中北大学
X X X X 说明书
学生姓名：学号：
学院：
专业：
题目：
输出轴的机械加工工艺规程与夹具设计指导教师：职称:
职称:
20**年12月5日
前言
机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业之后进行的。这是我们进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。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，从锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。我也相信通过课程设计能将零碎的知识点都联系起来，系统而全面的做好设计。
本次课程设计是机械制造工艺学这门课程的一个阶段总结，是对课堂中学习的基本理论和在生产实习中学到的实践知识的一个实际应用过程。由于知识和经验所限，设计会有许多不足之处，所以恳请老师给予指导。
目录
前言 (2)
一2零件的工艺分析及生产类型的确定 (3)
（二）零件的材料及其力学性能 (3)
二2选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 (4)
1选择毛坯 (4)
2毛坯尺寸的确定 (5)
四2工序设计 (9)
1选择机床根据工序选择机床 (9)
2 选用夹具 (10)
3 选用刀具 (10)
4确定工序尺寸 (10)
五、夹具设计 (20)
六、设计心得 (23)
七、参考文献 (24)
一·零件的工艺分析及生产类型的确定
（一）零件的作用
题目所给定的零件为CA6140车床输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使车床主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。（二）零件的材料及其力学性能
零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。其价格较便宜，经过调质或正火后可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可达52HRC-45HRC.
1技术要求分析
题目所给定的零件输出轴，其主要作用：一是传递转矩，使主轴获得旋转的动力；二是工作过程中承受载荷；三是支撑传动零部件。零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，淬火时易生裂纹。综合技术要求等文件，选用铸件。由于是大批量生产，故采用模锻。
2零件的工艺分析
结构比较简单，其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圆柱面，φ50、φ80、φ104的内圆柱表面，10个φ20的通孔，图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级；
粗糙度方面表现在键槽两侧面、φ80内圆柱表面为Ra3.2um,大端端面为Ra3.2um,其余为Ra12.5um，要求不高；
位置要求较严格表现在φ55的左端面、φ80内孔圆柱面对φ75、φ60外圆轴线的跳动量为0.04mm, φ20孔的轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ0.05mm,键槽对φ55外圆轴线的对称度为.0.08mm；
热处理方面需要调质处理，到200HBS，保持均匀。通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。
3轴类零件的装夹
轴类零件的加工通常采用三爪卡盘，三爪卡盘能自动定心，装卸工件快。但是由于夹具的制造和装夹误差，其定心精度约为0.05—0.10mm左右。由于零件较长，常采用一夹一顶的装夹法，即工件定的一端用车床主轴上的卡盘夹紧，另一端用尾座顶尖支撑，这样就克服了刚性差不能承受重切削的缺点，为进一步提高加工精度，可采用中心架作中间辅助支撑，适用于半精加工和精加工。二·选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
1选择毛坯
轴类零件最常用的毛坯是棒料和锻件，只有某些大型或结构复杂的轴（如曲
轴），在质量允许下采用锻件。由于毛坯经过加热，锻造后能使金属内部的纤维组织表面均与分布，可获得较高的抗拉，抗弯及抗扭强度，所以除光轴外直径相差不大的阶梯轴可使用热轧棒料或冷轧棒料，一般比较重要的轴大部分都采用锻件，这样既可以改善力学性能，又能节约材料，减少机械加工量。
根据生产规模的大小，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻。自由锻多用于中小批量生产；模锻适用于大批量生产，而且毛坯制造精度高，加工余量小，生产效率高，可以锻造形状复杂的毛坯。本零件生产批量为大批量，所以综上所叙选择模锻。
2毛坯尺寸的确定
毛坯（锻件）图是根据产品零件设计的，经查《机械加工工艺手册》《金属机械加工工艺人员手册》知精车-半精车-粗车各余量,从而可得毛坯余量。结果为：外圆角半径：2=r ；内圆角半径：3=R 。外模锻斜度?=5α，内模锻斜度
?=7α。下图为本零件的毛坯图
毛坯图
选加工方法，制定加工艺路线
1定位基准的选择
本零件为带孔的管状零件，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵守“基准重合”的原则。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。工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件选用φ55外圆柱面作为粗基准来加工φ176外圆柱面和右端面。以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则，在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，φ176的外圆柱面和右端面作为定位基准，这个基准就是精基准。在选精基准时采用有基准重合，基准统一。这样定位比较简单可靠，为以后加工重要表面做好准备。
2零件表面加工方法的选择
当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力,零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。
①粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精基准，如加工φ176、φ55、φ60、φ65、φ75外圆柱表面。
②半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，如φ55、φ60、φ65、φ75外圆柱面，φ80、φ20孔等。
③精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。
○4热处理工序的安排:热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工性能。热处理主要分:预备热处理，最终热处理和内应力处理等。本零件输出轴材料为45钢，在加工过程中预备热处理是在毛坯锻造之后消除零件的内应力。
基面先行原则
该零件进行加工时，要将端面先加工，再以左端面、外圆柱面为基准来加工，因
为左端面和φ55外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更准确，从而保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来。
先粗后精
即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精车，以此为精车做准备。
先面后孔
对该零件应该先加工圆柱表面，后加工孔，这样安排加工顺序，一方面是利用加工过的平面定位，稳定可靠，另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，所以对于输出轴来讲先加工φ176外圆柱面，做为定位基准再来加工其余各孔。
工序划分的确定
工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利于采用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。
同样在该零件的加工方法的选择中，我们考虑了工件的具体情况和我们学校的具体加工条件，一般我们按加工顺序来阐述加工方案：
加工表面表面粗糙度公差/精度等
级加工方法
φ176外圆柱面 Ra12.5 自由公差粗车
φ176端面 Ra3.2 IT7 粗车-半精车
φ55外圆柱表面 Ra1.6 IT6 粗车-半精车-精车
φ60外圆柱面 Ra0.8 IT6 粗车-半精车-精车
φ65外圆柱面 Ra1.6 IT6 粗车
-半精车-精车
φ75外圆柱面 Ra0.8 IT6 粗车-半精车-精车
中心孔Ra1.6 IT6 钻孔-铰孔
φ50内圆柱面 Ra6.3 自由公差粗铣
φ80孔 Ra3.2 IT7 粗镗-半精镗-精镗φ104孔 Ra6.3 自由公差粗镗
φ20通孔 Ra3.2 IT7 钻孔-扩孔-铰孔
左端面 Ra6.3 粗车
右端面 Ra1.6 粗车-精车
键槽 Ra3.2 IT9 粗铣-半精铣-精铣
倒角 Ra6.3 粗
车
3制定艺路线
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:
备料---模锻---车端面打中心孔---粗车外圆---调质---车端面修中心孔---精车外圆---精镗孔—钻均布的孔—铣键槽—钻斜孔—去毛刺—检验考虑到工件是中批量生产的情况，采用工序分散辅助工序的安排：辅助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除锈，退磁，检验等。可以初步确定加工工艺路线，具体方案如下：
' `8 v方案
1 备料三维网技术论坛0 {: Z6 E# x; y! c. a
锻造毛坯三维|cad机械汽车技术|ca tia|pr o/e|ug|inven tor|so lidedg e|soli dworks|caxa3 u1 R( z0 k* V# l$ e0 Q# }' w
2 粗车网技术论坛. p# G
3 v% l$ ^" q3 t
粗车右端面及圆柱面，半精镗φ50，φ80，φ104的孔，钻中心孔ia,pr o/e,ug,i nvento r,soli dedge,solidw orks,c axa,时空镇江6 r2 t# l! Z8 U$ @5 b1
3 粗车
粗车φ55，φ60，φ65，φ75外圆柱面，30°斜面，，钻中心孔，倒角 ] I3 p3 f* E+ \: A* _2 f
4 调制处理
5 精铰中心孔
6 半精车ad,机械技术汽车,ca tia,pr o/e,ug,inven tor,so lidedg e,soli dworks,caxa,时空镇江* f1 Q& e2 ?. }6 y+ }) i+ @( r
半精车φ176端面，半精镗L! K) fφ80的孔
8 精镗
精镗φ80的孔到达要求
7 半精车 2 q: i0 Z7 ?7 ]7 f)
半精车φ55，φ60，φ65，φ75外圆柱面
9 精车
精车φ55，φ60，φ65，φ75外圆柱面到达要求
10 钻孔
钻φ20的底孔，扩φ20的孔，铰φ20的孔到达要求
11 铣键槽: R- i9 H& C, 三维网技术论坛5 K- S; s( J' E2 w
铣键槽到规定的要求三维网技术论坛8 b& h+ y& w2 h# g
12 钻斜孔
钻φ8的孔
13 去毛刺论坛- U. Q" b. s% o3 b+ h5 a1 g5 x
14 检验
工艺方案的特点在于工序集中和工序分散和加工顺序，从零件本身来考虑，由于轴类零件在切削加工时易产生弯曲变形，如采用工序分散，在加工时零件的位置精度无法保证，为了同时保证零件图示的圆跳动要求。
机械加工工艺过程。
四·工序设计
1选择机床根据工序选择机床
（1）工序2、3、6,7,9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2、8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11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和12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。
2 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。
3 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.B3H＝16325。
4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：
1加工余量，工序尺寸，及其公差的确定
根据各资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
表3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R a /μm
粗车 3 IT12 12.5 176 4.0176-φ
毛坯
±2
179
2179±φ
表4外圆柱面φ55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R a /μm
精车 1 IT6 1.6
55 019.055-φ 半精车 2
IT10 3.2
56 120.056-φ
粗车 3 IT12
6.3
58 3.058-φ
毛坯
±2
61
261±φ
表5φ60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R a /μm
精车 1 IT6 1.6 60 0019.060-φ
半精车 2
IT10 3.2 61 0120.061-φ
粗车 3 IT12 6.3 63 030.063-φ
毛坯
±2
66
266±φ
表5φ65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R a /μm
精车 1 IT6 1.6 65 0019.065-φ 半精车 2
IT10 3.2 66 0120.066-φ
粗车 3 IT12 6.3 68 030.068-φ
毛坯
±2
71
271±φ
表5φ75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R a /μm
精车 1 IT6 1.6 75 0019.075-φ 半精车 2
IT10 3.2 76 0120.076-φ
粗车 3 IT12 6.3 78 030.078-φ
毛坯
±2
81
281±φ
表5φ104内孔加工余量计算
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R a /μm
粗镗 3 IT10 6.3 104 140.00
104+φ 毛坯 ±2
101
2101±φ
表5φ80内孔加工余量计算
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R a /μm
精镗 半精镗 1 2 IT7 IT8 3.2 6.3 80 79 030
.0080+φ 12.00
79+φ 粗镗 3
IT10 12.5 78 12.00
78+φ 毛坯
±2
77
277±φ
表5φ50内孔加工余量计算
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R a /μm
粗镗
3
IT10 6.3 50
1.00
50+φ
毛坯
±2 47 247±φ
表6φ20内孔加工余量计算
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R a /μm
铰 1 IT7 3.2 20 023
.0020-φ 扩孔 3 IT10 6.3 19 1.0019+φ 钻孔 6
IT12 12.5 16 1.00
16+φ 毛坯
±2
10
210±φ
表7键槽的加工余量计算
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R a /μm
精铣 2 IT7 3.2 16 .160043.0+φ 半精铣 4 IT10 6.3 14 .1401.0+φ
粗铣 10
IT12 12.5 10 .10φ
毛坯
±2
2、确定切削用量及功率的校核 Ⅰ 加工外圆柱面φ176
粗车：查《机械加工工艺设计手册》P433 得知：f=0.8～1.2mm/r 取f=0.81mm/r ap=1.3mm
查《金属切削手册》知Vc=70～90 m/min 取Vc=80 m/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=n d/1000=20033.143187/1000=73.4m/min
校核功率：Pc=Kc3ap3Vcf/60000=230532.530.81373.4/60000=5.4Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw ，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=73.4 m/min ，n=125r/min ，f=0.81mm/r Ⅱ 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=0.71 mm/r ap=1.5mm 查《金属
切削手册》知Vc=70～90 m/min取Vc=75 m/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=n d/1000=32033.14370/1000=70.34m/min 功率Pc=Kc3ap3Vc30.71/60000=230532.5370.3430.66/6031000=4.4Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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：查《机械加工工艺设计手册》P433 得知：f=0.25～0.35mm/r 取f=0.30 mm/r ap=1mm 取Vc=120m/min故n=1000Vc/ d=660.04r/min 圆整得n=660 r/min 功率Pc=Kc3ap3Vc3f /60000=230530.33120/60000=1.24Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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/min f=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=150～160 m/min取Vc=160m/min f=0.18mm/r ap=0.5mm 则 n=1000Vc/ d =908.29r/min 圆整得n=910 r/min 功率Pc=Kc3ap3Vc3f /60000=230530.5530.183160/60000=0.6Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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/min f=0.18mm/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=70～90 m/min取Vc=75 m/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=n d/1000=32033.14370/1000=70.34m/min 取ap=1.5mm 校核功率Pc=Kc3ap3Vc3f/60000=230532.5370.3430.71/60000=4.8 Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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/min f=0.71mm/r
半精车：查《机械加工工艺设计手册》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取f=0.45 ap=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=550 r/min 则Vc=n d/1000=51033.14362.9/1000 =100.7 m/min功率Pc=Kc3ap3Vc3f/60000=230530.930.453100.7/60000=1.57Kw 由于机
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=0.15 mm/r再查外圆切削数据表知：Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 则n=1000Vc/ d=10003120/3.14361.1=625.5 r/min圆整得n=630 r/min 取ap=0.5mm 故实际切削速度：Vc=n d/1000=63033.14361.1/1000=120.87m/min校核功率Pc=Kc3ap3Vc3f /60000=230530.553120.8730.15/60000=0.38Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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/min f=0.15mm/r
Ⅳ加工外圆柱面65
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取f=0.71mm/r查《金属切削手册》知Vc=70～90 m/min取Vc=75 m/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=n d/1000=70.34m/min 取ap=1.5mm 功率Pc=Kc3ap3Vc3f/60000=230532.5370.3430.71/60000=4.8Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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：查《机械加工工艺设计手册》P433 得知：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=510 r/min 取ap=1mm Vc=n d/1000=51033.14367.9/1000=108.7m/min功率Pc=Kc3ap3Vc3f/60000=230530.93108.730.45/60000=1.7Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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/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=0.18mm/r 再查外圆切削数据表知：Vc>1.67m/s 取Vc=120 m/min 则n=1000Vc/ d=578.2 r/min 圆整得n=580 r/min故实际切削速度： Vc=n d/1000=58033.14366.1/1000=120.38m/min ap=0.5mm 校核功率Pc=Kc3ap3Vc3f
/60000=230530.5530.183120.38/6000031000=0.46Kw由于机床说明书
为Vc= 120.38m/min，n=580r/min f=0.18mm/r
Ⅴ加工外圆柱面φ75
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取f=0.71mm/r查《金属切削手册》知Vc=70～90 m/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=n d/1000=80.384m/min 取ap=1.5mm 校核功率：Pc=Kc3ap3Vc3f/60000=230532.5380.38430.71/60000=5.5Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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
半精车：查《机械加工工艺设计手册》P433 得知：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=10003108/3.14377.9=441.5r/min 圆整得n=450 r/min 取ap=1mm Vc=n d/1000=45033.14377.9/1000=110m/min
校核功率P c=Kc3ap3Vc3f/60000=230530.9311030.45/60000=1.7Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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/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=120 m/min 则n=1000Vc/ d =10003120/76.133.14=502.2 r/min圆整得n=500 r/min故实际切削速度：Vc=n d/1000=50033.14376.1/1000=119.48m/min ap=0. 5mm校核功率Pc=Kc3ap3Vc3f /60000=230530.553119.4830.15/60000=0.39 Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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=119.48m/min，n=500r/min f=0.15mm/r
Ⅵ加工内圆柱面φ80
镗孔：查《简明加工工艺手册》P294知：ap=d/2=0.75mm取 f=0.35mm/r ；Vc=0.33 m/s 故n=1000Vc/ d=100030.33360/3.14330=210.2 r/min 圆整得n=210r/min故实际切削速度：Vc=n
d/1000=21033.14330/1000=19.8m/min校核功率Pc=Kc3ap3Vc3f
/60000=2305315330.6/6031000=3.99Kw由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，
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= 19.8m/min，
n=210r/min， f=0.35mm/r
半精镗孔：查《简明加工工艺手册》P297知 f=0.35～0.40mm/r，Vc=0.833 ～
1.666m/s取f=0.35 mm/r Vc=0.85m/s；故n=1000Vc/
d=100030.85360/3.14374=219.5r/min由CA6140说明书取n=200r/min 故实
际切削速度Vc=n d/1000=20033.14374/1000=46.5m/min取ap=0.5mm
校核功率Pc=Kc3ap3Vc3f /60000=230533346.530.35/60000=1.9Kw根
据机床说明书查得Pc=7.5 Kw，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= 46.5m/min，n=200r/min f=0.35mm/r f=0.3mm/r ap=0.25mm n=549r/min Vc=n d/1000=33.14380/1000=13
8m/min 功率
Pc=Kc3ap3Vc30.001/60=230531.53138/6031000=7.9Kw根据机床说明
书查得Pc=7.5 Kw，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= 138m/min，n=560r/min f=0.3mm/r镗孔：查《金属机械加工工
艺人员手册》增订组编表10-13 ap=3mm； S=0.30～0.50mm/r取 S=0.3mm/r
取Vc=0.65m/s则n=1000Vc/d=100030.65360/d=155r/min由CA6140说明书取
n=160/min 故实际切削速度Vc=nd/1000=16033.14380/1000=40.2m/min根据
机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，功率
Pc=Kc3ap3Vc3S/60000=230533340.230.4/60000=1.85Kw 机床功率Pn＜
Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 40.2m/min，n=160r/min f=0.4mm/r
Ⅶ加工通孔φ20
钻孔：查《简明加工工艺手册》P296 得：f=0.33～0.38mm/r，取f=0.36
mm/r；Vc=0.96 ～ 1.13m/s取Vc =1m/s故n=1000Vc/
d=1000360/3.14319.8=965.1r/min根据X51机床说明书得：n=945r/min故实
际切削速度Vc=n d/1000=94533.14319.8/1000=58.75m/min ，又取ap=3
mm 校核功率：
Pc=Kc3ap3Vc3f/60000=230536360.330.36/60000=5.0Kw由于机床说
明书查得Pc=7.5 Kw，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= 23.1m/min，n=409r/min， f=0.2mm/r
铰孔：查《简明加工工艺手册》表11-20知：f=0.3～0.65mm/r，取f=0.3
mm/r ；Vc=0.833 ～0.383m/s ，取Vc =0.60 m/s ；故n=1000Vc/
d=100030.6360/3.14320=573.25 r/min圆整得：n=580 r/min故实际切削速
度Vc=n d/1000=58033.14320/1000=36.4
m/min ap=0.5mm 校核功率：Pc=Kc3ap3Vc3f
/60000=230530.1336.430.3/60000=0.04Kw由于机床说明书查得Pc=7.5
Kw，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=
36.4m/min，n=580r/min ,f=0.3mm/r
Ⅷ加工端面
粗车：查《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》得：
f=0.66mm/r Vc=108m/min n=1000Vc/πd=190r/min 由
CA6140说明书取n=200r/min 故实际切削速度Vc=n d/1000=110.5m/min 取
ap=3mm 校核功
率：Pm=Kc3ap3f3Vc/60000=23053230.663110.5/60000=5.6Kw由
于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为η=0.8，机床功率Pc3η＞Pm，所以机
床功率足够，实际取值为Vc=110.5m/min，n=200r/min，f=0.66mm/r.
半精车：查《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》得：
f=0.41mm/r ap=0.5mm Vc=120m/min n=1000Vc/πd=217.1r/min 功
率Pm=Kc3ap3f3Vc/60000=230530.530.413120/60000=0.94Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为η=0.8，机床功率Pc3η＞Pm，
所以机床功率足够，实际取值为Vc=120 m/min，n=217.1r/min，f=0.41mm/r.
Ⅸ铣键槽
粗铣：fz=0.12mm/r ap=5mm Vc=90m/min
n=1000Vc/πd=955.4r/min Vf=n3fz=114.6mm/r功率
Pm=Kc3ap3f3Vc/60000=23053530.12390/60000=2.07Kw由于机床说明
书查得Pc=4.5 Kw，效率为η=0.8，机床功率Pc3η＞Pm，所以机床功率足够，
实际取值为Vc= 89m/min，n=945r/min，纵向Vf=105mm/r,横向Vf=100 mm/r 精铣：
fz=0.10mm/r ap=0.5mm Vc=150m/min n=1000Vc/πd=1194.2r/min
Pm=Kc3ap3f3Vc/60000=23053230.103150/60000=1.15Kw 由于机床说
明书查得Pc=4.5 Kw，效率为η=0.8，机床功率Pc3η＞Pm，所以机床功率足
够，实际取值为Vc=153.8m/min，n=1225r/min 纵向Vf=125mm/r,横向Vf=130mm/r.
五、夹具设计
本夹具是工序5在立式钻床上加工10个φ20通孔，所设计的夹具装配图及工序简图如图所示，夹具体零件图如图所示
有关说明如下：
（1）定位方案工件以一个夹紧装置可以限制工件的4个自由度，