万向节滑动叉课程设计 毕业设计

编号
南京航空航天大学毕业设计
题目基于UG的万向节滑动叉零件的工艺规程及工装设计
学生姓名
学号
系部机电工程系
专业机械工程及自动化班级
指导教师
二〇年月
完整的毕设过程
UG三维建模，包括零件，夹具各部分组件，夹具装配图，及装配动
画。

（图中只截取部分）
铣床、钻床夹具的CAD零件图及装配图
这里贴上万向节滑动叉CAD零件图
该毕设成果经过严格而完整的毕业答辩过程，并取得优秀。

南京航空航天大学
本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：基于UG的万向节滑动叉零件的工艺规程及工装设计）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。

尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

作者签名：年月日
（学号）：
基于UG的万向节滑动叉零件的
工艺规程及工装设计
摘要
万向节滑动叉主要用于在两个不同的心轴或有一定夹角的轴间传递动力，使用万向节滑动叉可以简化万向传动装置的结构，因此对于万向节滑动叉的研究具有深远的意义。

本次设计的主要内容就是制订万向节滑动叉的相关工艺规程，并设计其中的两套专用夹具，运用UG软件建立实体图并导出装配动画和爆炸图，导出二维图并应用CAD修改。

设计内容需要运用各方面的机械专业知识，是对我们学习成果的全面考察也是对专业软件应用熟练程度的一次考验，UG和CAD等专业软件的运用大大提高了设计者的工作效率，省去了手工绘图的麻烦，给设计过程带来了极大地方便。

总的来说本次设计是对四年专业知识学习的总结与提高，是一种知识层次的升华。

关键词：万向节，滑动叉，工艺，专用夹具
The Process Procedures and Tooling Design of Universal Joint Sliding Fork Based on UG
Abstract
Universal joint sliding fork is located in the top of the transmission shaft. The main use of it is transferring power between the two different heart shaft or the shaft that is having certain angle. The use of universal joint sliding fork may simplify the structure of universal transmission device, so it is important to make a research of it.
The main purpose of research is improving the processing efficiency by making some process procedures. Due to the complexity of its structure, it needs the assistant of special jig during the processing process. So we need to design two special jigs that is used during the processing process. In the process of designing, we need to use some professional drawing software, such as UG or CAD. So the graduation design is not only the test for our professional knowledge, but also the investigation for our use of some software. Through the professional knowledge work out relevant process planning and design related fixture. Then we need to draw the fixture assembly drawings and explosion figure with UG, and using CAD modify 2d figure.
Generally, the graduation design is an actual combat maneuvers for our abilities. It is important for us about the development of our future.
Key words: gimbal ; sliding ;forks ;craft ;special ; fixture
目录
摘要 (i)
Abstract .................................................................................................................................. i i 第一章引言................................................................................................................. -1 -1.1 概述 ....................................................................................................................... - 1 -1.2课题研究的方法和意义 ........................................................................................ - 1 -第二章机械加工工艺规程设计 .................................................................................... - 2 -2.1概述 ........................................................................................................................ - 2 -
2.1.1 工艺规程的作用............................................................................................. - 2 -
2.1.2 工艺规程的设计原则..................................................................................... - 2 -
2.1.3 工艺规程设计所需原始材料......................................................................... - 2 -
2.1.4 工艺规程设计的步骤及内容......................................................................... - 3 -2.2零件的分析 ............................................................................................................ - 3 -
2.2.1 生产类型的确定............................................................................................. - 4 -
2.2.2 零件的工艺分析............................................................................................. - 4 -
2.2.3 毛坯的选择和设计......................................................................................... - 6 -2.3 工艺路线的拟定 ................................................................................................... - 7 -
2.3.1定位基准的选择.............................................................................................. - 7 -
2.3.2 表面加工方法和加工方案的选择................................................................. - 8 -
2.3.3 制定工艺路线................................................................................................. - 8 -2.4机械加工余量及工艺尺寸 .................................................................................. - 10 -
2.4.1 加工余量及工序尺寸的确定....................................................................... - 10 -
2.4.2 确定切削用量及工时定额........................................................................... - 12 -第三章专用夹具设计 ................................................................................................ - 24 -
3.1 概述 ..................................................................................................................... - 24 -
3.1.1 机床夹具的分类........................................................................................... - 24 -
3.1.2 机床夹具的作用........................................................................................... - 24 -
3.1.3 专用机床夹具的组成................................................................................... - 25 -3.2 夹具设计的基本要求 ......................................................................................... - 25 -3.3 专用夹具的设计方法和步骤 ............................................................................. - 25 -3.4 铣床专用夹具设计 ............................................................................................. - 26 -
3.4.1 铣床夹具的设计要点................................................................................... - 26 -
3.4.2 定位方案....................................................................................................... - 26 -
3.4.3定位基准的选择............................................................................................ - 27 -
3.4.4 定位误差分析............................................................................................... - 27 -
3.4.5 切削力及夹紧力计算................................................................................... - 28 -
3.4.6 夹具与机床连接元件................................................................................... - 29 -
3.4.7 对刀块........................................................................................................... - 29 -
3.4.8 铣床夹具使用说明....................................................................................... - 29 -3.5 钻床专用夹具设计 ............................................................................................. - 30 -
3.5.1 钻床专用夹具设计要点............................................................................... - 30 -
3.5.2 定位方案....................................................................................................... - 31 -
3.5.3 定位误差分析............................................................................................... - 31 -
3.5.4 钻床专用夹具使用说明............................................................................... - 31 -第四章夹具辅助设计 ................................................................................................ - 33 -
4.1 概述 ..................................................................................................................... - 33 -4.2 最终传动箱盖立体图的绘制 ............................................................................. - 33 -4.3 装配爆炸图 ......................................................................................................... - 33 -
4.3.1 创建默认的爆炸图....................................................................................... - 33 -
4.3.2 编辑爆炸图................................................................................................... - 33 -
4.3.3 二套夹具的爆炸图....................................................................................... - 34 -4.4 装配动画设计 ................................................................................................... - 34 -
4.4.1 简介............................................................................................................... - 34 -
4.4.2 制作装配动画............................................................................................... - 34 -第五章总结与展望 ...................................................................................................... - 36 -
参考文献 .................................................................................................................. - 37 -致谢 ...................................................................................................................... - 38 -附录 ............................................................................................................................ - 39 -
第一章引言
1.1概述
机床夹具是零件在机床上加工时，用以装夹工件和引导刀具之间的一种工艺装备，现代夹具有很多种类：按使用机床分为车床、铣床夹具。

按夹紧动力源分手动、气动、液压夹具。

按夹具使用特点分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调整夹具和成组夹具等，本次设计主要是专用夹具，现在一般企业都习惯于大量采用传统的专用夹具，特别是近几年来数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新加工技术的应用，对专用夹具有了更大的需求。

现代专用夹具的发展方向主要表现为标准化精密化，高效化、柔性化。

所以对专用夹具的设计和研究具有重大意义。

1.2课题研究的方法和意义
本次毕业设计的主要内容是完成万向节滑动叉的加工工艺，设计专用夹具并用UG软件绘制零件三维图和夹具装配图，并导工程图和装配动画以及爆出炸图。

对万向节滑动叉的研究不仅是对以前学过的所有专业知识的考查，也是对自我能力提高的一个挑战，要求我们综合运用所学知识，而且设计过程要用到UG和CAD等制图软件，这些软件功能强大，在工业中应用极为广泛，对这些软件的熟练使用是对我们将要步入工作岗位的必备要求，与将来走上岗位的实际演练有着密切关系，研究成果对于万向节滑动叉的工业生产具有一定的积极作用。

第二章机械加工工艺规程设计
2.1概述
将工件在各个机加工工序中所采用的加工方法、应达到的加工要求、所需要的工装设备、具体的操作规范等用文件的形式详细地规定下来，即形成了零件机加工工艺规程。

它既是指导零件生产的技术文件，也是新建或扩建零件机加工厂房的主要依据，同时也是现有生产方法和技术的总结。

加工工艺规程是机械制造厂的最主要的技术文件之一。

将工艺规程内容填入一定格式的卡片即成为生产准备和施工依据的工艺文件。

常用的有机械加工工艺过程卡片、机械加工工艺卡片、机械加工工序卡片。

2.1.1 工艺规程的作用
(1) 工艺规程是工厂进行生产准备工作的主要依据。

(2) 工艺规程是企业组织生产的指导性文件。

(3) 工艺规程是创建和扩建机械制造厂（或车间）的重要技术文件。

2.1.2 工艺规程的设计原则
工艺规程设计必须遵循以下原则：
(1)所设计的工艺规程必须保证机器零件的加工质量和机器的装配质量，达到设计图样上规定的各项技术要求。

(2) 工艺过程应具有较高的生产效率，使产品能尽快投放市场。

(3) 尽量降低制造成本。

(4) 注意减轻工人的劳动强度，保证生产安全。

2.1.3 工艺规程设计所需原始材料
设计工艺规程必须具备以下原始材料：
(1) 产品装配图、零件图。

(2) 产品验收质量标准。

(3) 产品的年生产纲领。

(4) 毛坯材料与毛坯生产条件。

(5) 制造厂的生产条件，包括机床设备和工艺设备的规格、性能和当前的技术状态，工人的技术水平，工厂自制工艺装备的能力以及工厂供电、供气的能力等有关资料。

(6) 工艺规程的设计、工艺装备设计所用设计手册和相关标准。

2.1.4 工艺规程设计的步骤及内容
(1)分析零件图和产品装配图。

设计工艺规程时，首先应分析零件图所在部件所在零件在部件或总成的装配图。

(2) 对零件图和装配图进行工艺审查。

(3) 由产品的年生产纲领和产品自身特性研究确定零件生产类型。

(4) 确定毛坯。

提高毛坯制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本。

(5) 拟定工艺路线。

(6) 确定各工序所用机床设备和工艺设备（含刀具、夹具、量具、辅助等），对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书。

(7) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。

(8) 确定各工序的技术要求及检验方法。

(9) 确定各工序的切削用量和工时定额。

(10) 编制工艺文件。

2.2零件的分析
题目所给定的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉，它位于传动轴的端部。

主要作用：一是传递扭矩，使汽车获得前进的动力；二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同的状态时，由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。

零件的两个叉头部位上有两个Φ02.0
39 mm的孔，用以安装滚针轴承并与十字轴相连，起万向联轴节的作
01
.0-
用。

零件Φ65mm外圆内为Φ50mm花键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用于传递
动力之用。

2.2.1 生产类型的确定
计算零件生产纲领的公式：
N=Q×n(1+&%)(1+β%)（2-1）其中：Q=5000辆/年（产品的年产量）
n = 1件/辆（每辆汽车该零件的数量）
& = 4（零件的备品率）
β = 1（零件的废品率）。

则N=5000×1×(1+4%)×(1+1%)=5252（件）
根据生产纲领确定该零件为大批量生产。

2.2.2 零件的工艺分析
1. 零件作用：
万向节滑动叉主要应用于工程机械和汽车传动装置上，主要作用是在两个不同心轴或有一定夹角的轴间传递动力。

万向节滑动叉不仅易于加工、成本低，而且强度高，故其使用寿命与传统的万向节叉滑动套合件相比，有了成倍的提高。

它的研究和使用可以简化万向传动装置的结构，也能满足功能要求，因此对万向节滑动叉的研究有及其重大的意义。

图2.1万向节滑动叉零件图
2. 结构分析：
该零件由两个叉头和一个圆套筒内有的花键孔组成，类似套筒类零件，各部分作用如下：
(1) 零件的两个叉头部位上有两个直径为Φ02.001.0-39+mm 的孔，用以安装滚针轴承和
十字轴相联，起万向连轴节的作用；
(2) 在叉头和花键孔套筒相联结的筋条起过渡联结和加强零件刚性作用，防止零件受阻变形；
(3) 外圆为Φmm 65，内圆Φmm 50花键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用以传递动力。

3. 加工表面的技术要求分析：
万向节滑动叉共有两组加工表面，他们相互间 有一定的位置要求。

现分述如下：
(1) 以Φmm 39孔为中心的加工表面；
这一组加工表面包括：两个Φmm -027.0010.039+的孔及其倒角，尺寸为mm 007.0118-的与
两个孔Φmm -027.0010.039+相垂直的平面，还有在平面上的四个M8螺孔。

其中，主要加工
表面为Φmm -027.0010.039+的两个孔。

(2) 以Φ50mm 花键孔为中心的加工表面；
这一组加工表面包括：Φmm 039.0050+十六齿方齿花键孔，Φ55mm 阶梯孔，以及
Φ65mm 的外圆表面和M60×1mm 的外螺纹表面。

这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：
1) Φmm 039.0050+花键孔与Φmm -027.0010.039+二孔中心联线的垂直度公差为100:0.2；
2) Φ39mm 二孔外端面对Φ39mm 孔垂直度公差为0.1mm ；
3) Φmm 039.0050+花键槽宽中心线与Φ39mm 中心线偏转角度公差为2°。

由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精确要求。

(3) 表面处理内容及作用
由于零件受正反向冲击性载荷，容易疲劳破坏，所以采用表面喷砂处理，提高表面硬度，还可以在零件表面造成残余压应力，以抵消部分工作时产生的拉应力，从而提高疲劳极限。

2.2.3 毛坯的选择和设计
选择零件材料时要考虑到零件的使用要求，同时也要兼顾材料的工艺性和经济性。

45钢属于优等碳素结构钢，经调质处理后有良好的综合机械性能和加工工艺性能，如表2.1所示45钢的性能可以满足零件的使用要求同时具有良好的工艺性和经济性，所以万向节滑动叉的材料选用45钢。

表2.1 45钢调质后机械性能
屈服强度
抗拉强度 延伸率 布氏硬度 σs =550MN/
m 2 σb=750 MN/m 2 δs=20% HB=235
考虑到汽车在运行中要经常加速及正、反向行驶，零件在工作过程中则经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维不被切断，保证零件工作
可靠。

由于零件年产量为5252件，已达大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。

模锻毛坯具有以下特点：
(1) 其轮廓尺寸接近零件的外形尺寸，加工余量及材料消耗均大量减少；
(2) 其制造周期短，生产率高，保证产品质量。

所以选用模锻毛坯对提高生产率、保证加工质量也是有利的。

2.3 工艺路线的拟定
2.3.1定位基准的选择
在工艺规程设计中，正确选择定位基准，对保证零件技术要求、确定加工先后顺序有着至关重要的影响。

定位基准有精基准与粗基准之分。

用毛坯上未经加工的表面作定位基准，这种定位基准称为粗基准；用加工过的表面作定位基准，这种定位基准称为精基准。

在选择定位基准时一般都是先根据零件的加工要求选择精基准，然后再考虑用哪一组表面作粗基准才能把精基准加工出来。

1. 精基准的选择
选择精基准一般应遵行基准重合原则、统一基准原则、互为基准原则、自为基准原则。

根据以上原则，故选择万向节滑动叉的叉部两个Φmm -027.0010.039 孔的不加工外轮廓
表面作为精基准(既是装配基准，又是设计基准)。

为避免由于基准不重合而产生的误差，即遵循“基准重合”的原则。

2. 粗基准的选择
选择粗基准的原则是保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则，合理分配加工余量的原则，便于装夹的原则，在同一尺寸方向上粗基准一般不得重复使用的原则。

对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。

但对本零件来说，如果以Φ65mm 外圆（或Φ62mm 外圆）表面作基准（四点定位），则可能造成这一组内外圆柱表面与零件的叉部外形不对称。

按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，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），现选择叉部两个
Φmm -027.0010.039+孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短V 形块支承这两
个Φmm -027.0010
.039+的外轮廓作主要定位面，以消除 x x y y 四个自由度，再用一对自动定心的窄口卡爪，夹持在Φ65mm 外圆柱面上，用以消除z 、 z 两个自由度，达
到完全定位。

2.3.2 表面加工方法和加工方案的选择
在选择加工方法的时要考虑加工材料的利用率、加工精度的要求、表面质量的要求、对加工的适用程度、生产的效率以及加工零件的形状的复杂程度。

加工方法主要分为材料去除加工、材料成形加工和材料累积加工。

此零件的加工主要采用材料的去除加工。

零件各表面加工方法的选择，不但影响加工质量，而且也要影响生产率和成本。

同一表面的加工可以有不同的加工方法，这取决于表面形状，尺寸，精度，粗糙度及零件的整体构型等因素。

主要加工面的加工方法选择：
(1) 两个Φmm -027.0010.039+孔及其倒角可选用加工方案如下：
1) 该零件的批量不是很大，考虑到经济性，不适用于钻-拉方案。

2) 该零件除上述因素外，尺寸公差及粗糙度要求均不是很高，因此只需采用钻-镗方案。

(2) 尺寸为mm 0
07.0118-的两个与孔Φmm -027.0010.039+相垂直的平面根据零件外形及尺
寸的要求，选用粗铣-磨的方案。

(3) Φ50mm 花键孔因孔径不大，所以不采用先车后拉，而采用钻-扩-拉方案。

(4) Φ65mm 外圆和M60x1外螺纹表面均采用车削即可达到零件图纸的要求。

2.3.3 制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，应当适合零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术
要求能得到合理的保证。

由于生产类型为大批生产，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。

除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

机械中零件加工工序的先后顺序的安排，一般应遵循一定的原则：先加工定位基面，在加工其他表面；先加工主要表面，后加工次要表面；先安排粗加工工序，后安排精加工工序；先加工平面，后加工孔。

遵循以上原则现拟定如下加工路线；
工序00 车端面及外圆Φ62mm，Φ60mm，车螺纹M60×1mm。

以两个叉耳外轮廓及Φ65mm外圆为粗基准，选用C620-1卧式车床，专用夹具装夹。

工序05 钻、扩花键底孔Φ43mm，并锪沉头孔Φ55mm。

以Φ62mm外圆为基准，选用C365L转塔车床。

工序10 内花键孔5×60°倒角。

选用C620-1车床加专用夹具。

工序15 钻锥螺纹Rc1/8底孔。

选用Z525立式钻床及专用钻模。

这里安排钻RC1/8底孔主要是为了下道工序拉花键时消除回转自由度而设置的一个定位基准。

本工序以花键内底孔定位，并利用叉部外轮廓消除回转自由度。

工序20 拉花键孔。

利用花键内底孔、Φ55mm端面及Rc1/8锥纹孔定位，选用L6120卧式拉床加工。

工序25 粗铣Φ39mm二孔端面，以花键孔定位，选用X63卧式铣床加工。

工序30 钻、扩Φ39mm二孔及倒角。

以花键孔及端面定位，选用Z550立式钻床加工。

工序35 精、细镗Φ39mm二孔。

选用T740型卧式金刚镗床及用夹具加工，以花键内孔及端面定位。

工序40 磨Φ39mm二孔端面，保证尺寸1180-0.07mm，以Φ39mm孔及花键孔定位，选用M7130平面磨床及专用夹具加工。

工序45 钻叉部四个M8mm螺纹底孔并倒角。

选用Z4012立式及专用夹具加工，以花键孔及Φ39mm孔定位。

工序50 攻螺纹4-M8mm，Rc1/8。

工序55 冲箭头。

工序60 终检。

以上工艺过程详见附录“机械加工工艺过程综合卡片”。

2.4机械加工余量及工艺尺寸
2.4.1 加工余量及工序尺寸的确定
确定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。

当无基准装换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。

当基准不重合时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。

万向节滑动叉零件材料为45钢，硬度207～241HBS，毛坯重量约为6Kg，生产类型为大批生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1. 外圆表面（Φ62mm及M60×1mm）
考虑其加工长度为90mm，与其联结的非加工表面直径为Φ65mm，为简化模锻毛坯的外形，现直接取其外圆表面直径为Φ65mm。

Φ62mm表面为自由尺寸公差，表面粗糙度值要求为Rz200µm,只要求粗加工，此时直径余量2Z=3mm已能满足加工要求。

2. 外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差（M60×1mm端面）
查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-14，其中锻件重量为6Kg，锻件复杂形状系数为S1，锻件材质系数取M1，锻件轮廓尺寸（长度方向）＞180～315mm，故长度方向偏差为-0.7～+1.5mm。

长度方向的余量查《工艺手册》表2.2～2.5，其余量值规定为2.0～2.5mm，现取
2.0mm。

3. 两内孔Φ39mm（叉部）
毛坯为实心，不冲出孔。

两内孔精度要求界于IT7～IT8之间，参照参考文献[8]表2.3-9及表2.3-12确定工序尺寸及余量为：
钻孔：Φ25mm；
钻孔：Φ37mm双边余量2Z=12mm；
扩钻：Φ38.7mm 双边余量2Z=1.7mm ；
精镗：Φ38.9mm 双边余量2Z=0.2mm ；
细镗：Φmm -027.0010.039+ 双边余量2Z=0.1mm 。

4. 花键孔（16-Φ039.0050+mm ×Φ16.0043+mm ×Φ048.005+mm ）
要求花键孔为外径定心，故采用拉削加工。

内孔尺寸为Φ16.0043+mm 。

参照参考文献[8]表2.3-9确定孔的加工余量分配：
钻孔：Φ25mm ；
钻孔：Φ41mm 双边余量2Z=19mm ；
扩钻：Φ42mm 双边余量2Z=2mm ；
拉花键孔（16-Φ039.0050+mm ×Φ16.0043+mm ×Φ048.005+mm ），花键孔要求外径定心，
拉削时的加工余量参照参考文献[8]表2.3-19取2Z=1mm 。

5. Φmm -027.0010.039+二孔外端面的加工余量（加工余量的计算长度为007.0118-mm ）
(1) 按照参考文献[8]表2.2-25，取加工精度F 2，锻件复杂系数S 3，
锻件重6Kg ，则二孔外端面的单边加工余量为2.0～3.0mm ，取Z=2mm 。

锻件的公差按参考文献[8]表2.2-14，材质系数取M1，复杂系数S3，则锻件的偏差为-0.7～+1.3 mm 。

(2) 磨削余量：单边0.2mm （见参考文献[8]），磨削公差即零件公差-0.07mm 。

(3) 铣削余量：铣削的公差余量（单边）为：
Z=2.0-0.2=1.8（mm ）
铣削公差：现规定本工序（粗铣）的加工精度为IT11级，因此可知本工序的加工公差为Φmm -0
22.039。

由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。

实际上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。

由于本设计规定零件为大批生产，Φ39mm 二孔外端面尺寸加工余量和工序间余量如下。

毛坯名义尺寸：118+2×2=122（mm ）
毛坯最大尺寸：122+1.3×2=124.6（mm）
毛坯最小尺寸：122-0.7×2=120.6（mm）
粗铣后最大尺寸：118+0.2×2=118.4（mm）
粗铣后最小尺寸：118.4-0.22=118.18（mm）
磨后尺寸与零件图尺寸应相符，即1180-0.07mm。

最后，将上述计算的工序间尺寸及公差整理成表1。

表2.1 加工余量计算表(mm)
粗铣二端面磨二端面
最大124.6 118.4
加工前尺寸
最小120.6 118.18
最大124.6 118.4 118
加工后尺寸
最小120.6 118.18 117.93
最大 3.1 0.2 加工余量（单边） 2
最小 1.21 0.125
+1.3
-0.22/2 -0.07/2 加工公差
-0.7
2.4.2 确定切削用量及工时定额
工件材料：45钢正火，σb=0.60GPa、模锻。

加工要求：粗车Φ60mm，断面及Φ60mm、Φ62mm外圆，Rz200µm；车螺纹M60×1mm。

机床：C620-1卧式车床。

刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸16×25mm2，κr=90°，r0=15°，а0= 12°，rε=0.5mm。

60°螺纹车刀：
刀片材料：W18Cr4V。

1. 粗车M60×1mm端面
(1) 已知毛坯长度方向的加工余量为5.17.02+-mm ，考虑7°
的模锻拔模斜度，则毛坯超过年度方向的最大加工余量Zmax =7.5mm 。

但实际上，由于以后还要钻花键底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一个Φ40mm 芯部待以后钻孔时加工掉，故此时实际端面最大加工余量可按Zmax =5.5mm 考虑，分两次加工，аp =3mm 计。

长度加工公差按IT12级，取Φ0
46.060-mm 。

(2) 进给量f 根据参考文献[1]表1.4，当刀杆尺寸为16mm ×25mm ，аp ≤3mm 以及工件直径为60mm 时f=0.5～0.7mm /r 。

按C620-1车床说明书（见参考文献[11]表1.30）取f=0.5mm /r 。

(3) 计算切削速度按参考文献[11]表 1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T =60min ）。

Vc=Cv/Tmаp Xv f Yv k v （m/min ） （2-2）
其中：Cv =242，Xv =0.15，Yv =0.35，m =0.2。

修正系数Kv 见参考文献[1]表1.28，即k mv =1.44，k sv =0.8，k kv =1.04，k krv =0.81，k Bv =0.97。

所以 Vc =242/600.2×30.15×0.50.35×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97
=108.6（m/min ）
(4) 确定机床主轴转速 n s =1000v c /πd w =532（m/min ）
按机床说明书（见参考文献[11]表4.2-80）与532r/min 相近的机床转速为480r/min 及600r/min 。

现选取n w =600r/min 。

如果选n w =480r/min ，则速度损失太大。

所以实际切削速度v =122m/min 。

(5) 切削工时，按参考文献[1]表6.2-1。

l =65-40/2=12.5（mm ），l 1=2mm ，l 2=0，l 3=0。

tm=l 1+l 2+l 3/nwfi=12.5+2/600×0.5=0.096（min ）
2. 粗车Φ62mm 外圆同时应校验机床功率及进给机构强度
(1) 切削深度：单边余量Z=1.5mm 可一次切除。

(2) 进给量：根据参考文献[1]表1.4选用f =0.5 mm /r 。

(3) 计算切削速度：见参考文献[1]表1.27 ，根据公式（2-2）。

(4) 确定主轴转速：
n s =1000v c /πd w =568 （r/min ）
按机床选取n=600r/min所以实际切削速度V=πdn/1000=π65×600/1000=122 (m/min)检验机床功率主切削力Fc按参考文献[11]表1.29所示公式计算
Fc= C Fc a x p Fc y f Fc v n c FcKFc （2-3）其中：C Fc=2795，X Fc=1.0，Y Fc=0.75，n Fc=-0.15，
K=(σb/650)nF=0.94，k kr=0.89。

Mp
所以
Fc=2795×1.5×0.50.75×122-0.15×0.94×0.89=1012.5（N）
切削时消耗功率Pc为Pc=FcVc/6×4
10=2.06(Kw)
由参考文献[1]表1.30中C620-1机床说明书可知，C620-1主电动机功率为7.8kW，当主轴转速为600r/min时，主轴传递的最大功率为5.5kW，所以机床功率足够，可以正常加工。

(5) 校验机床进给系统强度：已知主切削力Fc=1012.5N，径向切削力F p按参考文献[1]表1.29所示公式计算（2-2）：
其中：C Fp=1940，x Fp=0.9，y Fp=0.6，n Fp=-0.3，
K= (σb/650)nF=0.897，K kr=0.5。

Mp
所以Fp=1940×1.50.9×0.50.6×122-0.3×0.897×0.5 =195（N）
而轴向切削力
F f= C Ff a x f Ff v n c FpKFp （2-3）其中：C Ff =2880，x Ff=1.0，y Ff=0.5，n Ff=-0.4，k M=(σb/650)nF=0.923，k k=1.17。

轴向切削力
F f =2880×1.5×0.50.5×122-0.4×0.923×1.17
=480（N）
取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数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=F f+μ（F c+F p）
=480+0.1（1012.5+195）=600（N）
而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N（见参考文献[4]表1.30），故机床进给系统可正常工作。

(6) 切削工时：
t=l+l1+l2/nf （2-4）其中l=90，l1=4，l2=0。

所以t=90+4/600×0.5=0.31（min）
3.车Φ60mm外圆柱面
查参考文献[11]表 1.6 取аp=1mm，f=0.5mm/r，，Ra=6.3μm，刀夹圆弧半径r s=1.0mm。

根据公式：
Vc=Cv/Tmаp Xv f Yv k v（2-5）其中：C v=242，m=0.2，T=60 ，x v=0.15，y v=0.35，k M=1.44，k k=0.81，Vc=159(m/min)，n=843(r/min)。

按机床说明书取n=770r/min，则此时v=145m/min，切削工时t=（l+l1+l2）/nf，其中：l=20，l1=4，l2=0，所以t=（20+4）/770×0.5=0.062（min）。

4.车螺纹M60×1mm
(1) 切削速度的计算：见参考文献[11]（艾兴、肖诗纲编，机械工业出版社，1985）表21，刀具寿命T=60min，采用高速螺纹车刀，规定粗车螺纹时аp=0.08，走刀次数i=2。

根据公式（2-5）：
其中：C v=11.8，m=0.11，x v=0.70，y v=0.3，螺距t1=1，kM=（0.637/0.6）1.75=1.11，k
=0.75。

k
所以粗车螺纹时Vc=21.57(m/min)
精车螺纹时：Vc=36.8(m/min)
(2) 确定主轴转速：
粗车螺纹时：n1=1000v c/πD=1000×21.57/π60=114.4（r/min）
按机床说明书取：n=96r/min
实际切削速度：v c=18m/min
精车螺纹时：n1=1000v c/πD=1000×36.8/π60=195（r/min）
按机床说明书取：n=184r/min
实际切削速度：v c=34m/min
(3) 切削工时：取切入长度l1=3mm ：。