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机械加工方案
芜湖职业技术学院
机械加工方案
专业:
机械设计与制造
班级:
机制56
学号:
120101613
姓名:
工作任务书3
一、确定刀具的类型4
二、分析工件材料Cr的力学性能4
三、选择刀具的材料4
四、刀具的几何参数5
五、选择切削用量8
六、机床选择9
七、机床功率检验10
八、刀具的实际寿命10
九、校核工件的刚度10
参考文献12
工作任务书
0.02
题目:
加工如下零件(外圆部分),材料40Cr,毛坯为出厂①30圆钢,单件生产。
试确定加工方案。
/ROT
150
图1工件零件图技术要求:
1、表面无接痕;
2、表面硬化程度不超过20%
3、表面残余应力和微裂纹
工作步骤:
1、选择(设计)刀具
2、确定切削用量
3、机床选择和功率校核
4、确定刀具更换周期
加工方案
、确定刀具的类型采用可转位式车刀,其特点是避免了焊接的缺点,刀片转位更换迅速,可使用涂层刀片,生产率高,断屑稳定。
、分析工件材料Cr的力学性能
、
硬度HBW
抗拉强度c
b(MPa)
伸长率S
(%)
冲击韧度
ak(kj/
m2)
热导率K
W
(mK)
45钢
229
598
16
588
50.24
40Cr
207
980
9
590
32.6
表1材料40Cr与45钢切屑性能的比较
45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工;材料40Cr属于合金
结构钢,是在碳素结构钢中加入合金元素Cr,提高了力学性能,其加工性也随之变化,强度增加,热导率降低。
因此,较同类碳钢难加工。
在切削时应选择耐磨性、耐热性高的刀具材料。
三、选择刀具的材料根据《金属切削原理与刀具》中图2-1各类刀具材料硬度与韧性,可知硬质合金耐热性好,切削效率高,硬度和韧性适中。
所以刀具的材料应选择硬质合金钢。
材轉种类
晅度HRC(HRA)(HVJ
抗弩蛊度
.-晦.
冲市韧度at
(MJ
煎导率
k
(WtnJKl)a
■c
切削建度
;丸致比值
工耳
環索工具钢
7.6^7.8
加亠65(81.2-84)
2.16
—
Tl”87
2D0-25H
0.32-0^
含金工艮钢
7.7-7,9
60^65
(81.2-84}
2-35
—
300-400
(MET#
63-7Q(S3-86.6)
0.098-
16.75'25J
600-700
IT.2
硬
會金
143-15.3
(89-91kS)
1,08-2,16
5.GL9'0.039
75.4-87,9
KUO
3.2-4.8
鹑钛第娄
趴35-1X2
(89-42.5}
0.082-1,37
a,0C29-(J.0(J6fl
2flL9-62.fi
4-4.8
筲宥廉比ffl,舉类
—
-1,47
h
1
100()^1100
6-10
碇化钛基类
5-56-6.3
(92^93.3}
U.7B~L0fi
—
—
uno
6-10
图2各类刀具材料的主要物理力学性能
根据表2所示,刀具材料应选用硬质合金中的钨钛钻类
常用牌号;YT裘
牌号
密度
g/cm3
典型值
使用范围
抗弯强度
YT5
12.80^13.00
90.4
2000
适用于碳素钢于合金钢饱括報瞅冲压件.请锚表皮}1'融切削时的粗车、粗刨、半特刨*
1L30-11.60
91.8
1650
适用于碳素钢于合金钢连续切削时的粗车、粗锵*间断切削时的半菇车干臨车。
YT15
1L20-11.^0
92.5
1550
适用于碳耒钢于合金銅连续切削H半精加工,连绻商的半精詆*
YT30
业40〜960
93.2
L200
造合于碳燎钢与合金钢的半精初工,如小断画盯牯车打謎*楕扩等•
¥1535
12.60—1184}
9LQ
2050
适合于箱銭、骰钢的连坝粗车、是料肚工优良材馬"
图3常见硬质合金牌号与性能
根据表3及综上所述,刀具的材料为硬质合金钨钛钻类,牌号YT15
四、刀具的几何参数
1、前角丫o的选择
(1)根据被加工材料选择
加工塑形材料、硬度较低的材料时前角大些;加工脆性材料、硬度较高的材料时前角小些。
根据《金属切削原理与刀具》中表4-5硬质合金刀具的前角推荐值,推荐前角为13°~18°。
(2)根据刀具材料选择
硬质合金刀具的抗弯强度较低,前角较小。
根据《金属切削原理与刀具》中表4-5不同刀具材料加工钢时前角值,硬质合金刀具前角12°~15°。
(3)根据加工要求选择
精加工的前角较大;粗加工和断续切削的前角较小;加工加工形成面前角应小,这是为了能减小刀具的刀刃误差对零件加工精度的影响。
所以在精加工时,刀具的前角选为12°。
粗加工时,刀具的前角选为9°。
2、后角ao的选择
选择后角的原则是,在摩擦不严重的情况下,选取较小后角,具体考虑加工条件为:
(1)根据加工精度选择
精加工时为了减少摩擦,后角取较大值a。
=8°~12。
;粗加工时为了提高刀具强度,后角取较小值a。
=6°~8°
(2)根据加工材料选择
加工塑形材料、较软材料时、后角取较大值;加工脆性材料、硬材料时,后角取较小值;加工易产生硬化层的材料时,后角取大值。
工件材料
合理后角
粗车
精车
低碳钢A3
中碳铤4%正火)
合金钢400正火)
淬火钢45^(45^50HRC)
不镑钢(奥氏体
灰祷扶(连续切剖)
铜及翳合金〈脆’连续切削)
棍及铝合金
'Iff-IS1
图4加工不同工件材料刀具后角推荐值
根据表4,精加工时,后角取6°;粗加工时,后角取8°;
3、副后角a°’的选择
副后角选择原则与主后角基本相同,对于可转位刀具要求转位后的后角不变,可选取a°’=a°
4、主偏角kr的选择
减小主偏角可使刀具强度提高,散热条件好,加工表面粗糙度小。
根据《金属切削原理与刀具》中图4-19可以看出,主偏角减小能使刀具寿命延长。
增大主偏角,使背向力F减小,切削平稳;大的主偏角,切削厚度增大,断削性能好。
5、副偏角KJ的选择
副偏角的选择原则是,在不影响摩擦和振动条件下,应选取较小的副偏角。
根据《金属切削原理与刀具》中表4-7主偏角、副偏角选用值。
在精加工时,主偏角选75°,副偏角选10°;在粗加工时,主偏角选60°,副偏角选12°。
6修圆刀尖r&的选择
刀尖圆弧半径对切削变形的影响:
刀尖圆弧半径越大,刀的刚度更好,也表明刀
尖越钝,对加工表面挤压也越大,表面的切削变形也越大。
粗车时,切削用量大,需要车刀有大的刚度;精车时,切削力小,所以粗车时刀尖圆弧比精车时要
大。
所以粗车时,修圆刀尖r&取0.5;精车时,修圆刀尖r&取0.3。
7、刃倾角入s的选择
(1)根据加工要求选择
一般精加工时,为防止切削划伤已加工平面,选择入s=0~+5°;粗加工时,为
提高刀具强度,选择入s=0~-5°。
(2)根据加工条件要求选择
加工断续表面、加工余量不均匀表面,或在其他产生冲击振动的切削条件下,通常选取负的刃倾角。
所以在精加工时,刃倾角选取-2;在粗加工时,刃倾角选取3;
前角
丫。
后角
ao
主偏角Kr
副偏角,
Kr
刃倾角
入s
副后角,
ao
修圆刀尖
r£
断屑槽宽度LBn
刀具材料
粗车
9°
8°
60°
12°
3°
8°
0.5
3.0
硬质合金
YT15
精车
12°
6°
75°
10°
-2°
6°
0.3
2.8
表2车刀的几何角度
八、可转位车刀片的选择
边数多的刀片,刀尖角大,耐冲击;可利用切屑刃多,因此刀具寿命较长。
但刀尖角越大,切屑时背向力越大,越易引起振动。
但从刀具寿命考虑,在机床、工件刚度和功率允许的情况下,粗加工时应尽量选用刀尖角较大的刀片;反之选用刀尖角较小的刀片。
刀片形状
后角
偏差等级
类型
切屑刃长度
刀片厚度
刀尖圆弧半径
粗加工
T
C
U
M
16
04
08
精加工
T
O
U
M
16
04
08
表3可转位车刀片的型号
粗加工时可转位车刀片的型号:
TCUM160408
精加工时可转位车刀片的型号:
TOUM160408
9、断屑槽宽度Lb
断屑槽能使断屑按预定的方式进行卷曲、流动和折断,从而实现对切屑的有效控制,。
根据《金属切削原理与刀具》中表4-2,粗车时,断屑槽宽度LBn选用3.0mm精车时,断屑槽宽度LBn选用2.8mm如下图全圆弧型采用全圆弧型。
图5刀具的几何角度
10、刀具的平面图形
图6刀具的平面图形
五、选择切削用量
1、选择背吃刀量
工件的加工余量为1mm粗加工时吃刀量0.7mm精加工时,第一次吃刀量
0.2mm,第二次吃刀量0.1mm
2、选择进给量
根据《金属切削原理与刀具》中表4-8硬质合金车刀粗车外圆时的进给量,车刀刀杆尺寸16mm<25mm工件直径40mm背吃刀量w3mm进给量
f=0.4~0.5mm/f
根据《切削手册》表1-4选择粗车时f=0.45mm/r,精车时f=0.2mm/r
稳定的进给量尚需满足车床进给机构强度要求,故需进行检验
3、计算切削速度
(车刀寿命选T=60min)
根据《金属切削原理与刀具》中表3-4中,可知
Cv=242,Xv=0.15,Yv=0.35,m=0.2,Kmv=1,Ksv=1,Kkv=0.81,Kbv=0.97
所以,粗车时理论切削速度Vc=108.6(m/min),机床的转速n=1000Vc/nD
=705(m/min),按机床说明书实际n=700(m/min)。
车床的实际切削速度v=nDn/1000=65.94(m/min)。
同理可得:
精车时理论切削速度Vc=123
(m/min),机床的转速n=1000Vc/nD=883(m/min),按机床说明书实际n=850(m/min),车床的实际切削速度v=nDn/1000=80.07(m/min)。
六、机床选择
床身回转直径
400mm
刀架上回转直径
210mm
最大工件长度/最大车削长度
750/650mm;
1000/900mm;
1500/1400mm;
2000/1900mm
主轴中心至床身平面导轨距离
205mm
主轴转速范围
50Hz:
11-1600r/min
60Hz:
13.2-1920r/min
50Hz:
14-1580r/min
60Hz:
20.4-1896r/min
刀架纵/横向的快移速度
纵向:
4m/min
横向:
2m/min
主轴中心线至刀具支承距离
26mm
主电机功率
7.5KW
表4CA6140的技术参数
根据以上算出的机床转速,应选用普通卧式车床CA6140
七、机床功率检验
根据CA6140的说明书主电机的功率PE为7.5KW机械效率n取0.8。
粗车时,切削力Fc=Kcapf错误!
未找到引用源。
KyoFcKkrFc=983N机床的切削功率Pc=FcVC/(60X103)=1.08KW
精车时,切削力Fc=Kcapf错误!
未找到引用源。
KyoFc*KkrFc=176N,机床的切削功率Pc=FcVc/(60X103)=0.23KW根据公式Pc 八、刀具的实际寿命 由上可知刀具在粗加工和精加工时的切屑速度、背吃刀量和进给量,根据《金 属切屑刀具设计手册》在相应条件下可查出: Xt=0.75,y=2.5,kT=1。 根 据以下公式可得: 粗车时T“=KT=35min 1XT彳%八 Vcapf 精车时Tm=一C——KT=48min XtryT Vcapf 九、校核工件的刚度 根据工件的尺寸可知,工件属于细长轴。 在加工的过程中由于工件受到刀具的垂直向下切屑力Fc,工件在垂直方向发生形变(如下图所示),导致影响到工件圆柱度形位误差。 工件在切削力的作用下的变形,工件的最大挠度f=- 题目可知,L=150mm,d=30mm 图七工件的挠度示意图 粗车时工件的最大挠度f=-0.0082mm 精车时工件的最大挠度f=-0.0014mm 所以在粗车和精车时,工件的最大挠度f都小于圆柱度公差0.02 参考文献 陆剑中•金属切削原理与刀具[M].北京: 机械工业出版社,2011. 艾兴、肖诗纲•切削用量简明手册[M].3版.北京: 机械工业出版社,1990 CA6140车床说明书(机械).沈阳第一机床厂 吴岳坤《金属切削原理》北京: 机械工业出版社 刘守勇《机械制造工艺与机床夹具》北京: 机械工业出版社 黄健求《机械制造技术基础》.北京: 机械工业出版社,2008: 26-35 曹元俊、郭溪铭《金属加工常识》北京: 高等教育出版社,2007: 54-84.[3]. 郑修本.《机械制造工艺学》北京: 机械工业出版社 静恩鹤.《车削刀具技术及应用实例》[M].北京: 化学工业出版社 丁仁亮.《金属材料及热处理》北京: 机械工业出版社. 李益民《.机械制造工业设计简明手册》[M].郑州: 河南人民出版社 盛晓敏、邓朝晖.《先进制造技术》机械工业出版社 下午13: 00—17: 00 上度。 全体员工都必须自觉遵守工作时间,实行不定时工作制的员工不必打卡。 3.1.2.2打卡次数: 一日两次,即早上上班打卡一次,下午下班打卡一次。 3.1.2.3打卡时间: 打卡时间为上班到岗时间和下班离岗时间; 3.1.2.4因公外出不能打卡: 因公外出不能打卡应填写《外勤登记表》,注明外出日期、事由、外勤起止时间。 因公外出需事先申请,如因特殊情况不能事先申请,应在事毕到岗当日完成申 请、审批手续,否则按旷工处理。 因停电、卡钟(工卡)故障未打卡的员工,上班前、下班后要及时到部门考勤员处填写《未打卡补签申请表》,由直接主管签字证明当日的出勤状况,报部 门经理、人力资源部批准后,月底由部门考勤员据此上报考勤。 上述情况考勤由各部门或分公司和项目文员协助人力资源部进行管理。 3.127参与手工考勤的员工,需由其主管部门的部门考勤员(文员)或部门指定人员进行考勤管理,并于每月26日前向人力资源部递交考勤报表。 3.1.2.8参与手工考勤的员工如有请假情况发生,应遵守相关请、休假制度,如实填报相关表单。 3.1.2.9外派员工在外派工作期间的考勤,需在外派公司打卡记录;如遇中途出差,持出差证明,出差期间的考勤在出差地所在公司打卡记录; 3.2加班管理 3.2.1定义 加班是指员工在节假日或公司规定的休息日仍照常工作的情况。 A.现场管理人员和劳务人员的加班应严格控制,各部门应按月工时标准,合理安排工作班次。 部门经理要严格审批员工排班表,保证员工有效工时达到要求。 凡是达到月工时标准的,应扣减员工本人的存休或工资;对超出月工时标准的,应说明理由,报主管副总和人力资源部审批。 B.因员工月薪工资中的补贴已包括延时工作补贴,所以延时工作在4小时(不含)以下的,不再另计加班工资。 因工作需要,一般员工延时工作4小时至8小时可申报加班半天,超过8小 时可申报加班1天。 对主管(含)以上管理人员,一般情况下延时工作不计加班,因特殊情况经总经理以上领导批准的延时工作,可按以上标准计加班。 3.2.2.2员工加班应提前申请,事先填写《加班申请表》,因无法确定加班工时的,应在本次加班完成后3个工作日内补填《加班申请表》。 《加班申请表》经部门经理同意,主管副总经理 审核报总经理批准后有效。 《加班申请表》必须事前当月内上报有效,如遇特殊情况,也必须在一周内上报至总经理批准。 如未履行上述程序,视为乙方自愿加班。 3.2.2.3员工加班,也应按规定打卡,没有打卡记录的加班,公司不予承认;有打卡记录但无公司总经理批准的加班,公司不予承认加班。 3.2.2.4原则上,参加公司组织的各种培训、集体活动不计加班。 1: 1的比例 3.2.2.5力卩班工资的补偿: 员工在排班休息日的加班,可以以倒休形式安排补休。 原则上,员工加班以倒休形式补休的,公司将根据工作需要统一安排在春节前后补休。 加班可按冲抵病、事假。 3.2.3加班的申请、审批、确认流程 26日至本月25日。 3.2.3.1《加班申请表》在各部门文员处领取,加班统计周期为上月 3.2.3.2员工加班也要按规定打卡,没有打卡记录的加班,公司不予承认。 各部门的考勤员(文员)负责《加班申请表》的保管及加班申报。 员工加班应提前申请,事先填写《加班申请表》加 班前到部门考勤员(文员)处领取《加班申请表》,《加班申请表》经项目管理中心或部门经理同意,主管副总审核,总经理签字批准后有效。 填写并履行完审批手续后交由部门考勤员(文员) 保管。 3.2.3.3部门考勤员(文员)负责检查、复核确认考勤记录的真实有效性并在每月27日汇总交人力资源部,逾期未交的加班记录公司不予承认。 连绵阴雨,没出息的又想你了。 闺蜜说我过得不快乐,不然不会想到你,至少不会那么的想你。 好吧,我承认。 I 都没人接受我的好,没人需要我陪着了。 以前爱你,很累,但却很快乐,因为你也会有需要我的瞬间,即使短,但总会有些许的存在感。 并非青梅竹马,却至那以后爱上的人都像你。 只不过,以后还未到来。 I 无意间翻看浏览量,你的名字仿若闪光般映入眼帘,这一刻不知是怎样的感觉,欣喜,失落,麻木,装作无所谓,也只有你能让我瞬间不知该晴或雨。 即使离别两载,也挥之不去有你的好。 I 记忆中有你的时光总是那么的美好,却不知为何,落于笔下的文字却总那么心痛。 看着身边有人默默无闻的爱着另一个人,当她问及时,却不得不安慰她说: “你别多想,咱们只是朋友,最最好的那种。 ” 落于耳畔,酸楚的咀嚼,脑中心里全都是你。 “你不会还喜欢我呢吧? ”良久以后“没有了吧”轻触屏幕发给了那边满不在乎的你。 “那就好”你放心了,可惜,你却看不见紧握屏幕的我的手。 原来,我于你,从来都是一种负担。 你要飞翔而我爱的太重,
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