车床转盘零件的机械加工工艺规程与专用夹具设计.doc

摘要摘要 用与车外圆、端面和镗孔等加工的机床叫车床。车削很少在其他种类的机床上进 行，因为其他机床都不能像车床那样方便地进行车削加工。由于车床除了用于车外圆 外还能用于镗孔、车端面、钻孔和铰孔，车床的多功能性可以使工件在一次定位安装 中完成多种加工。这就是在生产中普遍使用各种车床比其他种类的机床都要多的原因。 车床的主要部件：床身、主轴箱组件、尾架组件、拖板组件、变速齿轮箱、丝杠 和光杠 大多数车床的刀架安装在复式刀座上，刀座上有底座，底座安装在横拖板上。可 绕垂直轴和上刀架转动；上刀架安装在底座上，可用手轮和刻度盘控制一个短丝杠使 其前后移动。 转盘用螺栓与中滑板紧固在一起，松开螺母，可使其在水平面内扳转任意角度， 小滑板沿转盘上的导轨可以做短距离的移动，当转盘扳转某一角度后，小滑板便可带 动车刀做相应的斜向移动。普通车床的转盘位于上刀架和下刀架之间，它是上刀架的 导向件，当需要用小刀架车锥面时，可通过赚盘相对于下刀架的转动来调整锥角， 本说明书堆车床转盘零件的作用，零件的工艺过程，夹具设计做了比较系统完整 的分析和论证。对工艺规程的设计做了详细的说明，并制定了合理的加工工艺路线， 编制了一整套的机械加工工艺卡片。对关键工序的加工余量、工序尺寸、工序公差、 切削用量等进行了计算。对机械加工工艺过程中需要的夹具具进行了设计分析，保证 整个工艺过程的完整性。 关键词：关键词：金属切削；转盘；精度；工艺规程；公差 Abstract The basic machines that are designed primarily to do turning, facing and boring are called lathes. Very little turning is done on other types of machine tools, and none can do it with equal facility. Because lathe can do boring, facing, drilling, and reaming in addition to turning, their versatility permits several operations to be performed with a single setup of the workpiece. These accounts for the fact that lathes of various types are more widely used in manufacturing than any other machine tool. Lathe Construction: The essential components of a lathe are depicted in the block diagram. These are the bed, headstock assembly, tailstock assembly, carriage assembly, quick-change gear box, and the lea Turntable; Precision; Technical schedule; Tolerance 目录目录 摘要摘要.I Abstract.II 目录目录III 第第 1 章章 绪论绪论 1 1.1 课题研究的意义及现状 1 1.2 论文主要研究内容 1 2.1 零件的作用 2 2.2 零件的工艺分析 2 第第 3 章章 机械加工工艺规程的设计机械加工工艺规程的设计 3 3.1 机械加工工艺规程的定义 3 3.2 机械加工工艺过程的组成 3 3.3 机械加工工艺规程的作用 3 3.4 机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内容 4 3.5 计算生产纲领确定生产类型 4 3.6.确定毛坯的制造形式 .5 3.7.基准的选择 .5 3.8 制定工艺路线 7 3.9 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 3.10 确定切削用量及基本时间 11 第第 4 4 章章 机床夹具设计机床夹具设计 26 4.1 机床夹具介绍 26 4.2 夹具设计 32 结论结论 35 参考文献参考文献 36 致谢致谢 37 附件附件 1 .38 附件附件 2 .49 第第 1 章章 绪论绪论 1.11.1 课题研究的意义及现状课题研究的意义及现状 当今社会，工业正在飞速发展，各种新型产品日新月异，机械已成为工业发展的 一支主导力量，机械加工水平的高低直接影响着工业前进的步伐，而在机械加工中车 工是机械加工中最常用的工种。在金属车削机床中，车床约占总数的一半左右。无论 是成批大量生产还是单件小批量生产，以及在机械维护管理当面，车削加工都占有重 要的地位。而车床转盘作为车床的一个重要部件，它的重要作用是不可忽视的。普通 车床的转盘位于上刀架和下刀架直接按，它是上刀架的导向件，当需要用小刀架车锥 面时，可通过转盘相对于下刀架的转动来调整锥角，转盘用螺栓与中滑板紧固在一起， 松开螺母可使其在水平面内扳转任意角度，小滑板沿转盘上的导轨可做短距离的移动， 当转盘扳转一角度后，小滑板便可带动车刀做相应的斜向移动。 1.21.2 论文主要研究内容论文主要研究内容 车床转盘零件的材料是 HT200。毛坯用铸造的方法加工，因为是中批量生产，适 合用机械造型的方法铸造。 本论文中对车床转盘零件的铸造方法及毛坯到零件的机械加工工艺过程和加工时 候的技术要求做了详细的分析。并对某些中药的工序刀具的车削速度和车削工时进行 了较为严密的计算。 为了保证加工质量，提高劳动生产率，需要设计专用夹具，本文设计出某些重要 工序专用夹具的装配图和零件图。 第第 2 章章 零件的分析零件的分析 2.12.1 零件的作用零件的作用 题目所给的是车床转盘零件。普通车床的转盘位于刀架部件的上刀架与下刀架之 间，它是上刀架的导向件，当需要用小刀架车锥面时，可通过转盘相对于下刀架的转 动来调整锥角。 2.22.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 图 2-1 车床转盘零件零件图 普通车床的转盘零件，从零件图可以看出，零件的主要加工面有：底面 P 及 70h6 外圆面 N；燕尾槽导轨面 M 及 H；35H7 孔；196mm 圆弧面和尺寸 132mm 两侧面 K 及其端面 Q 等。 第第 3 章章 机械加工工艺规程的设计机械加工工艺规程的设计 3.13.1 机械加工工艺规程的定义机械加工工艺规程的定义 规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。其中规 定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。 它在具体的生产条件下，是最合理或较合理工艺过程和操作方法，并按规定的书 写形式写成工艺文件，经审批后用来指导生产。工艺规程中包括工序的排列顺序，加 工尺寸、公差及技术要求、工艺设备及工艺措施、切削用量及工时定额等内容。 3.23.2 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成 机械加工工艺过程由若干个按一定顺序排列的工序组成。机械加工的每一个工序 又可依次细分为安装、工位、工步和走刀。 工序-一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时对几个）工件连 续完成的那一部分工艺过程。 安装-如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那 部分工序内容称为一个安装。 工位-在工件的一次按装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床 床身变换加工位置，则把每一个加工位置上的安装内容称为工位。 工步-加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工 位内容，称为一个工步。 走刀-切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。 3.33.3 机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程的作用 根据机械加工工艺规程进行生产准备（包括技术准备） 。 机械加工工艺规程是生产计划、调度，工人的操作、质量检查等的依据。 新建或扩建车间（或工段） ，其原始依据也是机械加工工艺规程。 3.43.4 机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内容机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内容 3.4.1 机械加工工艺规程的设计原则机械加工工艺规程的设计原则 设计机械加工工艺规程应遵循如下原则: 1)可靠地保证零件图样上所有技术要求的实现。 2）必须能满足生产纲领的要求。 3）在满足技术要求和生产纲领要求的前提下，一般要求工艺成本最低。 4）尽量减轻工人 的劳动强度，保障生产安全。 3.4.2 机械加工工艺规程的设计步骤和内容机械加工工艺规程的设计步骤和内容 1）阅读装配图和零件图 2）工艺审查 3）熟悉或确定毛坯 4)拟定机械加工工艺路线 5）确定满足各工序要求的工艺装备（包括机床、夹具、刀具和量具等） 6）确定各主要工序的技术要求和检验方法 7)确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差 8）确定切削用量 9）确定时间定额 10）填写工艺文件 3.53.5 计算生产纲领确定生产类型计算生产纲领确定生产类型 该产品年产量为 3000 件/年，备品率为 10%，废品率为 1% N=Qn（1+a%+b%）（3-1） =30001(1+10%+1%) =3300 件/年 生产类型不同，其生产过程和生产组织、车间的机床布置、毛坯的制造方法、采 用的工艺设备、加工方法和工人的熟练程度等都有不同要求。因此在制定工艺路线的 时候应该首先确定该产品的生产类型，以便更好的组织生产。 表 3-1 各种生产类型的规范 零件的年生产纲领（件/年）生产类型 重型机械中型机械轻型机械 单件生产 520100 小批生产 5-10020-200100-200 中批生产 100-300200-500500-5000 大批生产 300-1000500-50005000-50000 大量生产 1000500050000 车床转盘零件为小型零件，根据生产纲领 3330 件/年，在表 3-1 中对应 500-5000 件/年，所以应确定该生产类型为中型生产。 3.6.3.6.确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 毛坯的选择既影响到毛坯制造工艺又影响到机械加工工艺，要根据生产纲领、材 料的工艺特性及零件对材料性能的要求和零件的结构等因素而定。 生产纲领的大小 零件材料以及零件对材料组织和性能的要求。例如：铸铁和青铜不能锻造只能 用铸件。 零件的结构形状和外形尺寸。 先有生产条件 选择毛坯时，要考虑毛坯制造的实际水平、生产能力、设备情 况及外协的可能性和经济性。 根据以上条件零件材料选择为 HT200，毛坯采用铸件。因为转盘零件位于上刀架与 下刀架直接按，它是上刀架的导向件，零件工作时要求有一定的抗震性。零件为中批 量生产，对生产效率要求高，可采用机械砂型铸造。 3.7.3.7.基准的选择基准的选择 基面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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还 会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。 （1）粗基准的选择。 粗基准的选择应以下面的几点为原则：a 应选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准。 b 当必须保证加工表面与不加工表面的位置和尺寸时，应选不加工的表面作为粗基准。 c 要保证工件上某重要表面的余量均匀时，则应选择该表面为定位粗基准。d 当全部表 面都需要加工时，应选余量最小的表面作为基准，以保证该表面有足够的加工余量。 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工 件，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粗基准。因本零件毛坯 是铸造加工形成，铸造精度处于中等水平，粗基准选底面 P 和两侧面 K 面，实现限制 六个自由度的完全定位。 （2）精基准的选择。 选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、 可靠、方便。为此，一般遵循下列五条原则： 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准 与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面 间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从 而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨 削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表 面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。 例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能 保证齿面余量均匀。 自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工 表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔 在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。 便于装夹原则。所选择的精基准，应能保证定位准确、可靠，夹紧机构简单， 操作方便。这称为便于装夹原则。 此外，还应选择工件上精度高、尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。 这里主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行 尺寸换算，要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置出发，进而保证转盘 零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。 3.83.8 制定工艺路线制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等级等 技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批生产的情况下，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。 工艺路线方案： 工序：粗铣燕尾面 M、H 及空刀面和凹台面，以底面 P 为主要定位基准，两侧面 K 为第二定位基准。 工序：粗铣+半精铣转盘的两个端面 Q 和 R，以 M、H 面以未加工面 N 为定位基准。 工序：粗车+半精车+精车加工转盘底面 P、外圆面 N、端面 L 等以已加工面 M、H、Q 面定位，实现完全定位。 工序：粗铣+半精铣加工转盘的196mm 圆弧面和尺寸 132mm 的两侧面 K，以底 面 P、外圆面 N、燕尾面 H 定位。 工序：精铣燕尾面 M、H 及空刀面和凹台面，以已加工面底面 P 为主要定位基准， 以已加工两侧面 K 为第二定位基准。 工序：钻、扩、铰孔。35H7 工序：钻 2孔。 13 工序 VIII 倒角、去毛刺。 工序 IX：检验 以上工艺过程详见附件三“机械加工工艺卡片” 。 3.93.9 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 进行机械加工余量的分析计算，是为了确定最有利的加工余量，以节省材料。利 用分析计算法，必须有可靠的数据，否则难以进行。 3.9.1 选择毛坯选择毛坯 毛坯经铸造生产，已经由零件图给出。 3.9.2 影响加工余量的因素影响加工余量的因素 1）被加工表面上道工序尺寸公差 a 2）被加工表面上道工序表面粗糙度和缺陷层 y R a H 3）被加工表面上道工序的空间误差 a e 4）本道工序装夹误差 b 3.9.3 确定机械加工余量的方法确定机械加工余量的方法 确定加工余量的方法有三种：计算法、查表法和经验法。本零件加工余量的确定 采用查表修正法。 已知零件的生产类型为中批生产，毛坯的制造方法选用砂型机械造型，因为零件 的35 孔需要铸出，因此需要安放型芯。因此，为了消除残余应力，铸造后应安排人 工时效。 此处省略 NNNNNNNNNNNN 字。如需要完整说明书和设计图纸等.请 联系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！ 该论文已经通过答辩 （1）铸造尺寸公差 铸造尺寸公差有 16 级，由于是中批生产，毛坯的制造方法采用砂型机械制造的方 法。砂型铸造机器造型时灰铸铁毛坯铸件的公差等级为 8-10，选取该零件毛坯铸件的 公差等级为 9 级，选错箱值为 1.0。 （参数由机械制造工艺设计简明手册 李益民 哈尔滨工业大学 查取） （2）铸件机械加工余量 对于中批生产的铸件加工余量由机械制造工艺设计简明手册表 2.2-5 查得， 表 3-2 各加工表面总余量 加工表面基本尺寸 （mm） 加工余量等 级 加工余量数 值(mm) 说明 H 面 74H3.0 可归为孔轴配合， 双侧加工 M 面 22G3.0 配合面，下箱铸造， 单侧加工 Q 面 234G4.0 自由公差，要求较 低，双侧加工 N 面 70H3.0 轴孔配合，降低一 级，双侧加工 K 面196（1 32） G4.0 没有严格要求，双 侧加工 P 面 22H3.5 分型要求降低一级， 单侧加工 G 面 44G3.0 下箱铸造，有粗糙 度要求，单侧加工 表 3-3 主要毛坯尺寸及公差 主要加工面零件尺寸 （mm） 总加工余量 (mm) 毛坯尺寸(mm)公差 CT(mm) H 面 74680 1 M 面 223.5+3.028.5 1 Q 面 2348242 1 N 面 70676 1 K 面19（132）8（6）20（138）1 P 面 223.0+3.528.5 1 G 面 442.5+3.549 1 各面的具体代号见零件图。 选取 MA 为 G 级，各表面的总余量见表 3-2。由机械制造工艺设计简明手册表 2.2-1 可查得铸件的各主要尺寸公差。转盘零件的毛坯铸件选择 P 面所在的平面为分型 面，冒口系统的类型采用顶注式浇注系统，原因是零件的高度不大且结构简单、中等 壁厚的板块类零件。 3.9.4 毛坯零件综合图毛坯零件综合图 零件-毛坯综合图一般包括以下内容：铸造毛坯形状、尺寸及公差、加工余量与工 艺余量、铸造斜度及圆角、分型面、浇冒口残根的位置、工艺基准及其他有关技术要 求等。本次设计的零件浇冒口设计在零件70 圆端面垂直方向上，具体采用的浇注方 式为顶浇注的一般形式。分型面选在 P 面所在的平面上，这样铸造零件大部分在下箱， 容易铸造和保证良好的质量。因为砂型机器造型的铸件，零件应设计拔模斜度，零件 的拔模斜度为 3，铸造圆角取。 52 RR 零件-毛坯综合图的技术条件一般包括以下内容：合金牌号、铸造方法、铸造的精 度等级、未注明的铸造斜角及圆角半径、铸造的检验等级、铸件综合技术条件、铸件 的交货状态、铸件是否进行气压或液压试验、热处理硬度等。具体的要求见零件-毛坯 图。 图 3-1 车床转盘零件毛坯-零件图 3.103.10 确定切削用量及基本时间确定切削用量及基本时间 切削用量包括背吃刀量，进给量 f 和切削速度 v。确定顺序是先确定,f,再 p a p a 确定 v。 （所用公式和参数均选自1 崇凯.机械制造技术基础课程设计指南M.） （一）工序（一）工序：粗铣燕尾面：粗铣燕尾面 M M、H H 及空刀面和凹台面及空刀面和凹台面 1、加工条件：零件毛坯为 HT200 铸件，=200M b a P 加工要求：铣削 M、H 面及凹台面，=1.6 a R 本工序可分为以下工步：粗铣 M、H 面铣空刀面粗铣凸台面粗铣凹台面。 2、切削用量： （1）工步粗铣 M、H 面 铣刀选用单角铣刀，D=63mm,55，L=16mm，=10，=16，周齿 16，端 0 0 齿 8，齿数 Z=20，选用 X51 立式铣床。 1）确定每齿进给量 z f 根据表 5-145 查得，当3mm时，0.06-0.1mm/z,故选取=0.08 mm/z。 p a z f z f 2）选择铣刀磨钝标准和耐用度 根据表 5-148，用高速钢单角铣刀粗加工铸铁件，铣刀刀齿后面最大磨损量为 1.2mm；铣刀直径 d=63mm,耐用度 T=120min(表 5-149)。 3)确定切削速度和工作台每分钟进给量 Mz f 根据表 2-17 中的公式计算： V= （3-2） v vvvv q V v xyupm pze C d k T afa z 式中：=22.8，=0.45，=0.1，=0.2，=0.3， V Cv q v x v y v u =0.1，m=0.33,T=120min.=16mm,=0.08mm/z，=1.8mm,z=20,d=63v p p a z f e a =23.64m/min1 208 . 108 . 0 16120 63 8 . 22 1 . 03 . 02 . 01 . 033 . 0 45 . 0 v min/49.119 6314 . 3 64.2310001000 r d v n c 选用 X51 型立式铣床为 n=125r/min=2.083r/s,则实际切削速度 v=24.73m/min=0.41m/s,工作每分钟的进给量为 ,选择=100mm/min,则实际的每齿进给量为min/962008 . 0 6060mmzff zzM zM f 。zmm z f f z M z /083 . 0 2060 100 60 4)校验机床功率。 根据表 2-18 的计算公式，铣削的功率为 （3-3） 1000 c c F p （3-4） c F F w F q F u e F y z F x pF c k n afaC F d Z 式中：=30，=1.0，=0.65，=0.83， F C F x F y F u =0，=0.83，=0.083mm/z，=1.0 F w F q z f Fc k 则NFc 2 . 4340 . 1 12563 02.8108 . 0 1630 083 . 0 0.8365 . 0 0 . 1 kw178 . 0 1000 41 . 0 2 . 434 1000 c c F p X61 铣床的 主电动机的功率为 4kw,故所选切削用量可以采用。所确定的切削用量 为=0.08mm/z，=100mm/min，n=125r/min，v=0.41m/s z f Mz f 3、基本时间 根据表 2-25，角铣刀铣燕尾槽的基本时间为 （3-5）i f lll T z M j 21 式中:l=227mm，,=25mm,mmadal ee 6 . 122)8 . 163(8 . 1)31 ()( 1 2 l sTj96.144min416 . 2 100 6 . 122227 （2）工步粗铣凹台面 铣刀选用硬质合金镶齿三面刃铣刀，D=80mm,L=16mm，齿数 Z=10，选用 X51 立式铣 床。 1）确定每齿进给量 z f 根据表 5-145 查得，当3mm时，0.15-0.3mm/z,故选取=0.2mm/z。 p a z f z f 2）选择铣刀磨钝标准和耐用度 根据表 5-148，用硬质合金铣刀粗加工铸铁件，铣刀刀齿后面最大磨损量为 1.5mm；铣刀直径 d=63mm,耐用度 T=180min(表 5-149)。 3)确定切削速度和工作台每分钟进给量 Mz f 根据表 2-17 中的公式计算： V= （3-6） v vvvv q V v xyupm pze C d k T afa z 式中：=18.9，=0.2，=0.1，=0.4，=0.1， c v q x y u =0.1，m=0.15,T=180min.=1.8,=0.08mm/z v p p a z f =32mm,z=10,d=22， e a =9.07m/min1 10322 . 08 . 1180 22 9 . 18 1 . 01 . 02 . 01 . 015 . 0 2 . 0 v min/31.131 2214 . 3 07 . 9 10001000 r d v n c 选用 X51 型立式铣床为 n=125r/min=2.083r/s,则实际切削速度 v=8.635m/min=0.14m/s,工作每分钟的进给量为,选min/120102 . 06060mmzff zzM 择=125mm/min,则实际的每齿进给量为。 zM fzmm z f f z M z /208 . 0 1060 125 60 4)校验机床功率。 根据表 2-18 的计算公式，铣削的功率为 （3-7） 1000 c c F p （3-8） c F F w F q F u e F y z F x pF c k n afaC F d z 式中：=54.5，=0.9，=0.74，=1.0， F c F x F y F u =0，=1.0，=0.083mm/z，=1.0 F w F q z f c F k 则NFc96.4200 . 1 12522 1032208 . 0 8 . 1 5 . 54 00 . 1 0 . 174 . 0 9 . 0 kw059 . 0 1000 14 . 0 96.420 1000 c c F p X51 铣床的 主电动机的功率为 4kw,故所选切削用量可以采用。所确定的切削用量 为=0.208mm/z，=125mm/min，n=125r/min，v=0.14m/s z f Mz f 3、基本时间 根据表 2-25，端铣刀铣凹台面的基本时间为： （3-9）i f lll T z M j 21 式中:l=196mm，=25mm,mmadal ee 5 . 332)3263(32)31 ()( 1 2 l sTj 9 . 138min315 . 2 100 5 . 332196 ( (二二) )工序工序 IIII 铣削转盘的两端面铣削转盘的两端面 Q Q 及及 R R 1.加工条件：HT200，铸件 ab Mp200 加工要求：铣削端面粗糙度为 3.2 2.切削用量：本工序是粗铣端面，铣刀选用高速钢端面镶齿三面刃铣刀， D=80，L=12，=8，=15，=10，齿数 Z=10。端面单边加工余量 Z=3mm,高 0 0 速钢刀具铣削时，粗铣便能达到 3.2 的粗糙度。又查机械工艺手册可知，当加工余量 小于 6mm 时，可一次性切除，所以铣削深度=3mm，铣削宽度为=22mm(Q 面) p a e a /37mm(R 面)，机床选用 X61 卧式铣床。 1）确定每齿的进给量 z f 根据表 5-144，X61 立式铣床的铣削功率为 4KW，工艺系统刚性为中等，查得每齿 进给量=0.15-0.30，现取=0.25mm/z。 z f z f 2）选择铣刀磨钝标准及耐用度。 根据表 5-148，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 1.5-2.0mm，铣刀直径 D=80mm,耐 用度 T=180min。 3）确定切削速度和工作台每分钟进给量 Mz f 根据表 2-17 中的公式计算： V= （3-10） v vvvv q V v xyupm pze C d k T afa z 式中：=18.9，=0.20，=0.1，=0.4，=0.1， V C q x y u =0.1，m=0.15,T=180min.=1.8mm,=0.25mm/z，=22,z=10,d=80 v p p a Z f e a =18.91m/min1 102225 . 0 3180 80 9 . 18 1 . 01 . 04 . 01 . 015 . 0 20 . 0 v min/15.85 8014 . 3 91.1810001000 r d v n c 根据 X61 型立式铣床主轴转速表选择 n=80r/min=1.333r/s,则实际切削速度 v= =20.1m/min=0.335m/s,工作每分钟的进给量为 1000 dn ,选择=150mm/min,则实际的每齿进给量为min/1501025 . 0 6060mmzff zzM z M f zmm z f f z M z /25 . 0 1060 150 60 4）校验机床功率 根据表 2-18 的计算公式铣削时的功率为 （3-11） 1000 c c F p （3-12） c F F w F q F u e F y x F x pF c k n afaC F d Z 式中：=54.5，=0.9，=0.74，=1，=1.0，=0，=1.0 F C F x F y F u F q F n c F k 代入计算得=78.77N, c F kwpc0264 . 0 1000 335 . 0 77.78 X61 铣床的电动机的功率为 4kw，故切削用量可以采用， smvrnmmfzmmf z Mz /335 . 0 min,/80min,/150,/25 . 0 （2）基本时间 由公式： （3-12）i f lll T z M j 21 切削 Q 面时：22 e a 式中 l=39mm,，mmaddl e 1.32)228080(5.0)31()(5.0 2222 1 2 2 l 切削 R 面时： 37 e a 式中 l=132mm,， mmaddl e 7.42)378080(5.0)31()(5.0 2222 1 2 2l 故此工序铣刀总行程=2 （39+3.1+2）+（132+4.7+2）=226.9mm z L 切削基本时间:=1.15min=69s. i f lll T z M j 21 150 9 . 226 （三三) )工序工序 IIIIII 车削加工转盘底面车削加工转盘底面 P P、外圆面、外圆面 N N、端面、端面 L L、空刀面和倒角、空刀面和倒角 1. 加工条件：工件为 HT200 铸件 加工要求：外圆面 N 粗糙度为 3.2，底面 P 粗糙度为 1.6，精度要求较高，须精加 工。 本工序可分为以下几个工步：粗车外圆面 N；精车外圆面 N；粗车空刀面； 粗车底面 P；半精车底面 P；倒角。 2. 切削用量 (1)确定工步：粗车外圆面 N 的切削用量。 机床选为 C620-1 卧式车床，刀具材料为硬质合金 YG8 可转位车刀，由于 C620-1 车床的中心高位 200mm,故选刀杆尺寸 B H 为 16mm 25mm，,刀片厚度为 5mm。根据表 5-113 选择车刀切削部分几何形状为平面带到棱型，前角=5，后角=6，主偏 0 0 角=90，副偏角=10，刃倾角=0，刀尖圆弧半径=0.8mm。 r r s 1)确定背吃刀量 p a 由表 5-33 查得粗车外圆后精车外圆余量为 1mm。故粗车外圆面的背吃刀量应选择 为=2.5mm。 p a 2 16 2）确定进给量 f 根据表 5-114，在粗车铸铁、刀杆尺寸为 16mm 25mm、3mm、工件直径为 p a 60100 时，f=0.61.4mm/r，按 C620-1 车床的进给量（表 5-57）选择 f=1.0mm/r。 确定的经给量尚需满足机床机构强度的要求，故需进行检验。 根据表 5-55，C620-1 车床进给机构允许的进给力=3530N。 max F 根据表 5-124，当铸铁=200、2.8mm、f1.2mm、=45时，进给 b MPa p a r 力=950N。 f F 的修正系数为=1.17，=1.2，=1.0，=1.0（表 2-12） ，故实际进 f F F k F k 0 F s k F k 给力为=950 1.17 1.2 1.0 1.0=1333.8N f F ，所以进给量 f=1.0mm/r 可用。 f F max F 3)确定车刀磨钝标准及耐用度 根据表 5-119，车刀后刀面最大磨损量取为 0.8mm,可转位车刀耐用度 T=30min。 4）确定切削速度 V 根据表 5-120，当用 YG8 硬质合金车刀加工铸铁 =200、2.8mm、f1.2mm/r 时，切削速度 V=60m/min。 b MPa p a 切削速度的修正系数为 =1.15、=0.9、=0.8、=0.83、=1.0、=0.89（表 2-9） ，故 Tv k Mv k sv k tv k v k v k =60 1.150.90.80.831.00.89=36.7m/minv n=153.8r/min d v 1000 7614 . 3 7 . 361000 按 C620-1 车床的转速（表 5-56） ，选择 n=150r/min=2.5r/s，则实际切削速度 =35.7m/min。v 1000 dn 1000 1507614 . 3 5）校验机床功率 由表 5-126，当硬质合金刀具切削铸铁 HBS=160245、2.8mm、f1.2mm/r、V=35.7m/min 时，=1.7kw。 p a c P 切削功率修正系数为=1.0、=1.15、=1.0、=0.8、=0.83、 c P k c TP k c MP k c sP k c tP k =1.0（表 2-9） ，故实际切削时的功率为 c P k =1.71.01.151.00.80.831.0=1.3kw。 c P 根据表 5-59，当 n=150r/min，机床主轴允许功率=5.9kw。，故所选切削 E P c P E P 用量可在 C620-1 车床上进行。 最后确定的切削用量为=2.5mm、f=1.0mm/r、n=150r/min、V=35.7m/min p a 6）确定粗车外圆面的基本时间 根据表 2-21，车外圆的基本时间为 （3-13）i fn llll i fn L Tj 321 1 式中：l=7mm,=45, r =2.5+（23）=5mm,=0,f=1.0mm/r，n=150r/min,i=1)32( tan 1 r p a l 2 l 3 l 则=0.08min=4.8s 1 j T 0 . 1150 57 （四）工序（四）工序 V V：钻、扩、铰：钻、扩、铰 35H735H7 孔孔 一、钻、扩、铰35H7 孔 1.钻孔 （1）钻头 选用25 的标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刀。 （2）确定切削用量 1）确定进给量，根据表 5-127 可查出=0.780.96mm/r,由于孔深和孔径之比ff 不需要修正，所以选用 Z550 型立式钻床，由表 5-66 选取进给量为335/22/ 0 dl =0.90mm/r.f 根据表 5-64，机床进给机构允许的轴向力=24525N，进给量为 0.122.64， max F 由于所选择的进给量介于 0.122.64，故所选可用。ff 1）确定钻头的磨钝标准和耐用度 由表 5-130 可查得钻头的后刀面最大磨损限度为 0.81.2，故选择后刀面最大磨 损限度为 1.0，钻头的刀具寿命为 T=75min 2）确定切削速度 v、进给力、转矩 f F c M 由表 2-13，钻孔时的切削速度计算公式为 （3-14） v v y v x p m v z v c k faT dC v 0 式中：=11.1，=0.25，=1.0， =0.125，=0，=0.4 v C v z v km v x v y 故 =15.09m/min c v0 . 1 90 . 0 5 . 1275 25 1 . 11 4 . 00125 . 0 25 . 0 n=192.25r/min 0 1000 d v 2514 . 3 09.151000 根据表 5-65 选择 Z535 钻床转速为 195r/min 故实际切削速度为 V=15.3m/min 1000 1952514 . 3 1000 0n d 由表 2-15，钻孔时轴向力计算公式为 （3-15） F yz Ff kfdCF FF 0 式中：=420，=1.0，=0.8，=1.0 F C F z F y F k 故9651.2N0 . 190 . 0 25420 8 . 00 . 1 f F 由表 2-15，钻孔时转矩计算公式为 （3-16） M M y M z Mc kfdCM 0 式中:=0.206，=2.0，=0.8，=1.0 M C M z M y M k 故118.3Nm0 . 190 . 0 25206 . 0 8 . 00 . 2 c M 3）校验机床功率 由表 2-15，切削功率为 c P =2.41kw （3-17） 0 30d vM P cc c 2530 3 . 15 3 . 118 机床的有效功率为=7.50.85=6.375kw P 由于，故所选的钻削用量可用，即 c PP min/ 3 . 15min,/195,/90 . 0 ,25 0 mvrnrmmfmmd 相应地： kwPmNMNF ccf 41 . 2 , 3 . 118, 2 . 9651 5）钻孔基本时间确定 （3-18） fn lll j fn L T 21 式中:l=22mm,=14.5,=2)21 (cot 2 1 D l245cot 2 25 2 l 故sTj16.13min22 . 0 19590 . 0 2 5 . 1422 2.扩钻孔 （1）选用33 的标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刀。 （2）确定切削用量 1）确定进给量，根据表 5-127 可查出=1.01.2mm/r,再由表 5-66 选择 Z535ff 钻床的进给量为=1.0mm/r.f 根据表 5-64，机床进给机构允许的轴向力=15696N，进给量为 0.111.6， max F 由于所选择的进给量介于 0.111.6，故所选可用。ff 2）确定钻头的磨钝标准和耐用度 由表 5-130 可查得钻头的后刀面最大磨损限度为 0.81.2，故选择后刀面最大磨 损限度为 1.0，钻头的刀具寿命为 T=110min 3）确定切削速度 v、进给力、转矩 f F c M 由表 2-13，钻孔时的切削速度计算公式为 （3-19） v v y v x p m v z v c k faT dC v 0 式中:=15.2，=0.25，=1.0，=0.125，=0，=0.4 v C v z v km v x v y 故=20.58m/min c v0 . 1 0 . 14110 33 2 . 15 4 . 00125 . 0 25 . 0 故 n=198.6r/min 0 1000 d v 3314 . 3 58.201000 根据表 5-65 选择 Z535 钻床转速为 195r/min 故实际切削速度为 V=20.21m/min 1000 1953314 . 3 1000 0n d 由表 2-15，钻孔时轴向力计算公式为 （3-20） F F y F z Ff kfdCF 0 式中:=420，=1.0，=0.8，=1.0 F C F z F y F k 故13860N0 . 10 . 133420 8 . 00 . 1 f F 由表 2-15，钻孔时转矩计算公式为 （3-21） M M y M z Mc kfdCM 0 式中:=0.206，=2.0，=0.8，=0.87 M C M z M y M k 故173.7Nm8 . 096 . 0 33206 . 0 8 . 00 . 2 c M 4）校验机床功率 由表 2-15，切削功率为 c P =3.55kw （3-22） 0 30d vM P cc c 3330 21.20 7 . 173 机床的有效功率为=4.50.81=3.65kw P 由于，故所选的钻削用量可用，即 c PP min/21.20min,/195,/96 . 0 ,33 0 mvrnrmmfmmd 相应地： kwPmNMNF ccf 55 . 3 , 7 . 173,13860 (5)钻孔基本时间的确定 （3-23） fn lll j fn L T 21 式中:l=22mm,=6,=2)21 (cot 2 1 1 dD l 245cot 2 2533 2 l 故sTj6 . 9min16 . 0 19596 . 0 2622 3.扩孔 （1）扩孔钻 选用34.8mm 标准高速钢扩孔钻 （2）确定扩孔切削用量 1）确定进给量 f 根据表 5-128，扩孔时的进给量介于 1.21.5 之间，选择进给量为 f=1.2mm 根据表 5-64，Z535 型立式钻床进给机构允许的轴向力=15696N，进给量为 max F 0.111.6， 由于所选择的进给量介于 0.111.6，故所选可用。ff 2）确定钻头的磨钝标准和耐用度 由表 5-130 可查得钻头的后刀面最大磨损限度为 0.91.4，故选择后刀面最大磨 损限度为 1.0，钻头的刀具寿命为 T=50min 3）确定切削速度 v、进给力、转矩 f F c M 由表 2-13，钻孔时的切削速度计算公式为 （3-24） v yx p m z v c k faT dC v vv v 0 式中:=18.8，=0.2，=1.0， =0.125，=0，=0.4 v C v z v km v x v y 故=25.37m/min c v0 . 1 8 . 0 5 . 1250 8 . 34 8 . 18 4 . 00125 . 0 2 . 0 故 n=244.8r/min 0 1000 d v 8 . 3414 . 3 37.251000 根据表 5-65 选择 Z535 钻床转速为 275r/min 故实际切削速度为 V=28.5m/min 1000 275 8 . 3414 . 3 1000 0n d 4）扩孔基本时间确定 （3-25） fn lll j fn L T 21 式中，l=22mm, =2.9,=2)21 (cot 2 1 1 dD l 245cot 2 33 8 . 34