插入耳環(huán)夾具設(shè)計

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1、公稠州仲器皆餞 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 課程設(shè)計 題 目 插入耳環(huán)工藝設(shè)計 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 完成日期 第一章零件分析 1 一、零件的功用分析 1 二、零件的工藝分析 1 第二章機械加工工藝規(guī)程制定 1 一、選擇毛坯種類并確定制造方法 1 二、基面的選擇 1 （一）粗基準的選擇 2 （二）精基準的選擇 2 三、選擇力口工方法 2 （一）平面的加工 2 （二）孔的加工 2 （三）外圓與退刀槽、攻螺紋 2 （四）槽加工 2 四、制定工藝路線 2 五、確定加工余量及毛坯尺寸 3 （一） 確定加工余量 3 （二）確定毛

2、坯基本尺寸 4 （三）確定毛坯尺寸公差 4 （四） 繪制毛坯簡圖 4 六、工序設(shè)計 5 （一）選擇加工設(shè)備與工藝裝備 5 （二）確定工序尺寸 6 七、確定切削用量和基本時間 6 （一）工序05 （粗銃兩邊面 D、E）切削用量及基本時間的確定 7 （2） 工序15 （粗車①35外圓）切削用量及基本時間的確定 8 （3） 工序20、25 （粗車①27外圓、倒角C2、錐面及切退刀槽）切削用量及基 本時間的確定 10 （四）工序35、40（鉆及擴①32mm孔）切削用量及基本時間的確定 12 （5） 工序45 （半精車①35外圓）切削用量及基本時間的確定 15

3、 （6） 工序50 （精車①35外圓）切削用量及基本時間的確定 17 （七）工序60 （車削螺紋）切削用量及基本時間的確定 19 （八）工序70 （粗銃鍵槽）切削用量及基本時間的確定 21 （九）工序75 （精銃鍵槽）切削用量及基本時間的確定 23 參考文獻 24 第一章零件分析 一、零件的功用分析 題目所給的零件是插入耳環(huán)， 其作用是用來固定晾衣架的上端， 當(dāng)然插入耳環(huán)的作用還 有很多，主要起固定功能。 二、零件的工藝分析 如圖1-1可以看出，標(biāo)有表面粗糙度符號的表面有平面、 退刀槽、內(nèi)孔、鍵槽等。其中， 表面粗糙度要求最低的是表面 D E,粗糙度為Ra5Q粗糙

4、度要求最高的是外圓 ①35,表面 粗糙度為Ra1.6。該外圓也是插入耳環(huán)的主要設(shè)計基準。 從工藝上看，鍵槽對 ①35軸線的對稱度公差為 0.1 ,孔①32軸線對①35軸線的垂直度 公差為0.5/50 ,可以通過使用專用機床夾具來保證。 ①35的公差等級為IT7級，表面粗糙 度為Ra1.6,可以通過精車來保證。表面 D E精度要去不高可以通過粗銃來完成， ①32孔 的內(nèi)孔粗糙度為 Ra6.5可以通過鉆床，然后再擴鉆，可達到精度。 C面通過粗銃就可以達到 要求。A面也通過粗銃。 對插入耳環(huán)零件圖進行工藝審核后， 可知該零件圖視圖正確、 完整，尺寸、公差及技術(shù) 要求齊全，加工要求合理，零

5、件的結(jié)構(gòu)工藝性較好。 28 第二章機械加工工藝規(guī)程制定 、選擇毛坯種類并確定制造方法 按設(shè)計任務(wù)書，插入耳環(huán)成大批大量生產(chǎn)。 由該零件的功用和原始零件圖可知， 該零件材料為45鋼，屈服強度為600MPA該零件的 形狀不是十分復(fù)雜，因此毛坯的形狀與零件的形狀應(yīng)盡量接近， ①35軸的單邊余量2.5mni 兩邊余量5.0mm,所以毛坯尺寸 ①40,在軸向方向3mm所以毛坯軸向長度為150mm所以用 150X 79X41的毛坯，確定加工余量及毛坯尺寸。 二、基面的選擇 它是工藝路線是否正確合理的前提。 定位基準的選擇是工藝規(guī)程制定中的重要工作, 確合理地選擇定位基準

6、，可以確保加工質(zhì)量、縮短工藝過程、簡化工藝裝備結(jié)構(gòu)與種類、提 高生產(chǎn)率。 （一）粗基準的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。 ①35m的為重要表面，加工時要求余 量小而均勻，盡量通過粗基準，加工出一個精基準面，因此應(yīng)選擇該 ①35mm由線為粗基準。 （二）精基準的選擇 精基準的選擇有利于保證加工精度， 并使工件裝夾方便。在選擇時，主要應(yīng)該考慮基準 重合、基準統(tǒng)一等問題。插入耳環(huán)是帶有孔的零件。①32mmi是精度要求最高的高的孔，俄 日避免由于基準不重合而產(chǎn)生誤差， 保證加工精度，應(yīng)選 ①32mmi為精基準，即遵循“基準 重合”的原則。還由于零件的要求是 ①35mm由

7、和①32mmi在垂直度上有較高的精度要求， 因 此選擇①32mmi作為精基準，這樣就保證精度要求最高的 ①35mmi的加工精度，減少加工誤 差。在插入耳環(huán)的加工過程中， 該孔還可以作為大部分工序的定位基準， 加工其他次要表面， 體現(xiàn)了 “基準統(tǒng)一”的選擇原則。 三、選擇加工方法 （一）平面的加工 平面加工的方法很多， 有車、包1J、銃、磨、拉等。對于本零件由于表面 D、E粗糙度為Ra50, 通過粗銃就可以達到。而對于 C0粗糙度為Ra6.3通過粗銃也可以達到。而表面 A勺粗糙度要 求為Ra12.5,由表5-11 ,根據(jù)GB/T 1804-2000規(guī)定，選用中等級（mm ,相當(dāng)于IT1

8、3級，故 可考慮粗車或粗端銃，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，選用端銃加工方式。 （二）孔的加工 孔的加工方式有鉆、擴、鏈、拉、磨等。 ①32孔內(nèi)壁粗糙度為Ra6.3,采以就用鉆-擴方 式進行加工，鉆孔后擴孔就可以達到這個精度要求，滿足安裝配合 E9。①5的銷孔，直接用 槍孔鉆就可以加工出來。 （三）外圓與退刀槽、攻螺紋 外圓①35的加工在本零件中最重要部分。由于外圓的公差等級為 IT7級，表面粗糙度 Ra1.6,所以采用粗車-半精車-精車。而對于外圓 ①27,表面要進行攻螺紋，所以進行粗車 就可以了。在粗車過后再用螺紋車刀進行攻螺紋。退刀槽可以用切斷刀車出。 （四）槽加工 對槽的加工，

9、1t的要求為 Ra3.2,進過粗銃-精銃就可以達到。 四、制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點， 應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、 尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能 得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下， 可以考慮采用萬能性機床配以專 用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。 除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn) 成本盡量下降。故采用如下加工工藝： 工序5:粗銃二邊表面D E 定位基準：外圓①35 工序10：粗銃O 定位基準：底面D面以及E面。 工序15:粗車外圓 ①35 定位基準：底面D面以及E面。 工序20:粗車外圓①27 （工步1）、倒角C1 （工步2）及車退刀槽

10、①24 定位基準：底面D面以及E面。 工序25:進行熱處理調(diào)質(zhì) 工序30:鉆①32的孔 定位基準：外圓 ①35以及R2矽卜圓面。 工序35:擴①32的孔 定位基準：外圓 ①35以及R2矽卜圓面。 工序40：半精車外圓 ①35 定位基準：①32的孔及兩邊表面D、E。 工序45：精車①35 定位基準：①32的孔及兩邊表面D、E。 工序50:車錐面，倒角C2 定位基準：①32的孔及兩邊表面D、E。 工序55:攻螺紋M27X 1.5-6h 定位基準：①32的孔及兩邊表面D、E。 工序60:鉆①5的銷孔 定位基準：①32的孔及兩邊表面D、E。 工序65:粗銃鍵槽 用銃

11、床專用夾具，進行鍵的加工。 工序70:精銃鍵槽 用銃床專用夾具，進行鍵的加工 工序75:銃A面 定位基準：①32的孔及兩邊表面D、E。 五、確定加工余量及毛坯尺寸 （1） 確定加工余量 插入耳環(huán)的材料為45鋼，屈服強度600MPa采用砂型機器造型，且為批量生產(chǎn)。由表 5-2知，鑄鋼件采用砂型機器造型時， 鑄件的尺寸公差為CT8-CT12及，此處選為CT9a。由表 5-3選擇加工余量為H01,根據(jù)機械加工后鑄件白^最大輪廓尺寸由表 5-4可查得個加工表面余 量如下表： 表1-1 加工表面 單邊余量/mm 雙邊余量/mm 備注 兩邊面D E面 3 6 粗銃一

12、次完成 小35外圓 3 6 基本尺、」為81mm 小32孔E9 3 6 先用鉆頭鉆孔至①31,再擴 至①32。基本尺寸為孔深尺 寸 36mm 銃鍵槽 3 無 基本尺寸為①25 M27x1.5-6h 的螺紋 7 14 主要由小35外圓的毛坯 尺寸決定 軸向長度84尺寸 3 無 車錐面、粗車①27端面、粗 車①35端面共同決定 （二）確定毛坯基本尺寸 加工表面的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上查取得相應(yīng)加工余量即可， 所得毛坯尺寸如表 3-2所示： 表3-2 零件尺寸/mm 加工余量/mm 毛坯尺寸/mm 36 6 42 ①35 6

13、 ①41 81 3 84 （三）確定毛坯尺寸公差 由表5-1 ,選用CT7級查的各鑄件加工尺寸公差如表 3-3所示: 表3-3 毛坯尺寸/mm 公差/mm 標(biāo)注 結(jié)果 42 1.8 42 4 0.9 41 1.8 + 0.9 41 09 84 2.2 + 1.1 84+ 1,L （四） 繪制毛坯簡圖 根據(jù)以上內(nèi)容及砂型鑄件的有關(guān)標(biāo)準與規(guī)定，繪制毛坯簡圖，如圖 3-1: 六、工序設(shè)計 (一)選擇加工設(shè)備與工藝裝備 1 .選擇加工設(shè)備 選擇加工設(shè)備即選擇機床類型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點，選擇了加工方法, 因此機床的類

14、型也隨之確定。至于機床的型號，主要取決于現(xiàn)場設(shè)備情況。若零件加工余量 較大，加工材料又較硬，有必要校驗機床功率。根據(jù)以上內(nèi)容和考慮零件經(jīng)濟度與零件表面 設(shè)計相適應(yīng)，又本零件的加工余量和硬度不是很大，故選定各工序機床如下： (1)工序05: XA5032立式升降臺銃床，主要技術(shù)參數(shù)見表 5-13。 (2)工序 10、65、70、75、80: X6132 萬能銃床。 (3)工序 15、20、25、45、50、55、60:選擇 CA6140 車床 (4)工序35、40:選用Z3025搖臂鉆床。 2 .選擇夾具 對于成批生產(chǎn)的零件，大多采用專用機床夾具。在保證加工質(zhì)量、 操作方便、滿足高效

15、 率的前提下，亦可部分采用通用夾具。本機械加工工藝規(guī)程中所有工序均采用了專用機床夾 具，專門設(shè)、制造。 3 .選擇刀具 根據(jù)加工工藝需要刀具的選擇情況如下: 高速鋼鑲齒套式面銃刀 高速鋼錐柄麻花鉆 YT類硬質(zhì)合金 高速鋼鑲齒套式面銃刀 在中批生產(chǎn)中，不排除在某些工序中使用專用刀 (1)工序05二邊表面 D E (2)工序35鉆①32 (3)工序 15、45、50 (4)工序70、75銃鍵槽 在刀具選擇過程中盡量選擇通用刀具。 具，但專用刀具需要專門定做，詳細的內(nèi)容可參閱《金屬切削刀具》等教材及相關(guān)資料。 4 .選擇量具 選擇量具的原則是根據(jù)被測對象的要求， 在滿

16、足測量精度的前提下，盡量選用操作方便、 測量效率搞的量具。 量具由通用量具和各種專業(yè)量具， 其種類的選擇主要應(yīng)考慮被測尺寸的 性質(zhì)，如內(nèi)徑、外徑、深度、角度、幾何形狀等以及被測工件的特點， 如工件的形狀、大小、 精度、生產(chǎn)類型等。本零件屬于成批生產(chǎn)，一般采用通用量具。選擇量具的方法有兩種：一 種按計量器具的不確定度選擇。一般根據(jù)被測對象的公差帶寬度先查得相應(yīng)的安全裕度 A 和計量器具的不確定度允許值 U1(U1 = 0.9A),然后在量具手冊中選擇一種不確定度等于或 小于Ui的量具；二是按計量器具的測量方法極限誤差選擇。 下面以精車 ①35為例選擇量具。外圓①35的尺寸公差T=0.0

17、25 ,選擇刻度值為0.001mm 的千分尺。 (二)確定工序尺寸 確定工序尺寸時，對于加工精度要求較低的表面，只需粗加工工序就能保證設(shè)計要求， 將設(shè)計尺寸作為工序尺寸即可， 上下偏差的標(biāo)注也按設(shè)計規(guī)定。 當(dāng)加工表面精度較高時，往 往要經(jīng)過數(shù)道工序才能達到要求。 工序的尺寸的確定采用的是由后往前推算的方法， 由加工表面的最后工序即設(shè)計尺寸開 始，逐次加上每道加工工序余量， 分別得到各工序基本尺寸。 各個工序加工余量可查手冊得 到，工序尺寸的公差帶寬度按經(jīng)濟精度確定，上下偏差按“入體”原則標(biāo)注，最后一道工序 的公差應(yīng)按設(shè)計要求標(biāo)注。 F面確定各工序的工序尺寸、余量及確定公差。 (1

18、)①35的外圓表面： 工序名稱 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 精車 0.5 ①35 IT7 Ra1.6 1.5 ①35.5 IT9 Ra6.3 粗車 4 ①37 IT11 Ra12.5 毛坯 041 (2)力口工M27x1.5-6h的螺紋: 工序名稱 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 攻螺紋 M27x1.5-6h 粗車 14 ①27 IT11 Ra12.5 (3) ①32E9的孑L: 工序名稱 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 擴 1 32 IT10 R6.

19、3 鉆 30 30 IT11 R12.5 (4)銃鍵槽 工序名稱 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 精銃 0.5 8 IT8 Ra3.2 半精銃 1.5 7.5 IT11 Ra6.3 粗銃 5 5 (5)軸向長度84尺寸: 工序名稱 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 車錐面 1 84 IT8 Ra6.3 粗車①27端面 1 85 IT11 Ra12.5 粗車①35端面 1 86 IT11 Ra12.5 毛坯 87 七、確定切削用量和基本時間 切削用量包括切削

20、速度、進給量和背吃刀量，確定方法是先確定背吃刀量，再進給量， 最后確定切削速度。 不同的加工性質(zhì)，對切削加工的要求不一樣。 粗加工時，應(yīng)盡量保證較 高的金屬切削率和必要的刀具耐用度， 故一般優(yōu)先選擇盡可能大的背吃刀量， 其次選擇較大 的進給量，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定適合的切削速度。 精加工時，首先應(yīng)保證工件的 加工精度和表面質(zhì)量要去， 故一般選用較小的背吃刀量和進給量， 而盡可能選用較高的切削 速度。 (一)工序05 (粗銃兩邊面 D、E)切削用量及基本時間的確定 1 .切削用量 本道工序是粗銃端面， 已知加工材料為 45鋼，機床選用XA5032立式銃床，選用刀具為 高速

21、鋼鑲齒套式面銃刀，其參數(shù)：直徑 d=125mm孔徑D=40mm寬L=40mm齒數(shù)z=14.根據(jù) 表5-26確定銃刀角度，選擇前角 Y=20 ,后角“二12 ,主偏角k=60 ,螺旋角3 =10 , 已知銃削寬度為 63mm銃削背吃刀量為 ap=6mm (1)確定每齒進給量 af根據(jù)表5-13知XA5032型立式銃床的主電機功率為 7.5kw,查 表5-27知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銃刀加工鑄鐵時，其每齒進給量 af =0.08 ~ 0.15mm / z。由于本工序被吃刀量和銃削寬度較小， 故選擇最大的每齒進給量。 af =0.08mm/z (2)選擇銃刀磨鈍標(biāo)準和耐用時度 根據(jù)表5-2

22、8 ,用高速鋼鑲齒端銃刀粗加工鑄劍時， 選擇銃刀后刀面磨損極限值為 2.0mm，查表5-29知銃刀直徑d=80mm寸，經(jīng)插值的端銃刀的 合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達到磨鈍的標(biāo) 準所經(jīng)歷的總切削時間。 (3)確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 vf 查表5-30知，高速鋼銃刀銃削速度為 15 ~ 25m/min ,則所需銃床主軸轉(zhuǎn)速范圍是 n = 1000v =38.2~ 63.7r/min 二 d 根據(jù)XA5032機床的標(biāo)準主軸轉(zhuǎn)速，由表 5-13選取n=60r/min,則實際銃削速度為 m/ min = 23.55m/min 二

23、 125 60 v 二 1000 工作臺每分鐘進給量為 vf = fn =afzn=0.08 14 60mm/min = 67.2mm/min 根據(jù)表5-13中工作臺標(biāo)準縱向進給量，選取 vf = 60mm/min ,則實際每齒進給量為 Vf 60 八… ， af = — = = 0.071mm / z zn 10 60 (4)校驗機床功率 由表5-31和表5-32知，銃削力Fz和銃削功率Pm計算公式如下: Fz xF yF uF CfHp af aw z qF wF d0 n kFz(N) Pm FzV 60 103 (kW) 式中 C

24、v =788,xF =0.95,yF =0.8,uF =1.1,wF =0,qF =1.1,kFz = 0.92。所以，銃削 梨為 Fz CxF yF uF fHp af aw z qF wF d(o n kFz 788 60.95 0.0710.8 631.1 14 1251」 0.92 =3336.15(N) Fzv 60 103 1891.1 15.08 60 103 =0.48(kW) XA5023銃床主電機功率為 7.5kW。故選用切削用量合適。最后的切削用量為 aP =3mm af = 0.071mm vf = 60mm/min v =

25、0.39m/ s 2 .基本時間tm 根據(jù)表5-33知，Mr <90的端銃刀對銃削的基本時間為 tm lw 11 12 式中, lw一工件銃削部分長度，單位為 mm; I1一切入行程長度，單位為 mm I2一切出行程長度，單位 vf I1 =0.5(d0-Jd。2 -aw2)+ aP ； tan r vf 一工作臺每分鐘進給量, 單位為 mm/min。 已知vf =60mm/min, lw =63mm。由表5-34查的切入切出行程長度l1+l2=12mm。 所以，基本時間為 tm 63 12 60 =1.25min （2） 工序

26、15 （粗車①35外圓）切削用量及基本時間的確定 本工序為粗車@35mm外圓，機床采用最常用的 CA6140臥式車床，采用 YT15硬質(zhì)合 金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表 5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏 角\ =45口、前角；0 =10、刃傾角％ =-5’、刀尖圓弧半徑「名=0.8mm車刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形車刀。由表5-40知，車刀合理耐用度為 T =60 min 。 1 .確定粗車①35外圓切削用量 (1)確定背吃刀量ap 由前述可知粗車時雙邊加工余量為 4mm,,粗車后外圓直徑為 137mm ,故單邊余量為 2

27、mm, IP ap =2mm o (2)確定進給量f 對于粗加工，根據(jù)表 5-42,按照CA6140機床的進給量值，以 及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》第 95頁表4-53可知，當(dāng)加工45鋼時，車刀刀桿尺寸 BX H為20X30,背吃刀量 a =2.0mm ,則進給量 f=0.4~0.5mm/r ,因此選取 f =0.4mm/r。 (3)確定切削速度V 根據(jù)表5-43的計算公式確定切削速度 v mC； kv(m/min) T apv f v 式中，Cv=242,xv =0.15,yv = 0.35,m = 0.2,因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條 件不完全相同，故需根據(jù)表

28、5-32對車削速度進行修正：根據(jù)刀具耐用度 T=60min ,得修正 系數(shù)為kTv =1.0；根據(jù)工件材料0b =600MPa,得修正系數(shù)為kM = 1.0;根據(jù)毛坯表面狀 態(tài)得修正系數(shù)為ksv=0.8,刀具材料為YT15,得修正系數(shù)ktv=1.0；主偏角Mr=451經(jīng) 插值得修正系數(shù)ka=1.0。所以 242 . ,. v=―z-z 1.0 1.0 0.8 1.0 1.0/ min = 106.0m/ min 600.2 父2 5 父0.4 1000V 1000 106 n = = r / min = 964.2r / min 二 35 查表5-44,以

29、及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》 第98頁表4-58外圓切削速度參考值 可知，V =1.5~1.83m/s ,則所需車床主軸轉(zhuǎn)速范圍 n= =709~874.2r/min ,根據(jù)CA6140機床上 的主軸轉(zhuǎn)速選擇n =710r/min ,則實際切削速度為 n 二 d 710 二 35 , v = = r / min = 78.1r / min 1000 1000 (4)檢驗機床功率 由表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm計算公式如下: xF yFz nF Fz =CFzapzfy v zkFz(N) FzV z 3(kW) 60 103 式中，Cf = 2650

30、,Xfz =1.0, yFz =0.75, nFz =—0.15, kFz = kTFzkMFz k^Fz k%Fz ,由表 5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù) kTFv =1.0,與工件材料有關(guān)的修正系數(shù) kMFz = 1.0 , 與主偏角相關(guān)的修正系數(shù) k的工=1.0； 與前角有關(guān)的修正系數(shù) k-；Fz =1.0。因此總的修正系  數(shù)為 kF =1.0 1.0 1.0 1.0 =1.0 v 所以，切削力為 Fz =2650 21.0 0.40.75 106.0 35 1.0N =1245.1N 切削功率為 Pm = 1245.1 78.1 60

31、103 kW =1.62kW 根據(jù)表5-46知：CA6140機床主電機功率 Pm =7.5kW ,因Pm

32、量生產(chǎn)時的試切附加長度，單位為 mm； i ——進給次數(shù)。 2 已知 1 =87mm , 1i = +2.5mm = 4.5mm , l2 =4mm , l3 = 0 , i =1 , tan 45 f =0.08mm/ r , n =1120r / min。所以，基本時間為 87 4.5 4 0 tm = min = 0.34 min 0.4 710 （三）工序20、25 （粗車①27外圓、倒角C2、錐面及切退刀槽）切削用量及基本時 間的確定 本工序為粗車427mm外圓，機床采用最常用的 CA6140臥式車床，采用 YT15硬質(zhì)合 金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表 5

33、-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏 角9 =45、前角70 =10\刃傾角h = —5,刀尖圓弧半徑 q = 0.8mm車刀加工。由 3- 表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形車刀。由表5-40知，車刀合理耐用度為 T =60 min o 1.確定粗車①27外圓切削用量 (1)確定背吃刀量ap 由前述可知粗車時雙邊加工余量為 8mm,,粗車后外圓直徑為 427mm,故單邊余量為 4mm,即ap=4mm。 (2)確定進給量f 對于粗加工，根據(jù)表 5-42,按照CA6140機床的進給量值，以 及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》第 95頁表4-53可知，當(dāng)加

34、工45鋼時，車刀刀桿尺寸 BXH 為 20X30,背吃刀量 a =4.0mm ,則進給量 f=0.4~0.5mm/r ,因此選取 f =0.4mm/r。 (3)確定切削速度V 根據(jù)表5-43的計算公式確定切削速度 v ml] kv(m/min) T ap f 式中， Cv =242,xv = 0.15,「= 0.35,m = 0.2,因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條 件不完全相同，故需根據(jù)表 5-32對鏈削速度進行修正：根據(jù)刀具耐用度 T=60min ,得修正 系數(shù)為kT =1.0；根據(jù)工件材料0b =600MPa,得修正系數(shù)為kM =1.0;根據(jù)毛坯表面狀 I v v 態(tài)得修正系

35、數(shù)為ksv=0.8,刀具材料為YT15,得修正系數(shù)ktv=1.0；主偏角父r=45*,經(jīng) 242 v 二 ~0.2 ~0?15 --0.35 60 2 0.4 插值得修正系數(shù)kKv =1.0。所以 1.0 1.0 0.8 1.0 1.0/min =106.0m/min 1000v 1000 106 n = = r / min = 964.2r / min 二 d 二 35 查表5-44,以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》 第98頁表4-58外圓切削速度參考值 可知，V =1.5~1.83m/s ,則所需車床主軸轉(zhuǎn)速范圍 n= =709~874.2r/min ,根據(jù)CA61

36、40機床上 的主軸轉(zhuǎn)速選擇n =710r/min ,則實際切削速度為 n 二 d v 二 1000 710 二 35 1000 r / min =78.1r/min (4)檢驗機床功率 由表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm計算公式如下: xFz yFz nFz Fz=CFzap f v kFz(N) Fzv Pm =—— (kW) =kTFzkMFz kKFz kg ，由表 60 103 式中，CF =2650,xF =1.0, yF =0.75,nF =—0.15, kF z z z z 5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù) kTFv

37、=1.0,與工件材料有關(guān)的修正系數(shù) kMFz =1.0, 與主偏角相關(guān)的修正系數(shù) k舒z =1.0；與前角有關(guān)的修正系數(shù) k%Fz =1.0。因此總的修正系 數(shù)為 kFv =1.0M1.0M1.0M1.0 =1.0 所以，切削力為 Fz =2650 41.0 0.40.75 106.015 1.0N=2490.2N 切削功率為 Pm =67.7 70337 kW =3.24kW 60 103 根據(jù)表5-46知：CA6140機床主電機功率Pm =7.5kW ,因Pm

38、 = 78.1m/ min（ n =710r / min）。 2.基本時間tm tm l l1 由表5-47得外圓的基本時間為 l2 l3. i fn 式中，l 切削加工長度，單位為 mm; aD l1 ——刀具切人長度，單位為 mm, l1 = 一— + (2 ~ 3); tan r l2 刀具切入長度，單位為 mm, l2=(3~5)mm； l3 ——單件小批量生產(chǎn)時的試切附加長度，單位為 mm； i ——進給次數(shù)。 4 一 一 已知 l =34mm , l1 = +2.5mm =6.5mm , l2 = 4mm , l3 =0 ,

39、 i =1 , 1 tan 45 2 f = 0.4mm /r , n =710r /min。所以，基本時間為 tm = 34 6.5 4 0 0.4 710 min =0.16min （四）工序35、40（鉆及擴①32mm孔）切削用量及基本時間的確定 Z3025搖臂鉆床。根據(jù)表 5-19知選取 本工序為鉆及擴 ①32mm的孔，所選用機床為 d=30mm,l=294mm莫氏圓車B號為3號的高速鋼錐柄麻花鉆作為刀具。根據(jù)表5-48選擇的麻花 鉆參數(shù) p =30o,2中=118沖=50o,c(f =8。由表 5-49 知，當(dāng) d0 =20~30mm時，選擇鉆 頭

40、后刀面磨損極限值為 0.9mm,耐用度T=50min。 1.切削用量 (1) 確定背吃刀梁aP鉆孔時，ap =30-0 =15mm, 2 故可取aP=15mm (2)確定進給量f按照加工要求決定進給量。鉆頭直徑 d0 = 30mm,工件材料為 45 鋼時，根據(jù)表5-50 ,鉆頭進給范圍0.45 ~ 0.55 mm/r.根據(jù)表 5-51 ,選取 f = 0.5mm/ r。 因為孔的深度與孔的直徑相差不多，故無需修正系數(shù)來修正。 (3)確定切削速度v根據(jù)表5-52的計算公式 Cvd0ZV v 二 X m XV yv Tap f kv(m/min) 式中，CV =6

41、.1, zv =0.4,xv =0,yv = 0.5,m = 0.2,apx = 15mm。因本例的加工的條件 與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故對切削速度進行修正，由表 5-53得：根據(jù)刀具耐磨度 T=50min ,得修正系數(shù) kkTv =1.0;工件材料6b=600MPa,得修正系數(shù)為kMv=1.16;刀具 材料為高速鋼，得修正系數(shù) ktv =1.0；鉆頭為標(biāo)準刃磨形狀，得修正系數(shù)。所以 kv =kTvkMvksvkkxvkiv =1.0 1.0 0.8 1.0 0.87 1.0 = 0.7 CVd0ZV 6.1 300.4 v =―—X--kv =-0i 0 0-7 0.7m/

42、min =10.76m/min TmaPXVfyv v 50 150 0.5 1000V 1000 10.76 n= m/ min = m/min = 114.17m/ min 二 d0 二 30 根據(jù)Z3025機床標(biāo)準主軸轉(zhuǎn)速，由表 5-54選取n=125m/min,實際轉(zhuǎn)速為: 二 30 125 ,. …c , . v= m/ min =11.78m/min 1000 (4)校驗機床功率 由表5-55,查的轉(zhuǎn)矩T和切削功率Pm計算公式如下: T = CTd0zT f yTkT (N , m) Tv I1)

43、 式中，Ct =0.305,Zt =2.0,yT =0.8, % =卜*丁8「由表5-56得：與加工材料有關(guān) 的修正系數(shù)45鋼的修整系數(shù)為 卜乂T =1.0；與刃磨形狀有關(guān)的修正系數(shù) kxT =1.0；與刀具 磨鈍有關(guān)的修正系數(shù) kVTB =0.87。因此總的修正系數(shù)為 kT = kxTkvBT =1.0 0.87 =0.87 所以鉆孔時的轉(zhuǎn)矩為 T =CTd0zTfyTkT =0.305 302

44、 0.50.8 0.87 = 137.16(N ? m) 切削功率為 pm = Tv 30do 137.16 11.78 30 30 = 1.79(kW) 由表5-14知，Z3025機床主軸的最大轉(zhuǎn)矩 Tm =196.2N m , 主電 機功率 PE =2.2kw。由于T

45、lf一切入量，單位 mm, lf =&mcos。+3; 2 l1—超入量，單位 mm, l1 =(2~4)mm: 已知 lw =36mm, , dm - . 30 118o 八 _ lf cos r 3 = l f = — cos 3=10.73mm 2 2 2 l1 =3mm 所以，加工3個空所用基本時間為 tm=3t =3 lw l f li fn 36 10.73 3 =3 0.5 125 =2.3min (五) 工序45 (半精車①35外圓)切削用量及基本時間的確定 本工序為半精車435mm外圓，機床采用最常用的 CA6140臥式車床，采用

46、YT15硬質(zhì) 合金刀具，根據(jù)加工條彳^和工件材料由表 5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主 偏角Kr =45*、前角% =10白、刃傾角 ％ = —5,刀尖圓弧半徑r會=0.8mm車刀加工。 由表5-39知，選用桿部直徑為 20mm的圓形車刀。由表 5-40知，車刀合理耐用度為 T =60min 。 1 .確定粗車①35外圓切削用量 (1)確定背吃刀量ap 由前述可知粗車時雙邊加工余量為 1.5mm,,半精車后外圓直 p 徑為435.5mm,故單邊余量為 0.75mm,即an = 0.75mm。 p (2)確定進給量f 對于半精加工，根據(jù)表 5-42,按照

47、CA6140機床的進給量值， 以及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》第 95頁表4-53可知，當(dāng)加工45鋼時，車刀刀桿尺 寸BXH為20X 30,背吃刀量a =0.75mm,因此選取f=0.1mm/r。 (3)確定切削速度v 根據(jù)表5-43的計算公式確定切削速度 v=7mCXv y7kv(m/min) T ap f 式中， Cv =242,xv = 0.15,yv = 0.35,m = 0.2,因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條 件不完全相同，故需根據(jù)表 5-32對車削速度進行修正：根據(jù)刀具耐用度 T=60min ,得修正 系數(shù)為kT =1.0；根據(jù)工件材料bb=600MPa,得修正系

48、數(shù)為kM =1.0；根據(jù)毛坯表面狀 v v 態(tài)得修正系數(shù)為ksv=0.8,刀具材料為YT15,得修正系數(shù)ktv=1.0;主偏角父r=451經(jīng) 插值得修正系數(shù)kKv =1.0。所以 1.0 1.0 0.8 1.0 1.0/min =199.5m/min 242 600.2 0.750.15 0.10.35 1000v 1000 199.5 n= = r / min = 1814.7r /min 二 d 二 35 查表5-44,根據(jù)CA6140機床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇 n = 1400r/min ,則實際切削速度為 n二 d v = 1000 1400 二 35 1000 r

49、 / min =153.9r/min (4)檢驗機床功率 由表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm計算公式如下: xFz yFz nFz Fz =CFzap f v kFz(N) Fzv Pm =-z 3(kW) 60 10 式中，CFz =2650,xFz =1.0, yFz =0.75, nFz = -0.15 , kFz = kTFzkMFz kqFz k%Fz ,由表 5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù) kTFv =1.0,與工件材料有關(guān)的修正系數(shù) kMFz = 1.0 , 與主偏角相關(guān)的修正系數(shù) k舒z =1.0；與前角有關(guān)的修正系數(shù) k

50、vFz =1.0。因此總的修正系 數(shù)為 kF =1.0 1.0 1.0 1.0 =1.0 v 所以，切削力為 Fz=2650 0.751.0 0.10.75 153.9”.15 1.0N =166.0N 切削功率為 Pm = 166.0 153.9 60 103 kW =0.43kW 根據(jù)表5-46知：CA6140機床主電機功率 Pm =7.5kW ,因Pm

51、47得外圓的基本時間為 + l l1 l2 l3. tm i fn 式中，l ——切削加工長度，單位為 mm; ap 11 ——刀具切人長度，單位為 mm, 1i = —— 十 (2 ~ 3); tan r 12 刀具切入長度，單位為 mm, l2=(3~5)mm； 13 ——單件小批量生產(chǎn)時的試切附加長度，單位為 mm； i ——進給次數(shù)。 0 75 已知 l =87mm , 11 = + 2.5mm = 3.25mm ， l2 = 4mm , l3 = 0 , i =1 , 1 tan45 2 3 f=0.1mm/r, n =1400r /min。所以，基本時間

52、為 . 87 3.25 4 0. tm = min = 0.67 min 0.1 1400 (六) 工序50 (精車①35外圓)切削用量及基本時間的確定 本工序為精車435mm外圓，機床采用最常用的 CA6140臥式車床，采用 YT15硬質(zhì)合 金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表 5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏 角j =45、前角。=10＞、刃傾角 、=—5,刀尖圓弧半徑 j = 0.8mm車刀加工。由 表5-39知，選用桿部直徑為20mm的圓形車刀。由表5-40知，車刀合理耐用度為 T =60 min o 1.確定精車①35外圓切削用量 (1)確定

53、背吃刀量 ap 由前述可知粗車時雙邊加工余量為 0.5mm,精車后外圓直徑 為e35mm ,故單邊余量為 0.25mm,即a = 0.25mm o p (2)確定進給量f 對于精加工，根據(jù)表 5-42,按照CA6140機床的進給量值，以 及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》第 95頁表4-53可知，當(dāng)加工45鋼時，車刀刀桿尺寸 BXH 為 20X30,背吃刀量 a =0.75mm ,因此選取 f = 0.08mm/r。 (3)確定切削速度V 根據(jù)表5-43的計算公式確定切削速度 V=TmCVfyv kv(m/min) T ap f 式中， Cv =242,xv =0.15,yv

54、=0.35,m = 0.2,因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不 完全相同，故需根據(jù)表 5-32對車削速度進行修正：根據(jù)刀具耐用度 T=60min,得修正系數(shù) 為kT =1.0；根據(jù)工件材料0b =600MPa ,得修正系數(shù)為 =1.0；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得 修正系數(shù)為ksv=0.8,刀具材料為YT15,得修正系數(shù)ktv=1.0;主偏角父r=45口，經(jīng)插值 得修正系數(shù)kKv =1.0。所以 242 - , v = —02 0^ 035 1.0 1.0 0.8 1.0 1.0/ min = 254.4m/min 60 . 0.25 . 0.08 . 1000v 1000 254.

55、4 二 35 n r / min = 2313.6r / min 查表5-44,根據(jù)CA6140機床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇 n = 1400r/min ,則實際切削速度為 n二 d 1400 二 35 , v = = r / min =153.9r/min 1000 1000 (4)檢驗機床功率 由表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm計算公式如下: xFz yFz nFz Fz =CFzap f v kFz(N) Fzv Pm =-z 3(kW) 60 10 式中，CFz =2650,xFz =1.0, yFz =0.75, nFz = -0.15 , kFz =

56、kTFzkMFz kqFz k%Fz ,由表 5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù) kTFv =1.0,與工件材料有關(guān)的修正系數(shù) kMFz = 1.0 , 與主偏角相關(guān)的修正系數(shù) k舒z =1.0；與前角有關(guān)的修正系數(shù) kvFz =1.0。因此總的修正系 數(shù)為 kF =1.0 1.0 1.0 1.0 =1.0 v 所以，切削力為 Fz =2650 0.251.0 0.080.75 153.9015 1.0N=46.82N 切削功率為 46.82 153.9 60 103 kW =0.12kW 根據(jù)表5-46知：CA6140機床主電機功率 Pm =7.5kW ,因P

57、m

58、已知 l =87mm , 11 = + 2.5mm = 2.75mm ， l2 = 4mm , l3 = 0 , i =1 , 1 tan45 2 3 f =0.08mm/ r , n =1400r / min。所以，基本時間為 . 87 2.75 4 0 tm = min =0.84 min 0.08 1400 (七) 工序60 (車削螺紋)切削用量及基本時間的確定 本工序為車削 M 27x1.5—6h外圓，機床采用最常用的 CA6140臥式車床，采用 YT15 硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表 5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù) 為主偏角Kr

59、=45口、前角 %=10，刃傾角兒s = —5，刀尖圓弧半徑 1 = 0.8mm車刀加 □ 工。由表5-39知，選用桿部直徑為 20mm的圓形刀。由表 5-40知，車刀合理耐用度為 T =60min。 1 .確定M 27父1.5-6h外圓切削用量 (1)確定背吃刀量ap 由前述可知車削時雙邊加工余量為 1.5mm,,車削螺紋后外圓 直徑為M 27mm ,故單邊余量為0.75mm,即a = 0.75mm。 p (2)確定進給量f 對于粗加工，根據(jù)表 5-42,按照CA6140機床的進給量值，以 及參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》第 95頁表4-53可知，當(dāng)加工45鋼時，車刀刀桿尺寸

60、 BXH 為 20X30,背吃刀量 a =0.75mm ,因此選取 f = 0.08mm/r。 (3)確定切削速度V 根據(jù)表5-43的計算公式確定切削速度 V=TCfrkv(m/min) 式中， Cv =20.3,yv =0.50,m = 0.30,因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不完全 相同，故需根據(jù)表 5-32對車削速度進行修正：根據(jù)刀具耐用度 T=60min ,得修正系數(shù)為 kT =1.0；根據(jù)工件材料ob =600MPa,得修正系數(shù)為kM, =1.0；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修 正系數(shù)為ksv=0.8,刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù) Kv=1.0;主偏角氐r=45工經(jīng)插值 得修正

61、系數(shù)kKv =1.0。所以 v : 032。3 05 1.0 1.0 0.8 1.0 1.0/min =16.81m/min 60 . 0.08 . 1000v 1000 16.81 , 二 27 n = = r / min = 198.2r / min 查表5-44,根據(jù)CA6140機床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇 n=200r/min ,則實際切削速度為 n二 d 200 二 27 , v= = r / min = 16.96m/min 1000 1000 (4)檢驗機床功率 由表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm計算公式如下: xFz yFz nFz Fz =CF

62、zap f v kFz(N) (kW) Fzv Pm =-z 3 60 103 式中，CFz =1870, XFz = 1.0,yFz = 0.75口巳=—0.1,5。= kTFz。尸卜置Fz k海z ,由表 5-32得：與刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù) kTFv =1.0,與工件材料有關(guān)的修正系數(shù) kMFz = 1.0 , 與主偏角相關(guān)的修正系數(shù) k舒z =1.0；與前角有關(guān)的修正系數(shù) kvFz =1.0。因此總的修正系 數(shù)為 kF =1.0 1.0 1.0 1.0 =1.0 v 所以，切削力為 Fz=1870 0.751.0 0.080.75 16.9615 1.0N =

63、138.0N 切削功率為 Pm = 138.0 16.96 60 103 kW =0.04kW 根據(jù)表5-46知：CA6140機床主電機功率 Pm =7.5kW ,因Pm

64、n r 12 刀具切入長度，單位為 mm, l2=(3~5)mm； 13 ——單件小批量生產(chǎn)時的試切附加長度，單位為 mm； i ——進給次數(shù)。 0 75 已知 l =34mm , 11 = + 2.5mm = 3.25mm ， l2 = 4mm , l3 = 0 , i =1 , 1 tan45 2 3 f =0.08mm/ r , n =200r / min 。所以，基本時間為 . 34 3.25 4 0. tm = min = 2.58min 0.08 200 (八)工序70 (粗銃鍵槽)切削用量及基本時間的確定 1 .切削用量 本道工序是粗銃端面，已知加工材料

65、為 45鋼，機床選用X6132萬能銃床，選用刀具為 高速鋼鑲齒套式面銃刀，其參數(shù)：直徑 d=80mm,孔徑 D=27mm ,寬L=36mm ,齒數(shù)z=10. 根 據(jù) 表 5-26 確 定 銃 刀 角 度， 選 擇 前 角 ；0=10,后角a0=12o,主偏角氐r=50o,螺旋角P=10o。已知銃削寬度為8mm, 銃削背吃刀量為 ap=2.5mm。 (1)確定每齒進給量 af根據(jù)表5-13知X6132萬能銃床的主電機功率為 7.5kw,查表 5-27知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銃刀加工鑄鐵時，其每齒進給量 af =0.08 ~ 0.15mm / z。由于本工序被吃刀量和銃削寬度較小， 故選擇

66、最大的每齒進給量。 af =0.08mm/z (2)選擇銃刀磨鈍標(biāo)準和耐用時度 根據(jù)表5-28,用高速鋼鑲齒端銃刀粗加工鑄劍時， 選擇銃刀后刀面磨損極限值為 2.0mm,查表5-29知銃刀直徑d=80mm時，經(jīng)插值的端銃刀 的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達到磨鈍的 標(biāo)準所經(jīng)歷的總切削時間。 (3)確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 vf查表5-30知，高速鋼銃刀銃削速度為 15 ~25m/min ,則所需銃床主軸轉(zhuǎn)速范圍是 n =1000v =59.68 ~ 99.47r /min 二 d 根據(jù)X6132萬能銃床的標(biāo)準主軸轉(zhuǎn)速，由表 5-13選取n=75r/min,則實際銃削速度為 二 80 75 ,. … 一 v= m/min = 18.85 m/min 1000 工作臺每分鐘進給量為 vf = fn =afzn=0.08 10 75mm/min = 60mm/min 根據(jù)表5-13中工作臺標(biāo)準縱向進給量，選取 vf = 60mm/min ,則實際每齒進給量為 vf 6