确定切削用量.docx

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确定切削用量

（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，cb=0.60GPa、模锻。

加工要求：

粗车$60mm端面及$60mm、$62mm外圆，Rz200卩m;车螺纹M60x1mm。

机床：

C620－1卧式车床。

刀具：

刀片材料YT15，刀杆尺寸16x25mm2,k「=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M60x1mm端面

1）已知毛坯长度方向的加工余量为20.5mm,考虑7°的模锻

拔模斜度，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，ap=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16mmx25mm,ap<3mm

以及工件直径为60mm时。

仁0.5〜0.7mm/r

f=0.5mm/r

公式为（寿命选T=60min）。

《切削手册》表1.28,

=108.6（m/min）

4）确定机床主轴转速

広==1000108.6〜532（r/min）

dw65

按机床说明书（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。

1=6^_40=12.5（mm）,h=2mm,b=0,b=0

tihJ13匸12.52x2=0.096（min）

（2）粗车$62mm外圆，同时应校验机床功率及进给机构强度。

1）切削深度单边余量Z=1.5mm，可一次切除。

2）进给量根据《切削手册》表1.4，选用f=0.5mm/r。

3）计算切削速度见《切削手册》表1.27

=116（m/min）

4）确定主轴转速

按机床选取n=600r/min

所以实际切削速度

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=CfcapFcfyFeCFekFe

Kkr=0.89

所以Fc=2795X1.5X0.50.75X122-。

15X0.94X0.89

=1012.5（N）

切削时消耗功率Pc为

Pc^^^4=1012.5122=2.06（kw）

610610

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

nF

Kmp=

650

600

650

1.35

=0.897

其中：

CFp=1940,XFp=0.9,yFp=0.6,nFp=—0.3

Kkr=0.5

所以Fp=1940X1.5°.9x0.5。

6X122-。

3X0.897X0.5

=195（N）

而轴向切削力Ff=CFfa：

FffyFf；FfkFf

其中：

CFf=288QxFf=1.0,yFf=0.5,Wf=-0.4,

门尸1.0

Km=-600=0.923

650650

Kk=1.17

轴向切削力Ff=2880X1.5X0.5叫122-0・4x0.923x1.17

=480（N）

取机床导轨与床鞍之间的摩托系数卩=

0.1，则切削力在纵向

进给方向对进给机构的作用力为

其中I=90,h=4,I2=0

所以

t=904=0.31（min）

6000.5

（3）车$60mm外圆柱面

ap=1mm,f=0.5mm/r（《切削手册》表1.6,Ra=6.31m,刀

夹圆弧半径「s=1.0mm）切削速度

=_c=_m人

TP

242

kk=0.81

600.21.50150.50.35%1.44%0.81

=159（m/min）

n=晋=皆=843（r/min）

按机床说明书取n=770r/min

则此时=145m/min

所以

其中：

I=20,h=4,I2=0

t=204=0.062（min）

7700.5

（4）车螺纹M60x1mm

1）切削速度的计算见《切削用量手册》（艾兴、肖诗纲编，

机械工业出版社，1985）表21,刀具寿命T=60min，采用高速钢

螺纹车刀，规定粗车螺纹时ap=0.17,走刀次数i=4;精车螺纹

时ap=0.08,走刀次数i=2

C,

C=mxyk（m/min）

Iptl

kM=

筈J.11,kk=°.75

其中：

c=11.8，m=0.11，Xv=0.70，yv=0.3，b=1

11.8

所以粗车螺纹时:

600.11。

卄了严X1.11X。

行21.57（m/min）

_11.8

c=而07~

600.081

精车螺纹时

x1.11x0.75=36.8（m/min）

2）确定主轴转速

粗车螺纹时

n尸込二10002「57=114.4（r/min）

D60

按机床说明书取n=96r/min

实际切削速度c=18m/min

精挑螺纹时n2=型厶=10°°36.8=195（r/min）

D60

按机床说明书取

n=184r/min

实际切削速度v=34m/min

3）切削工时取切入长度li=3mm

粗车螺纹工时

t1=-―i=色虫X4=0.75（min）

nf961

精车螺纹

t2=」匸X2=0.18（min）

nf1951

所以车螺纹的总工时为t=h+t2=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$25mm

f=0.41mm/r（见《切削手册》表2.7）

v=12.25m/min（见《切削手册》表2.13及表2.14,

按5类加工性考虑）

门2=空=1000任25=155（r/min）

Dw25

按机床选取n『136r/min（按《工艺手册》表4.2-2）

其中：

切入l1=10mm，切出l2=4mml=150mm

2.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〜（1.2〜1.8）f钻

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

v钻=19.25m/min

（《切削手册》表2.7）

（《切削手册》表2.13）并令

v=1.35f钻=0.76mm/r按机床选取=0.76mm/r

v0.4v钻^7.7m/min

按机床选取nw=58r/min

所以实际切削速度为

V=4158=7.47（m/min）1000

切削工时h=7mmb=2mml=150mm

15072

t==3.55（min）

0.7659

3.扩花键底孔$43mm

根据《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

v=0.4X19.25=7.7（m/min）

按机床选取

nw=58r/min

dnw

1000

5548=8.29（m/min）

1000

切削工时切入li=3mm，切出12=1.5mm

t=15031.5=2.14（min）

581.24

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1/2〜1/3，故

f=1/3f钻=1/3X0.6=0.2（mm/r）按机床取0.21mm/r

v=1/3v钻=1/3X25=8.33（m/min）

按机床选取nw=44r/min，所以实际切削速度

切削工时，切入b=2mm,b=0,l=8mm

t=」―82=1.08（min）

nf440.21

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

45

A

亠

185

Ate.

图855mm孔深的

尺寸换算

尺寸链如图8所示，尺寸45mm为终结环，给定尺寸185mm及45mm，由于基准不重合，加工时应保证尺寸A

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

工序川：

$43mm内孔5X30°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/min

1000100016,

则n2===118（r/min）

D43

按机床说明书取nw=120r/min，贝U此时切削速度为

=上=16.2（m/min）

1000

t=」=53=o.83（min）

nwf1200.08

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）

所以口=鸣=100口=904（r/min）

D8.8

按机床选取nw=680r/min（见《切削手册》表2.35）

实际切削速度

切削工时1=11mm,h=4mm,b=3mm

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=zb|k

1000tfz

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；

v拉削速度（m/min）;

fx――拉刀单面齿升;

z—拉刀同时工作齿数fz=7p――拉刀齿距。

P=（1.25—1.5）,1=1.35140=16mm

所以拉刀同时工作齿数z=-=140~9

p16

3.51401.21.4

所以t==0.42（min）

10003.60.069

工序粗铳39mm二孔端面，保证尺寸118.400.22mm

fx=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。

米用咼速钢镶齿三面刃洗刀，dw=225mm，齿数z=20。

则

现采用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=_22537.5=26.5（m/min）

10001000

当nw=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为

fm=fxznw=0.08x20x37.5=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，可得出铳刀的行程丨h*=105mm，则机动工时为

1.钻孔$25mm

确定进给量f:

根据《切削手册》表2.7,当钢的cb<800MPa,

=$25mm时，f=0.39〜0.47mm/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

根据机床使用说明书，取nw=195r/min，故实际切削速度为

tm1=

l

誌i=0.635（min）

切削工时1=19mm,l1=9mm,l2=3mm

以上为钻一个孔时的机动时间。

故本工序的机动工时为

tm=tm1X2=0.635X2=1.27（min）

2.扩钻$37mm孔

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

仁（1.2〜1.8）f钻=（1.2〜1.8）X0.65X0.75

=0.585〜0.87（mm/r）

=6〜4（m/min）

则主轴转速为n=51.6〜34r/min并按机床说明书取

nw=68r/min。

实际切削速度为

3768=7.9（m/min）1000

切削工时（一个孔）：

1=19mm,h=6mm,b=3mm

x196328cTC/.\

tm1===0.72（min）

nwf680.57

当扩钻两个孔时，机动工时为

t=0.72X2=1.44（min）

3.扩孔$38.7mm

采用必具：

$38.7mm专用扩孔钻。

进给量：

仁（0.9〜1.2）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，则其切削速度v=8.26m/min

机动工时1=19mm,h=3mm,b=3mm

193325

t1===0.51（min）

nf680.72

当加工两个孔时

tm=0.51X2=1.02（min）

4.倒角2X45°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$390.020mm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，ap=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

nw=^=^^=816（r/min）

D39

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

1=19mm,12=3mm,l3=4mm

廿=0^二1934=0.32（min）

nwf8160.1

所以加工两个孔时的机动时间为

t=0.32X2=0.64（min）

（2）细镗孔至$390.027mm。

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;

t=0.64min

工序区：

磨至$39mm二孔端面，保证尺寸118：

.07mm。

（1）选择砂轮。

见《工艺手册》第三章中磨料选择各表，结

果为WA46KV6P350X40X127

其含义为：

砂轮磨料为白刚玉，粒度为46#,硬度为中软1级，

陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350X40X127（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

t1=2LbZbk（见《工艺手册》表6.2-8）

1000vffr

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）;

fa工作台往返一次砂轮轴向进给量（mm）;

fr工作台往返一次砂轮径向进给量（mm）。

273168「1=鑿=3.64（min）

100010200.0153000

当加工两端面时

tm=3.64X2=7.28（min）

工序X:

钻螺纹底孔4—$6.7mm并倒角120°。

f=0.2X0.50=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）

1000100020（

nw===950（r/min）

D6.7

按机床取nw=960r/min，故v=20.2m/min。

切削工时（4个孔）

1=19mm,h=3mm,l2=1mm

tm=ihl2X4=1931X4=0.96（min）

nwf9600.1

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/min

ns=238r/min

按机床选取nw=195r/min，贝Uv=4.9m/min。

攻M8孑Ltm1=（l11l2）2x4=（1933）2x4=1.02（min）

nf1951

攻Rc1/4孑LI=11l1=3l2=0

tm2=l11l2x2=113x2=0.15（min）

nf1950.94

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$39mm

二孔端面的铳床夹具。

本夹具将用于X63卧式铳床。

刀具为两把

高速钢镶齿三面刃铳刀，对工件的两个端面同时进行加工。