C刀片75°直頭外圓可轉(zhuǎn)位車刀設(shè)計(jì)以及撥叉

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1、 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題目 C 刀片 75直頭外圓可轉(zhuǎn)位車刀設(shè)計(jì)以及車 床溜板箱的撥叉機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 分院、專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 成績(jī) 2012 年 7 月 9 日 沈陽(yáng)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(hào))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(hào)和尺寸 3 1.6 確定刀墊型號(hào)的尺寸 4 1.7 計(jì)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(jì) 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(cuò) 誤!未定義書簽。 2 方案 2:錯(cuò) 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(cuò) 誤!未定義書簽。 2.6 確定定切削用量及基本工時(shí) 12 參考文獻(xiàn) 23 1 可轉(zhuǎn)位車刀設(shè)計(jì)

4、 設(shè)計(jì)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(jì)裝 C 片刀 75直頭外圓、端面車刀。 設(shè)計(jì)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(hào)) 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(hào)) 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(diǎn),選取如下四個(gè)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(shí)際數(shù)值以及副后角在計(jì)算刀槽角度時(shí),經(jīng)校驗(yàn)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(hào)和尺寸: 3 1.5.1 選擇刀片有無(wú)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(jí) 選用 U級(jí)。 1.5.4 選擇刀片內(nèi)切圓直徑 d(或刀片邊長(zhǎng) L) 根據(jù)已選定的 ap 、 K r 、λs , 可求出刀刃的實(shí)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?hào)和尺寸確定后,斷屑槽尺寸便可確定。確 定刀片型號(hào) : 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(hào)和尺寸: 硬質(zhì)合金刀墊型號(hào)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(hào)和 尺寸 : 適合于偏心式夾固結(jié)構(gòu)的需要,并與刀片型號(hào)為 CNUG120404-V1相對(duì)

8、應(yīng)的 硬質(zhì)合金刀墊的型號(hào)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(jì)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(jì)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(jì)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(yàn)算車刀后角 0 車刀后角 0 的驗(yàn)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(shí) , 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(yàn)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(shí), 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(jì)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(hào)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(yàn)刀桿強(qiáng)度。 2.選擇刀桿

16、長(zhǎng)度尺寸 選取刀桿長(zhǎng)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(hào)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(jì)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(jì)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(jiàn)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(jì) 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(yùn)動(dòng)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(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。 兩件零件鑄為一體, 加工時(shí) 分開(kāi)。 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(gè)裝配時(shí)鉆鉸的錐孔。下端有一個(gè) 28的斜凸臺(tái)。這三個(gè)都沒(méi)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(gè)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(gè)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(shí)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(shí)的摩擦和震動(dòng),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(shí)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(shí), 則應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn); 若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí),則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)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(gè)支承釘為主要定位面以消除 x、 y、 z 三個(gè)自由度, 再用一塊條形支承板定位以消除 y、 z 兩個(gè)自由度,最后用一個(gè)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(wèn)題。 當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),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(diǎn), 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(lái)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(dòng)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(guó)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(yǔ)、符號(hào)、代號(hào)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(jì)量單位應(yīng)全部使用法定計(jì)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(wàn)能性機(jī)床配以專 用工卡具 , 并盡量使工序集中來(lái)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(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 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(shí)鉆鉸錐孔) 。 工序七 鉆一個(gè) 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(zhǎng)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(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 (以下稱《工藝手冊(cè)》)表 2.2 ~2.5 ,取φ 20,φ50 端面長(zhǎng)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(cè)》表 2.2 ~2.5 ,取φ50 已鑄成孔長(zhǎng)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(jì)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(jì)算最大、 最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 加工余量計(jì)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(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 (后簡(jiǎn)稱《簡(jiǎn)明手冊(cè)》 )表 3.1 ,取刀具直徑dw=125mm。根據(jù)《切削用量手冊(cè)》 (后簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》 )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(guò)渡刃 Krε=30 , 副偏角 Kr’=5。 2. 切削用量 1)確定切削深度 ap 因?yàn)橛嗔枯^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?yàn)榇旨庸ぃ?尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮, 從而可采用不對(duì)稱端銑,以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊(cè)》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(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-35 ,X51立式銑床)時(shí): 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(cè)》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(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.8 )。 4)計(jì)算切削速度 vc 和每分鐘進(jìn)給量 vf 根據(jù)《切削手冊(cè)》表 3.16 ,當(dāng) dw=125mm,Z=12,ap≤7.5 , fz ≤0.18mm/z 時(shí), 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(jì)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(shuō)明書(《工藝手冊(cè)》),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(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-36 ,選擇 nc=300r/min,vfc=390mm/min, 因此

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

38、 tm =L/ vf , L=l+ y+ ,L=176mm. 查《切削手冊(cè)》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(cè)》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(cè),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(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-36 ,取 nw 300r / min 故實(shí)際切削速度: v d w nw 125 300 1000 117.75m / min 1000 當(dāng) nw 300r / min 時(shí),工作臺(tái)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(shí) y 32 20 2 72( mm) 基本工時(shí): 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(cè)》表 2.1.2.2 ,選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí) do=18mm,鉆頭采用雙錐后磨橫刀, 后角 αo=12,二重刃長(zhǎng)度 bε=3.5mm,橫刀長(zhǎng) b=2mm, 寬 l=4mm,棱帶長(zhǎng)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(cè)》 , 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(cè)》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(cè)》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(cè)》表 2.9 ,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許軸向 力為 8330N時(shí),進(jìn)給量為 f 0.93mm/ r 。 以上三個(gè)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(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-16, 最終選擇進(jìn)給量 f 0.22mm/ r 。 根據(jù)《切削手冊(cè)》表 2.19 查出 , 鉆孔時(shí)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(shuō)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(jiǎn)明手冊(cè)》 )為 0.6mm,壽命 T 45min . ( 3)切削速度 查《切削手冊(cè)》表 2.30 ,切削速度計(jì)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(shí)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(cè)為 184r/min ( 4)檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率 查《切削手冊(cè)》表 2.20 ,當(dāng) f ≤0.26, do≤ 19mm時(shí), 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(shuō)明書: Mm =144.2 N?m。 查《切削手冊(cè)》表 2.23, 鉆頭消耗功率: Pc=1.3kw。 查機(jī)床使用說(shuō)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(jì)算工時(shí) 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(cè)》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(shuō)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(shí)心孔時(shí)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(shuō)明書選取 nw 97r / min 。 t L y 30 8 97 0.81 97 0.48 min 基本工時(shí) 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(cè)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(dòng)時(shí)切削工時(shí), 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(cè)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(dòng)時(shí)切削工時(shí), 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(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 (后簡(jiǎn)稱《簡(jiǎn)明手冊(cè)》)表 3.1 ,取刀具直徑dw=125mm。根據(jù)《切削用量手冊(cè)》 (后簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》)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(guò)渡刃 Krε=30 , 副偏角 Kr’=5。 2. 切削用量 1)確定切削深度 ap 因?yàn)橛嗔枯^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?yàn)榇旨庸ぃ?尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮, 從而可采用不對(duì)稱端銑,以提高進(jìn)給量提高加工效率

51、。根據(jù)《切削手冊(cè)》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(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-35 ,X51立式銑床)時(shí): 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(cè)》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(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.8 )。 4)計(jì)算切削速度 vc 和每分鐘進(jìn)給量 vf 根據(jù)《切削手冊(cè)》表 3.16 ,當(dāng) dw=12

52、5mm,Z=12,ap≤ 7.5 ,fz ≤ 0.18mm/z 時(shí), 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(jì)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(shuō)明書(《工藝手冊(cè)》

54、),與 361 相近的轉(zhuǎn)速為 480mm 根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-36 ,選擇 nc=300r/min,vfc=390mm/min, 因此,實(shí) 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(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《切削手冊(cè)》表 3.24 ,近似為 Pcc=3.3kw, 根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書,主軸允許功率

55、 Pcm=4.5 0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 :ap=4.0mm, nc=300r/min ,vf=390mm/s, vc=118m/min,fz=0.1mm/z 。 6)計(jì)算基本工時(shí) tm =L/ vf , L=l+ y+ ,L=176mm. 查《切削手冊(cè)》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(cè)》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(cè),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(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-36 ,取 nw 300r / min 故實(shí)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(shí),工作臺(tái)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(shí)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(cè)》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(jiǎn)明手冊(cè)》 4.2-36 查得取 nw 300r / min ,故實(shí)際切削速度

59、 v dw nw 40 300 37.7m / min 1000 1000 當(dāng) nw 300r / min 時(shí),工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 f m f z z nw 0.13 10 300 390mm/ min 查說(shuō)明書,取 f m 400mm/ min 計(jì)算切削工時(shí) 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(cè)》表 3.6 查得: d 40, z 6, f z 0.08mm/ min , v 0.45m / s ns 1000v 1000 27

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