专用机械传动轴的加工工艺流程设计模板.doc

专用机械传动轴加工工艺步骤设计

摘 要

机械加工工艺步骤设计能力是从事机械制造专业科研、工程技术人员必需含有基础素质之一。机械加工工艺步骤设计作为高等工科院校教学基础科目，在实践中占有极其关键地位，工艺步骤设计在加深对专业课程基础理论了解和加强对处理工程实际问题能力培养方面所发挥作用是显而易见。
本设计是传动轴加工工艺步骤设计，其结构即使规则，不过精度要求比较高，所以工艺要求比较复杂。需要粗车、数车、铣车、磨销，其中数车是加工关键。数控车床加工工艺是以机械制造中工艺基础理论为基础，结合数控车床特点，综合利用多方面知识处理数控车床加工过程中面临工艺问题。
工艺步骤是确保机械产品高质量、低成本一个关键工艺依据，工艺步骤设计在机械加工中就显得更为突出，所以中小型零件加工步骤设计常被选作毕业设计关键内容之一。

关键词：传动轴，工艺步骤，粗车，数控车床，编程

THE DESIGN OF DRIVE SHAFT
MACHINTNG PROCESS

ABSTRACT

The ability of machine-finishing process design is one of the basic abilities which the machinery manufacture specialized scientific researcher, engineers and technicians are engaged in must be have.The machine-finishing process design as a basical subject that all the higher engineering course colleges and universities teaching took,holding the extremely important position in the practice.The machine-finishing process design has a significantly function which is deepening on the specialized curriculum elementary theory understanding and strengthening the ability to solve the function that the project actual problem.
This design is drive shaft's machine-finishing process design， it’s structure is rule, but the accuracy requirement is quite high.needing rough turning, NC processing, milling, grinding, and NC processing is the key. CNC processing machinery is in the process based on the basic theory, combining the characteristics of CNC, comprehensive use of various aspects of knowledge to solve CNC in the process of facing the problem.
The machine-finishing process design is an important craft basis that guarantee high grade, low cost machine-finishing. The process design appears more prominent in the machine-finishing,therefore middle and small scale components machine-finishing process design is selected frequently to do graduation project.

KEY WORDS：drive shaft，technical process，rough turning，CNC，programming

目 录

前 言 1
第1章 零件分析 2
§1.1 计算生产纲领，确定生产类型 2
§1.2轴类零件作用、分类及技术要求 2
§1.3工艺分析 5
第2章 工艺步骤设计 7
§2.1确定毛坯制造形式及尺寸 7
§2.2基准选择 7
§2.2.1 粗基准选择 7
§2.2.2 精基准选择 8
§2.3关键工序加工方法 8
§2.4工艺步骤确实定 10
第3章 工序设计 13
§3.1选择加工设备和工艺设备 13
§3.1.1 选择机床 13
§3.1.2 选择夹具 13
§3.1.2 选择刀具 13
§3.1.3 选择量具 16
§3.2确定工序尺寸 17
§3.3确定切削用量 18
§3.3.1确定工序4切削用量 18
§3.3.2确定工序6～12切削用量 20
§3.3.3确定工序13切削用量 30
§3.3.4确定工序15切削用量 31
结 论 32
参考文件 33
致 谢 34

前 言

在现在机械制造工业中，切削加工仍然是将金属毛坯加工成要求几何形状、尺寸和表面质量关键加工方法。现在，全球经济正处于一个根本性变革时期，人类社会正逐步由工业经济时代步入知识经济时代。知识经济是在工业经济高度发展基础上建立，是生产力发展崭新阶段。在知识经济条件下，制造业是一个国家经济发展支柱，是国民经济收入关键起源，在整个国民经济中处于十分关键地位。制造业发展对一个国家经济及社会文化含有巨大和深刻影响，国民经济发展速度在很大程度上取决于机械制造技术水平高低和发展速度。据统计，20世纪90年代各工业化国家机械制造业所发明财富占中国生产总值（GDP）百分比平均为22.15%，美国财富68%起源于制造业；日本中国生产总值49%是由制造业提供；中国制造业产值占工业总产值百分比为45%。机械制造业技术发展水平不仅决定企业现时竞争力，更决定了全社会长远利益和经济连续增加。能够说，制造业是实现经济增加物质确保，没有机械制造业发展和振兴，就没有整个国名经济发展和振兴。国民经济各部门生产技术水平和经济效益，在很大程度上取决于机械工业所能提供装备技术性能质量和可靠性。经过本设计使我们对制造过程有一个总体认识，掌握金属切削过程规律和控制方法及机械加工过程机械加工精度和加工表面质量分析基础知识，并能结合实际合理地选择加工方法和切削参数和机床、刀具、夹具，含有制订机械加工和装配工艺规程能力，能对具体工艺问题进行分析，提出改善产品质量，提升生产率，降低成本工艺方法，了解现代制造技术现实状况和发展趋势。
经过二十多年改革开放，中国现代化建设正在蓬勃发展，面对中国生产任务增加和国际竞争形势严峻，各个生产部门对机械产品技术装备提出了日益增加需要，所以我们一定要学好机械设计基础理论、基础知识和基础技能，经过毕业设计提升自己能力。

第1章 零件分析

§1.1 计算生产纲领，确定生产类型

本设计为某产品传动轴零件，该产品年生产量400台，其设备品率为5%，机械加工废品率为1%，则可知：

件
该零件年生产量424件，且现已知该产品属于轻型机械，则依据表确定生产类型和生产纲领关系，可确定其生产类型为小批量生产。

§1.2轴类零件作用、分类及技术要求

本设计零件是轴类零件，轴是组成机器关键零件之一。轴关键功用是支承旋转零件（比如齿轮、蜗轮等）、传输运动和动力。按轴承受载荷不一样，轴类零件能够分为心轴、转轴、传动轴等。心轴工作时仅承受弯矩而不传输转矩，以下图1-1所表示自行车轴。

图1-1
转轴工作时既承受弯矩又承受转矩，以下图1-2所表示减速器中轴。

图1-2
传动轴则只传输转矩而不承受弯矩，以下图1-3所表示汽车中联接变速箱和后桥之间轴。

图1-3
轴材料关键是碳钢和合金钢。钢轴毛坯多数用轧制圆钢和锻件，锻件内部组织均匀，强度比很好，关键轴、大尺寸或阶梯尺寸改变较大轴，应采取锻制毛坯，对直径较小轴，可直接用圆钢加工。因为碳钢比合金钢价廉，对应力集中敏感性较低，同时也能够用热处理措施提升耐磨性和抗疲惫强度，故轴采取碳钢制造最广泛，其中最常见是钢。不关键或低速轻载轴和通常传动轴也能够使用Q235、Q275等碳钢制造。合金钢比碳钢含有更高力学性能和愈加好淬火性能。所以，在传输大动力，并要求减小尺寸和质量，提升轴耐磨性，和处于高温条件下工作轴，常采取合金钢。高强度铸铁和球墨铸铁轻易作成复杂形状，而且价廉，吸振性和耐磨性好，对应力集中敏感性较低，故常见于制造外形复杂轴。轴结构以下图1-4所表示应便于加工和装配。形状努力争取简单，阶梯轴级数尽可能少，而且各段直径不易相差太大。轴上需磨削轴段应设计出砂轮越程槽，需车制螺纹轴段应有退刀槽。轴上各圆角、倒角、砂轮越程槽和退刀槽等尺寸尽可能统一，同一轴上各个键槽应该开在同一母线位置上。为便于装配，轴端应有倒角。轴肩高度不能妨碍零件拆卸。对于阶梯轴通常设计成两端小中间大形状，方便于零件从两端装拆。
图1-4

§1.3工艺分析

工艺分析前应最好先熟悉一下相关产品装配图，了解产品用途、性能、工作条件和该零件在产品中地位和作用。然后依据零件图对其全部技术要求做全方面分析，既要了解全局，又要抓住关键。然后从加工角度出发，对零件进行工艺分析，其关键内容有：首先检验零件图纸是否完整和正确，分析零件关键表面精度、表面完整性、技术要求等在现有生产条件下能否达成；其次检验零件材料选择是否合适，是否会使工艺变得困难和复杂；再次审查零件结构工艺性，检验零件结构是否能经济地、有效地加工出来。假如发觉问题，应立即提出，并和相关设计人员共同研究，按要求程序对原图纸进行修改和补充。
本设计零件属于传动轴，既只传动扭矩不传动弯矩，形状规则，轴线对称零件，尺寸和位置精度要求高。参阅下图1-5所表示零件图关键技术要求分析以下：
（1） 轴3段处轴肩和其轴线垂直度为0.025mm，以C—D公共轴线为基准端面圆跳动公差为0.025mm；
（2） 轴7段是以C—D公共轴线为基准径向圆跳动公差为0.05mm；
（3） 轴8段轴肩端面和D轴线垂直度为0.025mm，以C—D公共轴线为基准端面圆跳动公差为0.025mm；
（4） 注意键槽尺寸精度；
（5） 轴10段尺寸精度；
（6） 轴肩处尺寸突变产生应力集中，易发生疲惫破环，为此采取凹圆角以增大过分圆角半径降低应力集中；
（7） 多处砂轮越程槽、螺纹退刀槽。

图1-5 零件图

第2章 工艺步骤设计

§2.1确定毛坯制造形式及尺寸

轴材料关键是碳钢和合金钢，考虑经济性和设计对材料要求，本设计采取钢。为提升经济性和生产率，对这种碳钢材料制成零件，尤其需要重视精化毛坯，尽可能减小加工余量，节省金属和加工工时。还应采取优异工艺方法努力争取在可靠地确保质量前提下，降低切削加工工序数目和工序成本。由零件图和生产纲领可知此轴直径相差不大且是小批量生产，所以宜采取棒料。因为带台阶轴最大直径靠近于中间部分，应按最大直径选择毛坯直径。由零件图则可知最大直径靠近中间部分，尺寸为36mm，则零件长度和基础尺寸之比为n=l/d=200/366。查表棒料毛坯直径应该选择40mm，查表毛坯长度应选205mm，既毛坯尺寸为40mm205mm。

§2.2基准选择

§2.2.1 粗基准选择
为使全部加工表面全部有足够加工余量和确保各加工表面对不加工表面含有一定位置精度，粗基准选择应遵守以下标准：
一、为确保不加工表面和加工表面之间位置要求应选择不加工表面为粗基准，假如零件上有不需加工表面，则应选择该面作粗基准，以确保不加工表面和加工表面之间相互位置精度。当零件上有多个不需加工表面时，应选择和加工表面之间相互位置精度要求较高表面作粗基准；
二、为确保工件某关键表面余量均匀，选择该表面为粗基准，选择关键表面或加工余量最小表面作为粗基准，若工件全部表面全部需加工，应选择工件上关键表面或加工余量最小表面作为粗基准，可使各加工表面全部有足够加工余量，并使关键表面余量均匀；
三、选择较为平整光洁、面积较大表面作粗基准，这是为了确保定位正确，夹紧牢靠。不宜选择有浇口、冒口、飞边表面和分型面等作粗基准；
四、粗基准应避免反复使用，尤其是关键定位基准，因为粗基准本身是毛坯面，精度和表面粗糙度很差，反复使用会造成加工表面产生较大位置误差。
依据以上标准本设计粗车时以外圆和两端面为粗基准。
§2.2.2 精基准选择
选择精基准应丛整个工艺过程考虑怎样确保工件尺寸精度和位置精度，并使装夹方便可靠。其选择标准以下：
一、用工序基准做精基准，实现基准重合，以免产生基准不重合误差；
二、当用一组精基准定位能够较方便加工其它各表面时，应尽可能多采取此组精基准定位，实现基准统一，降低工装费用，避免基准转换误差；
三、当精基准要求加工余量小而且均匀时，应选择加工表面本身为精基准，实现自为基准标准；
四、为取得均匀加工余量或较高位置精度，可遵照互为基准，反复加工标准；
五、选择定位正确、稳定、夹紧可靠，使夹具结构简单标准。
依据以上标准本设计精车时以两侧端面中心孔为精基准。

§2.3关键工序加工方法

依据零件加工要求和零件结构特点等原因选择对应加工方法。选择加工方法时，还要考虑到现有加工方法改善和发展、新加工方法推广和毛坯制造新技术发展等。含有一定技术要求加工表面，通常全部不是只加工一次就能达成图样要求，对于精密零件关键表面往往要经过几次加工才能逐步达成要求精度。而达成同一精度要求所采取加工方法有多个方案可供选择，但在选择某一表面加工方法时，通常总是首先选定它最好加工方法，然后再逐一选定各前道工序加工方法。不过，不管何种加工表面，在考虑它加工时，全部应注意以下多个方面：
一、所选加工方法经济精度及表面粗糙度要和加工表面精度要求和表面粗糙度要求相适应。经济加工精度是指在正常加工条件下（采取标准设备、工艺装备和标准技术等级工人、不延长加工时间）所能确保加工精度。
二、所选加工方法要能确保加工面几何形状精度和表面间相互位置精度要求。一些加工方法如拉削、珩磨、超精加工等，通常不能提升加工面位置精度，而只能提升加工面尺寸精度、形状精度及降低表面粗糙度要求。
三、加工方法要和零件材料可加工性相适应。如硬度很低而韧性较高金属材料（如非铁金属）通常不宜采取磨削方法加工，而淬火钢、耐热钢因硬度高则最好采取磨削加工方法。
四、加工方法要和生产类型相适应。大批量生产时，应采取高效率机床设备和优异加工方法。如加工内孔和平苗时，可采取拉床和拉刀；轴类零件加工可采取半自动液压仿形车床和常规加工方法。
五、加工方法要和企业现有生产条件相适应。选择加工方法不能脱离本厂现有设备情况和工人技术水平。既要充足利用现有设备，也要注意不停地对原有设备和工艺进行技术改造，适应生产发展。
六、多个加工方法要相互配合。对精度高和表面粗糙度小表面，若单独采取某一个加工方法，全部难以经济高效地加工出来。所以，应依据零件表面具体要求，考虑多种加工方法特点和应用，将多个加工方法结合起来，逐步地完成零件表面加工。
本设计依据以上标准和表确定关键工序加工方法以下：
一、轴1段：未标注尺寸公差，依据GB1800—79要求其公差等级应为IT14，表面粗糙度为1.6，需进行粗车、半精车、精车；
二、轴2段：公差等级IT10，表面粗糙度为1.6，则需进行粗车、半精车、精车；
三、轴3段：公差等级IT6，表面粗糙度0.8，需要进行粗车、半精车、磨削；
四、轴4、6段：未标注尺寸公差，则能够依据GB1800—79要求其公差等级IT14，表面粗糙度为6.3，需要进行粗车、半精车；
五、轴7段：其公差等级为IT6，表面粗糙度为1.6，需进行粗车、半精车、精车；
六、轴8段：其公差等级为IT7，表面粗糙度为0.8，需进行粗车、半精车、磨削；
七、轴10段：公差等级为IT11，表面粗糙度为6.3，需进行粗车、铣车；
八、其它：圆弧需要数车，键槽长（IT11， 3.2），键槽宽（IT8， 3.2）需铣车。

§2.4工艺步骤确实定

不一样零件，因为结构、尺寸、精度和表面粗糙度等要求不一样，其加工工艺也随之不一样。即使是同一零件，因为生产批量、机床设备和夹量具等条件不一样，其加工工艺也不尽相同。一个零件可能有多个工艺方案，但其中总有一个是更为合理。合理加工工艺在一定生产条件下，使生产率最高，成本最低；有良好、安全劳动条件。所以，制订一个合理加工工艺，除须含有一定工艺理论知识和实践经验外，还应该深入工厂，了解实际情况。一个较复杂零件工艺，往往要经过反复实践、反复修改，使其逐步完善过程。考虑零件生产纲领、几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，且依据先粗后精、先主后次、先面后孔、基面先行等标准制订工艺步骤以下：
工艺步骤一
工序号 工序内容
1 下料——棒料40×205；
2 调质——HB230—270；
3 φ40外圆定位，伸出110mm，找正夹紧，车端面，钻 A2.5中心孔；
4 车外圆φ34，长104mm，车外圆φ28，长42mm；
5 调头φ34及端面定位夹紧，车端面，卡长96 mm， 间接确保L=200 mm，钻中心孔A5，车外圆φ34，卡长60 mm，钻M6底孔φ5，深20 mm，扩孔6.4，深至2 mm，饺孔；
6 数车22外圆，并倒角，车φ24mm、φ25.4mm、φ30mm外圆分别至φ24mm、φ25.6mm、φ30.2mm，长分别为25mm、12mm、50mm；
7 车退刀槽3×1.5，粗车螺纹M24×2；
8 精车φ22mm、φ25.4mm、φ30mm外圆分别至22mm、25.45mm、30mm，精车螺纹；
9 车Ⅲ、Ⅱ处砂轮越程槽；
10 掉头并夹紧，车φ30mm、φ30.4mm、φ36mm分别至 φ30.2mm、φ30.6mm、φ36.5mm，长分别为48mm、12mm、35mm；
11 精车锥度1：10圆锥面，长25mm，精车φ30mm、 φ30.4mm、φ36mm分别至φ30mm、φ30.45mm、 φ36mm长分别为23mm、12mm、35mm；
12 车R30圆弧，车Ⅰ处砂轮越程槽；
13 铣键槽及四棱面轴段；
14 热处理——淬火HRC45—50；
15 磨中心孔
16 磨外圆φ、φ；
17 终检。
工艺步骤二
工序号 工序内容
1 下料——棒料40×205；
2 调质——HB230—270；
3 φ40外圆定位，伸出110mm，找正夹紧，车端面，钻 A2.5中心孔;
4 调头并以φ40外圆及端面定位夹紧，车端面，卡长96 mm，间接确保L=200 mm，钻中心孔A5，钻M6底孔φ5，深20 mm，扩孔6.4，深2 mm，饺孔；
5 车外圆φ34，长104mm，车外圆φ28，长42mm，车外圆φ34，卡长60 mm；
6 数车22外圆，并倒角，车φ24mm、φ25.4mm、φ30mm外圆分别至φ24mm、φ25.6mm、φ30.2mm，长分别为25mm、12mm、50mm；
7 车退刀槽3×1.5，粗车螺纹M24×2；
8 精车φ22mm、φ25.4mm、φ30mm外圆分别至22mm、25.45mm、30mm，精车螺纹；
9 车Ⅲ、Ⅱ处砂轮越程槽；
10 掉头并夹紧，车φ30mm、φ30.4mm、φ36mm分别至 φ30.2mm、φ30.6mm、φ36.5mm，长分别为48mm、12mm、35mm；
11 精车锥度1：10圆锥面，长25mm，精车φ30mm、 φ30.4mm、φ36mm分别至φ30mm、φ30.45mm、 φ36mm长分别为23mm、12mm、35mm；
12 车R30圆弧，车Ⅰ处砂轮越程槽；
13 铣键槽及四棱面轴段；
14 热处理——淬火HRC45—50；
15 磨中心孔
16 磨外圆φ、φ；
17 终检。
工艺步骤一和工艺步骤二除在粗车部分工序不一样，其它部分相同。工艺步骤一先车右端面，钻中心孔，车右端外圆，再车左端面，钻中心孔，车左端面外圆。需要两次装夹工件，同时自定心三爪卡盘作用使工件刚度比工艺步骤二刚度好；工艺步骤二外圆加工工序集中，易于操作和确保加工面相互位置精度，不过需要三次装夹，工件加工过程中辅助时间和使用粗基准次数全部没有步骤一适宜，同时工件刚度在加工时没有工艺步骤一刚度高。综合比较本设计选择工艺步骤一。

第3章 工序设计

§3.1选择加工设备和工艺设备

§3.1.1 选择机床
机床选择标准：
一、机床加工范围应和零件尺寸相适应；
二、机床精度应和工序要求精度相适应；
三、机床生产效率应和零件生产类型相适应。
经以上选择标准，又知生产类型是单件小批量生产，故加工设备采取砂轮切割机、一般车床、数控车床、铣床及磨床，具体安排以下：
一、下料用砂轮切割机
二、工序3~5工序4工步不多，本设计为小批量生产，不要求很高生产率，故选择卧式车床就能满足要求，零件外廓尺寸不大，此段工序精度要求不高，选择最常见CA6132卧式车床即可（表）。
三、工序6~12因为圆弧加工用一般机床难以加工，本设计选择数控车床，本设计采取经济型数控卧式车床CJK6132。
四、工序13需铣键槽及四方，键槽需要粗铣、半精铣，本设计采取X6120型万能铣床。
五、工序15采取MM1432A型磨床。
§3.1.2 选择夹具
本设计为一直径相差不大阶梯轴，坯料选择为棒料，生产纲领为小批量生产，故粗车和数控加工用三爪自定心卡盘和顶尖即可；铣削部分因为轴端四棱面呈正方形分布，所以需要分度头来调整装夹；磨削部分需用磨床通用夹具。
§3.1.2 选择刀具
一、本设计粗加工部分确保尺寸精度要求不高可用游标卡尺测量，属粗加工，所以可用90度外圆车刀，既采取YT类硬质合金，YT5（GB5343.1—85，GB5343.2—85）数据以下表3-1所表示：
表3-1 YT5刀具数据卡片（数据起源参考书[3]）
序号
项目
数据起源或
公式计算
序号采取值
1
车刀
外行
表2-6、2-7
焊接式900 强力外圆车刀

2
刀片
材料

YT5
刀杆
材料

45钢

3
几何
角度
表2-8、2-9
=00 =120 =60 ’=40 =90 0 ’=100 =0.8mm

4
断削
参数
前面
型式

表2-11、2-12（f=0.48mm/r）
带倒棱曲面圆弧卷削槽前面
=8.5mm, = -200
=0.6 mm=9.3mm
5
过渡刃
表2-13
直线过渡刃=450 =1mm

6
刀片
型号
表2-3
A420
L=20mm ,B=12mm ,C=7mm,R=12.5
r=1mm ,e=0.8mm

7
车刀外型结构
尺寸
表2-1、2-2、2-5
B×H=20mm×30mm L=150mm
M=8mm(900 弯头车刀)
8
刀槽
型式

表2-4

Γj =Γc =
Hc=24mmBc=10.6mm
Lc=19.4mm

二、 数控加工部分采取车刀以下：
1、T01 90°硬质合金外圆车刀
2、T02 硬质合金60°外螺纹车刀
3、T03 3mm切槽刀
4、T04 圆形车刀
将所选定刀具参数以下表3-2所表示：
表3-2 数控加工刀具卡片
序号
刀具号
刀具规格名称
加工表面
刀尖半径（mm）
备注
1
T01
90°硬质合金外
圆车刀
外轮廓加工

2
T02
硬质合金60°外螺纹车刀
车外螺纹
0.2

3
T03
3mm切槽刀
切退刀槽

4
T04

切砂轮越程槽

三、铣刀选择以下：
铣削部分铣键槽时需要粗铣、半精铣，查表本设计选错齿三面刃铣刀（GB1128—85）。零件要求铣切深度4mm，按表，所选铣刀直径应为50~75mm，所以查表所选铣刀数据以下：进行半精铣工序铣刀直径应为D=63mm，宽L=8mm，孔径D=22mm，齿数Z=14个；粗铣时因为留有双面余量2mm表，槽宽加工到6mm，所选铣刀规格为D=63mm，L=6mm，孔径D=22mm，齿数Z=14个。具体以下表3-3示：
表3-3
加工类型
直径d
宽L
孔径D
齿数Z
半精铣
63
8
22
14
粗铣
63
6
22
14
§3.1.3 选择量具
本零件属于小批量生产，通常采取通用量具，以下表3-4所表示：
表3-4

§3.2确定工序尺寸

在加工过程中，多数情况属于基准重合。此时，可按以下方法确定各工序尺寸和公差：
一、 确定各工序加工余量；
    二、从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，逐次加上（对于被包容面）或减去（对于包容面）每道工序加工余量，可分别得到各工序基础尺寸；
    三、 除最终加工工序取设计尺寸公差外，其它各工序按各自采取加工方法所对应加工经济精度确定工序尺寸公差；
    四、除最终加工工序按图纸标注公差外，其它各工序按"入体标准"标注工序尺寸公差；
    五、 通常毛坯余量（即总余量）已事先确定，故第一道加工工序由毛坯余量（总余量）减去后续各半精加工和精加工工序余量之和而求得。本设计工序尺寸以下表3-5所表示：
表3-5
工序号
工序内容
余量
工序尺寸
粗糙度
3
车端面
单面余量2.5
202.5
6.3
4
粗车外圆φ34
双面余量6
34
6.3
粗车外圆φ28
双面余量6
28
6.3
5
车端面
单面余量2.5
200
6.3
粗车外圆φ34
双面余量6
34
6.3
6
数车外圆φ22
双面余量6
22
6.3
数车外圆φ24
双面余量4
24
6.3
车外圆φ25.4
双面余量8.6
25.6
6.3
数车外圆φ30
双面余量3.8
30.2
6.3
8
车外圆φ25.4
双面余量0.15
25.45
1.6
数车外圆φ30
双面余量0.2

1.6
10
数车外圆φ30
双面余量4
30.2
6.3
车外圆φ30.4
双面余量3.4
30.6
6.3
数车外圆φ36
双面余量3.5
36.5
6.3
11
数车外圆φ30
双面余量0.2

1.6
车外圆φ30.4
双面余量0.15
30.45
1.6
数车外圆φ36
双面余量0.5
36
6.3
15
磨外圆φ30
双面余量0.4

0.8
磨外圆φ25
双面余量0.4
25±0.1
0.8

§3.3确定切削用量

合理选择切削用量，对确保加工精度和加工质量，提升生产率和刀具耐用度有很大影响。选择切削用量是要选定切削深度，进给量和切削速度。在这三个原因中，对刀具耐用度影响最大是切削速度，其次是进给量，切削深度最低。对表面粗糙度影响最大是进给量，而对切削力影响最大是切削深度。在粗加工阶段，选择尽可能大切削深度，其次要选择较大进给量，最终确定一个切削速度。在半精、精加工阶段，因为加工精度和表面质量要求较高，通常选择较小切削深度和进给量。
§3.3.1确定工序4切削用量
本工序为粗车，已知加工材料为，HB230-270，型材为棒料，且有外皮，机床为CA6132一般车床，工件装夹在三爪自定心卡盘中。
一、确定粗车外圆φ34 mm切削用量
所选刀具为YT5硬质合金车刀，刀杆尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚为4.5mm，依据表，选择刀具几何角度应为=00 ，=120 ，=60 , ’=40 , =90 0 ，’=100 ，=0.8mm
1、确定背吃刀量
背吃刀量依据加工余量确定。在机床、工件和刀具刚度许可情况下, 等于加工余量, 这是提升生产率一个有效方法。为了确保零件加工精度和表面粗糙度, 通常应留一定余量进行精加工。数控机床精加工余量可略小于一般机床。粗加工(10～80)一次进给应尽可能切除全部余量。在中等功率机床上, 背吃刀量可达( 8～10mm)。半精加工(1.25～10) 时, 背吃刀量(0.25～2mm)。精加工( 0.32～1.25)背吃刀量( 0.2～0.4mm) 。在工艺系统刚性不足或毛坯余量很大, 或余量不均匀时，粗加工要分几次进给, 而且应该把第一、二次进给背吃刀量尽可能取得大部分。粗车双边余量为6mm，则加工余量为=3mm
2、确定进给量f
粗加工时，因为对工件表面质量没有太高要求，这时关键考虑机床进给机构强度和刚性及刀杆强度和刚性等限制原因，可依据加工材料、刀杆尺寸、工件直径及已确定背吃刀量来选择进给量。在半精加工和精加工时, 则按表面粗糙度要求, 依据工件材料、刀尖圆弧半径、切削速度来选择进给量。如精铣时可取20～25mm/min, 精车时可取0.10～0.20mm/r。最大进给量受机床刚度和进给系统性能限制。在选择进给量时, 还应注意零件加工中一些特殊原因。比如在轮廓加工中, 选择进给量时,应考虑轮廓拐角处超程问题。尤其是在拐角较大、进给速度较高时, 在靠近拐角处合适降低进给速度, 在拐角后应逐步升速, 以确保加工精度。依据表在粗车钢料，刀杆尺寸16mm×25mm，=3mm，工件直径在20—40mm时f=0.4—0.5mm/r，查表选CA6140车床横向进给量f=0.48mm/r。
3、选择车刀磨钝标准及耐用度
依据表，车刀后刀面最大磨损量取1mm时，车刀耐用度为T=60min。
4、确定切削速度V
依据表和表当用YT5硬质合金车刀加工硬度为HB230-270时，=242，m=0.2，=0.15，=0.35，修正系数为=0.77，=1.24，=0.9，=0.81，=1。
则 （3-1）

=81.81m/min
故 （3-2）

=579r/min
依据表和579相近较小转速为560
则实际切削速度为
（3-3）
=79.13m/min
5、校验机床功率
依据表，当HB 230-270，ap≤ 3mm，f﹤0.75mm/r，V= 79.13m/min时，=2.4KW
切削功率修正系数为：
=1.0, =0.94 ,=1.11, =0.9 ,=1.0 ,=1.0。
故实际切削时功率为=2.25KW。
依据表机床主轴功率P=7.5kW 效率为80% 则主轴许可功率=7.5×80%=6kW, < 故所选切削用量可在CA6140机床上加工。最终确定切削用量为：=3mm，=0.48mm/r，V=79.13m/min，n=560r/min。
二、一样能够确定粗车外圆φ28 mm切削用量
背吃刀量为=3mm，进给量f=0.48mm/r，主轴转速V=560r/min，切削速度为87.9m/min。
三、确定基础时间
由公式粗车外圆φ34 mm时间T=（L+++）×i/nf可知粗车外圆φ34 mm时间T为23.66s，一样粗车外圆φ28 mm时间T为9.82s。所以本工序基础时间为33.48s。
§3.3.2确定工序6～12切削用量
此段工序为数控加工，数控加工选择切削用量：
粗加工时，通常以提升生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在确保加工质量前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应依据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。
一、切削深度t
在机床、工件和刀具刚度许可情况下，t就等于加工余量，这是提升生产率一个有效方法。为了确保零件加工精度和表面粗糙度，通常应留一定余量进行精加工，数控机床精加工余量可略小于一般机床。
二、切削宽度L
通常L和刀具直径d成正比，和切削深度成反比。经济型数控加工，通常L取值范围为L=（0.6～0.9）d。
三、切削速度v
提升v也是提升生产率一个方法，但v和刀具耐用度关系亲密。伴随v增大，刀具耐用度急剧下降，故v选择关键取决于刀具耐用度。另外，切削速度和加工材料也有很大关系，比如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可采取8m/min左右；用一样立铣刀铣削铝合金时，v可选200m/min以上。
四、主轴转速n(r/min)
主轴转速通常依据切削速度v来选定。计算公式为（3-2），式中为刀具或工件直径（mm）。 数控机床控制面板上通常备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。
五、进给速度V
V应依据零件加工精度和表面粗糙度要求和刀具和工件材料来选择。V增加也能够提升生产效率。加工表面粗糙度要求低时，V可选择得大些。在数控程序编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。所以，编程人员必需熟悉刀具选择方法和切削用量确实定，从而确保零件加工质量和加工效率，充足发挥数控机床优点，提升企业经济效益和生产水平。
结合上述各参数选择标准，切削用量选择结果以下表3-6所表示：
表3-6
切削表面
切削用量
主轴转速r/min
进给速度(mm/r)
车外圆
500
0.06
切退刀槽
500
2
车螺纹
400
0.15
车砂轮越程槽
500
0.1
填写工序卡片以下表3-7所表示：
表3-7
单位名称
河南科技大学
产品名称或代号
零件名称
零件图号
数控精车传动轴工序卡片
传动轴
0001
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
6
O001～O002
双顶尖
CJK6132
数控
工
步
号
工步
内容
刀具