KM CAPP軟件的應(yīng)用：切削用量及基本工時(shí)的確定

（1）工序1：車端面、外圓及螺紋（本工序采用計(jì)算法確定切削用量）

1）加工條件工件材料：45鋼正火，模鍛，σb=0.80GPa(HB≈225)加工要求：粗車φ60mm端面及φ60mm、φ62mm外圓，Rz200μm；車螺紋M60×1mm機(jī)床：C620-1臥式車床刀具：刀片材料YT15（P類硬質(zhì)合金），刀桿尺寸16×25mm2，kr=90°,γo=15°,αo=12°，rε=0.5mm。60°螺紋車刀：刀片材料W18Cr4V（鎢系高速鋼，屬普通高速鋼）5．切削用量及基本工時(shí)的確定

知識(shí)鏈接：Kr：主偏角。主切削刃S在基面上投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。

γo：前角。在主剖面內(nèi)度量的基面Pr與前刀面Aγ的夾角。

α0：后角。在主剖面內(nèi)度量的后刀面Aα與切削平面Ps的夾角。

rε：刀尖圓弧半徑。2)計(jì)算切削用量①粗車M60×1mm端面Ⅰ已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為mm，考慮7°的模鍛拔模斜度，則毛坯長(zhǎng)度方向的最大加工余量Zmax=2+2.1+32.5tg7°=8.1mm。但實(shí)際上，由于以后還要鉆花鍵底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一個(gè)φ40mm芯部待以后鉆孔時(shí)加工掉，故此時(shí)實(shí)際端面最大加工余量可按Zmax=2+2.1+12.5tg7°+Lei=6.1mm考慮，分兩次加工，ap=3mm計(jì)。長(zhǎng)度加工精度取IT12級(jí)，取-0.46mm（入體方向）Ⅱ進(jìn)給量f根據(jù)《工藝手冊(cè)》）表11-1，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16×25mm2，ap=3mm以及工件直徑為60mm時(shí)

f=0.5-0.7mm/r

按C620-1車床說明書取

f=0.5mm/r其中系數(shù)及指數(shù)為：Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2。修正系數(shù)（見《實(shí)用手冊(cè)》表15-13注釋）Kv=KMvKMv’KkrvKtvKkv

。

KMv=0.637/σb=0.637/0.80=0.8，KMv’=0.8,Kkrv=0.81,Ktv=1.0,Kkv=1.04所以Ⅲ

計(jì)算切削速度按《實(shí)用手冊(cè)》表15-13，切削速度的計(jì)算公式（壽命選T=60min)為:(m/s)=139.96（m/min）按機(jī)床說明書，現(xiàn)選取nw=600r/min。所以實(shí)際切削速度v=122m/min。Ⅴ

切削工時(shí)(可參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》）

L=(65-40)/2=12.5(mm),L1=2mm,L2=0Ⅳ

確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速

②粗車φ62mm外圓，同時(shí)應(yīng)校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度Ⅰ

切削深度單邊余量Z=1.5mm，可一次切除Ⅱ

進(jìn)給量根據(jù)《工藝手冊(cè)》）表11-1，選用f=0.5mm/rⅢ

計(jì)算切削速度按《實(shí)用手冊(cè)》表15-13==149.8(m/min)Ⅳ

確定主軸轉(zhuǎn)速按機(jī)床選取n=600r/min所以實(shí)際切削速度v=122m/minⅤ

檢驗(yàn)機(jī)床功率主切削力Fz按《工藝手冊(cè)》表11-6所示公式計(jì)算知識(shí)鏈接：主切削力：垂直于基面，與切削速度的方向一致，又稱為切向力。其中：所以=1235.4(N)切削時(shí)消耗功率Pc為

由C620-1機(jī)床說明書可知，C620-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8kw，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為600r/min時(shí)，主軸傳遞的最大功率為5.5kw，所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。Ⅵ

校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度知識(shí)鏈接：徑向切削力（切深抗力）：在基面內(nèi)，并與進(jìn)給方向（即工件軸線方向）垂直軸向切削力（進(jìn)給抗力）：在基面內(nèi)，并與進(jìn)給方向（即工件軸線方向）平行已知主切削力Fz=1235.4N，徑向切削力Fy按《工藝手冊(cè)》表11-6所示公式計(jì)算其中：所以=254（N)軸向切削力其中：軸向切削力=559.3(N)

取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)μ=0.1，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為：

F=Fx+μ(Fy+Fz)=559.3+0.1×(1235.4+254)=708(N)

而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N，故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。Ⅶ

切削工時(shí)其中l(wèi)=90，l1=4，l2=0所以ap=1mmf=0.5mm/r（《工藝手冊(cè)》表11-2，Ra=6.3μm，刀夾圓弧半徑rs=1.0mm)切削速度（《實(shí)用手冊(cè)》表15-13）③車φ60mm外圓柱面其中：Cv=242m=0.2T=60xv=0.15yv=0.35kMv=0.8Kkrv=0.81=200(m/min)按機(jī)床說明書取n=770r/min，則此時(shí)v=145m/min切削工時(shí)其中：l=20l1=4l2=0所以④車螺紋M60×1mmⅠ切削速度的計(jì)算見《實(shí)用手冊(cè)》表15-13注釋，刀具壽命T=60min，采用高速鋼螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時(shí)ap=0.17，走刀次數(shù)i=3；精車螺紋時(shí)ap=0.06，走刀次數(shù)i=1其中粗車時(shí)：Cv=11.8m=0.11xv=0.70yv=0.30螺距t1=1精車螺紋時(shí)：Cv=33.4m=0.13xv=0.45yv=0.30螺距t1=1Ⅲ

切削工時(shí)取切入長(zhǎng)度l1=3mm按機(jī)床說明書取n=280(r/min)實(shí)際切削速度vc=53(m/min)Ⅱ

確定主軸轉(zhuǎn)速粗車螺紋時(shí)按機(jī)床說明書取n=96(r/min)實(shí)際切削速度vc=18(m/min)精車螺紋時(shí)粗車螺紋時(shí)精車螺紋時(shí)所以車螺紋的總工時(shí)為：t=t1+t2=0.62(min)

（2）工序2：鉆、擴(kuò)花鍵底孔φ43mm及锪沉頭孔φ55mm，選用機(jī)床：轉(zhuǎn)塔車床C365L①鉆孔φ25mmf=（0.29-0.35）×0.9=0.261-0.315mm/r(見《工藝手冊(cè)》表11-10）按機(jī)床選取f=0.31mm/rV=0.33m/s(見《工藝手冊(cè)》表11-12）按機(jī)床選取nw=236r/min所以實(shí)際切削速度切削工時(shí)其中：切入l1=10mm，切出l2=4mm，l=150mm②鉆孔φ41mm根據(jù)《工藝手冊(cè)》表11-15，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為f=(1.2-1.8)f鉆v=(1/2-1/3)v鉆現(xiàn)查得f鉆=（0.4-0.5）×0.9=0.40mm/r(見《工藝手冊(cè)》表11-10）

v鉆=0.33m/s(見《工藝手冊(cè)》表11-12）取f=1.35f鉆=0.54mm/r按機(jī)床選取f=0.54mm/rv=0.4v鉆=7.92m/min按機(jī)床選取nw=58r/min,所以實(shí)際切削速度為切削工時(shí)其中：切入l1=7mm，切出l2=2mm，l=150mm切削工時(shí)其中：切入l1=3mm，切出l2=1.5mm，l=150mm③擴(kuò)花鍵底孔φ43mm擴(kuò)孔時(shí)的進(jìn)給量和切削速度，根據(jù)《工藝手冊(cè)》表11-15，確定為

f=(2.2-2.4)f鉆

v=（1/2-1/3)v鉆現(xiàn)查得f鉆=（0.4-0.5）×0.9=0.40mm/r(見《工藝手冊(cè)》表11-10）

v鉆=0.33m/s(見《工藝手冊(cè)》表11-12）取f=2.4f鉆=0.96mm/r按機(jī)床選取f=0.96mm/rv=0.4v鉆=7.92m/min機(jī)床選取nw=58r/min則:v=7.83m/min④锪圓柱式沉頭孔φ55mm根據(jù)《工藝手冊(cè)》P297，锪沉頭孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時(shí)的1/2-1/3，故f=1/3f鉆=1/3×0.5=0.17(mm/r)按機(jī)床取0.21mm/rv=1/3v鉆=1/3×0.33=0.11(m/s)=6.6(m/min)按機(jī)床選取nw=44r/min,所以實(shí)際切削速度切削工時(shí)其中：切入l1=2mm，切出l2=0mm，l=8mm

在本工步中，加工φ55mm沉頭孔的測(cè)量長(zhǎng)度，由于工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，故需要進(jìn)行尺寸換算。按圖樣要求，加工完畢后應(yīng)保證尺寸45mm。A185圖aφ55mm孔深的尺寸換算尺寸鏈如圖所示，尺寸45mm為封閉環(huán)，給定尺寸185mm及45mm，由于基準(zhǔn)不重合，加工時(shí)應(yīng)直接保證尺寸AA=185-45=140(mm）

T(45）=T(185）+T(140）

由于本尺寸鏈較簡(jiǎn)單，故分配公差采用等公差法。尺寸45mm按自由尺寸取公差等級(jí)IT16,則T(45)=1.6mm，并令T(185)=T(140)=0.8mm

（3）工序3：φ43mm內(nèi)孔倒角5×30°，選用臥式車床C620-1。由于最后的切削寬度很大，故按成形車削制訂進(jìn)給量。根據(jù)手冊(cè)及機(jī)床取

f=0.08mm/r(見《實(shí)用手冊(cè)》表15-27）當(dāng)采用高速鋼車刀時(shí)，根據(jù)表15-28，確定切削速度

V=0.41×0.637/0.8m/s=19.6m/min則按機(jī)床選取nw=120r/min，所以實(shí)際切削速度為切削工時(shí)其中：l1=3mm，l=5mm

（4）工序4：鉆錐螺紋Rc1/8底孔（φ8.8mm）

f=0.21×0.5=0.11mm/r(見《工藝手冊(cè)》表11-10）

V=0.33m/s=20m/min(見《工藝手冊(cè)》表11-12）所以按機(jī)床選取nw=680r/min所以實(shí)際切削速度為切削工時(shí)其中：l1=4mm，l2=3mm，l=11mm式中Zb—單面余量,3.5mm；l—拉削表面長(zhǎng)度,140mm；

η—考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取1.2；

k—考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4；

v—拉削速度（m/min);fz—拉刀單面齒升；

z—拉刀同時(shí)工作齒數(shù)，z=l/p;p—拉刀齒距。

（5）工序5：拉花鍵孔單面齒升：根據(jù)《實(shí)用手冊(cè)》表15-61，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒升為0.06mm，拉削速度v=0.06m/s(3.6m/min)（表15-62）切削工時(shí)

所以z=140/16≈9

（6）工序6：粗銑φ39mm二孔端面，保證尺寸

根據(jù)《實(shí)用手冊(cè)》表12-84，采用高速鋼圓柱銑刀，dw=50mm，齒數(shù)z=6（粗齒)

進(jìn)給量：fz=0.12mm/齒(見《工藝手冊(cè)》表11-22）切削速度：V=0.45m/s即27m/min(見《工藝手冊(cè)》表11-28）則：現(xiàn)采用X63臥式銑床，取nw=160r/min,所以實(shí)際切削速度為當(dāng)nw=160r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為

fm=fzZnw=0.12×6×160=115（mm/min)查機(jī)床說明書，剛好有fm=115mm/min，故直接選用該值。切削工時(shí)：l=53mm，l1=4mm，l2=3mm（7）工序7：鉆、擴(kuò)φ39mm二孔及倒角1.鉆孔φ25mm確定進(jìn)給量f：根據(jù)《工藝手冊(cè)》表11-10，f=0.29-0.35mm/r。由于本零件在加工φ25mm孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則

f=(0.29-0.35)×0.75=0.22-0.26(mm/r)根據(jù)Z535機(jī)床說明書，現(xiàn)取f=0.25mm/r。切削速度：根據(jù)《工藝手冊(cè)》表11-12，查得切削速度v=0.33m/s=20m/min。所以按機(jī)床選取nw=195r/min,所以實(shí)際切削速度為切削工時(shí)：鉆一個(gè)孔時(shí)故本工序的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：t=2t1=0.635×2=1.27(min)其中：切入l1=9mm，切出l2=3mm，l=19mm2.擴(kuò)鉆φ37mm孔利用φ37mm的鉆頭對(duì)φ25mm的孔進(jìn)行擴(kuò)鉆。根據(jù)《工藝手冊(cè)》表11-15，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取f=（1.2-1.8）f鉆=(1.2-1.8)×0.45×0.75=0.41-0.61(mm/r)根據(jù)機(jī)床說明書，現(xiàn)取f=0.57mm/rV=(1/2-1/3)v鉆=(1/2-1/3)×0.33×60=10-6.6(m/min)則主軸轉(zhuǎn)速為n=86.1-56.8r/min并按機(jī)床取nw=68r/min實(shí)際切削速度為切削工時(shí)：鉆一個(gè)孔時(shí)故本工序的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：t=2t1=0.72×2=1.44(min)其中：切入l1=6mm，切出l2=3mm，l=19mm3.擴(kuò)孔φ38.7mm

采用刀具：φ38.7mm專用擴(kuò)孔鉆進(jìn)給量：f=(2.2-2.4)f鉆（《工藝手冊(cè)》表11-15）

=（2.2-2.4）×0.40×0.75=0.66-0.72(mm/r)根據(jù)機(jī)床說明書，現(xiàn)取f=0.72mm/r主軸轉(zhuǎn)速：取n=68r/min，則其切削速度v=8.26m/min

切削工時(shí)：鉆一個(gè)孔時(shí)故本工序的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：t=2t1=0.51×2=1.02(min)其中：切入l1=3mm，切出l2=3mm，l=19mm4.倒角2×45°，雙面采用90°锪鉆為縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)相同：n=68r/min手動(dòng)進(jìn)給切削工時(shí)：加工一個(gè)孔時(shí)故本工序的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：t=2t1=0.25×2=0.5(min)其中：切入l1=3mm，切出l2=4mm，l=19mm（8）工序8：精、細(xì)鏜mm二孔，選用機(jī)床：T740金剛鏜床1.精鏜孔至φ38.9mm，單邊余量Z=0.1mm，一次鏜去全部余量，ap=0.1mm。確定進(jìn)給量f：f=0.15(mm/r)（《實(shí)用手冊(cè)》表15-30）切削速度v：v=85(m/min)所以由于T740金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無(wú)極調(diào)速，故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)速。2.細(xì)鏜孔至mm。由于細(xì)鏜與精鏜孔共用一個(gè)鏜桿，利用金剛鏜床同時(shí)對(duì)工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時(shí)均與精鏜相同

ap=0.05mmf=0.15(mm/r)nw=694(r/min),v=85(m/min)t=0.50(min)（9）工序9：磨φ39mm二孔端面，保證尺寸mm1.選擇砂輪見《工藝手冊(cè)》第十二章中磨具選擇各表，結(jié)果為

GB36ZR1A6P350×40×127其含義為：砂輪磨料為白剛玉(GB)，粒度為36#，硬度為中軟1級(jí)(ZR1)，陶瓷結(jié)合劑(A)，6號(hào)組織，平型砂輪(P)，其尺寸為350×40×127（D×B×d）。2.切削用量的選擇參