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車(chē)床尾座套筒的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
摘要
車(chē)床尾座套筒是機(jī)械產(chǎn)品中常見(jiàn)的套類(lèi)零件，本設(shè)計(jì)為車(chē)床尾座套筒零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)，包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線(xiàn)；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性，用本文的方案設(shè)計(jì)的夾具結(jié)構(gòu)合理，操作和維護(hù)方便，符合提高加工零件勞動(dòng)生產(chǎn)率的要求。
關(guān)鍵詞：車(chē)床尾座套筒；工藝規(guī)程；定位基準(zhǔn)；專(zhuān)用夾具
TECHNICAL SCHEDULE OF ENGINE LATHE TAILSTOCK SLEEVES AND DESIGN OF SPECIAL FIXTURE
ABSTRACT
Engine lathe tailstock sleeves is parts of normal machine products,this design is about its technical schedule and special fixture,it consists of three parts,they are technology design、process planning and special fixture design.Analysis to the parts is the first in technology design, design rough structure,choose the right work pushing?, design process route;and than calculating process dimension of each workingstep, tooling? and machining data? is the pivotal issue?;at last design the special fixture,choose and design every component part?,for example, setting element?, clamping element, booting element, jig body? and other parts. Analysis the instrumental rationality??of the fixture structure, schematic design??of this text is rational and Easy operation and maintenance, meet the increased processing requirements of parts labor productivity.
Key words: engine lathe tailstock sleeves; technical schedule; locating datum??; special fixture
目 錄
1 緒論………………………..……………………………….…………………………. …1
1.1 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容及義……………………………………………………………………1
1.2 課題背景知識(shí)…………………………………………………………………………1
1.2.1 零件的功能……………………………………………...…………………….1
1.2.2車(chē)床相關(guān)知識(shí)介紹……………………………………...……………………. 2
1.2.3機(jī)械制造工藝技術(shù)相關(guān)知識(shí)…………………………...……………………. 3
1.2.4機(jī)床夾具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)………………………………...……………………. 4
2 車(chē)床尾座套筒的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………………... 8
2.1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定………………………………………………. .8
2.1.1 零件的作用……………………………………………...…………………….8
2.1.2 確定零件的生產(chǎn)類(lèi)型 ………….……………………………………………8
2.1.3 零件的工藝分析 ………….…………………………………………………9
2.2工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………….……………………….…………………………9
2.2.1 確定毛坯的制造形式………………………………………………….…... 9
2.2.2基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………....……..………10
2.2.3制定工藝路線(xiàn)…………………………………………………....…………11
2.2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸、及毛坯尺寸的計(jì)算……………………………13
2.2.5繪制毛坯圖…………………………………………………....……………14
2.2.6確定切削用量及基本工時(shí)……………………………………………....…15
3 車(chē)床尾座套筒零件專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)……… ………………….………………..………...32
3.1 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 ………………………………………….…... ……………32
3.1.1 確定定位方案、選擇定位元件………………………………………….…. 32
3.1.2確定夾緊機(jī)構(gòu)………………………………………………….……………34
3.1.3確定輔助定位裝置………………………………………….…...…………34
3.2 設(shè)計(jì)夾具體 ………………………………………….…... ………………………34
3.2.1問(wèn)題的提出………………………………………….….……………………34
3.2.2夾具設(shè)計(jì)………………………………………….…...……………………34
3.2.3夾具使用說(shuō)明………………………………………….…... ………………36
4 總結(jié) ………………………………………………………………………………... …38
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………….……..39
致謝………………………………………………………………………………….….. …40
附錄…………………………………………………………………………….……………..41
附錄A………………………………………………………………….…………………41
附錄B……………………………………………………………..………………………43
1 緒論
1.1 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容及意義
本次設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及專(zhuān)業(yè)課之后而進(jìn)行。此次的設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)各課程及相關(guān)的應(yīng)用繪圖軟件的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。其目的在于：
1．鞏固我們?cè)诖髮W(xué)里所學(xué)的知識(shí)，也是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的綜合性的檢驗(yàn)；
2．加強(qiáng)我們查閱資料的能力，熟悉有關(guān)資料；
3．樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)我們的實(shí)際工作能力；
4．通過(guò)對(duì)車(chē)床尾座套筒零件的機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)，使我們?cè)跈C(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，工藝方案論證，機(jī)械加工余量計(jì)算，工藝尺寸的確定，編寫(xiě)技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻(xiàn)等各個(gè)方面受到一次綜合性的訓(xùn)練。初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。
5.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步具備設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理并能保證加工質(zhì)量的專(zhuān)用夾具的能力。
6．通過(guò)零件圖，裝配圖繪制，使我們對(duì)于A(yíng)utoCAD繪圖軟件的使用能得到進(jìn)一步的提高。
本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：首先運(yùn)用AutoCAD軟件繪制車(chē)床尾座套筒零件的二維零件圖，然后根據(jù)圖紙的技術(shù)要求等確定生產(chǎn)類(lèi)型，經(jīng)分析本次設(shè)計(jì)的零件年產(chǎn)量為10000件，屬大批量生產(chǎn)。其次進(jìn)行工藝分析，確定毛坯類(lèi)型和制造方法，車(chē)床尾座套筒零件的材料為45鋼，擬采用以鍛造的形式進(jìn)行毛坯的制造，并確定零件的機(jī)械加工工藝路線(xiàn)，完成機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)，進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析。最后，對(duì)某道加工工序進(jìn)行夾具裝配圖及主要零件圖的設(shè)計(jì)。
1.2 課題背景知識(shí)
1.2.1零件功能
本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的零件是車(chē)床尾座套筒零件，車(chē)床尾座套筒的應(yīng)用十分廣泛，因?yàn)樗擒?chē)床的重要部件。它位于車(chē)床的主軸上。主要作用是使工件前后同軸并定心加工，零件的一端有莫氏4號(hào)錐孔，用以裝夾頂針，鉆頭，絞刀，等工具，由于錐孔錐度很小，利用摩擦力的原理，可以傳遞一定的扭距，又因?yàn)槭清F度配合，所以可以方便地拆卸。零件鍵槽8+0.085 +0.035㎜的作用是防止鉆頭和頂尖旋轉(zhuǎn)，并可以傳遞扭矩。
1.2.2車(chē)床相關(guān)知識(shí)介紹
車(chē)床是主要用車(chē)刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車(chē)削加工的機(jī)床。在車(chē)床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。車(chē)床主要用于加工軸、盤(pán)、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機(jī)械制造和修配工廠(chǎng)中使用最廣的一類(lèi)機(jī)床。銑床和鉆床等旋轉(zhuǎn)加工的機(jī)械都是從車(chē)床引伸出來(lái)的。
古代的車(chē)床是靠手拉或腳踏，通過(guò)繩索使工件旋轉(zhuǎn)，并手持刀具而進(jìn)行切削的。
腳踏車(chē)床
1797年，英國(guó)機(jī)械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動(dòng)刀架的現(xiàn)代車(chē)床，并于1800年采用交換齒輪，可改變進(jìn)給速度和被加工螺紋的螺距。1817年，另一位英國(guó) 人羅伯茨采用了四級(jí)帶輪和背輪機(jī)構(gòu)來(lái)改變主軸轉(zhuǎn)速。
為了提高機(jī)械化自動(dòng)化程度，1845年，美國(guó)的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車(chē)床。
1848年，美國(guó)又出現(xiàn)回輪車(chē)床
1873年，美國(guó)的斯潘塞制成一臺(tái)單軸自動(dòng)車(chē)床，不久他又制成三軸自動(dòng)車(chē)床。
20世紀(jì)初出現(xiàn)了由單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶有齒輪變速箱的車(chē)床。
第一次世界大戰(zhàn)后，由于軍火、汽車(chē)和其他機(jī)械工業(yè)的需要，各種高效自動(dòng)車(chē)床和專(zhuān)門(mén)化車(chē)床迅速發(fā)展。為了提高小批量工件的生產(chǎn)率，40年代末，帶液壓仿形裝置的車(chē)床得到推廣，與此同時(shí)，多刀車(chē)床也得到發(fā)展。50年代中，發(fā)展了帶穿孔卡、插銷(xiāo)板和撥碼盤(pán)等的程序控制車(chē)床。數(shù)控技術(shù)于60年代開(kāi)始用于車(chē)床，70年代后得到迅速發(fā)展。
普通車(chē)床 主要組成部件有：主軸箱、交換齒輪箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠、床身、床腳和冷卻裝置。 主軸箱：又稱(chēng)床頭箱，它的主要任務(wù)是將主電機(jī)傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速，同時(shí)主軸箱分出部分動(dòng)力將運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱。主軸箱中等主軸是車(chē)床的關(guān)鍵零件。主軸在軸承上運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量，一旦主軸的旋轉(zhuǎn)精度降低，則機(jī)床的使用價(jià)值就會(huì)降低?！∵M(jìn)給箱：又稱(chēng)走刀箱，進(jìn)給箱中裝有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)，調(diào)整其變速機(jī)構(gòu)，可得到所需的進(jìn)給量或螺距，通過(guò)光杠或絲杠將運(yùn)動(dòng)傳至刀架以進(jìn)行切削?！〗z杠與光杠：用以聯(lián)接進(jìn)給箱與溜板箱，并把進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給溜板箱，使溜板箱獲得縱向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。絲杠是專(zhuān)門(mén)用來(lái)車(chē)削各種螺紋而設(shè)置的，在進(jìn)行工件的其他表面車(chē)削時(shí)，只用光杠，不用絲杠。同學(xué)們要結(jié)合溜板箱的內(nèi)容區(qū)分光杠與絲杠的區(qū)別?！×锇逑洌菏擒?chē)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的操縱箱，內(nèi)裝有將光杠和絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成刀架直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，通過(guò)光杠傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀架的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，通過(guò)絲杠帶動(dòng)刀架作縱向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，以便車(chē)削螺紋。刀架：有兩層滑板(中、小滑板)、床鞍與刀架體共同組成。用于安裝車(chē)刀并帶動(dòng)車(chē)刀作縱向、橫向或斜向運(yùn)動(dòng)。尾架：安裝在床身導(dǎo)軌上，并沿此導(dǎo)軌縱向移動(dòng)，以調(diào)整其工作位置。車(chē)床尾座套筒位于尾架之中，尾架主要用來(lái)安裝后頂尖，以支撐較長(zhǎng)工件，也可安裝鉆頭、鉸刀等進(jìn)行孔加工。床身：是車(chē)床京都要求很高的帶有導(dǎo)軌(山形導(dǎo)軌和平導(dǎo)軌)的一個(gè)大型基礎(chǔ)部件。用于支撐和連接車(chē)床的各個(gè)部件，并保證各部件在工作時(shí)有準(zhǔn)確的相對(duì)位置。冷卻裝置：冷卻裝置主要通過(guò)冷卻水泵將水箱中的切削液加壓后噴射到切削區(qū)域，降低切削溫度，沖走切屑，潤(rùn)滑加工表面，以提高刀具使用壽命和工件的表面加工質(zhì)量。
普通車(chē)床經(jīng)經(jīng)歷了近兩百年的歷史。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及自動(dòng)化，精密機(jī)械與測(cè)量等技術(shù)的發(fā)展與綜合應(yīng)用，生產(chǎn)了機(jī)電一體化的新型機(jī)床一一數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床一經(jīng)使用就顯示出了它獨(dú)特的優(yōu)越性和強(qiáng)大生命力，使原來(lái)不能解決的許多問(wèn)題，找到了科學(xué)解決的途徑。
但普通機(jī)床以其普及面廣和操作方便，在市場(chǎng)上占有舉足輕重的地位，到2020年我國(guó)的工業(yè)化基本實(shí)現(xiàn)之時(shí)，作為工作母機(jī)，普通機(jī)床都是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的重要工具。
1.2.3機(jī)械制造工藝技術(shù)相關(guān)知識(shí)
1.機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)知識(shí)
車(chē)床尾座套筒機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂
（1）.根據(jù)零件圖和產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析
在對(duì)車(chē)床尾座套筒進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)掌握該零件在部件或總成中的位置、公用以及部件或總成對(duì)該零件提出的技術(shù)要求，明確零件的主要工作表面，以便在擬定工藝規(guī)程過(guò)程中采取措施予以保證。
掌握零件的結(jié)構(gòu)形狀、材料、硬度及熱處理等情況，了解該零件的主要工藝特點(diǎn)，形成工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的總體構(gòu)想。
分析零件上有哪些表面需要加工，以及各加工表面的尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度及熱處理等方面的技術(shù)要求；明確哪些表面是主要加工表面，以便在選擇表面加工方法及擬定工藝路線(xiàn)時(shí)重點(diǎn)考慮；對(duì)全部技術(shù)要求應(yīng)進(jìn)行歸納整理。
（2）.計(jì)算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型
根據(jù)零件圖查表可知，連桿螺釘為輕型零件，根據(jù)生產(chǎn)要求將確定該零件為大批量生產(chǎn)。
（3）.確定毛坯種類(lèi)和制造方法
機(jī)械加工中毛坯種類(lèi)有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件及焊接組合件等。根據(jù)連桿螺釘零件圖所選擇的材料，連桿螺釘零件加工工程中應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)和加工特點(diǎn)，零件生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，如何選擇合適的毛坯種類(lèi)也是設(shè)計(jì)重點(diǎn)。其次，如何選擇毛坯制造方法也是設(shè)計(jì)中必不可少的環(huán)節(jié)，一般地，選擇毛坯的制造方法應(yīng)考慮一下幾個(gè)方面因素：a、材料的工藝性能；b、毛坯尺寸、形狀和精度要求；c、零件生產(chǎn)綱領(lǐng)；d、采用新型材料、新工藝、新技術(shù)的可能性。
（4）.確定毛坯尺寸和公差
如何確定毛坯尺寸，也就是如何確定加工余量，對(duì)確保加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本都有重要的意義。余量不能確定過(guò)大或是過(guò)小，所以應(yīng)當(dāng)選擇合適的方法來(lái)確定加工余量，保證零件加工各項(xiàng)尺寸及技術(shù)指標(biāo)。同時(shí)，選擇合適的尺寸公差對(duì)零件加工和零件生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型也有很大的影響。
（5）.擬定工藝路線(xiàn)
擬定工藝路線(xiàn)包括：定位基準(zhǔn)的選擇；各表面加工方法的確定；加工階段的劃分；工序集中程度的確定；工序順序的安排。這也將是連桿螺釘機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)制定的重點(diǎn)
（6）.確定各個(gè)工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差
（7）.選擇各個(gè)工序的機(jī)床設(shè)備及刀具、量具等工藝裝備
（8）.確定各個(gè)工序的切削用量和時(shí)間定額
（9）.編制工藝文件
1.2.4機(jī)床夾具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
在機(jī)械制造的各個(gè)加工工藝工程中，必須使工件在工藝系統(tǒng)中處于正確的位置，以保證加工質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率。把為了使工件處于正確位置上所使用的各種工藝裝備，成為夾具。如檢驗(yàn)夾具、焊接夾具、裝配夾具等。
在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行切削加工時(shí)，為了保證加工精度，必須正確地安放工件，使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床占有正確的位置，這一過(guò)程稱(chēng)為“定位”。為了保護(hù)這個(gè)正確圍著在加工過(guò)程中穩(wěn)定不變，應(yīng)該對(duì)工件施加一定的夾緊力，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為“夾緊”。這兩個(gè)過(guò)程總稱(chēng)為“安裝”。在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)安裝人物的工藝裝備，就是“機(jī)床夾具”。
機(jī)床夾具的種類(lèi)很多，其中，使用范圍最廣泛的是通用夾具，如車(chē)床上用的三爪卡盤(pán)和銑床上用的平口虎鉗等。這類(lèi)夾具的規(guī)格尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，由專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)進(jìn)行生產(chǎn)。而用于批量生產(chǎn)，專(zhuān)門(mén)為工件某加工工序服務(wù)的專(zhuān)用夾具，則必須由各個(gè)制造廠(chǎng)自行設(shè)計(jì)制造。
由于專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)制造在很大程度上影響加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、勞動(dòng)條件和生產(chǎn)成本，因此，他是各機(jī)械制造廠(chǎng)新產(chǎn)品投資、老產(chǎn)品改進(jìn)和工藝更新中的一項(xiàng)重要生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，也是每一個(gè)從事機(jī)械加工工藝的技術(shù)人員必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)。
機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，所以應(yīng)用十分廣泛。歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面的作用：
（1）.保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量
夾具在機(jī)械加工中的基本作用就是保證工件的相對(duì)位置精度。由于采用了能直接定位的夾具，因此，可以準(zhǔn)確地確定工件相對(duì)于道具和機(jī)床切削成形運(yùn)動(dòng)中的相互位置關(guān)系，不受或者少受各種主觀(guān)因素的影響，可以穩(wěn)定可靠地保證加工質(zhì)量。
（2）.提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本
提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低單件時(shí)間定額的主要技術(shù)措施是增大切削用量和壓縮輔助時(shí)間。采用機(jī)床夾具，既可以提高工件加工時(shí)的剛度，有利于采用較大的切削用量，又可以省去劃線(xiàn)找正等工作，使安裝工作的輔助工時(shí)大大減小，因此能顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。
（3）.改善工人勞動(dòng)條件
采用夾具后，工件的裝卸顯然比不用夾具方便、省力、安全。使用專(zhuān)用夾具安裝工件，定位方便、迅速，夾緊可采用增力、機(jī)動(dòng)等裝置，因此可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。還可設(shè)計(jì)保護(hù)裝置，確保操作者安全。
（4）.在流水線(xiàn)生產(chǎn)中，便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍
工藝工程中，當(dāng)某些工件所需要工序時(shí)間特別長(zhǎng)時(shí)，可以采用多工位或高效夾具等，以提高生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)節(jié)拍能夠比較平衡。
機(jī)床夾具分類(lèi)
（1）.專(zhuān)用夾具 專(zhuān)用夾具是針對(duì)某一種工件的一定工序而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。因?yàn)椴恍枰紤]通用性，所以?shī)A具可以設(shè)計(jì)得結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便。還可以按需要采用各種省力機(jī)構(gòu)、動(dòng)力裝置、分度裝置等。因此，此類(lèi)夾具可以保證較高的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率，但是，游湖這類(lèi)夾具的專(zhuān)用性很強(qiáng)，并且設(shè)計(jì)和制造周期較長(zhǎng)，制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，往往因無(wú)法再使用而報(bào)廢。因此，這類(lèi)夾具主要在產(chǎn)品固定和工藝穩(wěn)定的較大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。這類(lèi)夾具也是本課程研究的主要對(duì)象。
（2）.可調(diào)式夾具 可調(diào)式夾具的特點(diǎn)是：加工完一種零件后，通過(guò)調(diào)整或更換夾具中的個(gè)別元件，即可加工形狀相似、尺寸和加工相近的多種零件。
可調(diào)式夾具又可以分為通用可調(diào)夾具和專(zhuān)用可調(diào)夾具。通用可調(diào)夾具如滑柱式鉆模等，使用范圍較大。專(zhuān)門(mén)化可調(diào)夾具常稱(chēng)為成組夾具，通常配合成組技術(shù)，用于裝夾和加工一組結(jié)構(gòu)與工藝相似的工件。
因?yàn)檫@類(lèi)夾具是在專(zhuān)門(mén)夾具基礎(chǔ)上少量更換或調(diào)整夾具元件，因此，只能到達(dá)有限目標(biāo)的通用化。即使這樣，也極大提高了專(zhuān)用夾具在多品種、中小批量生產(chǎn)中使用的經(jīng)濟(jì)性。
（3）.專(zhuān)門(mén)化拼裝夾具 專(zhuān)門(mén)化拼裝夾具是針對(duì)其工件的特定工序加工要求，由實(shí)現(xiàn)制造好的通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)化元件和部件拼裝組成。從這個(gè)特點(diǎn)來(lái)看，這類(lèi)夾具具有很大的通用性，但同時(shí)又是為某一種特定工序而專(zhuān)門(mén)拼裝的夾具。因此，這類(lèi)夾具又具有專(zhuān)門(mén)夾具的優(yōu)點(diǎn)。
（4）.自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具 自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具駐澳是自動(dòng)線(xiàn)上所使用的夾具?；旧戏譃閮深?lèi)：一類(lèi)是固定式夾具，它與一般專(zhuān)用夾具相似；一類(lèi)是隨行夾具，它除了具有一般家具所擔(dān)負(fù)的安裝工件任務(wù)外，還擔(dān)負(fù)著沿自動(dòng)線(xiàn)輸送工件的任務(wù)，即在這工件從一個(gè)工位移動(dòng)到下一個(gè)工位。故稱(chēng)為“隨行夾具”。
屬于自動(dòng)化生產(chǎn)夾具的還有數(shù)控機(jī)床夾具。
夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本要求
A:夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
（1）.針對(duì)性強(qiáng)，設(shè)計(jì)人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。
專(zhuān)用夾具是為某零件的某工序設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)人員必須全面了解和掌握產(chǎn)品零件的要求，工藝工程的安排以及所使用的機(jī)床、刀具，鋪具的具體情況才可能提出合理可行的最佳方案，確定最合理的定位、夾緊裝置。
（2）.保證加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率是夾具設(shè)計(jì)的兩項(xiàng)主要任務(wù)，而保證加工質(zhì)量又是第一位的。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)把住定位方案的確定和精度分析這兩道關(guān)。對(duì)于制造精度要求不高的零件，其夾具設(shè)計(jì)應(yīng)該重點(diǎn)保證提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件。
（3）.夾緊機(jī)構(gòu)對(duì)整個(gè)夾具結(jié)構(gòu)起決定性作用。
夾緊裝置的結(jié)構(gòu)形式和種類(lèi)很多，選用的靈活性很大，特別是夾緊裝置中力源及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)夾具結(jié)構(gòu)的影響最大。因此，在同樣能保證工序要求的情況下，每個(gè)人設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)可能大不相同。而不同復(fù)雜程度的家具在不同的生產(chǎn)規(guī)模條件下其經(jīng)濟(jì)效果也不一樣，設(shè)計(jì)人員必須使自己的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，不可片面追求高精度而忽視了經(jīng)濟(jì)性。
（4）.夾具的制造多屬于單件生產(chǎn)，因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采用組合加工，修配和調(diào)整等措施來(lái)保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設(shè)置修配和調(diào)整環(huán)節(jié)，而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。
（5）.設(shè)計(jì)周期短，一般不進(jìn)行強(qiáng)度剛度計(jì)算。
夾具設(shè)計(jì)是直接為產(chǎn)品生產(chǎn)服務(wù)的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，其設(shè)計(jì)周期要求短，因此設(shè)計(jì)時(shí)多采用參照法或是憑經(jīng)驗(yàn)確定的辦法來(lái)保證受力件的強(qiáng)度和剛度，通常不進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，有時(shí)采用簡(jiǎn)便公式或用圖表做為設(shè)計(jì)參考。倒是應(yīng)注意，在設(shè)計(jì)一些具有較高精度的夾具時(shí)，應(yīng)該對(duì)定位精度、夾緊力等進(jìn)行必要的計(jì)算和分析。
B:設(shè)計(jì)的基本要求
夾具設(shè)計(jì)的原則是經(jīng)濟(jì)和使用，它可以概括為“好用、好造、好修”這六個(gè)字，其中好用主要的，但好用也必須以不脫離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際制造和維修水平為前提。具體要求為：
（1）.夾具的構(gòu)造應(yīng)與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，正確處理好質(zhì)量、效率、方便性與經(jīng)濟(jì)性四者的關(guān)系。
（2）.保證工件精度。
（3）.保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測(cè)量、便于觀(guān)察、便于排屑排液、便于安裝運(yùn)輸，保證安全第一。
（4）.注意結(jié)構(gòu)工藝性，對(duì)加工、裝配、檢驗(yàn)和維修等問(wèn)題應(yīng)通盤(pán)考慮，以降低制造成本。
2 車(chē)床尾座套筒的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定
2.1.1 零件的作用
題目所給定的零件是車(chē)床尾座套筒，它位于車(chē)床的主軸上。主要作用是使工件前后同軸并定心加工，零件的一端有莫氏4號(hào)錐孔，用以裝夾頂針，鉆頭，絞刀，等工具，由于錐孔錐度很小，利用摩擦力的原理，可以傳遞一定的扭距，又因?yàn)槭清F度配合，所以可以方便地拆卸。零件鍵槽8+0.085 +0.035㎜的作用是防止鉆頭和頂尖旋轉(zhuǎn)，并可以傳遞扭矩。
圖2.1 車(chē)床尾座零件圖
2.1.2 確定零件的生產(chǎn)類(lèi)型
零件的生產(chǎn)類(lèi)型是指企業(yè)（或車(chē)間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度的分類(lèi)，它對(duì)工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類(lèi)型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類(lèi)型，不同的生產(chǎn)類(lèi)型由著完全不同的工藝特征。零件的生產(chǎn)類(lèi)型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來(lái)確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計(jì)算：
根據(jù)上式就可以計(jì)算求得出零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，再通過(guò)查表，就能確定該零件的生產(chǎn)類(lèi)型。
根據(jù)本零件的設(shè)計(jì)要求，Q=10000臺(tái)，m=1件/臺(tái)，分別取備品率和廢品率3%和0.5%，將數(shù)據(jù)代入生產(chǎn)綱領(lǐng)計(jì)算公式得出N=10351件/年，零件質(zhì)量較小，根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表1-3，表1-4可知該零件為輕型零件，本設(shè)計(jì)車(chē)床尾座套筒零件的的生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)。
2.1.3 零件的工藝分析
車(chē)床尾座套筒是典型的套類(lèi)零件，需加工表面為套筒的內(nèi)外表面，現(xiàn)分析如下：
(1)Φ550 -0.013㎜外圓的圓柱度公差為0.005㎜。
(2)莫氏4號(hào)錐孔軸心線(xiàn)與Φ550 －0.013㎜外圓軸心線(xiàn)的同軸度公差為Φ0.01㎜。
(3)莫氏4號(hào)錐孔軸心線(xiàn)對(duì)Φ550 －0.013㎜外圓軸心線(xiàn)的徑向跳動(dòng)公差為0.01㎜。
(4)鍵槽8+0.085 +0.035㎜對(duì)Φ550 －0.013㎜外圓軸心線(xiàn)的平行度公差為0.025㎜，對(duì)稱(chēng)度公差為0.1㎜。
(5)錐孔涂色檢查其接觸面積應(yīng)大于75%。
(6)調(diào)質(zhì)處理28～32HRC。
(7)局部外圓及錐孔淬火45～50HRC。
2.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.2.1 確定毛胚的制造形式
機(jī)械加工中毛坯的種類(lèi)有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件、焊接組合件等，同一種毛坯又可能有不同的制造方法。為了提高毛坯的制造質(zhì)量，可以減少機(jī)械加工勞動(dòng)量，降低機(jī)械加工成本，但往往會(huì)增加毛坯的制造成本。選擇毛坯的制造方法一般應(yīng)當(dāng)考慮一下幾個(gè)因素。
（1）.材料的工藝性能
材料的工藝性能在很大程度上決定毛坯的種類(lèi)和制造方法。例如，鑄鐵，鑄造青銅等脆性材料不能鍛造和沖壓，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造組合毛坯，而只能用鑄造。低碳鋼的鑄造性能差，很少用于鑄造；但由于可鍛性能，可焊接性能好，低碳鋼廣泛用于制造鍛件、型材、沖壓件等。
（2）.毛坯的尺寸、形狀和精度要求
毛坯的尺寸大小和形狀復(fù)雜程度也是選擇毛坯的重要依據(jù)。直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料；直徑相差較大的宜采用鍛件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模鍛或壓鑄、特種鑄造方法制造，而適宜采用自由鍛造或是砂型鑄造。形狀復(fù)雜的毛坯，不宜采用型材或自由鍛件，可采用鑄件、模鍛件、沖壓件或組合毛坯。
（3）.零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)
選擇毛坯的制造方法，只有與零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，才能獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。生產(chǎn)綱領(lǐng)大時(shí)宜采用高精度和高生產(chǎn)率的毛坯制造方法，如模鍛及熔模鑄造等；生產(chǎn)綱領(lǐng)小時(shí)，宜采用設(shè)備投資少的毛坯制造方法，如木模砂型鑄造及自由鍛造。
根據(jù)零件的工作情況，零件的材料為45鋼， 要承受較大的循環(huán)載荷、沖擊載荷等，所以毛坯形式采用鍛件，其晶粒細(xì)小，較均勻、致密，可以保證零件的工作可靠，由于零件為大批生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，故采用模鍛成型。
2.2.2 基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)的選擇在工藝規(guī)程制定中直接影響到工序數(shù)目，各表面加工順序，夾具結(jié)構(gòu)及零件的精度。
定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，粗基準(zhǔn)的選擇。由于該零件為普通的軸類(lèi)零件，故選外圓為粗基準(zhǔn)，使用經(jīng)過(guò)選軸前端的圓錐孔和后端孔倒角作為精基準(zhǔn)。在制定工藝規(guī)程時(shí)，先進(jìn)行精基準(zhǔn)的選擇，保證各加工表面按圖紙加工出來(lái)，再考慮用什么樣的粗基準(zhǔn)來(lái)加工精基準(zhǔn)。
1.粗基準(zhǔn)的選擇原則
為保證加工表面與不加工表面之間的位置精度，則應(yīng)以不加工表面為粗基準(zhǔn)。若工件上有很多歌不加工表面，應(yīng)選其中與加工表面位置精度要求較高的表面為粗基準(zhǔn)。
為保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。應(yīng)盡量選光滑平整，無(wú)飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準(zhǔn)，以便定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。
粗基準(zhǔn)一般只在頭道工序中使用一次，應(yīng)精良避免重復(fù)使用。
由于車(chē)床尾座套筒全部表面都需加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先進(jìn)行加工，因此應(yīng)選外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。
2.精基準(zhǔn)的選擇原則
“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差。
“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。
“自為基準(zhǔn)“原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
“互為基準(zhǔn)“原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。
所選的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。
根據(jù)上述定位基準(zhǔn)的選擇原則，分析本零件，根據(jù)車(chē)床尾座套筒零件圖，本零件主要的加工是車(chē)削，磨削外圓，銑削平面，故可以用外圓和一端面做粗基準(zhǔn)，用修研后的60°內(nèi)錐孔做精基準(zhǔn)。
2.2.3 制定工藝路線(xiàn)
由于生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，故采用C620-1臥式機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)降低生產(chǎn)成本。
工藝路線(xiàn)方案：
工序1：下料。
工序2：鍛造。
工序3：熱處理（正火）。
工序4：以Φ550 -0.013㎜外圓及端面定位，粗車(chē)另一端面及外圓，車(chē)端面見(jiàn)平即可，鉆，擴(kuò)孔Φ28㎜。
工序5：倒頭，以粗車(chē)后的外圓及端面定位，粗車(chē)外圓及端面，車(chē)端面保證總長(zhǎng)280㎜，與上序光滑接刀，鉆孔Φ23.5㎜并鉆通。
工序6：熱處理（調(diào)質(zhì)28～32HRC）。
工序7：以左端外圓定位，車(chē)右端面保證總長(zhǎng)278㎜，擴(kuò)孔Φ28㎜，車(chē)右端頭Φ32㎜×60°內(nèi)錐面。
工序8：以右端外圓定位，半精車(chē)外圓Φ550 -0.013㎜，車(chē)端面保證總長(zhǎng)276㎜，倒頭車(chē)另一端外圓，光滑接刀。右端倒角2×45°，左端倒R3圓角。
工序9：以左端外圓定位，精車(chē)Φ30+0.025 0㎜，車(chē)Φ34㎜×1.7㎜槽，保證3.5㎜和1.7㎜。
工序10：以右端外圓定位，精車(chē)莫氏4號(hào)錐孔，車(chē)左端頭Φ36㎜×60°內(nèi)錐面。
工序11：銑R2圓弧槽。
工序12：銑8+0.085 +0.035㎜×200mm鍵槽。
工序13：鉆6㎜孔。
工序14：修毛刺。
工序15：熱處理，左端莫氏錐孔及160㎜長(zhǎng)的外圓部分，高頻感應(yīng)加熱淬火45～50HRC。
工序16：研磨兩端60°內(nèi)錐面。
工序17：以右端外圓定位，粗磨莫氏4號(hào)錐孔。
工序18：粗磨Φ550 -0.013㎜外圓。
工序19：以右端外圓定位，精磨莫氏4號(hào)錐孔，涂色檢查，接觸面積應(yīng)大于75%，修研60°錐面。
工序20：以左端外圓定位，精車(chē)Φ30+0.025 0㎜，修研60°錐面。
工序21：采用兩頂尖定位裝夾工作精磨外圓。
工序22：按圖樣檢查各部尺寸及精度。
工序23：涂油入庫(kù)。
(1)在安排加工工序時(shí)，應(yīng)將粗、精加工分開(kāi)，以減少切削應(yīng)力對(duì)加工精度的影響。并在調(diào)質(zhì)處理前進(jìn)行粗加工，調(diào)質(zhì)處理后進(jìn)行半精加工和精加工。
(2)車(chē)床尾座套筒左端莫氏4號(hào)錐孔與右端Φ28㎜、Φ30㎜孔，應(yīng)在進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理前鉆通，這樣有利于加熱和內(nèi)部組織的轉(zhuǎn)變，使工件內(nèi)孔得到較好的處理。
(3)精磨Φ550 -0.013㎜外圓時(shí)，以?xún)啥?0°錐面定位，分兩次裝夾，這樣有利于消除磨削應(yīng)力引起工件變形。也可采用專(zhuān)用錐度心軸定位裝夾工件，精磨Φ550 -0.013㎜外圓。
(4)工序18以后，再采用中心架托夾工件外圓時(shí)，由于鍵槽8+0.085 +0.035㎜的影響，這時(shí)應(yīng)配做一套筒配合中心架的裝夾，以保證工件旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，不發(fā)生振動(dòng)。
(5) Φ550 -0.013㎜外圓的軸心線(xiàn)是工件的測(cè)量基準(zhǔn)，所以磨削莫氏4號(hào)錐孔時(shí)，定位基準(zhǔn)必須采用Φ550 -0.013㎜外圓。
(6)加工8+0.085 +0.035㎜鍵槽時(shí)，應(yīng)在夾具上設(shè)置對(duì)稱(chēng)度測(cè)量基準(zhǔn)，在加工對(duì)刀時(shí)，可邊對(duì)刀邊測(cè)量，以保證鍵槽8+0.085 +0.035㎜對(duì)Φ550 -0.013㎜外圓軸心線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)度。
(7) Φ550 -0.013㎜外圓的圓柱度檢驗(yàn)，可將工件外圓放置在示準(zhǔn)V形塊上 (V形塊放在標(biāo)準(zhǔn)平板上)，用百分表測(cè)量出外圓點(diǎn)的圓度值，然后再算出圓柱度值 (見(jiàn)圖2.1)。也可采用偏擺儀方法，先測(cè)出工件的圓度值，然后再計(jì)算出圓柱度值。
圖2.1在V形塊上檢測(cè)工件的圓度值
(8)8+0.085 +0.035㎜鍵槽對(duì)稱(chēng)度的檢驗(yàn)，采用鍵槽時(shí)對(duì)稱(chēng)度量規(guī)進(jìn)行檢查（見(jiàn)圖2.2）。
a）內(nèi)孔鍵槽量規(guī) b）外圓鍵槽量規(guī)
圖2.2 鍵槽對(duì)稱(chēng)度量規(guī)
(9)用標(biāo)準(zhǔn)莫氏4號(hào)錐塞規(guī)涂色檢查工件的錐孔，其接觸面積應(yīng)大于75%。
2.2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸、及毛坯尺寸的計(jì)算
“車(chē)床尾座套筒”零件材料為45鋼，硬度28～32HRC，毛坯質(zhì)量約為6.5㎏，生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
(1)外圓表面。Φ550 -0.013㎜外圓面，公差等級(jí)約為IT6，表面粗糙度值要求為Ra 0.4μm，為簡(jiǎn)化模鍛毛坯外形，現(xiàn)直接取外圓表面直徑為Φ60㎜，此時(shí)直徑余量2Z＝5㎜已能滿(mǎn)足加工要求。
(2)外圓表面沿軸線(xiàn)方向的加工余量及公差。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《工藝手冊(cè)》）表2.2－14，其中鍛件重量為6.5㎏，鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為S1,鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1，鍛件輪廓尺寸（長(zhǎng)度尺寸）屬于180～315㎜，故長(zhǎng)度方向偏差為+1.5 -0.7。
長(zhǎng)度和厚度方向的余量查《工藝手冊(cè)》表2.2～2.5，其余量值規(guī)定為2.0～2.5，現(xiàn)取2.0㎜。
毛坯直徑的確定，查《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》得
名義直徑（mm） 單面加工余量（mm） 加工表面粗糙度Ra
Φ550 -0.013㎜
粗車(chē) 1 12
半精車(chē) 1.25 6.3
粗磨 0.3 1.6
精磨 0.2 0.4
零件外圓表面經(jīng)粗車(chē)，半精車(chē)，粗磨，精磨加工完成，長(zhǎng)度方向經(jīng)粗車(chē)，半精車(chē)加工完成，所以毛坯尺寸為Φ60㎜×285㎜。
(3)毛坯過(guò)渡圓角的確定查《工藝手冊(cè)》得
取L1段過(guò)渡到L2段的毛坯圓角半徑R＝5mm
∴毛坯的內(nèi)圓角半徑取R＝5mm，外圓角半徑取2mm。
2.2.5 繪制毛坯圖
圖2.2 車(chē)床尾座毛坯圖
2.2.6 確定切削用量及基本工時(shí)
工序1：粗車(chē)端面見(jiàn)平即可，車(chē)削外圓及鉆，擴(kuò)孔Φ28㎜。本工序用計(jì)算法確定切削用量。
(1)加工條件
工件材料：45鋼正火，σb＝0.60GPa，模鍛。
加工要求：粗車(chē)Φ550 -0.013㎜外圓，鉆，擴(kuò)孔Φ28㎜。
機(jī)床：C620-1臥式機(jī)床。
刀具：因?yàn)榇周?chē)帶外皮的的鍛件毛坯，所以選擇刀具材料為YT5的硬質(zhì)合金車(chē)刀，刀桿尺寸16㎜×25㎜，刀片厚度4.5㎜，車(chē)端面主偏角kγ＝90°，車(chē)外圓倒角時(shí)主偏角kγ＝45°，副偏角kγ′＝10°，前角γ0＝12°，后角α0＝6°，刃傾角λs＝0°。
(2)計(jì)算切削用量
①粗車(chē)Φ550 -0.013㎜外圓同時(shí)應(yīng)校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度:
切削深度：?jiǎn)芜呌嗔縵＝1㎜，可一次切除。
進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊(cè)》表1.4，選用f＝0.5㎜/r。
計(jì)算切削速度：見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.27
式中，cv＝242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.2.修正系數(shù)kv見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28即
kmv＝1.0，ktv＝0.65，ksv＝0.8，kkv＝1.0，kkrv＝0.81，kTv＝1.0。
確定主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取n＝305r/min。所以實(shí)際切削速度
檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力Fc＝按《切削手冊(cè)》表1.29所示公式計(jì)算
式中：
所以
切削時(shí)消耗的功率為Pc為
由《切削手冊(cè)》表1.30中 C620－1機(jī)床說(shuō)明書(shū)可知，C620－1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8W，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為305r/min時(shí)，主軸傳遞的最大功率為5.9kW，所以機(jī)床功率足夠。可以正常加工。
校檢機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削力Fc＝757N徑向切削力Fp＝按《切削手冊(cè)》表1.29所示公式計(jì)算
式中：
所以
而軸向切削力
式中：
所以
取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ＝0.1，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為
而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.30），故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。
切削工時(shí)：
式中，根據(jù)《工藝手冊(cè)》表6.2－1， ，則
，故
②鉆，擴(kuò)孔Φ28㎜:
鉆孔Φ20㎜
f＝0.36㎜/r（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表2.7）
v＝14.4m/min（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表2.13及表2.14，按五類(lèi)加工性考慮）
按機(jī)床選取nw＝272r/min（按《切削手冊(cè)》表2.35）
所以實(shí)際切削速度
切削工時(shí)：
式中，根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.29，入切量及超切量由表2.2查出，則
擴(kuò)孔Φ26㎜。根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.10規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)Φ26㎜孔時(shí)的進(jìn)給量，并根據(jù)機(jī)床規(guī)格選
f＝0.9㎜/r
擴(kuò)孔鉆孔時(shí)的切削速度，根據(jù)其他有關(guān)資料，確定為
v＝0.4v鉆
其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度。故
按機(jī)床選取 nw＝32r/min
切削工時(shí) l1＝3㎜，l2＝1.5㎜，則
工序2：倒頭，以粗車(chē)后的外圓及端面定位，粗車(chē)外圓及端面，車(chē)端面保證總長(zhǎng)280㎜，與上序光滑接刀，鉆孔Φ23.5㎜并鉆通。
①倒頭，粗車(chē)端面保證總長(zhǎng)280㎜:
確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《切削手冊(cè)》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16㎜×25㎜，ap≤3㎜以及工件直徑為60㎜時(shí)
f＝0.5～0.7㎜/r
按C620-1車(chē)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.30）取
f＝0.52㎜/r
計(jì)算切削速度：按《切削手冊(cè)》表1.27，切削速度計(jì)算公式為（壽命選T＝60min）
（m/min）
式中，cv＝242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.2.修正系數(shù)kv見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28即
kmv＝1.0，ksv＝0.8，kkv＝1.0，kkrv＝1.0，ktv＝0.65，kTv＝1.0。
所以
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
（r/min）
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2－8），與323 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為305 r/min及370 r/min?，F(xiàn)取nw＝305 r/min。如果選370r/min，則速度損失較大。所以實(shí)際切削速度v＝57.5m/min。
計(jì)算切削工時(shí)：按《工藝手冊(cè)》表6.2－1，取
②車(chē)另一端外圓至Φ58㎜，與上序光滑接刀:
切削深度：?jiǎn)芜呌嗔縵＝1㎜，可一次切除。
進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊(cè)》表1.4，選用f＝0.5㎜/r。
計(jì)算切削速度：見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.27
式中，cv＝242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.2.修正系數(shù)kv見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28即
kmv＝1.0，ktv＝0.65，ksv＝0.8，kkv＝1.0，kkrv＝0.81，kTv＝1.0。
確定主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取n＝305r/min。所以實(shí)際切削速度
切削工時(shí)：
式中，根據(jù)《工藝手冊(cè)》表6.2－1， ，則
，故
③鉆孔Φ23.5mm并鉆通:
f＝0.36㎜/r（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表2.7）
v＝14.4m/min（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表2.13及表2.14，按五類(lèi)加工性考慮）
按機(jī)床選取nw＝272r/min（按《切削手冊(cè)》表2.35）
所以實(shí)際切削速度
切削工時(shí)：
式中，入切量及超切量由《切削手冊(cè)》表2.29查出mm
則
工序3：夾左端外圓，車(chē)右端面保證總長(zhǎng)278㎜，擴(kuò)孔Φ26㎜至28㎜，深186㎜，車(chē)右端頭Φ32㎜×60°內(nèi)錐面。
①車(chē)右端面保證總長(zhǎng)278㎜:
切削深度:ap=2㎜
確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削手冊(cè)》表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16㎜×25㎜，ap≤3㎜以及工件直徑為60㎜時(shí)
f＝0.5～0.7㎜/r
按C620-1車(chē)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.30）取
f＝0.52㎜/r
計(jì)算切削速度：按《切削手冊(cè)》表1.27，切削速度計(jì)算公式為（壽命選T＝60min）
（m/min）
所以
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
（r/min）
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2－8），與345 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為305 r/min及370 r/min?，F(xiàn)取nw＝370 r/min。所以實(shí)際切削速度v＝67.4m/min。
計(jì)算切削工時(shí)：按《工藝手冊(cè)》表6.2－1，取
②擴(kuò)孔Φ26㎜至28㎜，深186㎜:
擴(kuò)孔Φ26㎜至28㎜。根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.10規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)Φ28㎜孔時(shí)的進(jìn)給量，并根據(jù)機(jī)床規(guī)格選
f＝0.9㎜/r
擴(kuò)孔鉆孔時(shí)的切削速度，根據(jù)其他有關(guān)資料，確定為
v＝0.4v鉆
其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度。故
按機(jī)床選取 nw＝32r/min
切削工時(shí) l1＝3㎜，l2＝1.5㎜，則
③車(chē)右端頭Φ32㎜×60°內(nèi)錐面：
工序4：半精車(chē)外圓至Φ55.5+0.05 -0.05㎜，倒頭車(chē)另一端外圓，光滑接刀。車(chē)端面保證總長(zhǎng)276㎜，右端倒角2×45°，左端倒R3圓角。
①半精車(chē)外圓至Φ55.5+0.05 -0.05㎜，倒頭車(chē)另一端外圓，光滑接刀。
切削深度：?jiǎn)芜呌嗔縵＝1.25㎜，可一次切除。
進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊(cè)》表1.4，選用f＝0.5㎜/r。
計(jì)算切削速度：見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.27
式中，cv＝242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.2.修正系數(shù)kv見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28即
kmv＝1.0，ktv＝1.0，ksv＝0.8，kkv＝1.0，kkrv＝0.81，kTv＝1.0。
確定主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取n＝460r/min。所以實(shí)際切削速度
切削工時(shí)：
式中，根據(jù)《工藝手冊(cè)》表6.2－1， ，則
，故
②車(chē)端面保證總長(zhǎng)276㎜，右端倒角2×45°，左端倒R3圓角。
切削深度:ap=2㎜
確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削手冊(cè)》表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16㎜×25㎜，ap≤3㎜以及工件直徑為60㎜時(shí)
f＝0.5～0.7㎜/r
按C620-1車(chē)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.30）取
f＝0.52㎜/r
計(jì)算切削速度：按《切削手冊(cè)》表1.27，切削速度計(jì)算公式為（壽命選T＝60min）
（m/min）
所以
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
（r/min）
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2－8），與345 r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為305 r/min及370 r/min?，F(xiàn)取nw＝370 r/min。所以實(shí)際切削速度v＝67.4m/min。
計(jì)算切削工時(shí)：按《工藝手冊(cè)》表6.2－1，取
工序5：夾左端外圓定位，精車(chē)Φ28㎜孔至Φ29.5+0.05 －0.05㎜，深44.5㎜，車(chē)Φ34㎜×1.7㎜槽，保證3.5㎜和1.7㎜。
①精車(chē)Φ28㎜孔至Φ29.5+0.05 －0.05㎜，深44.5㎜：
切削深度：?jiǎn)芜呌嗔縵＝1.5㎜，可一次切除。
進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊(cè)》表1.4，選用f＝0.5㎜/r。
計(jì)算切削速度：見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.27
式中，cv＝242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.2.修正系數(shù)kv見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28即
kmv＝1.0，ktv＝1.0，ksv＝0.8，kkv＝1.0，kkrv＝0.81，kTv＝1.0。
確定主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取n＝960r/min。所以實(shí)際切削速度
切削工時(shí)：
式中，根據(jù)《工藝手冊(cè)》表6.2－1， ，則
，故
②車(chē)Φ34㎜×1.7㎜槽，保證3.5㎜和1.7㎜：
確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削手冊(cè)》）表1.7，切刀寬度<3㎜時(shí)，進(jìn)給量
f＝0.06㎜/r
計(jì)算切削速度：按《切削手冊(cè)》表1.27，切削速度計(jì)算公式為（壽命選T＝60min）
（m/min）
所以
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
（r/min）
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2－8）現(xiàn)取nw＝600 r/min。如果選370r/min，則速度損失較大。所以實(shí)際切削速度v＝55.7m/min。
計(jì)算切削工時(shí)：按《工藝手冊(cè)》表6.2－1，取
工序6：精車(chē)莫氏4號(hào)錐孔至大端尺寸為Φ30.5+0.05 -0.05㎜，車(chē)左端頭Φ36㎜×60°內(nèi)錐面。
切削深度：?jiǎn)芜呌嗔縵＝1.5㎜，可一次切除。
進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊(cè)》表1.4，選用f＝0.5㎜/r。
計(jì)算切削速度：見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.27
式中，cv＝242，xv＝0.15，yv＝0.35，m＝0.2.修正系數(shù)kv見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28即
kmv＝1.0，ktv＝1.0，ksv＝0.8，kkv＝1.0，kkrv＝0.81，kTv＝1.0。
確定主軸轉(zhuǎn)速：
按機(jī)床選取n＝960r/min。所以實(shí)際切削速度
切削工時(shí)：
式中，根據(jù)《工藝手冊(cè)》表6.2－1， ，則
，故
工序7：以Φ55.5㎜+0.05 -0.05外圓定位銑R2深2㎜，長(zhǎng)160㎜圓弧槽
確定銑削寬度：由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則
ae＝h＝2㎜
確定每齒進(jìn)給量fz：根據(jù)X62W型銑床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表3.30），其功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表3.4，fz＝0.08～0.12㎜/z，現(xiàn)取，
fz＝0.12㎜/z
確定切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vf：根據(jù)表3.9，當(dāng)d0＝80㎜，z＝6㎜，ap ＝12～40㎜，ae＝2㎜，fz≤0.12㎜/z時(shí)，vc＝26m/min，n＝103r/min，vft＝71㎜/min。
各修正系數(shù)為：kMV=1.0,kSV＝1.0
故 vc＝vtkv＝26 m/min
n=ntkn=103r/min
vf=vftkv=71㎜/min
根據(jù)說(shuō)明書(shū)，選擇nc＝118 r/min，vfc＝75㎜/min
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為
計(jì)算基本工時(shí)：
式中，根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.25，入切量及超切量，則
工序8：以Φ55.5+0.05 -0.05㎜外圓定位裝夾銑8+0.085 +0.035㎜×200mm鍵槽。
確定銑削寬度：由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則
ae＝h＝4.5㎜
確定每齒進(jìn)給量fz：根據(jù)X62W型銑床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表3.30），其功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表3.4，fz＝0.08～0.15㎜/z，現(xiàn)取，
fz＝0.15㎜/z
確定切削速度vc和沒(méi)分鐘進(jìn)給量vf：根據(jù)表3.9，當(dāng)d0＝80㎜，z＝6㎜，ap ＝12～40㎜，ae＝4.5㎜，fz≤0.18㎜/z時(shí)，vc＝20m/min，n＝79r/min，vft＝73㎜/min。
各修正系數(shù)為：kMV=1.0,kSV＝1.0
故 vc＝vtkv＝20 m/min
n=ntkn=79r/min
vf=vftkv=73㎜/min
根據(jù)說(shuō)明書(shū)，選擇nc＝75r/min，vfc＝75㎜/min
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為
計(jì)算基本工時(shí)：
式中，根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.25，入切量及超切量，則
工序9：鉆孔Φ6㎜孔，