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1、 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計說明書 題目 C 刀片 75直頭外圓可轉(zhuǎn)位車刀設(shè)計以及車 床溜板箱的撥叉機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計 分院、專業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班級 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 成績 2012 年 7 月 9 日 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 目 錄 1 刀具部分 3 1

2、.1 選擇刀片夾固結(jié)構(gòu) 3 1.2 選擇刀片材料（硬質(zhì)合金號）3 1.3 選擇車刀合理角度 3 1.4 選擇切削用量 3 1.5 選擇刀片型號和尺寸 3 1.6 確定刀墊型號的尺寸 4 1.7 計算角度 4 1.8 選擇刀桿材料和尺寸 7 1.9 選擇偏心銷及其相關(guān)尺寸 8 2 工藝規(guī)程設(shè)計 9 2.1 有關(guān)零件的結(jié)構(gòu)分析和功用 9 2.1.1 零件的功用 9 2.1.2 零件的結(jié)構(gòu)分析 9 2.1.3. 課題（提供的技術(shù)資料） 10 2.2 毛坯的種類 10 2.2.1 確定毛坯的種類 1

3、0 2.3 定位基準(zhǔn)的選擇原則 11 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 11 2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇原則 11 2.4 工藝規(guī)程的擬 11 2.4.1 制定工藝規(guī)程的原則 11 2.4.2 擬定工藝路線 11 方案 1：錯 誤！未定義書簽。 2 方案 2：錯 誤！未定義書簽。 2.5 機(jī)械加工余量 、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 錯 誤！未定義書簽。 2.6 確定定切削用量及基本工時 12 參考文獻(xiàn) 23 1 可轉(zhuǎn)位車刀設(shè)計

4、 設(shè)計題目 已知：工件材料 GCr15鋼，使用機(jī)床 CA6140，加工后 dm=72，Ra3.2，需精車完成，加工余量自定，設(shè)計裝 C 片刀 75直頭外圓、端面車刀。 設(shè)計步驟 ： 1.1 選擇刀片夾固結(jié)構(gòu) ： 考慮到加工在普通車床上 CA6140 進(jìn)行，屬于連續(xù)切削， 采用偏心式刀片夾固結(jié)構(gòu)。 1.2 選擇刀片材料：（硬質(zhì)合金牌號） 由原始條件給定：被加工工件材料為 GCr15 鋼，連續(xù)切削，完成粗，半精車 兩道工序，按照硬質(zhì)合金的選用原則，選取刀片材料（硬質(zhì)合金牌號） 為 YT15。 1.3 選擇車刀合理角度 ：

5、 根據(jù)刀具合理幾何參數(shù)的選擇原則，并考慮到可轉(zhuǎn)位車刀：幾何角度的形成特點，選取如下四個主要角度。 （ 1）前角 ＝15，（2）后角 ＝5，（ 3）主偏角 ＝75; （ 4）刃傾角 ＝4， 后角 а。的實際數(shù)值以及副后角在計算刀槽角度時，經(jīng)校驗后確定。 1.4 選擇切削用量： 根據(jù)切削用量的選擇原則，查表確定切削用量為， 半精車： ap ＝1mm， f=0.3mm/r ，v=120m/min 1.5 選擇刀片型號和尺寸： 3 1.5.1 選擇刀片有無中心固定孔 由于刀片夾固結(jié)構(gòu)已選定為偏心式

6、，因此應(yīng)選用有中心固定孔的刀片 1.5.2 選擇刀片形狀 按選定的主偏角＝ 75，選用菱形刀片 1.5.3 選擇刀片精度等級 選用 U級。 1.5.4 選擇刀片內(nèi)切圓直徑 d（或刀片邊長 L） 根據(jù)已選定的 ap 、 K r 、λs ， 可求出刀刃的實際參加工作 Lse 為： L se  a p sin K r cos λs =1.03， L>1.5 Lse =1.55 1.5.5 選擇刀片厚度 S 根據(jù) a p ，f， 利用諾模圖，得 S≥2.5 1.5.6 選擇刀尖圓弧半徑 r

7、ε： 根據(jù) a p ，f 利用諾模圖，得連續(xù)切削 rε=0.4 1.5.7 選擇刀片斷屑槽型式和尺寸 根據(jù)條件，選擇 S 型。當(dāng)?shù)镀吞柡统叽绱_定后，斷屑槽尺寸便可確定。確 定刀片型號 : CNUG120404-V1，尺寸 : rε=0.4 L=12.9， d＝12.70，S＝4.76 ， d1 =5.16，m1=3.308 ， m2=1.818 1.6 確定刀墊型號和尺寸： 硬質(zhì)合金刀墊型號和尺寸選擇， 取決于刀片夾固結(jié)構(gòu)的需要及刀片的型號和 尺寸 : 適合于偏心式夾固結(jié)構(gòu)的需要，并與刀片型號為 CNUG120404-V1相對

8、應(yīng)的 硬質(zhì)合金刀墊的型號為 C12B，其具體尺寸為 L ＝ 11.88,d ＝ 11.70,S ＝ 3.18, d rε =0.4； D＝,8；C＝1.5 1 =6.6， 1.7 計算刀槽角度可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度、 刀片幾何角度和刀槽幾 何角度之間的關(guān)系，刀槽角度計算步驟是： 4 1.7.1 刀桿主偏角 K rg ＝ K r ＝ 75 1.7.2 刀槽刃傾角 sg sg = sg ＝ 4 1.7.3 刀槽前角 0g 刀槽底面可看

9、作刀面，則刀槽前角 0 g 的計算公式 tan tan nb o cos tan og s 1 tan o tan nb cos s 將 0 ＝ ， nb ＝ , s ＝ 15 20 4代入得： tan og =- 0.0883 則 og ＝-5.05 取 og ＝-5 1.7.4 驗算車刀后角 0 車刀后角 0 的驗算公

10、式為 tan nb tan og cos s tan 0 1 tan nb tan og cos s 當(dāng) nb ＝0時 , tan 0 tan og cos2 s γog λ 將 ＝ -5, s ＝5 代入 tan 0 ＝ 0.08706, 則 0 ＝4.98 與所選后角值相近，可以滿足切削要求。 而刀桿后角 og ＝ 0 故 og ＝4.98， 取 og ＝ 5 5 / 1.7.5 刀桿副偏角 K rg K r

11、 ＝ 180－75－ 90＝ 15 / ε ε ε rg ＝ r 而 Kr ＝ － rg K K － r ＝ r 180 Kr K rg ＝ ε 180－ K rg － rg cotε / 2 tanγ sinλ]cosλ [cotεr 1 (tanγog cosλ) rb s

12、 og s s γ λ 將 og ＝－ 6 s ＝ -4 rb ＝ 90代入， 得， cot rb ＝0.1705， rb ＝ 80.32 K rg ＝ 180－ 75-89.58=24.68 取 K rg =24.68 1.7.6 驗算車刀副后角 α/0 / α γ/ λ/ λ/ (tan nb tan og cos sg )cos sg tanα0 1 α γ/

13、 λ/ tan nb tan og cos sg 當(dāng)αnb ＝ 0 時， tanα0/ tanγog/ cos2λsg/ tanγ/ tanγ cosε tanλ sinε og og rg sg rg t aλn/ tγa n εs i n λ t aεn r c o s s g o g r g s g g γ λsg ＝ λ εrg ε ＝ 80.32代入 將 og ＝-5 s ＝ 4

14、＝ r tan og 0.0147 則γ/og ＝ 4.78 tan sg =－0.074 則λ/sg ＝ -4.3 再將γog/ ＝4.78，λ/sg ＝ -4.3代入 6 得 tanα0/ ＝-tan(4.78）cos2 (-4.3）＝ 0.068 得α/0 ＝ 4.75 可以滿足切削要求 綜合上述計算結(jié)果，可以歸納出： 車刀的幾何角度為： γo ＝15，α0 ＝4.96， Kr ＝ 75,Kr/ ＝ 15.44 λs ＝5，α0/ ＝ 4.93 刀桿與刀槽的幾

15、何角度為： γog ＝ -5，αog ＝ 5 ， Krg ＝ 75， K rg/ ＝ 24.68 λs ＝ 4，α/og =5 1.8 選擇刀桿材料和尺寸： 1.8.1 選擇刀桿材料 選用 45 號鋼為刀桿材料，熱處理硬度為 HRC38-45，發(fā)黑 1.8.2 選擇刀桿尺寸 1.選擇刀桿截面尺寸 因加工使用 CA6140 普通車床，其中心高為 140mm，并考慮到為提高刀桿， 選取刀桿截面尺寸 B H ＝25 25mm, 由于切削深度 ap ＝ 1mm， 進(jìn)給量 f＝ 0.3mm/r，可以不必校驗刀桿強(qiáng)度。 2.選擇刀桿

16、長度尺寸 選取刀桿長度為 150mm 1.9 選擇偏心銷及其相關(guān)尺寸 1.9.1 選擇偏心銷材料 偏心銷材料選用 40Cr，熱處理硬度為 HRC40-45，發(fā)黑。 1.9.2 選擇偏心銷直徑 dc 和偏心量 e dc = d1 -（ 0.2-0.4）mm 前面已經(jīng)選定 d1 =5.16 括號內(nèi)取 0.4 7 則 dc =5.16-0.4=4.76mm μ d0 μ d2 e 1 2 2 2

17、 1 μ12 偏心量 e 即 為使計算方便，取 μ1 ＝ μ2 ＝ ， d0 ＝ d2 ， 1 μ12 = ， 0.13 1 則 e 0.13d 0 0.13 5.95 0.77mm , = 取 e 0.75mm

18、 為使刀片夾固可靠，選用自鎖性較好的螺釘偏心銷，并取落定偏心銷轉(zhuǎn)軸直 徑 d2 為 M6 1.9.3 計算偏心銷轉(zhuǎn)軸孔中心在刀槽前面上的位置 用公式（ 2-6）和（ 2-7）將 m 和 n 求出（見圖 2-4）, 即； m d esinβ - d1 d0 cosβ 2 2 n d e cos d1 d 0 sin 2 2 根據(jù)前邊已選定的各尺寸得知 d1 = 5.16mm, d=12.7mm d 0 = , = , 取

19、 = 30 o 4.76mm e 0.75mm 則 M 12.7 0.75sin 30o 5.16 4.76 cos30o 6.552mm 2 2 N 12.7 0.75 cos30 o 5.16 4.76 sin 30 o mm 2 2 5.6 8

20、 2 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 有關(guān)零件的結(jié)構(gòu)分析和功用 2.1.1 零件的功用 題目所給定的零件是 CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起 換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。 零件上方的 φ20 孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的 φ50 半孔則是用于與所控制齒輪 所在的軸接觸。 通過上方的力撥動下方的齒輪變速。 兩件零件鑄為一體， 加工時 分開。 2.1.2 零件的結(jié)構(gòu)分析

21、CA6140 車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1. 以φ20 為中心的加工表面 0 .021 這一組加工表面包括： φ20 0 的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔壁上有一個裝配時鉆鉸的錐孔。下端有一個 28的斜凸臺。這三個都沒有高的位置度要求。 2. 以φ50 為中心的加工表面 0 .25 這一組加工表面包括： φ50 0 的孔，以及其上下兩個端面。 , 即 φ500 0.2 5 0.021 這兩組表面有一定的位置度要求 的孔上下兩個端面與 φ 200 的孔 9

22、 有垂直度要求。 由上面分析可知， 加工時應(yīng)先加工一組表面， 再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加 工另外一組。 2.1.3. 課題（提供的技術(shù)資料） 2.1.4. 生產(chǎn)綱領(lǐng) 由于零件年產(chǎn)量為 3000-10000 件，已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平。生產(chǎn)類型為 : 批量生產(chǎn)。 2.1.5. 技術(shù)資料

23、 2.2 毛坯的種類 2.2.1 確定毛坯的種類 零件材料為 HT150鑄鐵，考慮到零件經(jīng)常在干摩擦的條件下工作， 應(yīng)選用減 10 磨性和耐磨性好以及具有優(yōu)異減震性的材料， 因此應(yīng)該選擇鑄件， 以抵抗零件工作時的摩擦和震動，保證零件工作可靠。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時效處理。 2.3 定位基準(zhǔn)的選擇原則 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 當(dāng)零件有不加工表面時， 則應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)； 若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面做粗基 準(zhǔn)，底面作

24、粗基準(zhǔn)，底面以三個支承釘為主要定位面以消除 x、 y、 z 三個自由度， 再用一塊條形支承板定位以消除 y、 z 兩個自由度，最后用一個卡緊裝置以消除 x 自由度達(dá)到完全定位。 2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇原則 精基準(zhǔn)的選則主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。 當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 2.4 工藝規(guī)程的擬定 制定工藝路線的出發(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， 可以采用外能機(jī)床配以專用工夾具， 并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。 除此以外， 還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便

25、降低生產(chǎn)成本。 2.4.1 制定工藝規(guī)程的原則 （1）保證零件的加工質(zhì)量， 可靠地達(dá)到產(chǎn)品圖紙所提供出的全部技術(shù)條件，并盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗； （2）盡量降低工人的勞動強(qiáng)度，使其有良好的工作條件； （3）在充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，采用國內(nèi)外先進(jìn)工藝技術(shù)； （4）工藝規(guī)程應(yīng)正確、完整、統(tǒng)一、清晰； （5）工藝規(guī)程應(yīng)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，其幅面、格式與填寫方法以及所用的術(shù)語、符號、代號等應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定； （6）工藝規(guī)程中的計量單位應(yīng)全部使用法定計量單位。 2.4.2 擬定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及

26、加工方法所能 達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下 , 可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專 用工卡具 , 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(jì)效果， 以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 選擇零件的加工方 法及工藝路線方案如下： 方案 1： 工序 1 粗、精銑 Φ32 的上端面，以 Φ32 的外圓面為粗基準(zhǔn)，采用 X51 11 立式銑床加專用夾具； 工序 2 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 Φ20 孔，以 Φ32 的上端面為基準(zhǔn)，采用 Z525 立式鉆床加專用夾具； 工序 3 粗、

27、精銑 Φ32 和Φ72 的下端面，以 Φ32 的內(nèi)圓面為基準(zhǔn)。 采用 X51 立式銑床加專用夾具； 工序 4 粗精銑 Φ72 的上端面，以 Φ 32 的下端面為基準(zhǔn)。采用 X51 立式銑床加專用夾具； 工序 5 粗，精鏜 Φ50 孔，以 Φ32 的下端面為基準(zhǔn)； 工序 6 鉆Φ4 通孔； 工序 7 用三面刃銑刀銑斜槽面； 工序 8 銑斷，采用 X60臥式銑床加專用夾具 工序 9 去毛刺 工序 10 清洗 工序 11 檢查 方案 2： 工序一 粗、精銑 φ20 孔上端面。 工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ20、φ50 孔。

28、 工序三 粗、精銑 φ50 孔上端面 工序四 粗、精銑 φ50、 φ20 孔下端面。 工序五 切斷。 工序六 鉆φ4 孔（裝配時鉆鉸錐孔） 。 工序七 鉆一個 φ 4 孔，攻 M6螺紋。 工序八 清洗。 工序九 檢查。 2.5 機(jī)械加工余量 、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “CA6140車床撥叉”零件材料為 HT150，硬度 200HBW，毛坯重量 1.2KG，生 產(chǎn)類型大中批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序 尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 外圓表面延軸線方向

29、長度方向的加工余量及公差（ φ 20，φ 50 端面）。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 （以下稱《工藝手冊》）表 2.2 ～2.5 ，取φ 20，φ50 端面長度余量均為 2（均為雙邊加工） 銑削加工余量為： 粗銑 1mm 12 精銑 1mm 2. 內(nèi)孔（ φ 50 已鑄成孔） 查《工藝手冊》表 2.2 ～2.5 ，取φ50 已鑄成孔長度余量為 2，即鑄成孔直徑 為 φ46mm。 工序尺寸加工余量： 鉆孔 R9mm 擴(kuò)孔 0.125mm 粗鉸 0.035mm 精鉸 0.

30、015mm 3. 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)， 應(yīng)該采用調(diào)整加工。 因此在計算最大、 最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 加工余量計算表 工序 鍛件毛坯（ 32 ， 擴(kuò) 20 孔 粗 ，精 鉸 20 72 上 下 端 面 距 孔 加工尺寸及公差 離 ， 零 件 尺 寸 34mm） 加工前尺寸 34mm 18mm 19.8mm 加工后尺寸

31、 30mm 19.7mm 19.94mm 加工余量（單邊） 2.0mm 0.85mm 0.07mm 加工公差（單邊） +0.021/0 +0.021/0 工序 1 粗、精銑Φ 32 的上端面，以Φ 32 的外圓面為粗基準(zhǔn)。 粗銑Φ 32 上端面 : 1. 加工條件 工件材料： HT150, σ b =170~240MPa，鑄造 ; 工件尺寸： aemax=72mm， 13 L=176mm; 加工要求：粗銑 φ20 孔上端面，加工余量 1mm;

32、 機(jī)床： X51立式銑床； 刀具： YG6硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度 ae≤90, 深度 ap≤6, 齒數(shù) z=12, 故根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 （后簡稱《簡明手冊》 ）表 3.1 ，取刀具直徑dw=125mm。根據(jù)《切削用量手冊》 （后簡稱《切削手冊》 ）表 3.16 ，選擇刀具前角 γ 0＝ 0后角 α 0 ＝ 8，副后角 α 0’ =10，刃傾角 λ s= － 10 , 主偏角 Kr=60, 過渡刃 Krε=30 , 副偏角 Kr’=5。 2. 切削用量 1）確定切削深度 ap 因為余量較小，故選擇 ap=1mm，一次走刀即可完成。 2）確定每齒進(jìn)

33、給量 fz 由于本工序為粗加工， 尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮， 從而可采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊》表 3.5 ，使用 YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工，機(jī)床功率為 4.5kw（據(jù)《簡明手冊》表 4.2-35 ，X51立式銑床）時： fz=0.09~0.18mm/z 故選擇： fz=0.18mm/z 。 f= fz z=0.18*12=2.16mm/r 3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《切削手冊》表 3.7 ，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 1.5mm；由于 銑刀直徑 dw=125mm，故刀具使用壽

34、命 T=180min（據(jù)《簡明手冊》表 3.8 ）。 4）計算切削速度 vc 和每分鐘進(jìn)給量 vf 根據(jù)《切削手冊》表 3.16 ，當(dāng) dw=125mm，Z=12，ap≤7.5 ， fz ≤0.18mm/z 時， vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min 。各修正系數(shù)為： kMV=1.0 ，kSV= 0.8 。切削速度計算公式為： v cvdwqv pv k v c T m apxvfzyva

35、euvz 其中 ae 72mm ， a p 1mm ， Cv 245 ， qv 0.2 ， xv 0.15， yv 0.35 ， k v kMv k Sv 1.0 0.8 0.8 ， uv 0.2 ， pv 1.4 ， m 0.32 ， T 180 min ， f z 0.18mm / z ， Z 12 ，將以上數(shù)據(jù)代入公式： v c 245 125 0.2 0.8 214m / min

36、 1 0.15 0.18 0.35 72 0.2 32 1800.32 ns 1000vc 545r / min w 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： d 。 按機(jī)床說明書（《工藝手冊》），與 545r/min 相近的轉(zhuǎn)速為 600r/min, 取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 600r/min 。 根據(jù)《簡明手冊》表 4.2-36 ，選擇 nc=300r/min,vfc=390mm/min, 因此

37、，實 際進(jìn)給量： 14 d0 n 3.14 125 300 vc= 1000 = 1000 m/min=118m/min 5) 校驗機(jī)床功率 根據(jù)《切削手冊》表 3.24 ，近似為 Pcc=3.3kw, 根據(jù)機(jī)床使用說明書，主軸允許功率 Pcm=4.5 0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗合格。最終確定 :ap=4.0mm， nc=300r/min ，vf=390mm/s， vc=118m/min，fz=0.1mm/z 。 6）計算基本工時

38、 tm ＝L/ vf ， L=l+ y+ ，L=176mm. 查《切削手冊》表 3. 26 ，入切量及超切量為： y+ =40mm，則： tm＝ L/ Vf=(176+40)/390=0.55min 。 精銑 Φ20 上端面： 刀具： YG6硬質(zhì)合金端銑刀； 機(jī)床： X51立式銑床； 查《切削手冊》表 3.5 ，進(jìn)給量 f z 0.5 ~ 1.0mm/ min ，取 f=6mm/r 參考有關(guān)手冊，確定 124m/ min ，采用 YG6硬質(zhì)合金端銑刀， d w 125mm, z 12 ，則：

39、 1000 1000 124 316r / min ns 125 d w 現(xiàn)采用 X51 立式銑床，根據(jù)《簡明手冊》表 4.2-36 ，取 nw 300r / min 故實際切削速度： v d w nw 125 300 1000 117.75m / min 1000 當(dāng) nw 300r / min 時，工作臺每分鐘進(jìn)給量： f m f z z nw 0.5

40、 12 300 1800mm / min ，取為 980mm/min 精銑時 y 32 20 2 72( mm) 基本工時： t=72/980=0.07 min 工序 2 鉆、擴(kuò)Φ 20 孔，以Φ 32 上端面為基準(zhǔn)。 選擇鉆頭 機(jī)床： Z525 立式鉆床 根據(jù)《切削手冊》表 2.1.2.2 ，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=18mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀， 后角 αo＝12，二重刃長度 bε=3.5mm,橫刀長 b=2mm, 寬 l=4mm,棱帶長度 l1 1.5mm

41、， 2 100 ， 30 2. 選擇切削用量 15 （1）確定進(jìn)給量 按加工要求確定進(jìn)給量：查《切削手冊》 ， f 0.43 ~ 0.53mm/ r ， l 30 系數(shù)為 0.5, 則： d 18 1.67 3 ，由《切削手冊》表 2.7, f ( 0.43 ~ 0.53) 0.5 ( 0.215 ~ 0.265)mm / r 按鉆頭強(qiáng)度選擇 : 查《切削手冊》表 2.8, 鉆頭允許進(jìn)給量為： f 2.0mm/ r ； 按機(jī)

42、床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度選擇：查《切削手冊》表 2.9 ，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許軸向 力為 8330N時，進(jìn)給量為 f 0.93mm/ r 。 以上三個進(jìn)給量比較得出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為： 0.215~0.265mm/r 。根據(jù)《簡明手冊》表 4.2-16, 最終選擇進(jìn)給量 f 0.22mm/ r 。 根據(jù)《切削手冊》表 2.19 查出 , 鉆孔時軸向力 Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為 1.0 ，故 Ff=2500N。根據(jù) Z525 立式鉆床使用說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向力為 8830N﹥ Ff ，故所選進(jìn)給量可用。

43、 （2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》 ）為 0.6mm，壽命 T 45min ． （ 3）切削速度 查《切削手冊》表 2.30 ，切削速度計算公式為： v c cvd 0 zv v T m ap xv f yv k （ m/min） 其中， Cv 9.5 ， d 0 18mm ， zv 0.25 ， m 0.125 ， ap 9 ， xv 0 ， yv 0.55 ， f 0

44、.22 ，查得修正系數(shù)： kTv 1.0 ，=， klv 0.85 ， ktv 1.0 ，故實際的切削速度： 9.5 180. 25 0.85 9.5m / min vc 1 0.220.55 600.125 ns 1000vc 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 dw 168r / min ，查工藝手冊為 184r/min （ 4）檢驗機(jī)床扭矩及功率 查《切削手冊》表 2.20 ，當(dāng) f ≤0.26, do≤ 19mm時， Mt=31.78N?m，修正系 數(shù)均為

45、1.0 ，故 MC=31.78 N?m。 查機(jī)床使用說明書： Mm =144.2 N?m。 查《切削手冊》表 2.23, 鉆頭消耗功率： Pc=1.3kw。 查機(jī)床使用說明書，PE 2.8 0.81 2.26kw 。 由于 M c M m ， PC PE ，故切削用量可用，即： 16 f 0.22mm/ r ， n nc 272r / min ， vc 15.4m / min 3、計算工時 L 30 8 0.64 mi

46、n tm 272 nf 0.22 4、擴(kuò)孔至 Φ19.8 查《切削手冊》表 2.10 ，擴(kuò)孔進(jìn)給量為： f 0.7 ~ 0.8mm/ r ，并由機(jī)床使用 說明書最終選定進(jìn)給量為： f 0.81mm / r 。 根據(jù)資料，切削速度 v 0.4v ，其中 v 為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切 鉆 鉆 削速度，故 v 0.4 9.5 3.8m / mi

47、n ns 1000 3.8 19.8 61.1r / min 根據(jù)機(jī)床使用說明書選取 nw 97r / min 。 t L y 30 8 97 0.81 97 0.48 min 基本工時 0.81 5、粗鉸至 19.94mm 刀具：專用鉸刀 機(jī)床： Z525 立式鉆床 根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量為 f z

48、 0.8 ～1.2mm/z, 進(jìn)給量取 f z 0.81mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為 nw =140r/min ，則其切削速度為： v n d 8.77m / min 。 機(jī)動時切削工時， l 30 8 =38mm， 38 38 tm 0.34 min nw f 140 0.81 6、 精鉸至 20mm 刀具： d w 20mm 機(jī)床： Z525 立式鉆床 根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量取 f 0.48mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為： nw =140r/min ，則其切削速度為： v n d 8.8m / mi

49、n 17 機(jī)動時切削工時， l 30 8 =38mm 38 38 tm 0.57 min nw f 140 0.48 工序 3 粗、精銑Φ 32、Φ 72 下端面，以Φ 32 內(nèi)園面為基準(zhǔn)。 粗銑Φ 32、Φ 72 下端面 : 1. 加工條件 工件材料：HT150,σb =170~240MPa，鑄造 ; 工件尺寸：aemax=72mm，L=176mm;加工要求：粗銑 φ20 孔下端面，加工余量 1mm; 機(jī)床： X51立式銑床； 刀具： YG6硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度 ae≤90, 深度

50、ap≤6, 齒數(shù) z=12, 故根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 （后簡稱《簡明手冊》）表 3.1 ，取刀具直徑dw=125mm。根據(jù)《切削用量手冊》 （后簡稱《切削手冊》）表 3.16 ，選擇刀具前角 γ0＝0后角 α0＝ 8，副后角 α0’=10，刃傾角 λs=－ 10, 主偏角 Kr=60, 過渡刃 Krε=30 , 副偏角 Kr’=5。 2. 切削用量 1）確定切削深度 ap 因為余量較小，故選擇 ap=1mm，一次走刀即可完成。 2）確定每齒進(jìn)給量 fz 由于本工序為粗加工， 尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮， 從而可采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率

51、。根據(jù)《切削手冊》表 3.5 ，使用 YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工，機(jī)床功率為 4.5kw（據(jù)《簡明手冊》表 4.2-35 ，X51立式銑床）時： fz=0.09~0.18mm/z 故選擇： fz=0.18mm/z 。 f= fz z=0.18*12=2.16mm/r 3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《切削手冊》表 3.7 ，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 1.5mm；由于銑刀直徑 dw=125mm，故刀具使用壽命 T=180min（據(jù)《簡明手冊》表 3.8 ）。 4）計算切削速度 vc 和每分鐘進(jìn)給量 vf 根據(jù)《切削手冊》表 3.16 ，當(dāng) dw=12

52、5mm，Z=12，ap≤ 7.5 ，fz ≤ 0.18mm/z 時， vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min 。各修正系數(shù)為： kMV=1.0 ，kSV= 0.8 。切削速度計算公式為： vc cvdwqv pv kv T mapxvfzyvaeuvz 其中 ae 72mm ， a p 4mm ， Cv 245 ， qv 0.2 ， xv 0.15 ， y v 0.35， k v kMv k Sv 1.0 0.8 0.8 uv 0.2 pv 0 ，m

53、0.32 ，T 180 min ， f z 0.18mm / z ， ， ， Z 12 ，將以上數(shù)據(jù)代入公式： 18 v c 245 125 0.2 0.8 142m/ min 4 0.15 0.08 0.35 72 0.2 1800.32 12 ns 1000vc 361r / min 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： w d 。 按機(jī)床說明書（《工藝手冊》

54、），與 361 相近的轉(zhuǎn)速為 480mm 根據(jù)《簡明手冊》表 4.2-36 ，選擇 nc=300r/min,vfc=390mm/min, 因此，實 際進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量為： d0 n 3.14 125 300 vc= 1000 = 1000 m/min=118m/min f zc=v fc/ncz=390/300 12 mm/z=0.1mm/z 5) 校驗機(jī)床功率 根據(jù)《切削手冊》表 3.24 ，近似為 Pcc=3.3kw, 根據(jù)機(jī)床使用說明書，主軸允許功率

55、 Pcm=4.5 0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗合格。最終確定 :ap=4.0mm， nc=300r/min ，vf=390mm/s， vc=118m/min，fz=0.1mm/z 。 6）計算基本工時 tm ＝L/ vf ， L=l+ y+ ，L=176mm. 查《切削手冊》表 3. 26 ，入切量及超切量為： y+ =40mm，則： tm＝ L/ Vf=(176+40)/390=0.55min 。 精銑Φ 32、Φ 72 的下端面： 刀具： YG6硬質(zhì)合金端銑刀； 機(jī)床： X51立式銑床； 查《切削手冊》表 3.5 ，進(jìn)

56、給量 f z 0.5 ~ 1.0mm/ min ，取為 6mm/r 參考有關(guān)手冊，確定 v 124m / min ，采用 YG6硬質(zhì)合金端銑刀， d w 125mm, z 12 ，則： 1000v 1000 124 316r / min ns 125 d w 現(xiàn)采用 X51 立式銑床，根據(jù)《簡明手冊》表 4.2-36 ，取 nw 300r / min 故實際切削速度： v d w nw 125 300

57、 1000 117.75m / min 1000 1000vc ns 361r / min 主軸轉(zhuǎn)速 dw 。所以取 480r/min 。 當(dāng) nw 300r / min 時，工作臺每分鐘進(jìn)給量： f m f z z nw 0.5 12 300 1800mm / min ，取為 980mm/min 19 t 2t m l 176 125 0.62

58、2 2 本工序切削時間為： f m 980 min 工序 4 粗、精銑 Φ72 端面，以 Φ32 的下端面為基準(zhǔn)。 粗銑 Φ72 上端面 : 刀具： YG6硬質(zhì)合金端銑刀， dw 40mm, z 6 機(jī)床： X51立式銑床 根據(jù)《切削手冊》查的， f z 0.13mm/ z, ap 1mm f=1.56mm/r 現(xiàn)采用 X51 立式銑床，根據(jù)《簡明手冊》 4.2-36 查得取 nw 300r / min ，故實際切削速度

59、 v dw nw 40 300 37.7m / min 1000 1000 當(dāng) nw 300r / min 時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 f m f z z nw 0.13 10 300 390mm/ min 查說明書，取 f m 400mm/ min 計算切削工時 L 72 y 72 10 82mm tm L 82 0.21 min f m 390 因此 精銑 Φ72 端面： 由《切削手冊》表 3.6 查得： d 40, z 6, f z 0.08mm/ min , v 0.45m / s ns 1000v 1000 27