shè)計時，必須根據(jù)本次所要加工零件的表面形狀、加工精度公差等級以及實現(xiàn)的工藝方式等相關(guān)數(shù)據(jù)，在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定為批量生產(chǎn)時，可以考慮采用專用的夾具，使利用工序集中來提高生產(chǎn)效率，科學(xué)合理的設(shè)計加工工藝過程。通過綜合分析銑床主軸零件的零件圖，再結(jié)合本次零件的生產(chǎn)批量和現(xiàn)有的加工設(shè)備，最終制定了以下兩種不同的加工工藝路線。在設(shè)計這兩種不同的工藝路線時，遵循了各個工序內(nèi)容能夠使用同一臺機器就能完成多個表面以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的加工的原則，進(jìn)一步提高了零件的加工精度以及生產(chǎn)效率。然后再結(jié)合機械制造工藝學(xué)中的相關(guān)切削等原則，具體的工藝路線方案如下： 3.3.1工藝路線方案一 表1 工藝路線方案一 工序號 工序內(nèi)容 工序I 車端面，鉆中心孔，粗車各外圓 熱處理（調(diào)質(zhì)） 工序II 半精車外圓面 工序III 鉆通孔φ17 工序IV 車內(nèi)錐孔 工序V 車φ22、φ25.3孔及其倒角 工序VI 銑前端鍵槽至圖紙要求 工序VII 鉆4-M12，2-M6螺紋底孔 工序VIII 攻4-M12，2-M6螺紋 工序IX 精車各外圓，車退刀槽和越程槽，并倒角 前95mm處淬硬至HRC48-53 工序X 銑對稱鍵槽至圖紙要求 工序XI 粗磨外圓φ65、φ40 工序XII 粗磨端面 工序XIII 粗磨錐孔 工序XIV 車螺紋M45 工序XV 精磨外圓φ65、φ40至圖紙要求 工序XVI 精磨端面至圖紙要求（續(xù)表1） 工序XVII 精磨φ22孔至圖紙要求 工序XVIII 精磨錐孔至圖紙要求 工序XIX 鉗工 工序XX 檢驗  3.3.2工藝路線方案二 表2 工藝路線方案二 工序號 工序內(nèi)容 工序I 車端面，鉆中心孔 工序II 粗車各外圓 熱處理（調(diào)質(zhì)） 工序III 半精車外圓面 工序IV 鉆φ25.3孔、倒角 工序V 鉆φ22孔，鉆擴通孔φ17、倒角 工序VI 鏜φ25.3孔 工序VII 鏜φ22孔 工序VIII 車錐孔 工序IX 銑前端鍵槽至圖紙要求 工序X 鉆4-M12，2-M6螺紋底孔 工序XI 攻4-M12，2-M6螺紋 工序XII 精車各外圓、車退刀槽和越程槽，并倒角 前95mm處淬硬至HRC48-53 工序XIII 銑對稱鍵槽至圖紙要求 工序XIV 粗磨錐孔 工序XV 車螺紋M45 工序XVI 粗精磨外圓φ65、φ40至圖紙要求 工序XVII 粗精磨端面至圖紙要求 工序XVIII 精磨φ22孔至圖紙要求 工序XIX 精磨錐孔至圖紙要求 工序XX 鉗工 工序XXI 檢驗 3.3.3工藝方案的比較分析 通過不同的加工工藝方法的比對我們發(fā)現(xiàn)了以下的特點區(qū)別：第一種方法是嚴(yán)格的按照機械制造工程學(xué)中的相關(guān)加工原則來進(jìn)行的，通過先加工一個基準(zhǔn)面為后續(xù)的孔加工，打下一個更好的精度實現(xiàn)前提基礎(chǔ)，這種加工方法雖然可以使我們的加工質(zhì)量得到有效的提升。但是相應(yīng)的操作過程比較復(fù)雜繁瑣。在經(jīng)過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋葘^(qū)分之后我們發(fā)現(xiàn)第二種加工工藝方法則是能夠很好的避免上述的復(fù)雜流程，整個操作工序內(nèi)容更加的簡潔，從而能夠更好地控制加工過程中的相關(guān)誤差的發(fā)生。 通過閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料再結(jié)合我們所學(xué)過的課本專業(yè)知識我們發(fā)現(xiàn)本次零件的加工方案的設(shè)定應(yīng)該選擇第二種。 3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 為了保證本次加工的經(jīng)濟(jì)性和相關(guān)效率，我們采用鑄造完畢的毛坯件來進(jìn)行機加工。經(jīng)過對零件的使用性能以及受力情況進(jìn)行分析之后我們采用40Cr, 由于本次工廠生產(chǎn)的批量較大，所以必須是毛坯件的供給是能夠滿足我們的日常需要。經(jīng)過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料及機械設(shè)計案例之后，我們確定了采用模具鍛造的方法來進(jìn)行毛坯件的加工，根據(jù)文章的前部分內(nèi)容所確定好的相關(guān)工藝方法以及參數(shù)數(shù)據(jù)我們便可以根據(jù)機械設(shè)計手冊中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及加工手冊中的各種數(shù)據(jù)表格來進(jìn)行各工序內(nèi)容的數(shù)據(jù)的確定，比如金屬層的切削厚度、切削三要素的大小的設(shè)計。 3.4.1毛坯直徑的確定 表3 毛坯直徑 直徑（mm） 表面加工法 直徑余量（mm） Φ88.88 粗車 2.6 半精車 0.5 精車 0.3 φ65 粗車 2.2 半精車 0.45 精車 0.3 粗磨 0.1 精磨 0.06 用于加工我們所需要零件的原始材料的大致尺寸的設(shè)計工件直徑Φ88.88，公差為0.015，機械加工總余量為： 2×(2.6+0.5+0.3)＝2×3.4，毛坯尺寸為Φ95.695mm。 工件直徑Φ65，公差0.013，機械加工總余量： 2×(2.2+0.45+0.3+0.1+0.06) ＝2×3.11，毛坯尺寸為Φ71.233mm，取毛坯直徑為Φ96mm，Φ72mm。 3.4.2毛坯長度L的確定 通過查閱機械零件的加工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)查，我們便可以得到以下的數(shù)據(jù)內(nèi)容： Φ88.88的長度方向的加工余量為2.0+1.0 -0.5mm，L1=37+1.0 -0.5mm。Φ65及以后的外圓長度方向的加工余量為3.25+2.5 -1.5mm，L2＝403.25+2.5 -1.5。總長L＝37+1.0 -0.5+403.25+2.5 -1.5=440.25+3.5 -2.0mm。對國家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及相關(guān)的課本知識進(jìn)行篩選之后我們確定了7°的模鍛斜度。 3.4.3毛坯過渡圓角的確定 對國家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)手冊以及相關(guān)的課本知識進(jìn)行篩選之后我們確定了以下的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)。再進(jìn)行毛坯外形的加工時我們將外圓角半徑數(shù)值設(shè)計為5mm，相應(yīng)的內(nèi)圓角為2mm。 圖4 X62W主軸毛坯 3.4.4加工余量的確定 對數(shù)據(jù)手冊以及相關(guān)的課本知識篩選之后我們確定了以下的表格數(shù)據(jù)： 表4 加工余量 工序內(nèi)容 加工余量 φ65外圓 精磨φ65mm 2Z=0.12mm 粗磨φ65.12mm 2Z=0.12mm 精車φ65.32mm 2Z=0.60mm 半精車φ65.92mm 2Z= 0.90mm 粗車φ66.82mm 2Z = 5.18mm 毛坯φ72 φ55外圓 精車φ55±0.095mm 2Z=0.60mm 半精車φ55.6心 2Z=0.90mm 粗車φ56.5mm 2Z=10.32mm 已粗車至φ66.82mm M45外圖 精車φ45mm 2Z=0.60mm 續(xù)表4 工序內(nèi)容 加工余量 半精車φ45.6mm 2Z=0.90mm 粗車φ46.5mm 2Z=10.00mm 已粗車φ56.5mm φ42外圓 精車φ42mm 2Z=0.60mm 半精車φ42.6mm 2Z=0.90mm 粗車φ43.5mm 2Z=3.00mm 已粗車φ46.5mm φ40外圓 精磨φ40.8mm 2Z=0.12mm 粗磨φ40.12mm 2Z=0.20mm 精車φ40.32mm 2Z=0.60mm 半精車φ40.92mm 2Z=0.90mm 粗車φ41.82mm 2Z=1.68mm 已粗車至φ42.92mm 內(nèi)孔中φ25.3 鉆孔φ23mm 粗車φ25.3mm 2Z=2.3mm 內(nèi)孔φ22 鉆孔φ20mm 粗車φ21.3mm 2Z=1.5mm 精車φ21.8mm 2Z=0.50mm 精磨φ22mm 2Z=0.2mm 通孔φ17mm 鉆孔φ16mm 擴孔φ17mm 2Z=1mm 內(nèi)錐孔（7:24） 底孔φ25.3mm 粗車φ43.58mm 2Z=18.2mm 精車φ44.18mm 2Z=18.2mm 續(xù)表4 工序內(nèi)容 加工余量 粗磨φ44.38mm 2Z=0.20mm 精磨φ44.5mm 2Z=0.12mm 3.5確定切削用量及基本工時 3.5.1工序Ⅰ 車端面，鉆中心孔 粗車Φ88.88端面 （1）加工條件 工作材料：40Cr鋼正火，δb=0.735Gpa，模鍛。 加工要求：車兩端面，打中心孔，粗車各外圓表面 機床：C620-1臥式車床 刀具：刀片材料YT15,刀桿尺寸16×25mm，Kr=90°，r0=10°，α0=12°，λs =0°，rε=1.0mm （2）切削深度： 加工總余量=2.0mm，留余量0.5mm，單邊余量0.75mm，一次走刀，ap =0.75mm （3）進(jìn)給量f： 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料的數(shù)據(jù)表格我們可以嚴(yán)格的計算出以下的數(shù)據(jù)， 根據(jù)相關(guān)技術(shù)手冊的數(shù)據(jù)表格以及我們實際的加工狀況最終設(shè)計f＝0.6-0.9mm/r。 然后根據(jù)車床的相關(guān)工作性能來決定車刀的進(jìn)給量f=0.52mm/r （4）切削三要素中的切削速度V的設(shè)計與計算 利用上文的相關(guān)表格數(shù)據(jù)我們可以輕而易舉的得到車刀的生命時間長為一個小時。 v=242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.20 Kv＝KMv ×Ktv×Kkrv×Ksv×KTv×KKv （1） 其中： Ktv＝1.0，Kkrv＝0.81，KSV＝0.8，KTv＝1.0，KKv＝1.24，KMv＝0.637/σb＝0.637/0.735＝0.87 計算得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）確定機床主軸轉(zhuǎn)速： n＝1000v/πdw ＝1000×1.623/(3.14×96)＝5.38r/s（323r/min） 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料的數(shù)據(jù)表格和機械的加工手冊我們可以嚴(yán)格的得出以下的數(shù)據(jù)nw＝370r/min。再結(jié)合現(xiàn)實中各種其他因素的干擾我們最終確定機床實際使用工作時刀具上的一點的切削速度的數(shù)值大小。 V=nW×dw×π/1000 ＝370×96×3.14/1000＝111.53r/min（1.86r/s） （6）切削工時： 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料的數(shù)據(jù)表格我們可以嚴(yán)格的計算出以下的數(shù)據(jù)： T左＝L＋l1＋l2n×f （2） L＝96/2＝48，l1＝4，l2＝0 由公式（2）可得T左＝48+4+0/0.52×370＝0.27min（16.2s） T右＝L＋l1＋l2n×f （3） L＝96-72/2＝12，l1＝4，l2＝0 由公式（3）可得T右＝12+4+0/0.52×370＝0.083min（5s） 車Φ40端面 （1）切削深度： 加工總余量＝3.25mm，留余量0.5mm，單邊余量2.75mm，一次走刀ap＝2.75mm （2）主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量： 為了提高生產(chǎn)率，在不影響加工質(zhì)量的情況下，取與車Φ88.882端面時的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量。即n＝760r/min，f＝0.52mm/r。所以實際切削速度: V＝πdwns/1000＝3.14×72×370/1000＝83.65m/min（1.394m/s） （3）切削工時 查《工藝手冊》表7-1可知 T=L＋l1＋l2n×f （4） 式中： L＝72/2＝36，l1＝4，l2＝0 由公式（4）可計算出T＝36＋4＋0/0.52×370＝0.21min（12.6s） 3.5.2工序Ⅱ 粗車各外圓 粗車Φ88.88外圓 （1）加工條件 工作材料：40Cr鋼正火，δb＝0.735GPa，模鍛。 加工要求：粗車Φ88.88外圓 機床：C620-1臥式車床 刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸16×25mm，Kr＝45°r0＝10°,α0＝12°，λs=0,rε=1.0mm 根據(jù)各種零件的受力分析對我們所選擇的加工機床進(jìn)行性能的設(shè)計篩選，比如力矩輸出和機身強度的設(shè)計。 （2）背吃刀量的大小設(shè)計：根據(jù)工序中確定好的單邊余量2.76mm，利用相關(guān)的公式進(jìn)一步推導(dǎo)出刀具在一個工作行程中所達(dá)到的金屬切削厚度ap＝2.76mm。 （3）進(jìn)給量：過查閱相關(guān)的技術(shù)手冊中的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以及結(jié)合我們實際中的加工狀況最終選取f=0.6mm/r得刀具軸向進(jìn)給數(shù)值 （4）計算切削速度： 利用表中的相關(guān)數(shù)據(jù)來進(jìn)行以下公式的推導(dǎo)與計算。 V=Cv601?m×Tm×aPxv×fyv×Kv (5) 其中：Cv=242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.20，Ktv＝1.0，Kkrv＝0.81，KSV＝0.8，KTv＝1.0，KKv＝1.0，KMv＝0.637/σb＝0.637/0.735＝0.87 由公式（1）（5）可計算得V＝1.03m/s（61.8m/min）。 （5）確定主軸轉(zhuǎn)速： ns＝1000v/πdw＝1000×61.8/3.14×96＝205.02r/min 根據(jù)我們選擇的不同的銑床的型號以及性能工作參數(shù)n＝230r/min，所以將我們在進(jìn)行零件的實地加工時，刀具上一點的切削速度設(shè)計為以下的數(shù)值。 V＝nW×dw×π/1000 ＝3.14×96×230/1000＝69.33m/min （1.16m/s） （6）切削工時 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料的數(shù)據(jù)表格和機械的加工手冊我們可以嚴(yán)格的得出以下的數(shù)據(jù)L＝35.5，l1＝4，l2＝3 由公式（4）計算可得T＝35.5+4+3/230×0.6＝0.31min（18.6s） 由于本次的階梯軸具有多個不同的工作軸段，所以相應(yīng)的直徑大小也是不同的。根據(jù)相關(guān)的機械設(shè)計經(jīng)驗再進(jìn)行切削時主軸的旋轉(zhuǎn)速度以及刀具的縱向、軸向進(jìn)給不能夠進(jìn)行一個復(fù)雜數(shù)據(jù)設(shè)置。為了提高加工生產(chǎn)效率我們應(yīng)該將粗車的相關(guān)工序數(shù)據(jù)設(shè)計為以下內(nèi)容：230r/min的工件旋轉(zhuǎn)速度，車招待逐項方向的進(jìn)給速率為0.6mm/r。 粗車Φ65外圓 （1）加工條件 工作材料：40Cr鋼正火，σb＝0.735GPa，模鍛。 加工要求：粗車Φ65外圓 機床：C620-1臥式車床 刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸16×25mm， Kr＝45°,r0＝10°,α。＝12°,λs＝0°,rε＝1.0mm。 （2）切削深度：單邊余量2.59mm，一次走刀，ap＝2.59mm （3）進(jìn)給量：f=0.6mm/r （4）主軸轉(zhuǎn)速：n=230r/min，所以實際切削速度V＝nW×dw×π/1000＝3.14×72×230/1000＝52m/min（0.87m/s） （5）切削工時： L＝400.5，l1＝4，l2＝0由公式（4）可計算得T＝400.5+4/230×0.6=2.93min 粗車Φ55外圓 （1）切削深度：單邊余量5.16mm，一次走刀，ap＝5.16mm （2）進(jìn)給量：f=0.6mm/r （3）主軸轉(zhuǎn)速：n=230r/min，所以實際切削速度V＝nW×dw×π/1000=3.14×66.82×230/1000=48.26m/min（0.804m/s） （4）切削工時： L＝336.5，l1＝4，l2＝0由公式（4）可計算得T＝336.5+4/230×0.6=2.47min 粗車Φ45外圓 （1）切削深度：單邊余量5mm，一次走刀，ap＝5mm （2）進(jìn)給量：f=0.6mm/r （3）主軸轉(zhuǎn)速：n=230r/min，所以實際切削速度V＝nW×dw×π/1000＝3.14×56.5×230/1000＝40.8m/min（0.68m/s） （4）切削工時： L＝250.5，l1＝4，l2＝0由公式（4）可計算得T＝250.5+4/230×0.6=1.84min 粗車Φ42外圓 （1）切削深度：單邊余量1.50mm，一次走刀，ap＝1.50mm （2）進(jìn)給量：f=0.6mm/r （3）主軸轉(zhuǎn)速：n=230r/min，所以實際切削速度V＝nW×dw×π/1000＝3.14×46.5×230/1000＝33.6m/min（0.56m/s） （4）切削工時： L＝215.5，l1＝4，l2＝0由公式（4）可計算得T＝215.5+4/230×0.6=1.59min 粗車Φ40外圓 1）切削深度：單邊余量0.84mm，一次走刀，ap＝0.84mm （2）進(jìn)給量：f=0.6mm/r （3）主軸轉(zhuǎn)速：n=230r/min，所以實際切削速度：V＝nW×dw×π/1000＝3.14×43.5×230/1000＝31.42m/min（0.524m/s） （4）切削工時： L＝115.5，l1＝4，l2＝0由公式（4）可計算得T＝115.5+4/230×0.6=0.866min 3.5.3工序Ⅲ 半精車各外圓 半精車Φ88.88外圓 （1）選擇刀具：刀片材料YT15 ， 刀桿尺寸16×25mm Kr＝45° r0＝10°，α。＝7°，λs＝3°，rε＝1.0mm （2）切削深度：ap＝0.5mm （3）進(jìn)給量：因表面粗糙度Ra=6.3，rε=1.0mm。查表可知f=0.55～0.65mm。 按機床說明書?。篺=0.55mm。 （4）計算切削深度： Cv=242，Xv=0.15，yv=0.35，m=0.2，KMv=0.637/0.735=0.87，Ktv=1.0，Kkrv=1.0，Ksv=0.8，KTv=1.0，KKv=1.0 由公式（1）（5）計算可得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）確定主軸轉(zhuǎn)速： ns＝1000v/πdw＝1000×102/3.14×90.48＝359r/min，按機床選取：n＝370r/min，所以實際切削速度：V＝nW×dw×π/1000＝3.14×90.48×370/1000＝105.12m/min （1.75m/s） （6）切削工時： L＝35.5，l1＝4。l2＝3由公式（4）計算可得T＝35.5+4+3/370×0.55＝0.21min（12.6s） 考慮到該零件臺階面較多，如若各臺階面都采用不同的轉(zhuǎn)速和不同的進(jìn)給量，則效率不高，故在不影響加工質(zhì)量的情況下，半精車該軸時，采用主軸轉(zhuǎn)速n=370r/min，進(jìn)給量f＝0.55mm/r。 半精車Φ65外圓 （1）切削深度：ap＝0.45mm （2）進(jìn)給量：因表面粗糙度Ra=0.8，rε=1.0mm。f=0.2～0.3mm，按機床說明書取f=0.25mm/r。 （3）計算切削速度： Cv=291，Xv=0.15，yv=0.2，m=0.2，KMv=0.637/0.735=0.87，Ktv=1.0，Kkrv=1.0，Ksv=0.8，KTv=1.0，KKv=1.0 由公式（1）（5）計算可得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）確定主軸轉(zhuǎn)速： ns＝1000v/πdw＝1000×132.6/3.14×66.82＝632r/min，按機床選?。簄＝610r/min，所以實際切削速度：V＝nW×dw×π/1000＝3.14×66.82×610/1000＝127.99m/min （2.13m/s） （5）切削工時 L＝64，l1＝4，l2＝0由公式（4）計算可得T＝64+4+0/610×0.25＝0.446min（26.76s） 半精車Φ55 （1）切削深度：ap＝0.45mm （2）進(jìn)給量與主軸轉(zhuǎn)速：與Φ88.88相同，即f=0.55mm/r，n=370r/min,所以實際切削速度：V＝nW×dw×π/1000＝3.14×56.5×370/1000＝65.642m/min （1.1m/s） （3）切削工時： L＝86，l1＝4，l2＝0，由公式（4）計算可得T＝86+4+0/370×0.55＝0.44min（26.54s） 半精車Φ45 （1）切削深度：ap＝0.45mm （2）進(jìn)給量與主軸轉(zhuǎn)速：與Φ88.88相同，即f=0.55mm/r，n=370r/min，所以實際切削速度V＝nW×dw×π/1000 ＝3.14×46.5×370/1000＝54m/min （0.9m/s） （3）切削工時： L＝35，l1＝4，l2＝0，由公式（4）計算可得T＝35+4+0/370×0.55＝0.192min（11.5s） 半精車Φ42 （1）切削深度：ap＝0.45mm （2）進(jìn)給量與主軸轉(zhuǎn)速：與Φ88.88相同，即f=0.55mm/r，n=370r/min,所以實際切削速度:V＝nW×dw×π/1000＝3.14×43.5×370/1000＝50.54m/min （0.84m/s） （3）切削工時： L＝100，l1＝4，l2＝0，由公式（4）計算可得T＝100+4+0/370×0.55＝0.51min（30.6s） 半精車Φ40 （1）切削深度：ap＝0.45mm （2）進(jìn)給量與主軸轉(zhuǎn)速：與Φ65相同，即f=0.25mm/r，n=610r/min，所以實際切削速度：V＝ndπ/1000＝3.14×41.82×610/1000＝80.1m/min （1.34m/s） （3）切削工時： L＝115.5，l1＝4，l2＝0，由公式（4）計算可得T＝115.5+4+0/610×0.25＝0.784min（47.04s） 3.5.4工序Ⅳ 鉆Φ25.3孔 （1）選擇鉆頭：由于本次的孔徑大小為23mm，所以采用十分普通的麻花鉆，即可完成鉆孔工藝。 （2）進(jìn)給量：當(dāng)鋼的σb＜0.784GPa，d=23m 時，f=0.39～0.47mm/r，由于l/d=105/25.3=4.15，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù)Klf=0.95，則f=（0.39～0.47）×0.95=0.371～0.447mm/r，按機床取f=0.43mm/r。 （3）主軸轉(zhuǎn)速：取與鉆Φ22孔時相同，即n=400r/min，所以實際切削速度為：V＝nW×dw×π/1000＝3.14×23×400/1000＝28.89m/min （0.48m/s） （4）切削工時： T＝Ln×f （6） L=l+y+Δ，l=105，查得y+Δ=9mm，由公式（6）計算可得T=105+9/400×0.43=0.663min（39.78s） 3.5.5工序Ⅴ 鉆孔Φ22mm （1）選擇鉆頭：選莫氏錐柄麻花鉆，其直徑d0=20mm，鉆頭幾何形狀（：雙錐修磨橫刃、棱帶，β=30°，2φ=118°，2φ1=70°，α0=10°，ψ=50°。 （2）進(jìn)給量：當(dāng)鋼的σb＜0.784GPa，d=20m 時，f=0.35～0.43mm/r，按機床取f=0.43mm/r。 （3）切削速度：σb=0.735GPa的40Cr鋼加工性屬7類。當(dāng)加工性為第7類，f≤0.49mm/r，雙橫刃磨的鉆頭，d0=20mm時，Vt=0.30m/s（18m/min）， 切削速度的修正系數(shù)：KTV=1.0，KCV=1.0，Klv=1.0，Ktv=1.0，故V=0.30。 （4）主軸轉(zhuǎn)速：n=1000V/πdw ＝1000×18/3.14×20＝286.6r/min，按機床說明書去?。簄W=400r/min，所以實際切削速度為：V＝nW×dw×π/1000＝3.14×20×400/1000＝25.12m/min （0.42m/s） （5）切削工時： L=l+y+Δ，l=20，查得y+Δ=7mm，根據(jù)公式（6）計算可得T=20+7/400×0.43=0.157min（9.42s） 鉆Φ17mm孔 （1）選擇鉆頭：選莫氏錐柄麻花鉆，其直徑d0=16mm 。 （2）進(jìn)給量：當(dāng)鋼的σb＜0.784GPa，d=16m 時，f=0.35～0.43mm/r，由于l/d=310/16=19.38，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù)Klf=0.75，則f=（0.35～0.43）×0.75=0.2625～0.3225mm/r，按機床取f=0.32mm/r。 （3）主軸轉(zhuǎn)速：取與鉆Φ22孔時相同，即n=400r/min，所以實際切削速度為：V＝nW×dw×π/1000＝3.14×16×400/1000＝20.1m/min （0.335m/s） （4）切削工時： L=l+y+Δ，l=310，查得y+Δ=10mm，根據(jù)公式（6）計算可得T=310+10/400×0.32=2.5min（150s） 擴Φ17mm孔 查得鉆擴孔Φ17mm時： （1）進(jìn)給量：f=0.6～0.7mm/r，按機床取f=0.57mm/r。 （2）切削速度： V=Cvdzv601?m×Tm×aPxv×fyv×Kv （7） 式中： Cv=20.6，Zv=0.6，xv=0.2，yv=0.3，m=0.25，修正系數(shù)：Kv0=0637/0.735=0.87，T=1800s，由公式（7）計算可得v=（20.6×170.6/601-0.25×18000.25×0.50.2×0.570.3）×0.87=0.95m/s（57m/min） （3）主軸轉(zhuǎn)速：n=1000v/πd=1000×57/3.14×17=1067.82r/min，按機床?。簄=1100r/min，所以實際切削速度為：V=ndπ/1000=58.71 m/min。 （4）切削工時： L=l+y+Δ，l=310，查得y+Δ=10mm，根據(jù)公式（6）計算可得T=0.51min（30s） 3.5.6工序Ⅵ 鏜Φ25.3孔 （1）切削深度：單邊余量Z=1.15mm，ap=1.15mm （2）進(jìn)給量和主軸轉(zhuǎn)速：與粗車時相同，即f=0.6mm/r n=230r/min，所以實際切削速度：v＝ndπ/1000＝3.14×23×230/1000＝16.61mm/min （3）切削工時：L＝105，l1＝4，l2＝0，由公式（6）計算可得T＝105+4+0/230×0.6＝0.79min（47.4s） 3.5.7工序Ⅶ 鏜Φ22、Φ17孔 （1）切削深度：單邊余量Z=0.94mm，ap=0.94mm （2）進(jìn)給量和主軸轉(zhuǎn)速：與半精車Φ65時相同，即f=0.25mm/r，n=610r/min，所以實際切削速度：v=ndπ/1000=3.14×20×610/1000=38.31mm/min （3）切削工時： L＝20，l1＝4，l2＝0，由公式（6）計算可得T＝20+4+0/610×0.25＝0.16min（9.6s） 3.5.8工序Ⅷ 車錐孔 （1）切削深度：單邊余量Z=9.14mm，分兩次走刀，ap1=5mm，ap1=4.14mm （2）進(jìn)給量和主軸轉(zhuǎn)速：與粗車時相同，即f=0.6mm/r，n=230r/min，所以實際切削速度v＝ndπ/1000＝3.14×25.3×230/1000＝18.27mm/min （3）切削工時： L＝66.33，l1＝4，l2＝0，i=2，由公式（4）計算可得T＝（66.33+4+0/230×0.6）×2＝1.02min（61.2s） 3.5.9工序Ⅸ 銑前端鍵槽 （1）選擇銑刀：當(dāng)切削總寬度ae=8mm，ap=15.9mm時，d0=100mm，采用錯齒三面刃盤銑刀，齒數(shù)為18，耐用度T=7200s。 （2）機床：X62W銑床 （3）銑削寬度ae：總寬度ae=8mm，分兩次走刀，ae1=ae=4mm （4）進(jìn)給量af：根據(jù)X62W銑床說明書，其功率為7Kw。屬中等系統(tǒng)剛度。af=0.08～0.15mm/z，現(xiàn)取af=0.15mm/z。 （5）切削速度和每秒進(jìn)給量vf：當(dāng)d=100mm，z=18，ap=12～40mm，ae1=4mm，af＜0.18mm/z時，vt=0.35m/s，nt=1.13r/s，vft=1.40mm/r，各修正系數(shù)為：KMv=KMn=KMvf=0.69，KSv=KSn=KSvf=0.8，KZv=KZn=0.9，KZvf=2.7，計算可得v=vt·Kv=0.35×0.69×0.8×0.9=0.17m/s，n=nt·Kn=1.13×0.69×0.8×0.9=0.56r/s，vf=vft·Kvf=1.40×0.69×0.8×2.7=2.087mm/r。 根據(jù)機床取nc=0.625r/s，vfc=2.5mm/s，因此實際切削速度和每齒進(jìn)給量為：vc=πdnc/1000=3.14×100×0.625/1000=0.196m/s，vfc=vfc/ncz=2.5/0.625×18=0.22mm/z。 （6）切削工時： T＝LVf (8) 式中： L＝l+y+Δ，l＝88.88，y+Δ=23mm，由公式（8）計算可得T＝88.88+23/0.5＝0.746min（44.75s），由于精銑時和粗銑時是同一刀具，故切削用量及工時均與粗銑相同。即：nc=0.625m/s，vfc=2.5mm/s，T＝0.746min（44.75s） 3.5.10工序X 鉆4-M12、2-M6螺紋底孔 鉆4-M12螺紋底孔 （1）進(jìn)給量：查得f=0.25～0.31mm/r，按機床說明書選：f=0.25mm/r。 （2）計算切削速度： V=Cvd0Zv601?m×Tm×fyv×Kv （9） 式中： Cv=11.1，Zv=0.4，yv=0.5，m=0.2，T=2700s，由公式（9）計算可得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）主軸轉(zhuǎn)速： n=1000v/πd=1000×18.84/3.14×11=545.5r/min，按機床取：n=530r/min，所以實際切削速度：v=π·d·n/1000=3.14×11×530/1000=18.31m/min（0.31m/s） （4）切削工時： T＝l+y+Δn×fI （10） l＝26， y+Δ=6mm，i=4，由公式（10）計算可得T＝（26+6/530×0.25）×4＝0.97min（58.2s） 鉆2-M6螺紋底孔 （1）進(jìn)給量：根據(jù)表5查得f=0.18～0.22mm/r，按機床說明書選f=0.20mm/r， （2）主軸轉(zhuǎn)速：為了縮短輔助時間，取主軸轉(zhuǎn)速n=530r/min。所以實際切削速度：v=π·d·n/1000=3.14×5×530/1000=8.32m/min（0.14m/s） （3）切削工時： l＝15，y+Δ=4mm，i=2，由公式（10）計算可得T＝（15+4/530×0.20）×2＝0.36min（21.6s） 3.5.11工序Ⅺ 攻4-M12，2-M6螺紋 攻4-M12 查《工藝手冊》表3-63，（1）進(jìn)給量：f=1.25mm/r，（2）切削速度：v=0.2m/s=12m/min， （3）主軸轉(zhuǎn)速：n=1000v/πd=1000×12/3.14×12=318.5r/min，按機床取：n=400r/min。所以實際切削速度：v=π·d·n/1000=3.14×12×400/1000=15.1m/min（0.25m/s） （4）機動工時： T＝l＋l1＋l2×2n×fI （11） 式中： l＝26，l1=2.5，l2=3，i=4，由公式（11）計算可得T＝[（26+2.5+3）·2/400×1.25]×4＝0.504min（30.24s） 攻2-M6 查《工藝手冊》表3-63，（1）進(jìn)給量：f=0.75mm/r，（2）切削速度：v=0.138m/s=8.28m/min，（3）主軸轉(zhuǎn)速：n=1000v/πd=1000×8.28/3.14×6=439.5r/min，按機床?。簄=400r/min所以實際切削速度：v=π·d·n/1000=3.14×6×400/1000=7.54m/min（0.126m/s） （4）機動工時： l＝15，l1=2.5，l2=3mm，i=2，由公式（11）計算可得T＝[（15+2.5+3）·2/400×0.75]×2＝0.273min（16.4s） 3.5.12工序Ⅻ 精車各外圓、車退刀槽和越程槽，并倒角 精車Φ88.88 （1）刀具：刀片材料YT15 ，刀桿尺寸16×25mm，Kr＝45°，r0＝10°， α0＝7°，λs＝3°，rε＝1.0mm。 （2）切削深度：ap＝0.3mm （3）進(jìn)給量：因表面粗糙度Ra=6.3，rε=1.0mm。查《工藝手冊》表3-14，f=0.45～0.8mm，機床說明書取f=0.45mm。 （4）計算切削深度： Vc=Cv601?m×Tm×aPxv×fyv×K （12） 式中： Cv=242，Xv=0.15，yv=0.35，m=0.2，KMv=0.637/0.735=0.87，Ktv=1.0，Kkrv=1.0，Ksv=0.8，KTv=1.0，KKv=1.0，由公式（1）（12）計算可得Vc=（242/601-0.2×36000.2×0.30.15×0.450.35）×0.8