X62W銑床主軸的銑鍵槽16×25專用夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝規(guī)程含開(kāi)題及4張CAD圖
X62W銑床主軸的銑鍵槽16×25專用夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝規(guī)程含開(kāi)題及4張CAD圖,X62W,銑床,主軸,鍵槽,16,25,專用,夾具,設(shè)計(jì),機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,開(kāi)題,CAD
設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
題 目
X62W銑床主軸機(jī)械加工工藝規(guī)程與銑鍵槽16×25專用夾具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
班級(jí)學(xué)號(hào)
專業(yè)
一、 本課題的目的及研究意義
機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段。本課題研究X62W銑床主軸加工工藝規(guī)程。首先通過(guò)對(duì)零件圖的分析，了解工件的結(jié)構(gòu)形式，明確了具體的技術(shù)要求，從而對(duì)工件各組成表面選擇合適的加工方法。再擬訂較為合理的工藝規(guī)程，充分體現(xiàn)質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，在整個(gè)機(jī)械加工過(guò)程中，夾具除了夾緊、固定被加工零件外，還要求保證加工零件的位置精度、提高加工生產(chǎn)率。
二、本課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1國(guó)內(nèi)X62W銑床的現(xiàn)狀
X62W萬(wàn)能銑床全稱是X6312臥式萬(wàn)能升降臺(tái)銑床，是一款很老的銑床，是目前國(guó)內(nèi)臥式銑床中賣(mài)量最大的一種。因?yàn)槠浞€(wěn)定性好，工作臺(tái)可以回轉(zhuǎn)左右45度，三項(xiàng)進(jìn)刀等很多優(yōu)點(diǎn)，所以在普通銑床中一直很被機(jī)械加工所喜愛(ài)。但是缺點(diǎn)也是有的，主要是機(jī)床高度比較矮，升降行程短，有些有高度的工件無(wú)法加工。有時(shí)候掛上立銑頭，基本上升降行程就沒(méi)有多少了，所以必須設(shè)計(jì)出適合的銑床主軸機(jī)械加工工藝規(guī)程與銑鍵槽專用夾具來(lái)滿足加工需要。
2國(guó)外X62W機(jī)床的現(xiàn)狀
國(guó)外臥式鏜床結(jié)構(gòu)先進(jìn)、工藝水平高、重視新技術(shù)的應(yīng)用；產(chǎn)品精度、剛度和壽命較高；造型美觀，操作方便；具有較高的水平，廣泛地應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)原則發(fā)展品種，做到普通臥式鏜銑床、數(shù)控臥式鏜銑床和臥式鏜銑加工中心一個(gè)機(jī)型、三種產(chǎn)品，即普通臥式鏜床裝上數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控臥式鏜床，再加上刀庫(kù)和機(jī)械手就是加工中心。幾乎不存在什么缺點(diǎn)。
三、本課題的研究目標(biāo)
由于零件的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程可以是多種多樣的，工藝人員的任務(wù)是從現(xiàn)有生產(chǎn)任務(wù)條件出發(fā)，制定一個(gè)切合實(shí)際的最優(yōu)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程，制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則是：在一定的生產(chǎn)條件下，以最低的成本，按計(jì)劃規(guī)定的速度，可靠地加工符合圖紙要求的零件。本次設(shè)計(jì)是對(duì)銑床主軸機(jī)械加工工藝規(guī)程與銑鍵槽專用夾具進(jìn)行全面設(shè)計(jì)，使其滿足實(shí)際生產(chǎn)工作的需要。
四、本課題的研究?jī)?nèi)容
本課題主要研究的是X62W銑床主軸機(jī)械加工工藝規(guī)程與銑鍵槽8×25專用夾具設(shè)計(jì)方法，首先我們要了解銑床主軸在銑床中的位置和它的基本構(gòu)造：立銑頭主要由本體、主軸組件、主軸套筒移動(dòng)機(jī)構(gòu)、主軸套筒鎖緊機(jī)構(gòu)、立銑頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等組成，其中最主要的是主軸組件。
(1)主軸安裝在主軸套筒中，前支承采用雙列圓柱滾子軸承，承受徑向力。后支承采用一對(duì)角接觸球軸承，面對(duì)面安裝，承受徑向力和兩個(gè)方向的軸向力，并使主軸軸向定位。
(2)主軸的軸向移動(dòng)：主軸套簡(jiǎn)裝在立銑頭本體的大孔中，套筒能帶著主軸一起作軸向移動(dòng)，它由立銑頭旁邊的手輪操作，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，經(jīng)過(guò)一對(duì)圓錐齒輪，使絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)固定在套筒上的螺母及托架帶動(dòng)套筒軸向移動(dòng)。當(dāng)加工精度要求較高時(shí)，還可以在螺母托架上安裝千分表，以便觀察和檢查。
(3)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)：帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪不是直接裝在主軸上，而是裝在套筒上，軸套通過(guò)一對(duì)角接觸球軸承支承在本體上。這樣，齒輪傳動(dòng)的徑向力就不作用在主軸上，而是通過(guò)軸套和軸承作用到本體上。這種結(jié)構(gòu)也便于主軸上下移動(dòng)。
(4)主軸套筒的夾緊：主軸工作時(shí)，應(yīng)把套筒夾緊，以免軸向竄動(dòng)和減少振動(dòng)。主軸套筒使利用差動(dòng)螺紋機(jī)構(gòu)夾緊。
(5)潤(rùn)滑與密封：主軸下端采用非接觸密封。密封盤(pán)固定在主軸上，而密封蓋固定在主軸套筒上，兩件之間形成一條窄長(zhǎng)而曲折的間隙，其間隙很小，且充填有潤(rùn)滑脂。這樣，既能阻擋油脂漏出，又能防止外界的灰塵和冷卻液等進(jìn)入。主軸兩個(gè)后軸承用密封套密封，主要防止上端的潤(rùn)滑油進(jìn)入，使油脂稀釋。
五、研究方法和技術(shù)路線
1研究方法
1) 毛坯材料：通過(guò)查閱書(shū)籍和網(wǎng)絡(luò)資料選擇毛坯的制造材料和制造形式。
2) 銑床主軸加工工藝：
3) 夾具設(shè)計(jì)：完成x62w銑床主軸和銑槽鍵專用夾具分析，繪制模具總裝圖及零件圖。用CAD繪制的夾具體和銑床主軸的三維模型。
2技術(shù)路線
畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始
現(xiàn)場(chǎng)考察問(wèn)題
查閱資料
咨詢老師
確定銑床主軸所在位置
確定銑床主軸的作用
制定銑床主軸加工工路線
選擇毛坯的制造方式
選取機(jī)械加工的參數(shù)
設(shè)計(jì)鉆床專用夾具
畢業(yè)設(shè)計(jì)完成
6、 進(jìn)度安排
起止日期
工作內(nèi)容
備注
2020年10月30日
下達(dá)任務(wù)書(shū)
2020年11月26日
上傳開(kāi)題報(bào)告
2021年3月6日~4月3日
畢業(yè)實(shí)習(xí)
2021年4月4日~4月24日
擬定銑床主軸工藝路線，確定各工藝切削參數(shù)
2021年4月25日
中期檢查
2021年4月26日~5月21日
繪制專用夾具裝配圖，夾具體圖等零件圖
2021年5月22日~5月23日
撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，準(zhǔn)備答辯
2021年5月24日~5月31日
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯
七、參考文獻(xiàn)
[1] 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)（第2版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018.12
[2] 艾興、肖詩(shī)鋼.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第3版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2019.9
[3] 朱耀祥，浦林祥.現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018.12
[4] 王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)（第4版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2019.08
[5] 趙又紅.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（第3版）[M].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2017.07
[6] 何銘新.機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，2016.02
[7] 吳爽，李健主編.公差配合與技術(shù)測(cè)量[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2016. 1
[8] 趙家齊，邵東向.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M].北京：機(jī)械出版社，2016,5
[9] 余光國(guó)，馬?。畽C(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]．重慶：重慶大學(xué)出版社，2017.07
[10] 陳宏鈞.實(shí)用機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社出版.2016.9.
[11] 王細(xì)洋.現(xiàn)代制造技術(shù)［Ｍ］.第二版.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2017.6.
[12] 吳爽，李健主編.公差配合與技術(shù)測(cè)量［Ｍ］.上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2016.1
[13] 柳青松.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與應(yīng)用［Ｍ］.第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014.10.
[14] 王連明，宋寶玉.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)［Ｍ］.第4版 北京：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2010.04.
[15] 楊可楨.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)［Ｍ］.第7版 北京：高等教育出版社，2020.06.
黃開(kāi)榜，張慶春，那海濤.金屬切削機(jī)床［Ｍ］.第二版.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2018.9重印
指導(dǎo)教師批閱意見(jiàn)
該生研究了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明白了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研并查閱了相關(guān)資料。所制定零件加工的工藝路線無(wú)原則性錯(cuò)誤，方案基本可行，深度及廣度有待進(jìn)一步加深和擴(kuò)大，工作量適中，同意開(kāi)題。
指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日
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(dòng)刀具的旋轉(zhuǎn)來(lái)完成零件的表面成型運(yùn)動(dòng)，因此機(jī)床主軸的運(yùn)動(dòng)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(guò)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(jì)對(duì)X62W銑床的主軸零件進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析，針對(duì)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(jì)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(jì)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(duì)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(shū)籍、文獻(xiàn)和現(xiàn)有設(shè)備制定出了合理的工藝路線，并對(duì)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(jì)算出了每道工序的切削用量和基本加工工時(shí)。三、根據(jù)所設(shè)計(jì)的加工工序，分析了零件銑鍵槽時(shí)需要注意到的問(wèn)題和基本要求，選擇了加工鍵槽時(shí)的定位基準(zhǔn)，并對(duì)加工時(shí)的切削力和夾緊力進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，最后對(duì)定位誤差進(jìn)行了分析，介紹了夾具所采用的夾緊機(jī)構(gòu)和其他元件以及夾具的操作方法。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過(guò)本文的理論分析和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐，提供了在加工X62W銑床主軸時(shí)，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(jì) 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(jī)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(zhǎng)度L的確定 7
3.4.3毛坯過(guò)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(shí) 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(jì) 29
4.1問(wèn)題的提出 29
4.2夾具的設(shè)計(jì) 29
4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 29
4.2.2切削力及夾緊力計(jì)算 30
4.2.3定位誤差分析 30
4.2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 31
結(jié)束語(yǔ) 31
參考文獻(xiàn) 33
致謝 34
V
1緒論
本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目對(duì)我們的相關(guān)知識(shí)體系以及動(dòng)手能力進(jìn)行了一個(gè)嚴(yán)格的考驗(yàn)。通過(guò)這種真實(shí)有效的畢業(yè)設(shè)計(jì)可以對(duì)我們的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行一個(gè)很好的檢驗(yàn)與校核。并且還能夠幫助老師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行一個(gè)充分的了解。對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的相關(guān)動(dòng)手能力以及知識(shí)體系的綜合運(yùn)用有著非常好的益處，是每個(gè)大學(xué)的必要的教育課程。所以我們可以看出一個(gè)嚴(yán)格有效的畢業(yè)設(shè)計(jì)是多么的重要。
從個(gè)人素質(zhì)能力的提升角度來(lái)說(shuō)，我非常喜歡本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，這次的項(xiàng)目研發(fā)不會(huì)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(duì)于以后的相關(guān)工作需要以及祖國(guó)的建設(shè)有著重要的幫助作用。
再進(jìn)行各工序的確定時(shí)，會(huì)受到多方因素的影響。所以我們?cè)谶M(jìn)行工藝文件的撰寫(xiě)時(shí)必須根據(jù)實(shí)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(yàn)以及原則進(jìn)行設(shè)計(jì)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(jì)周期比較匆忙，所以一定存在其他的缺陷及不足，請(qǐng)老師多多包涵及時(shí)的給予我寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
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(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，完成表面成型運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還起傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩、承受切削力和驅(qū)動(dòng)力等載荷。為了保證零件加工時(shí)具有一個(gè)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(lái)進(jìn)一步提高整個(gè)工藝性能，才能保證銑床的工作效率。在進(jìn)行銑刀安裝時(shí)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(guò)對(duì)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(guò)以下的相關(guān)內(nèi)容分析對(duì)主軸的位置精度進(jìn)行一個(gè)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(duì)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(dòng)公0.007mm后端面與Φ65k5，Φ40h7的圓跳動(dòng)公差為0.1mm；Φ40h7與Φ65k5，Φ40h7的圓跳動(dòng)公差為0.005mm；Φ40h11與Φ65k5，Φ40h7的圓跳動(dòng)公差為0.05mm；Φ55js6與Φ65k5，Φ40h7的圓跳動(dòng)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(duì)稱鍵槽對(duì)Φ55中心線的對(duì)稱度公差為0.05mm。
（3）4-M12 相對(duì)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(shí)我們必須先對(duì)其中的一個(gè)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(gè)更精確的表面切削，只有通過(guò)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(jì)
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(dòng)零部件，在工作時(shí)受到外力的作用將產(chǎn)生較大的變形，引起震動(dòng)及噪音的同時(shí)會(huì)降低加工精度與表面粗糙度，且工作過(guò)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(duì)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(guò)對(duì)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(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料及機(jī)械設(shè)計(jì)案例之后，我們確定了采用模具鍛造的方法來(lái)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(huì)被進(jìn)一步的提升。
3.2基面的選擇
基面的選擇，設(shè)計(jì)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(shí)間從而提升產(chǎn)能，達(dá)到事半功倍的效果。反之，選擇了錯(cuò)誤的基面，在加工時(shí)就會(huì)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(shí)我們必須選擇相應(yīng)的基準(zhǔn)來(lái)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(shí)，常常加工的是兩端面和中心孔。經(jīng)過(guò)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(shí)的粗基準(zhǔn)。
3.2.2精基準(zhǔn)的選擇
在加工過(guò)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(shū)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(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)。零件的設(shè)計(jì)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(gè)零件的加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)時(shí)，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(jí)以及實(shí)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(shí)，可以考慮采用專用的夾具，使利用工序集中來(lái)提高生產(chǎn)效率，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)加工工藝過(guò)程。通過(guò)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(jì)這兩種不同的工藝路線時(shí)，遵循了各個(gè)工序內(nèi)容能夠使用同一臺(tái)機(jī)器就能完成多個(gè)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(jī)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(hào)
工序內(nèi)容
工序I
車(chē)端面，鉆中心孔，粗車(chē)各外圓
熱處理（調(diào)質(zhì)）
工序II
半精車(chē)外圓面
工序III
鉆通孔φ17
工序IV
車(chē)內(nèi)錐孔
工序V
車(chē)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(chē)各外圓，車(chē)退刀槽和越程槽，并倒角
前95mm處淬硬至HRC48-53
工序X
銑對(duì)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(chē)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(yàn)
3.3.2工藝路線方案二
表2 工藝路線方案二
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序I
車(chē)端面，鉆中心孔
工序II
粗車(chē)各外圓
熱處理（調(diào)質(zhì)）
工序III
半精車(chē)外圓面
工序IV
鉆φ25.3孔、倒角
工序V
鉆φ22孔，鉆擴(kuò)通孔φ17、倒角
工序VI
鏜φ25.3孔
工序VII
鏜φ22孔
工序VIII
車(chē)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(chē)各外圓、車(chē)退刀槽和越程槽，并倒角
前95mm處淬硬至HRC48-53
工序XIII
銑對(duì)稱鍵槽至圖紙要求
工序XIV
粗磨錐孔
工序XV
車(chē)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(yàn)
3.3.3工藝方案的比較分析
通過(guò)不同的加工工藝方法的比對(duì)我們發(fā)現(xiàn)了以下的特點(diǎn)區(qū)別：第一種方法是嚴(yán)格的按照機(jī)械制造工程學(xué)中的相關(guān)加工原則來(lái)進(jìn)行的，通過(guò)先加工一個(gè)基準(zhǔn)面為后續(xù)的孔加工，打下一個(gè)更好的精度實(shí)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(guò)程比較復(fù)雜繁瑣。在經(jīng)過(guò)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋葘?duì)區(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(gè)操作工序內(nèi)容更加的簡(jiǎn)潔，從而能夠更好地控制加工過(guò)程中的相關(guān)誤差的發(fā)生。
通過(guò)閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料再結(jié)合我們所學(xué)過(guò)的課本專業(yè)知識(shí)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(jī)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(lái)進(jìn)行機(jī)加工。經(jīng)過(guò)對(duì)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(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料及機(jī)械設(shè)計(jì)案例之后，我們確定了采用模具鍛造的方法來(lái)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及加工手冊(cè)中的各種數(shù)據(jù)表格來(lái)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(jì)。
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(chē)
2.6
半精車(chē)
0.5
精車(chē)
0.3
φ65
粗車(chē)
2.2
半精車(chē)
0.45
精車(chē)
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(jì)工件直徑Φ88.88，公差為0.015，機(jī)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(jī)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(zhǎng)度L的確定
通過(guò)查閱機(jī)械零件的加工設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(zhǎng)度方向的加工余量為3.25+2.5 -1.5mm，L2＝403.25+2.5 -1.5?？傞L(zhǎng)L＝37+1.0 -0.5+403.25+2.5 -1.5=440.25+3.5 -2.0mm。對(duì)國(guó)家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及相關(guān)的課本知識(shí)進(jìn)行篩選之后我們確定了7°的模鍛斜度。
3.4.3毛坯過(guò)渡圓角的確定
對(duì)國(guó)家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)手冊(cè)以及相關(guān)的課本知識(shí)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(shí)我們將外圓角半徑數(shù)值設(shè)計(jì)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(duì)數(shù)據(jù)手冊(cè)以及相關(guān)的課本知識(shí)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(chē)φ65.32mm
2Z=0.60mm
半精車(chē)φ65.92mm
2Z= 0.90mm
粗車(chē)φ66.82mm
2Z = 5.18mm
毛坯φ72
φ55外圓
精車(chē)φ55±0.095mm
2Z=0.60mm
半精車(chē)φ55.6心
2Z=0.90mm
粗車(chē)φ56.5mm
2Z=10.32mm
已粗車(chē)至φ66.82mm
M45外圖
精車(chē)φ45mm
2Z=0.60mm
續(xù)表4
工序內(nèi)容
加工余量
半精車(chē)φ45.6mm
2Z=0.90mm
粗車(chē)φ46.5mm
2Z=10.00mm
已粗車(chē)φ56.5mm
φ42外圓
精車(chē)φ42mm
2Z=0.60mm
半精車(chē)φ42.6mm
2Z=0.90mm
粗車(chē)φ43.5mm
2Z=3.00mm
已粗車(chē)φ46.5mm
φ40外圓
精磨φ40.8mm
2Z=0.12mm
粗磨φ40.12mm
2Z=0.20mm
精車(chē)φ40.32mm
2Z=0.60mm
半精車(chē)φ40.92mm
2Z=0.90mm
粗車(chē)φ41.82mm
2Z=1.68mm
已粗車(chē)至φ42.92mm
內(nèi)孔中φ25.3
鉆孔φ23mm
粗車(chē)φ25.3mm
2Z=2.3mm
內(nèi)孔φ22
鉆孔φ20mm
粗車(chē)φ21.3mm
2Z=1.5mm
精車(chē)φ21.8mm
2Z=0.50mm
精磨φ22mm
2Z=0.2mm
通孔φ17mm
鉆孔φ16mm
擴(kuò)孔φ17mm
2Z=1mm
內(nèi)錐孔（7:24）
底孔φ25.3mm
粗車(chē)φ43.58mm
2Z=18.2mm
精車(chē)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(shí)
3.5.1工序Ⅰ
車(chē)端面，鉆中心孔
粗車(chē)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(chē)兩端面，打中心孔，粗車(chē)各外圓表面
機(jī)床：C620-1臥式車(chē)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(jì)算出以下的數(shù)據(jù)，
根據(jù)相關(guān)技術(shù)手冊(cè)的數(shù)據(jù)表格以及我們實(shí)際的加工狀況最終設(shè)計(jì)f＝0.6-0.9mm/r。
然后根據(jù)車(chē)床的相關(guān)工作性能來(lái)決定車(chē)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(jì)與計(jì)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(chē)刀的生命時(shí)間長(zhǎng)為一個(gè)小時(shí)。
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(jì)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(jī)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(jī)械的加工手冊(cè)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(shí)中各種其他因素的干擾我們最終確定機(jī)床實(shí)際使用工作時(shí)刀具上的一點(diǎn)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(shí)：
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(jì)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(chē)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(chē)Φ88.882端面時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量。即n＝760r/min，f＝0.52mm/r。所以實(shí)際切削速度:
V＝πdwns/1000＝3.14×72×370/1000＝83.65m/min（1.394m/s）
（3）切削工時(shí)
查《工藝手冊(cè)》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(jì)算出T＝36＋4＋0/0.52×370＝0.21min（12.6s）
3.5.2工序Ⅱ
粗車(chē)各外圓
粗車(chē)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(chē)Φ88.88外圓
機(jī)床：C620-1臥式車(chē)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(duì)我們所選擇的加工機(jī)床進(jìn)行性能的設(shè)計(jì)篩選，比如力矩輸出和機(jī)身強(qiáng)度的設(shè)計(jì)。
（2）背吃刀量的大小設(shè)計(jì)：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(gè)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(guò)查閱相關(guān)的技術(shù)手冊(cè)中的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以及結(jié)合我們實(shí)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(jì)算切削速度：
利用表中的相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行以下公式的推導(dǎo)與計(jì)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(jì)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(hào)以及性能工作參數(shù)n＝230r/min，所以將我們?cè)谶M(jìn)行零件的實(shí)地加工時(shí)，刀具上一點(diǎn)的切削速度設(shè)計(jì)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(shí)
根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料的數(shù)據(jù)表格和機(jī)械的加工手冊(cè)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(jì)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(gè)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(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)再進(jìn)行切削時(shí)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(gè)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(chē)的相關(guān)工序數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)為以下內(nèi)容：230r/min的工件旋轉(zhuǎn)速度，車(chē)招待逐項(xiàng)方向的進(jìn)給速率為0.6mm/r。
粗車(chē)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(chē)Φ65外圓
機(jī)床：C620-1臥式車(chē)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：?jiǎn)芜呌嗔?.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(shí)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(shí)：
L＝400.5，l1＝4，l2＝0由公式（4）可計(jì)算得T＝400.5+4/230×0.6=2.93min
粗車(chē)Φ55外圓
（1）切削深度：?jiǎn)芜呌嗔?.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(shí)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(shí)：
L＝336.5，l1＝4，l2＝0由公式（4）可計(jì)算得T＝336.5+4/230×0.6=2.47min
粗車(chē)Φ45外圓
（1）切削深度：?jiǎn)芜呌嗔?mm，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(shí)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(shí)：
L＝250.5，l1＝4，l2＝0由公式（4）可計(jì)算得T＝250.5+4/230×0.6=1.84min
粗車(chē)Φ42外圓
（1）切削深度：?jiǎn)芜呌嗔?.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(shí)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(shí)：
L＝215.5，l1＝4，l2＝0由公式（4）可計(jì)算得T＝215.5+4/230×0.6=1.59min
粗車(chē)Φ40外圓
1）切削深度：?jiǎn)芜呌嗔?.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(shí)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(shí)：
L＝115.5，l1＝4，l2＝0由公式（4）可計(jì)算得T＝115.5+4/230×0.6=0.866min
3.5.3工序Ⅲ
半精車(chē)各外圓
半精車(chē)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(jī)床說(shuō)明書(shū)?。篺=0.55mm。
（4）計(jì)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(jì)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(jī)床選?。簄＝370r/min，所以實(shí)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(shí)：
L＝35.5，l1＝4。l2＝3由公式（4）計(jì)算可得T＝35.5+4+3/370×0.55＝0.21min（12.6s）
考慮到該零件臺(tái)階面較多，如若各臺(tái)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(chē)該軸時(shí)，采用主軸轉(zhuǎn)速n=370r/min，進(jìn)給量f＝0.55mm/r。
半精車(chē)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(jī)床說(shuō)明書(shū)取f=0.25mm/r。
（3）計(jì)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(jì)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(jī)床選?。簄＝610r/min，所以實(shí)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(shí)
L＝64，l1＝4，l2＝0由公式（4）計(jì)算可得T＝64+4+0/610×0.25＝0.446min（26.76s）
半精車(chē)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(shí)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(shí)：
L＝86，l1＝4，l2＝0，由公式（4）計(jì)算可得T＝86+4+0/370×0.55＝0.44min（26.54s）
半精車(chē)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(shí)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(shí)：
L＝35，l1＝4，l2＝0，由公式（4）計(jì)算可得T＝35+4+0/370×0.55＝0.192min（11.5s）
半精車(chē)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(shí)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(shí)：
L＝100，l1＝4，l2＝0，由公式（4）計(jì)算可得T＝100+4+0/370×0.55＝0.51min（30.6s）
半精車(chē)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(shí)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(shí)：
L＝115.5，l1＝4，l2＝0，由公式（4）計(jì)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(shí)，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(jī)床取f=0.43mm/r。
（3）主軸轉(zhuǎn)速：取與鉆Φ22孔時(shí)相同，即n=400r/min，所以實(shí)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(shí)：
T＝Ln×f （6）
L=l+y+Δ，l=105，查得y+Δ=9mm，由公式（6）計(jì)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(shí)，f=0.35～0.43mm/r，按機(jī)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(shí)，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(jī)床說(shuō)明書(shū)去?。簄W=400r/min，所以實(shí)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(shí)：
L=l+y+Δ，l=20，查得y+Δ=7mm，根據(jù)公式（6）計(jì)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(shí)，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(jī)床取f=0.32mm/r。
（3）主軸轉(zhuǎn)速：取與鉆Φ22孔時(shí)相同，即n=400r/min，所以實(shí)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(shí)：
L=l+y+Δ，l=310，查得y+Δ=10mm，根據(jù)公式（6）計(jì)算可得T=310+10/400×0.32=2.5min（150s）
擴(kuò)Φ17mm孔
查得鉆擴(kuò)孔Φ17mm時(shí)：
（1）進(jìn)給量：f=0.6～0.7mm/r，按機(jī)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(jì)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(jī)床取：n=1100r/min，所以實(shí)際切削速度為：V=ndπ/1000=58.71 m/min。
（4）切削工時(shí)：
L=l+y+Δ，l=310，查得y+Δ=10mm，根據(jù)公式（6）計(jì)算可得T=0.51min（30s）
3.5.6工序Ⅵ
鏜Φ25.3孔
（1）切削深度：?jiǎn)芜呌嗔縕=1.15mm，ap=1.15mm
（2）進(jìn)給量和主軸轉(zhuǎn)速：與粗車(chē)時(shí)相同，即f=0.6mm/r n=230r/min，所以實(shí)際切削速度：v＝ndπ/1000＝3.14×23×230/1000＝16.61mm/min
（3）切削工時(shí)：L＝105，l1＝4，l2＝0，由公式（6）計(jì)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：?jiǎn)芜呌嗔縕=0.94mm，ap=0.94mm
（2）進(jìn)給量和主軸轉(zhuǎn)速：與半精車(chē)Φ65時(shí)相同，即f=0.25mm/r，n=610r/min，所以實(shí)際切削速度：v=ndπ/1000=3.14×20×610/1000=38.31mm/min
（3）切削工時(shí)：
L＝20，l1＝4，l2＝0，由公式（6）計(jì)算可得T＝20+4+0/610×0.25＝0.16min（9.6s）
3.5.8工序Ⅷ
車(chē)錐孔
（1）切削深度：?jiǎn)芜呌嗔縕=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(chē)時(shí)相同，即f=0.6mm/r，n=230r/min，所以實(shí)際切削速度v＝ndπ/1000＝3.14×25.3×230/1000＝18.27mm/min
（3）切削工時(shí)：
L＝66.33，l1＝4，l2＝0，i=2，由公式（4）計(jì)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(shí)，d0=100mm，采用錯(cuò)齒三面刃盤(pán)銑刀，齒數(shù)為18，耐用度T=7200s。
（2）機(jī)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(shuō)明書(shū)，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(shí)，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(jì)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(jī)床取nc=0.625r/s，vfc=2.5mm/s，因此實(shí)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(shí)：
T＝LVf (8)
式中：
L＝l+y+Δ，l＝88.88，y+Δ=23mm，由公式（8）計(jì)算可得T＝88.88+23/0.5＝0.746min（44.75s），由于精銑時(shí)和粗銑時(shí)是同一刀具，故切削用量及工時(shí)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(jī)床說(shuō)明書(shū)選：f=0.25mm/r。
（2）計(jì)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(jì)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(jī)床?。簄=530r/min，所以實(shí)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(shí)：
T＝l+y+Δn×fI （10）
l＝26， y+Δ=6mm，i=4，由公式（10）計(jì)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(jī)床說(shuō)明書(shū)選f=0.20mm/r，
（2）主軸轉(zhuǎn)速：為了縮短輔助時(shí)間，取主軸轉(zhuǎn)速n=530r/min。所以實(shí)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(shí)：
l＝15，y+Δ=4mm，i=2，由公式（10）計(jì)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(cè)》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(jī)床?。簄=400r/min。所以實(shí)際切削速度：v=π·d·n/1000=3.14×12×400/1000=15.1m/min（0.25m/s）
（4）機(jī)動(dòng)工時(shí)：
T＝l＋l1＋l2×2n×fI （11）
式中：
l＝26，l1=2.5，l2=3，i=4，由公式（11）計(jì)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(cè)》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(jī)床?。簄=400r/min所以實(shí)際切削速度：v=π·d·n/1000=3.14×6×400/1000=7.54m/min（0.126m/s）
（4）機(jī)動(dòng)工時(shí)：
l＝15，l1=2.5，l2=3mm，i=2，由公式（11）計(jì)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(chē)各外圓、車(chē)退刀槽和越程槽，并倒角
精車(chē)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(cè)》表3-14，f=0.45～0.8mm，機(jī)床說(shuō)明書(shū)取f=0.45mm。
（4）計(jì)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(jì)算可得Vc=（242/601-0.2×36000.2×0.30.15×0.450.35）×0.8
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