插入耳环夹具设计

公稠州仲器皆饯机械制造工艺学课程设计课程设计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、选择力口工方法 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 （粗铳两边面 D、E）切削用量及基本时间的确定 7（2） 工序15 （粗车35外圆）切削用量及基本时间的确定 8（3） 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（5） 工序45 （半精车35外圆）切削用量及基本时间的确定 15（6） 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 （粗铳键槽）切削用量及基本时间的确定 21（九）工序75 （精铳键槽）切削用量及基本时间的确定 23参考文献24第一章零件分析一、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Ra5Q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铳来完成，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面通过粗铳就可以达到要求。A面也通过粗铳。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。28第二章机械加工工艺规程制定、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2.5mni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150X 79X41的毛坯，确定加工余量及毛坯尺寸。二、基面的选择它是工艺路线是否正确合理的前提。定位基准的选择是工艺规程制定中的重要工作, 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）粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。35m的为重要表面，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由线为粗基准。（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。32mmi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 32mmi为精基准，即遵循“基准重合”的原则。还由于零件的要求是 35mm由和32mmi在垂直度上有较高的精度要求，因此选择32mmi作为精基准，这样就保证精度要求最高的 35mmi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（一）平面的加工平面加工的方法很多， 有车、包1J、铳、磨、拉等。对于本零件由于表面 D、E粗糙度为Ra50, 通过粗铳就可以达到。而对于 C0粗糙度为Ra6.3通过粗铳也可以达到。而表面 A勺粗糙度要 求为Ra12.5,由表5-11 ,根据GB/T 1804-2000规定，选用中等级（mm ,相当于IT13级，故 可考虑粗车或粗端铳，根据零件的结构特点，选用端铳加工方式。（二）孔的加工孔的加工方式有钻、扩、链、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）槽加工对槽的加工，1t的要求为 Ra3.2,进过粗铳-精铳就可以达到。 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:粗铳二边表面D E定位基准：外圆35工序10：粗铳O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R2矽卜圆面。工序35:扩32的孔定位基准：外圆 35以及R2矽卜圆面。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M27X 1.5-6h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:粗铳键槽用铳床专用夹具，进行键的加工。工序70:精铳键槽用铳床专用夹具，进行键的加工工序75:铳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（1） 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及，此处选为CT9a。由表5-3选择加工余量为H01,根据机械加工后铸件白最大轮廓尺寸由表5-4可查得个加工表面余量如下表：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36粗铳一次完成小35外圆36基本尺、为81mm小32孔E936先用钻头钻孔至31,再扩 至32。基本尺寸为孔深尺寸 36mm铳键槽3无基本尺寸为25M27x1.5-6h 的螺纹714主要由小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）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/mm366423564181384（三）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421.842 4 0.9411.8+ 0.941 09842.2+ 1.184+ 1,L（四） 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 3-1:六、工序设计(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立式升降台铳床，主要技术参数见表5-13。(2)工序 10、65、70、75、80: X6132 万能铳床。(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:高速钢镶齿套式面铳刀高速钢锥柄麻花钻YT类硬质合金高速钢镶齿套式面铳刀在中批生产中，不排除在某些工序中使用专用刀(1)工序05二边表面 D E(2)工序35钻32(3)工序 15、45、50(4)工序70、75铳键槽在刀具选择过程中尽量选择通用刀具。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U1(U1 = 0.9A),然后在量具手册中选择一种不确定度等于或 小于Ui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。F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0.535IT7Ra1.61.535.5IT9Ra6.3粗车437IT11Ra12.5毛坯041(2)力口工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1427IT11Ra12.5(3) 32E9的孑L:工序名称工序基本余量工序尺寸精度粗糙度扩132IT10R6.3钻3030IT11R12.5(4)铳键槽工序名称工序基本余量工序尺寸精度粗糙度精铳0.58IT8Ra3.2半精铳1.57.5IT11Ra6.3粗铳55(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184IT8Ra6.3粗车27端面185IT11Ra12.5粗车35端面186IT11Ra12.5毛坯87七、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05 (粗铳两边面 D、E)切削用量及基本时间的确定1 .切削用量本道工序是粗铳端面， 已知加工材料为 45钢，机床选用XA5032立式铳床，选用刀具为 高速钢镶齿套式面铳刀，其参数：直径 d=125mm孔径D=40mm宽L=40mm齿数z=14.根据 表5-26确定铳刀角度，选择前角 Y=20 ,后角“二12 ,主偏角k=60 ,螺旋角3 =10 , 已知铳削宽度为 63mm铳削背吃刀量为 ap=6mm(1)确定每齿进给量 af根据表5-13知XA5032型立式铳床的主电机功率为 7.5kw,查 表5-27知当工艺系统刚性中等、镶齿端铳刀加工铸铁时，其每齿进给量 af =0.08 0.15mm / z。由于本工序被吃刀量和铳削宽度较小， 故选择最大的每齿进给量。af =0.08mm/z(2)选择铳刀磨钝标准和耐用时度根据表5-28 ,用高速钢镶齿端铳刀粗加工铸剑时，选择铳刀后刀面磨损极限值为2.0mm，查表5-29知铳刀直径d=80mm寸，经插值的端铳刀的合力耐用度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vf 查表5-30知，高速钢铳刀铳削速度为15 25m/min ,则所需铳床主轴转速范围是n = 1000v =38.2 63.7r/min二 d根据XA5032机床的标准主轴转速，由表 5-13选取n=60r/min,则实际铳削速度为m/ min = 23.55m/min二 125 60v 二1000工作台每分钟进给量为vf = fn =afzn=0.08 14 60mm/min = 67.2mm/min根据表5-13中工作台标准纵向进给量，选取 vf = 60mm/min ,则实际每齿进给量为Vf 60 八，af = = = 0.071mm / zzn 10 60(4)校验机床功率由表5-31和表5-32知，铳削力Fz和铳削功率Pm计算公式如下:FzxF yF uFCfHp af aw zqF wFd0 nkFz(N)PmFzV60 103(kW)式中 Cv =788,xF =0.95,yF =0.8,uF =1.1,wF =0,qF =1.1,kFz = 0.92。所以，铳削梨为FzCxF yF uFfHp afawzqF wF d(o nkFz788 60.95 0.0710.8 631.1 1412510.92 =3336.15(N)Fzv60 1031891.1 15.0860 103=0.48(kW)XA5023铳床主电机功率为 7.5kW。故选用切削用量合适。最后的切削用量为aP =3mm af = 0.071mm vf = 60mm/min v = 0.39m/ s2 .基本时间tm根据表5-33知，Mr 90的端铳刀对铳削的基本时间为tmlw 1112式中,lw一工件铳削部分长度，单位为 mm;I1一切入行程长度，单位为mmI2一切出行程长度，单位vfI1 =0.5(d0-Jd。2 -aw2)+ aP ； tan rvf 一工作台每分钟进给量,单位为mm/min。已知vf =60mm/min, lw =63mm。由表5-34查的切入切出行程长度l1+l2=12mm。所以，基本时间为tm63 1260=1.25min（2） 工序15 （粗车35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口、前角；0 =10、刃倾角 =-5、刀尖圆弧半径名=0.8mm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 T =60 min 。1 .确定粗车35外圆切削用量(1)确定背吃刀量ap由前述可知粗车时双边加工余量为4mm,粗车后外圆直径为137mm ,故单边余量为 2mm, IP ap =2mm o(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BX H为20X30,背吃刀量a =2.0mm ,则进给量 f=0.40.5mm/r ,因此选取 f =0.4mm/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kTv =1.0；根据工件材料0b =600MPa,得修正系数为kM= 1.0;根据毛坯表面状态得修正系数为ksv=0.8,刀具材料为YT15,得修正系数ktv=1.0；主偏角Mr=451经插值得修正系数ka=1.0。所以242 . ,.v=z-z1.0 1.0 0.8 1.0 1.0/ min = 106.0m/ min600.2 父2 5 父0.41000V 1000 106n = =r / min = 964.2r / min二 35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n =710r/min ,则实际切削速度为n 二 d 710 二 35 ,v = =r / min = 78.1r / min10001000(4)检验机床功率由表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下:xF yFz nFFz =CFzapzfy v zkFz(N)FzVz 3(kW)60 103式中，Cf= 2650,Xfz =1.0, yFz=0.75, nFz =0.15, kFz = kTFzkMFz kFz k%Fz ,由表5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFv =1.0,与工件材料有关的修正系数kMFz = 1.0 ,与主偏角相关的修正系数k的工=1.0；与前角有关的修正系数k-；Fz =1.0。因此总的修正系数为kF =1.0 1.0 1.0 1.0 =1.0v所以，切削力为Fz =2650 21.0 0.40.75 106.0 35 1.0N =1245.1N切削功率为Pm =1245.1 78.160 103kW =1.62kW根据表5-46知：CA6140机床主电机功率 Pm =7.5kW ,因Pm PE ,故上述切削用量 可用，最后所确定的切削用量为ap = 2mm;f = 0.4mm/r ；v = 78.1m/ min( n =710r / min)。2 .基本时间tm由表5-47得外圆的基本时间为fntm式中，l 切削加工长度，单位为mm;ap1i 刀具切人长度，单位为 mm, 1i =+ (2 3);tan rI2刀具切入长度，单位为mm, l2=(35)mm；I3 单件小批量生产时的试切附加长度，单位为mm；i 进给次数。2已知 1 =87mm , 1i =+2.5mm = 4.5mm , l2 =4mm , l3 = 0 , i =1 ,tan 45f =0.08mm/ r , n =1120r / min。所以，基本时间为87 4.5 4 0 tm =min = 0.34 min0.4 710（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本工序为粗车427mm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9 =45、前角70 =10刃倾角h = 5,刀尖圆弧半径 q = 0.8mm车刀加工。由 3-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 T =60 min o 1.确定粗车27外圆切削用量(1)确定背吃刀量ap由前述可知粗车时双边加工余量为8mm,粗车后外圆直径为427mm,故单边余量为 4mm,即ap=4mm。(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 BXH 为 20X30,背吃刀量 a =4.0mm ,则进给量 f=0.40.5mm/r ,因此选取 f =0.4mm/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vml kv(m/min)T ap f式中，Cv =242,xv = 0.15,= 0.35,m = 0.2,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对链削速度进行修正：根据刀具耐用度T=60min ,得修正系数为kT =1.0；根据工件材料0b =600MPa,得修正系数为kM =1.0;根据毛坯表面状 I vv态得修正系数为ksv=0.8,刀具材料为YT15,得修正系数ktv=1.0；主偏角父r=45*,经242v 二 0.20?15-0.356020.4插值得修正系数kKv =1.0。所以1.0 1.0 0.8 1.0 1.0/min =106.0m/min1000v 1000 106n = =r / min = 964.2r / min二 d 二 35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n =710r/min ,则实际切削速度为n 二 dv 二1000710 二 351000r / min =78.1r/min(4)检验机床功率由表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下:xFz yFz nFzFz=CFzap f v kFz(N)FzvPm = (kW)=kTFzkMFz kKFz kg ，由表60 103式中，CF =2650,xF =1.0, yF =0.75,nF =0.15, kFzzzz5-32得：与刀具耐用度有关的修正系数kTFv =1.0,与工件材料有关的修正系数kMFz =1.0,与主偏角相关的修正系数k舒z =1.0；与前角有关的修正系数k%Fz =1.0。因此总的修正系数为kFv =1.0M1.0M1.0M1.0 =1.0所以，切削力为Fz =2650 41.0 0.40.75 106.015 1.0N=2490.2N 切削功率为Pm =67.7 70337 kW =3.24kW60 103根据表5-46知：CA6140机床主电机功率Pm =7.5kW ,因Pm PE ,故上述切削用量 可用，最后所确定的切削用量为ap = 2mm;f = 0.4mm/r ；v = 78.1m/ min（ n =710r / min）。2.基本时间tmtml l1由表5-47得外圆的基本时间为l2 l3. i fn式中，l切削加工长度，单位为mm;aDl1 刀具切人长度，单位为 mm, l1 = 一 + (2 3); tan rl2刀具切入长度，单位为mm, l2=(35)mm；l3 单件小批量生产时的试切附加长度，单位为mm；i 进给次数。4 一 一已知 l =34mm , l1 =+2.5mm =6.5mm , l2 = 4mm , l3 =0 , i =1 ,1 tan 452f = 0.4mm /r , n =710r /min。所以，基本时间为tm =34 6.5 4 00.4 710min =0.16min（四）工序35、40（钻及扩32mm孔）切削用量及基本时间的确定Z3025摇臂钻床。根据表 5-19知选取本工序为钻及扩 32mm的孔，所选用机床为d=30mm,l=294mm莫氏圆车B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 p =30o,2中=118冲=50o,c(f =8。由表 5-49 知，当 d0 =2030mm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aP钻孔时，ap =30-0 =15mm,2故可取aP=15mm(2)确定进给量f按照加工要求决定进给量。钻头直径d0 = 30mm,工件材料为 45钢时，根据表5-50 ,钻头进给范围0.45 0.55 mm/r.根据表5-51 ,选取 f = 0.5mm/ 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Cvd0ZVv 二XmXV yvTap fkv(m/min)式中，CV =6.1, zv =0.4,xv =0,yv = 0.5,m = 0.2,apx = 15mm。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 kkTv =1.0;工件材料6b=600MPa,得修正系数为kMv=1.16;刀具材料为高速钢，得修正系数ktv =1.0；钻头为标准刃磨形状，得修正系数。所以kv =kTvkMvksvkkxvkiv =1.0 1.0 0.8 1.0 0.87 1.0 = 0.7CVd0ZV6.1 300.4v =X-kv =-0i00-7 0.7m/min =10.76m/minTmaPXVfyv v 50150 0.51000V1000 10.76n=m/ min =m/min = 114.17m/ min二 d0二 30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:二 30 125,.c , .v=m/ min =11.78m/min1000(4)校验机床功率由表5-55,查的转矩T和切削功率Pm计算公式如下:T = CTd0zT f yTkT (N , m)TvI1)式中，Ct =0.305,Zt =2.0,yT =0.8, % =卜*丁8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 卜乂T =1.0；与刃磨形状有关的修正系数kxT =1.0；与刀具磨钝有关的修正系数kVTB =0.87。因此总的修正系数为kT = kxTkvBT =1.0 0.87 =0.87所以钻孔时的转矩为T =CTd0zTfyTkT =0.305 302 0.50.8 0.87 = 137.16(N m)切削功率为pm =Tv30do137.16 11.7830 30= 1.79(kW)由表5-14知，Z3025机床主轴的最大转矩Tm =196.2N m , 主电 机功率PE =2.2kw。由于T Tm,Pm Pe ,故选用的切削用量可以用。最后确定的切削用量为aP=15mmf = 0.5mm/ rv =11.78m / min2 .基本时间tm由表5-57的钻孔的基本时间为J lw lf l1t 二fn式中，lw共建切削部分长度，单位为 mm;dlf一切入量，单位 mm, lf =&mcos。+3;2l1超入量，单位 mm, l1 =(24)mm:已知 lw =36mm, dm- .30118o 八 _lf cos r 3 = l f = cos 3=10.73mm222l1 =3mm所以，加工3个空所用基本时间为tm=3t =3lw l f lifn36 10.73 3=3 0.5 125=2.3min(五) 工序45 (半精车35外圆)切削用量及基本时间的确定本工序为半精车435mm外圆，机床采用最常用的CA6140卧式车床，采用 YT15硬质合金刀具，根据加工条彳和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具参数为主偏角Kr =45*、前角% =10白、刃倾角 = 5,刀尖圆弧半径r会=0.8mm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T =60min 。1 .确定粗车35外圆切削用量(1)确定背吃刀量ap由前述可知粗车时双边加工余量为1.5mm,半精车后外圆直p径为435.5mm,故单边余量为 0.75mm,即an = 0.75mm。 p(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BXH为20X 30,背吃刀量a =0.75mm,因此选取f=0.1mm/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kT =1.0；根据工件材料bb=600MPa,得修正系数为kM =1.0；根据毛坯表面状 vv态得修正系数为ksv=0.8,刀具材料为YT15,得修正系数ktv=1.0;主偏角父r=451经 插值得修正系数kKv =1.0。所以1.0 1.0 0.8 1.0 1.0/min =199.5m/min242600.2 0.750.15 0.10.351000v 1000 199.5 n= =r / min = 1814.7r /min二 d 二 35查表5-44,根据CA6140机床上的主轴转速选择 n = 1400r/min ,则实际切削速度为n二 d v =10001400 二 351000r / min =153.9r/min(4)检验机床功率由表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下:xFz yFz nFzFz =CFzap f v kFz(N)FzvPm =-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：与刀具耐用度有关的修正系数kTFv =1.0,与工件材料有关的修正系数kMFz = 1.0 ,与主偏角相关的修正系数k舒z =1.0；与前角有关的修正系数kvFz =1.0。因此总的修正系数为kF =1.0 1.0 1.0 1.0 =1.0v所以，切削力为Fz=2650 0.751.0 0.10.75 153.9”.15 1.0N =166.0N切削功率为Pm =166.0 153.960 103kW =0.43kW根据表5-46知：CA6140机床主电机功率 Pm =7.5kW ,因Pm PE ,故上述切削用量 可用，最后所确定的切削用量为ap =0.75mm;f =0.1mm/r ；v = 153.9m / min( n =1400r / min)。2.基本时间tm由表5-47得外圆的基本时间为+ l l1 l2 l3.tmifn式中，l 切削加工长度，单位为 mm;ap11 刀具切人长度，单位为 mm, 1i = 十 (2 3); tan r12 刀具切入长度，单位为mm, l2=(35)mm；13 单件小批量生产时的试切附加长度，单位为 mm；i 进给次数。0 75已知 l =87mm , 11 =+ 2.5mm = 3.25mm ， l2 = 4mm , l3 = 0 , i =1 ,1 tan4523f=0.1mm/r, n =1400r /min。所以，基本时间为.87 3.25 4 0.tm =min = 0.67 min0.1 1400(六) 工序50 (精车35外圆)切削用量及基本时间的确定本工序为精车435mm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j =45、前角。=10、刃倾角 、=5,刀尖圆弧半径 j = 0.8mm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 T =60 min o 1.确定精车35外圆切削用量(1)确定背吃刀量 ap 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e35mm ,故单边余量为 0.25mm,即a = 0.25mm op(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BXH 为 20X30,背吃刀量 a =0.75mm ,因此选取 f = 0.08mm/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V=TmCVfyv kv(m/min)T ap f式中，Cv =242,xv =0.15,yv =0.35,m = 0.2,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kT =1.0；根据工件材料0b =600MPa ,得修正系数为 =1.0；根据毛坯表面状态得修正系数为ksv=0.8,刀具材料为YT15,得修正系数ktv=1.0;主偏角父r=45口，经插值 得修正系数kKv =1.0。所以242 -,v = 020035 1.0 1.0 0.8 1.0 1.0/ min = 254.4m/min60 .0.25 .0.08 .1000v 1000 254.4二 35nr / min = 2313.6r / min查表5-44,根据CA6140机床上的主轴转速选择 n = 1400r/min ,则实际切削速度为n二 d 1400 二 35 , v = =r / min =153.9r/min10001000(4)检验机床功率由表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下:xFz yFz nFzFz =CFzap f v kFz(N)FzvPm =-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：与刀具耐用度有关的修正系数kTFv =1.0,与工件材料有关的修正系数kMFz = 1.0 ,与主偏角相关的修正系数k舒z =1.0；与前角有关的修正系数kvFz =1.0。因此总的修正系数为kF =1.0 1.0 1.0 1.0 =1.0v所以，切削力为Fz =2650 0.251.0 0.080.75 153.9015 1.0N=46.82N切削功率为46.82 153.960 103kW =0.12kW根据表5-46知：CA6140机床主电机功率 Pm =7.5kW ,因Pm PE ,故上述切削用量 可用，最后所确定的切削用量为ap =0.25mm;f = 0.08mm / r ；v = 153.9m / min( n =1400r / min)。2.基本时间tm由表5-47得外圆的基本时间为+ l l1 l2 l3.tmifn式中，l 切削加工长度，单位为 mm;ap11 刀具切人长度，单位为mm, 1i = 一十(2 3);tan r12 刀具切入长度，单位为mm, l2=(35)mm；13 单件小批量生产时的试切附加长度，单位为mm;i 进给次数。025已知 l =87mm , 11 =+ 2.5mm = 2.75mm ， l2 = 4mm , l3 = 0 , i =1 ,1 tan4523f =0.08mm/ r , n =1400r / min。所以，基本时间为.87 2.75 4 0tm =min =0.84 min0.08 1400(七) 工序60 (车削螺纹)切削用量及基本时间的确定本工序为车削 M 27x1.56h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Kr =45口、前角 %=10，刃倾角儿s = 5，刀尖圆弧半径 1 = 0.8mm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T =60min。1 .确定M 27父1.5-6h外圆切削用量(1)确定背吃刀量ap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M 27mm ,故单边余量为0.75mm,即a = 0.75mm。 p(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BXH 为 20X30,背吃刀量 a =0.75mm ,因此选取 f = 0.08mm/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V=TCfrkv(m/min)式中，Cv =20.3,yv =0.50,m = 0.30,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kT =1.0；根据工件材料ob =600MPa,得修正系数为kM, =1.0；根据毛坯表面状态得修正系数为ksv=0.8,刀具材料为高速钢，得修正系数Kv=1.0;主偏角氐r=45工经插值得修正系数kKv =1.0。所以v : 032。3 05 1.0 1.0 0.8 1.0 1.0/min =16.81m/min60 .0.08 .1000v 1000 16.81 ,二 27n = =r / min = 198.2r / min查表5-44,根据CA6140机床上的主轴转速选择n=200r/min ,则实际切削速度为n二 d200 二 27 ,v= =r / min = 16.96m/min10001000(4)检验机床功率由表5-45,查得切削力Fz和切削功率Pm计算公式如下:xFz yFz nFzFz =CFzap f v kFz(N)(kW)FzvPm =-z 360 103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：与刀具耐用度有关的修正系数kTFv =1.0,与工件材料有关的修正系数kMFz = 1.0 ,与主偏角相关的修正系数k舒z =1.0；与前角有关的修正系数kvFz =1.0。因此总的修正系数为kF =1.0 1.0 1.0 1.0 =1.0v所以，切削力为Fz=1870 0.751.0 0.080.75 16.9615 1.0N =138.0N切削功率为Pm =138.0 16.9660 103kW =0.04kW根据表5-46知：CA6140机床主电机功率 Pm =7.5kW ,因Pm PE ,故上述切削用量可用，最后所确定的切削用量为ap =0.75mm;f = 0.08mm / r ；v=16.96m/min(n=200r/min)。2.基本时间tm由表5-47得外圆的基本时间为+ l l1 l2 l3.tmifn式中，l 切削加工长度，单位为 mm;ap11 刀具切人长度，单位为 mm, 1i = 一十(2 3); tan r12 刀具切入长度，单位为mm, l2=(35)mm；13 单件小批量生产时的试切附加长度，单位为mm；i 进给次数。0 75已知 l =34mm , 11 =+ 2.5mm = 3.25mm ， l2 = 4mm , l3 = 0 , i =1 ,1 tan4523f =0.08mm/ r , n =200r / min 。所以，基本时间为.34 3.25 4 0.tm =min = 2.58min0.08 200(八)工序70 (粗铳键槽)切削用量及基本时间的确定1 .切削用量本道工序是粗铳端面，已知加工材料为 45钢，机床选用X6132万能铳床，选用刀具为 高速钢镶齿套式面铳刀，其参数：直径 d=80mm,孔径 D=27mm ,宽L=36mm ,齿数z=10. 根 据 表 5-26 确 定 铳 刀 角 度， 选 择 前 角；0=10,后角a0=12o,主偏角氐r=50o,螺旋角P=10o。已知铳削宽度为8mm, 铳削背吃刀量为 ap=2.5mm。(1)确定每齿进给量 af根据表5-13知X6132万能铳床的主电机功率为 7.5kw,查表 5-27知当工艺系统刚性中等、镶齿端铳刀加工铸铁时，其每齿进给量 af =0.08 0.15mm / z。由于本工序被吃刀量和铳削宽度较小， 故选择最大的每齿进给量。af =0.08mm/z(2)选择铳刀磨钝标准和耐用时度根据表5-28,用高速钢镶齿端铳刀粗加工铸剑时，选择铳刀后刀面磨损极限值为2.0mm,查表5-29知铳刀直径d=80mm时，经插值的端铳刀的合力耐用度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vf查表5-30知，高速钢铳刀铳削速度为15 25m/min ,则所需铳床主轴转速范围是n =1000v =59.68 99.47r /min二 d根据X6132万能铳床的标准主轴转速，由表5-13选取n=75r/min,则实际铳削速度为二 80 75,. 一v=m/min = 18.85 m/min1000工作台每分钟进给量为vf = fn =afzn=0.08 10 75mm/min = 60mm/min根据表5-13中工作台标准纵向进给量，选取 vf = 60mm/min ,则实际每齿进给量为vf6