题目： 法兰盘机械加工工艺规程及工艺装配设计 系别： 机械工程学院 专业： 机械设计制造及自动化 班级： 机设1004班 姓名： 学号： 指导老师：
教务处
机械制造技术课程设计任务书
设计题目： 法兰盘机械加工工艺规程及工艺装配设计 设计内容：1、零件图； 2、毛坯图；
3、机械加工工艺过程综合卡片； 4、结构设计装配图； 5、结构设计零件图； 6、课程设计说明书。
目 录
序言
一、零件的分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
1.1零件的作用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
1.2零件的工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
二、工艺规程设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
2.1确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状„„„„„„„„„„„2
2.2基准的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
2.3制定工艺路线„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
2. 4 确定加工余量及毛坯尺寸„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
2. 5 确定切削用量及时间定额„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
三、课程设计心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„39
四、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„40
序言
工艺学是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科，具有很强的实践性，要求学习过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强的综合性，课程设计是我们对大学三年的学习的一次深入的综合性的总考核，也是一次理论联系实际的训练，这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（法兰盘）的工艺规程的能力基本原理和方法，是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。 因此，它在我们大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我也希望通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，对未来的工作发展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，恳请老师给予批评指正。
1 零件的分析
1.1零件的作用
所给的零件是法兰盘（见零件图），其为盘类零件，用于卧式车床上车床的变速箱固定在主轴箱上，靠该法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。该零件年产量为5000件，设其备品率α为4%，机械加工废品率β为1%，则该零件的年生产纲领为：N=Qn(1+α+β)=5000×1×(1+4%+1%)= 5250(件/年)，根据文献【2】表5-8可知该产品为大批生产。
1.2零件的工艺分析
零件的材料为45优质碳素结构钢，法兰盘共有两组加工表面，现分述如下： （1）以Φ70k6外圆为中心的加工表面 这一组加工表面包括：
加工表面之间的位置要求：Φ120左端面；
1、Φ70k6mm孔中心轴的轴线必须位于直径为公差值Φ0.04且与公共基准线Φ30H7轴线同轴的圆柱面内；
2、右端面与Φ30H7mm 孔中心轴线的垂直度为0.04且与Φ120右端面的平行度为0.02。
经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。
2 工艺规程设计
2.1确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状
零件材料为45号钢，由于零件年产量为5250件，已达到大批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，在考虑提高生产率保证加工精度后可采用锻造。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。
2.2基准的选择
基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 1）粗基准的选择
选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量：二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的，但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准，现选取外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的5个自由度，达到完全定位。 2）精基准的选择
精基准的选择主要考虑基准重合与统一基准原则。以Φ30H7孔为精基准。
当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。
2.3制定工艺路线
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：
工序05：检验毛坯。 工序10：正火。
工序15：粗车Φ120的右端面及外圆柱面、Φ70k6端面及外圆柱面。
定位基准：Φ70端面、Φ70及Φ120的左端面为粗基准。
工序20：粗车Φ120左端面、Φ70端面及外圆柱面、粗车Φ60H11孔。
定位基准：Φ120的右端面、Φ70k6端面及Φ70k6为粗基准。
工序25：半精车Φ120的右端面、Φ70k6外圆柱面并倒角C2、退刀槽2×0.5。
定位基准：Φ70、Φ120左端面。
工序30：钻Φ30H7
定位基准：Φ70外圆柱面及Φ70端面
工序35：半精车Φ30H7及倒角C2
定位基准：Φ70k6外圆柱面、Φ70端面。
工序40：半精车Φ60H11孔、退刀槽4×Φ62孔
定位基准：Φ30H7外圆柱面。
工序45：钻Φ11孔
定位基准：Φ70k6外圆柱面、Φ120左端面。
工序50：钻Φ18孔
定位基准：Φ11外圆柱面、Φ120左端面
工序55：检验零件。
工序60：整体淬火至45-50HRC。 工序65：粗磨Φ30孔。
定位基准：Φ70k6及Φ70k6端面为基准。
工序70：半精磨Φ30孔。
定位基准：Φ70k6及Φ70k6端面为基准。
工序75：去毛刺。 工序80：清洗、烘干。 工序85：检验。
工序90：打油，包装入库。
综上所述：所得的毛坯图如图2.4-1
图
2.4-1法兰盘毛坯图
2.5确定切削用量及时间定额
（一） 工序15 粗车Φ120的右端面及外圆柱面、Φ70k6端面及外圆柱面。 （1）粗车Φ120的右端面
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为2mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处横车，得修正系数kkv=1.04，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×2
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.04×0.81=67.12（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×67.12π×120
≈178.04r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=125 r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×120×125
1000
m/min=47.12m/min
检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关
的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×31.0×0.5切削功率为
Pm=
2596.5×47.12
60×1000
=2.04KW
0.75
×47.12
-0.15
×0.979
=2596.5N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=3mm
f=0.5mm/r
v=47.12m/min（n=125r/min） 3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=3mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=125r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
3+2.5+4+00.5×125
min=0.152min
（2）Φ120外圆柱面
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处外圆纵车，得修正系数kkv=1.0，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×3
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.0×0.81=60.72（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×60.72π×120
≈161.07r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=125 r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×120×125
1000
m/min=47.12m/min
检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×31.0×0.5切削功率为
Pm=
0.75
×47.12
-0.15
×0.979
=2596.5N
2596.5×47.12
60×1000
=2.04KW
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=3mm
f=0.5mm/r
v=47.12m/min（n=125r/min） 3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=20mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=125r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
20+2.5+4+0
0.5×125
min=0.424min
（3）粗车Φ70k6端面
工件材料：45钢 δb=600MPa 锻件 机床：CA6140卧式车床
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
1. 加工条件
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处横车，得修正系数kkv=1.04，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×3
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.04×0.81=63.15（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×63.15
π×70
≈287.16r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=200 r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×70×200
1000
m/min=43.98m/min。
4）检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×31.0×0.5切削功率为
Pm=
2623.5×43.98
60×1000
=1.92KW
0.75
×43.98
-0.15
×0.979
=2623.5N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=3mm
f=0.5mm/r
v=43.98m/min（n=200r/min） 3.确定加工倒角的切削用量
因为该工序中的倒角主要是为了装配方便，故在实际生产过程中，加工倒角时并不需要详细的计算，切削用量与本工步相同即可。 4. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=3mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=200r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
3+2.5+4+00.5×200
min=0.095min
(4)粗车Φ70k6mm外圆柱面 1. 加工条件
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为2mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTapvf
m
x
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处外圆纵车，得修正系数kkv=1.0，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×2
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.0×0.81=64.54（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×64.54
π×70
≈293.5r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=250r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×70×250
1000
m/min=54.98m/min。
4) 检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×21.0×0.5切削功率为
Pm=
2537.2×54.9860×1000
=2.32KW
0.75
×54.98
-0.15
×0.979
=2537.2N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=2mm
f=0.5mm/r
v=54.98m/min（n=250r/min） 5) 确定加工退刀槽的切削用量
选用高速钢切槽刀，采用手动进给，选择主轴转速n=40r/min，切削速度为
v=
dn1000
=
×70×40
1000
m/min=8.80m/min
3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=7mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=200r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
7+2.5+4+00.5×250
min=0.108min
综上所述，加工后如图2.5-1
图2.5-1工序15
（二）工序20 粗车Φ120左端面、Φ70端面及外圆柱面、粗车Φ60H11孔。 加工条件
工件材料：45钢 δb=600MPa 锻件 机床：CA6140卧式车床 (1)粗车Φ120左端面
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，
根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处横车，得修正系数kkv=1.04，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×3
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.04×0.81=63.15（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×63.15π×120
≈167.51r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=125 r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×120×125
1000
m/min=47.12m/min。
4）检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×31.0×0.5切削功率为
Pm=
2596.5×47.12
60×1000
=2.04KW
0.75
×47.12
-0.15
×0.979
=2596.5N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=3mm
f=0.5mm/r
v=47.12m/min（n=125r/min） 3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=3mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=125r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
3+2.5+4+00.5×125
min=0.152min
(2) 粗车Φ70mm端面 1. 加工条件
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处横车，得修正系数kkv=1.04，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×3
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.04×0.81=63.15（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×63.15
π×70
≈287.16r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=200 r/min，则实际
转速，v1=
dn1000
=
×70×200
1000
m/min=43.98m/min。
5）检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×31.0×0.5切削功率为
Pm=
2623.5×43.98
60×1000
=1.92KW
0.75
×43.98
-0.15
×0.979
=2623.5N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=3mm
f=0.5mm/r
v=43.98m/min（n=200r/min） 3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=3mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=200r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
3+2.5+4+00.5×200
min=0.095min
(3)粗车Φ70mm外圆柱面 1. 加工条件
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处外圆纵车，得修正系数kkv=1.0，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×3
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.0×0.81=60.72（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×60.72
π×70
≈276.16r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=200 r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×70×200
1000
m/min=43.98m/min。
4) 检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×31.0×0.5切削功率为
Pm=
2623.5×43.98
60×1000
=1.92KW
0.75
×43.98
-0.15
×0.979
=2623.5N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=3mm
f=0.5mm/r
v=43.98m/min（n=200r/min） 3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=18mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=200r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
18+2.5+4+0
0.5×200
min=0.245min
(4)粗车Φ60H11孔 1. 加工条件
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为2mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。
3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处内圆纵车，得修正系数kkv=1.0，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×2
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.0×0.81=64.54（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×64.54
π×60
≈342.39r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=250r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×60×250
1000
m/min=47.12m/min。
4）检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×21.0×0.5切削功率为
0.75
×47.12
-0.15
×0.979
=1731.0N
Pm=
1731.0×47.12
60×1000
=1.36KW
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=2mm
f=0.5mm/r
v=47.12m/min（n=250r/min） 3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=21mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=250r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
21+2.5+4+0
0.5×250
min=0.22min
综上所述，加工后如图2.5-2。
图2.5-2工序20
（三）工序25 半精车Φ120的右端面、Φ70k6外圆柱面并倒角C2、退刀槽2×0.5。 加工条件
工件材料：45钢 δb=600MPa 锻件 机床：CA6140卧式车床 (1)半精车Φ120右端面
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。
,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为1mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.20mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=291, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处横车，得修正系数kkv=1.04，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
291
60
0.2
×1
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.04×0.81=89.55（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×89.55π×120
≈238r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=160 r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×120×160
1000
m/min=60.32m/min。
4）检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为
Fz=2650×11.0×0.20.75×60.32切削功率为
Pm=
419.5×60.3260×1000
=0.42KW
-0.15
×0.979
=419.5N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=1mm
f=0.2mm/r
v=60.32m/min（n=160r/min） 3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车端面的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=1mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.2mm/r n=160r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
1+2.5+4+00.2×160
min=0.234min
（2）半精车Φ70k6外圆柱面并倒角C2、退刀槽2×0.5
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为1mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.20mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTapvf
m
x
yv
kv(m/min)
其中：Cv=291, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处外圆纵车，
得修正系数kkv=1.0，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
291
60
0.2
×1
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.0×0.81=86.10（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×86.10
π×70
≈391.54r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=320r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×70×320
1000
m/min=70.37m/min。
4)检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为
Fz=2650×11.0×0.20.75×70.37切削功率为
Pm=
409.9×70.3760×1000
=0.48KW
-0.15
×0.979
=409.9N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=1mm
f=0.2mm/r
v=70.37m/min（n=320r/min） 3.确定加工倒角的切削用量
因为该工序中的倒角主要是为了装配方便，故在实际生产过程中，加工倒角时并不需要详细的计算，切削用量与本工步相同即可。 3. 确定加工退刀槽的切削用量
选用高速钢切槽刀，采用手动进给，选择主轴转速n=40r/min，切削速度为
v=
dn1000
=
×70×40
1000
m/min=8.80m/min
5. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆面的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=7mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.2mm/r n=160r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
7+2.5+4+00.2×320
min=0.211min
综上所述，加工后如图2.5-3。
2.5-3工序25
（四）工序30 钻Φ30H7孔 加工条件
工件材料：45钢 δb=600MPa 锻件 机床：Z3025摇臂钻床
1. 刀具：根据文献【1】表5-19知选取d=28mm，l=291mm,莫氏圆锥号为2号的高速钢锥柄麻花钻作为刀具。根据文献【1】表5-48选择的麻花钻参数
=30，2=118，=50，f=8。根据文献【1】由表5-49知，当
d0>20mm
时，选择钻头后刀面磨损极限值为1.0，耐用度T=50min。
2．计算切削用量
(1)确定背吃刀量ap=
28-02
=14mm
（2）确定进给量f 按照加工要求决定进给量。根据文献【1】表5-50，进给量f取值范围为0.45-0.55mm/r。根据文献【1】表5-51，选取f=0.5mm/r。 （3）确定切削速度v 根据文献【1】表5-52的计算公式确定切削速度
v=
Cvd0vTapf
m
xv
yvz
kv(m/min)
式中，Cv=6.1,Zv=0.4,Xv=0,yv=0.5,m=0.2。根据文献【1】表5-53知，修正系数kTv=1.0；工件材料δb=600MPa，得修正系数kMv=1.16；钻孔时工件经过正火热处理，得修正系数ksv=0.95；刀具材料为高速钢，的修正系数ktv=1.0；钻头为标准刃磨形状，得修正系数kxv=0.87；钻孔深度l=0.71d,得
修
正
系
数
klv=1.0
。所以
5
kv=kTvkMvksvktvkxvklv=1.0×1.16×0.95×1.0×0.87×1.0=0.9
v=
6.1×2850
0.2
0.4
0.5
×14
×0.5
×0.95874=14.34m/min
n=
1000vcπd
=
1000×14.34
π×28
≈163.0r/min
查文献【1】表5-54，根据Z3025机床上的主轴转速选择n=125r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×28×125
1000
m/min=11.0m/min。
4) 检验机床的功率 由文献【1】表5-55查得切削力T和切削功率Pm计算公式如下：
T=CTdtftkT(N
T×30d
v
Pm=
（kw）
式中，CT=0.305，zT=2.0,yT=0.8,kt=kMTkxTkVBT，由文献【1】表5-56得：与工件材料有关的修正系数kMT=0.88，与刃磨形状有关的修正系数
kxT=1.0
；与刀具磨钝有关的修正系数kVBT=0.87因此，总的修正系数为
•
zy
m)
kT=0.88×1.0×0.87=0.77
所以，转矩为
T=0.305×28
×0.5
×0.77=105.75N
切削功率为
Pm=
105.75×11.0
30×28
=1.38KW
根据文献【1】表5-14知：Z3025机床主最大转矩Tm=196.2N
•
2.00.8
m
功率PE=2.2kw，因T
ap=14mm
f=0.5mm/r
v=11m/min（n=125r/min） 4. 基本时间tm
由文献【1】表5-57得车外圆面的基本时间为
tm=
lw+lf+l1
fn
282cot
1182
+3=11.4mm,l1=3mm，f=0.5mm/r
已知lw=20,lf=
n=125r/min。
所以，基本时间为
tm=
20+11.4+30.5×125
min=0.5504min
综上所述，加工后如图2.5-4。
图2.5-4工序30
（五）工序35 半精车Φ30H7及倒角
C2
•
m
，主电动机
1. 刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为0.5mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.20mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=291, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处内圆纵车，得修正系数kkv=1.0，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
291
60
0.2
×0.5
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.0×0.81=95.54（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×95.54
π×30
≈1013r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=710r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×30×710
1000
m/min=66.92m/min。
4) 检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
=0.979
所以，切削力为
Fz=2650×0.51.0×0.20.75×66.92切削功率为
Pm=
206.5×66.9260×1000
=0.23KW
-0.15
×0.979
=206.5N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=0.5mm
f=0.2mm/r
v=66.92m/min（n=710r/min） 3.确定加工倒角的切削用量
因为该工序中的倒角主要是为了装配方便，故在实际生产过程中，加工倒角时并不需要详细的计算，切削用量与该工步相同即可。 4. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车内圆面的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=20mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.2mm/r n=710r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
20+2.5+4+0
0.2×710
min=0.187min
综上所述，加工后如图2.5-4。
如图2.5-5工序35
（六）工序40 半精车Φ60H11孔、退刀槽4×Φ62孔
1. 刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为1mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.20mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【4 】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=291, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处内圆纵车，得修正系数kkv=1.0，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
291
60
0.2
×1
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.0×0.81=86.10（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×86.10
π×60
≈456.77r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=320r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×60×320
1000
m/min=60.32m/min。
4) 检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm
计算公式
如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk数k
0Fz
r
Fz
=0.8，与前角有关的修正系
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为
Fz=2650×11.0×0.20.75×60.32切削功率为
Pm=
419.50×60.3260×1000
=0.42KW
-0.15
×0.979
=419.50N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=1mm
f=0.2mm/r
v=60.32m/min（n=320r/min） 3. 确定加工退刀槽的切削用量
选用高速钢切槽刀，采用手动进给，选择主轴转速n=40r/min，切削速度为
v=
dn1000
=
×30×40
1000
m/min=3.77m/min
4. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆面的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=21mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.2mm/r n=320r/min，i=1，
所以，基本时间为
tm=
21+2.5+4+0
0.2×320
min=0.430min
综上所述，加工后如图2.5-6。
图2.5-6工序40
（七）工序45：钻Φ11孔 加工条件
工件材料：45钢 δb=600MPa 锻件 机床：Z3025摇臂钻床
1. 刀具：根据文献【1】表5-19知选取d=11mm，l=175mm,莫氏圆锥号为2号的高速钢锥柄麻花钻作为刀具。根据文献【1】表5-48选择的麻花钻参数
=30，2=118，=50，f=12。根据文献【3】由表5-49知，当
d0
时，选择钻头后刀面磨损极限值为0.8，耐用度T=45min。
2．计算切削用量 (1)确定背吃刀量ap=
11-02
=5.5mm
（2）确定进给量f 按照加工要求决定进给量。根据文献【1】表5-50，进给量f取值范围为0.25-0.31mm/r。根据文献【1】表5-51，选取f=0.3mm/r。 （3）确定切削速度v 根据文献【1】表5-52的计算公式确定切削速度
v=
Cvd0vTapvf
m
x
yvz
kv(m/min)
式中，Cv=6.1Zv=0.4,Xv=0,yv=0.5,m=0.2。根据文献【1】表5-53知，修正系数kTv=1.0；工件材料δb=600MPa，得修正系数kMv=1.16；钻孔时工件经过正火热处理，得修正系数ksv
=0.95；刀具材料为高速钢，的修正
系数ktv=1.0；钻头为标准刃磨形状，得修正系数kxv=0.87；钻孔深度l=1.81d,得修正系数klv=1.0。所以
kv=kTvkMvksvktvkxvklv=1.0×1.16×0.95×1.0×0.87×1.0=0.95874
v=
6.1×1145
0.2
0.4
0.5
×5.5
×0.3
×0.95874=13.01m/min
n=
1000vcπd
=
1000×13.01
π×11
≈376.57r/min
查文献【1】表5-54，根据Z3025机床上的主轴转速选择n=315r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×11×315
1000
m/min=10.89m/min。
4) 检验机床的功率 由文献【1】表5-55查得切削力T和切削功率Pm计算公式如下：
T=CTdtftkT(N
T×30d
v
Pm=
（kw）
式中，CT=0.305，zT=2.0,yT=0.8,kt=kMTkxTkVBT，由文献【1】表5-56得：与工件材料有关的修正系数kMT=0.88，与刃磨形状有关的修正系数
kxT=1.0
；与刀具磨钝有关的修正系数kVBT=0.87因此，总的修正系数为
kT=0.88×1.0×0.87=0.77
所以，转矩为
T=0.305×11
×0.3
×0.77=15.56N
切削功率为
Pm=
15.56×10.89
30×11
=0.52KW
根据文献【1】表5-14知：Z3025机床主最大转矩Tm=196.2N
•
2.0
•
zy
m)
0.8
m
功率PE=2.2kw，因T
ap=5.5mm
•
m
，主电动机
f=0.3mm/r
v=10.89m/min（n=315r/min） 4. 基本时间tm
由文献【1】表5-57得车外圆面的基本时间为
tm=
lw+lf+l1
fn
112cot
1182
+3=6.30mm,l1=3mm，f=0.3mm/r
已知lw=20,lf=
n=315r/min。
所以，基本时间为
tm=3×
20+6.30+30.3×315
min=0.930min
综上所述，加工后如图2.5-7。
图2.5-7工序45
(八)工序50：钻Φ18孔 加工条件
工件材料：45钢 δb=600MPa 锻件 机床：Z3025摇臂钻床
1. 刀具：根据文献【1】表5-19知选取d=18mm，l=228mm,莫氏圆锥号为2号的高速钢锥柄麻花钻作为刀具。根据文献【1】表5-48选择的麻花钻参数
=30，2=118，=50，f=12。根据文献【1】由表5-49知，当
d0
时，选择钻头后刀面磨损极限值为0.8，耐用度T=45min。
2．计算切削用量 (1)确定背吃刀量ap=
18-11
2
=3.5mm
（2）确定进给量f 按照加工要求决定进给量。根据文献【1】表5-50
，进给量
f取值范围为0.35-0.43mm/r。根据文献【1】表5-51，选取f=0.4mm/r。 （3）确定切削速度v 根据文献【1】表5-52的计算公式确定切削速度
v=
Cvd0vTapvf
m
x
yvz
kv(m/min)
式中，Cv=6.1Zv=0.4,Xv=0,yv=0.5,m=0.2。根据文献【1】表5-53知，修正系数kTv=1.0；工件材料δb=600MPa，得修正系数kMv=1.16；钻孔时工件经过正火热处理，得修正系数ksv=0.95；刀具材料为高速钢，的修正系数ktv=1.0；钻头为标准刃磨形状，得修正系数kxv=0.87；钻孔深度l=0.55d,得
修
正
系
数
klv=1.0
。所以
5
kv=kTvkMvksvktvkxvklv=1.0×1.16×0.95×1.0×0.87×1.0=0.9
v=
6.1×1845
0.2
0.4
0.5
×3.5
×0.4
×0.9=5138m/.m
77i
42n
n=
1000vcπd
=
1000×13.72
π×18
≈242.69r/min
查文献【1】表5-54，根据Z3025机床上的主轴转速选择n=200r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×18×200
1000
m/min=11.31m/min。
4) 检验机床的功率 由文献【1】表5-55查得切削力T和切削功率Pm计算公式如下：
T=CTdtftkT(N
T×30d
v
Pm=
（kw）
式中，CT=0.305，zT=2.0,yT=0.8,kt=kMTkxTkVBT，由文献【1】表5-56得：与工件材料有关的修正系数kMT=0.88，与刃磨形状有关的修正系数
kxT=1.0
；与刀具磨钝有关的修正系数kVBT=0.87因此，总的修正系数为
kT=0.88×1.0×0.87=0.77
所以，转矩为
T=0.305×18
×0.4×0.77=36.56N
•
2.0
•
zy
m)
0.8
m
切削功率为
Pm=
36.56×11.31
30×18
=0.77KW
根据文献【1】表5-14知：Z3025机床主最大转矩Tm=196.2N
功率PE=2.2kw，因T
ap=3.5mm
f=0.4mm/r
v=11.31m/min（n=200r/min） 4. 基本时间tm
由文献【1】表5-57得车外圆面的基本时间为
tm=
lw+lf+l1
fn
182cot
1182
+3=8.41mm,l1=3mm，f=0.4mm/r
已知lw=10,lf=
n=200r/min。
所以，基本时间为
tm=3×
10+8.41+30.4×200
min=0.804min
综上所述，加工后如图2.5-8。
表2.5-8工序50
(九) 工序65 粗磨Φ30孔。
机床 M114W万能外圆磨床
1)选择砂轮。根据文献【2】表3-3中磨料A46KV6P 4015
20
•
m
，主电动机
其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为401520
2)切削用量的选择。根据文献【2】表33-42有 工件速度 vw＝18m/min切削深度 纵向进给量 fa＝0.5B＝10mm(双行程) 3)切削工时 t
2DbZbk1000vfafr
fr
＝0.0157mm/st
式中 D---被加工直径 b----加工宽度 Zb--单边加工余量 K---系数 V---工作台移动速度 fa--工作台往返一次砂轮轴向进给量 fr--工作台往返一次砂轮径向进给量
t=
2×30×20×0.4×1.11000×18×10×2×0.0157
＝0.293(min)
综上所述，加工后如图2.5-9。
图2.5-9工序65
（十）工序70 半精磨Φ30孔。
机床 M114W万能外圆磨床
1)选择砂轮。根据文献【2】表3-3磨料A46KV6P 401520
其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为401520
2)切削用量的选择。根据文献【2】表33-42有 工件速度 vw＝18m/min切削深度 纵向进给量 fa＝0.5B＝10mm(双行程
)
fr
＝0.0157mm/st
3)切削工时 t
2DbZbk1000vfafr
式中 D---被加工直径 b----加工宽度 Zb--单边加工余量 K---系数 V---工作台移动速度 fa--工作台往返一次砂轮轴向进给量 fr--工作台往返一次砂轮径向进给量
t=
2×30×20×0.1×1.1
1000×18×10×2×0.0157
＝0.073(min)
综上所述，加工后如图2.5-10。
图2.5-10工序70
工序20其中的尺寸链分析：
L1=18±0.04，L2=21±0.04
，求的L0=39±0.08。
三、 设 计 小 结
这次的课程设计对于我来说有着深刻的意义，这种意义不光是自己能够独立课程设计完成了设计任务，更重要的是在这段时间內使自己深刻感受到设计工作的那份艰辛，需要精益求精所付出的艰辛。
能够顺利的完成这次课程设计，得助于老师的悉心指导。在设计过程中，由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解，导致在设计中碰到了许多的问题。但在我们小组成员的共同努力下，翻阅资料、查工具书，解决设计过程中的一个又一个的问题。在这个过程中，使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，同时，也锻炼了相互之间的协同工作能力。在此，十分感谢老师的细心指导，感谢同学们的互相帮助。在以后的学习生活中，我将继续刻苦努力，不断提高自己。
工艺设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．我们今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中打下坚实的基础。老师的认真、耐心的指导，我们对整个的《机械制造工艺与装备》的理论知识和全面地综合运用本课程及其有关选修课程的理论和实践知识，对知识有了更进一步的巩固和加深，非常感谢老师给我们这次锻炼的机会。说实话，课程设计真的有点累，然而，当我一手清理自己的设计成果，细细回味这两周的心路历程时，一种少有的成功喜悦使倦意顿消，虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟了许多。 通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心、细致。 短短两周课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，一年多学习了那么多的课程，今天才知道自己并不怎么会用，还好通过此次课程设计使我有收获颇多。同时也感谢夏老师的耐心指导和他那对学生负责、及高度的敬业精神。
四 参考文献
【1】 《机械制造工艺学课程设计指导书》 王栋主编，机械工业出版社，2011。 【2】 《机械加工工艺手册》，肖华主编，中国水利水电出版社，2011。 【3】 《机械制造工艺学》（第二版），王先逵主编，机械工业出版社，2011。 【4】 《互换性与测量技术》，徐学林主编，湖南大学出版社，2005。
题目： 法兰盘机械加工工艺规程及工艺装配设计 系别： 机械工程学院 专业： 机械设计制造及自动化 班级： 机设1004班 姓名： 学号： 指导老师：
教务处
机械制造技术课程设计任务书
设计题目： 法兰盘机械加工工艺规程及工艺装配设计 设计内容：1、零件图； 2、毛坯图；
3、机械加工工艺过程综合卡片； 4、结构设计装配图； 5、结构设计零件图； 6、课程设计说明书。
目 录
序言
一、零件的分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
1.1零件的作用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
1.2零件的工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
二、工艺规程设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
2.1确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状„„„„„„„„„„„2
2.2基准的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
2.3制定工艺路线„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
2. 4 确定加工余量及毛坯尺寸„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
2. 5 确定切削用量及时间定额„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
三、课程设计心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„39
四、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„40
序言
工艺学是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科，具有很强的实践性，要求学习过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强的综合性，课程设计是我们对大学三年的学习的一次深入的综合性的总考核，也是一次理论联系实际的训练，这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（法兰盘）的工艺规程的能力基本原理和方法，是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。 因此，它在我们大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我也希望通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，对未来的工作发展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，恳请老师给予批评指正。
1 零件的分析
1.1零件的作用
所给的零件是法兰盘（见零件图），其为盘类零件，用于卧式车床上车床的变速箱固定在主轴箱上，靠该法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。该零件年产量为5000件，设其备品率α为4%，机械加工废品率β为1%，则该零件的年生产纲领为：N=Qn(1+α+β)=5000×1×(1+4%+1%)= 5250(件/年)，根据文献【2】表5-8可知该产品为大批生产。
1.2零件的工艺分析
零件的材料为45优质碳素结构钢，法兰盘共有两组加工表面，现分述如下： （1）以Φ70k6外圆为中心的加工表面 这一组加工表面包括：
加工表面之间的位置要求：Φ120左端面；
1、Φ70k6mm孔中心轴的轴线必须位于直径为公差值Φ0.04且与公共基准线Φ30H7轴线同轴的圆柱面内；
2、右端面与Φ30H7mm 孔中心轴线的垂直度为0.04且与Φ120右端面的平行度为0.02。
经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。
2 工艺规程设计
2.1确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状
零件材料为45号钢，由于零件年产量为5250件，已达到大批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，在考虑提高生产率保证加工精度后可采用锻造。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。
2.2基准的选择
基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 1）粗基准的选择
选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量：二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的，但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准，现选取外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的5个自由度，达到完全定位。 2）精基准的选择
精基准的选择主要考虑基准重合与统一基准原则。以Φ30H7孔为精基准。
当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。
2.3制定工艺路线
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：
工序05：检验毛坯。 工序10：正火。
工序15：粗车Φ120的右端面及外圆柱面、Φ70k6端面及外圆柱面。
定位基准：Φ70端面、Φ70及Φ120的左端面为粗基准。
工序20：粗车Φ120左端面、Φ70端面及外圆柱面、粗车Φ60H11孔。
定位基准：Φ120的右端面、Φ70k6端面及Φ70k6为粗基准。
工序25：半精车Φ120的右端面、Φ70k6外圆柱面并倒角C2、退刀槽2×0.5。
定位基准：Φ70、Φ120左端面。
工序30：钻Φ30H7
定位基准：Φ70外圆柱面及Φ70端面
工序35：半精车Φ30H7及倒角C2
定位基准：Φ70k6外圆柱面、Φ70端面。
工序40：半精车Φ60H11孔、退刀槽4×Φ62孔
定位基准：Φ30H7外圆柱面。
工序45：钻Φ11孔
定位基准：Φ70k6外圆柱面、Φ120左端面。
工序50：钻Φ18孔
定位基准：Φ11外圆柱面、Φ120左端面
工序55：检验零件。
工序60：整体淬火至45-50HRC。 工序65：粗磨Φ30孔。
定位基准：Φ70k6及Φ70k6端面为基准。
工序70：半精磨Φ30孔。
定位基准：Φ70k6及Φ70k6端面为基准。
工序75：去毛刺。 工序80：清洗、烘干。 工序85：检验。
工序90：打油，包装入库。
综上所述：所得的毛坯图如图2.4-1
图
2.4-1法兰盘毛坯图
2.5确定切削用量及时间定额
（一） 工序15 粗车Φ120的右端面及外圆柱面、Φ70k6端面及外圆柱面。 （1）粗车Φ120的右端面
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为2mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处横车，得修正系数kkv=1.04，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×2
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.04×0.81=67.12（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×67.12π×120
≈178.04r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=125 r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×120×125
1000
m/min=47.12m/min
检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关
的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×31.0×0.5切削功率为
Pm=
2596.5×47.12
60×1000
=2.04KW
0.75
×47.12
-0.15
×0.979
=2596.5N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=3mm
f=0.5mm/r
v=47.12m/min（n=125r/min） 3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=3mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=125r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
3+2.5+4+00.5×125
min=0.152min
（2）Φ120外圆柱面
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处外圆纵车，得修正系数kkv=1.0，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×3
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.0×0.81=60.72（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×60.72π×120
≈161.07r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=125 r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×120×125
1000
m/min=47.12m/min
检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×31.0×0.5切削功率为
Pm=
0.75
×47.12
-0.15
×0.979
=2596.5N
2596.5×47.12
60×1000
=2.04KW
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=3mm
f=0.5mm/r
v=47.12m/min（n=125r/min） 3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=20mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=125r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
20+2.5+4+0
0.5×125
min=0.424min
（3）粗车Φ70k6端面
工件材料：45钢 δb=600MPa 锻件 机床：CA6140卧式车床
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
1. 加工条件
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处横车，得修正系数kkv=1.04，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×3
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.04×0.81=63.15（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×63.15
π×70
≈287.16r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=200 r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×70×200
1000
m/min=43.98m/min。
4）检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×31.0×0.5切削功率为
Pm=
2623.5×43.98
60×1000
=1.92KW
0.75
×43.98
-0.15
×0.979
=2623.5N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=3mm
f=0.5mm/r
v=43.98m/min（n=200r/min） 3.确定加工倒角的切削用量
因为该工序中的倒角主要是为了装配方便，故在实际生产过程中，加工倒角时并不需要详细的计算，切削用量与本工步相同即可。 4. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=3mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=200r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
3+2.5+4+00.5×200
min=0.095min
(4)粗车Φ70k6mm外圆柱面 1. 加工条件
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为2mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTapvf
m
x
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处外圆纵车，得修正系数kkv=1.0，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×2
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.0×0.81=64.54（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×64.54
π×70
≈293.5r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=250r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×70×250
1000
m/min=54.98m/min。
4) 检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×21.0×0.5切削功率为
Pm=
2537.2×54.9860×1000
=2.32KW
0.75
×54.98
-0.15
×0.979
=2537.2N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=2mm
f=0.5mm/r
v=54.98m/min（n=250r/min） 5) 确定加工退刀槽的切削用量
选用高速钢切槽刀，采用手动进给，选择主轴转速n=40r/min，切削速度为
v=
dn1000
=
×70×40
1000
m/min=8.80m/min
3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=7mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=200r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
7+2.5+4+00.5×250
min=0.108min
综上所述，加工后如图2.5-1
图2.5-1工序15
（二）工序20 粗车Φ120左端面、Φ70端面及外圆柱面、粗车Φ60H11孔。 加工条件
工件材料：45钢 δb=600MPa 锻件 机床：CA6140卧式车床 (1)粗车Φ120左端面
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，
根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处横车，得修正系数kkv=1.04，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×3
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.04×0.81=63.15（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×63.15π×120
≈167.51r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=125 r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×120×125
1000
m/min=47.12m/min。
4）检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×31.0×0.5切削功率为
Pm=
2596.5×47.12
60×1000
=2.04KW
0.75
×47.12
-0.15
×0.979
=2596.5N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=3mm
f=0.5mm/r
v=47.12m/min（n=125r/min） 3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=3mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=125r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
3+2.5+4+00.5×125
min=0.152min
(2) 粗车Φ70mm端面 1. 加工条件
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处横车，得修正系数kkv=1.04，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×3
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.04×0.81=63.15（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×63.15
π×70
≈287.16r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=200 r/min，则实际
转速，v1=
dn1000
=
×70×200
1000
m/min=43.98m/min。
5）检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×31.0×0.5切削功率为
Pm=
2623.5×43.98
60×1000
=1.92KW
0.75
×43.98
-0.15
×0.979
=2623.5N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=3mm
f=0.5mm/r
v=43.98m/min（n=200r/min） 3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=3mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=200r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
3+2.5+4+00.5×200
min=0.095min
(3)粗车Φ70mm外圆柱面 1. 加工条件
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处外圆纵车，得修正系数kkv=1.0，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×3
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.0×0.81=60.72（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×60.72
π×70
≈276.16r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=200 r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×70×200
1000
m/min=43.98m/min。
4) 检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×31.0×0.5切削功率为
Pm=
2623.5×43.98
60×1000
=1.92KW
0.75
×43.98
-0.15
×0.979
=2623.5N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=3mm
f=0.5mm/r
v=43.98m/min（n=200r/min） 3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=18mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=200r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
18+2.5+4+0
0.5×200
min=0.245min
(4)粗车Φ60H11孔 1. 加工条件
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为2mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.50mm/r。
3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=242, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处内圆纵车，得修正系数kkv=1.0，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
242
60
0.2
×2
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.0×0.81=64.54（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×64.54
π×60
≈342.39r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=250r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×60×250
1000
m/min=47.12m/min。
4）检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为 Fz=2650×21.0×0.5切削功率为
0.75
×47.12
-0.15
×0.979
=1731.0N
Pm=
1731.0×47.12
60×1000
=1.36KW
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=2mm
f=0.5mm/r
v=47.12m/min（n=250r/min） 3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=21mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.5mm/r n=250r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
21+2.5+4+0
0.5×250
min=0.22min
综上所述，加工后如图2.5-2。
图2.5-2工序20
（三）工序25 半精车Φ120的右端面、Φ70k6外圆柱面并倒角C2、退刀槽2×0.5。 加工条件
工件材料：45钢 δb=600MPa 锻件 机床：CA6140卧式车床 (1)半精车Φ120右端面
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。
,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为1mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.20mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=291, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处横车，得修正系数kkv=1.04，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
291
60
0.2
×1
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.04×0.81=89.55（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×89.55π×120
≈238r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=160 r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×120×160
1000
m/min=60.32m/min。
4）检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为
Fz=2650×11.0×0.20.75×60.32切削功率为
Pm=
419.5×60.3260×1000
=0.42KW
-0.15
×0.979
=419.5N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=1mm
f=0.2mm/r
v=60.32m/min（n=160r/min） 3. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车端面的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=1mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.2mm/r n=160r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
1+2.5+4+00.2×160
min=0.234min
（2）半精车Φ70k6外圆柱面并倒角C2、退刀槽2×0.5
刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为1mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.20mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTapvf
m
x
yv
kv(m/min)
其中：Cv=291, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处外圆纵车，
得修正系数kkv=1.0，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
291
60
0.2
×1
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.0×0.81=86.10（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×86.10
π×70
≈391.54r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=320r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×70×320
1000
m/min=70.37m/min。
4)检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为
Fz=2650×11.0×0.20.75×70.37切削功率为
Pm=
409.9×70.3760×1000
=0.48KW
-0.15
×0.979
=409.9N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=1mm
f=0.2mm/r
v=70.37m/min（n=320r/min） 3.确定加工倒角的切削用量
因为该工序中的倒角主要是为了装配方便，故在实际生产过程中，加工倒角时并不需要详细的计算，切削用量与本工步相同即可。 3. 确定加工退刀槽的切削用量
选用高速钢切槽刀，采用手动进给，选择主轴转速n=40r/min，切削速度为
v=
dn1000
=
×70×40
1000
m/min=8.80m/min
5. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆面的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=7mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.2mm/r n=160r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
7+2.5+4+00.2×320
min=0.211min
综上所述，加工后如图2.5-3。
2.5-3工序25
（四）工序30 钻Φ30H7孔 加工条件
工件材料：45钢 δb=600MPa 锻件 机床：Z3025摇臂钻床
1. 刀具：根据文献【1】表5-19知选取d=28mm，l=291mm,莫氏圆锥号为2号的高速钢锥柄麻花钻作为刀具。根据文献【1】表5-48选择的麻花钻参数
=30，2=118，=50，f=8。根据文献【1】由表5-49知，当
d0>20mm
时，选择钻头后刀面磨损极限值为1.0，耐用度T=50min。
2．计算切削用量
(1)确定背吃刀量ap=
28-02
=14mm
（2）确定进给量f 按照加工要求决定进给量。根据文献【1】表5-50，进给量f取值范围为0.45-0.55mm/r。根据文献【1】表5-51，选取f=0.5mm/r。 （3）确定切削速度v 根据文献【1】表5-52的计算公式确定切削速度
v=
Cvd0vTapf
m
xv
yvz
kv(m/min)
式中，Cv=6.1,Zv=0.4,Xv=0,yv=0.5,m=0.2。根据文献【1】表5-53知，修正系数kTv=1.0；工件材料δb=600MPa，得修正系数kMv=1.16；钻孔时工件经过正火热处理，得修正系数ksv=0.95；刀具材料为高速钢，的修正系数ktv=1.0；钻头为标准刃磨形状，得修正系数kxv=0.87；钻孔深度l=0.71d,得
修
正
系
数
klv=1.0
。所以
5
kv=kTvkMvksvktvkxvklv=1.0×1.16×0.95×1.0×0.87×1.0=0.9
v=
6.1×2850
0.2
0.4
0.5
×14
×0.5
×0.95874=14.34m/min
n=
1000vcπd
=
1000×14.34
π×28
≈163.0r/min
查文献【1】表5-54，根据Z3025机床上的主轴转速选择n=125r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×28×125
1000
m/min=11.0m/min。
4) 检验机床的功率 由文献【1】表5-55查得切削力T和切削功率Pm计算公式如下：
T=CTdtftkT(N
T×30d
v
Pm=
（kw）
式中，CT=0.305，zT=2.0,yT=0.8,kt=kMTkxTkVBT，由文献【1】表5-56得：与工件材料有关的修正系数kMT=0.88，与刃磨形状有关的修正系数
kxT=1.0
；与刀具磨钝有关的修正系数kVBT=0.87因此，总的修正系数为
•
zy
m)
kT=0.88×1.0×0.87=0.77
所以，转矩为
T=0.305×28
×0.5
×0.77=105.75N
切削功率为
Pm=
105.75×11.0
30×28
=1.38KW
根据文献【1】表5-14知：Z3025机床主最大转矩Tm=196.2N
•
2.00.8
m
功率PE=2.2kw，因T
ap=14mm
f=0.5mm/r
v=11m/min（n=125r/min） 4. 基本时间tm
由文献【1】表5-57得车外圆面的基本时间为
tm=
lw+lf+l1
fn
282cot
1182
+3=11.4mm,l1=3mm，f=0.5mm/r
已知lw=20,lf=
n=125r/min。
所以，基本时间为
tm=
20+11.4+30.5×125
min=0.5504min
综上所述，加工后如图2.5-4。
图2.5-4工序30
（五）工序35 半精车Φ30H7及倒角
C2
•
m
，主电动机
1. 刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为0.5mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.20mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【1】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=291, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处内圆纵车，得修正系数kkv=1.0，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
291
60
0.2
×0.5
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.0×0.81=95.54（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×95.54
π×30
≈1013r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=710r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×30×710
1000
m/min=66.92m/min。
4) 检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk系数k
0Fz
r
Fz
=0.89，与前角有关的修正
=1.10，因此，总的修正系数为
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
=0.979
所以，切削力为
Fz=2650×0.51.0×0.20.75×66.92切削功率为
Pm=
206.5×66.9260×1000
=0.23KW
-0.15
×0.979
=206.5N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=0.5mm
f=0.2mm/r
v=66.92m/min（n=710r/min） 3.确定加工倒角的切削用量
因为该工序中的倒角主要是为了装配方便，故在实际生产过程中，加工倒角时并不需要详细的计算，切削用量与该工步相同即可。 4. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车内圆面的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=20mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.2mm/r n=710r/min，i=1， 所以，基本时间为
tm=
20+2.5+4+0
0.2×710
min=0.187min
综上所述，加工后如图2.5-4。
如图2.5-5工序35
（六）工序40 半精车Φ60H11孔、退刀槽4×Φ62孔
1. 刀具：采用刀片材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm2,K=90,0=12,
0=12,=0.5mm，由文献【1】表5-40知，车刀合理耐用度为T=60min。,
2．计算切削用量
1) 已知毛坯长度方向的加工余量为1mm。
2) 进给量f 根据文献【1】表5-42中CA6140的进给量f=0.20mm/r。 3) 计算切削速度，根据文献【4 】表5-43的计算公式确定切削速度
vc
CvTa
m
xvp
f
yv
kv(m/min)
其中：Cv=291, xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。根据文献【1】表5-32，与车削耐用度有关的修正系数为kT=1.0，修正系数kMv=1.0，根据毛坯的表面状态
v
得修正系数ksv=1.0，刀具材料为YT15，得修正系数ktv=0.65；此处内圆纵车，得修正系数kkv=1.0，主偏角r900，得修正系数kkv=0.81.
r
v=
291
60
0.2
×1
0.15
×0.5
0.35
×1.0×1.0×1.0×0.65×1.0×0.81=86.10（m/min）
确定机的主轴转速 n=
1000vcπd
=
1000×86.10
π×60
≈456.77r/min
查文献【1】表5-44，根据CA6140机床上的主轴转速选择n=320r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×60×320
1000
m/min=60.32m/min。
4) 检验机床的功率 由文献【1】表5-45查得切削力Fz和切削功率Pm
计算公式
如下：
FzCFzap
xFz
f
yFz
v
nFz
kFz（N）
Pm
Fzv6010
3
（kw）
，由
式中，CFz=2650，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，kFkTFkMFkkrFzk
z
z
z
0Fz
文献【1】表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFz=1.0，与工件材料有关的修正系数kMFz=1.0，与主偏角有关的修正系数kk数k
0Fz
r
Fz
=0.8，与前角有关的修正系
=1.10，因此，总的修正系数为
=0.979
kFz=kTFzkMFzkkrFzk0Fz=1.0×1.0×0.89×1.10
所以，切削力为
Fz=2650×11.0×0.20.75×60.32切削功率为
Pm=
419.50×60.3260×1000
=0.42KW
-0.15
×0.979
=419.50N
根据文献【1】表5-46知：CA6140机床主电动机功率PE=7.5KW，因Pm PE，故上述切削用量可用，最后确定的切削用量为
ap=1mm
f=0.2mm/r
v=60.32m/min（n=320r/min） 3. 确定加工退刀槽的切削用量
选用高速钢切槽刀，采用手动进给，选择主轴转速n=40r/min，切削速度为
v=
dn1000
=
×30×40
1000
m/min=3.77m/min
4. 基本时间tm
由文献【1】表5-47得车外圆面的基本时间为
tm=
l+l1+l2+l3
fn
i
已知l=21mm，l1=2.5mm，l2=4mm，l3=0，f=0.2mm/r n=320r/min，i=1，
所以，基本时间为
tm=
21+2.5+4+0
0.2×320
min=0.430min
综上所述，加工后如图2.5-6。
图2.5-6工序40
（七）工序45：钻Φ11孔 加工条件
工件材料：45钢 δb=600MPa 锻件 机床：Z3025摇臂钻床
1. 刀具：根据文献【1】表5-19知选取d=11mm，l=175mm,莫氏圆锥号为2号的高速钢锥柄麻花钻作为刀具。根据文献【1】表5-48选择的麻花钻参数
=30，2=118，=50，f=12。根据文献【3】由表5-49知，当
d0
时，选择钻头后刀面磨损极限值为0.8，耐用度T=45min。
2．计算切削用量 (1)确定背吃刀量ap=
11-02
=5.5mm
（2）确定进给量f 按照加工要求决定进给量。根据文献【1】表5-50，进给量f取值范围为0.25-0.31mm/r。根据文献【1】表5-51，选取f=0.3mm/r。 （3）确定切削速度v 根据文献【1】表5-52的计算公式确定切削速度
v=
Cvd0vTapvf
m
x
yvz
kv(m/min)
式中，Cv=6.1Zv=0.4,Xv=0,yv=0.5,m=0.2。根据文献【1】表5-53知，修正系数kTv=1.0；工件材料δb=600MPa，得修正系数kMv=1.16；钻孔时工件经过正火热处理，得修正系数ksv
=0.95；刀具材料为高速钢，的修正
系数ktv=1.0；钻头为标准刃磨形状，得修正系数kxv=0.87；钻孔深度l=1.81d,得修正系数klv=1.0。所以
kv=kTvkMvksvktvkxvklv=1.0×1.16×0.95×1.0×0.87×1.0=0.95874
v=
6.1×1145
0.2
0.4
0.5
×5.5
×0.3
×0.95874=13.01m/min
n=
1000vcπd
=
1000×13.01
π×11
≈376.57r/min
查文献【1】表5-54，根据Z3025机床上的主轴转速选择n=315r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×11×315
1000
m/min=10.89m/min。
4) 检验机床的功率 由文献【1】表5-55查得切削力T和切削功率Pm计算公式如下：
T=CTdtftkT(N
T×30d
v
Pm=
（kw）
式中，CT=0.305，zT=2.0,yT=0.8,kt=kMTkxTkVBT，由文献【1】表5-56得：与工件材料有关的修正系数kMT=0.88，与刃磨形状有关的修正系数
kxT=1.0
；与刀具磨钝有关的修正系数kVBT=0.87因此，总的修正系数为
kT=0.88×1.0×0.87=0.77
所以，转矩为
T=0.305×11
×0.3
×0.77=15.56N
切削功率为
Pm=
15.56×10.89
30×11
=0.52KW
根据文献【1】表5-14知：Z3025机床主最大转矩Tm=196.2N
•
2.0
•
zy
m)
0.8
m
功率PE=2.2kw，因T
ap=5.5mm
•
m
，主电动机
f=0.3mm/r
v=10.89m/min（n=315r/min） 4. 基本时间tm
由文献【1】表5-57得车外圆面的基本时间为
tm=
lw+lf+l1
fn
112cot
1182
+3=6.30mm,l1=3mm，f=0.3mm/r
已知lw=20,lf=
n=315r/min。
所以，基本时间为
tm=3×
20+6.30+30.3×315
min=0.930min
综上所述，加工后如图2.5-7。
图2.5-7工序45
(八)工序50：钻Φ18孔 加工条件
工件材料：45钢 δb=600MPa 锻件 机床：Z3025摇臂钻床
1. 刀具：根据文献【1】表5-19知选取d=18mm，l=228mm,莫氏圆锥号为2号的高速钢锥柄麻花钻作为刀具。根据文献【1】表5-48选择的麻花钻参数
=30，2=118，=50，f=12。根据文献【1】由表5-49知，当
d0
时，选择钻头后刀面磨损极限值为0.8，耐用度T=45min。
2．计算切削用量 (1)确定背吃刀量ap=
18-11
2
=3.5mm
（2）确定进给量f 按照加工要求决定进给量。根据文献【1】表5-50
，进给量
f取值范围为0.35-0.43mm/r。根据文献【1】表5-51，选取f=0.4mm/r。 （3）确定切削速度v 根据文献【1】表5-52的计算公式确定切削速度
v=
Cvd0vTapvf
m
x
yvz
kv(m/min)
式中，Cv=6.1Zv=0.4,Xv=0,yv=0.5,m=0.2。根据文献【1】表5-53知，修正系数kTv=1.0；工件材料δb=600MPa，得修正系数kMv=1.16；钻孔时工件经过正火热处理，得修正系数ksv=0.95；刀具材料为高速钢，的修正系数ktv=1.0；钻头为标准刃磨形状，得修正系数kxv=0.87；钻孔深度l=0.55d,得
修
正
系
数
klv=1.0
。所以
5
kv=kTvkMvksvktvkxvklv=1.0×1.16×0.95×1.0×0.87×1.0=0.9
v=
6.1×1845
0.2
0.4
0.5
×3.5
×0.4
×0.9=5138m/.m
77i
42n
n=
1000vcπd
=
1000×13.72
π×18
≈242.69r/min
查文献【1】表5-54，根据Z3025机床上的主轴转速选择n=200r/min，则实际转速，v1=
dn1000
=
×18×200
1000
m/min=11.31m/min。
4) 检验机床的功率 由文献【1】表5-55查得切削力T和切削功率Pm计算公式如下：
T=CTdtftkT(N
T×30d
v
Pm=
（kw）
式中，CT=0.305，zT=2.0,yT=0.8,kt=kMTkxTkVBT，由文献【1】表5-56得：与工件材料有关的修正系数kMT=0.88，与刃磨形状有关的修正系数
kxT=1.0
；与刀具磨钝有关的修正系数kVBT=0.87因此，总的修正系数为
kT=0.88×1.0×0.87=0.77
所以，转矩为
T=0.305×18
×0.4×0.77=36.56N
•
2.0
•
zy
m)
0.8
m
切削功率为
Pm=
36.56×11.31
30×18
=0.77KW
根据文献【1】表5-14知：Z3025机床主最大转矩Tm=196.2N
功率PE=2.2kw，因T
ap=3.5mm
f=0.4mm/r
v=11.31m/min（n=200r/min） 4. 基本时间tm
由文献【1】表5-57得车外圆面的基本时间为
tm=
lw+lf+l1
fn
182cot
1182
+3=8.41mm,l1=3mm，f=0.4mm/r
已知lw=10,lf=
n=200r/min。
所以，基本时间为
tm=3×
10+8.41+30.4×200
min=0.804min
综上所述，加工后如图2.5-8。
表2.5-8工序50
(九) 工序65 粗磨Φ30孔。
机床 M114W万能外圆磨床
1)选择砂轮。根据文献【2】表3-3中磨料A46KV6P 4015
20
•
m
，主电动机
其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为401520
2)切削用量的选择。根据文献【2】表33-42有 工件速度 vw＝18m/min切削深度 纵向进给量 fa＝0.5B＝10mm(双行程) 3)切削工时 t
2DbZbk1000vfafr
fr
＝0.0157mm/st
式中 D---被加工直径 b----加工宽度 Zb--单边加工余量 K---系数 V---工作台移动速度 fa--工作台往返一次砂轮轴向进给量 fr--工作台往返一次砂轮径向进给量
t=
2×30×20×0.4×1.11000×18×10×2×0.0157
＝0.293(min)
综上所述，加工后如图2.5-9。
图2.5-9工序65
（十）工序70 半精磨Φ30孔。
机床 M114W万能外圆磨床
1)选择砂轮。根据文献【2】表3-3磨料A46KV6P 401520
其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为401520
2)切削用量的选择。根据文献【2】表33-42有 工件速度 vw＝18m/min切削深度 纵向进给量 fa＝0.5B＝10mm(双行程
)
fr
＝0.0157mm/st
3)切削工时 t
2DbZbk1000vfafr
式中 D---被加工直径 b----加工宽度 Zb--单边加工余量 K---系数 V---工作台移动速度 fa--工作台往返一次砂轮轴向进给量 fr--工作台往返一次砂轮径向进给量
t=
2×30×20×0.1×1.1
1000×18×10×2×0.0157
＝0.073(min)
综上所述，加工后如图2.5-10。
图2.5-10工序70
工序20其中的尺寸链分析：
L1=18±0.04，L2=21±0.04
，求的L0=39±0.08。
三、 设 计 小 结
这次的课程设计对于我来说有着深刻的意义，这种意义不光是自己能够独立课程设计完成了设计任务，更重要的是在这段时间內使自己深刻感受到设计工作的那份艰辛，需要精益求精所付出的艰辛。
能够顺利的完成这次课程设计，得助于老师的悉心指导。在设计过程中，由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解，导致在设计中碰到了许多的问题。但在我们小组成员的共同努力下，翻阅资料、查工具书，解决设计过程中的一个又一个的问题。在这个过程中，使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，同时，也锻炼了相互之间的协同工作能力。在此，十分感谢老师的细心指导，感谢同学们的互相帮助。在以后的学习生活中，我将继续刻苦努力，不断提高自己。
工艺设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．我们今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中打下坚实的基础。老师的认真、耐心的指导，我们对整个的《机械制造工艺与装备》的理论知识和全面地综合运用本课程及其有关选修课程的理论和实践知识，对知识有了更进一步的巩固和加深，非常感谢老师给我们这次锻炼的机会。说实话，课程设计真的有点累，然而，当我一手清理自己的设计成果，细细回味这两周的心路历程时，一种少有的成功喜悦使倦意顿消，虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟了许多。 通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心、细致。 短短两周课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，一年多学习了那么多的课程，今天才知道自己并不怎么会用，还好通过此次课程设计使我有收获颇多。同时也感谢夏老师的耐心指导和他那对学生负责、及高度的敬业精神。
四 参考文献
【1】 《机械制造工艺学课程设计指导书》 王栋主编，机械工业出版社，2011。 【2】 《机械加工工艺手册》，肖华主编，中国水利水电出版社，2011。 【3】 《机械制造工艺学》（第二版），王先逵主编，机械工业出版社，2011。 【4】 《互换性与测量技术》，徐学林主编，湖南大学出版社，2005。