CA车床法兰盘零件的机械加工工艺要求
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机械制造工艺课程设计
机械制造工艺学
课程设计说明书
设计题目“CA6140车床法兰盘”零件的机械加工工艺规程(大批生产)
系别物理与机电工程系
专业机械设计制造及其自动化
姓名
学号
指导教师
2010年6月10日
目录
机械制造工艺课程设计任务书 (3)
序言 (4)
零件分析 (4)
(一)零件的作用 (4)
(二)零件的工艺分析 (5)
工艺规程设计 (5)
(一)确定毛坯的制造形式 (5)
(二)基面的选择 (6)
(三)制定工艺路线 (6)
(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (9)
(五)确定切削用量及基本工时 (11)
总结 (37)
参考文献 (38)
机械制造工艺课程设计任务书
题目:“CA6140车床法兰盘”零件的机械加工工艺规程(大批生产)
要求:材料HT200
12.034..0100--φ外圆无光镀铬 刻字字形高5mm ,刻线宽0.3mm ,深0.5mm
B 面抛光
内容: 1. 零件图 1张
2. 零件毛坯图 1张
3. 机械加工工艺过程综合卡片 1张
4. 工序卡片 12张
5. 课程设计说明书 1份
班 级 机械设计制造及其自动化
学 生
指 导 教 师
教 研 主 任
2010年5月31日
序言
机械制造工艺课程设计是在我们基本完成了全部基础课、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 加强使用软件及图表资料。
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。
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。
零件的分析
(一) 零件的作用
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。
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 Φ100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 4φ上部为mm 6φ定位孔,实现精确定位。
法兰盘中部的通孔则给传递力矩的94φ⨯标明通过,本身没有受到多少力的作用。
(二) 零件的工艺分析
CA6140车床法兰盘共有两组加工的表面。
先分述如下:
1.以016.0020+φmm 孔为精基准的加工表面。
这一组加工表面包括:一个016.0020+φ 的孔及其倒角;一个12.034..0100-
-φ外圆及其
倒角;0
6.045-φ外圆及其倒角;90φ外圆及其倒角;001
7.045-φ外圆及其倒角;90φ两
端面(分别距离045.0020+φ轴为24mm 和34mm 两端);12.034..0100-
-φ左端面和Φ90右端
面;94φ⨯通孔。
2.以Φ90右端面为加工表面。
这一组加工表面包括:12.034..0100--φ右端面;Φ90左端面;0
017.045-φ右端面;2
3⨯退刀槽;Φ4和03.006+φ孔。
这两组加工表面之间有着一定的位置要求:
(1) 12.034..0100--φ左端面与045.00
20+φ轴形位公差0.03mm 。
(2) 90φ右端面与045.0020+φ轴形位公差0.03mm 。
(3) 03.006+φ孔轴线与90φ右端面位置公差0.6mm ,同时与045.0020+φ轴线垂直
相交,并且与90φ端洗平面(距离045.0020+φ轴线为24mm )垂直。
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。
工艺规程设计
(一)确定毛坯的制造形式
零件材料为HT200。
考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,是大批量,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,而且零件加工的轮廓尺寸不大,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。
,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。
(二)基面的选择
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。
(1)粗基准的选择。
对于法兰盘零件而言可归为轴类零件,尽可能选择不加工表面为粗基准。
而对有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相互位置精度较高的不加工表面作粗基准。
选择比较平整、平滑、有足够大面积的表面,并且不许有浇、冒口的残迹和飞边。
根据这个基准选择原则,现选取右边外圆45φ及90φ的右端面的不加工外轮廓表面作为粗基准,利用三爪卡盘夹紧45φ外圆可同时削除 五个自由度,再以90φ的右端面定位可削除一个自由度。
对外圆 12.034..0100--φ、06.045-φ、90φ和045.00
20+φ(共两块V 形块加紧,限制4个自由度,底面两块支撑板定位面限制1个自由度,使缺少定位,不过是可以靠两个V 形块加紧力来约束Z轴的扭转力,然后进行钻削)的加工,这样对于回转体的发兰盘而言是可以保证相关面的标准,确保的圆周度。
(2)精基准的选择。
以045.0020+φ为精基准加工表面。
这一组加工表面包括:
12.034..0100--φ右端面;90φ左端面;0017.045-φ右端面;23⨯退刀槽;Φ4和03.00
6+φ孔。
因为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,这在以后还要专门计算,此处不再重复。
(三)制定工艺路线
制定工艺路线得出发点,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。
1.工艺路线方案一
工序Ⅰ Φ100粗车左端面。
粗车Φ90左侧面。
粗车Φ100外圆。
粗车左Φ45外圆。
Φ100粗车右端面。
工序Ⅱ 粗车右Φ45右端面。
粗车Φ90右侧面。
粗车右Φ45外圆。
粗车Φ90外圆。
工序Ⅲ 钻、扩、粗铰、精铰045.0020+φ孔并车孔左端的倒角。
工序Ⅳ 半精车 12.034..0100--φ左、右端面、 90φ左端面,精车 12.034..0100-
-φ左端
面、90φ左端面。
半精车外圆0
6.045-φ、 90φ、12.034..0100--φ、半精车06.045-φ柱体的过
度倒圆。
车12.034..0100-
-φ柱体上的倒角C1.5。
工序Ⅴ 半精车、精车90φ右端面。
车槽3×2。
倒角C7×45和C1×45。
工序Ⅵ 精车12.034..0100-
-φ左端面、90φ右端面
工序Ⅶ 粗铣、精铣90φ柱体的两侧面。
工序Ⅷ 钻Φ4孔,铰Φ6孔。
工序Ⅸ 钻 94φ⨯孔。
工序Ⅹ 磨削B 面,即 外圆面、 12.034..0100-
-φ右端面、 90φ左端面。
工序Ⅺ 磨削外圆面 12.034..0100-
-φ,90φ。
工序Ⅻ 磨削90φ突台距离轴线24mm 的侧平面。
工序ⅩⅢ 刻字刻线。
工序XIV 镀铬。
工序XV 检测入库。
2.工艺路线方案二
工序Ⅰ 粗车 12.034..0100-
-φ柱体左端面。
工序Ⅱ 粗加工Φ20孔:钻中心孔Φ18,扩孔Φ19.8。
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。
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。
工序Ⅴ 粗铰Φ19.94。
精铰Φ20。
工序Ⅵ 精车12.034..0100-
-φ左端面、90φ右端面。
工序Ⅶ 铣Φ90上两平面1、粗铣两端面。
2、精铣两端面。
工序Ⅷ 钻 Φ4孔,铰Φ6孔
工序Ⅸ 钻 4×Φ9透孔
工序Ⅹ 磨右Φ45外圆,外圆Φ100,外圆Φ90。
磨B 面,即 左Φ45外圆面、 Φ100右端面、Φ90左端面
工序Ⅺ 磨Φ90上距轴心24平面
工序Ⅻ B 面抛光
工序XIII 刻字刻线
工序XIV Φ100外圆镀铬
工序XV 检验入库
3. 工艺方案的比较与分析
上述两种工艺方案的特点在于:方案一是先粗加工表面的毛坯,基本按照加
工原则来加工的,先粗加工⇒半精加工⇒精加工。
给钻045.0020+φ孔确定基准,确
保孔的行位公差,不过一次性加工好045.0020+φ,同时零件045.0020+φ要求很高的,
在后面的加工会对它的精度的影响,并且12.034..0100-
-φ左端面和90φ右端面要与
045.00
20+φ轴有一定位置公差,这样很难保证它们的位置的准确性。
而方案二是只给045.0020+φ钻孔保证底座平面度,不过钻头的下钻时不能准确定位,会影响
045.0020+φ的位置公差,从而也影响后面加工的12.034..0100--φ左端面和90φ右端面的端
面跳动。
不过在方案二中045.0020+φ粗钻扩和铰是分开加工,粗铰Φ19.94。
2、精
铰Φ20,放在精车12.034..0100-
-φ左端面、90φ右端面前面,这样确保12.034..0100--φ左端面
和90φ右端面要与045.0020+φ轴有一定位置公差。
综合的方案如下:
工序Ⅰ Φ100粗车左端面。
粗车Φ90左侧面。
粗车Φ100外圆。
粗车左Φ45外圆。
Φ100粗车右端面。
工序Ⅱ 粗车右Φ45右端面。
粗车Φ90右侧面。
粗车右Φ45外圆。
粗车Φ90外圆。
工序Ⅲ 钻中心孔Φ18。
扩孔Φ19.8
工序Ⅳ 半精车Φ100左端面。
半精车Φ90左侧面。
半精车Φ100外圆。
半精车左Φ45外圆。
半精车Φ90外圆并倒角C1.5。
车过渡圆角R5。
半精车Φ100右侧面。
倒角C1.5。
工序Ⅴ 半精车右Φ45。
半精车Φ90右侧面。
半精车右Φ45外圆、右端面。
倒角C7。
切槽3×2。
工序Ⅵ 粗铰Φ19.94。
精铰Φ20。
工序Ⅶ 精车Φ100左端面。
倒角1×1.5(Φ20)。
精车Φ90右侧面。
倒角1×1.5
工序Ⅷ 粗铣Φ90两端面。
精铣两端面
工序Ⅸ 钻 Φ4孔,铰Φ6孔
工序Ⅹ 钻 4×Φ9透孔
工序Ⅺ 磨外圆Φ100,右Φ45外圆,外圆Φ90。
磨B 面,即 左Φ45外圆面、 Φ100右端面、Φ90左端面
工序Ⅻ 磨Φ90上距轴心24mm 平面
工序XIII B 面抛光
工序XIV 刻字刻线
工序XV 镀铬
工序XVI 检验入库。
总工艺方案的分析:本方案基本克服了一二方案的缺点,继承它们的优点。
可以做到先
粗加工⇒半精加工⇒精加工,045.0020+φ粗钻扩和铰是分开加工,粗铰Φ19.94。
2、精铰Φ
20,放在精车12.034..0100--φ左端面、90φ右端面前面,这样确保12.034..0100-
-φ左端面和90φ右端面
要与045.0020+φ轴有一定位置公差。
可以确保045.0020+φ加工面精度。
(四)机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
“CA6140车床法兰盘”;零件材料为HT200,硬度190~210HB ,毛坯重量
1.6kg ,生产类型大批量,金属型铸造毛坯。
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. 车100φ外圆表面加工余量及公差。
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,取外圆表面长度余量均为2Z=6mm (均为双边加工)
车削加工余量为:
粗车: 2× 2.5mm
半精车: 2×0.3mm
精车 : 2×0.2mm
公差:径向的偏差为12.034..0-
-mm
2.车 100φ、90φ、45φ端面和90φ、45φ外圆表面加工余量:
粗车 2× 2mm
半精车 2×0.3mm
精车 : 2×0.2mm
3.钻孔(20φ)
查《工艺手册》表2.2~2.5,先钻出来直径是18mm,
工序尺寸加工余量: 钻孔 18mm
扩孔 0.9mm
粗铰孔 0.07 mm
精铰 0.03mm
公差:径向的偏差为045.00-mm
4.钻孔(9φ)
一次性加工完成,加工余量为2Z=9mm
5.铣削加工余量:
粗铣:9mm (离045.0020+φ中心轴为34 mm )
精铣:2 mm
粗铣:18mm (离045.0020+φ中心轴为24 mm)
精铣:3 mm
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。
(五)确定切屑用量及基本工时
工序Ⅰ
(一).粗车Ф100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 。
参看《切削用量简明手册》选择车刀几何形状,前刀面形状为平面带倒棱型,前角为10°,后角为6°,主偏角93°,副偏角为10°,刀尖角圆弧半径0.5,刃倾角为-10°。
(2)确定切削用量
(a )确定背吃刀量ap
粗车的余量为2mm 。
由于刀杆截面取最大吃刀深度6mm ,所以一次走刀完成即ap=2mm 。
(b )确定进给量f
查《切削用量简明手册》:加工材料HT200、工件直径100mm 、切削深度ap=2mm ,则进给量为0.8~1.2mm/r 。
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 =0.92mm/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,取车刀后刀面最大磨损量为0.8~1.0mm 。
焊接车刀耐用度T=60min 。
(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(180~199HBS ),ap =2mm ,f =0.92mm/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:
Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。
则修正后的
V ’ = V ×Ktv ×Kkv ×Kkrv ×Kmv ×Ksv ×KTv (5-1) =1.05×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60
=44m/min
其中:Ktv 为刀具材料改变时切削速度的修正系数。
KTv为刀具耐用度改变时切削速度的修正系数。
Kkv为切削方式改变时切削速度的修正系数。
Kkrv为车刀主偏角改变时切削速度的修正系数。
Kmv为工件材料的强度和硬度改变时切削速度的修正系数。
Ksv为毛胚表面状态改变时切削速度的修正系数。
则:n = 1000V’/(ЛD)=140r/min (5-2)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 =1.7~2.0KW,取2.0KW。
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:Kkrfz = 0.89,Krofz= Kλsfz =1.0,Krζfz=0.87。
其中:Kkrfz为主偏角变化时切削力的修整系数。
Krofz为车刀前角变化时切削力的修整系数。
Kλsfz为刃倾角变化时切削力的修整系数。
Krζfz为车刀刀尖圆弧半径变化时切削力的修整系数。
则:修整后的
P’ = P×Kkrfz×Krofz×Kλsfz×Krζfz (5-3)
= 1.55KW
根据C365L车床当n =136r/min时,车床主轴允许功率PE=7.36KW。
因P’<PE×ηm=7.36×0.8=5.888KW,故所选的切削用量可在C365L上加工。
(f)校验机床进给机构强度
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,Kλsf =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 <Fmax,,所选的f =0.92mm/r进给量可用。
综上,此工步的切削用量为:ap =2mm,f =0.92mm/r, 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》表7-1中公式计算:刀具行程长度L= (d-d1)/2+L1+L2+L3。
其中:L1为刀具切入长度。
L2为刀具切出长度。
L3为试切附加长度。
由于车削实际端面d1=0mm,L1=4mm,L2=2mm,L3=0mm,则:
L=(d-d1)/2+L1+L2+L3 (5-4)
=(106-0)/2+4+2+0=59mm。
T= L×i /(f×n) (5-5)
=59×1÷(0.92×136)=0.47min (其中i为进给次数。
)(二).粗车Ф90左端面
(1)选择刀具:与粗车Ф100左端面同一把。
(2)确定切削用量
(a)确定背吃刀量ap
粗车的余量为2mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即
ap=2mm。
(b) 确定进给量f
查《切削用量简明手册》:加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16×25㎜^2 、工件直径90mm、切削深度ap =2mm,则进给量为0.6~0.8 mm/r。
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(180~199HBS),ap=2mm,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:Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。
则修正后的V’ =1.05×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=44m/min 则:n =1000V’/ЛD=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相近的机床转速n =136r/min,则实际切削速度V =38.4m/min。
综上,此工步的切削用量为:ap =2mm,f =0.73 mm/r, n =136r/min, V =38.4m/min。
(3)计算基本工时:
L=(95-50)/2+4+0+0=26.5mm
T= 26.5×1÷(0.73×136)=0.267min。
(三).粗车Ф100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2.5mm(半径值),一次走刀,则ap=2.5mm。
(b)确定进给量
由《切削用量简明手册》HT200,ap=2.5mm,工件直径为100mm,则f=0.8~1.2 mm/r。
再由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取f =0.92 mm/r。
(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 mm,焊接耐用度T=60min。
(d) 确定切削速度V:
根据《切削用量简明手册》表 1.11查取:V=1.33m/s(由180~199HBS、asp=2.5mm、f =0.92mm/r、车刀为YG6硬质合金查得),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:Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。
则修正后的
V’=1.33×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=49.5 m/min
则: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相近的机床转速n =183r/min,则实际切削速度V = 57.5m/min。
综上,此工步的切削用量为:a =2.5mm,f =0.92 mm/r, n =183r/min, V =57.5m/min。
(3)计算基本工时:
T= (12+3+3+0)×1/(0.92×183)=0.107min。
(四).粗车左端Ф45外圆
(1)选择刀具:与粗车Ф100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2mm(半径值),一次走刀,ap=2mm.。
(b)确定进给量:
由《切削用量简明手册》材料HT200刀杆16×25㎜^2,工件直径50㎜,切深2mm,则f为0.4—0.5mm/r,由《机械制造工艺设计简明手册》f=0.41mm/r.
(c)确定切削速度V:
查《切削用量简明手册》,YG6硬质合金加工HT200(180-199HBS),ap=2mm,f=0.41mm/r 有V=1.33m/s,修正系数:
Ktv=KTv= 1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。
则修正后的:
V’ =1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85=49.5m/min
则:n=350r/min,取标准n机=322r/min,则V机=45.5m/min.
综上:ap =2mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.5m/min。
(3)计算工时
T= (30+5+5+0) /(0.41×322)=0.303min.
(五).粗车Ф 100右端面
(1)选择刀具:与粗车Ф100左端面同一把。
(2)确定切削用量:
(a)确定背吃刀量ap:
粗车的余量为2mm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 =2mm。
(b)确定进给量:
查《切削用量简明手册》:加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度ap =2mm,则进给量为0.8~1.2 mm/r。
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 =0.92mm/r。
(c)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(180~199HBS),ap =2mm,f =0.92mm/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:
Ktv=KTv =1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。
则修正后的
V’ =1.05×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=44m/min 则: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相近的机床转速n =136r/min,则实际切削速度V =42.7m/min。
综上,此工步的切削用量为:ap =2mm,f =0.92 mm/r, n =136r/min, V =42.7m/min。
(3)计算基本工时:
L=(101-46)/2+4+0+0=31.5mm
T=31.5×1÷(0.92×136)=0.252min。
工序Ⅱ
(一).粗车右边Φ45右端面
(1)选择刀具
与粗车Ф100左端面的刀具相同。
(2)确定切削用量:
(a)确定背吃刀深度ap.
粗车加工余量为2mm.由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm,一次走刀完成,则取ap=2mm。
(b)确定进给量f:
根据《切削用量手册》加工材料HT200车刀刀杆尺寸16×25㎜^2工件直径45mm,切削深度2mm,属<3mm,则进给量为0.4--0.5mm/r,再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》查取横向进给量f=0.41mm/r。
(c)确定切削速度V:
根据《切削用量手册》表12当用YG6硬质加工HT200,180—199HBS =2mm,f机=0.41mm/r查出Vc=1.33m/s.由于实际车削过程使用条件改变,各修正系数:Ktv=1.0,KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。
则修正后的
V’ =1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85 =49.520m/min, 则n= 350.47r/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350.47 r/min相近转速为322r/min,则实际切削速度V= 45.7m/min
(3)计算基本工时
L =50/2+4+2=31mm,
T= 31×1/(0.41×322)=0.235min.
(二).粗车Φ90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ap.
粗车加工余量为2.0mm,可以一次走刀完成,则:ap=2.0mm。
(b)确定进给量f
根据《切削手册》切深ap=2.0mm,属于<3mm,则进给量f为0.6—0.8mm/r,再根据C365L 及其〈机械工艺〉f=0.73mm/r.
(c)确定切削速度V
直径¢90mm,ap=2mm,f=0.73mm/r查V=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 =1.18×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=43.93m/min,
则n =155.45r/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155.45r/min相近n=136r/min,则实际切削速度V=38.4m/min
(3)计算基本工时:
L=(d-d1)/2+ L1+ L2+ L3]/fn (5-6)
=[(95-50)/2+0+4+0=26.5mm
T=[(d-d1)/2+ L1+ L2+ L3]/fn (5-7)
=[(95-46)/2+0+4+0]/(0.73×136)=0.267min.
(三).粗车右端Ф45外圆
(1)选择刀具:与粗车Ф100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2.0mm(半径值),一次走刀,ap=2.0mm.。
(b)确定进给量:
由《切削用量简明手册》材料HT200,工件直径50㎜,切深2.0mm,则f为0.4—0.5mm/r,由《机械制造工艺设计简明手册》f=0.41mm/r.
(c)确定切削速度V:查《切削用量简明手册》表12,YG6硬质合金加工HT200(180-199HBS),ap=2.5mm,f=0.41mm/r有V=1.33m/s,修正系数:
Ktv=KTv= 1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。
则修正后的
V’ =1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85=49.5m/min
则:n=350r/min,取标准n机=322r/min,则V=45.5m/min.
综上:ap =2.0mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.5m/min。
(3)计算工时
T= (41+3+3+0) /0.41×322=0.356min
(四).粗车Ф90外圆
(1)选择刀具:与粗车Ф100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2.0mm,一次走刀,则ap=2.0mm。
(b) 确定进给量
由《切削用量简明手册》HT200,ap=2.0mm,工件直径为90mm,则f=0.6~0.8mm/r。
再由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取f =0.76mm/r。
(c) 确定切削速度V
根据《切削用量手册》表12查取:V=1.33m/s(由180~199HBS、asp=2.0mm、f =0.76mm/r、车刀为YG6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:Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。
则修正后的
V’ =1.33×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=49.5m/min 则:n =1000×49.5/3.14×90=175.2r/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相近的机床转速n =183r/min,则实际切削速度V = 51.7m/min。
综上,此工步的切削用量为:a =2.0mm,f =0.76mm/r, n =183r/min, V =51.7m/min。
(3)计算基本工时:
T= (9+3+3+0)×1/(0.76×183)=0.108min。
工序Ⅲ
(一)钻Ф18孔
(1)机床选择:查《机械制造工艺设计简明手册》选用Z535立式钻床。
(2)刀具选择:查《机械制造工艺设计简明手册》选用直径18mm高速钢标准锥柄麻花钻。
(3)切削用量选择:
查《切削用量简明手册》得:f=0.70~0.86mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》Z535立式钻床进给量取 f =0.72mm/r。
查《切削用量简明手册》取V =0.35m/s=21m/min则n =371.36r/min
按机床选取n =400r/min,故V =3.14×18×400/1000=22.6m/min
(4)计算基本工时:
由《机械制造工艺设计简明手册》表7-5中公式得
T=(L+L1+L2)/(f×n)=(91+11+0)/(0.72×400)=0.3542min。
(二) 扩Ф19.8孔
(1)刀具选择:选用直径19.8mm高速钢标准锥柄扩孔钻。
(2)确定切削用量:
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》Z535
立式钻床进给量取f =0.96mm/r。
扩孔时的切削速度,由公式:V扩=(1/2~1/3)V钻
查《切削用量简明手册》取V =0.35m/s=21m/min
V扩=(1/2~1/3)V钻=7~10.5m/min则:n=112.5~168.8r/min
按机床选取n =140r/m,故V = 3.14×19.8×140/1000=8.7m/min
(3)计算基本工时:
T= (91+14+2)/(0.96×140)=0.871min。
工序Ⅳ
(一)半精车Ф100左端面
(1)选择刀具:与粗车Ф100左端面同一把。
(2)确定切削用量:
(a)确定背吃刀量:
半精车余量为z=0.3mm,可一次走刀完成,ap=0.3mm。
(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0.5mm,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查得:V=2.13m/min(由180~199HBS、ap=0.3mm、f =0.24mm/r、车刀为YG6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:
Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。
则修正后的
V’ =2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 则: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相近的机床转速n =238r/min,则实际切削速度V = 3.14×100×238/1000=74.7m/min。
(3)计算基本工时:
L=(101-19.8)÷2+4+2+0=46.6mm
T= 46.6÷(0.24×238)=0.816min。
(二)半精车Ф90左端面
(1)选择刀具:与粗车Ф100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=0.3mm, 一次走刀完成,ap=0.3mm。
(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0.5mm,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V:
根据《切削用量手册》表1.11查取:VC=2.02(由180~199HBS、asp=0.3mm、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:Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。
则修正后的
V’ = 2.02×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60 =75.2m/min 则: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相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = 3.14×90×322/1000=91.0m/min。
综上,此工步的切削用量为:a =0.3mm,f =0.24mm/r, n =322r/min, V =91.0m/min。
(3)计算基本工时:
L =(91-46)/2+4+0+0=26.5mm
T= 26.5×1/(0.24×322)=0.34min。
(三)半精车Ф100右端面
(1)选择刀具:与半精车Ф100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=0.3mm,可一次走刀完成,ap=0.3mm。
(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0.5mm,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V
根据《切削用量简明手册》表1.11查取:V=2.02m/min(由180~199HBS、asp=0.45mm、f =0.24mm/r、车刀为YG6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:
Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。
则修正后的
V’ =2.02×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60 =75.2m/min 则: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相近的机床转速n =238r/min,则实际切削速度V =3.14×100×238/1000=74.7m/min。
(3)计算基本工时:
L=(100.4-45.1)/2+4+0+0=31.65mm
T=L×i/(f×n)=31.65×1/(0.24×238)=0.554min。
(四)半精车Ф100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0.3mm(半径值),一次走刀,则asp=0.3mm。
(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《机械制造工艺设计简明手册》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V
根据《切削用量简明手册》表1.11查取:VC=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、车刀为YG6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:
Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。
则修正后的
V’ =2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 则:n =1000×79.3/(3.14×100)=252.5r/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252.5r/min相近的机床转速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:ap =0.3mm,f =0. 28mm/r, n =322r/min, V =101.1m/min。
(3)计算基本工时:
T= (9.7+3+3+0)×1/(0.28×322)=0.174min。
(五)半精车左边Φ45 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0.6mm,一次走刀成,asp=0.9/2=0.3mm.
(b) 确定进给量f
查《机械工艺》f取0.2—0.3mm/r,由表4-1-2,f=0.28mm/r.
(c) 确定切削速度V
查《切削手册》表12取2.13m/s,修正系数同上:
Vc = 2.13×60×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0=79.3m/min 则:n =561.2r/min取车床转速为550r/min,则实际切削速度Vc=77.75m/min.
综上:ap=0.3mm,f=0.28mm/r,n=550r/min,Vc=77.75m/min.
(3)计算工时
T= (30.3+5+5+0) ×1/(0.28×550)=0.262min.
(六)半精车Ф90外圆
(1)选择刀具:与半精车Ф100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0.6mm,一次走刀,则asp=0.6/2=0.3mm。
(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V:
根据《切削用量简明手册》表1.11查取:VC=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、车刀为YG6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。