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摘 要
變速器軸承外殼是汽車的重要零件。本次設(shè)計的主要內(nèi)容為三部分：零件的機械工藝分析、工裝設(shè)計和數(shù)控加工。其中零件的機械工藝分析包括：零件的作用分析、工藝路線的分析、工序卡片和工藝過程卡片的填寫；工裝設(shè)計包括：零件的定位分析、誤差分析、夾具的設(shè)計和液壓系統(tǒng)的設(shè)計；數(shù)控加工包括：三維造型、數(shù)控工序的編寫和數(shù)控加工的G代碼的生成。
關(guān)鍵詞：工藝、誤差分析、數(shù)控加工
第一章 緒 論
機械制造業(yè)就是制造具有一定形狀和尺寸的零件或產(chǎn)品，并把它們裝配成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其他行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，這些行業(yè)的產(chǎn)品再被人們所使用。社會的各行各業(yè)使用的各式各樣的機器、機械、儀器和工具等都是機械制造業(yè)的產(chǎn)品。因此，機械制造業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位，是一個國家和一個地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱，尤其在發(fā)達國家它創(chuàng)造了1/4-1/3的國民收入。在我國工業(yè)占國民經(jīng)濟比重的45％，是我國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點。從某種意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對產(chǎn)品的制造精度要求越來越高，產(chǎn)品形狀也越來越復(fù)雜，品種越來越多，且小批量占主導(dǎo)地位，這就更加要求加工設(shè)備不僅要精度高，而且要生產(chǎn)效率高，自動化程度高，工人操作簡單，勞動強度低。自20世紀(jì)80年代發(fā)展到21世紀(jì)初，制造技術(shù)，特別是自動化制造技術(shù)向著柔性化、集成化、智能化方向發(fā)展，并隨著高精密數(shù)控機床的出現(xiàn)在超精密加工技術(shù)方面，其加工精度已進入納米級，表面粗糙度已小于0.0005m；在切削速度方面，國外車削鋼最高已達到915m/min；對于不斷出現(xiàn)的難加工材料、復(fù)雜型面、型腔以及微小深孔，通過特種加工方法逐步得以解決。
隨著我國綜合實力、機械制造業(yè)的不斷發(fā)展壯大。目前，我國已形成品種繁多、門類齊全、布局合理的機械制造工業(yè)體系。許多科研機構(gòu)、大專院校和企業(yè)研制出一大批成套技術(shù)裝備和多種高精尖產(chǎn)品，有些已接近或達到國家先進水平。通過對這些產(chǎn)品的研發(fā)，我國已建立了自己的人才培養(yǎng)和軟件控制技術(shù)開發(fā)基地以及高精加工設(shè)備生產(chǎn)基地，從而使我國的國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平迅速提高。國防尖端的生產(chǎn)、“神州六號”載人飛船的成功發(fā)射與回收、人們生活用品的質(zhì)量提高，有力地說明了我國要械業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r。
第47頁
第二章 零件的分析
零件為“躍進”牌汽車第二軸變速器軸承外殼，零件通過Φ80h8定位，利用凸緣上的5-Φ10.5mm的孔連接變速箱上Φ80h8端面壓在裝于第二軸上的軸承外圈上使之軸向固定。Φ24H8孔與Φ8孔上支承裝于該零件C面上的里程表軸，該齒輪與第二軸端上的大斜齒輪嚙合將運動傳于里程表軸，使里程指針轉(zhuǎn)動完成記數(shù)與指示的功能。
2.1零件的工藝分析:
變速器軸承外殼共有3組加工表面，現(xiàn)分述如下：
1、 76E8孔為中心加工的表面：
這一組加工表面包括：右端面、Φ76E8孔、Φ76底面及倒角。其中，主要加工表面為Φ76E8孔。該孔表面粗糙度為6.3,精度要求為8級,因此需粗、精車才能達到要求。
2、 以Φ80h8外圓為中心加工的表面:
這一組加工表面包括：左端面、Φ80h8外圓及Φ80右平面。這三個表面都是主要加工表面。其中表面粗糙度均為6.3、外圓精度要求為8級、長度方向的精度要求為12級，需要粗、精車才能達到要求。
3、 以Φ24H8孔為中心加工的表面：
這一組加工表面包括：Φ24H8、Φ8孔及锪平Φ22。其中，主要加工表面為Φ24H8、Φ8。其表面粗糙度均為6.3,精度要求為8級和10級。需要鉆孔、擴孔、鉸孔才能達到要求。
4、位置度要求：
左端面與Φ80右平面平行度要求為0.04，Φ24H8和Φ8對端面C的垂直度要求為0.05。
第三章 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1毛坯制造形式的確定
零件材料為HT200，考慮該零件在實際運行中所受載荷較小，零件屬成批或大批生產(chǎn)，零件外輪廓尺寸不大，零件內(nèi)部有凹槽鑄造時需采用活塊，故可采用金屬性鑄造。
3.2基面的選擇
3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇：
按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則和考慮工件各加工表面的余量分配及不
需加工表面與加工表面的位置精度的要求，選用零件外圓弧輪廓作為粗準(zhǔn)利用三爪卡盤進行裝夾，以消除零件的四個自由度。在利用三爪卡盤進行裝夾時零件的重量存在一定的不對稱，但考慮零件的尺寸較小不對稱重量較少，故此零件在裝夾時不需作配重處理。
3.2.2精基準(zhǔn)的選擇：精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時候，應(yīng)該進行尺寸換算。因此精加工基準(zhǔn)在下面的工序中詳細(xì)說明。
3.3 制定工藝路線
3.3.1 工藝路線方案一：
工序I 粗車零件左端面、Φ80外圓、退刀槽及Φ80的右垂直平面，以零件的外輪廓作為粗基準(zhǔn)。選用C620-1臥式車床，夾具為三爪卡盤。
工序II 粗車右端面、孔Φ76及其底平面，以零件Φ80外圓及左端面為基準(zhǔn)。選用C620-1臥式車床，夾具為專用夾具。
工序III 銑削Φ24端面及M6端面到要求并保證2 ，以零件Φ80及左端面為基準(zhǔn)，選用X5020A立式升降臺銑床，夾具為專用夾具。
工序IV 鉆孔Φ24、Φ8及锪平Φ22以零件左端面及Φ80的外圓作為基準(zhǔn)。選用Z525鉆床，夾具為專用夾具。，
工序V 精車孔Φ76E8、1×45°倒角及R1.5的倒角。以零件Φ80外圓及左端面為基準(zhǔn)。選用C620-1臥式車床,夾具為專用夾具。
工序VI 精車左端面、Φ80外圓、倒0.5×45°角及Φ80的右垂直平面到要求并保證尺寸5.3，以零件右端面及Φ76孔為基準(zhǔn)。選用C620-1臥式車床，夾具為專用夾具。
工序VII 擴、鉸孔Φ24、锪平Φ22、擴孔Φ8、沉孔Φ9.5×90°、鉆螺紋孔及攻螺紋。以零件Φ80外圓及左端面為基準(zhǔn)。選用 Z525 鉆床夾具為專用夾具。
工序VIII 锪平Φ19及鉆孔5-Φ10.5，以零件Φ80外圓及左端面為基準(zhǔn)。選用Z520鉆床，夾具為專用夾具。
工序IX 終檢
3.3.2工藝路線方案二：
工序I 粗車右端面、孔Φ76及其底平面。以零件的外輪廓作為粗基準(zhǔn)。選用C620-1臥式車床，夾具為三爪卡盤。
工序II 粗車零件左端面、Φ80外圓、退刀槽及Φ80的右垂直平面。以零件Φ76內(nèi)孔及右端面為基準(zhǔn)。選用C620-1臥式車床，夾具為專用夾具。
工序III 銑削Φ24端面及M6端面到要求，以零件Φ80外圓及左端面為基準(zhǔn)，選用X5020A立式升降臺銑床，夾具為專用夾具。
工序IV 鉆孔Φ24以零件左端面及Φ80的外圓作為基準(zhǔn)。選用Z525鉆床，夾具為專用夾具。，
工序V 精車孔Φ76E8、1×45°倒角及R1.5的倒角。以零件Φ80外圓及左端面為基準(zhǔn)。選用C620-1臥式車床,夾具為專用夾具。
工序VI 精車左端面、Φ80外圓、倒0.5×45°角及Φ80的右垂直平面到要求并保證尺寸5.3，以零件右端面及Φ76孔為基準(zhǔn)。選用C620-1臥式車床，夾具為專用夾具。
工序VII 擴、鉸孔Φ24，锪平Φ22，鉆、擴孔Φ8，沉孔Φ9.5×90°到要求，鉆M6-7H螺紋孔及攻螺紋。以零件Φ80外圓及C面為基準(zhǔn)。選用Z525鉆床，夾具為專用夾具。
工序VIII 锪平Φ19及鉆孔5-Φ10.5，以零件Φ80外圓及左端面為基準(zhǔn)。選用Z520鉆床，夾具為專用夾具。
工序IX 終檢
方案比較：
以上加工方案大致看來還合理，但通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求以及可能采取的加工手段之后就會發(fā)現(xiàn)仍有問題。主要表現(xiàn)在兩端面的加工先后和加工孔Φ8及基準(zhǔn)的選擇。1、如果以外輪廓為粗基準(zhǔn)、采用三爪卡盤夾持加工左端面及Φ80外圓右端平面，由于夾持工件過短加工時車刀容易加工到卡盤上造成卡盤的損壞，所以要以外輪廓為粗基準(zhǔn)加工右端面。2、圖樣規(guī)定：Φ8和Φ24H8表面對端面C的垂直度為0.05，由此可以看出因為Φ8和Φ24H8表面對端面C有垂直度的要求因此加工及測量都應(yīng)以C平面為基準(zhǔn)。這樣做可以保證設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)相重合。
3.3.3最終的加工路線：
工序I 粗車右端面、孔Φ76及其底平面。以零件的外輪廓作為粗基準(zhǔn)。選用C620-1臥式車床，夾具為三爪卡盤。
工序II 粗車零件左端面、Φ80外圓、退刀槽及Φ80的右垂直平面。以零件Φ76內(nèi)孔及右端面為基準(zhǔn)。選用C620-1臥式車床，夾具為專用夾具。
工序III 鉆孔Φ24、Φ8、鉆M6-7H螺紋孔及攻螺紋，锪平Φ36、Φ22及、M6端面到要求以零件左端面及Φ80的外圓作為基準(zhǔn)。選用Z550立式鉆床，夾具為專用夾具。
工序IV 精車孔Φ76E8、1×45°倒角及R1.5的倒角。以零件Φ80外圓及左端面為基準(zhǔn)。選用C620-1臥式車床,夾具為專用夾具。
工序 V 精車零件左端面、Φ80h8及Φ80的右平面，以零件Φ76E8內(nèi)孔及右端面為基準(zhǔn)。選用C620-1臥式車床，夾具為專用夾具。
工序VI 擴、鉸孔Φ24H8孔Φ8，沉孔Φ9.5×90°到要求。以零件Φ80外圓及C面為基準(zhǔn)。選用Z525立式鉆床，夾具為專用夾具。
工序VII 锪平Φ19及鉆孔5-Φ10.5，以零件Φ80外圓及左端面為基準(zhǔn)。選用Z525立式鉆床，夾具為專用夾具。
工序VII 終檢
3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
變速器軸承外殼零件材料為HT200，硬度為200HBS，毛坯重量約為0.6Kg，生產(chǎn)類型為大批或成批生產(chǎn)，采用在金屬型鑄造。
各工序的加工余量及工序余量見附表A；
根據(jù)其上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
表4.1 Φ76E8內(nèi)孔工序余量：
毛坯名義尺寸：Φ76-2＝Φ74
毛坯最大尺寸：Φ74+0.8＝Φ74.8 毛坯最小尺寸：Φ74-0.8＝Φ73.2
粗車最大尺寸：Φ75.3+0.3＝Φ75.6 粗車最小尺寸：Φ76-0.7＝Φ75.3
精車后與零件圖尺寸應(yīng)符合：Φ76E8
加工尺 工 序
寸及公差
毛 坯
粗 車
精 車
加工 前極限尺寸
最大尺寸
Φ74.8
Φ75.6
最小尺寸
Φ73.2
Φ75.3
加工后極限尺寸
最大尺寸
Φ74.8
Φ75.6
Φ76.106
最小尺寸
Φ73.2
Φ75.3
Φ76.06
加工余量（雙邊）
2
最大
2.4
0.806
最小
0.5
0.46
加工公差（單邊）
表4.2 Φ80h8外圓工序余量：
毛坯名義尺寸：Φ80+2＝Φ82（mm）
毛坯最大尺寸：Φ82+0.8=Φ82.8 毛坯最小尺寸：Φ82-0.8=Φ81.2
粗車最大尺寸: Φ80+0.7=Φ80.7 粗車最小尺寸：Φ80.7-0.3=Φ80.4
精車后與零件圖尺寸應(yīng)符合，即Φ80h8。
加工尺 工 序
寸及公差
毛 坯
粗 車
精 車
加 工 前
極限尺寸
最大尺寸
Φ82.8
Φ80.7
最小尺寸
Φ81.2
Φ80.4
加工后
極限尺寸
最大尺寸
Φ82.8
Φ80.7
Φ80
最小尺寸
Φ81.2
Φ80.4
Φ79.954
加工余量（雙邊）
2
最大
1.4
0.746
最小
0.5
0.4
加工公差（單邊）
4.3 24H8孔工序余量計算表：
鉆孔最大尺寸：Φ22+0.21＝Φ22.21 鉆孔最小尺寸：Φ22-0＝Φ22
擴孔最大尺寸：Φ22.2+0.084＝Φ22.284 擴孔最小尺寸：Φ24－1.8＝Φ22.2
鉸孔后與零件尺寸應(yīng)符合，即：Φ24H8。
加工尺 工 序
寸及公差
鉆 孔
擴 孔
鉸 孔
加工前
極限尺寸
最大尺寸
Φ22.21
Φ23.8
最小尺寸
Φ22
Φ23.716
加工后
極限尺寸
最大尺寸
Φ22.21
Φ23.8
Φ24.052
最小尺寸
Φ22
Φ23.716
Φ24
加工余量（雙邊）
22
最大
1.8
0.252
最小
1.506
0.2
加工公差（單邊）
3.5 確定切削用量及基本工時：
3.5.1 車右端面、Φ76內(nèi)孔及孔底平面
1、車右端面：
l 加工條件：
工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ
加工要求：粗車右端面
機床：Ｃ620-1臥式車床。
刀具：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1,車刀刀桿及刀片的選擇：由于行選用Ｃ620-1臥式車床，車床中心高度為200mm（查表1.30Ｃ620-1臥式車床技術(shù)資料），故選刀桿尺寸為Ｂ×Ｈ＝16mm×25mm,刀片厚度為（4.5mm-6mm）選4.5mm。
l 刀具材料：查表1.2硬質(zhì)合金的應(yīng)用范圍分類和用途分組選刀具材料為ＹＧ 6.
l 車刀幾何形狀的選擇:查《切削用量簡明手冊》表1.3車刀切削部分的幾何 形 狀：前角=6°前刀面形狀為卷屑槽帶倒棱型, 后角=6°(6°-8°)主偏角=90°, 副偏角’=10°(10°-15°), 刃角=-10°, 刀尖圓弧半徑=0.4(0.4-0.8mm), 過度尺寸=0.5(0.5-1mm),過度刃偏角=45°。
l 切削用量：
l 吃刀深度：
余量Ｚ＝1.5+0.7＝2.2mm，查《切削用量簡明手冊》表1.4《硬質(zhì)合金及高速鋼車刀粗車外圓和端面進給量》f=0.6—0.8mm/r, <3mm, 工件直徑60—100mm按Ｃ620-1車床說明書選擇：f=0.6mm/r.
l 切削速度：
l 后刀面最大磨損限度為0.8—1.0取0.8,硬質(zhì)合金車刀的車刀 壽命為60min查《切削用量簡明手冊》表1.9車刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命,硬質(zhì)合金粗車鑄鐵端面。
l 硬質(zhì)合金粗車鑄鐵端面，壽命指數(shù)m=0.20,修正系數(shù)為1.0,
l 切削速度的計算：查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計
算公式
（3-1）
式中：＝54.8,＝0.4,m=0.2（查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.）＝1.15, ＝1.0,＝1.04,＝0.73, ＝0.97（查《切削用量簡明手冊》表1.28車削過程使用條件改變時的修正系數(shù)。）
?。?
＝11.4 m/min
==42.7r/min （3-2）
查《切削用量簡明手冊》表1.30Ｃ620-1臥式車床技術(shù)資料：與42.7r/min相近的有37.5r/min與46r/min現(xiàn)取46r/min所以實際切削速度為： ?。?2.3m/min （3-3）
l 檢驗機床功率：
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削切率的計算公式：
（3-4）
式中：＝900,＝2.2mm,＝1,＝0.75,＝11.4r/min,=0, （查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.）
=＝ （3-5）
＝1.02×0.89×1.0×1.0＝0.91
查《切削用量簡明手冊》表1.29-1鋼和鑄鐵的硬度和強度改變時切削力的修正系數(shù)。
查《切削用量簡明手冊》表1.29-2加工鋼和鑄鐵時刀具幾何參數(shù)改變時切削力的修正系數(shù)。
?。?223Ｎ （3-6）
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削功率的計算公式：
kw （3-7）
查《切削用量簡明手冊》表1.30機床技術(shù)資料知當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為30r/min時功率為5.9kw
l 檢驗機床進給系統(tǒng)強度：
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削功率的計算公式：
（3-8）
式中：＝530,＝2.2mm,＝0.9,＝0.75,＝11.2r/min,=0,f=0.6m/min. （查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.）
=＝ （3-9）
＝1.05×0.5×1.0×1.5＝0.79
查《切削用量簡明手冊》表1.29-1鋼和鑄鐵的硬度和強度改變時切削力的修正系數(shù)。
查《切削用量簡明手冊》表1.29-2加工鋼和鑄鐵時刀具幾何參數(shù)改變時切削力的修正系數(shù)。
=581N （3-10）
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削功率的計算公式：
（3-11）
式中：＝450,＝2.2mm,＝1.0,＝0.4,＝11.2r/min,=0,f=0.6m/min. （查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.）
= ＝ （3-12）
＝1.04×1.17×1.0×0.75＝0.91
查《切削用量簡明手冊》表1.29-1鋼和鑄鐵的硬度和強度改變時切削力的修正系數(shù)。
查《切削用量簡明手冊》表1.29-2加工鋼和鑄鐵時刀具幾何參數(shù)改變時切削力的修正系數(shù)。
=734 N （3-13）
現(xiàn)取機床導(dǎo)軌與床鞍間的摩擦系數(shù)μ＝0.1,則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為：
＝734+0.1×（581+1223）＝914.4N （3-14）
查《切削用量簡明手冊》表1.30Ｃ620-1臥式車床技術(shù)資料,機構(gòu)可承受有最大縱向力為：＝3530Ｎ，所以符合要求.
l 切削用時的計算:
查《機械加工工藝手冊》李洪主編（北京出版社出版），2.5-3車削機動時間的計算，可得：
（3-15）
（3-16）
（3-17）
為單件小批生產(chǎn)時的試切附加長度，查《機械加工工藝手冊》表2.5-4試切附加長度，=5
所以：
2、粗車Φ76內(nèi)孔及孔底平面：
l 加工條件：
工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ
加工要求：粗車Φ76內(nèi)孔及孔底平面
機床：Ｃ620-1臥式車床。
刀具：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1,車刀刀桿及刀片的選擇：由于行選用Ｃ620-1臥式車床，車床中心高度為200mm（查表1.30Ｃ620-1臥式車床技術(shù)資料），故選刀桿尺寸為Ｂ×Ｈ＝16mm×25mm,刀片厚度為（4.5mm-6mm）選4.5mm。
l 刀具材料查表1.2硬質(zhì)合金的應(yīng)用范圍分類和用途分組選刀具材料為ＹＧ6.
l 車刀幾何形狀的選擇:查《切削用量簡明手冊》表1.3,車刀切削部分的幾何形狀：
前角=6°前刀面形狀為卷屑槽帶倒棱型, 后角=6°(6°--8°),主偏角=92°, 副偏角’=6°, 刃角=0°, 刀尖圓弧半徑=1.5mm, 過度尺寸=0.5mm(0.5mm-1mm),過度刃偏角=46°
l 切削用量：
1、吃刀深度：
余量Ｚ＝(1.3+0.8)/2+(tan2°×9.3)=1.37一次進給完成，查《切削用量簡明手冊》表1.4《硬質(zhì)合金及高速鋼車刀粗車外圓和端面進給量》f=0.6—0.8mm/r, <3mm,工件直徑60—100mm按Ｃ620-1車床說明書選擇：f=0.8mm/r.
2、后刀面最大磨損限度為0.8—1.0取0.8,硬質(zhì)合金車刀的車刀壽命為60min查《切削用量簡明手冊》表1.9車刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命,硬質(zhì)合金粗車鑄鐵端面。
3、硬質(zhì)合金粗車鑄鐵端面，壽命指數(shù)m=0.20,修正系數(shù)為1.0,
4、加工工序尺寸鏈：
表5.1尺寸鏈計算表
基本尺寸
es
ei
-5.3
0.12
0
-44
-2
0.7
-0.7
1.5
+0.15
-0.15
1.5
0.15
-0.15
+3
+37
A=8.3
1.12
-1
因此車刀的走刀深度為
根據(jù)附表1建立工藝過程及工序尺寸鏈作圖
圖5.1 粗車Φ76內(nèi)孔及孔底平面工序尺寸鏈圖
l 切削速度的計算：查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式，
注：內(nèi)表面加工時用外圓加工的切削速度乘系數(shù)0.9
（3-18）
其中：＝158, ＝0.15,＝0.4,m=0.2,
查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.
＝1.15, ＝1.0,＝1.0,＝0.73, ＝0.98
查《切削用量簡明手冊》表1.28車削過程使用條件改變時的修正系數(shù)。
＝＝54.2m/min
==233.2r/min （3-19）
查《切削用量簡明手冊》表1.30Ｃ620-1臥式車床技術(shù)資料：與233.2r/min相近的有230/min與305r/min現(xiàn)取230r/min所以實際切削速度為：
＝53.44m/min （3-20）
l 檢驗機床功率：
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削切率的計算公式：
（3-21）
其中：＝900,＝1.3mm,＝1,＝0.75,＝53.44r/min,=0, （查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.）
= ＝ （3-22）
＝1.02×0.89×1.0×1.0＝0.91
查《切削用量簡明手冊》表1.29-1鋼和鑄鐵的硬度和強度改變時切削力的修正系數(shù)。
查《切削用量簡明手冊》表1.29-2加工鋼和鑄鐵時刀具幾何參數(shù)改變時切削力的修正系數(shù)。
?。?05Ｎ （3-23）
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削功率的計算公式：
kw （3-24）
查《切削用量簡明手冊》表1.30機床技術(shù)資料知當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為230r/min時功率為5.9kw
l 檢驗機床進給系統(tǒng)強度：
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削功率的計算公式：
（3-25）
其中：＝530,＝1.3mm,＝0.9,＝0.75,＝53.44r/min,=0, （查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.）f=0.8m/min.
= ＝ （3-26）
＝1.05×0.5×1.24×1.0＝0.65
查《切削用量簡明手冊》表1.29-1鋼和鑄鐵的硬度和強度改變時切削力的修正系數(shù)。
查《切削用量簡明手冊》表1.29-2加工鋼和鑄鐵時刀具幾何參數(shù)改變時切削力的修正系數(shù)。
=381N （3-27）
查表《切削用量簡明手冊》1.29切削過程切削力與切削功率的計算公式：
（3-28）
其中：＝450,＝1.3mm,＝1.0,＝0.4,＝53.44r/min,=0,f=0.8m/min，
= ＝ （3-29）
＝1.04×1.17×1.24×1＝1.51
查《切削用量簡明手冊》表1.29-1鋼和鑄鐵的硬度和強度改變時切削力的修正系數(shù)。
查《切削用量簡明手冊》表1.29-2加工鋼和鑄鐵時刀具幾何參數(shù)改變時切削力的修正系數(shù)。
=808 N （3-30）
現(xiàn)取機床導(dǎo)軌與床鞍間的摩擦系數(shù)μ＝0.1,則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為：
?。?08+0.1×（381+905）＝936.6Ｎ （3-31）
查《切削用量簡明手冊》表1.30,機構(gòu)可承受有最大縱向力為：＝3530Ｎ，所以符合要求.
l 切削用時的計算:
１、 粗車Φ76內(nèi)孔切削用時的計算: 查《機械加工工藝手冊》
（3-32）
（3-33）
（3-34）
為單件小批生產(chǎn)時的試切附加長度，查《機械加工工藝手冊》表2.5-4試切附加長度，=5
所以：
2、車底平面切削用時的計算:
查《機械加工工藝手冊》
（3-35）
（3-36）
（3-37）
為單件小批生產(chǎn)時的試切附加長度，查《機械加工工藝手冊》表2.5-4試切附加長度，=5
所以：
3.5.2 粗車左端面、Φ80外圓及Φ80右平面：
l 車刀的選擇：
l 加工條件：
工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ
加工要求：粗車左端面、Φ80右平面及Φ80外圓
機床：Ｃ620-1臥式車床。
刀具：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1,車刀刀桿及刀片的選擇：由于行選用Ｃ620-1臥式車床，車床中心高度為200mm（查表1.30Ｃ620-1臥式車床技術(shù)資料），故選刀桿尺寸為Ｂ×Ｈ＝16mm×25mm,刀片厚度為（4.5mm-6mm）選4.5mm。
l 刀具材料：查表1.2硬質(zhì)合金的應(yīng)用范圍分類和用途分組選刀具材料為ＹＧ6.
l 車刀幾何形狀的選擇:查《切削用量簡明手冊》表1.3,車刀切削部分的幾何形狀： 前角=6°前刀面形狀為卷屑槽帶倒棱型, 后角=6°(6°-8°),主偏角=92°, 副偏角’=10°(10°-15°), 刃角=-10°, 刀尖圓弧半徑=0.4(0.4-0.8mm), 過度尺寸=0.5(0.5-1mm),過度刃偏角=45°。
l 吃刀深度及進給量f：
左端面加工余量：Ｚ＝1.5+0.7＝2.2mm，一次進給完成＝2.2mm。Φ80右平面加工余量：Ｚ＝1.5+0.6+（tan4°×23）=3.7 mm，分二次進給完成＝1.8 mm。Φ80外圓加工余量：Ｚ＝（1.3+0.8）/2+5.3×tan4°=1.４一次進給完成＝1.4mm。
左端面進給量：f=0.6—0.8mm/r, <3mm,工件直徑60—100mm，取f=0.6 mm/r，Φ80右平面進給量f＝0.7—1.0 mm/r, ＞3.0 mm，工件直徑＞100 mm,現(xiàn)取f=0.7。Φ80外圓進給量：f=0.8—1.2, <3mm,工件直徑60—100mm，f=0.8mm。取按Ｃ620-1車床說明書選擇及查《切削用量簡明手冊》表1.4《硬質(zhì)合金及高速鋼車刀粗車外圓和端面進給量》。
l 后刀面最大磨損限度為0.8—1.0取0.8,硬質(zhì)合金車刀的車刀壽命為60min查《切 削用量簡明手冊》表1.9車刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命,硬質(zhì)合金粗車鑄鐵端面。
l 硬質(zhì)合金粗車鑄鐵端面，壽命指數(shù)m=0.20,修正系數(shù)為1.0,
l 粗車左端面
l 切削速度的計算：
查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式：
（3-38）
其中：＝54.8,＝0.4,m=0.2，＝2.2mm，f=0.6 mm/r
查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.
＝1.15, ＝1.0,＝1.04,＝0.73, ＝0.97
查《切削用量簡明手冊》表1.28車削過程使用條件改變時的修正系數(shù)。
＝
＝11.4 m/min
==44.3r/min （3-39）
查《切削用量簡明手冊》表1.30Ｃ620-1臥式車床技術(shù)資料：與44.3r/min相近的有37.5r/min與46r/min現(xiàn)取46r/min所以實際切削速度為：
＝11.8m/min。
l 檢驗機床功率：
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削切率的計算公式：
（3-40）
其中：＝900,＝2.2mm,＝1,＝0.75,＝11.4r/min,=0,
f=0.6 mm/r
= ＝ （3-41）
＝1.02×0.89×1.07×0.87＝0.85
查《切削用量簡明手冊》表1.29-1鋼和鑄鐵的硬度和強度改變時切削力的修正系數(shù)。
查《切削用量簡明手冊》表1.29-2加工鋼和鑄鐵時刀具幾何參數(shù)改變時切削力的修正系數(shù)。
?。?144Ｎ （3-42）
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削功率的計算公式：
kw （3-43）
查《切削用量簡明手冊》表1.30機床技術(shù)資料知當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為30r/min時功率為5.9kw
l 檢驗機床進給系統(tǒng)強度：
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削功率的計算公式：
（3-44）
其中：＝530,＝2.2mm,＝0.9,＝0.75,＝11.4r/min,=0,f=0.6m/min. （查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.）
=＝ （3-45）
＝1.05×0.5×1.24×1.5＝0.98
查《切削用量簡明手冊》表1.29-1鋼和鑄鐵的硬度和強度改變時切削力的修正系數(shù)。
查《切削用量簡明手冊》表1.29-2加工鋼和鑄鐵時刀具幾何參數(shù)改變時切削力的修正系數(shù)。
=717 N （3-46）
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削功率的計算公式：
（3-47）
其中：＝450,＝2.2mm,＝1.0,＝0.4,＝11.4r/min,=0,f=0.6m/min. （查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.）
= ＝ （3-48）
＝1.04×1.17×1.24×0.75＝1.13
查《切削用量簡明手冊》表1.29-1鋼和鑄鐵的硬度和強度改變時切削力的修正系數(shù)。
查《切削用量簡明手冊》表1.29-2加工鋼和鑄鐵時刀具幾何參數(shù)改變時切削力的修正系數(shù)。
=917 N （3-49）
現(xiàn)取機床導(dǎo)軌與床鞍間的摩擦系數(shù)μ＝0.1,則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為：
?。?17+0.1×（717+1144）＝1103Ｎ （3-50）
查《切削用量簡明手冊》表1.30Ｃ620-1臥式車床技術(shù)資料,機構(gòu)可承受有最大縱向力為：＝3530Ｎ，所以符合要求.
l 切削用時的計算:
查《機械加工工藝手冊》李洪主編（北京出版社出版），表2.5-3車削機動時間的計算，可得：
（3-51）
（3-52）
（3-53）
為單件小批生產(chǎn)時的試切附加長度，查《機械加工工藝手冊》表2.5-4試切附加長度，=5
所以：
l 粗車Φ80外圓：
l 切削速度的計算：
查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式：
（3-54）
其中：＝158, =0.15,＝0.4,m=0.2，＝1.4mm，f=0.8 mm/r
查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.
＝1.15, ＝1.0,＝1.0,＝0.73, ＝0.97
查《切削用量簡明手冊》表1.28車削過程使用條件改變時的修正系數(shù)。
（3-55）
＝
＝59.3 m/min
==230.3r/min （3-56）
查《切削用量簡明手冊》表1.30Ｃ620-1臥式車床技術(shù)資料：與230.3r/min相近的有230/min與305r/min現(xiàn)取230r/min所以實際切削速度為：
＝59m/min （3-57）
l 檢驗機床功率：
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削切率的計算公式：
（3-58）
其中：＝900,＝2.2mm,＝1,＝0.75,＝11.4r/min,=0, （查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.）
=＝ （3-59）
＝1.02×0.89×1.0×1.0
＝0.91
查《切削用量簡明手冊》表1.29-1鋼和鑄鐵的硬度和強度改變時切削力的修正系數(shù)。
查《切削用量簡明手冊》表1.29-2加工鋼和鑄鐵時刀具幾何參數(shù)改變時切削力的修正系數(shù)。
?。?223Ｎ （3-60）
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削功率的計算公式：
kw （3-61）
查《切削用量簡明手冊》表1.30機床技術(shù)資料知當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為30r/min時功率為5.9kw
l 檢驗機床進給系統(tǒng)強度：
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削功率的計算公式：
（3-62）
其中：＝530,＝2.2mm,＝0.9,＝0.75,＝11.4r/min,=0,f=0.8m/min. （查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.）
=＝ （3-63）
＝1.05×0.5×1.24×1.0＝0.79
查《切削用量簡明手冊》表1.29-1鋼和鑄鐵的硬度和強度改變時切削力的修正系數(shù)。
查《切削用量簡明手冊》表1.29-2加工鋼和鑄鐵時刀具幾何參數(shù)改變時切削力的修正系數(shù)。
=581N （3-64）
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削功率的計算公式：
（3-65）
其中：＝450,＝2.2mm,＝1.0,＝0.4,＝11.2r/min,=0,f=0.6m/min. （查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.）
= ＝ （3-66）
＝1.04×1.17×1.0×1.0
＝0.91
查《切削用量簡明手冊》表1.29-1鋼和鑄鐵的硬度和強度改變時切削力的修正系數(shù)。
查《切削用量簡明手冊》表1.29-2加工鋼和鑄鐵時刀具幾何參數(shù)改變時切削力的修正系數(shù)。
=734 N
現(xiàn)取機床導(dǎo)軌與床鞍間的摩擦系數(shù)μ＝0.1,則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為：
＝734+0.1×（581+1223）＝914.4Ｎ （3-67）
查《切削用量簡明手冊》表1.30Ｃ620-1臥式車床技術(shù)資料,機構(gòu)可承受有最大縱向力為：＝3530Ｎ，所以符合要求.
l 切削用時的計算:
查《機械加工工藝手冊》李洪主編（北京出版社出版），表2.5-3車削機動時間的計算，可得：
（3-68）
（3-69）
mm （3-70）
（3-71）
為單件小批生產(chǎn)時的試切附加長度，查《機械加工工藝手冊》表2.5-4試切附加長度，=5mm
mm
所以：
l 粗車Φ80右平面：
l 工序尺寸計算：
根據(jù)附表1“工序余量及偏差表”，作工序尺寸鏈圖
圖5.2 粗車左端面、臺階面工序尺寸鏈圖
因此加工Φ80右臺階面時的走刀距離為：
表5.1 工序尺寸計算表
基本尺寸
es
ei
1.5
0.15
-0.15
-1.5
0.15
-0.15
2
0.7
-0.7
-5.3
+0.12
0
-2
0.7
-0.7
A=5.3
1.82
-1.7
因此刀具的走刀深度為mm。
l 切削速度的計算：
查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式：
（3-72）
其中：＝54.8,＝0.4,m=0.2，＝1.8mm，f=0.7 mm/r
查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.
＝1.15, ＝1.0,＝1.18,＝0.73, ＝0.97
查《切削用量簡明手冊》表1.28車削過程使用條件改變時的修正系數(shù)。
?。?
＝14.8 m/min
==40.3r/min （3-73）
查《切削用量簡明手冊》表1.30Ｃ620-1臥式車床技術(shù)資料：與40.3r/min相
近的有37.5r/min與46r/min現(xiàn)取37.5r/min所以實際切削速度為：＝13.8m/min。 （3-74）
l 檢驗機床功率：
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削切率的計算公式：
（3-75）
其中：＝900,＝1.8mm,＝1,＝0.75,＝11.8r/min,=0, （查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.）
=＝ （3-76）
＝1.02×0.89×1.0×1.0
＝0.91
查《切削用量簡明手冊》表1.29-1鋼和鑄鐵的硬度和強度改變時切削力的修正系數(shù)。
查《切削用量簡明手冊》表1.29-2加工鋼和鑄鐵時刀具幾何參數(shù)改變時切削力的修正系數(shù)。
＝1132.4Ｎ （3-77）
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削功率的計算公式：
kw （3-78）
查《切削用量簡明手冊》表1.30機床技術(shù)資料知當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為30r/min時功率為5.9kw
l 檢驗機床進給系統(tǒng)強度：
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削功率的計算公式：
（3-79）
其中:＝530,＝1.8mm,＝0.9,＝0.75,＝11.8r/min,=0, （查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.）f=0.7m/min.
=＝ （3-80）
＝1.05×0.5×1.24×1.0＝0.65
查《切削用量簡明手冊》表1.29-1鋼和鑄鐵的硬度和強度改變時切削力的修正系數(shù)。
查《切削用量簡明手冊》表1.29-2加工鋼和鑄鐵時刀具幾何參數(shù)改變時切削力的修正系數(shù)。
=451N （3-81）
查《切削用量簡明手冊》表1.29切削過程切削力與切削功率的計算公式：
（3-82）
其中：＝450,＝1.8mm,＝1.0,＝0.4,＝11.8r/min,=0, （查《切削用量簡明手冊》表1.27切削速度計算公式.）f=0.7m/min.
=＝ （3-83）
＝1.04×1.17×1.24×1.0＝1.5
查《切削用量簡明手冊》表1.29-1鋼和鑄鐵的硬度和強度改變時切削力的修正系數(shù)。
查《切削用量簡明手冊》表1.29-2加工鋼和鑄鐵時刀具幾何參數(shù)改變時切削力的修正系數(shù)。
=1057 N （3-84）
現(xiàn)取機床導(dǎo)軌與床鞍間的摩擦系數(shù)μ＝0.1,則切削力在縱向進給方向?qū)M給機構(gòu)的作用力為：
＝1057+0.1×（451+1132.4）＝1215.3Ｎ （3-85）
查《切削用量簡明手冊》表1.30Ｃ620-1臥式車床技術(shù)資料,機構(gòu)可承受有最大縱向力為：＝3530Ｎ，所以符合要求.
l 切削用時的計算:
查《機械加工工藝手冊》李洪主編（北京出版社出版），表2.5-3車削機動時間的計算，可得：
（3-86）
（3-87）
（3-88）
（3-89）
為單件小批生產(chǎn)時的試切附加長度，查《機械加工工藝手冊》表2.5-4試切附加長度，=5
所以：
3.5.3 鉆孔Φ24、Φ8、鉆M6-7H螺紋孔及攻螺紋，锪平Φ36、Φ22及、M6端面
l 鉆孔Φ24：
工件材料：ＨＴ200,硬度200ＨＢＳ
工藝要求：孔徑Φ22mm，孔深為22+2+2=26mm通孔、精度為IT12
機床：z525立式鉆床
l 鉆頭的選擇：
選擇高速鋼麻花鉆=22mm，查《切削用量簡明手冊》表2.2鉆頭幾何形狀為：2Φ=90°~150°現(xiàn)取2Φ=120°, =45°~55°現(xiàn)取=55°，=7°~15°現(xiàn)取=12°，=24°~32°現(xiàn)取=30°。
l 切削用量：
l 進給量：
l 按加工要求決定進給量：查《切削用量簡明手冊》表2.7，加工要求為12級、鑄鐵硬度為200HBS、當(dāng)=22mm時=0.78—0.96 mm/r
l 按鉆頭強度，查《切削用量簡明手冊》表2.8鉆頭強度允許的進給量為=1.75—2 mm/r
l 按機床進給機構(gòu)強度決定進給量：查《切削用量簡明手冊》表2.9機床進給機構(gòu)強度所允許的鉆削進給量，>25mm（z525鉆床允許的軸向力為8830N查《切削用量簡明手冊》表2.35 Z525立式鉆床技術(shù)資料）=0.52 mm/r
從以上三個進給量比較可以看出受限制的進給量是工藝要求其值為=0.78—0.96 mm/r根據(jù)Z525鉆床說明書選擇=0.81mm/r。由于加工通孔為避免孔即將鉆穿時鉆頭容易折斷故宜在孔即將鉆穿時停止自動進給而采用手動進給。
機床進給機構(gòu)強度也可根據(jù)初步確定的進給量查出軸向力再進行比較來校驗，查《切削用量簡明手冊》表2.19、查出鉆孔時軸向力，當(dāng)=0.81mm/r、>25mm、=8630 N軸向力修正系數(shù)=1.0、=1.0、=1.0故=8630 N，根據(jù)Z525鉆床說明書機床進給機構(gòu)強度允許的最大軸向力為=8830 N.由于<故=0.81mm/r可用。
l 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命：查《切削用量簡明手冊》表2.12，=22mm時鉆頭后刀面最大磨損量為0.8-1.2，壽命T=75min
l 切削速度：查《切削用量簡明手冊》表2.15高速鋼鉆頭鉆削灰鑄鐵時切削速度。=0.81mm/r，鑄鐵硬度為200HBS，>20mm查得 =14m/min
切削速度修正系數(shù)：=1.0、=1.0、=0.75、=1.0、=1.0
m/min （3-90）
r/min （3-91）
根據(jù)Z525鉆床說明書可考慮n=195 r/min但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計算轉(zhuǎn)速高會使刀具壽命下降故可將進給量降低一級，即取=0.52mm/r，也可選較低轉(zhuǎn)速n=140 r/min, =0.81mm/r，故比較兩方案：
方案1：=0.52mm/r、 n=195 r/min
n*=195*0.52=101.4 mm/min
方案2：=0.81mm/r、n=140 r/min
n*=0.81*140=113.4 mm/min
因方案2乘積較大、基本工時較少故第2方案較好此時=9.6 m/min、=0.81mm/r。
l 校驗機床扭矩及功率：
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.21，當(dāng)=0.81mm/r、=22mm、、=1.0故。
根據(jù)Z525鉆床說明書，當(dāng)=140 r/min、
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.23高速鋼鉆頭鉆灰鑄鐵時消耗的功率
=0.81mm/r、=22mm、=9.6 m/min、=1.0 KW
根據(jù)Z525鉆床說明書、=2.8×0.81=2.26 KW，由于<、<故選擇的切削用量可用。即=0.81mm/r、n=140 r/min、=9.6 m/min
l 切削力的計算：
查《切削用量簡明手