可转位复合钻刀工艺设计_毕业设计.doc

太原工业学院毕业设计 毕业设计任务书毕业设计任务书 设计（论文）题目： 可转位复合钻刀工艺设计可转位复合钻刀工艺设计 系部： 机械工程系机械工程系 专业：机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 学 生 ： 学 生 ： 09201 指导教师（含职称）： 1设计（论文）的目的、意义 工艺是机械产品设计、制造过程中的重要组成部分。工艺设计的好坏直接影响 产品的最终制造质量和整个生产系统的优化状况。通过该毕业设计，掌握较复杂零 件的机械加工工艺规程的制定以及夹具的设计。特别是学习如何分析、解决实际问 题，接受实际的工程训练。 2设计（论文）的基本要求和内容 刀具装配图 1 张 刀片零件图 1 张 刀体零件图 1 张 螺钉零件图 1 张 说明书 1 份 说明书主要内容：工艺过程概述及其重要性；刀体加工工艺规程的制定，包括 工艺路线设计、工序设计（工艺余量计算、尺寸链的计算等） 、编制工艺规程文件; 夹具设计（设计、计算、绘图） 。 3主要参考文献 1 赵如福. 金属机械加工工艺人员手册 . 第 4 版. 上海：上海科学技术出版 社，2006. 2艾兴，肖诗纲. 切削用量简明手册. 第 3 版. 北京：机械工业出版社，2004. 3吴佳常. 机械制造工艺学. 北京： 中国标准出版社，1991. 4王启平. 机械制造工艺学. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，1995. 太原工业学院毕业设计 i 5王启平. 机床夹具设计. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005. 6龚定安，蔡建国. 机床夹具设计原理. 西安：陕西科学技术出版社，1981. 4进度安排 3 月 17 号4 月 10 号：学习机械加工工艺课程 4 月 11 号4 月 30 号：对刀体结构进行分析，拟定合理的工艺路线 5 月 01 号5 月 25 号：选择加工方法及工艺参数，编制工艺卡片和专用夹具 的设计 5 月 26 号6 月 01 号：整理论文，译文等 6 月 02 号6 月 10 号：编辑、打印论文，交稿，准备答辩 太原工业学院毕业设计 ii 可转位复合钻刀设计及工艺编制可转位复合钻刀设计及工艺编制 摘要摘要： 本论文以新型可转位复合钻为例，分别进行工艺方案分析，机床的选择，最 终形成可以指导生产的工艺文件（设计、计算、绘图） 。在整个工艺过程的设计过程 中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低，合理的选用定 位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削用量， 使得零件的加工在保证零件精度的情况下，尽可能达到加工效率最高、刀具消耗最 低的目的。最终形成完整的工艺文件，并能指导实际生产。 关键词：关键词： 可转位 复合钻 加工工艺 indexable composite drilling tool design and process planning abstract：the new indexing composite drilling as an example, respectively, process analysis, machine tool selection, the final formation can process documents to guide the production (design, calculation, drawing). in the design process of the whole process, through the analysis, to determine the best technology solutions, so that the lowest manufacturing cost of parts, the clamping means reasonable, make processing of parts is convenient, accurate positioning, good rigidity, reasonable selection of cutting tools and cutting parameters, so that the processing of the parts in the guarantee that the parts precision, as much as possible to achieve the highest machining efficiency, tool consumption minimum objective. eventually forming process documents complete, and can guide the practical production. keyword：indexable composite drilling tool design of clamping device 太原工业学院毕业设计 iii 目 录 1 1 前言前言 1 1 1.1 机械制造工艺的作用和发展方向 1 1.2 机械制造工艺过程及机械制造工艺系统 2 1.3 本课题的意义.3 2 2 工艺方案分析工艺方案分析 2 2 2.1 零件图 2 2.2 零件图分析 2 2.3 确定加工方法 2 2.4 确定加工方案 2 2.2. 机电一体化装置的组成机电一体化装置的组成 6 6 2.1 概述.6 2.2 液压系统.9 2.2.1 液压系统工作原理.9 2.2.2 液压系统的组成10 2.2.3 液压传动的优缺点10 2.2.4 齿轮泵11 2.2.5 液压缸13 2.2.6 液压控制阀 .14 2.3 接近开关19 2.4 接触器21 2.4.1 交流接触器 .21 2.4.2 直流接触器22 3 3 速度检测装置速度检测装置2424 3.1 概述24 3.2at89s52 单片机.25 3.2.1 at89s52 引脚功能25 3.2.2 指令系统28 太原工业学院毕业设计 iv 3.3 数码管29 3.3.1 数码管分类30 3.3.2 数码管驱动方式 .30 4 4 方案选定及其设计过程方案选定及其设计过程 3232 4.1 概述32 4.2 液压速度换接回路设计过程33 4.3 速度测量装置39 参考文献参考文献 4242 致谢致谢 4343 附录一附录一 液压缸速度检测程序液压缸速度检测程序 4444 附录二附录二 速度换接回路的速度换接回路的 plcplc 程序程序 4747 太原工业学院毕业设计 0 1 1 前言前言 在国民经济的各个领域，各个行业中广泛使用着大量的机床、机器、仪器及工 具等，这些工艺装备都是由机械制造工业提供的。机械制造工艺的主要任务就是围 绕各种工程材料的加工要求，研究其加工工艺并设计和制造各种工艺装备，机械制 造工艺是国民经济各部门的装备部，它不仅为传统产业的改造提供了现代化的设备， 同时也是计算机、通信等新兴产业的基础。 1.11.1 机械制造工艺的作用和发展方向机械制造工艺的作用和发展方向 机械制造业的兴衰直接影响和制约了工业、农业、交通、航天、信心和国防各 部门的生产技术和整体水平，进而影响着一个国家的综合生产实力。2001 年中国工 程院组织了 25 名院士和 40 多位专家对中国制造业的现状、作用、地位、及发展趋 势和对策进行了调查研究，写出了新世界如何提高和发展我国制造业的研究报告 ， 其中指出：处于工业中心的制造业，特别是装备制造业，是国民经济持续发展的基 础，是工业化、现代化建设的发电机和动力源，是在国际竞争中争取胜的法宝，是 技术进步的主要舞台，是提高人均收入的财源、国防安全的保证，是发展现代化文 明的物质基础。 当代的机械制造业正沿着三个主要的方向发展： 加工技术向高度信息化、自动化、智能化方向发展，信息技术、智能制造技 术、数控技术、柔性制造技术、计算机集成制造技术以及敏捷制造等先进制造技术 都在改造传统制造业并迅速向前发展。 加工技术向高精度发展，出现高精度发展，出现超精密工程以及纳米测量等 纳米技术。 机械加工的工艺方法进一步完善与开拓，传统的切削与磨削技术仍在不断地 发展，各种特种加工方法也在不断开拓新的工艺可能性与新的技术，如快速成形、 激光加工、电加工和射流加工等。同时，机械制造中的计量与测试技术、机械产品 的装备技术、工况监测与故障诊断技术、机械设备性能试验技术、机械产品的可靠 性保证与质量控制技术、仿生制造技术、微型制造设备技术、网络制造技术、人工 太原工业学院毕业设计 1 智能在机械制造中的应用以及考虑到环境保护的绿色制造技术等均有重大的进展。 1.21.2 可转位硬质合金刀具的优缺点可转位硬质合金刀具的优缺点 优点： 刀片转位后，切削刃在刀体上的空间位置不变，并具有和转位前相同的几何参 数。 有利于根据加工对象选用各种材料的刀片，而刀体不变。 刀片用坏了可快速更换，刀体可重复使用，节省了换刀、对刀等所需的辅助时 间，既节省成本又提高了效率。 缺点： 经刀片搭接而形成的切削刃加工后的表面粗糙度较大。 小尺寸规格无法实现，因为刀片需要一定的装夹空间。 复杂形状的加工面加工成本高，因为需要特制非标刀片。 对加工和使用刀具的设备要求高。 1.31.3 可转位刀具特点和发展方向可转位刀具特点和发展方向 可转位刀具是现代金属切削工具中具有时代特征的一种先进刀具。 随着机械加工技术的发展，生产过程进入数控化、自动化，加工效率不断提高， 加工对象日趋复杂，这就要求切削刀具具有高可靠性、高精度、高寿命，以及良好 的断屑性、可快换性与之相适应。为满足这些新的高要求，刀具领域产生了一系列 的变革， “切削刀片可转位化”便是刀具结构中有代表性的一次变革。多年来国内外 生产实践表明，可转位刀具的开发与应用，不仅改变了机加工车间的面貌，提高了 企业技术经济效益，而且推动了机械加工技术的发展10。 可转位刀具与焊接刀具相比有以下特点： 1刀片成为独立的功能元件，其切削性能得到了扩展和提高。 2机械夹固式避免了焊接工艺的影响和限制，更利于根据加工对象选用各种材 料刀片，并充分地发挥其切削性能，从而提高了切削效率。 3切削刃空间位置相对刀体固定不变，节省了换刀、对刀等所需的辅助时间， 提高了机床利用率。 为了与金属切削加工的发展相适应，对可转位刀具提出来新的更高的要求： 1刀具必须适应高速加工的要求，即刀具夹持机构、重量配置、刀片材质和刀 太原工业学院毕业设计 2 具精度等必须适应高速切削的需要。 2刀具应具有高的可靠性、刀片材质寿命长，质量一致性好、定位装夹可靠、 切削刃的重复精度高。 3刀具应具有高的切削性能。切削阻力小，切削热少，加工精度高和刀具寿命 长。刀片材质导热性好，刀具几何参数、切削刃几何形状的设计应充分发挥刀具的 切削性能。 4尽量减少换刀次数。 5能适应难加工材料。 切削加工时不污染环境，防止产生粉尘、噪声，断屑良好，切屑易处理10 1.31.3 本课题的意义本课题的意义 钻孔与倒角合为一个工步，明显的提高了效率。 1)可同时或顺序加工几个表面，减少机动和辅助时间，提高生产率； 2)可减少工件的安装次数或夹具的转位次数，以减小和降低定位误差； 3)降低对机床的复杂性要求，减少机床台数，节约费用，降低制造成本； 4)可保证加工表面间的相互位置精度，加工质量高。 太原工业学院毕业设计 3 2.2.机械加工工艺设计机械加工工艺设计 2.12.1 零件图零件图 2.22.2 零件图分析零件图分析 该零件表面由圆柱、圆锥、槽、螺纹等表面组成。尺寸标注完整，选用毛坯为 40gr，55mm150mm， 热处理头部、柄部，硬度为 hrc40-50【b】 。 2.32.3 毛坯的选择毛坯的选择 2.3.12.3.1 毛坯的种类毛坯的种类 （1） 铸造毛坯：适合做形状复杂零件的毛坯 （2） 锻造毛坯：适合做形状简单零件的毛坯； （3） 型材：适合做轴、平板类零件的毛坯； （4） 焊接毛坯：适合板料、框架类零件的毛坯。 2.3.22.3.2 选择毛坯的原则选择毛坯的原则 太原工业学院毕业设计 4 毛坯的形状和尺寸应尽量接近零件的形状和尺寸，以减少机械加工。 毛坯选择应考虑的因素 1） 生产纲领的大小： 对于大批大量生产，应选择高精度的毛坯制造方法， 以减少机械加工，节省材料。 2） 现有生产条件： 要考虑现有的毛坯制造水平和设备能力。 零件材料为 40gr，且考虑刀本零件力学性能要求不高，台阶直径相差不大，故 选棒料,70x190 的材料加工工件 fz-50、fz-45，50x190 的材料加工 工件 fz-40 . 刀体：采用 40gr 端齿刀片：采用硬质合金 ys25 夹紧螺钉：采用 40cr。 3 3 尺寸精度分析尺寸精度分析 客户没有特殊要求。故采用本厂精度加工即可 旧国标（hg）159-59 中，在基准件公差上，把精度等级分成 12 级。取自其 中 8、9 两级精度基准件公差，称为自由尺寸公差。将偏差分为；单向（+）或（-） 、 双向（）二种。 在自由尺寸公差的注解中提示； 自由尺寸公差仅适用于机械加工表面。 自由尺寸公差在工作图上不标注。 单向偏差对于轴用（-）号，对于孔、孔深、槽宽、槽深及槽 长用（+）号，其余均用双向正负偏差（） 。 不能纳入上述明确原则的自由尺寸，且有单向偏差要求时，设 计者应在工图中注出，否则按双向偏差制造。 修定后国标（gb）1800-79 中，标准公差分 20 级。 即；it01、it0、it1 至 it18。it 表示标准公差，公差等级的代 号用阿拉伯数字表示，从 it01 至 it18 等级依次降低。 并制定（gb）1804-79 未注公差尺寸的极限偏差，规定有三条； 规定的极限偏差适用于金属切削加工的尺寸，也可用于非切削加 工的尺寸， 图样上未注公差尺寸的偏差，按本标准规定的系列，由相应的技 术文件作出具体规定。 未注公差尺寸的公差等级规定为 it12 至 it18。一般孔用 h（+） ； 太原工业学院毕业设计 5 轴用 h（-） ；长度用（）? it（即 js 或 js） 。必要时，可不分孔、 轴或长度，均采用 ? it（即 js 或 js） 。 4 刀体加工工艺规程的制定刀体加工工艺规程的制定 工艺过程就是改变生产对象的形状、尺寸、相互位置和性质，使其成为成品或 半成品的过程，在生产过程中占重要位置。工艺过程主要分为毛坯制造工艺过程、 机械加工工艺过程和机械装配工艺过程，后两个过程称为机械制造过程。 4.14.1 工艺的基本概念工艺的基本概念 机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的力学性能， 使之成为合格的零件的全过程，是直接生产的过程。按照规定的工艺过程组织生产， 对保证产品的质量、产量以及生产成本有着重要的作用。 4.24.2 定位基准的选择定位基准的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工件之一，基面选择的正确与合理，可以使 加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出， 更甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。因此，工件在加工过程中 的定位、测量等问题需要被重点考虑。 粗基准的选择 在选用粗基准时要考虑如何保证各个加工面有足够的余量，如何保证各个表面 间的相互位置精度和自身的尺寸精度。因此，选择粗基准是，应遵循以下几个原则： 对于不需要全部加工表面的零件，应使用始终不加工的表面作为粗基准， 艺保证不加工表面与加工表面之间的相互位置要求。 选择毛坯余量最小量的表面作粗基准。 选择零件上重要基准面作粗基准。 选择零件上加工面积大，形状复杂的表面作粗基准，以定位准确、夹紧可 太原工业学院毕业设计 6 靠，夹具结构简单、操作方便。 粗基准在同一尺寸方向上通常只能使用一次，不应重复使用，以免产生不 必要的定位误差。 精基准的选择 精基准的选择应使工件的定位误差较小，能保证工件的加工精度，同时还应使 加工过程操作方便，夹具结构简单。选择时应遵循以下原则。 基准重合 尽量选择被加工表面的设计基准或工序基准作为定位基准，避 免基准不重合而产生的定位误差。 一次安装原则 一次安装又称为基准统一原则。基准统一或一次安装和有 关工序所使用的夹具结构大体上统一，降低了工装设计和制造成本。同时多数表面 采用同一基准进行加工，避免因基准转换而带来的误差。 互为基准原则 当某些表面相互位置精度要求较高时，这些表面又可以互 为基准反复加工，以不断提高定位基准的精度，保证这些表面之间的位置精度。 自为基准原则 对于加要求很高的表面，如果加工时要求其余量很小且均 匀时，可以以加工表面本身作为定位基准，以保证加工质量和提高生产效率。 根据以上原则，结合刀体具体的结构，确定基准如下：为了保证小头孔的壁厚 均匀，在钻小头孔时，选小头孔不加工的外圆作为粗基准。在毛坯制造时往往在杆 身的一侧作出定位标记（凸起球面） ，以大、小头端面定位时就能区别两个端面。粗 加工大、小头两端面时，先选取没有凸起标记的一侧的端面为粗基准来加工另一端 面，然后以这一加工过的端面为精基准加工没有凸起标记一侧的端面，以后的大部 分工序都以这个精加工端面作为精基准。这样可以保证两端面的平行度，并使作为 精基准的端面有良好的表面质量。 在整个加工过程中，各工序尽量保持基准一致。选用连杆端平面（没有凸起标 记一侧的端面） ，经过钻削的小头孔及连杆大端经过加工的侧面作为辅助定位基准。 大、小头孔精加工时，大、小头孔互为基准。 4.34.3 加工余量的确定加工余量的确定 在确定工序尺寸时，首先要确定加工余量。正确确定加工余量对于工厂具有 重要的意义。若毛坯的余量过大，浪费材料势必增加生产的成本；反之若余量过小， 太原工业学院毕业设计 7 是毛坯制造困难，同样增加成本，余量太小也不能保证零件的加工精度。所以余量 过大、过小对机械加工都会带来不利的影响。 经查表，本设计使用的加工余量端面为 5mm。径向加工为 3mm。粗磨的加工余 量为 2mm。 4.44.4 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 加工顺序就是指工序的排列次序，加工顺序对保证加工质量、降低生产成本有着 重要的作用，一般考虑一下几个原则 先基准后其他 零件的前几道工序应安排加工精基准，然后用精基准来加 工其他表面。 先粗加工后精加工 整个零件的加工工序应是粗加工在前，然后是半精加 工、精加工以及光整加工。这样以避免由于工件受力变形而影响加工质量，也避免 了精加工表面受到损伤等。 先加工平面，后加工内孔 先加工主要表面，后加工次要表面，即作为精 基准的表面应首先加工。然后对精度要求高的主要表面进行粗加工。半精加工，并 穿插一些次要表面的加工，然后进行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工 安排在最后进行，这样避免已加工表面在运输过程中的碰伤。 根据以上原则，以及在一些相关资料中查找的数据，制定工艺路线，如表 2-2 所示。 表表 2-22-2 连杆加工工艺路线连杆加工工艺路线 工序号工序内容 1 下料 2粗精车各部 3粗铣沟槽 4精铣沟槽及刀片槽 5铣柄部削平 6钻出水孔 7攻螺纹，去毛刺 8表面光蚀处理 太原工业学院毕业设计 8 9热处理 10喷砂 11磨刃部外圆 12磨柄部外圆 13发黑处理 14打标记 15装配刀片 16检验 17防锈，包装 4.54.5 刀体工艺计算刀体工艺计算 加工工艺路线制定后，为了能达到加工工艺路线中的要求，有必要对每个工序 进行切削用量计算，选择合适的机床，并在此基础上编制工艺过程卡片、工序卡片、 使整个加工过程有章可循，最大限度的节省费用，降低工时，提高生产效率。 4.5.14.5.1 粗精车各部工序加工计算粗精车各部工序加工计算 查金属机械加工工艺人员手册表 10-39，选 40mm 的钻刀，材料为 40gr， 查金属机械加工工艺人员手册表 14-69，取 fz=0.1mm/z,查金属机械加工工艺 人员手册表 14-67，有 (2-1)1.0 1.02.03.0 33.0 45.0 zafat dc v ezp v 式中 cv系数，cv=53； d铣刀直径，mm； t刀具耐用度，min； ap切削深度，mm； fz每齿进给量，mm； ae铣削宽度，mm； z铣刀齿数。 由金属机械加工工艺人员手册表 14-80，=，得： z d 6 40 t=90min,ae=40mm,v=41.49m/min 则 太原工业学院毕业设计 9 n=330(r/min) (2-2) d v 14 . 3 1000 机床选择 查金属机械加工工艺人员手册表 8-55，选铣床 x5020as,主轴 8 级转速，转 速范围 401800r/min，p=3kw。 据切削用量简明手册 ，有 = （2-3） 1z rn1 min max z n n 式中 z级数； 最高转速，r/min； max n 最低转速，r/min； min n 则：=1.72.查切削用量简明手册表 2-2，选 n=315r/min，则实际转速为 v=39.56(m/min) (2-4) 1000 14 . 3 dn 验证功率：查金属机械加工工艺人员手册表 14-67 知， p= （2-5）znafadc ezpp 72.086.0 14.05 10 式中 cp系数，cp=3.36； d铣刀直径，mm； ap切削深度，mm； fz每齿进给量，mm； ae铣削宽度，mm； z铣刀齿数； n铣刀转速，r/min； 计算得 p=2.09kw,机床选择满足要求。 机动时间和辅助时间的计算 查金属机械加工工艺人员手册知机动时间 t0为 t0=i (2-6) znf lll z 21 太原工业学院毕业设计 10 式中 加工长度，mm；l 刀具的切入长度，mm； 1 l 刀具的超出长度，mm； 2 l 每齿进给量，mm/r； z f z铣刀齿数； 铣刀次数； 其中 l=267.5mm，查金属机械加工工艺人员手册表 15- 6，l1=10.5mm，l2=2.0mm,i=3,则 t0=4.44min。 根据参考文献4，辅助时间 tf按 t0的 18%计算，则 tf=0.8min。 小结 综上所述，机床为立式铣床 x5020as，主轴转速 n=315r/min,切削速度 v=39.56m/min,进给量 f=0.1mm/z,切削深度 ap=3mm,机动时间 t0=4.44min，辅助时间 tf=0.8min。 4.5.24.5.2 粗铣沟槽平面粗铣沟槽平面 工序加工计算 查金属机械加工工艺人员手册表 10-39，选 80mm 的锯片铣刀，宽度 l=3mm，材料为高速钢，齿数取 40，ap=3mm。 查金属机械加工工艺人员手册表 14-69，取 fz=0.04mm/z，根据公式 1.0 2.02.03.0 2.0 25.0 zafat dc v ezp v 式中 系数，=60.2。 v c v c 查金属机械加工工艺人员手册表 14-79=，得： z d 40 80 t=90min,ae=3mm,v=36.87m/min 则据公式（2-2）求得 n=144(r/min) d v 14 . 3 1000 机床选择 查金属机械加工工艺人员手册表 8-55，选铣床 xa6132,主轴 8 级转速，转 速范围 301500r/min，p=7.5kw。 据公式（2-3）求得 太原工业学院毕业设计 11 = =1.26 1z rn1 min max z n n 查切削用量简明手册表 2-2，选 n=375r/min，则实际转速为 v=37.68(m/min) 1000 14 . 3 dn 验证功率：查金属机械加工工艺人员手册表 14-67 知， p=0.09kw znafadc ezpp 72.086.0 14.05 10 式中 cp系数，cp=3.36； 机床选择满足要求。 机动时间和辅助时间的计算 查金属机械加工工艺人员手册知机动时间 t0为 t0=i znf lll z 21 式中 加工长度，mm；l 刀具的切入长度，mm； 1 l 刀具的超出长度，mm； 2 l 每齿进给量，mm/r； z f z铣刀齿数； 铣刀次数； 其中 l=25mm，查金属机械加工工艺人员手册表 15- 6，l1=16.2mm，l2=3.0mm,i=1,则 t0=0.07min。 根据参考文献4，辅助时间 tf按 t0的 18%计算，则 tf=0.01min。 小结 太原工业学院毕业设计 12 综上所述，机床为立式铣床综上所述，机床为立式铣床 xa6132xa6132，主轴转速，主轴转速 n=150r/min,n=150r/min,切切 削速度削速度 v=37.68m/min,v=37.68m/min,进给量进给量 f=0.1mm/z,f=0.1mm/z,切削深度切削深度 a ap p=3mm,=3mm,机动时机动时 间间 t t0 0=0.07min=0.07min，辅助时间，辅助时间 t tf f=0.01min=0.01min。1.5.41.5.4 粗镗小头孔粗镗小头孔 工序加工计算 查 金属机械加工工艺人员手册表 14-51，选 ap=1.25mm，刀杆伸出长度为 200mm，得 f=0.2mm/r。 查金属机械加工工艺人员手册表 14-4，选刀具的材料为 yt15。 查金属机械加工工艺人员手册表 10-16，选择镗通孔类镗刀。刀具参数为 ,b=12mm,h=12mm,l=150mm, =60mm,d=12mm,查金属机械加工工艺人员手册 0 45 r kl 表 14-51，加工材料为 45 钢，加工条件为加切削液，取 v=10m/min，孔径 d=38mm。 则据公式（2-2）求得 n=84r/min 机床选择 查金属机械加工工艺人员手册表 8-28，选择镗床 t68，主轴 18 级转速，转 速范围 201000r/min，主轴功率 p=5.5kw。 据公式（2-3） =1.26 1z rn1 min max z n n 查切削用量简明手册表 2-2，选 n=80r/min，则根据公式（2-4） ，求得实际 转速 v=9.55m/min。 机动时间额辅助时间的计算 查金属机械加工工艺人员手册表，镗孔的机动时间为 （2-15） i fn llll t 321 0 式中 刀具行程长度，mm；l 加工长度，mm； 1 l 刀具的切入长度，mm； 2 l 刀具的超出长度，mm； 3 l 太原工业学院毕业设计 13 f刀具或零件的进给量，mm/r； n刀具或零件的转速，r/min； i进给次数。 其中 =42.5mm，查金属机械加工工艺人员手册表 15-1，=3mm，=2mm；l 1 l 2 l 查金属机械加工工艺人员手册表 15-4，测量工具选内卡钳，=5mm，进给次数 3 l i=1，则 t0=3.28min。 根据参考文献4，辅助时间 tf按 t0的 18%计算，则 tf=0.59min。 小结 综上所述，机床选 t68，主轴转速为 80r/min，切削速度 v=9.55m/min，进给量 f=0.2mm/r，切削深度 ap=1.25mm,机动时间 t0=3.28min，辅助时间 tf=0.59min。 4.5.34.5.3 精铣沟槽平面精铣沟槽平面 工序加工计算 查金属机械加工工艺人员手册表 10-39，选 80mm 的锯片铣刀，宽度 l=3mm，材料为高速钢，齿数取 40，ap=3mm。 查金属机械加工工艺人员手册表 14-69，取 fz=0.04mm/z，根据公式 1.0 2.02.03.0 2.0 25.0 zafat dc v ezp v 式中 系数，=60.2。 v c v c 查金属机械加工工艺人员手册表 14-79=，得： z d 40 80 t=90min,ae=3mm,v=36.87m/min 则据公式（2-2）求得 n=144(r/min) d v 14 . 3 1000 机床选择 查金属机械加工工艺人员手册表 8-55，选铣床 xa6132,主轴 8 级转速，转 速范围 301500r/min，p=7.5kw。 据公式（2-3）求得 = =1.26 1z rn1 min max z n n 查切削用量简明手册表 2-2，选 n=375r/min，则实际转速为 太原工业学院毕业设计 14 v=37.68(m/min) 1000 14 . 3 dn 验证功率：查金属机械加工工艺人员手册表 14-67 知， p=0.09kw znafadc ezpp 72.086.0 14.05 10 式中 cp系数，cp=3.36； 机床选择满足要求。 机动时间和辅助时间的计算 查金属机械加工工艺人员手册知机动时间 t0为 t0=i znf lll z 21 式中 加工长度，mm；l 刀具的切入长度，mm； 1 l 刀具的超出长度，mm； 2 l 每齿进给量，mm/r； z f z铣刀齿数； 铣刀次数； 其中 l=25mm，查金属机械加工工艺人员手册表 15- 6，l1=16.2mm，l2=3.0mm,i=1,则 t0=0.07min。 根据参考文献4，辅助时间 tf按 t0的 18%计算，则 tf=0.01min。 小结 综上所述，机床为立式铣床综上所述，机床为立式铣床 xa6132xa6132，主轴转速，主轴转速 n=150r/min,n=150r/min,切切 削速度削速度 v=37.68m/min,v=37.68m/min,进给量进给量 f=0.1mm/z,f=0.1mm/z,切削深度切削深度 a ap p=3mm,=3mm,机动时机动时 间间 t t0 0=0.07min=0.07min，辅助时间，辅助时间 t tf f=0.01min=0.01min。1.5.41.5.4 粗镗小头孔粗镗小头孔 工序加工计算 查 金属机械加工工艺人员手册表 14-51，选 ap=1.25mm，刀杆伸出长度为 太原工业学院毕业设计 15 200mm，得 f=0.2mm/r。 查金属机械加工工艺人员手册表 14-4，选刀具的材料为 yt15。 查金属机械加工工艺人员手册表 10-16，选择镗通孔类镗刀。刀具参数为 ,b=12mm,h=12mm,l=150mm, =60mm,d=12mm,查金属机械加工工艺人员手册 0 45 r kl 表 14-51，加工材料为 45 钢，加工条件为加切削液，取 v=10m/min，孔径 d=38mm。 则据公式（2-2）求得 n=84r/min 机床选择 查金属机械加工工艺人员手册表 8-28，选择镗床 t68，主轴 18 级转速，转 速范围 201000r/min，主轴功率 p=5.5kw。 据公式（2-3） =1.26 1z rn1 min max z n n 查切削用量简明手册表 2-2，选 n=80r/min，则根据公式（2-4） ，求得实际 转速 v=9.55m/min。 机动时间额辅助时间的计算 查金属机械加工工艺人员手册表，镗孔的机动时间为 （2-15） i fn llll t 321 0 式中 刀具行程长度，mm；l 加工长度，mm； 1 l 刀具的切入长度，mm； 2 l 刀具的超出长度，mm； 3 l f刀具或零件的进给量，mm/r； n刀具或零件的转速，r/min； i进给次数。 其中 =42.5mm，查金属机械加工工艺人员手册表 15-1，=3mm，=2mm；l 1 l 2 l 查金属机械加工工艺人员手册表 15-4，测量工具选内卡钳，=5mm，进给次数 3 l i=1，则 t0=3.28min。 根据参考文献4，辅助时间 tf按 t0的 18%计算，则 tf=0.59min。 太原工业学院毕业设计 16 小结 1 1综上所述，机床选 t68，主轴转速为 80r/min，切削速度 v=9.55m/min，进给 量 f=0.2mm/r，切削深度 ap=1.25mm,机动时间 t0=3.28min，辅助时间 tf=0.59min 4.5.44.5.4 铣柄部削平铣柄部削平 工序加工计算 选用三面刃铣刀，材料为硬质合金，取 ap=3mm，查参考文献3表 10.123，取 fz=0.05mm/z，查参考文献3表 14.67， 式（3.11）)( 1 . 0 1 . 02 . 03 . 0 33. 045 . 0 zafatdcv ezpv 式中 cv系数，cv=53； d铣刀直径，mm； t刀具耐用度，min； ap切削深度，mm； fz每齿进给量，mm； ae铣削宽度，mm； z铣刀齿数。 由参考文献3表 14.80，得：t=90min,ae=12.4mm,v=53.67m/min640zd 则 n=427(r/min) 式（3.12） dv1000 机床选择 查参考文献3表 5.41，选铣床 x8132,主轴 8 级转速，转速范围 401800r/min，p=3kw。 据参考文献4,有 = 式（3.13） 1z rn 1 minmax z nn 式中 z级数； 最高转速，r/min； max n 最低转速，r/min； min n 太原工业学院毕业设计 17 则：=1.72.查参考文献4表 2.2，选 n=450r/min，则实际转速为 v=56.52 (m/min) 验证功率：查参考文献3表 14.67 知， p= 式（3.14）znafadc ezpp 72.086.0 14.05 10 式中 cp系数，cp=3.36； d铣刀直径，mm； ap切削深度，mm； fz每齿进给量，mm； ae铣削宽度，mm； z铣刀齿数； n铣刀转速，r/min； 计算得 p=0.56kw,机床选择满足要求。 机动时间和辅助时间的计算 查参考文献3知机动时间 tm为 式（3.15） fznilllt wm21 式中 加工长度，mm；l 刀具的切入长度，mm； 1 l 刀具的超出长度，mm； 2 l 每齿进给量，mm/r； z f z铣刀齿数； 铣刀次数； 其中 l=65mm，查参考文献3表 15.6，l1=10.5mm，l2=2.0mm,i=3,则 tm=2min。 根据参考文献4，辅助时间 tf按 t0的 18%计算，则 tf=0.4min。 小结 太原工业学院毕业设计 18 综上所述，机床为万能工具铣综上所述，机床为万能工具铣 x8132x8132，主轴转速，主轴转速 n=450r/min,n=450r/min,切削切削 速度速度 v=56.52m/min,v=56.52m/min,进给量进给量 f=0.05mm/z,f=0.05mm/z,切削深度切削深度 a ap p=3mm,=3mm, 机动时机动时 间间 t tm m=2min=2min，辅助时间，辅助时间 t tf f=0.4min=0.4min。4.5.34.5.3 钻出水孔钻出水孔 工序加工计算 查金属机械加工工艺人员手册表 10-22，选 38 的椎柄短麻花钻，刀具材 料为高速钢。查金属机械加工工艺人员手册表 14-34，因为是锻件，选 b=0.7840.98gpa，组，得 f=0.3mm/r。 查参考文献3表 2-12，t=70min。 根据金属机械加工工艺人员手册表 14-29，切削速度为 （2-10） 5 . 02 . 0 4 . 0 1 . 11 ft d v 式中 d 孔径，mm； t 刀具耐用度，min； f 进给量，mm/r。 得 v=36.91m/min，则根据公式（2-2）求得 n=309(r/min) 机床选择 查金属机械加工工艺人员手册表 8-26，选立式钻床 z5140a,主轴 9 及转速， 转速范围 31.51400r/min，主轴功率 p=3kw，最大转矩 m=400，最大轴向力mn n1=16000n。 据公式(2-3),标准公比 =1.6 1z rn 1 min max z n n 查切削用量简明手册表 2-2，选 n=315r/min，则据公式（2-4）求得实际转 速 v=37.59(m/min) 验证功率：查金属机械加工工艺人员手册表 14-30 nndfn16000980600 7.0 太原工业学院毕业设计 19 （2-12）mnmnfdm40081.166304 8 . 02 （2-13） kwkw nm p317 . 0 36 . 1 7018760 机床选择满足要求。 机动时间和辅助时间计算 查金属机械加工工艺人员手册 ，钻孔的机动时间为 （2-14） fn lll t 21 0 式中 加工长度，mm；l 刀具的切入长度，mm； 1 l 刀具的超出长度，mm； 2 l f刀具或零件的进给量，mm/r； n刀具或零件的转速，r/min。 其中 =42.5mm，查金属机械加工工艺人员手册表 15-l 6，=11.8mm，=3.0mm，则 t0=0.61min。 1 l 2 l 根据参考文献4，辅助时间 tf按 t0的 18%计算，则 tf=0.11min。 小结 综上所述，机床为立式钻床 z5140a，主轴转速为 315r/min，切削速度 v=35.7m/min，进给量 f=0.3mm/r,切削深度 ap=19mm,机动时间 t0=0.61min，辅助时 间 tf=0.11min。4.5.54.5.5 粗磨刃部和柄部粗磨刃部和柄部 序加工计算及机床选择 查金属机械加工工艺人员手册表 10-26，磨料选棕刚玉，查金属机械加工 工艺人员手册表 8-35，选卧式矩台平面磨床 mg7120。 其主要参数为：可磨削最大工件尺寸（宽长高）为 200mm630mm320mm, 砂轮尺寸（外径宽内径）为 250mm25mm75mm,砂轮轴转速 1500r/min,3000r/min(转速为两级)，总功率 5.6kw。 查金属机械加工工艺人员手册表 14-130，因为磨轮宽度 bm32mm,选工作 台单行程的横进给量 fb=20mm/行程，选主轴转速为 3000r/min,工件长度估算为 太原工业学院毕业设计 20 300mm,工件的运动 v 取为 12m/min。则在单行程的磨削时间为 t=30060/12000=1.5（s） 在单行程内砂轮所转过的次数 =75（r）60/30005 . 1 , n 在每转的横进给量为 f=20/75=0.27(mm/r) 则工件台但行程磨削深度进给量 ft=0.033mm/行程，取 ap=0.5mm,据公式（2-4） 求得时间砂轮实际线速度为 )/(25.39 1000 14.3 sm dn v 验证功率：查金属机械加工工艺人员手册知 pw=1.77（vfbft）0.7k1k2k3 (2-7) 式中 v工件的运动速度，m/min； fb工件台单行程的横进给量，mm/行程； ft工件单行程磨削深度进给量，mm/行程； k1,k2,k3公式的修正系数。 查金属机械加工工艺人员手册表 14-130，磨轮直径 dm320mm,淬火钢， 则 k1=0.82。 查金属机械加工工艺人员手册表 14-130 (2-8) bl f kc 式中 工件磨削表面实际的总面积，mm2； f b磨削表面的宽度，mm； 工件在工件台上所占的长度，mm。l 估算 f=22200mm2，得 ，则 k2=0.8。 68 . 0 300109 22200 c k 查金属机械加工工艺人员手册表 14-131，k3=0.8，因此 pw=1.77（vfbft）0.7k1k2k3=3.96（kw）5.6(kw) 太原工业学院毕业设计 21 机床选择满足要求。 机动时间和辅助时间的计算 查金属机械加工工艺人员手册表，单行程进给的机动时间为 （2-9） zfvf lbhk t tb 1000 0 式中 l磨削计算长度（矩台用磨轮圆周磨 l= 1+20） ，mm； l 1工件磨削面长度，mm； l b磨削的计算宽度，mm； h加工余量，mm； k平面磨系数； v工件的运动速度，m/min； fb工作台单行程的横进给量，mm/行程； ft工作台单行程磨削深度进给量，mm/行程； z同时加工的工件数量。 其中 l= 1+20=320mm,b=109mm,h=ap=0.5mm,查金属机械加工工艺人员手册表 l 15-30，k=1.7,z=1,则 t0=3.74min。 根据参考文献4，辅助时间 tf按 t0的 18%计算，则 tf=0.8min。 小结 综上所述，机床为卧式矩台平面磨床 mg7120，主轴转速为 3000r/min，工件的 运动速度 v =12m/min，砂轮线速度为 39.25m/s，横向进给量 f=0.27mm/r，单行程磨 削深度进给量 ft=0.033mm/行程，切削深度 ap=0.5mm,机动时间 t0=3.74min，辅助时 间 tf=0.8min。 4.5.64.5.6 钻出水孔钻出水孔 机床为立式钻床 z5140a，主轴转速为 900r/min，切削速度为 v=28.26m/min，进给 量为 f=0.15mm/r，切削深度 ap=5mm，机动