手柄轴的加工工艺及夹具设计说明书

目录
1绪论 (2)
2 零件的工艺分析及生产类型的确定 (3)
2.1零件的工艺分析 (3)
2.2零件的生产类型 (3)
3、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
3.1.选择毛坯 (3)
3.2.确定机械加工余量、毛胚尺寸和公差 (3)
3.3.确定机械加工余量- (4)
3.4确定毛坯尺 (4)
3.5.确定毛坯尺寸公差 (5)
3.6.设计毛坯图 (5)
4、选择加工方法，制定工艺路线
4.1.定位基准的选择 (6)
4.2.零件表面加工方法的选择 (6)
4.3.制定工艺路线 (8)
5、工序设计
5.1.选择加工设备与工艺装备 (8)
5.2.确定工序尺寸 (10)
6、确定切削用量及基本时间 (11)
7、夹具设计 (20)
8、总结 (22)
9、参考文献 (23)
1绪论
本设计是针对CA6140车床中的手柄轴而展开，目前制造业更是我国的经济战略重点。

机床及其它的制造装备是机械制造技术的重要载体，它标志着一个国家的生产能力和技术水平，担负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务。

在机械制造中，为完成需要加工工序，装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具，利用夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品，扩大机床的工艺范围及改善操作的劳动条件。

本次我主要是对CA6140中的手柄轴做工艺方案设计并设计出指定工序的夹具，从而了解零件的整个机械加工工艺。

从而能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学习到的实际知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，从而保证零件的加工质量。

提高结构设计能力。

通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。

2 零件的工艺分析及生产类型的确定
2.1. 零件的工艺性分析
通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确，完整，尺寸，公差及技术要求齐全。

该零件属轴类回转体零件，它的所有表面均需切屑加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。

表面粗糙度要求较高需经多次切削才能满足要求，手柄处镀铬，在镀铬之前须进行抛光处理以使镀铬均匀。

本零件的最难加工的地方就是在斜面上钻孔，且要保证孔与键槽成0
45，需要专用夹具。

总体来说，本零件的工艺性较好。

2.2. 零件的生产类型
依设计的题目知：生产纲领N = 30000万/年，生产类型为大批大量生产
零件是机床CA6140的手柄轴，质量为0.445Kg.
3 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
3.1. 选择毛坯
该材料为45钢。

该零件在工作过程中则经常承受交变载荷，因此应选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。

零件属批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用摸锻成型。

这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。

3.2．确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差
钢质摸锻件的公差及机械加工余量按GB/T12362-2003确定。

要确定毛坯尺寸公差及机械加工余量，，应先确定如下各项因素。

（1）锻件公差等级由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。

（2）锻件质量Mf 根据零件0.445kg,估算为mf=1.0kg.
（3）锻件形状复杂系数S
S=Mf/Mn
该锻件为圆形，假设其最大直径为φ46mm,长126mm
Mn = 1.6kg
S = 1/1.6 = 0.62
故该零件的形状复杂系数S属S2级。

（4）锻件材质系数M 由于该零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属M1级。

（5）零件表面粗糙度由零件图可知，除φ17.2mm, φ15.7mm 粗糙度Ra =
1.6,圆锥面处Ra=0.8，其余均为6.3。

3.3. 确定机械加工余量
根据锻件质量，零件表面粗糙度，形状复杂系数查表5-9，由此得单边余量在厚度方向为1.7-2.2mm，水平方向亦为1.7-2.2mm，即锻件各外径的单面余量为1.7-2.2mm，各轴向尺寸的单面余量为1.7-2.2mm。

3.4．确定毛坯尺寸
上面查的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra大于等于1.6m。

Ra小于1.6m的表面，余量要适当加大。

分析本零件，除φ17.2mm, φ15.7mm 粗糙度Ra = 1.6, 其余均为6.3，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可。

综上所述，确定毛坯尺寸见下表
手柄轴毛坯（锻件）尺寸
3.5. 确定毛坯尺寸公差
毛坯尺寸公差根据锻件质量，材质系数，形状复杂系数从表5-6，表5-7中查的。

本零件毛坯尺寸允许偏差见下表
手柄轴毛坯（锻件）尺寸允许偏差
3.6．设计毛坯图
（1）确定圆角半径
锻件的外圆角半径按表5-12确定，内圆角半径按表5-13确定。

分析本锻件可确定外圆角R2, R3
内圆角R3
(2) 确定模锻斜度
按表5-11，外模锻斜度α= 3°
（3）确定分模位置
由于毛坯为轴类锻件，应采取轴向分模。

为了便于起模及便于发现上，下模在模锻过程中的错移，选择最大直径即圆锥面处的对称平面为分模面，分模线为直线，属平直分模线。

（4）确定毛坯的热处理方式
钢质毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化，均匀的组织，从而改善加工性。

4 选择加工方法，制定工艺路线
4.1.定位基准的选择
以φ44的外圆和端面为粗基准，以φ17.2的外圆和端面为精基准。

4.2.零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有外圆，端面，键槽，倒角，倒圆，沟槽，锥面，孔，螺纹。

（1）φ17.2的外圆面，未标注公差尺寸，表面粗糙度Ra 1.6，需要粗车，半精车，精车
（2）φ20的外圆，公差等级IT6，需要粗车，半精车，精车。

（3）圆锥面，为保证镀铬均匀，在镀铬之前圆锥面需要粗车，半精车，精车，保证Ra = 1.6 然后抛光。

（4）槽3x2.15 表面粗糙度为Ra3.2,需要粗车，半精车
槽1.5x1 表面粗糙度为Ra6.3,粗车即可。

槽3x0.5 表面粗糙度为Ra6.3,粗车即可
(5) 两孔的表面粗糙度Ra6.3 需钻，扩
（6）键槽5314 粗糙度Ra6.3 需要粗铣，半精铣。

（7）端面本零件为回转体端面，尺寸精度要求不高，所以大端面粗车即可满足要求，但是小端面作为精基准应该粗车，半精车
3制定工艺路线
方案一
工序1 正火
工序2 以φ20mm处的外圆及端面定位，车大端面，粗车φ41的外圆
工序3 以粗车后的φ40mm处外圆面及端面定位，粗车另一端面，粗车φ17.2mm 的
外圆，粗车φ20mm的外圆，车1.5mm×1mm沟槽，粗车3mm×0.5mm沟槽，粗车3mm×2.15mm沟槽
工序4 以粗车的φ20mm的外圆及端面定位，半精车，精车φ40mm的外圆。

工序5 以精车后的φ40mm的外圆及端面定位，半精车，φ17.2mm的外圆，半精车φ20mm的外圆，半精车3mm×2.15 mm的沟槽
工序6 精车φ17.2mm的外圆，精车φ20mm的外圆，车倒角。

工序7 以φ20mm的外圆定位，粗车，半精车，精车圆锥面。

工序8 粗铣，半精铣键槽
工序9 抛光
工序10 镀铬
工序11 钻，扩φ14mm孔及φ8.5mm的螺纹孔
工序12 攻螺纹
工序13 去毛刺
工序14 终检
方案二
工序1 正火
工序2 粗车小端面，粗车φ17.2mm的
外圆，粗车φ20mm的外圆粗车，车1.5mmx1mm沟槽，粗车3mmx0.5mm沟槽，粗车3mm×2.15mm沟槽
工序3 粗车大端面及φ41mm的外圆
工序4 半精车小端面，半精车，φ17.2mm的外圆，半精车φ20mm的外圆，半精车3mm×2.15mm的沟槽，车倒角
工序5 精车φ17.2mm的外圆，精车φ20mm的外圆
工序6 以加工过的φ20mm外圆及端面定位，粗车圆锥面
工序7 半精车圆锥面
工序8 精车圆锥面
工序9 抛光
工序10 镀铬
工序11 钻φ14mm的孔和φ8.5mm的螺纹孔
工序12 扩φ14mm的孔和φ8.5mm的螺纹孔
工序13 攻M10的螺纹
工序14 以φ20mm圆柱面及端面定位铣键槽5mm×3mm×14mm
工序15 去毛刺
工序16 终检
4.3制定工艺路线
方案比较：
方案二比方案一更容易保证尺寸精度，方案二以车过的41mm的外圆定位保证了定位精度，方案一的小端面知粗车一次可能不能保证要求的表面粗糙度，方案一的粗加工，精加工拍的比较混乱，不符合加工要求。

综上所述，工艺路线应选择方案二。

5 工序设计
5.1 选择加工设备与工艺装备
（1）选择机床根据不同的工序选择机床。

a 工序1-8是粗车合半精车。

各工序的工步数不多，成批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，精度要求不是很高，选CM6125即可。

b 工序11 钻孔，可采用专用夹具在立式钻床上加工，故选Z525型立式钻床。

c 工序14是用整体硬质合金直柄立铣刀粗铣，半精铣键槽，用选用卧式铣床。

考虑本零件属成批生产，所选机床使用范围较广为宜，故选常用的X62型铣床能满足加工要求。

d 工序13攻螺纹，需要丝锥。

( 2 ) 选择夹具
本零件处粗铣及半精铣槽，钻孔等工序需要专用夹具外，其他工序使用通用夹具
即可，选用三抓自定心卡盘。

（3）选择刀具根据不同的工序选择刀具
A 在车床上的加工工序，一般选用硬质合金车刀。

加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30.为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀（GB5343.1-1985,GB5343.2-1985）.
B 铣刀按表5-104选直柄键槽铣刀
键槽bxh=5mmx3mm,半精铣铣刀选择直径d = 5 mm l = 8mm L = 52mm
由于粗铣后宽度方向单边余量1mm，故粗铣时的铣刀选择d=3mm l =5mm L =37mm
C 钻头的选择
(a) φ14mm的孔扩孔选择直柄扩孔钻d = 14mm,L =160mm l=108mm
钻孔是直径方向的余量4mm，所以钻孔时选择直柄麻花钻d = 13mm
l= 151mm l1 = 101mm
(b) φ8.5mm的孔
扩孔选择直柄扩孔钻d = 8.8mm L=125mm l =81mm
钻孔时直径方向余量 1.5 mm ,选用直柄麻花钻 d =7mm l =109mm l1=69mm
（4）选择量具
本零件属成批生产，一般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，选择如下。

a 选择外圆量具
外圆可选用读数值0.02，测量范围0—150游标卡尺（表5-108）
b 选择加工轴向尺寸所用量具
轴向尺寸所用量具可选用读数值0.05，测量范围0—150游标卡尺（表5-108）选择加工槽所用量具
c 选择加工槽所用量具
槽经粗铣，半精铣两次加工。

槽宽及槽深的尺寸公差的等级为：粗铣时均为IT14；半精铣时，槽宽IT13，槽深为IT14.。

均可选用读数值为0.02mm，测量范围0—150mm的游标卡尺进行测量。

5.2 确定工序尺寸
（1）确定圆柱面的工序尺寸
圆柱面多次加工的工序至于加工余量有关。

本零件个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
圆柱表面的工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度/mm
（2）确定各孔的工序尺寸
（3） 确定各端面工序加工余量 /mm
（4） 确定轴向尺寸
a 第一段17.2mm 的长度L1，由尺寸链可得 L1 = 2mm
b 第二段17.2mm 的长度L2，求解尺寸链可得 L2 = 12.5mm
c 第二段20mmm 的长度L3，由尺寸链可得 L3 = 2
.01
.038++ d 圆锥面处的轴向长度L4， 由尺寸链可得 L4 = 1.02.020--
(5) 确定铣槽的工序尺寸 半精铣即可达到零件图样的要求，槽宽5mm, 粗铣后半精铣的余量1.5mm, 所以粗铣的宽度工序尺寸3.5mm （6） 圆锥面抛光直径余量 0.1mm
6 确定切削用量及基本时间
切削用量包括背吃刀量p a ，进给量f 和切削速度v 。

确定顺序是先确定p a ，f ，再确定v 。

1. 工序3切削用量及基本时间的确定
（1） 切削用量 本工序为粗车（车端面和外圆）。

已知材料为45钢，b σ= 670MPa
,锻件，有外皮；机床为CM6125型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。

确定粗车外圆φ41mm 的切削用量。

所选刀具为YT5硬质合金可转为车刀。

选刀杆尺寸B ×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度为4.5mm 。

根据表5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角0r =12 后角0α=6 ，主偏角r κ= 90 ，副偏角'r κ = 10 刃倾角s λ = 0 刀尖圆弧半径ε
r = 0.8mm a 确定背吃刀量p a 粗车双边余量为3.0mm 所以 p a 1.5mm
b 确定进给量f 根据表5-114，在粗车钢料，刀杆尺寸为16mm ×25mm ，p a 小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125车床的进给量，选择f =0.4 mm/r
确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求，故需进行校验。

根据表5-123，当钢料b σ= 570—670MPa , p a <=2mm ,f<= 0.75mm/r r κ= 45 v = 65m/min 预计是进给力为760N 修正系数 f F r k 0
=1.0 f
F k s
λ
=1.0 f
T
F k
k =1.17
故实际进给力为889.2N ，满足要求。

c 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据表5-119，车刀后刀面的最大磨损量为1mm ，可转位车刀耐用度T =30min
d 确定切削速度V 根据表5-120，当用YT5硬质合金刀具加工b σ= 570—670MPa , p a <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 140m/min
切削速度的修正系数为sv k = 0.8 tv k = 0.65 kTv k =0.81 Tv k
=1.15 Mv k = kv k =1.0 故
V = 140×0.8×0.65×0.81×1.15 = 67.8m/min n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/3.14× 44 = 491 r/min 按CM6125车床的转速，选择 n = 500 r/min
e 校验机床功率 当钢料b σ= 570—670MPa , p a <=2mm ,f<= 0.75mm/r v = 46m/min 时，c p = 1.7KW 切削功率的修正系数为c
r
p k
k =1.17 c
p r k 0
= c
mp k = c
kp k =1.0 c
r
p T
k =1.13
c sp k
=0.8 c
tp k =0.65
故实际切削功率为c p =0.72KW 满足要求。

最后确定的切削用量为 ：p a = 1.5 mm f = 0.4mm/r n = 480r/min v = 66.3 m/min
(2) 基本时间
a 确定粗车φ41mm 的外圆基本时间
根据表2-21 ，车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(l +1l +2l + 3l )/f n
式中l =20mm 1l = 2mm 2l = 3mm 3l = 0 f = 0.4mm/r n= 8r/min i = 1 所以Tj1= 8 S
b 确定车端面的基本时间 Tj2 =i L/fn L = (d —d1) +
1l + 2l + 3l
d = 44mm 1l = 2mm 2l = 4mm 3l = 0 所以 Tj2 = 18S
因此，总的切削基本时间为26S . 2 工序2切削用量确定
（1） 确定粗车φ19.2mm 外圆的切削用量
所选刀具为YT5硬质合金可转为车刀。

选刀杆尺寸B ×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度为4.5mm 。

根据表5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角0r =12 后角0α=6 ，主偏角r κ= 90 ，副偏角'r κ = 10 刃倾角s λ = 0 刀尖圆弧半径ε
r = 0.8mm （a ） 确定背吃刀量p a 粗车双边余量为2mm 所以 p a = 1mm
（b ） 确定进给量f 根据表5-114，在粗车钢料，刀杆尺寸为16mm ×25mm ，
p
a 小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125车床的进给量，选择f =0.4
mm/r
确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求，故需进行校验。

根据表5-123，当钢料b σ= 570—670MPa , p a <=2mm ,f<= 0.75mm/r r κ= 45 v = 65m/min 预计是进给力为760N 修正系数 f F r k 0
=1.0 f
F k s
λ
=1.0 f
T
F k
k =1.17
故实际进给力为889.2N ，满足要求。

（c ） 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据表5-119，车刀后刀面的最大磨损量为1mm ，可转位车刀耐用度T =30min
（d ） 确定切削速度V 根据表5-120，当用YT5硬质合金刀具加工b σ= 570—670MPa , p a <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min
切削速度的修正系数为sv k = 0.8 tv k = 0.65 kTv k =0.81 Tv k =1.15 Mv k = kv k =1.0 故 V = 138×0.8×0.65×0.81×1.15 = 66m/min
n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/3.14× 21.2 = 954 r/min 按CM6125车床的转速，选择 n = 1000 r/min
（e ） 校验机床功率 当钢料b σ= 570—670MPa , p a <=2mm ,f<= 0.75mm/r v = 46m/min 时，c p = 1.7KW
切削功率的修正系数为c
r
p k
k =1.17 c
p r k 0
= c
mp k = c
kp k =1.0 c
r
p T
k =1.13
c sp k
=0.8 c
tp k =0.65
故实际切削功率为c p =0.72KW 满足要求。

最后确定的切削用量为 ：p a = 1 mm f = 0.4mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min
（2）粗车φ22.4mm 外圆的切削用量
所选刀具为YT5硬质合金可转为车刀。

选刀杆尺寸B ×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度为4.5mm 。

根据表5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角0r =12 后角0α=6 ，主偏角r κ= 90 ，副偏角'r κ = 10 刃倾角s λ = 0 刀尖圆弧半径ε
r = 0.8mm （a ） 确定背吃刀量p a 粗车双边余量为1.6mm 所以 p a = 0.8mm （b ） 确定进给量f 根据表5-114，在粗车钢料，刀杆尺寸为16mm ×25mm ，
p
a 小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125车床的进给量，选择f =0.4
mm/r
确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求，故需进行校验。

根据表5-123，当钢料b σ= 570—670MPa , p a <=2mm ,f<= 0.75mm/r r κ= 45 v = 65m/min 预计是进给力为760N 修正系数 f F r k 0
=1.0 f
F k s
λ
=1.0 f
T
F k
k =1.17
故实际进给力为889.2N ，满足要求。

（c ） 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据表5-119，车刀后刀面的最大磨损量为1mm ，可转位车刀耐用度T =30min
（d ） 确定切削速度V 根据表5-120，当用YT5硬质合金刀具加工b σ= 570—670MPa , p a <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min
切削速度的修正系数为sv k = 0.8 tv k = 0.65 kTv k =0.81 Tv k =1.15 Mv k = kv k =1.0 故 V = 138×0.8×0.65×0.81×1.15 = 66m/min n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/3.14× 24 = 875 r/min 按CM6125车床的转速，选择 n = 1000 r/min
（e ） 校验机床功率 当钢料b σ= 570—670MPa , p a <=2mm ,f<= 0.75mm/r v = 46m/min 时，c p = 1.7KW 切削功率的修正系数为c
r
p k
k =1.17 c
p r k 0
= c
mp k = c
kp k =1.0 c
r
p T
k =1.13
c sp k
=0.8 c
tp k =0.65
故实际切削功率为c p =0.72KW 满足要求。

最后确定的切削用量为 ：p a = 1 mm f = 0.4mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min
（3）粗车端面的切削用量
p
a = 1.2 mm f = 0.2mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min
（4） 确定沟槽的切削用量
进给量f 手动 转速v = 630r/min
工序2基本时间确定
(a) 确定粗车φ19.2mm 的外圆基本时间
根据表2-21 ，车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(l +1l +2l + 3l )/f n
式中l =20mm 1l = 3mm 2l = 0mm 3l = 0 f = 0.4mm/r n= 16r/min i = 1 所以Tj1= 4 S
(b) 确定粗车φ22.4mm 的外圆基本时间
根据表2-21 ，车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(l +1l +2l + 3l )/f n
式中l =82mm 1l = 3mm 2l = 0mm 3l = 0 f = 0.4mm/r n= 16r/min i = 1 所以Tj1= 14 S
(c) 确定车端面的基本时间
Tj2 =i L/fn L = (d —d1)/2 + 1l + 2l +3l
d = 24mm 1l = 2mm 2l = 4mm 3l = 0 所以 Tj2 = 6S
因此，总的基本时间为24S
3 工序5切削用量确定
（1）确定精车外圆φ17.2mm 的切削用量。

所选刀具为YT30硬质合金可转为车刀。

选刀杆尺寸B ×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度为4.5mm 。

根据表5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角0r =12 后角0α=6 ，主偏角r κ= 30 ，副偏角'r κ = 10 刃倾角s λ = 0 刀尖圆弧半径ε
r = 0.8mm (a) 确定背吃刀量p a 粗车双边余量为0.9mm 所以 p a =0.45mm
( b) 确定进给量f 根据表5-114，在精车钢料，刀杆尺寸为16mm ×25mm ，
p
a 小于等于3.0mm ， 按CM6125车床的进给量，选择f =0.2mm/r
(c)速度V 根据表5-120，当用Y30硬质合金刀具加工b σ= 570—670MPa ,
p
a <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min
切削速度的修正系数为sv k = 0.8 tv k = 1.4 kTv k =0.81 Tv k =1.15
Mv
k = kv k =1.0 故
V = 138×0.8×1.4×0.81×1.15 = 145m/min
n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/3.14× 18.1= 2549r/min 按CM6125车床的转速，选择 n = 2500r/min
精车φ20mm 外圆切削用量确定
所选刀具为YT30硬质合金可转为车刀。

选刀杆尺寸B ×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度为4.5mm 。

根据表5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前角0r =12 后角0α=6 ，主偏角r κ= 30 ，副偏角'r κ = 10 刃倾角s λ = 0 刀尖圆弧半径ε
r = 0.8mm a 确定背吃刀量p a 粗车双边余量为0.9mm 所以 p a =0.45mm
b 确定进给量f 根据表5-114，在精车钢料，刀杆尺寸为16mm ×25mm ，p a 小于等于3.0mm ， 按CM6125车床的进给量，选择f =0.2mm/r
c 确定切削速度V 根据表5-120，当用Y30硬质合金刀具加工b σ= 570—670MPa , p a <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min
切削速度的修正系数为sv k = 0.8 tv k = 1.4 kTv k =0.81 Tv k =1.15
Mv
k = kv k =1.0 故
V = 138×0.8×1.4×0.81×1.15 = 145m/min
n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/3.14× 20.9= 2208r/min 按CM6125车床的转速，选择 n = 2000r/min
（2） 基本时间确定
确定精车φ17.2mm 的外圆基本时间
根据表2-21 ，车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(l +1l +2l + 3l )/f n
式中l =20mm 1l = 0mm 2l = 0mm 3l = 0 f = 0.2mm/r n= 33r/min i = 1 所以Tj1= 4 S
确定精车φ20mm 的外圆基本时间
根据表2-21 ，车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(l +1l +2l + 3l )/f n
式中l =82mm 1l = 0mm 2l = 0mm 3l = 0 f = 0.2mm/r n= 33r/min i = 1 所以Tj1= 13S
因此 ，总的基本时间为15S (4) 工序6切削用量确定
（1） 切削用量 本工序为粗车圆锥面。

已知材料为45钢，b σ= 670MPa ,锻件，有外皮；机床为CM6125型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。

确定粗车圆锥面的切削用量（以小端确定）。

所选刀具为YT5硬质合金可转为车刀。

选刀杆尺寸B ×H = 16mm ×25mm ,刀片厚度为4.5mm 。

根据表5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒淩型前刀面，前
角0r =12 后角0α=6 ，主偏角r κ= 90 ，副偏角'r κ = 10 刃倾角s λ = 0 刀尖圆弧半径ε
r = 0.8mm a 确定背吃刀量p a 粗车双边余量为5.0mm 所以 p a = 2.5mm
b 确定进给量f 根据表5-114，在粗车钢料，刀杆尺寸为16mm ×25mm ，p a 小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125车床的进给量，选择f =0.4 mm/r
确定的进给量尚需满足机床进给机构的轻度要求，故需进行校验。

根据表5-123，当钢料b σ= 570—670MPa , p a <=2mm ,f<= 0.75mm/r r κ= 45 v = 65m/min 预计是进给力为760N 修正系数 f F r k 0
=1.0 f
F k s
λ
=1.0 f
T
F k
k =1.17
故实际进给力为889.2N ，满足要求。

c 选择刀具磨钝标准及耐用度 根据表5-119，车刀后刀面的最大磨损量为1mm ，可转位车刀耐用度T =30min
d 确定切削速度V 根据表5-120，当用YT5硬质合金刀具加工b σ= 570—670MPa , p a <=3mm ,f<= 0.75mm/r 切削速度V = 140m/min
切削速度的修正系数为sv k = 0.8 tv k = 0.65 kTv k =0.81 Tv k =1.15 Mv k = kv k =1.0 故
V = 140×0.8×0.65×0.81×1.15 = 67.8m/min n = 1000v/πd = 1000 ×67.8/3.14× 41 = 526r/min 按CM6125车床的转速，选择 n = 500 r/min
e 校验机床功率 当钢料b σ= 570—670MPa , p a <=2mm ,f<= 0.75mm/r v = 46m/min 时，c p = 1.7KW 切削功率的修正系数为c
r
p k
k =1.17 c
p r k 0
= c
mp k = c
kp k =1.0 c
r
p T
k =1.13
c sp k
=0.8 c
tp k =0.65
故实际切削功率为c p =0.72KW 满足要求。

最后确定的切削用量为 ：p a =2.5 mm f = 0.4mm/r n = 500r/min v = 64.4m/min (2) 基本时间
确定粗车圆锥面的基本时间
根据表2-21 ，车外圆的基本时间为Tj1= L i/fn = i(l +1l +2l + 3l )/f n
式中l =20mm 1l = 2mm 2l = 3mm 3l = 0 f = 0.4mm/r n= 8r/min i = 1 所以Tj1= 8 S
7 夹具设计
本夹具是工序11用麻花钻钻14，8.5孔的专用夹具，所设计的夹具装配图，供需简图及夹具体零件图如图所示。

有关说明如下。

（1） 定位方案 工件以 20的圆柱面及圆锥大端面为定位基准，采用V 形块和
平面的组合定位方案，两个V 形块限制4个自由度，右边V 形块的右端面限制一个自由度，共限制5个自由度。

孔在圆周上无位置要求，该自由
度不用限制。

（2） 夹紧机构 根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。

采用二位螺旋压板
夹紧机构，拧紧螺母即可实现压紧，使用方便。

压板夹紧力主要作用是防止工件在钻销力的作用下摆动和震动，手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力计算。

（3） 导引装置 为方便快捷的钻14 8.5两个孔，本夹具采用快换钻套，刀具
在钻套的引导下准确的钻孔。

（4） 夹具与机床的连接元件 采用10的定位销确定夹具与机床的相对正确
位置，夹具体底座上开有两个U 形槽，用M14的螺栓固定在机床工作台上。

（5） 夹具体 工件的定位元件，夹紧元件，导引装置用螺钉与夹具体底座连接
起来，夹具体底座铸造加工出来，这样该夹具便有机连接起来，实现定位，夹紧，导引等功能。

（6） 使用说明 安装工件时，松开右边铰链螺栓上的螺母，将两个铰链螺栓顺
时针转动一个角度，然后将两块压板后撤，把工件放在V 形块上，注意工件的圆锥大端面一定要紧贴在右边V 形块的右端面，实现可靠定位，然后把铰链螺栓放在铰链压板的U 形槽中，拧紧螺母实现可靠夹紧。

（7） 结构特点 该夹具结构简单，操作方便。

但斜面的制造误差以及V 形块
在斜面上的安装误差，使孔的加工位置精度受到了限制，故适用于加工要求不高的场合。

（8） 定位误差计算 工件采用V 形块定位，V 形块的定位误差3DH =
2/D δ））
（（12/si n /1-α= 0.002692 因为斜面角度为15度，所以工件的水平方向的定位误差为y = 0.002692 sin(15)= 0.000696 ,满足定位要求。

总结
课程设计即将结束了，在这个过程中，我对所学的知识有了进一步的了解，也了解了一些设计工具书的用途，通过这次设计使我不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我踏入设计打下了好的基础。

通过这几设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。

并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。

最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺问题，巩固和加深了所学到的东西。

并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。

课程设计使我认识到了只有努力学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践相结合。

因此非常感谢老师们给我们这次机会和辛勤指导，是我学到很多东西，由于本身能力水平有限，设计中存在的错误和不足之处，恳请老师给予指正，谢谢！
参考文献
1、《机械制造技术基础课程设计指南》主编：崇凯
2、《金属加工工艺及工装设计》主编：黄如林汪群
3、《工程图学》主编：鲁屏宇
4、《机械制造装备设计》主编：冯辛安。