法兰盘零件加工工艺及夹具设计论文

目录
摘要........................................................................................................... 错误！未定义书签。

ABSTRACT (3)
目录 (1)
1 绪论........................................................................................................... 错误！未定义书签。

1.1本课题的研究内容和意义 ................................................................. 错误！未定义书签。

1.2国内外的发展概况 (5)
1.3本课题应达到的要求 (1)
2 法兰盘的工艺分析及生产类型的确定 (3)
2.1法兰盘零件的用途 (3)
2.2法兰盘零件的工艺分析 (3)
2.3确定生产纲领和生产类型 (5)
3 确定毛坯绘制毛坯图 (6)
3.1选择毛坯 (6)
3.2确定尺寸公差及加工余量 (6)
4拟定法兰盘工艺路线 (7)
4.1精基准的选择 (7)
4.2粗基准的选择 (7)
4.3加工阶段的划分 (7)
4.4 工序集中及分散 (7)
4.5 工艺路线的选择 (7)
4.5.1 工艺路线方案一 (7)
4.5.2 工艺路线方案二 (7)
4.6工艺方案的分析 (8)
4.7最终的加工工艺过程 (8)
5 加工余量，工序尺寸及公差的确定 (9)
5.1加工余量的确定 (9)
5.2工序尺寸和公差的确定 (9)
5.3 Φ320mm外圆加工余量，工序尺寸和公差的确定 (10)
5.4Φ248MM 外圆加工余量，工序尺寸和公差的确定 (11)
5.5 Φ320mm左端面加工余量，工序尺寸和公差的确定 (12)
6 确定切削用量及基本工时 (16)
6.1合理选择切削用量 (16)
6.1.1 背吃刀量ap的选择 (16)
6.1.2 进给量f的选择 (16)
6.1.3切削速度VC的选择 (16)
6.2粗加工切削用量选择原则 (17)
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6.2.1切削深度选择 (18)
6.2.2进给量选择 (18)
6.2.3切削速度选择 (18)
6.3精加工时切削用量的选择原则 (18)
6.3.1切削深度选择 (18)
6.3.2进给量选择 (18)
6.3.3切削速度选择 (18)
7孔的夹具设计 (19)
7.1研究原始资料,确定夹具的设计方案 (19)
7.1.1分析工件并确定定位方案 (19)
7.2确定夹具总装配图的设计 (19)
7.2.1钻模的选择 (19)
7.2.2钻模板的选择 (20)
7.2.3钻套的选择与设计 (20)
7.2.4夹具体定位元件的确定 (21)
7.2.5工件定位元件的确定 (21)
7.2.6回转分度装置 (23)
7.2.7对定分度装置机构 (23)
7.2.8定位器原理 (23)
7.3夹具的总装配与原理 (24)
8法兰盘的夹具设计 (25)
8.1定位基准的选择 (25)
8.1.1选择定位基准的基本方法 (25)
8.1.2粗基准的选择 (25)
8.1.3精基准的选择 (25)
8.2确定切削用量及基本工时 (25)
8.2.1车Φ320MM端面和外圆 (26)
8.2.2半精车Φ320MM端面和外园 (26)
8.2.3钻Φ3-12MM孔 (27)
8.3定位误差分析 (27)
8.4夹具设计及操作的简要说明 (27)
致谢 (29)
参考文献 (30)
附录 (31)
摘要
法兰盘是一种盘状零件，法兰盘也叫法兰，成对使用。

为了保证产品的质量，提高加工效率，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用专用机床进行加工。

本课题即以此为背景，要求学生根据企业生产需要和支座体零件的加工要求，首先完成零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之一进行专用夹具设计，并完成必要的设计计算。

通过查阅相关资料，了解法兰盘用途，性能，特点，看懂零件图，确定毛坯，绘制毛坯图，拟定法兰盘工艺路线，制作工艺卡片等。

近几年来，我国在法兰的制造领域和研发领域取得了一定的突破。

机械制造工业是为社会提供各种机械设备的部门，在国家的发展中起到很重要的地位，其发展规模及水平反映了一个国家经济实力科技水平的标志。

此设计是在大学即将结束前学完了所有学校所安排的课程及实习后所面临的一次考察，是一次理论加实践的一次训练。

强化了我们对基础知识和技能的理解和应用程度，培养了我们一定的理论分析，设计运算能力，论证能力，搜集资料能力。

在我们四年的大学生活中占很重要作用。

关键词：法兰盘；工艺卡片；毛坯图；夹具设计
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Abstract
Flange is a discoid parts, flanges, also called flange, used in pairs. In order to ensure product quality, improve processing efficiency, it is needed to optimize the processing technology, and the use of special machine tool for processing in the critical process. This issue is based on the background, ask the students to production and processing enterprises need and a support body parts requirements, complete the components processing technological process design first, on this basis, choose one of the key process of special fixture design, and completes the essential design calculation. Through access to relevant information, understand the flange uses, properties, characteristics, understand the part drawing, determine blank, drawing blank map, formulate flange process route, process cards etc.. In recent years, China has made certain breakthrough in the field of manufacturing and flange. Machinery manufacturing industry is to provide all kinds of machinery and equipment of the Department for the society, play a very important role in the development of the nation, the development scale and level reflects the symbol of economic strength of a country's scientific and technological level. This design is in the University before the end of the finished all the work of school curriculum and a study faced after practice, is a theoretical and practical training session. To strengthen our on the basic knowledge and skills to understand and apply, cultivate our analysis the theory, design and operation ability, reasoning ability, ability to collect information. Plays an important role in our four years of University life.
Key words: flange; process card; rough map; fixture design
1 绪论
1.1 本课题的意义和研究内容
法兰盘是工业中应用广泛的零件之一，生产量比较大。

为了保证产品的质量，提高加工效率，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用专用机床进行加工。

本课题即以此为背景，要求学生根据企业生产需要和支座体零件的加工要求，首先完成零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之一进行专用夹具设计，并完成必要的设计计算。

本课题的研究内容如下：
（1 ）查阅相关法兰盘资料书籍，初步了解法兰盘用途，特点，性能等情况。

（2 ）确定该法兰盘零件属于大批量生产及其工艺特征。

（3 ）仔细看懂零件图，根据图中的技术要求以及尺寸，看其各项条件是否准确合理及其工艺能否达到要求。

（4 ）确定毛坯，绘制毛皮图。

毛坯种类对提高生产率，降低成本，节约材料有很大影响，根据零件结构选择毛坯。

（5 ）拟定法兰盘工艺路线。

加工余量，工序尺寸及其公差的确定。

确定切削量及其工时。

分出工序，安装或工位及工步等。

通过查阅《切削用量手册》《机械加工工艺手册》来确定工序使用的刀具、机床型号、进刀量、夹具及量具等等。

（6 ）制作工艺卡片。

填写完成后，认真检查卡片中的数据是否有错误。

（7 ）设计斜孔与径向孔钻模。

（8 ）设计说明书。

完成后，认真检查说明书是否有错误。

（9 ）整理好毕业设计所有的材料，确定无误后装好。

1.2 国内外的发展概况
近几年来，我国在法兰的制造领域和研发领域取得了一定的突破，因产业链和市场的影响，加上政策的支持，大量的工厂和个人加工作坊开始大批量的生产和销售法兰成品。

经调查发现，近几年全球在法兰方面的市场容量联创新高，产销规模大幅增加，价格也居高不下。

由此导致的研究领域在开发法兰产品方面也加快了步伐，各种类型和功能的法兰产品层出。

国际法兰是按照国家标准要求的尺寸，公差范围等生产的法兰盘，区别于不按标准尺寸生产的法兰片也称二标法兰（有人叫非标法兰式不正确的），通常一些无良商家会减少法兰盘厚皮，外径两项尺寸来达到节省材料的目的。

还有用废旧的钢材或边角料钢材加工法兰，这种私炼钢使用的炼钢技术陈旧无法保证力学性能的焊接性能，使用时间可能无法和钢管焊接，或者钢材本身就有裂缝，气孔等焊接上去后会漏水，所以购买法兰盘时尽量选用国际法兰。

如果资金有限选择二标法兰的情况下一定要仔细观察并测量法兰尺寸以免上当。

通过这样一个典型环节综合训练，达到综合训练学生运用所学知识，解决工程实际问题的能力。

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1.3 本课题应达到的要求
机械制造工业是为社会提供各种机械设备的部门，在国家的发展中起到很重要的地位，其发展规模及水平反映了一个国家经济实力科技水平的标志。

机械制造工艺课程设计是在大学即将结束前学完了所有学校所安排的课程及实习后所面临的一次考察，是一次理论加实践的一次训练。

强化了我们对基础知识和技能的理解和应用程度，培养了我们一定的理论分析，设计运算能力，论证能力，搜集资料能力，同时也进一步提高了我们的绘图能力。

在我们四年的大学生活中占很重要作用。

通过这次毕业设计可以得到下述方面的锻炼：
（1 ）能够熟练的运用书本上的基本理论和实习中的实践知识，准确的解决法兰盘在加工中的定位，夹紧，工艺方案，尺寸等等一些问题。

（2 ）设计方面的能力也提高了不少，夹具的设计根据加工要求，能够设计出高效，合理，经济的夹具体
（3 ）学会了使用图表，手册资料，掌握法兰盘加工工艺的设计，专用夹具等工艺装备的设计等等。

同时，也能够综合运用所学的一些理论知识去解决现代实际工艺设计的问题，相当于又温习了一遍所学的知识，让自己印象更加深刻，学到了课上所没有学到的东西。

能够顺利的完成这次的毕业设计，首先得到了陈老师的悉心指导，在设计过程中由于自己对法兰盘理解的不足，缺乏实际生产经验，使得在设计过程中遇到了很多的问题，通过老师咨询，查找各种相关资料，解决一个又一个问题，在这个过程中也使得我多学的知识进一步了解。

在此，十分感谢陈老师的悉心指导，在以后的学习生活中更加努力不断提高自我。

我也希望通过这次设计，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，对未来的工作发展打下一个良好的基础。

2 法兰盘的工艺分析及生产类型的确定
2.1 法兰盘零件的用途
CA6140卧式车床上的法兰盘，主轴箱上固定着作用在车床上的变速箱，是通过法兰盘定心，其内孔相配于主轴的中心轴承，外圆相配于变速箱体孔，为了确保主轴上的三个轴承孔同轴，让齿轮准确啮合，从而实现纵向进给标明刻度。

2.2 法兰盘零件的工艺分析
由零件图可知，此零件属于回转体零件，需要加工所有的表面。

虽然表面
粗糙度有些偏高，但各个加工表面的加工精度不难获得，加工的时候一定要注意基准的选择。

加工精度低的表面通过钻床车削粗加工就可以了，不需要高精度的机床加工，主要表面加工要求在莫床上才能达到要求，因为它的粗糙度要求比较高，也可以在平常的生产条件下加工出来，它采用比较经济的方法，这样还可以看出来零件的工艺性好。

该法兰盘共有两组加工表面，其相互之间也是有要求的，分析如下：以外圆为加工孔的基准，分别镗Φ90，Φ101，Φ209的孔。

主要加工Φ90的孔，然后以它为中心然后加工直径17.5的孔，3-20直孔，3-12斜孔，通过分析可知，这两组加工表面，可以先加工其中的一组，再通过夹具把另一组表面也加工完成，并且保证好它们的精度.此次设计的零件图如下：
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图2.1法兰盘
图2.2 法兰盘
2.3确定生产纲领和生产类型
该法兰盘零件是大批量生产。

其工艺特征有：
（1 ）广泛的应用金属模机器造型，模锻或其他商效方法。

毛坯的加工余量小，精度高
（2 ）广泛的互换性，一些装配精度高的地方，采用分组装配法及调整法（3 ）广泛采用专用夹具，刀具，组合机床，量具或自动检验装置，通过调整法达到精度要求
（4 ）广泛采用商效专用机床及自动机床，按流水线和自动排列设备
（5 ）技术水平对调整工的要求高，对操作工较低
（6 ）具备工序卡，工艺过程卡，关键工序要调整卡和检验卡
（7 ）生产效率高
（8 ）成本低
（9 ）工人的劳动条件较好
3 确定毛坯、绘制毛坯图
3.1 选择毛坯
由于零件材料为HT200，硬度190～210HB，该灰铸铁耐磨性、强度、耐热性较好，生产类型已经达到中批量生产水平，铸造毛坯。

而且零件轮廓尺寸不大，也考虑到提高生产率保证加工精度可以采用金属膜铸造，此毛坯也比较简单，因此可以使毛坯形状与零件形状尽量相互接近，内孔不铸出，毛坯的尺寸等加工余量确定后再决定。

法兰盘使用过程中不时常的变动，只起到压紧的作用，在纵向上受到的压力很大，其他受到的冲击不是很大。

加工过程中精度的保证非常重要，对工件定位有一定的保证作用。

3.2确定尺寸公差及加工余量
确定因素如下：
(1)公差等级
根据法兰盘的功用及技术要求，确定公差为CT11。

(2)铸件尺寸公差
根据加工面基本尺寸及铸件公差等级CT，查相关资料可知公差相对基本尺寸基本为对称分布。

(3)机械加工余量等级
铸造方法按照机器造型，铸件材料是灰铸铁查表可知加工余量等级范围E～G级，取F级。

由加工余量等级查《机械制造技术课程设计》表1—7可知各表面的机械加工余量
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4 拟定法兰盘工艺路线
为了保证加工精度以及确定加工的顺序，必须得合理的选择定位基准，这具有决定性的影响。

基准的选择就是基面的选择，基面选择合理可保证加工质量，提高生产率。

定位基准可分为精基准和粗基准，一般先确定精基准，再确定粗基准。

4.1 精基准的选择
主要考虑基准的中和问题。

当设计与工序基准不重合时，进行尺寸换算。

因此精基准为直径为90的内圆
4.2 粗基准的选择
对于一般的回转体零件来说，外表面作为粗基准是合理的。

对于法兰盘零件来说以Φ320 mm作为粗基准。

4.3 加工阶段的划分
由于法兰盘的加工质量要求比较高，因将加工阶段分为粗加工、半精加工及精加工三个阶段，在粗加工的时候，运用粗基准把主要的加工表面加工出来，然后以加工出来的孔位精基准加工其它表面。

4.4 工序集中与分散
加工法兰盘选用工序集中原则，零件生产为大批量生产，为了提高生产率应使用专用夹具，由于工序集中原则使得工件的装夹次数变少，这样子不但可以缩短辅助时间，还因为在一次装夹中加工了很多表面，使得各个加工表面之间相对位置精度要求得到了有利的保证，同时也更加降低了生产的成本。

4.5 工艺路线的选择
拟定方案。

各个表面的加工方法以及粗基准，精基准已基本确定，按照加工阶段的划分原则来拟定方案
4.5.1 工艺路线方案一：
工序010 锻打
工序020 退火
工序030 车小端外圆和端面
工序040 掉头车大端外圆和端面
工序050 镗Φ209，Φ101，Φ90的孔
工序060 钻Φ17.5的孔
工序070 钻3-12孔
工序080 钻，3-12斜孔
工序090 去毛刺
工序100 终检
4.5.2 工艺路线方案二：
工序010 锻打
工序020 退火
工序030 车大端外圆和端面
工序040 掉头车小端外圆和端面
工序050 镗Φ209，Φ101，Φ90的孔
工序060 钻Φ17.5的孔
工序070 钻3-12孔
工序080 钻3-12斜孔
工序090 去毛刺
工序100 终检
4.6 工艺方案的分析
上述两种方案的主要区别在于：方案一是先加工了车小端外圆和端面，再加工车大端外圆和端面。

方案二是先加工车大端外圆和端面，然后再加工车小端外圆和端面。

通过比较，方案一先加工车小端外圆和端面再加工车大端外圆和端面，这样能够提高效率，节约成本。

显然方案一比方案二的装夹次数少了，同时也使得精度要求得到了更好的保证。

4.7 最终的加工工艺过程
工序010 锻打
工序020 退火
工序030 车小端外圆和端面
工序040 掉头车大端外圆和端面
工序050 镗Φ209，Φ101，Φ90的孔
工序060 钻Φ17.5的孔
工序070 钻3-12孔
工序080 钻，3-12斜孔
工序090 去毛刺
工序100 终检
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5 加工余量、工序尺寸和公差的确定
5.1 加工余量的确定
加确定加工余量的方法有3种：计算法，查表法和经验法。

(1)计算法：在影响因素清楚的情况下计算法是比较准确的。

要做到对余量影响因素的清楚，必须具备一定的测量手段和掌握必要的统计分析资料。

在掌握了各种误差因素大小的条件下，才能进行余量的比较准确计算
(2)查表法：此法主要以工厂生产实践和实验研究积累的经验所制成的表格为基础，并且结合实际加工情况加以修正，确定加工余量。

这种方法方便，迅速，生产上应用广泛。

(3)经验法：有一些有经验的工程技术人员或者工人根据经验确定加工余量的大小。

由经验法确定的加工余量往往偏大，这主要是因为主观上怕出废品的缘故。

这种方法多在单件小批生产中使用
5.2 工序尺寸与公差的确定
在工艺基准和设计基准重合的情况下确定工序尺寸和公差的过程如下：
(1)拟定该加工表面的工艺路线，制定工序及工步；
(2)按各工序所采用加工方法的经济精度，确定工序尺寸公差和表面粗糙度（终加工工序按设计要求确定）
(3)按工序用分析计算法或查表法确定其加工余量
(4)从终加工工序开始，即从设计尺寸开始，逐次加上每个加工工序余量，可分别得到各工序基本尺寸（包括毛坯尺寸），并且按照“入体原则”标注工序尺寸公差
5.3 φ320mm外圆加工余量、工序尺寸和公差的确定
如图所示加工方案，求解各工序尺寸及公差的顺序如下：
由上图可知：
1)P1=D=φ320mm
2）P2=P1+Z3,其中Z3是磨削余量。

由《机械加工工艺设计员手册》表5—10可知：Z3=0.4mm,因此P2=320+0.4.因为P2是在半精车加工中保证的，由《机械制造技术基础课程设计指导教程》表1—20可知，粗铣加工工序的经济精度等级可达到要求为IT10,因此确
mm
定该工序次、尺寸公差等级为IT12,其公差值为0.14mm，P2=φ320.40
14
.0
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5.4 Φ248mm外圆加工余量、工序尺寸和公差的确定
如图所示加工方案，求解各工序尺寸及公差的顺序如下：
查《机械加工工艺设计员手册》表5—10和表5—9可得磨削余量Z3=0.4mm,半精车余量Z2=1.5mm,粗车余量Z1=3.1mm,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》表1—20得各加工工序尺寸的加工精度等级为，粗车IT12,半精车IT10,磨削IT8.根据上述结果查《机械加工工艺设计员手册》表A—2标准公差书中得各工步的公差值为粗车0.35mm,半精车0.14mm。

综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差按“入体原则”表示分别为：粗车：φ
249.90
35
.0
-mm，半精车：φ248.40
14
.0
-
mm，磨削：Φ248mm
为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。

Z3max=248.4-248=0.4
Z3min=248.26-248=0.26
Z2max=249.9-248.26=1.64
Z2min=1.15
余量校核表明，所确定的工序尺寸公差是合理的
5.5 φ320mm左端面加工余量、工序尺寸和公差的确定
如图所示加工方案，求解各工序尺寸及公差的顺序如下：
1）从图可知P6=D=50mm
2) 由图可知P5=P6+Z6其中Z6为精车余量根据《机械加工工艺设计员手册表5—10确定Z6=0.8mm,则P5=50+0.8.由于P5是在半精车加工中保证的，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》表1—20知，精加工工序的经济精度等级可达到要求为IT10,因此确定该工序次、尺寸公差等级为IT10,其公差值为0.074mm，则P5=50.8±0.037mm
3) 由图可知P4=P5+Z5其中Z5为半精车余量根据《机械加工工艺设计员手册表5—10确定Z5=1mm,则P4=50.8+1.由于P4是在粗车加工中保证的，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》表1—20知，半精加工工序的经济精度等级可达到要求为IT12,因此确定该工序次、尺寸公差等级为IT12,其公差值为0.3mm，则P5=51.8±0.15mm。

4）由图可知P3=P4+Z4其中Z4为粗车余量根据《机械加工工艺设计员手册表5—10确定Z4=1.7mm,则P3=51.6+1.7.由于P3是在精车加工中保证的，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》表1—20知，粗车加工工序的经济精度等级可达到要求为IT9,因此确定该工序次、尺寸公差等级为IT9,其公差值为0.074mm，则P3=53.5±0.037mm。

5）由图可知P2=P3+Z3其中Z3为半精车余量根据《机械加工工艺设计员手册表5—
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10确定Z3=1mm,则P2=53.5+1由于P2是在半精车加工中保证的，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》表1—20知，半精加工工序的经济精度等级可达到要求为IT10,因此确定该工序次、尺寸公差等级为IT10,其公差值为0.12mm，则P2=54.3±0.06mm。

6）由图可知P1=P2+Z2其中Z为半精车余量根据《机械加工工艺设计员手册表5—10确定Z5=1mm,则P4=54.3+1.由于P1是在粗车加工中保证的，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》表1—20知，半精加工工序的经济精度等级可达到要求为IT10,因此确定该工序次、尺寸公差等级为IT12,其公差值为0.3mm，则P1=55.3±0.15mm。

为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。

Z3max=P2max-P3min=(54.3+0.06)-(53.5-0.037)=0.897mm
Z3min= P2min--P3max=(54.3-0.06)-( 53.5+0.037)=0.703mm
Z2max=P1max- P2min-=(55.3+0.15)-(54.3-0.06)=1.21mm
Z2min= P1min- P2max=(55.3-0.15)-(54.3+0.06)=0.79mm
余量校核表明，所确定的工序尺寸公差是合理的
将工序尺寸按“入体原则”表示P1=55.30
3.0
-
mm,P2=54.30
12
.0
-mm,P3=53.50
074
.0
-
mm,P4=51.80
3.0
-
mm,P5=50.80
074
.0
-
mm
按以上方法确定出其它的表面加工余量、工序尺寸和公差其它表面如下表:
表5-1 加工表面
加工表面加工内
容
加工余
量
加工精
度
工序尺寸(mm) 表面粗糙度
Ra(μm)
Φ248 铸件
粗车
半精车
磨削
5
3.1
1.5
0.4
CT11
IT12
TI10
IT11
Φ253±2.2
Φ249.90
35
.0
-
Φ248.40
14
.0
-
Φ248
12.5
6.3
0.8
Φ320 铸件
粗车
半精车
磨削
5
3.1
1.5
0.4
CT11
IT12
TI10
IT11
Φ325±2.2
Φ321.90
35
.0
-
Φ320.40
14
.0
-
Φ32012.0
34
.0
-
-
12.5
6.3
0.8
续表5-1
加工表面加工内
容加工余
量
加工精
度
工序尺寸(mm) 表面粗糙度
Ra(μm)
Φ190
铸件
粗车
半精车
磨削
5
3.3
1.4
0.3
CT11
IT12
IT10
IT14
Φ195±2
Φ191.70
25
.0
-
Φ190.30
1.0
-
Φ1900
6.0
-
12.5
6.3
0.4
Φ90 钻孔
扩孔
铰孔
1.8
0.2
IT13
IT11
IT9
Φ88
Φ89.8
Φ90
12.5
6.3
0.4
Φ17.5 钻孔
扩孔
铰孔
1.8
0.2
IT13
IT11
IT9
Φ15.5
Φ17.3
Φ17.5
12.5
3.2
1.6
Φ20 钻孔
扩孔
铰孔
1.8
0.2
IT13
IT11
IT9
Φ1827.0
+
Φ19.813.0
+
Φ20045
.0
+
6.3
3.2
1.6
Φ12 钻孔
扩孔
铰孔
1.8
0.2
IT13
IT9
Φ10
Φ11.8
Φ1203.0
+
12.5
3.2
Φ101 钻孔
扩孔
铰孔
1.8
0.2
IT13
IT11
IT9
Φ99
Φ100.8
Φ101
12.5
6.3
0.8
Φ209 钻孔
扩孔
铰孔
1.8
0.2
IT13
IT11
IT9
Φ207
Φ208.8
Φ209
12.5
6.3
0.8
无锡太湖学院学士学位论文
续表5-1
加工表面加工内
容加工余
量
加工精
度
工序尺寸(mm) 表面粗糙度
Ra(μm)
Φ320左端面
铸件
粗车
半精车
精车
3.5
1.7
1
0.8
IT12
IT10
IT9
57±2
55.30
3.0
-
54.30
12
.0
-
50
12.5
3.2
1.6
Φ320右端面
铸件
粗车
半精车
磨削
3.5
2.1
1
0.4
IT12
IT10
43.125.0
+
44.11.0
+
41
12.5
3.2
0.4
Φ148右端面
铸件
粗车
半精车
精车
3.5
1.7
1
0.8
IT12
IT10
IT9
52.60
3.0
-
51.60
12
.0
-
50
12.5
6.3
1.6
6 确定切削用量及基本工时
6.1 合理选择切削用量
为了提高切削的效率，保证加工的质量，刀具的耐用度，加工的经济性，必须要正确合理的选择切削用量。

粗加工时，选用较大的切削量，提高劳动生产率为主，半精加工和精加工时，选用较小的切削量，保证工件的加工质量。

切削用量选择的顺序是先确定被吃刀量ap ，再确定进给量f ，最后确定切削速度v c 。

因为在切削用量三要素中，被吃刀量ap 对刀具耐用度的影响最小，而切削速度v c 。

对刀具耐用度的影响大。

6.1.1 背吃刀量 a p 的选择
应选择尽可能大的背吃刀量，尽量在一次走刀中，把本工序加工应切除的加工余量切除掉。

如在粗加工时，当加工余量过大或工艺系统刚性较差时，也可分二次： 第一次进刀 ap1 a p1 =(2/3～ 3/4)A 第二次进刀 a p2 a p2 =(1/3～ 1/4)A 式中 A ———— 单边余量（ mm ）。

6.1.2 进给量 f 的选择
限制粗加工最大进给量 f 的主要因素是刀杆和刀片的强度、进给机构的强度及工艺系统的刚性。

限制精加工时最大进给量的主要因素是加工表面的表面粗糙度。

6.1.3 切削速度v c 的选择
粗加工时限制切削速度v c 的主要因素是刀具耐用度和机床功率。

精加工时限制切削速度v c 的主要因素是刀具耐用度。

精加工时切削力较小， 机床功率一般能满足。

当已确定了背吃刀量a p 和进给量 f 后，按合理刀具耐用度 T ，求切削度v c 时，用以下公式：
(
)[]D
y x
p m v c K
f
a T C V v
v ⨯⨯⨯=/
式中v c ————— 切削速度 (m/min)； T ————— 合理刀具耐用度（ min ）； m ————— 刀具耐用度指数； c v ————— 切削速度系数；
x v 、 y v ————分别为背吃刀量 a p ,进给量 f 对 v c 的影响指数 K v ————— 切削速度修正系数
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n= （1000v c）/(π d w)
式中n —————工件转速（r/mim）；
v c —————切削速度（m/min）；
d w —————工件待加工表面直径（mm）。

根据机床说明书，选择相近较低档的转速n。

6.2 粗加工切削用量选择原则
粗加工时，一般以提高生产率为主，毛坯切削余量较大，表面粗糙度与加工精度要求不高，但也应考虑经济性和加工成本，通常选择较大的背吃刀量和进给量，采用较低的切削速度。

选择切削用量时候，尽量保证较高的单位时间切削量（金属切除率）以及必要的刀具耐用度，可以用来提高生产的效率及降低生产成本。

金属切除率的计算方式：
Zw≈V.f.ap.1000
其中：Zw 单位时间内的金属切除量（mm3/s）
V 为切削速度（m/s）
f 为进给量（mm/r）
Ap 为切削深度（mm）
主运动为回转运动时，切削速度的计算公式如下：
V=πdn/1000（m/s）
其中: d为工件或刀具上某一点的回转直径，mm；
n为工件或刀具的转速，r/s或r/min。

在生产中，磨削速度的单位习惯上用m/s,其他加工的切削速度单位用m/min.
Vf=f.n=fz.z.n(mm/s或mm/min)
其中：Vf为进给速度是单位时间内的进给位移量
Fz为每齿进给量
对于外圆车削时切削深度计算方式：
Ap=dw—dm/2（mm）
对于钻削：
Ap=dm/2（mm）
上式中dm为已加工表面直径，mm；dw为待加工表面直径，mm。

为了提高金属切除率，可以提高切削速度，增大切削深度及进给量。

但是，在这么多的因素中，切削速度是最大影响刀具耐用度的，进给量第二，切削深度是影响最小的。

因此，粗加工切削用量选择原则为：
第一，先考虑选择的切削深度(ap)尽量的大一些；
第二，选择的进给量f尽量大一些；
第三，选择一个合适的切削速度V。

当我们选用的ap和f较大以后。

那么刀具的耐用度明显会下降，可是这要比V对刀。