输出轴机械加工工艺规程及夹具设计.doc

输出轴机械加工工艺规程及夹具设计

指导老师

课程设计
题目

课
程
设
计
内
容

一、 课程设计内容

图一所示是输出轴简图。毛坯材料为铸钢。中批量生产，采用通用机床进行加工。试完成该零件的机械加工工艺设计与加工6—￠12孔钻床夹具设计。
设

计

要

求

二、设计要求:
1、设计者必须发挥独立思考能力，禁止抄袭他人成果,不允许雷同，凡找他人代做，一经核实，取消答辩资格。积极主动与指导教师交流，每一进展阶段至少与指导教师交流一次。
2、设计成果：
(1)、设计说明书一份；
（2）、机械加工工艺卡片一套；
（3）、夹具装配图一张（A1或A2图纸，用CAD画）与必要的零件图若干张。
设计说明书应包括下列内容：封面，目录、设计任务书、正文、注释、参考文献等。设计说明书的题目与各级标题为四号以上楷体并加黑，正文采用小4号楷体，注释采用尾注形式。　
３、设计说明书的正文部分内容参考《机械制造工艺学课程设计指导书》。
４、设计完成后，将课程设计说明书、机械加工工艺卡片、夹具装配图打印并装订好一并交给指导教师，并准备答辩，

设

计

进

度
一）、设计准备工作（2012年11月24日~25日）
1、熟悉任务书，明确设计的内容和要求；
2、准备参考资料和手册。
二）、机械加工工艺规程制定（2012年11月26~12月2日）
1、零件的分析；
2、毛坯的确定；
3、定位基准的选择；
4、加工方法的选择；
5、工艺路线的制定；
6、确定加工余量与毛坯尺寸；
7、工序设计；
8、确定切削用量和基本时间。
三）、填写机械加工工艺卡片（2012年12月3~12月4日）
四）、夹具的设计（12月5日~20日）
1、确定定位方案、选择定位元件；
2、确定夹紧方案、设计夹紧机构；
3、确定分度方案、设计分度装置；
4、确定导向、对刀方案，设计导向、对刀装置；
5、设计其他装置；
6、设计夹具体；
7、夹具精度分析；
8、绘制夹具装配图与必要的零件图。
四）、 撰写计算说明书（12月21日~12月28日）
五）、准备答辩（12月29日~2013年1月4日）

目录
前言 5
1. 第一部分——工艺规程设计
一、零件的工艺分析与生产类型的确定 5
1.技术要求分析 5
2.零件的工艺分析 5
二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 6
1.选择毛坯 6
2.毛坯尺寸的确定 6
三、选择加工方法，制定加工艺路线 6
1.定位基准的选择 7
2.加工方法的选择 7
3.制定艺路线 8
四、工序设计 9
1.选择加工设备与工艺装备 9
2.选择机床 根据工序选择机床 9
3.选用夹具 9
4.选用刀具 9
5.选择量具 9
6.确定工序尺寸 10
五、确定切削用量与基本工时 12
1.切削用量 。 12
2.基本时间 18
第二部分——夹具设计
六、夹具设计 18
1定定位方式，选择定位元件................................ 19
2确定导向装置.......................................................... 19
3切削力和夹紧力的计算.................................................. 19
4确定工件夹紧方案，设计夹紧机构....................................... 19
5确定夹具总体结构和尺寸............................................... 21
6夹具使用说明.......................................................................... 22
七、 结论 22
参考文献 22

输出轴加工工艺与钻床夹具设计
　　摘　要：机械制造业的发展对世界经济起着非常重要的作用，而机械加工工艺的编制是机械制造技术的重要组成部分和关键工作。本文论述的是输出轴的加工工艺和夹具设计，着重于几个重要表面的加工，具有一定的尺寸、形状、位置要求，还有一些强度、表面粗糙度要求等，然而这些都会在文中得以体现。
　　关键词：制造；输出轴；加工工艺；夹具；
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、技术基础课以与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。

一.零件的工艺分析与生产类型的确定
1.技术要求分析
 题目所给定的零件车床输出轴，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。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。综合技术要求等文件，选用铸件。
2.零件的工艺分析
从零件图上看，该零件是典型的零件，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200HBW，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。
二.选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
1.选择毛坯
毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以与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，刀具与能源等消耗，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.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<或查表得到>。铸件的外圆角半径按表5-12确定，内圆角半径按5-13确定。结果为：外圆角半径：；内圆角半径：。按表5-11，外模锻斜度，内模锻斜度。下图为本零件的毛坯图

三.选择加工方法，制定加工艺路线
1.定位基准的选择
本零件为带孔的轴类零件，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，应选回转轴线为定位基准，即遵守“基准重合”的原则。具体而言，即选孔与一端面作为精基准。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，因此应选外圆与一端面为粗基准。
2.加工方法的选择
1.回转体表面面的加工：面的加工方法有很多，本零件主要是加工外圆面和端面。φ55、φ60外圆面的加工精度采用7级精度可以满足要求，故可采取粗车-半精车-精车的加工方式。φ65、φ75外圆面的加工精度要采用6级精度才能达到要求，故采用粗车-半精车-粗磨-精磨的加工方式。
2.孔的加工：孔的加工方式有钻、扩、镗、拉、磨等。对于内孔采取在车床上镗孔的方式。原因是结构紧凑，重量不大，适用于车削加工。
通孔10×φ20采用在车床上镗孔的方式。
斜孔2×φ8在钻床床钻孔。

图1毛坯图

3.键槽的加工：零件上的键槽在铣床上铣。其公差等级为IT7，两侧的粗糙度为Ra3.2μm，槽底面的粗糙度为Ra6.3μm。可采用粗铣-精铣的加工方式。
4.两端面的加工：端面的加工在铣床上进行，其公差等级为IT7，粗糙度的
要求分别为Ra25μm，Ra,12.5μm。
3.制定艺路线
制定工艺路线是制定工艺规程最重要的工作，也体现了工艺师工艺水平的重要方面。其原则是，在保证零件的几何形状、尺寸精度、表面质量的前提下，尽可能提高生产率，降低成本，取得好的经济效益。
工艺路线的确定：
基准先行原则 该零件加工时应该先φ55端面为粗基准加工φ176外圆面与其端面，再以φ176为基准加工φ55端面与其外圆面。
先粗后精原则 先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗加工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，若粗加工后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精加工。
先面后孔原则 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。
先主后次原则 先加工主要表面，后加工次要表面。这里的主要表面是指基准面，主要工作面。次要表面是指键槽、内孔等其他表面。次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求。因此，在主要表面达到一定的精度之后，再以主要表面定位加工次要表面
工艺路线安排如下：
工序1  备料、模锻。
工序2  用三爪卡盘定位φ55回转体表面，粗车φ176外圆和粗铣φ176端面。
工序3  用三爪卡盘定位φ176回转体表面,粗铣φ55端面和粗车φ55、φ60、φ65、φ75的回转体表面。
工序4 用三爪卡盘定位φ55回转体表面，半精车φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圆
工序5 用三爪卡盘定位φ55回转体表面，粗磨φ65、φ75的外圆表面
工序6 用三爪卡盘定位φ55回转体表面，粗车、半精车过度锥面
工序7 以轴的回转轴线为基准，粗镗内孔φ50、φ80、φ104
工序8 以轴的回转轴线为基准，半精镗内孔φ50、φ80、φ104
工序9 以φ80孔的中心线为基准，钻、扩、铰孔10×φ20
工序10 钻斜孔2×φ8
工序11 以轴的回转轴线为基准，粗铣键槽
工序12 热处理：调质处理硬度为200-230HBW
工序13 精车φ65、φ75的外圆与锥面
工序14 用三爪卡盘定位φ55回转体表面，精磨φ65、φ75的外圆表面
工序15 以轴的回转轴线为基准，精铣键槽，用三爪卡盘定位φ55回转体表面，精铣φ176端面；用三爪卡盘定位φ176回转体表面, 精铣φ55端面。
工序16 去毛刺、清洗、检验

四.工序设计
1.选择加工设备与工艺装备
选择机床 根据工序选择机床
选择加工设备与选择机床类型。由于已经根据零件的形状、精度特点，选择了加工方式，机床的类型也随之确定。至于机床的型号，取决于现场的设备情况。最终选择的机床，其经济精度应与零件表面的设计要求相适应，初步选定的机床如下：
工序10、15、60、80中进行的操作分别是粗铣φ176端面、铣φ55端面、粗铣键槽、精铣键槽，精铣φ176端面，精铣φ55端面，用的设备是X53T立式铣床。
工序50中钻、扩、铰孔10×φ20，工序55中钻斜孔2×φ8，选用Z3025摇臂钻床。
其余工序如加工端面和外圆，都可以在CA6140卧式车床进行。

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.B×H＝16×25。

4.选择量具
本零件属大批大量生产，一般配情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考参考文献[4]》相关资料，选择如下：读数值0.02、测量范围0～150游标卡尺，读数值0.01、测量范围0～150游标卡尺。读数值0.01、测量范围50～125的内径千分尺，读数值0.01、测量范围50～125的外径千分尺，读数值0.01、测量范围50～125的内径百分表（表5-108）。

5.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、工序尺寸与公差、表面粗糙度见下表：
表3外圆柱面φ176　轴段加工余量计算
Tab3
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
精车
2
IT10
6.3
176

粗车
3
IT12
12.5
179

毛坯

±2

181

表4外圆柱面φ55轴段加工余量计算
Tab4
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
精车
1.0 
IT6
1.6
55

半精车 
1.5
IT10 
3.2
56

粗车
2.5
IT12
6.3
57.5

毛坯

±2

60

表5φ60轴段加工余量计算
Tab5
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
精车 
1.0 
IT6
1.6
60

半精车 
1.5
IT10
3.2
61

粗 车
2.5
IT12
6.3
62.5

毛 坯

±2

65

表5φ65轴段加工余量计算
Tab5
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
精车 
1.0 
IT6
1.6
65

半精车 
1.5
IT10
3.2
66

粗车
2.5
IT12
6.3
67.5

毛坯

±2

70

表5φ75轴段加工余量计算
Tab5
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
精车 
1.0 
IT6
1.6
75

半精车 
1.5
IT10
3.2
76

粗车
2.5
IT12
6.3
77.5

毛坯

±2

80

表5φ104内孔加工余量计算
Tab5
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
精镗 
1.8
IT7
3.2
104

粗镗 
3.2
IT10
6.3
103.2

毛坯

±2

99

表5φ80内孔加工余量计算
Tab5
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
精镗
1.5 
IT7
3.2
80

粗镗 
2.5
IT10
6.3
78.5

毛坯

±2

76

表5φ50内孔加工余量计算
Tab5
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
精镗 
1.5
IT7
3.2
50

粗镗 
2.5
IT10
6.3
48.5

毛坯

±2

46

五.确定切削用量与基本工时
切削用量包括背吃刀量、进给量和切削速度。确定顺序是确定、，再确定。本说明书选取工序1粗车外圆为例确定其切削用量与基本时间。
1.切削用量
本工序为粗车。已知加工材料为45钢，锻件，有外皮；机床为CA6140型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘中。
确定外圆的切削用量。
所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀，根据表5-112，由于CA6140机床的中心高为200mm，故选用刀杆尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度为4.5mm。根据表5-133，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角，后角、主偏角、,副偏角、刃倾角、刀尖圆弧半径。
（1）确定背吃刀量 由于粗车双边余量为2.5mm，则＝2.25mm。
（2）确定进给量f 根据表5-114，在粗车钢件、刀杆尺寸为、、工件直径为时，。按CA6140机床的进给量选择。确定的进给量尚需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。
根据表5-55，CA6140机床进给机构允许的进给力。
根据表5-123，当钢材、、，， (预计)时，进给力。
Ff的修正系数为，，,故实际进给力为，由于，所选的可用。
（3）选择车刀磨钝标准与耐用度 根据表5-119，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度。
（4）确定切削速度v 根据表5-120，当用YT15硬质合金车刀加工钢材时，，时，切削速度。
切削速度的修正系数为，，，，表2-9。则有：
切削用量包含切削速度、进给量与背吃刀量三项，确定方法是先确定背吃刀量、进给量，最后确定切削速度。不同的加工性质，对切削加工的要求是不一样的。因此，在选择切削用量时，考虑的侧重点也不同。
粗加工时，一般优先选用尽可能大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，最后根据刀具的耐用度情况选择合适的切削速度。
精加工时，一般选择小得背吃刀量和进给量，从而尽可能的提高切削速度。

(1)粗车φ55＋0.028－0.003外圆的切削用量
本工序为粗车外圆φ55，机床采用最常用的CA6140卧式车床。
已知：加工材料：4５钢，，锻件，有外皮；
　　　工件尺寸：坯件D=60㎜，车削后D=57.5㎜，加工长度㎜；
　　　加工要求：车削后表面粗糙度6.3μm。
根据《机械加工工艺手册》表 7-4
选用的刀具为YT5牌号硬质合金车刀，选择的参数为：
主偏角，副偏角，后角，前角，刃倾角，刀尖圆弧半径。
选择切削用量：
确定背吃刀量ap
由于粗加工的余量为2.5mm,可以再一次走刀内完成，故ap=2.5/2=1.25mm。
确定进给量f
由于零件本次加工的加工余量小，根据《机械加工工艺手册》表1.1-47与《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-42，取f=0.51mm/r。
选择车刀磨钝标准和耐用度
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-40，后刀面最大磨损限度取1.1mm,刀具的耐用度为T=60 Min。
确定切削速度v和工作台每分钟进给量Vf
本零件的材料为45钢，，ap=1.25mm，f=0.51mm/r，根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32对车削速度进行修正：根据刀具的耐用度T=60min,得修正系数KTv=1.0；根据工件材料的强度，得修正系数KMv=1.0；根据毛坯状态得修正系数Ksv=0.8；刀具的材料为YT5，得修正系数为：Ktv=0.65;此处为车削，得修正系数KKv =1.0；得修正系数为主偏角为60o得修正系数为KKrV=0.92。
所以，KTv=1.0，KMv=1.0，Ksv=0.8 ，Ktv=0.65，KKv =1.0，KKrV=0.92
切削速度的公式为V=Cv/(Tm×apXv×fyv)
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-43，取数值：
Cv=291，Xv=0.15，yv=0.2,m=0.2。
V=Cv/(Tm×apXv×fyv)×KTv×KMv×Ksv×Ktv×KKv×KKrV
所以带入数据后可算得V=67.92 m/min
转速n=1000V/πd=1000×67.92/π×60=360.32 r/min
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-44,取CA1640机床的主轴转速选择320 r/min，则实际切削速度为
V=πdn/1000=π×60×320/1000=60.32 m/min
检验机床功率
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm的计算公式如下：
Fz=CFz×apxFz×fyFz×VnFz×KFz(N)
Pm= FzV/60×1000 （KW）
式中，CFz=2650,xFz=1.0, yFz=0.75，nFz,=-0.15，KFz = KTFz×KMFz×KKrFz×Kr.Fz，
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数KTFz= 1.0；与工件材料有关的系数KMFz =1.0；与主偏角有关的修正系数KKrFz =0.94；
与前角有关的修正系数Kr.Fz =1.10。因此总的修正系数为
KFz = KTFz×KMFz×KKrFz×Kr.Fz =1.034
所以,切削力为
Fz =2650×1.251.0×0.510.75×60.32-0.15×1.034=1118.5 N
切削功率为
Pm =1118.5×60.32/60×1000KW =1.124 KW
根据《机械加工工艺手册》，查得CA1640卧式车床主动机功率PE =7.5 KW ，因为
Pm＜PE,故上述切削用量可用。最后确定的切削用量为：
ap=1.25mm；
f=0.51mm/r
V=60.32 m/min （n=320 r/min）

(2)半精车φ55＋0.028－0.003外圆的切削用量
本工序为半精车外圆φ55，原来的直径为57.5㎜，车削后D=56㎜机床采用最常用的CA6140卧式车床。
根据《机械加工工艺手册》表 7-4
选用的刀具为YT15牌号硬质合金车刀，选择的参数为：
主偏角Kr=45o,副偏角K, r=10o,前角γ。=10o，刃倾角λs=-5o，后角α。=6o，车刀刀尖圆弧半径rε=0.6mm。
选择切削用量：
确定背吃刀量ap
由于粗加工的余量为1.5mm,可以再一次走刀内完成，故ap=1.5/2=0.75mm。
确定进给量f
由于零件本次加工的加工余量小，根据《机械加工工艺手册》表1.1-47与《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-42，取f=0.30mm/r。
选择车刀磨钝标准和耐用度
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-40，后刀面最大磨损限度取0.8mm,刀具的耐用度为T=60 Min。
确定切削速度v和工作台每分钟进给量Vf
本零件的材料为45钢，，ap=0.75mm，f=0.30mm/r，根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32对车削速度进行修正：根据刀具的耐用度T=60min,得修正系数KTv=1.0；根据工件材料的强度，得修正系数KMv=1.0；根据毛坯状态得修正系数Ksv=1.0；刀具的材料为YT15，得修正系数为：Ktv=1.0;此处为车削，得修正系数KKv =1.0；得修正系数为主偏角为45o得修正系数为KKrV=1.0。
所以，KTv=1.0，KMv=1.0，Ksv=1.0 ，Ktv=1.0，KKv =1.0，KKrV=1.0
切削速度的公式为V=Cv/(Tm×apXv×fyv)
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-43，取数值：
Cv=291，Xv=0.15，yv=0.2,m=0.2。
V=Cv/(Tm×apXv×fyv)×KTv×KMv×Ksv×Ktv×KKv×KKrV
所以带入数据后可算得V=170.43 m/min
转速n=1000V/πd=1000×170.43/π×57.5=943.47 r/min
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-44,取CA1640机床的主轴转速选择710r/min，则实际切削速度为
V=πdn/1000=π×57.5×710/1000=128.26 m/min
检验机床功率
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm的计算公式如下：
Fz=CFz×apxFz×fyFz×VnFz×KFz(N)
Pm= FzV/60×1000 （KW）
式中，CFz=2650,xFz=1.0, yFz=0.75，nFz,=-0.15，KFz = KTFz×KMFz×KKrFz×Kr.Fz，
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数KTFz= 1.0；与工件材料有关的系数KMFz =1.0；与主偏角有关的修正系数KKrFz =1.0；
与前角有关的修正系数Kr.Fz =1.04。因此总的修正系数为
KFz = KTFz×KMFz×KKrFz×Kr.Fz =1.04
所以,切削力为
Fz =2650×0.751.0×0.300.75×128.26-0.15×1.04=291.88 N
切削功率为
Pm =291.88×128.26/60×1000 KW =0.624 KW
根据《机械加工工艺手册》，查得CA1640卧式车床主动机功率PE =7.5 KW ，因为
Pm＜PE,故上述切削用量可用。最后确定的切削用量为：
ap=0.75mm；
f=0.30mm/r
V=128.26 m/min （n=710 r/min）

(3精车φ55＋0.028－0.003外圆的切削用量
本工序为半精车外圆φ55，原来的直径为56㎜，车削后D=55㎜，机床采用最常用的CA6140卧式车床。
根据《机械加工工艺手册》表 7-4
选用的刀具为YT30牌号硬质合金车刀，选择的参数为：
主偏角Kr=30o,副偏角K, r=5o,前角γ。=10o，刃倾角λs=0o，后角α。=6o，车刀刀尖圆弧半径rε=0.4mm。
选择切削用量：
确定背吃刀量ap
由于粗加工的余量为1.0mm,故ap=1.0/2=0.5mm。
确定进给量f
由于零件本次加工的加工余量小，根据《机械加工工艺手册》表1.1-47与《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-42，取f=0.08 mm/r。
选择车刀磨钝标准和耐用度
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-40，后刀面最大磨损限度取0.5mm,刀具的耐用度为T=60 Min。
确定切削速度v和工作台每分钟进给量Vf
本零件的材料为45钢，，ap=0.50mm，f=0.08mm/r，根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32对车削速度进行修正：根据刀具的耐用度T=60min,得修正系数KTv=1.0；根据工件材料的强度，得修正系数KMv=1.0；根据毛坯状态得修正系数Ksv=1.0；刀具的材料为YT30，得修正系数为：Ktv=1.4;此处为车削，得修正系数KKv =1.0；得修正系数为主偏角为30o得修正系数为KKrV=1.13。
所以，KTv=1.0，KMv=1.0，Ksv=1.0 ，Ktv=1.4，KKv =1.0，KKrV=1.13
切削速度的公式为V=Cv/(Tm×apXv×fyv)
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-43，取数值：
Cv=291，Xv=0.15，yv=0.2,m=0.2。
V=Cv/(Tm×apXv×fyv)×KTv×KMv×Ksv×Ktv×KKv×KKrV
所以带入数据后可算得V=560.66 m/min
转速n=1000V/πd=1000×560.66/π×56=3186.85 r/min
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-44,取CA1640机床的主轴转速选择1400 r/min，则实际切削速度为
V=πdn/1000=π×56×1400/1000=246.3 m/min
检验机床功率
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm的计算公式如下：
Fz=CFz×apxFz×fyFz×VnFz×KFz(N)
Pm= FzV/60×1000 （KW）
式中，CFz=2650,xFz=1.0, yFz=0.75，nFz,=-0.15，KFz = KTFz×KMFz×KKrFz×Kr.Fz，
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数KTFz= 1.0；与工件材料有关的系数KMFz =1.0；与主偏角有关的修正系数KKrFz =1.13；
与前角有关的修正系数Kr.Fz =1.08。因此总的修正系数为
KFz = KTFz×KMFz×KKrFz×Kr.Fz =1.2204
所以,切削力为
Fz =2650×0.51.0×0.080.75×246.3-0.15×1.2204=106.2 N
切削功率为
Pm =106.2×246.3/60×1000 KW =0.0.436 KW
根据《机械加工工艺手册》，查得CA1640卧式车床主动机功率PE =7.5 KW ，因为
Pm＜PE,故上述切削用量可用。最后确定的切削用量为：
ap=0.5mm；
f=0.08mm/r
V=246.3 m/min （n=1400 r/min）

(4)粗车φ60+0.065 -0.045外圆的切削用量
按CA6140机床的转速选择,则实际切削速度。
最后确定切削用量为：
，，，。
2.基本时间
确定粗车外圆的基本时间t
根据《机械制造工艺学》公式4-23车外圆基本时间为：
根据《机械制造工艺学》公式4-23车外圆基本时间为：

式中：，，，，，
则
其余工步切削用量与基本工时计算从略

六.夹具设计
　　本夹具是第11道工序钻通孔的专用夹具。刀具为直柄麻花钻8-L GB/T 6135.3－1996。
　　在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。因此，本设计的重点应在卡紧的方便性与快速性以与实现钻孔的分度上。下面是夹具设计过程：
1.确定定位方式，选择定位元件
工件以大端面和2个φ18孔定位基准，如图3.1，属一面两孔定位。采用平面与两定位销组合定位方案，其中平面限制3个自由度，定位销一个为圆柱销，限制2个自由度，一个为菱形销，限制1个自由度，共限制6个自由度属完全定位。
两定位销设计：
(1)取两销中心距为140mm;
(2)取圆柱销直径为；
(3)按《机械制造工艺学》[1]表6-1选取菱形销宽度：b=4mm;
(4)按h6菱形销确定菱形销的直径公差，最后得到。
其结构图如图3.1所示：

2.确定导向装置
本工序为在斜面上钻孔，采用特殊钻套，如图3.2。因生产批量较大，钻套结构宜设计成可换的。排屑间隙 h=0.7×d= 0.7×8= 5.6mm,取 d=6mm。
钻套导引高度H=1.25×(h+L)=1.5×(6+24)=45mm。
图3.2

3.切削力和夹紧力的计算
本工序加工是钻削可估算其夹紧力，其为螺旋夹紧机构。实际效果可以保证
根据公式：

4.确定工件夹紧方案，设计夹紧机构
在机械加工过程中，工件会受到切削力、摩擦力等外力的作用，为了保证在这些外力的作用下，工件仍能在夹具中保持定位的正确位置，而不致发生位移或产生振动，一般在夹具结构中都必须设置一定的夹紧装置，把工件压紧夹牢在定位元件上。本设计采用螺栓将零件固定在夹具体的卡槽来压紧，如图 3.3。

图3.3

夹紧力计算：
螺旋夹紧力的计算，根据：《机械制造工艺学》[2] 的公式：

式中， ——作用在扳手