C刀片75°直头外圆可转位车刀设计以及拨叉

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1、 机械制造技术基础 课程设计说明书 题目 C 刀片 75直头外圆可转位车刀设计以及车 床溜板箱的拨叉机械加工工艺规程设计 分院、专业 机械设计制造及其自动化 班级 学生姓名 指导教师 成绩 2012 年 7 月 9 日 沈阳理工大学应用技术学院 目 录 1 刀具部分 3 1

2、.1 选择刀片夹固结构 3 1.2 选择刀片材料（硬质合金号）3 1.3 选择车刀合理角度 3 1.4 选择切削用量 3 1.5 选择刀片型号和尺寸 3 1.6 确定刀垫型号的尺寸 4 1.7 计算角度 4 1.8 选择刀杆材料和尺寸 7 1.9 选择偏心销及其相关尺寸 8 2 工艺规程设计 9 2.1 有关零件的结构分析和功用 9 2.1.1 零件的功用 9 2.1.2 零件的结构分析 9 2.1.3. 课题（提供的技术资料） 10 2.2 毛坯的种类 10 2.2.1 确定毛坯的种类 1

3、0 2.3 定位基准的选择原则 11 2.3.1 粗基准的选择原则 11 2.3.2 精基准的选择原则 11 2.4 工艺规程的拟 11 2.4.1 制定工艺规程的原则 11 2.4.2 拟定工艺路线 11 方案 1：错 误！未定义书签。 2 方案 2：错 误！未定义书签。 2.5 机械加工余量 、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 错 误！未定义书签。 2.6 确定定切削用量及基本工时 12 参考文献 23 1 可转位车刀设计

4、 设计题目 已知：工件材料 GCr15钢，使用机床 CA6140，加工后 dm=72，Ra3.2，需精车完成，加工余量自定，设计装 C 片刀 75直头外圆、端面车刀。 设计步骤 ： 1.1 选择刀片夹固结构 ： 考虑到加工在普通车床上 CA6140 进行，属于连续切削， 采用偏心式刀片夹固结构。 1.2 选择刀片材料：（硬质合金牌号） 由原始条件给定：被加工工件材料为 GCr15 钢，连续切削，完成粗，半精车 两道工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号） 为 YT15。 1.3 选择车刀合理角度 ：

5、 根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀：几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度。 （ 1）前角 ＝15，（2）后角 ＝5，（ 3）主偏角 ＝75; （ 4）刃倾角 ＝4， 后角 а。的实际数值以及副后角在计算刀槽角度时，经校验后确定。 1.4 选择切削用量： 根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量为， 半精车： ap ＝1mm， f=0.3mm/r ，v=120m/min 1.5 选择刀片型号和尺寸： 3 1.5.1 选择刀片有无中心固定孔 由于刀片夹固结构已选定为偏心式

6、，因此应选用有中心固定孔的刀片 1.5.2 选择刀片形状 按选定的主偏角＝ 75，选用菱形刀片 1.5.3 选择刀片精度等级 选用 U级。 1.5.4 选择刀片内切圆直径 d（或刀片边长 L） 根据已选定的 ap 、 K r 、λs ， 可求出刀刃的实际参加工作 Lse 为： L se  a p sin K r cos λs =1.03， L>1.5 Lse =1.55 1.5.5 选择刀片厚度 S 根据 a p ，f， 利用诺模图，得 S≥2.5 1.5.6 选择刀尖圆弧半径 r

7、ε： 根据 a p ，f 利用诺模图，得连续切削 rε=0.4 1.5.7 选择刀片断屑槽型式和尺寸 根据条件，选择 S 型。当刀片型号和尺寸确定后，断屑槽尺寸便可确定。确 定刀片型号 : 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 确定刀垫型号和尺寸： 硬质合金刀垫型号和尺寸选择， 取决于刀片夹固结构的需要及刀片的型号和 尺寸 : 适合于偏心式夹固结构的需要，并与刀片型号为 CNUG120404-V1相对

8、应的 硬质合金刀垫的型号为 C12B，其具体尺寸为 L ＝ 11.88,d ＝ 11.70,S ＝ 3.18, d rε =0.4； D＝,8；C＝1.5 1 =6.6， 1.7 计算刀槽角度可转位车刀几何角度、 刀片几何角度和刀槽几 何角度之间的关系，刀槽角度计算步骤是： 4 1.7.1 刀杆主偏角 K rg ＝ K r ＝ 75 1.7.2 刀槽刃倾角 sg sg = sg ＝ 4 1.7.3 刀槽前角 0g 刀槽底面可看

9、作刀面，则刀槽前角 0 g 的计算公式 tan tan nb o cos tan og s 1 tan o tan nb cos s 将 0 ＝ ， nb ＝ , s ＝ 15 20 4代入得： tan og =- 0.0883 则 og ＝-5.05 取 og ＝-5 1.7.4 验算车刀后角 0 车刀后角 0 的验算公

10、式为 tan nb tan og cos s tan 0 1 tan nb tan og cos s 当 nb ＝0时 , tan 0 tan og cos2 s γog λ 将 ＝ -5, s ＝5 代入 tan 0 ＝ 0.08706, 则 0 ＝4.98 与所选后角值相近，可以满足切削要求。 而刀杆后角 og ＝ 0 故 og ＝4.98， 取 og ＝ 5 5 / 1.7.5 刀杆副偏角 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 将 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 验算车刀副后角 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 当αnb ＝ 0 时， 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 将 og ＝-5 s ＝ 4

14、＝ r tan og 0.0147 则γ/og ＝ 4.78 tan sg =－0.074 则λ/sg ＝ -4.3 再将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 可以满足切削要求 综合上述计算结果，可以归纳出： 车刀的几何角度为： γo ＝15，α0 ＝4.96， Kr ＝ 75,Kr/ ＝ 15.44 λs ＝5，α0/ ＝ 4.93 刀杆与刀槽的几

15、何角度为： γog ＝ -5，αog ＝ 5 ， Krg ＝ 75， K rg/ ＝ 24.68 λs ＝ 4，α/og =5 1.8 选择刀杆材料和尺寸： 1.8.1 选择刀杆材料 选用 45 号钢为刀杆材料，热处理硬度为 HRC38-45，发黑 1.8.2 选择刀杆尺寸 1.选择刀杆截面尺寸 因加工使用 CA6140 普通车床，其中心高为 140mm，并考虑到为提高刀杆， 选取刀杆截面尺寸 B H ＝25 25mm, 由于切削深度 ap ＝ 1mm， 进给量 f＝ 0.3mm/r，可以不必校验刀杆强度。 2.选择刀杆

16、长度尺寸 选取刀杆长度为 150mm 1.9 选择偏心销及其相关尺寸 1.9.1 选择偏心销材料 偏心销材料选用 40Cr，热处理硬度为 HRC40-45，发黑。 1.9.2 选择偏心销直径 dc 和偏心量 e dc = d1 -（ 0.2-0.4）mm 前面已经选定 d1 =5.16 括号内取 0.4 7 则 dc =5.16-0.4=4.76mm μ d0 μ d2 e 1 2 2 2

17、 1 μ12 偏心量 e 即 为使计算方便，取 μ1 ＝ μ2 ＝ ， d0 ＝ d2 ， 1 μ12 = ， 0.13 1 则 e 0.13d 0 0.13 5.95 0.77mm , = 取 e 0.75mm

18、 为使刀片夹固可靠，选用自锁性较好的螺钉偏心销，并取落定偏心销转轴直 径 d2 为 M6 1.9.3 计算偏心销转轴孔中心在刀槽前面上的位置 用公式（ 2-6）和（ 2-7）将 m 和 n 求出（见图 2-4）, 即； m d esinβ - d1 d0 cosβ 2 2 n d e cos d1 d 0 sin 2 2 根据前边已选定的各尺寸得知 d1 = 5.16mm, d=12.7mm d 0 = , = , 取

19、 = 30 o 4.76mm e 0.75mm 则 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 工艺规程设计 2.1 有关零件的结构分析和功用 2.1.1 零件的功用 题目所给定的零件是 CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起 换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。 零件上方的 φ20 孔与操纵机构相连，二下方的 φ50 半孔则是用于与所控制齿轮 所在的轴接触。 通过上方的力拨动下方的齿轮变速。 两件零件铸为一体， 加工时 分开。 2.1.2 零件的结构分析

21、CA6140 车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下： 1. 以φ20 为中心的加工表面 0 .021 这一组加工表面包括： φ20 0 的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔。下端有一个 28的斜凸台。这三个都没有高的位置度要求。 2. 以φ50 为中心的加工表面 0 .25 这一组加工表面包括： φ50 0 的孔，以及其上下两个端面。 , 即 φ500 0.2 5 0.021 这两组表面有一定的位置度要求 的孔上下两个端面与 φ 200 的孔 9

22、 有垂直度要求。 由上面分析可知， 加工时应先加工一组表面， 再以这组加工后表面为基准加 工另外一组。 2.1.3. 课题（提供的技术资料） 2.1.4. 生产纲领 由于零件年产量为 3000-10000 件，已达到大批生产的水平。生产类型为 : 批量生产。 2.1.5. 技术资料

23、 2.2 毛坯的种类 2.2.1 确定毛坯的种类 零件材料为 HT150铸铁，考虑到零件经常在干摩擦的条件下工作， 应选用减 10 磨性和耐磨性好以及具有优异减震性的材料， 因此应该选择铸件， 以抵抗零件工作时的摩擦和震动，保证零件工作可靠。此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。 2.3 定位基准的选择原则 2.3.1 粗基准的选择原则 当零件有不加工表面时， 则应以这些不加工表面作粗基准； 若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做粗基 准，底面作

24、粗基准，底面以三个支承钉为主要定位面以消除 x、 y、 z 三个自由度， 再用一块条形支承板定位以消除 y、 z 两个自由度，最后用一个卡紧装置以消除 x 自由度达到完全定位。 2.3.2 精基准的选择原则 精基准的选则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。 2.4 工艺规程的拟定 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， 可以采用外能机床配以专用工夹具， 并尽量使工序集中来提高生产率。 除此以外， 还应该考虑经济效果，以便

25、降低生产成本。 2.4.1 制定工艺规程的原则 （1）保证零件的加工质量， 可靠地达到产品图纸所提供出的全部技术条件，并尽量提高生产率和降低消耗； （2）尽量降低工人的劳动强度，使其有良好的工作条件； （3）在充分利用现有生产条件的基础上，采用国内外先进工艺技术； （4）工艺规程应正确、完整、统一、清晰； （5）工艺规程应规范、标准，其幅面、格式与填写方法以及所用的术语、符号、代号等应符合相应标准的规定； （6）工艺规程中的计量单位应全部使用法定计量单位。 2.4.2 拟定工艺路线 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

26、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。 查《机械制造工艺设计简明手册》 选择零件的加工方 法及工艺路线方案如下： 方案 1： 工序 1 粗、精铣 Φ32 的上端面，以 Φ32 的外圆面为粗基准，采用 X51 11 立式铣床加专用夹具； 工序 2 钻、扩、铰、精铰 Φ20 孔，以 Φ32 的上端面为基准，采用 Z525 立式钻床加专用夹具； 工序 3 粗、

27、精铣 Φ32 和Φ72 的下端面，以 Φ32 的内圆面为基准。 采用 X51 立式铣床加专用夹具； 工序 4 粗精铣 Φ72 的上端面，以 Φ 32 的下端面为基准。采用 X51 立式铣床加专用夹具； 工序 5 粗，精镗 Φ50 孔，以 Φ32 的下端面为基准； 工序 6 钻Φ4 通孔； 工序 7 用三面刃铣刀铣斜槽面； 工序 8 铣断，采用 X60卧式铣床加专用夹具 工序 9 去毛刺 工序 10 清洗 工序 11 检查 方案 2： 工序一 粗、精铣 φ20 孔上端面。 工序二 钻、扩、铰、精铰 φ20、φ50 孔。

28、 工序三 粗、精铣 φ50 孔上端面 工序四 粗、精铣 φ50、 φ20 孔下端面。 工序五 切断。 工序六 钻φ4 孔（装配时钻铰锥孔） 。 工序七 钻一个 φ 4 孔，攻 M6螺纹。 工序八 清洗。 工序九 检查。 2.5 机械加工余量 、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “CA6140车床拨叉”零件材料为 HT150，硬度 200HBW，毛坯重量 1.2KG，生 产类型大中批量，铸造毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序 尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 外圆表面延轴线方向

29、长度方向的加工余量及公差（ φ 20，φ 50 端面）。查《机械制造工艺设计简明手册》 （以下称《工艺手册》）表 2.2 ～2.5 ，取φ 20，φ50 端面长度余量均为 2（均为双边加工） 铣削加工余量为： 粗铣 1mm 12 精铣 1mm 2. 内孔（ φ 50 已铸成孔） 查《工艺手册》表 2.2 ～2.5 ，取φ50 已铸成孔长度余量为 2，即铸成孔直径 为 φ46mm。 工序尺寸加工余量： 钻孔 R9mm 扩孔 0.125mm 粗铰 0.035mm 精铰 0.

30、015mm 3. 其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为大批量生产， 应该采用调整加工。 因此在计算最大、 最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。 加工余量计算表 工序 锻件毛坯（ 32 ， 扩 20 孔 粗 ，精 铰 20 72 上 下 端 面 距 孔 加工尺寸及公差 离 ， 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（单边） 2.0mm 0.85mm 0.07mm 加工公差（单边） +0.021/0 +0.021/0 工序 1 粗、精铣Φ 32 的上端面，以Φ 32 的外圆面为粗基准。 粗铣Φ 32 上端面 : 1. 加工条件 工件材料： HT150, σ b =170~240MPa，铸造 ; 工件尺寸： aemax=72mm， 13 L=176mm; 加工要求：粗铣 φ20 孔上端面，加工余量 1mm;

32、 机床： X51立式铣床； 刀具： YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度 ae≤90, 深度 ap≤6, 齿数 z=12, 故根据《机械制造工艺设计简明手册》 （后简称《简明手册》 ）表 3.1 ，取刀具直径dw=125mm。根据《切削用量手册》 （后简称《切削手册》 ）表 3.16 ，选择刀具前角 γ 0＝ 0后角 α 0 ＝ 8，副后角 α 0’ =10，刃倾角 λ s= － 10 , 主偏角 Kr=60, 过渡刃 Krε=30 , 副偏角 Kr’=5。 2. 切削用量 1）确定切削深度 ap 因为余量较小，故选择 ap=1mm，一次走刀即可完成。 2）确定每齿进

33、给量 fz 由于本工序为粗加工， 尺寸精度和表面质量可不考虑， 从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据《切削手册》表 3.5 ，使用 YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为 4.5kw（据《简明手册》表 4.2-35 ，X51立式铣床）时： fz=0.09~0.18mm/z 故选择： fz=0.18mm/z 。 f= fz z=0.18*12=2.16mm/r 3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据《切削手册》表 3.7 ，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm；由于 铣刀直径 dw=125mm，故刀具使用寿

34、命 T=180min（据《简明手册》表 3.8 ）。 4）计算切削速度 vc 和每分钟进给量 vf 根据《切削手册》表 3.16 ，当 dw=125mm，Z=12，ap≤7.5 ， fz ≤0.18mm/z 时， vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min 。各修正系数为： kMV=1.0 ，kSV= 0.8 。切削速度计算公式为： 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 ，将以上数据代入公式： 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 确定机床主轴转速： d 。 按机床说明书（《工艺手册》），与 545r/min 相近的转速为 600r/min, 取 机床主轴转速为 600r/min 。 根据《简明手册》表 4.2-36 ，选择 nc=300r/min,vfc=390mm/min, 因此

37、，实 际进给量： 14 d0 n 3.14 125 300 vc= 1000 = 1000 m/min=118m/min 5) 校验机床功率 根据《切削手册》表 3.24 ，近似为 Pcc=3.3kw, 根据机床使用说明书，主轴允许功率 Pcm=4.5 0.75kw=3.375kw>Pcc。故校验合格。最终确定 :ap=4.0mm， nc=300r/min ，vf=390mm/s， vc=118m/min，fz=0.1mm/z 。 6）计算基本工时

38、 tm ＝L/ vf ， L=l+ y+ ，L=176mm. 查《切削手册》表 3. 26 ，入切量及超切量为： y+ =40mm，则： tm＝ L/ Vf=(176+40)/390=0.55min 。 精铣 Φ20 上端面： 刀具： YG6硬质合金端铣刀； 机床： X51立式铣床； 查《切削手册》表 3.5 ，进给量 f z 0.5 ~ 1.0mm/ min ，取 f=6mm/r 参考有关手册，确定 124m/ min ，采用 YG6硬质合金端铣刀， d w 125mm, z 12 ，则：

39、 1000 1000 124 316r / min ns 125 d w 现采用 X51 立式铣床，根据《简明手册》表 4.2-36 ，取 nw 300r / min 故实际切削速度： v d w nw 125 300 1000 117.75m / min 1000 当 nw 300r / min 时，工作台每分钟进给量： f m f z z nw 0.5

40、 12 300 1800mm / min ，取为 980mm/min 精铣时 y 32 20 2 72( mm) 基本工时： t=72/980=0.07 min 工序 2 钻、扩Φ 20 孔，以Φ 32 上端面为基准。 选择钻头 机床： Z525 立式钻床 根据《切削手册》表 2.1.2.2 ，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=18mm，钻头采用双锥后磨横刀， 后角 αo＝12，二重刃长度 bε=3.5mm,横刀长 b=2mm, 宽 l=4mm,棱带长度 l1 1.5mm

41、， 2 100 ， 30 2. 选择切削用量 15 （1）确定进给量 按加工要求确定进给量：查《切削手册》 ， f 0.43 ~ 0.53mm/ r ， l 30 系数为 0.5, 则： d 18 1.67 3 ，由《切削手册》表 2.7, f ( 0.43 ~ 0.53) 0.5 ( 0.215 ~ 0.265)mm / r 按钻头强度选择 : 查《切削手册》表 2.8, 钻头允许进给量为： f 2.0mm/ r ； 按机

42、床进给机构强度选择：查《切削手册》表 2.9 ，机床进给机构允许轴向 力为 8330N时，进给量为 f 0.93mm/ r 。 以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为： 0.215~0.265mm/r 。根据《简明手册》表 4.2-16, 最终选择进给量 f 0.22mm/ r 。 根据《切削手册》表 2.19 查出 , 钻孔时轴向力 Ff=2500N，轴向力修正系数为 1.0 ，故 Ff=2500N。根据 Z525 立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为 8830N﹥ Ff ，故所选进给量可用。

43、 （2）确定钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查《简明手册》 ）为 0.6mm，寿命 T 45min ． （ 3）切削速度 查《切削手册》表 2.30 ，切削速度计算公式为： 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 ，查得修正系数： kTv 1.0 ，=， klv 0.85 ， ktv 1.0 ，故实际的切削速度： 9.5 180. 25 0.85 9.5m / min vc 1 0.220.55 600.125 ns 1000vc 确定机床主轴转速 dw 168r / min ，查工艺手册为 184r/min （ 4）检验机床扭矩及功率 查《切削手册》表 2.20 ，当 f ≤0.26, do≤ 19mm时， Mt=31.78N?m，修正系 数均为

45、1.0 ，故 MC=31.78 N?m。 查机床使用说明书： Mm =144.2 N?m。 查《切削手册》表 2.23, 钻头消耗功率： Pc=1.3kw。 查机床使用说明书，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、计算工时 L 30 8 0.64 mi

46、n tm 272 nf 0.22 4、扩孔至 Φ19.8 查《切削手册》表 2.10 ，扩孔进给量为： f 0.7 ~ 0.8mm/ r ，并由机床使用 说明书最终选定进给量为： f 0.81mm / r 。 根据资料，切削速度 v 0.4v ，其中 v 为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切 钻 钻 削速度，故 v 0.4 9.5 3.8m / mi

47、n ns 1000 3.8 19.8 61.1r / min 根据机床使用说明书选取 nw 97r / min 。 t L y 30 8 97 0.81 97 0.48 min 基本工时 0.81 5、粗铰至 19.94mm 刀具：专用铰刀 机床： Z525 立式钻床 根据有关手册的规定，铰刀的进给量为 f z

48、 0.8 ～1.2mm/z, 进给量取 f z 0.81mm/r，机床主轴转速取为 nw =140r/min ，则其切削速度为： v n d 8.77m / min 。 机动时切削工时， l 30 8 =38mm， 38 38 tm 0.34 min nw f 140 0.81 6、 精铰至 20mm 刀具： d w 20mm 机床： Z525 立式钻床 根据有关手册的规定，铰刀的进给量取 f 0.48mm/r，机床主轴转速取为： nw =140r/min ，则其切削速度为： v n d 8.8m / mi

49、n 17 机动时切削工时， l 30 8 =38mm 38 38 tm 0.57 min nw f 140 0.48 工序 3 粗、精铣Φ 32、Φ 72 下端面，以Φ 32 内园面为基准。 粗铣Φ 32、Φ 72 下端面 : 1. 加工条件 工件材料：HT150,σb =170~240MPa，铸造 ; 工件尺寸：aemax=72mm，L=176mm;加工要求：粗铣 φ20 孔下端面，加工余量 1mm; 机床： X51立式铣床； 刀具： YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度 ae≤90, 深度

50、ap≤6, 齿数 z=12, 故根据《机械制造工艺设计简明手册》 （后简称《简明手册》）表 3.1 ，取刀具直径dw=125mm。根据《切削用量手册》 （后简称《切削手册》）表 3.16 ，选择刀具前角 γ0＝0后角 α0＝ 8，副后角 α0’=10，刃倾角 λs=－ 10, 主偏角 Kr=60, 过渡刃 Krε=30 , 副偏角 Kr’=5。 2. 切削用量 1）确定切削深度 ap 因为余量较小，故选择 ap=1mm，一次走刀即可完成。 2）确定每齿进给量 fz 由于本工序为粗加工， 尺寸精度和表面质量可不考虑， 从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率

51、。根据《切削手册》表 3.5 ，使用 YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为 4.5kw（据《简明手册》表 4.2-35 ，X51立式铣床）时： fz=0.09~0.18mm/z 故选择： fz=0.18mm/z 。 f= fz z=0.18*12=2.16mm/r 3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据《切削手册》表 3.7 ，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm；由于铣刀直径 dw=125mm，故刀具使用寿命 T=180min（据《简明手册》表 3.8 ）。 4）计算切削速度 vc 和每分钟进给量 vf 根据《切削手册》表 3.16 ，当 dw=12

52、5mm，Z=12，ap≤ 7.5 ，fz ≤ 0.18mm/z 时， vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min 。各修正系数为： kMV=1.0 ，kSV= 0.8 。切削速度计算公式为： 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 ，将以上数据代入公式： 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 确定机床主轴转速： w d 。 按机床说明书（《工艺手册》

54、），与 361 相近的转速为 480mm 根据《简明手册》表 4.2-36 ，选择 nc=300r/min,vfc=390mm/min, 因此，实 际进给量和每分钟进给量为： 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) 校验机床功率 根据《切削手册》表 3.24 ，近似为 Pcc=3.3kw, 根据机床使用说明书，主轴允许功率

55、 Pcm=4.5 0.75kw=3.375kw>Pcc。故校验合格。最终确定 :ap=4.0mm， nc=300r/min ，vf=390mm/s， vc=118m/min，fz=0.1mm/z 。 6）计算基本工时 tm ＝L/ vf ， L=l+ y+ ，L=176mm. 查《切削手册》表 3. 26 ，入切量及超切量为： y+ =40mm，则： tm＝ L/ Vf=(176+40)/390=0.55min 。 精铣Φ 32、Φ 72 的下端面： 刀具： YG6硬质合金端铣刀； 机床： X51立式铣床； 查《切削手册》表 3.5 ，进

56、给量 f z 0.5 ~ 1.0mm/ min ，取为 6mm/r 参考有关手册，确定 v 124m / min ，采用 YG6硬质合金端铣刀， d w 125mm, z 12 ，则： 1000v 1000 124 316r / min ns 125 d w 现采用 X51 立式铣床，根据《简明手册》表 4.2-36 ，取 nw 300r / min 故实际切削速度： v d w nw 125 300

57、 1000 117.75m / min 1000 1000vc ns 361r / min 主轴转速 dw 。所以取 480r/min 。 当 nw 300r / min 时，工作台每分钟进给量： f m f z z nw 0.5 12 300 1800mm / min ，取为 980mm/min 19 t 2t m l 176 125 0.62

58、2 2 本工序切削时间为： f m 980 min 工序 4 粗、精铣 Φ72 端面，以 Φ32 的下端面为基准。 粗铣 Φ72 上端面 : 刀具： YG6硬质合金端铣刀， dw 40mm, z 6 机床： X51立式铣床 根据《切削手册》查的， f z 0.13mm/ z, ap 1mm f=1.56mm/r 现采用 X51 立式铣床，根据《简明手册》 4.2-36 查得取 nw 300r / min ，故实际切削速度

59、 v dw nw 40 300 37.7m / min 1000 1000 当 nw 300r / min 时，工作台每分钟进给量应为 f m f z z nw 0.13 10 300 390mm/ min 查说明书，取 f m 400mm/ min 计算切削工时 L 72 y 72 10 82mm tm L 82 0.21 min f m 390 因此 精铣 Φ72 端面： 由《切削手册》表 3.6 查得： d 40, z 6, f z 0.08mm/ min , v 0.45m / s ns 1000v 1000 27