确定切削用量

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1、（五）确定切削用量及基本工时工序I:车削端面、外圆及螺纹。本工序采用计算法确定切 削用量。1. 加工条件工件材料：45钢正火，c b=0.60GPa、模锻。加工要求：粗车$ 60mm 端面及$ 60mm、$62mm 外圆，Rz200 p,m ;车螺纹 M60 X1mm。机床： C620 1 卧式车床。刀具：刀片材料 YT15，刀杆尺寸 16 X25mm 2, kr = 90 丫 o=15 ao=12 ,r =0.5mm 。60螺纹车刀：刀片材料： W18Cr4V 。2. 计算切削用量（1）粗车M60 X1mm端面1 ）已知毛坯长度方向的加工余量为 2 01.57 mm ，考虑 7的模锻 拔模斜

2、度，则毛坯长度方向的最大加工余量 Zmax =7.5mm 。但实 际上，由于以后还要钻花键底孔，因此端面不必全部加工，而可 以留出一个$ 40mm 芯部待以后钻孔时加工掉，故此时实际端面 最大加工余量可按 Zmax =5.5mm 考虑，分两次加工，a p = 3mm 计。长度加工公差按 IT12 级，取 0.46mm （人体方向） 。2）进给量 f 根据切削用量简明手册 （第 3 版）（以下简称 切削手册）表1.4。当刀杆尺寸为 16mm X25mm , ap 3mm以及工件直径为 60mm时按 C620 -f=0.5 0.7mm/r-1车床说明书（见切削手册表1.30 ）取f = 0.5mm

3、/r3）计算切削速度按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选 T = 60min ）。Cc= m xzk (m/min )T p fy其中：C=242 , x =0.15 , y =0.35 , m=0.2。修正系数K见切削手册表 1.28 ,即Kmv =1.44 , Ksv = 0.8 , Kkv = 1.04 , Kkrv =0.81 , Kbv=0.97。所以242c=020 15035 X1.44 X0.8 X1.04 X0.81 X0.976030.5=108.6 (m/min )4）确定机床主轴转速1000 c1000 108.665532 (r/min )按机床说明书（

4、见工艺手册表4.2-8 ),与 532r/min 相近的机床转速为 480r/min及 600r/min 。现选取 nw=600r/min如果选nw=480r/min ，则速度损失太大。所以实际切削速度=122m/min。5 ）切削工时，按工艺手册表 6.2-1亜，=12.5(mm ), h=2mm , 12=0 ,丨3=0度。| h Jnwf600 0.5X2=0.096(min )(2)粗车$ 62mm外圆，同时应校验机床功率及进给机构强切削深度单边余量Z=1.5mm ，可一次切除。进给量 根据切削手册表 1.4，选用f= 0.5mm/r计算切削速度见切削手册表1.27Ccm xv y k

5、T P f242=60j.50.15 0.535 X1.44 x.8 X0.81 x.97=116 (m/min )确定主轴转速1000 c 1000116nS_飞=568(r/min )65按机床选取n=600r/min所以实际切削速度_ dn651000 _ 1000600 = 122 (m/min )5)检验机床功率主切削力Fc按切削手册表1.29所示公式计算Fc=C Fc a P Fcfy FeC Fek Fe其中：Cfc=2795 , xFc_ 1.0 , yFc_ 0.75 , nFc_ 0.15,nF门尸0.75.b F 600 cc,kMp =0.94650650Kkr=0.8

6、9所以Fc=2795 X1.5 X0.50-75 X122 -0.15 X0.94 X0.89=1012.5(N)切削时消耗功率Pc为Fcvc1012.5 122Pc= T=4=2.06(kw)6 10 6 10 由切削手册表1.30中C620 - 1机床说明书可知，C620 -1主电动机功率为 7.8KW，当主轴转速为 600r/min 时，主轴传递的最大功率为5.5KW，所以机床功率足够，可以正常加工。6 )校验机床进给系统强度已知主切削力 Fc= 1012.5N ,径向切削力Fp按切削手册表1.29所示公式计算Fp=C Fp a；FpfyFp ：FpkFp其中:Cfp = 1940 ,

7、XFp = 0.9 , yFp = 0.6 , n Fp = 0.31.35署=0.897650Kmp =nb650Kkr=0.5所以Fp=1940 X1.50.9 X0.50.6 X122 -0.3 X0.897 X0.5=195(N)而轴向切削力 Ff=C Ff a：Fff yF f n Ff kFf其中：CFf=2880 , xFf =1.0 , yF f =0.5 , nF f =-0.4 ,叶1.0Km =-600=0.923650650Kk=1.17轴向切削力 Ff = 2880 X1.5 X0.50-5 X122-0.4 X0.923 X1.17=480(N )取机床导轨与床鞍之

8、间的摩托系数卩= 0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=F f+ p,(Fc+F p)=480+0.1(1012.5+195 ) = 600 (N )按机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N (见切削手册表1.30 ),故机床送给系统可正常工作。7)切削工时t=1 h 匚nf其中 1 = 90 , 11 = 4 , 12= 0丄 904 小 一 /、所以t= T5=031 (min )(3)车$ 60mm外圆柱面ap=1mm,f=0.5mm/r(切削手册表1.6 , Ra=6.3 p,m ,刀夹圆弧半径rs=1.0mm )切削速度cmX；kt p fy其中：c=242

9、,m=0.2 , T = 60 , Xv=0.15 , yv=0.35 ,kM=1.44 , kk=0.81242C = 60j.5.15 0.5。35 X1.44 X0.81=159 (m/min )所以1000d1000 15960=843(r/min )按机床说明书取n=770r/min则此时=145m/min切削工时其中：1 = 20 , l1 = 4 , I2 = 0204t=7F0T5=0.062(min )(4)车螺纹 M60 X1mm1）切削速度的计算见切削用量手册（艾兴、机械工业出版社，1985 ）表21，刀具寿命T = 60min钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时ap = 0.17

10、，走刀次数肖诗纲编，,米用高速4;精车螺纹时ap = 0.08，走刀次数i = 2Cm x y k (m/min)I p tlXv其中：C =11.8，m=0.11 , Xv=0.70 , yv=0.30.637 1= 1.11 ,0.6 kk=0.75t1=1所以粗车螺纹时:11.86O011 0.1707 103X1.11X0.75=21.57精车螺纹时11.860 0.08 1X1.11X0.75=36.8(m/min )(m/min )2）确定主轴转速粗车螺纹时按机床说明书取实际切削速度ni =1000 c =D =1000 21.5760= 114.4(r/min )n=96r/mi

11、n c= 18m/min精挑螺纹时门鸟二二 1000 36.8 =195 （r/min ）D60按机床说明书取n=184r/min实际切削速度v = 34m/min3）切削工时取切入长度l1 = 3mm粗车螺纹工时+l l1 t1=- i=153-X4=0.75(min )n f961精车螺纹鼻ll1 .t2=i=nf1519534 X2=0.181(min )所以车螺纹的总工时为t= t 1+ t 2=0.93 （min ）工序H:钻、矿键底孔$ 43mm 及锪沉头孔$ 55mm ,选用机 床：转塔车床C365L。1.钻孔 $ 25mmf = 0.41mm/r （见切削手册表 2.7 ）v

12、= 12.25m/min（见切削手册表2.13及表2.14 ,按5类加工性考虑）1000n2=Dw =1000 2；2.25 - 155 (r/min )按机床选取nw=136r/min（按工艺手册表 4.2-2 ）所以实际切削速度dwnw25 136- 10.68(m/min )10001000切削工时丄 l l1 l2150 10 4 /、t=1 2 =3 (min )nwf136 0.14其中：切入 li = 10mm，切出 12 = 4mml=150mm2.钻孔 $ 41mm根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削 速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为f （

13、1.21.8 ） f 钻1 1Vv钻23式中 f钻、v钻一一加工实心孔时的切削用量现已知f 钻=0.56mm/r（切削手册表2.7 ）v 钻=19.25m/min（切削手册表2.13 ）并令v = 1.35f 钻=0.76mm/r按机床选取=0.76mm/rv = 0.4 v 钻=7.7m/min10001000 7.7ns=59 (r/min )按机床选取 n w = 58r/min所以实际切削速度为V= 41 58 = 7.47 (m/min )1000 切削工时 li = 7mm12 = 2mml=150mmt=150720.76 59=3.55(min )3.扩花键底孔$ 43mm根据

14、切削手册表 2.10规定，查得扩孔钻扩$ 43mm 孔时 的进给量，并根据机床规格选f = 1.24mm/r扩孔钻扩孔时的切削速度，根据其他有关资料，确定为v= 0.4v 钻其中v钻为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度。故=57ns=v = 0.4 X19.25 = 7.7 (m/min )按机床选取nw=58r/min切削工时切入I1 = 3mm，切出 12 = 1.5mmx 150 3 1.5A a /-、t=2.14 (min )58 1.241000 7.743(r/min )4.锪圆柱式沉头孔$ 55根据有关资料介绍，锪沉头孔时进给量及切削速度约为钻孔时的1/21/3，故按机床取0.

15、21mm/rf = 1/3f 钻=1/3 X0.6 = 0.2 (mm/r )v = 1/3v 钻=1/3 X25 = 8.33 ( m/min )ns=1000D1000 8.3355=48(m/min )按机床选取nw = 44r/min，所以实际切削速度d nw100055 481000=8.29 (m/min )切削工时，切入 12 = 2mm , 12=0 , l=8mmt=i h Jnf8 244 0.211.08(min )在本工步中，加工$ 55mm沉头孔的测量长度，由于工艺基 准与设计基准不重合，故需要进行尺寸换算。按图样要求，加工 完毕后应保证尺寸 45mm。尺寸链如图 8

16、所示，尺寸 45mm 为终_45结环，给定尺寸 185mm 及45mm，由于基185准不重合，加工时应保证尺寸A图8 55mm孔深的尺寸换算A = 185 45 = 140 ( mm )规定公差值。因终结环公差等于各组成环公差之和，即T (45 ) = T (185 ) +T (140 )现由于本尺寸链较简单，故分配公差采用等公差法。尺寸45mm 按自由尺寸取公差等级 T16 ,其公差T (45) = 1.6mm，并 令T (185) = T (140) = 0.8mm工序m：$ 43mm 内孔5 X30。倒角，选用卧式车床C620-1由于最后的切削宽度很大，故按成形车削制订进给量。根据手册

17、及机床取f= 0.08mm/r（见切削手册表 1.8 ）当采用高速钢车刀时，根据一般资料，确定切削速度v = 16m/min1000 1000 16贝yn 2= =43 =118 （r/min ）按机床说明书取nw=120r/min，则此时切削速度为d nw1000=16.2 (m/min )切削工时 | = 5mm11 = 3mmt=5 3120 0.080.83(min )工序W:钻锥螺纹 Rcl/8底孔($ 8.8mm )f = 0.11mm/r(见切削手册表 2.7)v = 25m/min(见切削手册表 2.13 )10001000 25 ,所以n= =904(r/min )D8.8v

18、按机床选取nw = 680r/min（见切削手册表 2.35 ）实际切削速度Dn =1000 =8.8 6801000=18.8(m/min )切削工时l = 11mm , I1 = 4mm , b=3mmt=l l1 l2nwf1143680 0.11=0.24(min )工序V:拉花键孔单面齿升：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿升为 0.06mm，拉削速度 v = 0.06m/s（3.6m/min ）切削工时t=Zbl k1000tfz式中 Zb单面余量 3.5mm （由$ 43mm 拉削到$ 50mm ）;l拉削表面长度，140mm ;n 考虑校准部分的长度系数，取1.2 ;

19、v拉削速度（m/min ）;fx 拉刀单面齿升； z 拉刀同时工作齿数fz =丄pp 拉刀齿距。P=（ 1.25 - 1.5 ） l = 1.35 140 = 16mm所以拉刀同时工作齿数z=丄=140 9p 16所以t=3.5 140 1.2 1.41000 3.6 0.06 9=0.42(min )工序粗铳 39mm 二孔端面，保证尺寸 118.4 Gmmfx = 0.08mm/齿 （参考切削手册表 3 - 3）切削速度：参考有关手册，确定v = 0.45m/s即27m/min采用高速钢镶齿三面刃洗刀，dw=225mm ，齿数z=20。则1000 ns= dw怜=38(r/min )现采用

20、X63卧式铳床，根据机床使用说明书 (见工艺手册 表4.2 - 39 ),取nw = 37.5r/min ，故实际切削速度为v =_= =26.5(m/min )1000 1000 当nw = 37.5r/min 时，工作台的每分钟进给量fm应为fm = fxzn w=0.08 X20 X37.5 = 60 ( mm/min )查机床说明书，刚好有fm = 60m/min ，故直接选用该值。切削工时：由于粗铳，故整个铳刀刀盘不必铳过整个工件， 利用作图法，可得出铳刀的行程l h * = 105mm，则机动工时为tm=匹=1.75(min )fm60丿工序叫：钻、扩$ 39二孔及倒角。1.钻孔

21、$ 25mm确定进给量f :根据切削手册表2.7 ,当钢的c b 800MPa ,= $25mm 时，f=0.390.47mm/r。由于本零件在加工$ 25mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f= (0.39 0.47 ) X0.75 = 0.29 0.35 ( mm/r )根据Z535机床说明书，现取 f = 0.25mm/r 。切削速度：根据切削手册表 2.13及表2.14，查得切削速度 v = 18m/min 。所以1000ns=u1000 1825=229(r/min )根据机床使用说明书，取nw = 195r/min ,故实际切削速度为v =旦匹=竺竺=15.3 (m

22、/min )10001000切削工时I = 19mm , li = 9mm , l2=3mmtm1 =I I1nw199 3195 0.25=0.635(min )以上为钻一个孔时的机动时间。故本工序的机动工时为tm=t m1 X2=0.635 X2=1.27( min )2.扩钻$ 37mm孑L利用$ 37mm 的钻头对$ 25mm 的孔进行扩钻。根据有关手册的规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取f=(1.2 1.8)f 钻=(1.2 1.8 ) X0.65 X0.75=0.585 0.87 ( mm/r )根据机床说明书，选取f=0.57mm/r13 x12=6 4(m/min)则

23、主轴转速为 n=51.6 34r/min并按机床说明书取nw=68r/min 。实际切削速度为dw n W 100037 681000_ 7.9(m/min切削工时（一个孔）I_ 19mm , I1 _6mm , l2=3mm丄 196tm1 =nwf2868 0.57=0.72(min )当扩钻两个孔时，机动工时为t=0.72 X2=1.44(min)3.扩孔 $ 38.7mm米用必具：$卜38.7mm专用扩孔钻。进给量：f=（0.91.2） X0.7（切削手册表 2.10）=0.63 0.84 （ mm/r ）查机床说明书，取 f=0.72mm/r机床主轴转速：取n=68r/min，则其切

24、削速度 v=8.26m/min机动工时l = 19mm , I1 = 3mm , l2=3mmx193 325t1=0.51 (min )nf68 0.72当加工两个孔时tm=0.51 X2=1.02（min）4 .倒角2 X45 双面米用90 锪钻。为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与扩孔时相同：n=68r/min手动进给。工序忸：精、细镗$ 39 0.020 mm 二孔，选用机床：T740金钢镗床。（1）精镗孔至$ 38.9mm，单边余时Z = 0.1mm，一次镗去全部余量，a p = 0.1mm进给量f=0.1mm/r根据有关手册，确定金钢镗床的切速度为 v = 100m/min ,则1

25、000nw=D1000 10039=816(r/min )由于T740金钢镗床主轴转速为无级调速，故以上转速可以作为加工时使用的转速切削工时：当加工1个孔时I = 19mm , 12 = 3mm , l3=4mmt1 =I I1 I2nw f19 3 4 =0.32816 0.1(min )所以加工两个孔时的机动时间为t=0.32 X2=0.64(min )(2 )细镗孔至$ 39 0.017 mm。由于细镗与精镗孔共用一个镗 杆，利用金钢镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均 与精镗相同ap = 0.05mm ;f=0.1mm/r nw=816r/min, v = 100m/min ;

26、t=0.64min、 0 工序区：磨至$ 39mm 二孔端面，保证尺寸 118 0.07 mm。(1 )选择砂轮。见工艺手册第三章中磨料选择各表，结 果为WA46KV6P350 X40 X12746#，硬度为中软1其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350 X40 X127（D xBXd ）。（2 ）切削用量的选择。砂轮转速n砂=1500r/min（见机床说明书）,v砂=27.5m/s。轴向进给量fa=0.5B=20mm（双行程）工件速度 vw = 10m/min径向进给量fr=0.015mm/ 双行程（3 ）切削工时。当加工 1个表面时“总辭 （见工

27、艺手册表6.2-8 ）式中L加工长度 73mm ;b加工宽度， 68mm ;Zb单面加工余量，0.2mm ;k 系数，1.10 ;v工作台移动速度（m/min ）;mm );mm )。f a工作台往返一次砂轮轴向进给量（ fr工作台往返一次砂轮径向进给量（t1 =2 73 168 1.11000 10 20 0.015109203000=3.64(min )当加工两端面时tm=3.64 X2=7.28(min)工序X:钻螺纹底孔46.7mm 并倒角120f=0.2 X0.50=0.1(mm/r)(切削手册表 2.7)V=20m/min（切削手册表 2.13及表2.14 ）1000nw=D100

28、0 206.7=950(r/min )按机床取n w = 960r/min,故 v = 20.2m/min。切削工时（4个孔）I = 19mm , 11 = 3mm , l2=1mmI I1 I2X4=19 3 1960 0.1X4=0.96(min )倒角仍取n=960r/min。手动进给 工序幻：攻螺纹 4 - M8mm 及Rcl/8由于公制螺纹 M8mm 与锥螺纹Rcl/8外径相差无几，故切削 用量一律按加工M8选取V=0.1m/s=6m/minns=238r/min按机床选取 nw=195r/min ，贝U v=4.9m/min 。机动工时 | = 19mm ,I1 = 3mm,l2=3mm攻 M8 孑Ltm1 = U X4= 住33) 2 X4=1.02(min )nf195 1攻 Rc1/4 孑LI = 11 I1 = 3l2=0tm2 = - X2=X2=0.15 ( min )nf195 0.94最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片，见附表1三、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要 设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第W道工序一一粗铳039mm 二孔端面的铣床夹具。 本夹具将用于 X63 卧式铣床。 刀具 为两把高速钢镶齿三面刃铣刀， 对工件的两个端面同时进行加工。