机械制造技术课程设计-插入耳环加工工艺及车φ35外圆与螺纹夹具设计（全套图纸）.pdf

题 目 插入耳环工艺设计 专 业 学生姓名 学 号 指导老师 完成日期 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 1 目目 录录 第一章 零件分析 1 一、零件的功用分析 1 二、零件的工艺分析 1 第二章 机械加工工艺规程制定 . 1 一、选择毛坯种类并确定制造方法 . 1 二、基面的选择 1 （一）粗基准的选择. 2 （二）精基准的选择. 2 三、选择加工方法 2 （一）平面的加工. 2 （二）孔的加工 2 （三）外圆与退刀槽、攻螺纹 . 2 （四）槽加工 2 四、制定工艺路线 2 五、确定加工余量及毛坯尺寸 . 3 （一） 确定加工余量 . 3 （二） 确定毛坯基本尺寸 . 4 （三） 确定毛坯尺寸公差 . 4 （四） 绘制毛坯简图 . 4 六、工序设计 5 （一）选择加工设备与工艺装备 . 5 （二）确定工序尺寸. 6 七、确定切削用量和基本时间 . 6 （一）工序 05（粗铣两边面 d、e）切削用量及基本时间的确定 7 （二） 工序 15（粗车35 外圆）切削用量及基本时间的确定 . 8 （三） 工序 20、25（粗车27 外圆、倒角 c2、锥面及切退刀槽）切削用量及基 本时间的确定 10 （四）工序 35、40(钻及扩32mm 孔) 切削用量及基本时间的确定 12 （五） 工序 45（半精车35 外圆）切削用量及基本时间的确定 . 15 （六） 工序 50（精车35 外圆）切削用量及基本时间的确定 . 17 （七） 工序 60（车削螺纹）切削用量及基本时间的确定 19 （八）工序 70（粗铣键槽）切削用量及基本时间的确定 21 （九）工序 75（精铣键槽）切削用量及基本时间的确定 23 第三章 专用夹具的设计 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 参考文献 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1 第一章第一章 零件分析零件分析 一、零件的功用分析一、零件的功用分析 题目所给的零件是插入耳环， 其作用是用来固定晾衣架的上端， 当然插入耳环的作用还 有很多，主要起固定功能。 二、零件的工艺分析二、零件的工艺分析 如图 1-1 可以看出， 标有表面粗糙度符号的表面有平面、 退刀槽、内孔、键槽等。其中， 表面粗糙度要求最低的是表面 d、e，粗糙度为 ra50，粗糙度要求最高的是外圆35，表面 粗糙度为 ra1.6。该外圆也是插入耳环的主要设计基准。 从工艺上看，键槽对35 轴线的对称度公差为 0.1，孔32 轴线对35 轴线的垂直度 公差为 0.5/50，可以通过使用专用机床夹具来保证。35 的公差等级为 it7 级，表面粗糙 度为 ra1.6，可以通过精车来保证。表面 d、e 精度要去不高可以通过粗铣来完成，32 孔 的内孔粗糙度为 ra6.5 可以通过钻床，然后再扩钻，可达到精度。c 面通过粗铣就可以达到 要求。a 面也通过粗铣。 对插入耳环零件图进行工艺审核后，可知该零件图视图正确、完整，尺寸、公差及技术 要求齐全，加工要求合理，零件的结构工艺性较好。 图1- 1 第二章第二章 机械加工工艺规程制定机械加工工艺规程制定 一、选择毛坯种类并确定制造方法一、选择毛坯种类并确定制造方法 按设计任务书，插入耳环成大批大量生产。 由该零件的功用和原始零件图可知，该零件材料为45钢，屈服强度为600mpa，该零件的 形状不是十分复杂，因此毛坯的形状与零件的形状应尽量接近，35轴的单边余量2.5mm， 两边余量5.0mm，所以毛坯尺寸40，在轴向方向3mm，所以毛坯轴向长度为150mm，所以用 1507941的毛坯，确定加工余量及毛坯尺寸。 二、基面的选择二、基面的选择 定位基准的选择是工艺规程制定中的重要工作， 它是工艺路线是否正确合理的前提。 正 d 面， 对立面 为 e 面 a 面 c 面 2 确合理地选择定位基准，可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化工艺装备结构与种类、提 高生产率。 （一）粗基准的选择（一）粗基准的选择 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。35mm轴为重要表面，加工时要求余 量小而均匀，尽量通过粗基准，加工出一个精基准面，因此应选择该35mm轴线为粗基准。 （二）精基准的选择（二）精基准的选择 精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。在选择时，主要应该考虑基准 重合、基准统一等问题。插入耳环是带有孔的零件。32mm孔是精度要求最高的高的孔，俄 日避免由于基准不重合而产生误差，保证加工精度，应选32mm孔为精基准，即遵循“基准 重合”的原则。还由于零件的要求是35mm轴和32mm孔在垂直度上有较高的精度要求，因 此选择32mm孔作为精基准， 这样就保证精度要求最高的35mm轴的加工精度， 减少加工误 差。 在插入耳环的加工过程中， 该孔还可以作为大部分工序的定位基准， 加工其他次要表面， 体现了“基准统一”的选择原则。 三、选择加工方法三、选择加工方法 （一）平面的加工（一）平面的加工 平面加工的方法很多， 有车、 刨、 铣、 磨、 拉等。 对于本零件由于表面d、 e粗糙度为ra50， 通过粗铣就可以达到。而对于c面粗糙度为ra6.3通过粗铣也可以达到。而表面a的粗糙度要 求为ra12.5，由表5-11，根据gb/t 1804-2000规定，选用中等级（m），相当于it13级，故 可考虑粗车或粗端铣，根据零件的结构特点，选用端铣加工方式。 （二）孔的加工（二）孔的加工 孔的加工方式有钻、扩、镗、拉、磨等。32孔内壁粗糙度为ra6.3，采以就用钻-扩方 式进行加工，钻孔后扩孔就可以达到这个精度要求，满足安装配合e9。5的销孔，直接用 枪孔钻就可以加工出来。 （三）外圆与退刀槽、攻螺纹（三）外圆与退刀槽、攻螺纹 外圆35的加工在本零件中最重要部分。由于外圆的公差等级为it7级，表面粗糙度 ra1.6，所以采用粗车-半精车-精车。而对于外圆27，表面要进行攻螺纹，所以进行粗车 就可以了。在粗车过后再用螺纹车刀进行攻螺纹。退刀槽可以用切断刀车出。 （四）槽加工（四）槽加工 对槽的加工，槽的要求为ra3.2，进过粗铣-精铣就可以达到。 四、制定工艺路线四、制定工艺路线 制订工艺路线的出发点， 应当是使零件的几何形状、 尺寸精度及位置精度等技术要求能 得到合理的保证。 在生产纲领已确定为大批生产的条件下， 可以考虑采用万能性机床配以专 用工夹具，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。故采用如下加工工艺： 工序5：粗铣二边表面d、e 定位基准：外圆35 3 工序10：粗铣c面 定位基准：底面d面以及e面。 工序15：粗车外圆35 定位基准：底面d面以及e面。 工序20：粗车外圆27（工步1）、倒角c1（工步2）及车退刀槽24 定位基准：底面d面以及e面。 工序25：进行热处理调质 工序30：钻32的孔 定位基准：外圆35以及r25外圆面。 工序35：扩32的孔 定位基准：外圆35以及r25外圆面。 工序40：半精车外圆35 定位基准：32的孔及两边表面d、e。 工序45：精车35 定位基准：32的孔及两边表面d、e。 工序50：车锥面，倒角c2 定位基准：32的孔及两边表面d、e。 工序55：攻螺纹m271.5-6h 定位基准：32的孔及两边表面d、e。 工序60：钻5的销孔 定位基准：32的孔及两边表面d、e。 工序65：粗铣键槽 用铣床专用夹具，进行键的加工。 工序70：精铣键槽 用铣床专用夹具，进行键的加工 工序75：铣a面 定位基准：32的孔及两边表面d、e。 五、确定加工余量及毛坯尺寸五、确定加工余量及毛坯尺寸 （一）（一） 确定加工余量确定加工余量 插入耳环的材料为45钢，屈服强度600mpa，采用砂型机器造型，且为批量生产。由表 5-2知，铸钢件采用砂型机器造型时，铸件的尺寸公差为ct8-ct12级，此处选为ct9级。由表 5-3选择加工余量为h级，根据机械加工后铸件的最大轮廓尺寸由表5-4可查得个加工表面余 量如下表： 4 表1-1 加工表面 单边余量/mm 双边余量/mm 备注 两边面d、e面 3 6 粗铣一次完成 35外圆 3 6 基本尺寸为81mm 32孔e9 3 6 先用钻头钻孔至31， 再扩 至32。 基本尺寸为孔深尺 寸36mm。 铣键槽 3 无 基本尺寸为25 m27x1.5-6h的螺纹 7 14 主要由35外圆的毛坯 尺寸决定 轴向长度84尺寸 3 无 车锥面、 粗车27端面、粗 车35端面共同决定 （二）（二） 确定毛坯基本尺寸确定毛坯基本尺寸 加工表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查取得相应加工余量即可， 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 35 6 41 81 3 84 （三）（三） 确定毛坯尺寸公差确定毛坯尺寸公差 由表 5- 1，选用 ct7 级查的各铸件加工尺寸公差如表 3- 3 所示： 表 3- 3 毛坯尺寸/mm 公差/mm 标注 结果 42 1.8 错误！未找到引错误！未找到引 用源。用源。 41 1.8 84 2.2 （四）（四） 绘制毛坯简图绘制毛坯简图 根据以上内容及砂型铸件的有关标准与规定，绘制毛坯简图，如图 3- 1： 5 如图 3- 1 毛坯简图 六、工序设计六、工序设计 （一）选择加工设备与工艺装备（一）选择加工设备与工艺装备 1.选择加工设备 选择加工设备即选择机床类型。 由于已经根据零件的形状、 精度特点， 选择了加工方法， 因此机床的类型也随之确定。至于机床的型号，主要取决于现场设备情况。若零件加工余量 较大，加工材料又较硬，有必要校验机床功率。根据以上内容和考虑零件经济度与零件表面 设计相适应，又本零件的加工余量和硬度不是很大，故选定各工序机床如下： （1）工序 05：xa5032 立式升降台铣床，主要技术参数见表 5- 13。 （2）工序 10、65、70、75、80：x6132 万能铣床。 （3）工序 15、20、25、45、50、55、60：选择 ca6140 车床 （4）工序 35、40：选用 z3025 摇臂钻床。 2.选择夹具 对于成批生产的零件，大多采用专用机床夹具。在保证加工质量、操作方便、满足高效 率的前提下， 亦可部分采用通用夹具。 本机械加工工艺规程中所有工序均采用了专用机床夹 具，专门设、制造。 3.选择刀具 根据加工工艺需要刀具的选择情况如下： （1）工序 05 二边表面 d、e 高速钢镶齿套式面铣刀 （2）工序 35 钻32 高速钢锥柄麻花钻 （3）工序 15、45、50 yt 类硬质合金 （4）工序 70、75 铣键槽 高速钢镶齿套式面铣刀 在刀具选择过程中尽量选择通用刀具。 在中批生产中， 不排除在某些工序中使用专用刀 具，但专用刀具需要专门定做，详细的内容可参阅金属切削刀具等教材及相关资料。 4.选择量具 选择量具的原则是根据被测对象的要求， 在满足测量精度的前提下， 尽量选用操作方便、 测量效率搞的量具。 量具由通用量具和各种专业量具， 其种类的选择主要应考虑被测尺寸的 性质，如内径、外径、深度、角度、几何形状等以及被测工件的特点，如工件的形状、大小、 精度、生产类型等。本零件属于成批生产，一般采用通用量具。选择量具的方法有两种：一 种按计量器具的不确定度选择。一般根据被测对象的公差带宽度先查得相应的安全裕度 a 和计量器具的不确定度允许值 1 u(au9 . 0 1 =),然后在量具手册中选择一种不确定度等于或 6 小于 u1的量具；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。 下面以精车35 为例选择量具。 外圆35 的尺寸公差 t=0.025， 选择刻度值为 0.001mm 的千分尺。 （二）确定工序尺寸（二）确定工序尺寸 确定工序尺寸时，对于加工精度要求较低的表面，只需粗加工工序就能保证设计要求， 将设计尺寸作为工序尺寸即可，上下偏差的标注也按设计规定。当加工表面精度较高时，往 往要经过数道工序才能达到要求。 工序的尺寸的确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设计尺寸开 始，逐次加上每道加工工序余量，分别得到各工序基本尺寸。各个工序加工余量可查手册得 到，工序尺寸的公差带宽度按经济精度确定，上下偏差按“入体”原则标注，最后一道工序 的公差应按设计要求标注。 下面确定各工序的工序尺寸、余量及确定公差。 （1）35 的外圆表面： 工序名称 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 精车 0.5 35 it7 ra1.6 半精车 1.5 35.5 it9 ra6.3 粗车 4 37 it11 ra12.5 毛坯 41 （2）加工 m27x1.5- 6h 的螺纹： 工序名称 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 攻螺纹 m27x1.5- 6h 粗车 14 27 it11 ra12.5 （3） 32e9 的孔： 工序名称 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 扩 1 32 it10 r6.3 钻 30 30 it11 r12.5 （4）铣键槽 工序名称 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 精铣 0.5 8 it8 ra3.2 半精铣 1.5 7.5 it11 ra6.3 粗铣 5 5 （5）轴向长度 84 尺寸： 工序名称 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 车锥面 1 84 it8 ra6.3 粗车 27 端面 1 85 it11 ra12.5 粗车 35 端面 1 86 it11 ra12.5 毛坯 87 七、确定切削用量和基本时间七、确定切削用量和基本时间 切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量，确定方法是先确定背吃刀量，再进给量， 最后确定切削速度。不同的加工性质，对切削加工的要求不一样。粗加工时，应尽量保证较 高的金属切削率和必要的刀具耐用度， 故一般优先选择尽可能大的背吃刀量， 其次选择较大 7 的进给量，最后根据刀具耐用度要求，确定适合的切削速度。精加工时，首先应保证工件的 加工精度和表面质量要去， 故一般选用较小的背吃刀量和进给量， 而尽可能选用较高的切削 速度。 （一）工序（一）工序 05（粗铣两边面（粗铣两边面 d、e）切削用量及基本时间的确定）切削用量及基本时间的确定 1.切削用量 本道工序是粗铣端面，已知加工材料为 45 钢，机床选用 xa5032 立式铣床，选用刀具为 高速钢镶齿套式面铣刀，其参数：直径 d=125mm,孔径 d=40mm，宽 l=40mm，齿数 z=14.根据 表 5-26 确定铣刀角度，选择前角=20，后角=12，主偏角 k=60，螺旋角=10， 已知铣削宽度为 63mm，铣削背吃刀量为 ap=6mm。 （1）确定每齿进给量 f a 根据表 5-13 知 xa5032 型立式铣床的主电机功率为 7.5kw,查 表 5-27 知 当 工 艺 系 统 刚 性 中 等 、 镶 齿 端 铣 刀 加 工 铸 铁 时 ， 其 每 齿 进 给 量 0.08 0.15/ f amm z=。 由于本工序被吃刀量和铣削宽度较小， 故选择最大的每齿进给量。 0.08/ f amm z= （2） 选择铣刀磨钝标准和耐用时度 根据表 5-28， 用高速钢镶齿端铣刀粗加工铸剑时， 选择铣刀后刀面磨损极限值为 2.0mm，查表 5-29 知铣刀直径 d=80mm 时，经插值的端铣刀的 合力耐用度 t=50min。 刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝的标 准所经历的总切削时间。 （3）确定切削速度和工作台每分钟进给量 f v 查表 5-30 知，高速钢铣刀铣削速度为 min/2515m，则所需铣床主轴转速范围是 min/7 .632 .38 1000 r d v n= 根据 xa5032 机床的标准主轴转速，由表 5-13 选取 n=60r/min,则实际铣削速度为 125 60 / min23.55/ min 1000 vmm = 工作台每分钟进给量为 0.08 14 60/ min67.2/ min ff vfna znmmmm= 根据表 5-13 中工作台标准纵向进给量，选取60/ min f vmm=，则实际每齿进给量为 60 0.071/ 10 60 f f v amm z zn = （4） 校验机床功率 由表 5-31 和表 5-32 知， 铣削力 z f和铣削功率 m p计算公式如下： )( 0 nk nd zaaac f z f wf qf uf w yf f xf pf z = )( 1060 3 kw vf p z m = 8 式中788,0.95,0.8,1.1,0,1.1,0.92 vffffffz cxyuwqk=。所以，铣削 梨为 0.950.81.1 1.1 0 788 60.0716314 0.923336.15() 125 z xfyfuf fpfw zf qfwf c aaaz fkn dn = )(48. 0 1060 08.151 .1891 1060 33 kw vf p z m = = = xa5023 铣床主电机功率为 7.5kw。故选用切削用量合适。最后的切削用量为 3 0.071 60/ min 0.39/ p f f amm amm vmm vm s = = = = 2.基本时间 m t 根据表 5- 33 知， o r 90的端铣刀对铣削的基本时间为 f w m v lll t 21+ + = 式中， w l工件铣削部分长度，单位为 mm； 1 l切入行程长度，单位为 mm， r p w a addl tan )(5 . 0 22 001 +=； 2 l切出行程长度，单位 mm； f v工作台每分钟进给量，单位为 mm/min。 已知60/ min,63 fw vmmlmm=。由表 5- 34 查的切入切出行程长度 12 12llmm+=。 所以，基本时间为 63 12 1.25min 60 m t + = （二）（二） 工序工序 15（粗（粗车车35 外圆）切削用量及基本时间的确定外圆）切削用量及基本时间的确定 本工序为粗车35mm外圆，机床采用最常用的 ca6140 卧式车床，采用 yt15 硬质合 金刀具，根据加工条件和工件材料由表 5- 35、表 5- 36、表 5- 37、表 5- 38 得刀具参数为主偏 角= 45 r 、前角=10 0 、刃倾角=5 s 、刀尖圆弧半径0.8rmm =车刀加工。由 9 表5- 39知， 选用杆部直径为20mm的圆形车刀。 由表5- 40知， 车刀合理耐用度为min60=t。 1.确定粗车35 外圆切削用量 （1） 确定背吃刀量 p a 由前述可知粗车时双边加工余量为 4mm， ,粗车后外圆直径为 37mm，故单边余量为 2mm，即2 p amm=。 （2）确定进给量f 对于粗加工，根据表 5- 42，按照 ca6140 机床的进给量值，以 及参考金属加工工艺及工装设计第 95 页表 4- 53 可知，当加工 45 钢时，车刀刀杆尺寸 bh 为 2030，背吃刀量 a =2.0mm，则进给量 f=0.40.5mm/r，因此选取0.4/fmm r=。 （3）确定切削速度v 根据表 5- 43 的计算公式确定切削速度 min)/(mk fat c v v yx p m v vv = 式中，242,0.15,0.35,0.2 vvv cxym=，因本例的加工条件与该公式应用条 件不完全相同，故需根据表 5- 32 对车削速度进行修正：根据刀具耐用度 t=60min，得修正 系数为1.0 v t k=；根据工件材料600 b mpa =，得修正系数为1.0 v m k=；根据毛坯表面状 态得修正系数为0.8 sv k=，刀具材料为 yt15，得修正系数1.0 tv k =；主偏角= 45 r ，经 插值得修正系数1.0 rv k=。所以 0.20.150.35 242 1.0 1.0 0.8 1.0 1.0/ min106.0/ min 6020.4 vm= 10001000 106 / min964.2 / min 35 v nrr d = 查表 5- 44，以及参考金属加工工艺及工装设计第 98 页表 4- 58 外圆切削速度参考值 可知，v =1.51.83m/s，则所需车床主轴转速范围 n= =709874.2r/min，根据 ca6140 机床上 的主轴转速选择710 / minnr=，则实际切削速度为 71035 / min78.1 / min 10001000 n d vrr = （4）检验机床功率 由表 5- 45，查得切削力 z f和切削功率 m p计算公式如下： () zz zz xfnfyfz zfpf fc afvkn= 3 () 60 10 z m f v pkw= 式中，2650,1.0,0.75,0.15 zzzz ffff cxyn= ， 0zzzrzz ftfmfff kkkkk =，由表 5- 32 得：与刀具耐用度有关的修正系数1.0 v tf k=，与工件材料有关的修正系数1.0 z mf k=， 与主偏角相关的修正系数1.0 rz f k=；与前角有关的修正系数 0 1.0 z f k=。因此总的修正系 10 数为 1.0 1.0 1.0 1.01.0 v f k= 所以，切削力为 1.00.750.15 265020.4106.01.01245.1 z fnn = 切削功率为 3 1245.1 78.1 1.62 60 10 m pkwkw = 根据表 5- 46 知：ca6140 机床主电机功率7.5 m pkw=，因 me pp，故上述切削用量 可用，最后所确定的切削用量为 2; p amm= 0.4/fmm r=； 78.1/ min(710 / min)vmnr=。 2. 基本时间 m t 由表 5- 47 得外圆的基本时间为 123 m llll ti fn + = 式中，l切削加工长度，单位为 mm； 1l刀具切人长度，单位为 mm， 1 (2 3) tan p r a l =+； 2l刀具切入长度，单位为 mm， 2 (3 5)lmm=； 3l单件小批量生产时的试切附加长度，单位为 mm； i进给次数。 已 知87lmm=， 1 2 2.54.5 tan45 lmmmm=+= ， 2 4lmm=， 3 0l =，1i =， 0.08/fmm r=，1120 / minnr=。所以，基本时间为 874.540 min0.34min 0.4 710 m t + = （三）（三） 工序工序 20、25（粗（粗车车27 外圆、外圆、倒角倒角 c2、锥锥面及切退刀槽）切削用量及基本时面及切退刀槽）切削用量及基本时 间的确定间的确定 本工序为粗车27mm外圆，机床采用最常用的 ca6140 卧式车床，采用 yt15 硬质合 金刀具，根据加工条件和工件材料由表 5- 35、表 5- 36、表 5- 37、表 5- 38 得刀具参数为主偏 11 角= 45 r 、前角=10 0 、刃倾角=5 s 、刀尖圆弧半径0.8rmm =车刀加工。由 表5- 39知， 选用杆部直径为20mm的圆形车刀。 由表5- 40知， 车刀合理耐用度为min60=t。 1.确定粗车27 外圆切削用量 （1） 确定背吃刀量 p a 由前述可知粗车时双边加工余量为 8mm， ,粗车后外圆直径为 27mm，故单边余量为 4mm，即4 p amm=。 （2）确定进给量f 对于粗加工，根据表 5- 42，按照 ca6140 机床的进给量值，以 及参考金属加工工艺及工装设计第 95 页表 4- 53 可知，当加工 45 钢时，车刀刀杆尺寸 bh 为 2030，背吃刀量 a =4.0mm，则进给量 f=0.40.5mm/r，因此选取0.4/fmm r=。 （3）确定切削速度v 根据表 5- 43 的计算公式确定切削速度 min)/(mk fat c v v yx p m v vv = 式中，242,0.15,0.35,0.2 vvv cxym=，因本例的加工条件与该公式应用条 件不完全相同，故需根据表 5- 32 对镗削速度进行修正：根据刀具耐用度 t=60min，得修正 系数为1.0 v t k=；根据工件材料600 b mpa =，得修正系数为1.0 v m k=；根据毛坯表面状 态得修正系数为0.8 sv k=，刀具材料为 yt15，得修正系数1.0 tv k =；主偏角= 45 r ，经 插值得修正系数1.0 rv k=。所以 0.20.150.35 242 1.0 1.0 0.8 1.0 1.0/ min106.0/ min 6020.4 vm= 10001000 106 / min964.2 / min 35 v nrr d = 查表 5- 44，以及参考金属加工工艺及工装设计第 98 页表 4- 58 外圆切削速度参考值 可知，v =1.51.83m/s，则所需车床主轴转速范围 n= =709874.2r/min，根据 ca6140 机床上 的主轴转速选择710 / minnr=，则实际切削速度为 71035 / min78.1 / min 10001000 n d vrr = （4）检验机床功率 由表 5- 45，查得切削力 z f和切削功率 m p计算公式如下： () zz zz xfnfyfz zfpf fc afvkn= 3 () 60 10 z m f v pkw= 式中，2650,1.0,0.75,0.15 zzzz ffff cxyn= ， 0zzzrzz ftfmfff kkkkk =，由表 5- 32 得：与刀具耐用度有关的修正系数1.0 v tf k=，与工件材料有关的修正系数1.0 z mf k=， 12 与主偏角相关的修正系数1.0 rz f k=；与前角有关的修正系数 0 1.0 z f k=。因此总的修正系 数为 1.0 1.0 1.0 1.01.0 v f k= 所以，切削力为 1.00.750.15 265040.4106.01.02490.2 z fnn = 切削功率为 3 67.770.37 3.24 60 10 m pkwkw = 根据表 5- 46 知：ca6140 机床主电机功率7.5 m pkw=，因 me pp，故上述切削用量 可用，最后所确定的切削用量为 2; p amm= 0.4/fmm r=； 78.1/ min(710 / min)vmnr=。 2. 基本时间 m t 由表 5- 47 得外圆的基本时间为 123 m llll ti fn + = 式中，l切削加工长度，单位为 mm； 1l刀具切人长度，单位为 mm， 1 (2 3) tan p r a l =+； 2l刀具切入长度，单位为 mm， 2 (3 5)lmm=； 3l单件小批量生产时的试切附加长度，单位为 mm； i进给次数。 已 知34lmm=， 1 4 2.56.5 tan45 lmmmm=+= ， 2 4lmm=， 3 0l =，1i =， 0.4/fmm r=，710 / minnr=。所以，基本时间为 346.540 min0.16min 0.4 710 m t + = （四）工序（四）工序 35、40(钻钻及及扩扩32mm 孔孔) 切削用量及基本时间的确定切削用量及基本时间的确定 本工序为钻及扩32mm 的孔，所选用机床为 z3025 摇臂钻床。根据表 5-19 知选取 13 d=30mm,l=294mm,莫氏圆锥号为 3 号的高速钢锥柄麻花钻作为刀具。 根据表 5-48 选择的麻花 钻参数30 ,2118 ,50 ,8 oooo f =。由表 5-49 知， 当 0 d20 30mm=时， 选择钻 头后刀面磨损极限值为 0.9mm，耐用度 t=50min。 1.切削用量 （1） 确定背吃刀梁 p a 钻孔时， p a 300 15 2 mm =，故可取 p a =15mm。 （2）确定进给量f按照加工要求决定进给量。钻头直径 0 d30mm=，工件材料为 45 钢时，根据表 5-50，钻头进给范围0.45 0.55mm/r.根据表 5-51，选取0.5/fmm r=。 因为孔的深度与孔的直径相差不多，故无需修正系数来修正。 （3）确定切削速度 v 根据表 5-52 的计算公式 min)/( 0 mk fat dc v v y x p m z v v v v = 式中，6.1,0.4,0,0.5,0.2,15 x vvvvp czxymamm=。因本例的加工的条件 与该公式应用条件不完全相同，故对切削速度进行修正，由表 5- 53 得：根据刀具耐磨度 t=50min，得修正系数 k0 . 1= tv k;工件材料 b =600mpa，得修正系数为1.16 mv k=；刀具 材料为高速钢，得修正系数0 . 1= tv k；钻头为标准刃磨形状，得修正系数。所以 1.0 1.0 0.8 1.0 0.87 1.00.7 vtvmvsvtvxvlv kk kk k k k= 0.4 0 0.200.5 6.1 30 0.7/ min10.76/ min 50150.5 v vv z v v xym p c d vkmm t af = 0 10001000 10.76 / min/ min114.17/ min 30 v nmmm d = 根据 z3025 机床标准主轴转速，由表 5- 54 选取 n=125m/min,实际转速为： 30 125 / min11.78/ min 1000 vmm = （4）校验机床功率 由表 5- 55，查的转矩 t 和切削功率 m p计算公式如下： )( 0 mnkfdct t yt zt t = )( 30 0 kw d tv pm= 14 式中，0.305,2.0,0.8 ttt czy=，, vbtxtt kkk=由表 5- 56 得：与加工材料有关 的修正系数 45 钢的修整系数为1.0 mt k=；与刃磨形状有关的修正系数0 . 1= xt k；与刀具 磨钝有关的修正系数87 . 0 = vtb k。因此总的修正系数为 87. 087. 00 . 1= vbtxtt kkk 所以钻孔时的转矩为 20.8 0 0.305 300.50.87137.16() ztyt tt tc dfknm= 切削功率为 0 137.16 11.78 1.79() 3030 30 m tv pkw d = 由表 5- 14 知，z3025 机床主轴的最大转矩 mntm=2 .196， 主 电 机 功 率 kwpe2 . 2=。由于 emm pptt, ，故选用的切削用量可以用。最后确定的切削用量为 p a=15mm 0.5/fmm r= 11.78/minvm= 2.基本时间 m t 由表 5- 57 的钻孔的基本时间为 fn lll t fw1 + = 式中， w l共建切削部分长度，单位为 mm； f l切入量，单位 mm，3cos 2 += r m f d l； 1 l超入量，单位 mm, mml)42( 1 =: 已知 w l=36mm, 3cos 2 += r m f d l= 30118 cos3 22 o f l =+=10.73mm mml3 1 = 15 所以，加工 3 个空所用基本时间为 m t=3 fn lll t fw1 3 + =3 36 10.733 2.3min 0.5 125 + = （五）（五） 工序工序 45（半半精精车车35 外圆）切削用量及基本时间的确定外圆）切削用量及基本时间的确定 本工序为半精车35mm外圆，机床采用最常用的 ca6140 卧式车床，采用 yt15 硬质 合金刀具，根据加工条件和工件材料由表 5- 35、表 5- 36、表 5- 37、表 5- 38 得刀具参数为主 偏角= 45 r 、前角=10 0 、刃倾角=5 s 、刀尖圆弧半径0.8rmm =车刀加工。 由表 5- 39 知，选用杆部直径为 20mm 的圆形车刀。由表 5- 40 知，车刀合理耐用度为 min60=t。 1.确定粗车35 外圆切削用量 （1）确定背吃刀量 p a 由前述可知粗车时双边加工余量为 1.5mm，,半精车后外圆直 径为35.5mm，故单边余量为 0.75mm，即0.75 p amm=。 （2）确定进给量f 对于半精加工，根据表 5- 42，按照 ca6140 机床的进给量值， 以及参考金属加工工艺及工装设计第 95 页表 4- 53 可知，当加工 45 钢时，车刀刀杆尺 寸 bh 为 2030，背吃刀量 a =0.75mm，因此选取0.1/fmm r=。 （3）确定切削速度v 根据表 5- 43 的计算公式确定切削速度 min)/(mk fat c v v yx p m v vv = 式中，242,0.15,0.35,0.2 vvv cxym=，因本例的加工条件与该公式应用条 件不完全相同，故需根据表 5- 32 对车削速度进行修正：根据刀具耐用度 t=60min，得修正 系数为1.0 v t k=；根据工件材料600 b mpa =，得修正系数为1.0 v m k=；根据毛坯表面状 态得修正系数为0.8 sv k=，刀具材料为 yt15，得修正系数1.0 tv k =；主偏角= 45 r ，经 插值得修正系数1.0 rv k=。所以 0.20.150.35 242 1.0 1.0 0.8 1.0 1.0/ min199.5/ min 600.750.1 vm= 10001000 199.5 / min1814.7 / min 35 v nrr d = 查表 5- 44，根据 ca6140 机床上的主轴转速选择1400 / minnr=，则实际切削速度为 140035 / min153.9 / min 10001000 n d vrr = （4）检验机床功率 由表 5- 45，查得切削力 z f和切削功率 m p计算公式如下： 16 () zz zz xfnfyfz zfpf fc afvkn= 3 () 60 10 z m f v pkw= 式中，2650,1.0,0.75,0.15 zzzz ffff cxyn= ， 0zzzrzz ftfmfff kkkkk =，由表 5- 32 得：与刀具耐用度有关的修正系数1.0 v tf k=，与工件材料有关的修正系数1.0 z mf k=， 与主偏角相关的修正系数1.0 rz f k=；与前角有关的修正系数 0 1.0 z f k=。因此总的修正系 数为 1.0 1.0 1.0 1.01.0 v f k= 所以，切削力为 1.00.750.15 2650 0.750.1153.91.0166.0 z fnn = 切削功率为 3 166.0 153.9 0.43 60 10 m pkwkw = 根据表 5- 46 知：ca6140 机床主电机功率7.5 m pkw=，因 me pp，故上述切削用量 可用，最后所确定的切削用量为 0.75; p amm= 0.1/fmm r=； 153.9/ min(1400 / min)vmnr=。 2. 基本时间 m t 由表 5- 47 得外圆的基本时间为 123 m llll ti fn + = 式中，l切削加工长度，单位为 mm； 1l刀具切人长度，单位为 mm， 1 (2 3) tan p r a l =+； 2l刀具切入长度，单位为 mm， 2 (3 5)lmm=； 3l单件小批量生产时的试切附加长度，单位为 mm； i进给次数。 17 已知87lmm=， 1 0.75 2.53.25 tan45 lmmmm=+= ， 2 4lmm=， 3 0l =，1i =， 0.1/fmm r=，1400 / minnr=。所以，基本时间为 873.2540 min0.67min 0.1 1400 m t + = （六）（六） 工序工序 50（精（精车车35 外圆）切削用量及基本时间的确定外圆）切削用量及基本时间的确定 本工序为精车35mm外圆，机床采用最常用的 ca6140 卧式车床，采用 yt15 硬质合 金刀具，根据加工条件和工件材料由表 5- 35、表 5- 36、表 5- 37、表 5- 38 得刀具参数为主偏 角= 45 r 、前角=10 0 、刃倾角=5 s 、刀尖圆弧半径0.8rmm =车刀加工。由 表5- 39知， 选用杆部直径为20mm的圆形车刀。 由表5- 40知， 车刀合理耐用度为min60=t。 1.确定精车35 外圆切削用量 （1）确定背吃刀量 p a 由前述可知粗车时双边加工余量为 0.5mm，精车后外圆直径 为35mm，故单边余量为 0.25mm，即0.25 p amm=。 （2）确定进给量f 对于精加工，根据表 5- 42，按照 ca6140 机床的进给量值，以 及参考金属加工工艺及工装设计第 95 页表 4- 53 可知，当加工 45 钢时，车刀刀杆尺寸 bh 为 2030，背吃刀量 a =0.75mm，因此选取0.08/fmm r=。 （3）确定切削速度v 根据表 5- 43 的计算公式确定切削速度 min)/(mk fat c v v yx p m v vv = 式中，242,0.15,0.35,0.2 vvv cxym=，因本例的加工条件与该公式应用条件不 完全相同，故需根据表 5- 32 对车削速度进行修正：根据刀具耐用度 t=60min，得修正系数 为1.0 v t k=；根据工件材料600 b mpa =，得修正系数为1.0 v m k=；根据毛坯表面状态得 修正系数为0.8 sv k=，刀具材料为 yt15，得修正系数1.0 tv k =；主偏角= 45 r ，经插值 得修正系数1.0 rv k=。所以 0.20.150.35 242 1.0 1.0 0.8 1.0 1.0/ min254.4/ min 600.250.08 vm= 10001000 254.4 / min2313.6 / min 35 v nrr d = 查表 5- 44，根据 ca6140 机床上的主轴转速选择1400 / minnr=，则实际切削速度为 140035 / min153.9 / min 10001000 n d vrr = （4）检验机床功率 由表 5- 45，查得切削力 z f和切削功率 m p计算公式如下： 18 () zz zz xfnfyfz zfpf fc afvkn= 3 () 60 10 z m f v pkw= 式中，2650,1.0,0.75,0.15 zzzz ffff cxyn= ， 0zzzrzz ftfmfff kkkkk =，由表 5- 32 得：与刀具耐用度有关的修正系数1.0 v tf k=，与工件材料有关的修正系数1.0 z mf k=， 与主偏角相关的修正系数1.0 rz f k=；与前角有关的修正系数 0 1.0 z f k=。因此总的修正系 数为 1.0 1.0 1.0 1.01.0 v f k= 所以，切削力为 1.00.750.15 2650 0.250.08153.91.046.82 z fnn = 切削功率为 3 46.82 153.9 0.12 60 10 m pkwkw = 根据表 5- 46 知：ca6140 机床主电机功率7.5 m pkw=，因 me pp，故上述切削用量 可用，最后所确定的切削用量为 0.25; p amm= 0.08/fmm r=； 153.9/ min(1400 / min)vmnr=。 2. 基本时间 m t 由表 5- 47 得外圆的基本时间为 123 m llll ti fn + = 式中，l切削加工长度，单位为 mm； 1l刀具切人长度，单位为 mm， 1 (2 3) tan p r a l =+； 2l刀具切入长度，单位为 mm， 2 (3 5)lmm=； 3l单件小批量生产时的试切附加长度，单位为 mm； i进给次数。 19 已知87lmm=， 1 0.25 2.52.75 tan45 lmmmm=+= ， 2 4lmm=， 3 0l =，1i =， 0.08/fmm r=，1400 / minnr=。所以，基本时间为 872.7540 min0.84min 0.08 1400 m t + = （七）（七） 工序工序 60（车车削螺纹）切削用量及基本时间的确定削螺纹）切削用量及基本时间的确定 本工序为车削27 1.56mh外圆，机床采用最常用的 ca6140 卧式车床，采用 yt15 硬质合金刀具，根据加工条件和工件材料由表 5- 35、表 5- 36、表 5- 37、表 5- 38 得刀具参数 为主偏角= 45 r 、前角=10 0 、刃倾角=5 s 、刀尖圆弧半径0.8rmm =车刀加 工。由表 5- 39 知，选用杆部直径为 20mm 的圆形刀。由表 5- 40 知，车刀合理耐用度为 min60=t。 1.确定27 1.56mh外圆切削用量 （1）确定背吃刀量 p a 由前述可知车削时双边加工余量为 1.5mm，,车削螺纹后外圆 直径为27mmm，故单边余量为 0.75mm，即0.75 p amm=。 （2）确定进给量f 对于粗加工，根据表 5- 42，按照 ca6140 机床的进给量值，以 及参考金属加工工艺及工装设计第 95 页表 4- 53 可知，当加工 45 钢时，车刀刀杆尺寸 bh 为 2030，背吃刀量 a =0.75mm，因此选取0.08/fmm r=。 （3）确定切削速度v 根据表 5- 43 的计算公式确定切削速度 (/ min) v v v ym