星轮零件的数控加工工艺设计

摘要
机械工艺设计运用了“机械制造技术”、“金属工艺学”、“互换性与测量技术”以及“机械加工手册”等课程。

本次设计注重理论和实践相结合，通过假期生产实习积累的经验与先前所修课程理论知识结合在一起来完成减速器中星轮的设计，再将设计成果和过程细细地记录下来。

本次设计通过分析课程设计存在的问题，然后经过各种途径解决，从中锻炼自己。

工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量
本次星轮设计的加工工艺方法和装备部分包括机床、夹具、车、铣、钻、镗、扩、铰等装配和加工方法。

零件的工艺性分析包括零件表面粗糙度、零件加工工艺规程设计等。

关键词：工艺；工序；切削用量；星轮
潘野：星轮零件的数控加工工艺设计及程序的编制
abstract
Mechanical design process using the "mechanical manufacturing technology", "metal", "interchangeability and measuring technology" and "machine manual" and so on. The design focus on the combination of theory and practice, through the accumulation of production practice for holiday experience in conjunction with the preceding the course theoretical knowledge to complete the star wheel in reducer design, design and carefully record the outcome. This design through analysis of problems in curriculum design, and then through a variety of means, to exercise myself.
To first analyze your parts in process design, understand the technology and design of parts out of the rough structure, and choose the good parts processing base, design a part of the route, then on each step of the process size calculation of the part, the key is to determine individual operations equipment and cutting
The star wheel design of the processing technology and equipment, including machine tools, jigs, turning, milling, drilling, boring, spread, the hinge Assembly and processing methods. Process analysis includes part of the part surface roughness and part machining process planning design.
Keyword: process; processes; cutting; star wheel
目录
摘要
0 前言 (4)
1 绘制零件图 (5)
2 零件的工艺分析 (5)
3 确定毛坯的类型 (6)
4 基面的选择 (7)
5 制定工艺路线 (8)
6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (10)
7 确定切削用量及基本工时 (11)
8 填写加工工艺卡片 (25)
9 实体设计 (25)
10 数控编程 (26)
11 附图 (28)
11.1 实体图（见附图10—1） (28)
11.2 零件图（见附图10—2） (28)
11.3 毛坯图（见附图10—3） (28)
12 结束语 (29)
13 致谢 (30)
14 参考文献 (31)
附图和附表
潘野：星轮零件的数控加工工艺设计及程序的编制
0前言
机械制造工艺及数控编程毕业设计是在我们学完了大学的全部课程之后进行的，这是对我们大学所学知识和技能的一次综合性的检验，也是一次理论联系实际的训练。

因此，它在我们三年的大学生活中占有非常重要的地位.
通过本次毕业设计，应得到下述各方面的锻炼：
能够熟练地运用机械设计制造工艺设计中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排，工艺尺寸的确定、换算及数控程序的编写等问题，保证零件的加工质量。

熟悉有关标准和设计资料，并且熟练地掌握相关手册和数据库的使用方法。

就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计的过程中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作和进一步深入学习打下一个良好的基础。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。

1 绘制零件图（二维、三维）
根据指导老师给定的设计任务，利用AUTOCAD绘图软件对零件进行绘制，绘制结果见附图 1，通过绘图检查图上的技术要求等相关内容，确定该零件视图表达清楚，尺寸标注齐全，工艺结构合理，能够进行数控加工。

根据零件的图纸尺寸要求用CAXA实体设计软件绘制实体图，绘制结果见图2。

2 零件的工艺分析
2.1零件的作用分析
星轮可以作为加速器，减速器等的组成部分，是超越离合器上的关键零件，主要用来传递运动和动力。

我国自行研发的“星轮传动”技术，可以使装备机械上的加速器、减速器、调速器、变速器的体积变小、功能增强，并减少进口。

这一新技术得到中国星轮传动协会和机械工业部有关专家的认定。

专家们认为，“星轮传动”技术的原理为我国独创，可应用在煤矿、石油开采、风力发电重型机械、建材水泥等储多领域，应用空间巨大。

据机械专家介绍，我国传统装备机械沿用的减、变速器品种繁杂，体积巨大。

一台轧钢机的减速器达到22吨重，而大型水泥设备的减速器重达60吨，安装费力，又耗费巨大电能和热能，且国内有数千家减速器厂家，产品规模很不相同。

经过三年的不断试验，哈尔滨国海星轮传动有限公司首次将新的“星轮传动”技术应用在生产领域，并获得成功。

这项独创的星轮传动技术的核心是，将一个减、变速器内部170个单元，按用户要求任意组合，制出的部件标准化、系列化、通用化，有很强的互换性，到哪都能用得上。

而且可以任意改变扭距，增大拉动能力，使一个很小的减速器带动庞大的装备机械。

也就是说，原来22吨的减速器，应用新技术后，重量能够减少14.5吨，真正达到“以小带大”。

不仅如此，由于不同的排列组合，只要客户对减、变速器有不同的要求，需要不同形状的产品，这项新技术都能完成它。

目前，我国独创的“星轮传动”技术已经应用到三峡水电站、秦皇岛码头、山西部分大煤矿，并已形成为“上海路桥”“神华集团”等国家大型企业配套的能力。

而其中最重要的零件便是星轮,它在其中作用是无与能比。

2.2零件的工艺分析
2.2.1加工方法的选择
潘野：星轮零件的数控加工工艺设计及程序的编制
（1）Φ40k6mm外圆面，公差等级为IT6，粗糙度为Ra1.6µm。

加工方法为：粗车,半精车,精车。

（2）Φ45f7mm外圆面，公差等级为IT7，粗糙度为Ra1.6µm。

加工方法为：粗车,半精车,精车。

（3）Φ45k6mm外圆面，公差等级为IT6，粗糙度,为Ra1.6µm。

加工方法为：粗车,半精车,精车。

（4）孔加工方法的选择比较复杂，需要考虑零件的结构特点、孔径大小、精度和粗糙度要求以及生产规模等各种因素。

对于精度要求较高的孔往往还要采用几种不同的方法顺次进行加工。

本次设计的星轮，为保证孔的精度和表面质量，采用粗镗,半精镗,精镗,浮动镗刀镗。

（5）键槽用键槽铣刀加工，三个斜面用铣刀加工，三个阶梯斜孔用直柄麻花钻钻孔。

2.2.2保证星轮表面间位置精度的方法
由星轮零件的技术要求知，星轮零件内外表面间的同轴度以及端面与孔轴线的垂直度一般均有较高要求。

为保证这些要求通常可采用下列方法：
（1）在一次安装中完成内外表面及端面的全部加工。

这种方法去除了工件的安装误差，所以可获得很高的相对位置精度。

但是，这种方法的工序比较集中，多用于尺寸较小轴套的车削加工。

（2）星轮主要表面加工分在几次安装中进行，先加工外圆，然后以外圆为精基准最终加工内孔。

这种方法由于所用夹具机构简单，且制造和安装误差小，因此可保证较高的位置精度，在星轮加工中一般多采用这种方法。

2.2.3检查零件图
零件视图正确，表达直观、清楚、绘制符合国家标准，尺寸公差及技术要求的标注齐全、合理。

3确定毛坯的类型
毛坯的选择应该以生产批量的大小，零件的复杂程度，加工表面及非加工表面的技术要求等几方面综合考虑。

正确的选择毛坯的制造方式，可以使得整个工艺过程经济合理，故应慎重进行，在通常情况下，应主要以生产性质来决定。

毛坯的种类主要有：铸件、锻件、型材、焊接件及冷冲压件等。

3.1毛坯材料的选择
由于星轮是用于超越离合器上的主要零件，所承受的载荷比较大，要求硬度和耐磨性比较高，还要有一定韧性，故材料选用40Cr。

40Cr的主要特性：经调质后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性。

淬透性良好，油淬时可得到较高的疲劳强度，水淬时形状复杂的形状易产生裂纹。

冷弯塑性中等，正火或调质后可加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100至1500C。

一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。

40Cr应用举例：它是使用最广泛的钢种之一，一经调质处理后用于制造中速、中等载荷的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉、螺母、进气阀等经淬火及中温回火之后用于制造重载、中速冲击的零件，如液压泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等；经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，经碳氮共渗处理后用于制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。

（《简明机械加工工艺手册表》表2-10）
3.2毛坯制造方式的选择
由于该零件为大批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。

这对于提高生产率，保证加工质量也是有利的。

锻钢件的质量比铸钢件的质量高，能承受大的冲击作用，塑性，韧性和其他方面的力学性能也都比铸钢件高，所以凡是一些重要的机械零件都应当采用锻钢件。

（《简明机械加工工艺手册表》表2-2）
4基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

4.1粗基准的选择：
粗基准的选择原则：尽可能选择不加工表面作为粗基准。

而对有若干个不加工的表面
潘野：星轮零件的数控加工工艺设计及程序的编制
的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。

回转体零件我们通常以外圆作为粗基准。

故星轮零件以外圆表面作为粗基准。

4.2精基准的选择：
精基准的选择要考虑基准重合原则，设计基准要和工艺基准重合。

星轮主要应用于超越离合器上面，其心轮的轴心线既是定位基准也是设计基准。

在车削时选他作为精基准，能使加工遵循基准重合原则，实现外圆柱面的圆跳动和同轴度。

5制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，并尽量使工序集中来提高生产率。

除此以外，还应当考虑经济效果，以便降低生产成本。

5.1工艺路线方案一：
工序一：锻造
工序二：正火
工序三：粗车右侧端面及外圆至Ф64mm，Ф48mm，Ф43mm
工序四：调头装夹，粗车左侧端面及外圆至Ф48mm
工序五：调质处理
工序五：定位装夹，半精车左侧端面及外圆至Ф46.5mm，然后精车左侧外圆至Ф45k6mm,车一个3×0.5mm的退刀槽，车两个1×450的倒角
工序七：调头装夹，半精车右侧端面及外圆至Ф41.5mm、Ф46.5mm，然后精车右侧外圆至Ф40k6mm、Ф45f7mm，, 车两个3×0.5mm的退刀槽，车两个1×450的倒角工序八：打中心孔Ф3mm，然后钻孔至Ф20mm
工序九：粗镗，半精镗，精镗，浮动镗孔至Ф28mm
工序十：铣一个长度为16mm,宽度为8N9，高度为40.5h11的键槽
工序十一：铣三个斜面
工序十二：钻三个阶梯斜孔
5.2工艺路线方案二：
工序一：锻造
工序二：调质处理
工序三：打中心孔Ф3mm，然后钻孔至Ф20mm
工序四：粗镗，半精镗，精镗，浮动镗孔至Ф28mm
工序五：定位装夹，粗车右侧端面及外圆至Ф64mm，Ф48mm，Ф43mm，半精车右侧端面及外圆至Ф41.5mm、Ф46.5mm，然后精车右侧外圆至Ф40k6mm、Ф45f7mm，, 车两个3×0.5mm的退刀槽，车两个1×450的倒角
工序五：调头装夹，粗车左侧端面及外圆至Ф48mm，精车左侧端面及外圆至Ф46.5mm，然后精车左侧外圆至Ф45k6m m, 车一个3×0.5mm的退刀槽，车两个1×450的倒角工序六：铣一个长度为16mm,宽度为8N9，高度为40.5h11的键槽
工序七：铣三个斜面
工序八：钻三个阶梯斜孔
5.3工艺方案的比较与分析：
方案二热处理安排不合理。

调质工序的位置一般安排在粗加工后，半精加工或精加工前。

若在粗加工前调质，则零件表面调质层的优良组织有可能在粗加工中被大部分切除掉，失去调质处理的作用。

（《机械工程材料》）
方案一粗车完一端后，调头装夹，以粗车后的外圆作为精准加工另一端。

而方案二粗加工后，不调头装夹，直接进行半精加工和精加工。

可以看出方案一更好。

故最后的加工路线确定如下：
工序一：锻造
工序二：正火
工序三：粗车右侧端面及外圆至Ф64mm，Ф48mm，Ф43mm
工序四：调头装夹，粗车左侧端面及外圆至Ф48mm
工序五：调质处理
工序六：定位装夹，半精车左侧端面及外圆至Ф46.5mm，然后精车左侧外圆至Ф45k6mm,车一个3×0.5mm的退刀槽，车两个1×450的倒角
工序七：调头装夹，半精车右侧端面及外圆至Ф41.5mm、Ф46.5mm，然后精车右侧外圆至Ф40k6mm、Ф45f7mm，, 车两个3×0.5mm的退刀槽，车两个1×450的倒角工序八：打中心孔Ф3mm，然后钻孔至Ф20mm
工序九：粗镗，半精镗，精镗，浮动镗孔至Ф28mm
工序十：铣一个长度为16mm,宽度为8N9，高度为40.5h11的键槽
潘野：星轮零件的数控加工工艺设计及程序的编制
工序十一：铣三个斜面
工序十二：钻三个阶梯斜孔
6机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定
星轮的材料为40Cr，生产类型为大批生产，采用模锻。

根据相关资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量和工序尺寸如下：
6.1圆柱表面的车削：
6.2Φ28H7mm内孔的加工
6.3毛坯长度方向的加工余量为2mm.
6.4 零件毛坯尺寸
星轮毛坯图
7 确定切屑用量及基本工时
工序一：模锻 工序二：正火
工序三：粗车右侧端面及外圆至Ф64 mm ，Ф48 mm ，Ф43 mm
1 加工条件：
工件材料：锻造件材料为40Cr ，530b a MP σ= 加工要求：粗车右侧端面及外圆至Ф64，Ф48，Ф43
机床：CK6140车床
刀具：刀具材料为YT15，刀杆尺寸16mm ×25mm ，
00090,15,12,0.5o o r R k a r mm
γ====
2 计算切削用量 （1）粗车右侧外圆
切削深度p
a ：
4948
0.52p a -=
=
进给量f ：根据《切削用量简明手册》（第三版）（以下简称《切削手册》）表1.4，当刀杆尺寸为16mm ×25mm,3
p a ≤以及工件直径为100mm 时：f=0.6~0.9。

按CK6140车床的
说明书取f=0.7。

计算切削速度：按《切削手册》表1.27，切削速度的公式为（寿命选T=60min ）：
v
v
v v
x m
c y P
k f
c
v a
T =
（m/min ）
式中，v c =242，v x =0.15，v y =0.35，m=0.2。

修正系数v k 见《切削手册》表1.28，即：mv k =1.44，
sv
k =0.8，kv
k =1.04，
krv
k =0.81，
Bv
k =0.97。

所以： c v =0.20.150.35242
1.440.8 1.040.810.97
600.50.5⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯
=123.8 (m/min)
确定主轴转速
s
n ：
s
n =
1000c
w
v d π
=1000123.8
3.1490⨯⨯
≈438 (r/min)
与438 r/min 相近的机床转速为500 r/min ，。

现选取
500
w n =，所以实际切削速度 141.3v =
m/min.
检验机床功率： 主切削力
c
F 按《切削手册》表1.29所示公式计算
式中：
12795, 1.0,0.75,0.15
C c c F Fc F F c x y n n ====-
0.75
5300.86
650650F
p
n b M k σ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭
⎝⎭
r
k k =0.89
所以：
F F F c
c
c c c
x y n
c F P
c F F c a f
v k =
=0.75
0.152795 3.50.7141.30.860.89-⨯⨯⨯⨯⨯
=784 N 切削时消耗功率
c
p 为：
4610c c
c F v p =
⨯ =4
784141.3
610⨯⨯
=1.85 (kw)
查CK6140机床说明书知，机床功率足够，可以正常工作。

校验机床进给系统强度：已知主切削力c
F = 791 N ，径向力
p
F 按《切削手册》表1.29
所示公式计算 F F F
p
p
p p p
x y n p F p
c F F c a f
v k = 式中：
1940,0.9,0.6,0.3p p p p F F F F c x y n ====-
1.35
5300.76
650650F
p
n b M k σ⎛⎫
⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭
⎝⎭
0.5
r k k =
所以：
F F F
p
p
p p p
x y n p F p
c F F c a f
v k =
F F F c
c
c c c
x y n
c F P
c F F c a f
v k =
=0.90.60.3
19400.50.5141.30.760.5-⨯⨯⨯⨯⨯
=116.9 N 轴向切削力 F F F
f
f
f f f
x y n f F p
c F F c a f
v k =
式中
2880, 1.0,0.5,0.4
f f f f F F F F c x y n ====-：
1.0
5300.82
650650F
n b m k σ⎛⎫⎛⎫
=== ⎪ ⎪
⎝⎭
⎝⎭
1.17
r k =
所以：
F F F
f
f
f f f
x y n f F p
c F F c a f
v k =
=0.50.4
288010.5141.30.82 1.17-⨯⨯⨯⨯⨯
=267 N
取机床导轨与床鞍系数μ=0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为：
()
f c P F F F F μ=++
=267+0.1（784+116.9） =357.09 ≈357 N
查机床相关手册知机床进给系统可以正常工作。

切削工时：12
l l l t nf ++=
式中：27l mm =,
1 3.5l =,20,l =
所以：
27 3.5
5000.7t +=
⨯×2
=0.87（min ） (2) 粗车右侧端面
确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向的加工余量为2mm 确定进给量f ：根据《切削手册》表1.4，当刀杆尺寸为16mm ×25mm,
3
p a ≤以及工件
直径为100mm 时：f=0.6~0.9。

按CK6140车床的说明书（见《切削手册》表1.30）取f=0.7。

计算切削速度：按《切削手册》表1.27，切削速度的公式为（寿命选T=60min ）：
v
v
v v
x m
c
y P
k f
c
v
a
T =
（m/min ）
式中，v c =242，v x =0.15，v y =0.35，m=0.2。

修正系数v k 见《切削手册》表1.28，即：mv k =1.44，
sv
k =0.8，
kv
k =1.04，
krv
k =0.81，
Bv
k =0.97。

所以： c v =0.20.150.35242
1.440.8 1.040.810.97
2710.5⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯
=251.6 (m/min) 确定主轴转速
s
n ：
s
n =
1000c
w
v d π
=1000251.6
3.1490⨯⨯
≈890 (r/min)
与890 r/min 相近的机床转速为900 r/min ，。

现选取900
w n =，所以实际切削速
度 141.3v = m/min. 检验机床功率： 主切削力
c
F 按《切削手册》表1.29所示公式计算
F F F c
c
c c c
x y n
c F P
c F F c a f
v k =
式中：
1
2795, 1.0,0.75,0.15
C c c F Fc F F c x y n n ====-
0.75
5300.86
650650F
p
n b M k σ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭
⎝⎭
r
k k =0.89
所以：
F F F c
c
c c c
x y n
c F P
c F F c a f
v k =
=0.75
0.15279510.7
141.30.860.89-⨯⨯⨯⨯⨯
=768 N 切削时消耗功率
c
p 为：
4610c c
c F v p =
⨯ =4
768141.3
610⨯⨯
=1.81 (kw)
由 CK6140机床说明书知机床功率足够，可以正常工作。

工序四：调头装夹，粗车左侧端面及外圆至Ф48 mm
（1）粗车左侧外圆 切削深度p
a ：
4948
0.52p a -=
=
进给量f ：根据《切削用量简明手册》（第三版）（以下简称《切削手册》）表1.4，当刀杆尺寸为16mm ×25mm,3
p a ≤以及工件直径为100mm 时：f=0.6~0.9。

按CK6140车床的
说明书取f=0.7。

计算切削速度：按《切削手册》表1.27，切削速度的公式为（寿命选T=60min ）：
v
v
v v
x m
c y P
k f
c
v a
T =
（m/min ）
式中，v c =242，v x =0.15，v y =0.35，m=0.2。

修正系数v k 见《切削手册》表1.28，即：mv k =1.44，
sv
k =0.8，kv
k =1.04，
krv
k =0.81，
Bv
k =0.97。

所以： c v =0.20.150.35242
1.440.8 1.040.810.97
600.50.5⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯
=123.8 (m/min)
确定主轴转速
s
n ：
s
n =
1000c
w
v d π
=1000123.8
3.1490⨯⨯
≈438 (r/min)
与438 r/min 相近的机床转速为500 r/min ，。

现选取
500
w n =，所以实际切削速度
141.3v = m/min. 检验机床功率： 主切削力
c
F 按《切削手册》表1.29所示公式计算
式中：
1
2795, 1.0,0.75,0.15
C c c F Fc F F c x y n n ====-
0.75
5300.86
650650F
p
n b M k σ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭
⎝⎭
r
k k =0.89
所以：
F F F c
c
c c c
x y n
c F P
c F F c a f
v k =
=
0.750.15
2795 3.50.7141.30.860.89-⨯⨯⨯⨯⨯ =784 N 切削时消耗功率
c
p 为：
4610c c
c F v p =
⨯ =4
784141.3
610⨯⨯
=1.85 (kw)
查CK6140机床说明书知，机床功率足够，可以正常工作。

校验机床进给系统强度：已知主切削力c
F = 791 N ，径向力
p
F 按《切削手册》表1.29
所示公式计算 F F F
p
p
p p p
x y n p F p
c F F c a f
v k = 式中：
1940,0.9,0.6,0.3
p p p p F F F F c x y n ====-
F F F c
c
c c c
x y n
c F P
c F F c a f
v k =
1.35
5300.76
650650F
p
n b M k σ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭
⎝⎭
0.5
r k k =
所以：
F F F
p
p
p p p
x y n p F p
c F F c a f
v k =
=0.90.60.3
19400.50.5141.30.760.5-⨯⨯⨯⨯⨯
=116.9 N 轴向切削力 F F F
f
f
f f f
x y n f F p
c F F c a f
v k =
式中
2880, 1.0,0.5,0.4
f f f f F F F F c x y n ====-：
1.0
5300.82
650650F
n b m k σ⎛⎫⎛⎫
=== ⎪ ⎪
⎝⎭
⎝⎭
1.17
r k =
所以：
F F F
f
f
f f f
x y n f F p
c F F c a f
v k =
=0.50.4
288010.5141.30.82 1.17-⨯⨯⨯⨯⨯
=267 N
取机床导轨与床鞍系数μ=0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为：
()
f c P F F F F μ=++
=267+0.1（784+116.9） =357.09 ≈357 N
查机床相关手册知机床进给系统可以正常工作。

切削工时：12
l l l t nf ++=
式中：27l mm =,
1 3.5l =,20,l =
所以：
27 3.5
5000.7t +=
⨯×2
=0.87（min ）
(2) 粗车左侧端面
确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向的加工余量为2mm
确定进给量f ：根据《切削手册》表1.4，当刀杆尺寸为16mm ×25mm,
3
p a ≤以及工件
直径为100mm 时：f=0.6~0.9。

按CK6140车床的说明书（见《切削手册》表1.30）取f=0.7。

计算切削速度：按《切削手册》表1.27，切削速度的公式为（寿命选T=60min ）：
v
v
v v
x m
c
y P
k f
c
v
a
T =
（m/min ）
式中，v c =242，v x =0.15，v y =0.35，m=0.2。

修正系数v k 见《切削手册》表1.28，即：mv k =1.44，
sv
k =0.8，
kv
k =1.04，
krv
k =0.81，
Bv
k =0.97。

所以： c v =0.20.150.35242
1.440.8 1.040.810.97
2710.5⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯
=251.6 (m/min) 确定主轴转速
s
n ：
s
n =
1000c
w
v d π
=1000251.6
3.1490⨯⨯
≈890 (r/min)
与890 r/min 相近的机床转速为900 r/min ，。

现选取900
w n =，所以实际切削速
度 141.3v = m/min. 检验机床功率： 主切削力
c
F 按《切削手册》表1.29所示公式计算
F F F c
c
c c c
x y n
c F P
c F F c a f
v k =
式中：
1
2795, 1.0,0.75,0.15
C c c F Fc F F c x y n n ====-
0.75
5300.86
650650F
p
n b M k σ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭
⎝⎭
r
k k =0.89
所以：
F F F c
c
c c c
x y n
c F P
c F F c a f
v k =
=0.75
0.15279510.7141.30.860.89-⨯⨯⨯⨯⨯
=768 N 切削时消耗功率
c
p 为：
4610c c
c F v p =
⨯ =4
768141.3
610⨯⨯
=1.81 (kw)
由 CK6140机床说明书知机床功率足够，可以正常工作。

工序五：调质处理
工序六：定位装夹，半精车左侧端面及外圆至Ф46.5mm ，然后精车左侧外圆至Ф45k6mm, 车一个3×0.5mm 的退刀槽，车两个1×450的倒角
1切屑用量的计算
计算切削速度：按《切削手册》表1.27，切削速度的公式为（寿命选T=60min ），采用高速钢外圆车刀，规定P a =0.25，走刀次数i=3，则
1
v
v
v v x m
c y P
k t c
v a
T =
（m/min ）
式中，v c =11.8，v x =0.70，v y =0.30，m=0.11，。

1.75
0.637()0.6
M k ==1.11 0.75K k =
所以： c v =0.11
0.70.311.8
1.110.75270.25 1.5⨯⨯⨯⨯ =164 (m/min) 确定主轴转速s n ：
s n =
1000c
w
v d π =
100032.8
3.1490
⨯⨯
≈1160 (r/min)
按机床说明书取 n=1000r/min ， 所以实际切削速度 27v =0m/min.
由《切削手册》表1.30中CK6140机床说明书知机床功率足够，可以正常工作。

计算切削工时： 切削工时：t=l+l 1/nf 式中：l =60,12l =,
所以：602
96 1.5
t +=
⨯×2
=0.86（min ）
工序七：调头装夹，半精车右侧端面及外圆至Ф41.5mm 、Ф46.5mm ，然后精车右侧外圆至 Ф40k6mm 、Ф45f7mm ，, 车两个3×0.5mm 的退刀槽，车两个1×450的倒角
1 切屑用量的计算
计算切削速度：按《切削手册》表1.27，切削速度的公式为（寿命选T=60min ），采用高速钢外圆车刀，规定P a =0.25，走刀次数i=3，则
1
v
v
v v x m
c y P
k t c
v a
T =
（m/min ）
式中，v c =11.8，v x =0.70，v y =0.30，m=0.11，。

1.75
0.637()0.6
M k ==1.11 0.75K k =
所以： c v =0.110.70.3
11.8
1.110.75270.25 1.5⨯⨯⨯⨯ =164 (m/min) 确定主轴转速s n ：
s n =
1000c
w
v d π =
100032.8
3.1490
⨯⨯
≈1160 (r/min)
按机床说明书取 n=1000r/min ， 所以实际切削速度 27v =0m/min.
由《切削手册》表1.30中CK6140机床说明书知，机床功率足够，可以正常工作。

计算切削工时： 切削工时： t=l+l 1/nf 式中：l =60,12l =,
所以：602
96 1.5
t +=
⨯×2
=0.86（min ）
工序八：打中心孔Ф3mm ，然后钻孔至Ф20mm 工序九，工序十，工序十一，工序十二：
1 加工要求：
（1)粗镗孔到￠24mm ； （2)半精镗孔到￠26mm （3)精镗孔到￠27.8mm （4)浮动镗刀镗孔￠28mm
镗孔是常用的孔加工方法，可以作为粗加工，也可以作为精加工，加工范围很广。

对于小批量生产中的非标准孔、大直径孔、精确的短孔及盲孔、有色金属孔等一般多采用镗孔。

镗孔可以在车床、铣床和数控机床上进行，能获得的尺寸精度为1~3级，粗糙度为
6.3~0.8a a R m R m
μμ。

镗孔刀具（镗杆与镗刀）因受孔径尺寸的限制（特别是小直径深孔），
一般刚性较差，镗孔时容易产生振动，生产率低。

但是由于不需要专用的尺寸刀具（绞刀），镗刀机构简单，又可以在各种机床上进行镗孔，故单件、小批生产中，镗孔是较经济的方法。

此外，镗孔能修正前工序加工后所造成孔的轴线歪曲和偏斜，以获得较高位置精度。

2 切屑用量的选择：
（1）粗镗孔到￠24mm ， 单边余量Z=2.0mm ， 一次镗去余量,
p
a =2.0mm
选用机床：CK6140
进给量： f=0.1mm/r 切削速度：
根据有关手册确定CK6140卧式镗床的切削速度为：100v =m/min,
则
1000v n D π=
=10001003.1449⨯⨯
=359 r/min
根据《工艺手册》表4.2-20知，和359r/min 相近的有320r/min 、414r/min,故取
w
n =320r/min 。

切削工时：l =66mm ，1l =3mm ，2l
=3mm.
112
w l l l t n f ++=
= 6133
3200.1++⨯=2.09（min ）
（2）半精镗孔到￠26mm,
单边余量Z=1；
一次镗去余量：p
a =1mm ；
f =0.1；
w
n =320r/min
100v =m/min t=2.3 min
（3）精镗孔到￠27.8mm,
单边余量Z=0.9mm ； 一次镗去余量：
p
a =0.9mm ；
f =0.25； w
n =320r/min ，
v=60m/min t=2.37min
（4） 浮动镗刀镗孔￠28mm 单边余量Z=0.1mm ；
一次镗去余量：
p
a =0.1mm ；
f =0.2； w
n =300r/min ，
v=6.28m/min t=1.23min
8.填写加工工艺卡片
将上述分析计算结果填写到机械加工工艺卡片（见附表）9.实体设计
UG实体设计图：
10.数控编程
10.1粗车右侧端面及外圆至Ф43mm，Ф48mm，Ф64mm
手动编程
O0001
G98 M03 S900 (指定进给速度单位mm/min,主轴以900r/min正转) G00 X150.0 Z100.0 （刀具退到安全位置）
T0101 （调用450外圆车刀）
G00 X50.0 Z67.0 （刀具到加工起始位置）
G01 Z63.5 F50
X0 F141.3
X24.0
G00 X50.0
Z36.5
G01 X24.5 F141.3
X50.0
G00 X150 Z100 （刀具退到安全位置）
M05 （主轴停转）
M03 S500
T0202 （调用900外圆车刀）
G00 X50.0 Z67.0 （刀具到加工起始位置）
G01 X21.5 F50
Z46.0
X24.0
Z36.5
X32.0
Z20.0
X50.0
G00 X150.0 Z100.0
M05 （主轴停转）
M30 （主程序结束并复位）
10.2粗车左侧端面及外圆至Ф48mm
O0002
G98 M03 S900 (指定进给速度单位mm/min,主轴以900r/min正转) G00 X150.0 Z100.0 (刀具退到安全位置)
T0101 （调用450外圆车刀）
G00 X50.0 Z65.0 (刀具到加工起始位置)
G01 Z62.0 F50
X0 F141.3
X50.0
G01 Z42.0 F200
X24.5
X50.0
G00 X150.0 Z100.0
M05 （主轴停转）
M03 S500
T0202 （调用900外圆车刀）
G00 X50.0 Z65.0 （刀具到加工起始位置）
G01 X24.0 F50
Z42.0
X50.0
G00 X150.0 Z100.0
M05 （主轴停转）
M30 （主程序结束并复位）
11.附图
11.1 实体图（见附图10-1）11.2 零件图（见附图10-2）11.3 毛坯图（见附图10-3）
12、结束语
通过这次毕业设计，使我进一步地了解了所学过的理论知识，并具体运用了这些知识，培养了我调查研究、查阅技术文献、收集资料的能力，不仅深化了我曾经学习过的专业知识，还扩大了我的视野，增长了技术经验，提高了进行理论分析的能力，设计、计算、工艺编制及绘图的能力。

同时，我对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验，学会了查阅图表、资料、相关手册等工具书。

通过实例对工艺规程的编制和切削用量的选择计算等做了一次练习。

除此之外，在设计思想上也感受颇深，作为一名工艺编制及设计人员，在设计和编制过程中，必须做到求实、严谨、负责和积极创新的精神。

实事求是这不仅是一句至理名言，而且对于一个设计和编制工艺人员来说也是至关重要的。

我在设计开始的时候就由于没有全面仔细的分析问题，导致工艺路线出现严重错误，经过改正错误后，我一直以认真，求实为原则，完成此次设计。

总之，通过这次设计，使我受益匪浅，为我今后的学习工作打下一个坚实而良好的基础。

13、致谢
在这几个月的毕业设计中，我首先要感谢我的指导老师冯老师，她严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。

感谢曾经帮助过和教育过我的老师们，是你们严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力，与无微不至、感人至深的人文关怀使我的大学生活不再感到孤立无助，使我在大学四年里学到了扎实的专业知识，使我的毕业设计能够顺利的完成。

我还要感谢学校的领导，由于你们的领导，学校有了长足的发展，在这三年里改变了自己的思维方式，锻炼了自己各方面的能力，确定了今后自己的发展目标。

最后祝愿辽宁工程技术大学，母校的明天更加辉煌！培养出一批批有志、有德、博学的优秀社会人才。