CA6140法兰盘课程设计
(一)序言
机械制造工艺课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 通过本次课程设计,应该得到下述各方面的锻炼:
1 能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量。
2 提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练,应当获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。
3 学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。
就我个人而言,通过这次设计,基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计,机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识,解决现代实际工艺设计问题,巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中,学到了很多课堂上没有学到的东西。 能够顺利的完成这次课程设计,首先得助于任晓智老师的悉心指导,还有就是我们小组成员间合理的分工和小组成员们的努力。在设计过程中,由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解,缺乏实际的生产经验,导致在设计中碰到了许多的问题。但在我们小组成员的共同努力下,我们通过请教老师和咨询同学,翻阅资料、查工具书,解决设计过程中的一个又一个的问题。在这个过程中,使我对所学的知识有了进一步的了解,也了解了一些设计工具书的用途,同时,也锻炼了相互之间的协同工作能力。在此,十分感谢任晓智老师的细心指导,感谢同学们的互相帮助。在以后的学习生活中,我将继续刻苦努力,不段提高自己。
本说明书主要是CA6140卧式车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明,由于本身及小组成员能力水平有限,设计存在许多错误和不足之处,恳请老师给予指正,谢谢~!
材料成型及控制工程041班 黄文海 2007.7.18
(二)零件作用及设计任务
CA6140卧式车床上的法兰盘,为盘类零件,用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上,靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配,外圆与变速箱体孔相配,以保证主轴三个轴承孔同心,使齿轮正确啮合。主要作用是标明刻度,实现纵向进给。
分析法兰盘的技术要求,并绘制零件图。设计零件技术机械加工工艺规程,填写工艺文件。设计零件机械加工工艺装备。设计机床专用夹具总装图中某个主要零件的零件图。
(三) 计算生产纲领、确定生产类型
设计题目给定的零件是CA6140车床法兰盘(0404)零件,该零件年产量为4000件,设其备品率 为4%,机械加工废品率 为1%,则该零件的年生产纲领为:N=Qn(1+ + )=4000×1(1+4%+1%)=4200(件/年)
法兰盘的年产量为4200件,查表可知该产品为中批生产。
(四) 零件的分析 第一节 零件的作用
题目给的零件是CA6140卧式车床上的法兰盘,它位于车床丝杆的末端,主要作用是标明刻度,实现纵向进给。零件的 100外圆上标有刻度线,用来对齐调节刻度盘上的刻度值,从而能够直接读出所调整的数值;外圆上钻有底部为 mm上部为 的定位孔,实现精确定位。法兰盘中部 的通孔则给传递力矩的标明通过,本身没有受到多少力的作用。 第二节 零件的工艺分析
法兰盘共有三组加工表面,他们之间有一定的位置要求。现分述如下: 一 以 45 外圆为中心的加工表面
这一组加工表面包括: 外圆,端面及倒角; 外圆,过度倒圆; 内孔及其左端倒角。 二 以 外圆为中心的加工表面
这一组加工表面包括: 端面, 外圆,端面,倒角;切槽3×2; 内孔的右端倒角。 三 以 的孔为中心加工表面 这一组加工表面包括:
外圆,端面; 外圆,端面,侧面; 外圆; 外圆,过度圆角;4— 孔和同轴的 孔。 它们之间有一定的位置要求,主要是: (一) 左端面与 孔中心轴的跳动度为 ; (二) 右端面与 孔中心轴线的跳动度为 ; (三) 的外圆与 孔的圆跳动公差为 。
经过对以上加工表面的分析,我们可先选定粗基准,加工出精基准所在的加工表面,然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工,保证它们的位置精度。
(五)确定毛坯制造方法,初步确定毛坯形状 零件材料是HT200。零件年产量是中批量,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。零件形状并不复杂,因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近,内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。
(六) 工艺规程设计 第一节 基准的选择
定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得宜提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正进行。 一 粗基准的选择
因为法兰盘可归为轴类零件,执照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则(即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面作为粗基准;若零件有若干个不 加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准),所以对于本零件可以先以法兰盘右端 45的外圆及 90的右端面作为粗基准,利用三爪卡盘夹紧 45外圆可同时削除 五个自由度,再以 90的右端面定位可削除 自由度。 二 主要就考虑基准重合问题
当设计基准与定位基准不重合时,应该进行尺寸换算。 这在以后还要专门计算,此处不再计算。
第二节 工件表面加工方法的选择
本零件的加工面有个圆、内孔、端面、车槽等,材料为HT200。参考《机械制造工艺设计简明手册》表1.4—6、表1.4—7、表1.4—8等,其加工方法选择如下: 一. 外圆面:公差等级为IT6~IT8,表面粗糙度为 , 采用粗车→半精车→磨削的加工方法。 二. 20内孔:公差等级为IT7~IT8,表面粗糙度为 ,采用钻→扩→铰→精铰的加工方法,倒角用车刀加工。 三. 外圆面:公差等级为IT13~IT14,表面粗糙度为 ,采用粗车→半精车→磨削的加工方法。 四. 90外圆:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为 ,采用的加工方法为粗车—半精车—磨削。 五. 100外圆面:公差等级为IT11,表面粗糙度为 ,采用粗车→半精车→磨削的加工方法。 六. 右端面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为 ,采用的加工方法为粗车。 七. 90突台右端面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为 ,采用的加工方法为粗车→半精车→精车。 八. 90突台左端面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为 ,采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。 九. 100突台左端面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为 ,采用的加工方法为粗车→半精车→精车。 十.槽3×2:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为 ,采用的加工方法为粗车。 十一. 100突台右端面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为 ,采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。 十二. 90突台距离轴线34mm的被铣平面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为 ,采用的加工方法为粗铣→精铣. 十三. 90突台距离轴线24mm的被铣平面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为 ,采用的加工方法为粗铣→精铣→磨削. 十四.4— 9孔:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为 ,采用的加工方法为钻削。
十五. 4的孔:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为 ,采用的加工方法为钻削。
十六. 6的孔:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13,表面粗糙度为 ,采用的加工方法为钻→铰。 第三节 制定工艺路线
制定工艺路线应该使零件的加工精度(尺寸精度、形状精度、位置精度)和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下,可以考虑采用通用机床配以志用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。还有,应当考虑经济效果,以便降低生产成本。
一 工艺路线方案一
(一)工序Ⅰ 粗车 100柱体左端面。
(二)工序Ⅱ 钻、扩、粗铰、精铰 20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。
(三)工序Ⅲ 粗车 100柱体右端面,粗车 90柱体左端面,半精车 100左、右端面、 90左端面,精车 100左端面、 90左端面,粗车外圆 45 、 100、 90,半精车外圆 45 、 90、
100、,车 100柱体的倒角,车 45 柱体的过度倒圆。
(四)工序Ⅳ 粗车、半精车、精车 90右端面,车槽3×2,粗车、半精车外圆 外圆及倒角。 (五)工序Ⅴ 精车Φ100左端面、Φ90右端面
(六)工序Ⅵ 粗铣、精铣 90柱体的两侧面。 (七)工序Ⅶ 钻 4孔,铰 6孔。 (八)工序Ⅷ 钻 4—9孔。
(九)工序Ⅸ 磨削B面,即 外圆面、 100右端面、 90左端面。 (十)工序Ⅹ 磨削外圆面 100, 90、 。
(十一)工序Ⅺ 磨削 90突台距离轴线24mm的侧平面。 (十二)工序Ⅻ 刻字刻线。 (十三)工序ⅩⅢ 镀铬。
(十四)工序XIV 检测入库。 二 工艺路线方案二
(一)工序Ⅰ 车 柱体的右端面,粗车 90右端面,车槽3×2,粗车、半精车外圆 ,车右端倒角。
(二)工序Ⅱ 粗车 100柱体左、右端面,粗车 90柱体左端面,半精车 100左、右端面、 90左端面,粗车外圆 45 、 100、 90,半精车外圆 45 、 100、 90,车 100柱体的倒角,车 45 柱体的过度倒圆。 (三)工序Ⅲ 精车 100左端面, 90右端面。 (四)工序Ⅳ 钻、扩、粗铰、精铰孔 20mm至图样尺寸并车孔左端的倒角。 (五)工序Ⅴ 粗铣、精铣 90柱体的两侧面。 (六)工序Ⅵ 钻 4孔,铰 6孔。 (七)工序Ⅶ 钻 4—9孔。 (八)工序Ⅷ 磨削外圆面 100, 90, 。
(九)工序Ⅸ 磨削B面,即 外圆面、 100右端面、 90左端面。 (十)工序Ⅹ 刻字刻线。 (十一)工序Ⅺ 镀铬。 (十二)工序Ⅻ 检测入库。 三 工艺方案的比较与分析
上述两种工艺方案的特点在于:方案一是从左端面加工到右侧,以 的外圆作为粗基准加工左端面及 20mm的孔又以孔为精基准加工,而方案二则是从右端面开始加工到左端面,然后再钻孔 20mm,这时则很难保证其圆跳动的误差精度等。因此决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。
各加工表面的工艺路线、工序(或工步)余量,工序(或工步)尺寸及其公差、表面粗糙度
工序(或工步)经济工序(或工
工序(或工工序(或工步)工序(或工表面粗糙
加工表面 精度 步)尺寸及
步)名称 余量 步)基本尺寸 度( )
公差等级 公差 其偏差
3 6.3 粗车
右端面
3 毛坯
0.8 41 IT7 0.025 41 1.6 精车
Φ90突台
1.0 41.8 IT9 0.062 41.8 0.031 3.2 半精车
右端
1.2 42.8 IT11 0.160 42.8 0.08 6.3 粗车
毛坯 槽3×2
粗车
毛坯 磨削
Φ45 外半精车 圆 粗车
毛坯 铰 内孔Φ20
扩
钻 毛坯 精车
Φ100左半精车 端面 粗车
毛坯 磨削
Φ100外半精车 圆 粗车
毛坯 磨削
Φ100右半精车 端面 粗车
毛坯 磨削
Φ45 外半精车 圆 粗车
毛坯 磨削
Φ90突台半精车 左端 粗车
毛坯 磨削 Φ90外圆半精车
粗车 毛坯 铰
Φ4孔 钻
毛坯 铰
Φ6孔 钻
毛坯 Φ90(左)
精铣
两侧面
粗铣
毛坯 3 44 2Z=9 41 2Z=9 50 2Z=0.3 45 2Z=1.0 45.3 2Z=3.7 46.3 2Z=5 50 2Z=0.2 20 2Z=1.8 19.8 2Z=18 18 实心 Z=0.8 91 0.7 91.8 1.5 92.5 3
94 2Z=0.4 100 2Z=1.1 100.4 2Z=3.5 101.5 2Z=5 105 Z=0.4 41 Z=1.1 41.4 Z=4 42.5 Z=3 44 2Z=0.3 45 2Z=1.0 45.3 2Z=3.7 46.3 2Z=5 50 Z=0.4 8 Z=1.1 8.4 Z=1.5 9.5 Z=3 11 2Z=0.4 90 2Z=1.1 90.4 2Z=3.5 91.5 2Z=5 95 2Z=0.1 4 2Z=3.9 3.9 实心 2Z=0.2 6 2Z=1.8 5.8 2Z=4 4 1.0 58 31.0 59 32 90 —— 2.2 IT13 0.39 —— 2.0 IT6 0.017 IT9 0.062 IT11 0.160 —— 2.0 IT8 0.045 IT10 0.084 IT12 0.18 IT8 0.054 IT9 0.087 IT11 0.22 —— 2.2 IT8 0.054 IT11 0.22 IT11 0.22 —— 2 IT7 0.017 IT9 0.062 IT11 0.16 2.0 IT7 0.017 IT9 0.062 IT11 0.160 2.0 IT8 0.022 IT9 0.036 IT11 0.09 0.2 IT8 0.054 IT9 0.087 IT11 0.22 2.0 IT10 0.048 IT11 0.075 IT10 0.048 IT11 0.075 IT11 0.075 IT9 0.074 IT12 0.3 IT13 0.54 44 1.1 41 6.3 50 1.0 Φ45 0.8 Φ45.3 3.2 Φ46.3 6.3 Φ50 1.0 Φ20 1.6 Φ19.8 6.3 Φ18 12.5 91 1.6 91.8 3.2 92.5 0.11 6.3 94 1.1 Φ100 0.8 Φ100.4 3.2 Φ101.5 6.3 Φ105 1.0 41 0.4 41.4 3.2 42.5 6.3 44 1.0 Φ45 0.4 Φ45.3 3.2 Φ46.3 6.3 Φ50 1.0 8 0.4 8.4 3.2 9.5 6.3
Φ90 0.8 Φ90.4 3.2 Φ91.5 6.3 Φ95 1.0 Φ4 6.3 Φ3.9 12.5 Φ6 3.2 Φ5.8 12.5 Φ4 12.5 58 3.2 59 12.5 90
0.4 24 IT8 0.33 24 0.4 Φ90右侧磨削
6.3 面 毛坯
2Z=9 9 IT13 0.22 12.5 钻 Φ9
4-Φ9孔
毛坯 实心
第四节 确定切削用量及基本工时 一.工序Ⅰ
粗车 100左端面 (1)选择刀具 选用93 偏头端面车刀,参看《机械制造工艺设计简明手册》车床选用C365L转塔式车床,中心高度210mm。选择车刀几何形状,前刀面形状为平面带倒棱型,前角 =10 ,后角 =8 ,主偏角93 。,副偏角k =10 ,刀尖角圆弧半径0.5,刃倾角 =-10 。 (2)确定切削用量 (a)确定背吃刀量a (即切深a )
粗车的余量为4.5mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即a =4.5mm。 (b)确定进给量
查《切削用量简明手册》:加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16 、工件直径100mm、切削深度a =4.5mm,则进给量为0.7~1.0。再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4-2-3查取横向进给量取f =0.73mm/r。 (c)选择磨钝标准及耐用度
根据《切削用量简明手册》表1.9,取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度T=60mm。
(d)确定切削速度V
根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200(182~199HBS),a =4.5mm,f =0.73mm/r,查出V =1.05m/s。由于实际情况,在车削过程使用条件的改变,根据《切削用量简明手册》表1.28,查得切削速度的修正系数为:K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则 V = V K K K K KSV K =1.05 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0 =44m/min n = = =140r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与140r/min相近似 的机床转速n =136r/min,则实际切削速度V = = ==42.7m/min。 (e)校验机床功率 车削时功率P 可由《切削用量简明手册》表1.25查得:在上述各条件下切削功率P =1.7~2.0,取2.0。由于实际车削过程使用条件改变,根据《切削用量简明手册》表1.29-2,切削功率修正系数为:Kkrpc =KkrFc=0.89,Kropc=KroFc=1.0。则: P = P × Kkrpc×Krop=1.87KW
根据C365L车床当n =136r/min时,车床主轴允许功率PE=7.36KW。因P
车削时的进给力Ff可由《切削用量手册》查表得Ff=1140N。由于实际车削过程使用条件的改变,根据《切削用量简明手册》查得车削过程的修正系数:Kkrf=1.17,Krof=1.0,K =0.75,则
Ff =1140 1.17 1.0 0.75=1000N
根据C365L车床说明书(《切削用量简明手册》),进给机构的进给力Fmax=4100N(横向进给)因Ff
综上,此工步的切削用量为:a =4.5mm,f =0.73, n =136r/min, V =42.7m/min。 (3)计算基本工时:
按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算:
L= +L1+L2+L3,由于车削实际端面d1=0,L1=4,L2=2,L3=0,则 L=100 2+4+2+0=61mm.
T= =61×1÷(0.73×136)=0.61min
二 工序Ⅱ (一) 钻 18孔
(1)刀具选择:查《机械制造工艺设计简明手册》选用 18高速钢锥柄标准花钻。 (2)切削用量选择:
查《切削用量手册》得:f=0.70~0.86mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》C365L 车床进给量取f =0.76mm/r。查《切削用量简明手册》取V =0.33m/s=19.8m/min n =1000 V / D=1000×19.8/3.14×18=350r/min
按机床选取n =322r/m,故V = D n /1000=3.14×18×322/1000=18m/min (3)计算基本工时: T=(L+L1+L2)/(f×n)
=(91+11+0)/(0.76×322)=0.42min。
其中L=91,L1=(D/2)×cotKr+2=11,L2=0 (二) 扩 19.8 孔
(1)刀具选择:选用 19.8高速钢锥柄扩孔钻。 (2)确定切削用量: (2)切削用量选择:
查《切削用量简明手册》得:f=0.90~1.1mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》C365L 车床进给量取f =0.92mm/r。扩孔时的切削速度,由《现代机械制造工艺流程设计实训教程》得公式:VC=(1/2~1/3)VC
查《切削用量简明手册》取VC =0.29m/s=17.4m/min VC=(1/2~1/3)VC =5.8~8.7m/min
n=1000 VC/ D=1000×(5.8~8.7)/(3.14×18)=93~140r/min
按机床选取n =136r/m,故V = D n /1000=3.14×19.8×136/1000=8.5m/min (3)计算基本工时: T=(L+L1+L2)/(f×n)
=(91+14+2)/(0.92×136)=0.86min。 其中L=91,L1=14,L2=2 (三) 粗铰 19。94 (1)刀具选择:
19。94高速钢锥柄铰刀。后刀面磨钝标准为0。4~0。6,耐用度T=60min (2)确定切削用量: 背吃刀量asp=0.07
查《切削用量简明手册》得:f=1.0~2.0mm/r,取f=1.68mm/r。 计算切削速度V=CVdoZvKV/(601mTmapXvfYv),其中
CV=15.6,ZV=0.2,XV=0.1,YV=0.5,m=0.3,KV=(190/HB)0.125=1,则: V=15.6×(19.94)0.2/[601-0.3×36000.3×(0.07)0.1×(1.68)0.5] =0.14m/s=8.4m/min
n=1000×V/( d)=1000×8.4/(3.14×19.94)=134r/min 按机床选取n =132r/min
V = d n /1000=3.14×132×19.94/1000=8.26m/min (3)计算基本工时: T=(L+L1+L2)/(f×n)
=(91+14+2)/(1.68×132)=0.48min。 其中L=91,L1=14,L2=2 (四) 精铰 20
(1)刀具选择: 20高速钢锥柄机用铰刀 (2)确定切削用量:
背吃刀量asp=0.03。切削速度与粗铰,故n =132r/mmin。 由《切削用量简明手册》f=1.0~2.0mm/r,取f=1.24 VC= d n /1000=3.14×132×20/1000=8.29r/min (3)计算基本工时:
T=(L+L1+L2)/(f*n) =(91+14+2)/(1.24*132) =0.65min
其中 L=91,L1=14,L2=2 (五) 倒角(内孔左侧)
(1)刀具选择:用粗车 100外圆左端面的端面车刀。 (2)确定切削用量:
背吃刀量asp=1.0mm,手动一次走刀。 V =30,
n =1000*V /( d)=1000*30/(3.14*20)=477.7r/min 由机床说明书,n =430r/min
VC = d n /1000=3.14*430*20/1000=27m/min
三 工序Ⅲ
(一) 粗车 左端面
(1)选择刀具:与粗车 100左端面同一把。 (2)确定切削用量
(a)确定背吃刀量asp
粗车的余量为4.5mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即a =4.5mm。 (b)确定进给量
查《切削用量简明手册》:加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16 、工件直径90mm、切削深度a =4.5mm,则进给量为0.7~1.0。再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4-2-3查取横向进给量取f =0.73mm/r。 (c)确定切削速度VC:
根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200(182~199HBS),a =4.5mm,f =0.73mm/r,查出V =1.05m/s。由于实际情况,在车削过程使用条件的改变,根据《切削用量手册》表1.25,查得切削速度的修正系数为:K =1.0,K =1.0,K =0.73,K
=(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则 V = V K K K K KSV K =1.05 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0 =44m/min n = = =155r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与155r/min相近似 的机床转速n =136r/min,则实际切削速度V = n /1000=3.14 90 136/1000=38.4m/min。 综上,此工步的切削用量为:a =4.5mm,f =0.73, n =136r/min, V =38.4m/min。 (3)计算基本工时:
L=(d-d1)/2+L1+L2+L3 (其中d=90,d1=45,L1=4,L2=L3=0) =(90-45)/2+4+0+0=26.5mm
T= ==26.5×1÷(0.73×136)=0.267min。 (二) 粗车 100右端面
(1)选择刀具:与粗车 100左端面同一把。 (2)确定切削用量:
(a)确定背吃刀量asp:
粗车的余量为4.5mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即a =4.5mm。 (b)确定进给量:
查《切削用量简明手册》:加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16 、工件直径100mm、切削深度a =4.5mm,则进给量为0.7~1.0。再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4-2-3查取横向进给量取f =0.73mm/r。 (c)确定切削速度VC:
根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200(182~199HBS),a =4.5mm,f =0.73mm/r,查出V =1.05m/s。由于实际情况,在车削过程使用条件的改变,根据《切削用量简明手册》表1.25,查得切削速度的修正系数为:K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则 V = V K K K K KSV K =1.05 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0 =44m/min n = = =140r/min 按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与140r/min相近似 的机床转速n =136r/min,则实际切削速度V = n /1000=3.14 100 136/1000=42.7m/min。 综上,此工步的切削用量为:a =4.5mm,f =0.73, n =136r/min, V =42.7m/min。 (3)计算基本工时:
L=(d-d1)/2+L1+L2+L3 (其中d=90,d1=45,L1=4,L2=L3=0) =(100-45)/2+4+0+0=36.5mm
T= ==36.5×1÷(0.73×136)=0.367min。 (三) 半精车 左端面
(1)选择刀具:与粗车 左端面同一把。 (2)确定切削用量: (a)确定背吃刀量:
加工余量为z=0.7,可一次走刀完成,asp=0.7。 (b)确定进给量:
由《机械制造工艺设计简明手册》表3—14表面粗糙度Ra3.2,铸铁,副偏角10 ,刀尖半
径0.5,则进给量为0.18~0.25mm/r,再根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。 (c)确定切削速度VC:
根据《切削用量简明手册》表1.11查取:VC=2.13(由182~199HBS、asp=0.7、f =0.24mm/r、车刀为YG硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则 VC =VC 60
V = VC K K K K KSV K
=2.13 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=79.3 n = = =252r/min
按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与252r/min相近似 的机床转速n =238r/min,则实际切削速度V = n /1000=3.14 100 238/1000=74.7m/min。 (3)计算基本工时:
L=(d-d1)÷2+L1+L2+L3 (其中d=100,d1=0,L1=4,L2=2,L3=0) =(100-0)÷2+4+0+0=61mm T= =61÷(0.24×238)=1.1min。 (四) 半精车 100右端面
(1)选择刀具:与半精车 100左端面同一把。 (2)确定切削用量: (a)确定背吃刀量
加工余量为z=1.1,可一次走刀完成,asp=1.1。 (b)确定进给量
由《机械制造工艺设计手册》表3—14表面粗糙度Ra3.2,铸铁,副偏角10 ,刀尖半径0.5,则进给量为0.2~0.35mm/r,再根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。
(c)确定切削速度VC
根据《切削用量简明手册》表1.11查取:VC=2.02(由182~199HBS、asp=1.1、f =0.24mm/r、车刀为YG硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则 VC =VC 60
V = VC K K K K KSV K
=2.02 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=75.2 n = = =239r/min
按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与239r/min相近似 的机床转速n =238r/min,则实际切削速度V = n /1000=3.14 100 238/1000=74.7m/min。 (3)计算基本工时:
L=(d-d1)/2+L1+L2+L3 (其中d=100,d1=45,L1=4,L2=L3=0) =(100-45)/2+4+0+0=31.5mm T=L×i/(f×n)=31.5/(0.24×238)=0.55min。 (五) 半精车 90左端面
(1)选择刀具:与粗车 100左端面同一把。 (2)确定切削用量: (a)确定背吃刀量:
加工余量为z=1.1,可一次走刀完成,asp=1.1。
(b)确定进给量:
由《机械制造工艺设计简明手册》表3—14表面粗糙度Ra3.2,铸铁,副偏角10 ,刀尖半径0.5,则进给量为0.1~0.25mm/r,再根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。
(c)确定切削速度VC:
根据《切削用量手册》表1.11查取:VC=2.02(由182~199HBS、asp=1.1、f =0.24mm/r、车刀为YG硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则
VC =VC 60
V = VC K K K K KSV K
=2.02 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=75.2
n = = =266r/min
按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与266r/min相近似 的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = n /1000=3.14 90 322/1000=91.0m/min。 综上,此工步的切削用量为:a =1.1mm,f =0.24, n =322r/min, V =91.0m/min。
(3)计算基本工时:
L=(d-d1)/2+L1+L2+L3 (其中d=90,d1=45,L1=4,L2=L3=0)
=(90-45)/2+4+0+0=26.5mm
T=L×i/(f×n)=26.5×1/(0.24×322)=0.34min。
(六) 精车 100左端面
(1)选择刀具:与半精车 100左端面同一把。
(2)确定切削用量
(a)确定背吃刀量
加工余量为0.8mm,一次走刀完成,则asp=0.8mm。
(b)确定进给量
查《机械制造工艺手册》表3—14得f=0.2~0.3mm/r,再由表4—12,f =0.23mm/r
(c)确定切削速度VC
查《切削用量手册》表1.11,取VC=2.13m/s(由182~199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、车刀为YG硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则
VC =VC 60
V = VC K K K K KSV K
=2.13 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=79.3
n = =1000×79.3÷(3.14×100)=252r/min
按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与252r/min相近似 的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = = =101.1m/min。
综上,此工步的切削用量为:a =0.8mm,f =0.23mm/r, n =322r/min, V =101.1m/min。
(3)计算基本工时:
L= +L1+L2+L3,由于车削实际端面d=100,d1=0,L1=4,L2=2,L3=0,则
L=100 2+4+2+0=61mm.
T= =61×1÷(0.23×322)=0.756min
(七) 粗车 100外圆
(1)选择刀具:
90 焊接式直头外圆车刀,刀片厚度5mm,YG6硬质合金,前刀面带倒棱形,主偏角90 ,
前角10 ,后角6 ,副偏角8 ,刃倾角-10 ,刀尖圆弧直径0.5mm。
(2)确定切削用量
(a)确定背吃刀量
粗车外圆,加工余量为5+3.5=8.5mm,两次走刀,则asp=8.5/2×2=2.1mm。
(b)确定进给量
由《切削用量简明手册》HT200,刀杆尺寸16 25,as 3,工件直径为100mm,则f=0.8~1.2。再由《简明手册》表4.2—3查取f =0.76。
(c)选择刀具磨钝标准及耐用度
由《切削用量手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.8~1.0,焊接耐用度T=60mm。 (d)确定切削速度VC:
根据《切削用量简明手册》表1.11查取:VC=1.33(由182~199HBS、asp=2.1、f =0.76mm/r、车刀为YG硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则
VC =VC 60
V = VC K K K K KSV K
= 1.33 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=49.5
n = = =157.6r/min
按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与157.5r/min相近似 的机床转速n =183r/min,则实际切削速度V = n /1000=3.14 100 183/1000=57.5m/min。 综上,此工步的切削用量为:a =2.1mm,f =0.76, n =183r/min, V =57.5m/min。
(3)计算基本工时:
T=(L+L1+L2+L3)×i/(f×n)
=(9+3+3+0)×2/(0.76×183)=0.22min。
其中L=9,L1=3,L2=3,L3=0,i=2
(八) 粗车 90外圆
(1)选择刀具:与粗车 100外圆同一把。
(2)确定切削用量
(a)确定背吃刀量
粗车外圆,加工余量为5+3.5=8.5mm,两次走刀,则asp=8.5/2×2=2.1mm。
(b)确定进给量
由《切削用量简明手册》HT200,刀杆尺寸16 25,as 3,工件直径为100mm,则f=0.8~1.2。再由《简明手册》表4.2—3查取f =0.76。
(c)选择刀具磨钝标准及耐用度
由《切削用量简明手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.8~1.0,焊接耐用度T=60mm。 (d)确定切削速度VC
根据《切削用量简明手册》表1.11查取:VC=1.33 (由182~199HBS、asp=2.1、f =0.76mm/r、车刀为YG硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则
VC =VC 60
V = VC K K K K KSV K
=1.33 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=49.5
n = = =157.6r/min
按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与157.5r/min相近似 的机床转速n =183r/min,则实际切削速度V = n /1000=3.14 100 183/1000=57.5m/min。
综上,此工步的切削用量为:a =2.1mm,f =0.76, n =183r/min, V =57.5m/min。
(3)计算基本工时:
T=(L+L1+L2+L3)×i/(f×n) 其中L=9,L1=3,L2=3,L3=0,i=2
(4)确定切削用量
(a)确定背吃刀量
粗车外圆,加工余量为5+3.5=8.5mm,两次走刀,则asp=8.5/2×2=2.1mm。
(b)确定进给量
由《切削用量手册》HT200,刀杆尺寸16 25,as 3,工件直径为90mm,则f=0.8~1.2mm/r。再由《简明手册》表4.2—3查取f =0.76mm/r。
(c)确定切削速度VC
根据《切削用量手册》表12查取:VC=1.33m/s(由182~199HBS、asp=2.1mm、f =0.76mm/r、车刀为YG硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变
查取切削速度修正系数:K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则
VC =VC 60
V = VC K K K K KSV K
=1.33 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=49.5
n =1000× V / =1000×49.5/3.14×100=157.6r/min
按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与157.5r/min相近似 的机床转速n =183r/min,则实际切削速度V = n /1000=3.14 90 183/1000=51.7m/min。 综上,此工步的切削用量为:a =2.1mm,f =0.76mm/r, n =183r/min, V =51.7m/min。
(3)计算基本工时:
T=(L+L1+L2+L3)×i/(f×n)
=(8+3+3+0)×2/(0.76×183)=0.20min。
其中L=9,L1=3,L2=3,L3=0,i=2
(九) 粗车 45 外圆
(1)选择刀具:与粗车 100外圆同一把。
(2)确定切削用量
(a)确定背吃刀量
粗车外圆,加工余量为5+3.6=8.6mm,两次走刀,则asp=8.6/2×2=2.15mm。
(b)确定进给量
由《切削用量手册》HT200,刀杆尺寸16 25,as 3,工件直径为90mm,则f=0.4~0.55mm/r。再由《简明手册》表4.2—3查取f =0.52mm/r。
(c)确定切削速度VC
根据《切削用量手册》表12查取:VC=1.33m/s(由182~199HBS、asp=2.15mm、f =0.52mm/r、车刀为YG硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则
VC =VC 60
V = VC K K K K KSV K
=1.33 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=49.5
n =1000× V / =1000×49.5/3.14×45=350r/min
按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与350r/min相近似 的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = n /1000=3.14 45 322/1000=45.5m/min。 综上,此工步的切削用量为:a =2.15mm,f =0.52mm/r, n =322r/min, V =45.5m/min。
(3)计算基本工时:
T=(L+L1+L2+L3)×i/(f×n)
=(33-5-5+0)×2/(0.52×322)=0.27min。
其中L=33,L1=-5,L2=-5,L3=0,i=2
(十) 半精车 100外圆
(1)选择刀具:
90 焊接式直头外圆车刀,刀片厚度5mm,YG6硬质合金,前刀面带倒棱形,主偏角90 ,前角10 ,后角6 ,副偏角8 ,刃倾角0 ,刀尖圆弧直径0.5mm。
(2)确定切削用量
(a)确定背吃刀量
半精车外圆,加工余量为1.1mm,一次走刀,则asp=1.1/2=0.55mm。
(b)确定进给量
由《切削用量简明手册》表3—14得f=0.2~0.3mm/r。再由《简明手册》表4—1—2查取f =0.28mm/r。
(c)选择刀具磨钝标准及耐用度:后刀面磨钝标准为0.8~1.0,耐用度为T=60min。 (d)确定切削速度VC
根据《切削用量简明手册》表1.11查取:VC=2.13m/s(由182~199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、车刀为YG硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则
VC =VC 60
V = VC K K K K KSV K
=2.13 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=79.3
n =1000× V / =1000×79.3/3.14×100=252r/min
按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与252r/min相近似 的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = n /1000=3.14 100 322/1000=101.1m/min。 综上,此工步的切削用量为:a =0.55mm,f =0. 28mm/r, n =322r/min, V =101.1m/min。
(3)计算基本工时:
T=(L+L1+L2+L3)×i/(f×n)
=(9+3+3+0)×1/(0.28×322)=0.17min。
其中L=33,L1=-5,L2=-5,L3=0,i=2
(十一) 半精车 90外圆
(1)选择刀具:与半精车 100外圆同一把。
(2)确定切削用量
(a)确定背吃刀量
半精车外圆,加工余量为1.1mm,一次走刀,则asp=1.1/2=0.55mm。
(b) 确定进给量
由《切削用量手册》表3—14得f=0.2~0.3mm/r。再由《简明手册》表4—1—2查取f =0.28mm/r。 (c) 确定切削速度VC:
根据《切削用量简明手册》表1.11查取:VC=2.13m/s(由182~199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、车刀为YG硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则
VC =VC 60
V = VC K K K K KSV K
=2.13 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=79.3
n =1000× V / =1000×79.3/3.14×90=280r/min
按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与280r/min相近似 的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = n /1000=3.14 90 322/1000=91m/min。
综上,此工步的切削用量为:a =0.55mm,f =0.28mm/r, n =322r/min, V =91m/min。
(3)计算基本工时:
T=(L+L1+L2+L3)×i/(f×n)
=(8+3+3+0)×1/(0.28×322)=0.16min。
其中L=33,L1=-5,L2=-5,L3=0,i=2
(十二) 倒角( 100)
(1)选择刀具:用工步1的端面车刀。
(2)切削用量:
背吃刀量asp=1.5,手动进给,一次走刀。
V =80m/min, n =1000× V / =1000×80/3.14×100
=254.7r/min
按C365L说明书:n =238r/min, V = n /1000=3.14×238×100/1000=74.7
(3) 基本工时:由工人操控,大约为0.03min。
(十三) 倒角( 90)
(1)选择刀具:用工步1的端面车刀。
(2)切削用量:
背吃刀量asp=1.5,手动进给,一次走刀。
V =80m/min, n =1000× V / =1000×80/3.14×90=283r/min
按C365L说明书:n =238r/min, V = n /1000=3.14×238×90/1000=67
(3) 基本工时:由工人操控,大约为0.03min。
(十四) 车过渡圆
(1)刀具选择
YG6硬质合金成形车刀R=5mm。
(2)确定切削用量
(a)确定背吃刀量:asp=z=5mm,一次走完成。
(b)确定进给量:手动进给。
(c)确定切削速度VC
,则 ,
按C365L车床转速见《切削用量简明手册》选择与424.6相近转速得 =430r/mm,则实际切削速度为
(3)计算基本工时
T≦0.05min,即工人最慢加工速度。
四 工序Ⅳ
工序Ⅳ加工条件:HT200,屈服强度为200MPa,151—229Hbs
(一) 粗车¢90右端面
(1)选择刀具:同上
(2)确定切削用量:
a确定背吃刀深度
粗车加工余量为3+1.2=4.2mm,可以一次走刀完成,则 =4.2mm。
b 确定进给量f
根据《切削手册》切深 =4.2mm,属于3—5mm,则进给量f为0.1—1.0mm/r,再根据C365L及其〈机械工艺〉f机=0.73mm/r.
c 选择车刀磨钝标准及耐用度:根据《切削手册》表10,取车刀后面最大磨损量为0.8--1.0,焊接刀耐用度T=60min。
d 确定切削速度Vc
材料,直径90, =4.2mm,f机=0.73mm查Vc=1.18m/s. 修正系数:KTv=1.0,Ktv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0,
则Vc =1.18×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0=43.93m/min,
则n查=1000 Vc / d=1000×43.93/90 =155.45r/min.按C365L与〈工艺手册〉选择与155.45r/min相近n机=136r/min,则实际切削速度Vc机= nd/1000=38.4m/min
(3)计算基本工时:
t=[(d-d1)/2+l1+l2+l3]/fn=[(90-45)/2+0+4+0]/0.73/136=0.267min.
(二) 半精车 90左端面
(1)选择刀具:与粗车 90右端面同一把。
(2)确定切削用量
(a)确定背吃刀量
加工余量为z=1.1,可一次走刀完成,asp=1.1。
(b)确定进给量
由《机械制造工艺手册》表3—14表面粗糙度Ra3.2,铸铁,副偏角10 ,刀尖半径0.5,则进给量为0.1~0.25mm/r,再根据《机械制造工艺简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。
(c)确定切削速度VC
根据《切削用量手册》表12查取:VC=2.02(由182~199HBS、asp=1.1、f =0.24mm/r、车刀为YG硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则
VC =VC 60
V = VC K K K K KSV K
=2.02 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=75.2
n = = =266r/min
按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与266r/min相近似 的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = n /1000=3.14 90 322/1000=91.0m/min。 综上,此工步的切削用量为:a =1.1mm,f =0.24, n =322r/min, V =91.0m/min。
(3)计算基本工时:
L=(d-d1)/2+L1+L2+L3 (其中d=90,d1=45,L1=4,L2=L3=0)
=(90-45)/2+4+0+0=26.5mm
T=L×i/(f×n)=26.5×1/(0.24×322)=0.34min。
(三) 精车 90右端面
(1)刀具选择:与半精车 100左端面同一把。
(2)确定切削用量
(a)确定背吃刀量
加工余量为0.8mm,一次走刀完成,则asp=0.8mm。
(b)确定进给量
查《机械制造工艺手册》表3—14得f=0.2~0.3mm/r,再由表4—12,f =0.23mm/r
(c)确定切削速度VC
查《切削用量手册》表12,取VC=2.13m/s(由182~199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、车刀为YG硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数:K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则
VC =VC 60
V = VC K K K K KSV K
=2.13 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=79.3
n = =1000×79.3÷(3.14×90)=280r/min
按C365L车床转速(《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2)选择与252r/min相近似 的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = = =91m/min。
综上,此工步的切削用量为:a =0.8mm,f =0.23mm/r, n =322r/min, V =91m/min。
(3)计算基本工时:
L= +L1+L2+L3,由于车削实际端面d=90,d1=45,L1=4,L2=0,L3=0,则
L=(90-45)÷2+4+0+0=21.5mm.
T= =21.5×1÷(0.23×322)=0.29min
(四) 车3×2退刀槽
(1)选择刀具:选择90°切槽刀,车床C365L转塔式车床高210mm,故刀杆尺寸16×25mm,刀片厚度取3mm,选用YG6刀具材料,前刀面形状为平面带倒棱型,前角为10°,后角8°,主偏角90°,副偏角3°,刀尖圆弧半径0.2--0.5取0.5mm,刃倾角0°。
(2)确定切削用量:
a确定背吃刀深度 :
=z=3.6mm,一次走刀完成。
b 确定进给量f:
根据《切削手册》切深 =3mm,属于〈=3mm,f=0.4—0.5mm/r.按〈工艺手册〉中C365L车床取f机=0.41mm/r. c 选择车刀磨钝标准及耐用度:根据《切削手册》表10,取车刀后面最大磨损量为0.8--1.0,焊接刀耐用度T=60min。
d 确定切削速度Vc:
根据〈切削手册〉,YG6,182—199, =4mm,f=0.41mm/r,Vc=1.50m/s, 修正系数:KTv=1.0,Kmv=0.89,Ksv=0.85,Ktv=1.0,Kkrv=1.0,
则Vc =1.50×60×1.0×0.89×0.85×0.73× 1.0=55.78m/min,
Nc查=1000 Vc / d=1000×55.78/50 =355r/min,按C365L车床转速(见《工艺手册》表)选择与355相近的转速n机=322r/min,则实际切削速度为V机= dn机/1000= ×50×322/1000=50.6 m/min,最后决定切削用量为 =30mm,f=0.41,n机=322r/min,Vc机=50.6m/min.
(3)计算基本工时:
t=[(d-d1)/2+l1+l2+l3]/fn=[(45-4)/2+4+0+0]/0.41/322=0.045min。
(五) 粗车¢45 外圆
(1)选择刀具:同粗车¢100外圆车刀
(2)确定切削用量
a 粗车外圆加工余量3.7+5=8.7mm,两次走刀,asp=8.7/4=2.175mm.
b 确定进给量:
由《切削手册》材料HT200刀杆16×25,工件直径45,切深2.175mm,则 f为0.4—0.5mm,由《工艺手册》f机=0.52mm/r. c 确定切削速度Vc:查《切削手册》表12,YG6硬质合金加工HT200(182—199HBS),asp=2.175mm,f=0.52有Vc=1.33m/s,修正系数:
Vc =Vc’=1.33×60×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85=49.5m/min,
n查=1000×Vc / d=1000×49.5/45 =350r/min,取标准n机=322r/min,
则Vc机= n机d/1000= ×322×45/1000=45.5m/min.
综上: =2.175mm,f机=0.52mm/r,n机=322r/min,V机=45.5m/min。
(3)计算工时
T=(l+l1+l2+l3)/fn×i=(33-5-5+0)/0.52/322×2=0.27min.
(六) 半精车¢45 外圆
(1)选择刀具:用半精车¢100外圆车刀。
(2)确定切削用量
a确定背吃刀
半精车外圆双边加工余量为:1.0mm,一次走刀成,asp=1.0/2=0.5mm.
b 确定进给量f
查《机械工艺》f取0.2—0.3mm,由表4-1-2,f=0.28mm.
c 确定切削速度Vc
查《切削手册》表12取2.13m/s,修正系数同上:
Vc =Vc’=2.13×60×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85,n查=1000×Vc / d=1000×79.3/45 =561.2r/min取车床转速为550r/min,则实际切削速度Vc机= n机d/1000= ×550×45/1000=77。7m/min,综上:asp=0.5mm,f机=0.28,n机 =550r/min,Vc机=77.7m/min.
(3)计算工时
t=(l+l1+l2+l3)/fn×i=(9+3+3+0)/0.28/550=0.097min.
五 工序Ⅴ
(一) 粗车¢45 右端面
(1)选择刀具
选用93°偏头端面车刀,车床用C365L转塔式车床,中心高210mm,故刀杆尺寸为16×25mm,刀片厚度取5mm,选用YG6的刀具材料,前刀面形状为平面带倒棱型,前角为10°,后角8°,主偏角93°,副偏角10°,刀尖圆弧半径0.5,刃倾角-10°。
(2)确定切削用量
a 确定背吃刀深度
粗车加工余量为7mm.由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm,所以分两次走刀完成,则 取
3.5mm。
b 确定进给量f:
根据《切削手册》加工材料HT200车刀刀杆尺寸16×25工件直径45mm,切削深度3.5mm,属3—5mm,则进给量为0.45--0.75mm/r,再根据C365L车床及《机械工艺》查取横向进给量f机=0.54mm/r。
c 选择车刀磨钝标准及耐用度:
根据《切削手册》表10,取车刀后面最大磨损量为0.8--1.0,焊接刀耐用度T=60min。d 确定切削速度Vc,根据《切削手册》表12当用YG6硬质加工HT200,180—199HBS =3.5mm,f机=0.54mm/r查出Vc=1.33m/s.由于实际车削过程使用条件改变,根据《切削手册》表切削速度修正系数:KTv=1.0,Ktv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv= =1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0,
则Vc=1.33×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0=49.520m/min,
n查=1000Vc / d=1000×49.52/45 =350.47r/min,按C365L车床转速(〈简明手册〉表4.2-2)选择与350.47相近转速为322r/min,则实际切削速度Vc机= n机d/1000=45.7m/min
(3)计算基本工时
由〈机械工艺〉查得:L=(d-d1)/2+l1+l2+l3,其中d1=0,l3=0,l2=2,l1=4,则L=50/2+4+2=31mm, 所以t=L/fn×i=31/0.45/322×2=0.428min.
(二) 倒角(内孔右侧)
(1)刀具选择:用粗车 100外圆左端面的端面车刀。
(2)确定切削用量
背吃刀量asp=1.0mm,手动一次走刀。
V =30,
n =1000*V /( d)=1000*30/(3.14*20)=477.7r/min
由机床说明书,n =430r/min
VC = d n /1000=3.14*430*20/1000=27m/min
(三) 倒角(¢45 右侧)
(1)用端面车刀加工余量7,背吃刀量 =3.5,手动进给,两次走刀。V给为Vc =60m/min,n给=1000×Vc / d=1000×60/45 =424.6r/min,按取n机=430r/min,则Vc机= n机d/1000= ×430×45/1000=60.76m/min
(2)计算基本工时:由工人操控,大约为0.10min.
六 工序Ⅵ
(一) 粗铣两侧面
(1)刀具选择
根据《工艺手册》表3.1及铣刀样本手册,选两把镶片圆锯齿铣刀,外径160mm,内径32mm,L=3mm,Z=40
(2)切削用量 =L=3mm
(3)由《切削手册》表3.5当机床X61W功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁取f=0.14-0.24mm/r,取f机=0.14mm/r。
(4)选择铣刀磨钝标准及耐用度
根据《切削手册》表3.7,铣刀齿后刀面最大磨损限度为1.5mm,由《切削手册》表3.8,铣刀直径d0=160mm,则硬质合金盘铣刀T=150min.
(5)确定切削速度Vc
由《切削手册》表3,13,当取Vc=130m/min
n查=1000Vc/ d0=1000×130÷ ÷160=258.6r/min.
根据X61W机床说明书(见《切削手册》表3.23)取主轴转速n机=255r/min.则实际切削速度为Vc = n机d0÷1000= ×255×160÷1000=128m/min
当n机=255r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度Vf=fm=fz×z×n机=0.14×40×255=1428mm/min.
X61W机床说明书(见《切削手册》表3.23)取Vf=980mm/min
(6)计算基本工时
L=2√34 =48m L1= =38mm L2=5
T=(L+L1+L2)/fm=(48.2+38+5)/960=0.09 min
(二) 精铣两侧面
(1)工序要求
证表面粗糙度Ra=3.2,单边加工余量z=0.55mm,选X63卧式铣床,使用专用夹具.
选择刀具:由《工艺手册》表5.45及铣刀杆手册,选两把高钢镶齿三面刃铣刀,同时铣削两面,铣刀外径d0=160mm,D=40mm,L=20mm,Z=22(由《切削手册》表4.1, 4.2)
(2)确定铣削深度
由于单边加工余量Z=0.55mm,余量不大,故一次走刀完成,则 =0.55mm.
(3)确定每齿进给量fz
由《切削手册》表3.3在X63铣床功率为10kw(《切削手册》表3.25),工艺系统刚性为低,用高速钢成形盘铣刀加工时,选每齿进给量fz=0.08mm/z
(4)选铣刀磨钝标准及刀具耐用度
根据《切削手册》表3.7铣刀后刀面最大磨损量为0.2mm,由《切削手册》表3.8铣刀直径d0=160mm,则T=150min
(5)确定切削速度Vc
由《切削手册》表3.11,取Vc=30,Kmv=0.9,Ksv=1.0,Kzv=0.8,
Vc =30×0.9×1.0×0.8=21.6m/min
nc查=1000×Vc / d0=1000×21.6/160 =43r/min
查X63机床说明书(见《工艺手册》表4.2-39)选取主轴转速n机=47.5r/min.则实际切削速度为Vc = n机d0/1000= ×47.5×160/1000=23.87m/min,当n机=47.5r/min时,工作台每分进给量fm=Vf=fz×z×n机=0.08×22×47.5=83.6mm/min
由X63机床说明书(《见工艺手册》表4.2-40)选取铣床工作台进给量fm=75mm/min
(6)计算基本工时
L=l+l1+l2=91
T=L/fm=91÷75=1.2min
七 工序Ⅶ
(一)钻 孔
选用Z525型摇臂钻床。
(1)刀具选择:
由《工艺手册》选用 高速钢锥柄标准花钻。
(2)确定切削用量:
查《切削用量手册》f=0.18~0.22mm/r,由钻床取f=0.20mm/r.由《切削用量手册》取V =0.46m/s=27.6m/min
=197r/m
由Z35钻床取n =1700r/min.
故VC = = =21m/min.
(3)基本工时:
T= 其中L1=10,L2=0,L=12.5
T= =0.07min
(二) 铰 6孔
(1)刀具选择:
6高速钢锥柄机用铰刀,刀具磨钝标准为0.4—0.6,耐用度T=60min。
(2)确定切削用量:
(a)加工余量为2mm,故背吃刀量asp=1mm。查《切削用量手册》f=0.27—0.33mm/r,由《工艺手册》f=0.26mm/r。
(b)确定切削速度:
计算切削速度V = ,其中KV=1,CV=15.6,ZV=0.2,XV=0.1,YV=0.5,m=0.3
V = 0.21m/s=12.8m/min
n = = =679r/min
取n =670
V =
(3)基本工时:
其中L1=10,L2=2,L=7
T=
八 工序Ⅷ 钻 4×
(一)刀具选择
选用 9高速钢,锥柄标准麻花钻。
(二)确定切削用量
4个孔共走四次刀。由《切削用量手册》f=0.47—0.57mm/r,由钻床取 =0.40mm/r. 由《切削用量手册》,取V查=0.36m/s=21.6m/min,
由钻床说明书,取n机=850r/min,故 =
(三)计算基本工时:
其中L1=8,L2=0,L=8
T=
九 工序Ⅸ 磨削外圆
选用M131W万能磨床,使用专用磨床夹具 保证
(一) 磨削外圆 100
(1)选择砂轮
查《机械制造工艺设计手册》表3.2-1,表3.2-2,表4.2-30得砂轮选择结果为:A46KV6P 300×50×230。查《金属工艺人员手册》砂轮耐用度为1800s。
(2)确定切削用量
砂轮转速 =2670r/min(查《机械制造工艺设计手册》表4.2-30),则
VCS=
切入磨时
(k1=1.25,k2=1.28查《金属工艺人员手册》表14—133)
(3)计算基本工时
T=
(二) 磨削 90外圆
(1)选择砂轮
选用磨削 100外圆同一砂轮。
(2)确定切削用量
VCS=
切入磨时fr
(3) 计算基本工时
T=
(三) 磨削 45 外圆
(1)选择砂轮
选用磨削 100外圆同一砂轮。
(2)确定切削用量
VCS=
切入磨时fr
(3) 计算基本工时:
T=
十 工序Ⅹ 磨削B面即:磨削 45 同时靠磨两端面
选用M114W万能外圆磨床,使用专用夹具,选用纵向进给法。
查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-30
(一)砂轮选择
A46KVP 250×20×75,耐用度为2400s。
(二)确定切削用量
工件转速V=20--40 取V=40m/min,n=
查《金属工艺人员切削手册》表14—128得:
mm/r, , =6.3mm/r
(三)计算基本工时
T=
十一 工序Ⅺ 90突台距离轴线24mm的侧平面
选用机床:卧轴矩台平面磨床M7112并使用专用夹具。MM7112功率为1.5kw,工作台纵向移动速度2.5~18m/min
(一) 选择砂轮
查《工艺手册》表3.2-1、3.2-2、3.2-5、3.2-6、3.2-7得:
砂轮标志代号:
(二) 确定砂轮速度
查《关于手册》表4.2-32得:
(三) 工件速度
查《工艺设计实训教程》表1.2-25得: 取
(四) 轴向进给速度 (即磨削进给量f)
查《工艺设计实训教程》表1.2-25:
=(0.5~0.8) B=(0.5~0.8) 20=10~16
取: =10
(五) 径向进给量 (磨削深度)
查《工艺设计实训教程》表1.2-25得: =0.01~0.025
则取:径向进给量 =0.01 ,走刀4次
(六) 确定基本工时
, L=l+20=38+20=58mm
T=4 =4 0.035=0.14min
十二 工序Ⅻ 刻线、刻字
十三 工序ⅩⅢ 镀铬
十四 工序XIV 检测入库
(七)夹具设计
经小组人员讨论,决定设计第Ⅶ道工序钻4× 孔的专用夹具,本夹具将用于Z525摇臂钻床。
第一节 设计要求
本夹具无严格的技术要求,因此,应主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,面精度不是主要考试的问题。
第二节 夹具设计的有关计算
一 定位基准的选择
由零件图可以知道,4× mm孔与零件中心孔轴线有尺寸要求,孔分布在中心孔轴线同
心圆 68mm上,可以用中心短销定位。限制2个自由度,夹具的底板限制3个自由度,由于钻孔沿轴向自由度不需要限制,另外,对于 90突台铣削的两侧面与轴线有尺寸要求,分别为20mm和12mm,可以在钻模板设计一侧板限制该面转动,保证尺寸。然后利用钻模板和夹具夹紧零件。
二 切削力及夹紧力计算
刀具: mm高速锥柄麻花钻
轴向力Ff=
当加工条件改变时,取KMF=1.3 ,所以
转矩
夹紧力主要克服切削的转矩:
三 定位误差分析
(一) 定位元件尺寸公差的确定
夹具的主要定位元件为短定位销。所以该定位销的尺寸公差现规定为本零件 在工作时相配的尺寸公差相同,所以定位误差为:
(二) 零件规定孔 mm在轴线 68mm圆周上,左边孔距离轴线 ,右边孔距离轴线 ,已知孔位置主要由夹具体定位 误差、夹具体与钻模板的配合误差、钻模板以及夹具体的制造误差组成。
夹具体的制造误差为:对定位孔轴线平行度为:0.02,则
夹具体与钻模板配合误差,有
<
故误差不超过允许误差。
第三节 夹具结构设计及操作简要说明
在设计夹具进应该注意提高劳动生产率。因此,使用铰链式钻模,一次固定4个钻套,在一次装夹中可以加工4个孔。本工序是粗加工,切削力较大,但是由于钻削重要生产的轴向力指向定位面,和夹紧力方向相同,所以夹紧力不直接对消切削力。但是切削力产生颠覆力矩,应该使夹紧力主法平衡。利用钻模板夹紧 90突台。
装夹工件时,先翻开钻模板把工件放在夹具上,由短销定位,最后用定位销定好位置把钻模板合上,把菱形螺母锁上。这样就可以钻削了。
本夹具装配图和零件图,见附图。
(八) 参考文献
1、《现代制造工艺设计方法》。段明扬主编2007年1月。
广西师范大学出版社
2、《现代机械制造工艺设计实训教程》。段明扬主编 2007年1月。
广西师范大学出版社
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机械工业出版社
4、《切削用量简明手册》。艾兴等编2000年3月
机械工业出版社
5、《机床夹具设计手册》。王光斗等主编2000年11月
上海科学技术出版社
6、《金属机械加工工艺人员手册》。上海科技出版社
7、《机床夹具设计原理》。龚定安等主编
8、《机械制造技术基础》。华楚生 主编2000年4月 重庆大学出版社