金属切削基本规律的应用（4）

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表2-19 硬质合金外圆车刀半精车时的进给量

工件材料

 表面粗糙度
R_a/(um)  切削速度范围
/(m/min)     刀尖圆弧半径r_ε/mm     0.5  1.0  2.0  进给量f/(mm/r)  铸铁、青铜和铝合金  6.3

3.2

1.6   不限  0.25～0.40

0.12～0.25

0.10～0.15   0.40～0.50

0.25～0.40

0.15～0.20   0.50～0.60

0.40～0.60

0.20～0.35   碳素结构钢和合金结构钢  6.3  ≤ 50

＞80   0.30～0.50

0.40～0.55   0.45～0.60

0.55～0.65   0.55～0.70

0.65～0.70  3.2  ≤ 50

＞80   0.20～0.25

0.25～0.30  0.25～0.30

0.30～0.35   0.30～0.40

0.35～0.40  1.6  ≤ 50

＞80   0.10～0.11

0.10～0.20  0.11～0.15

0.16～0.25  0.15～0.20

0.25～0.35   

　　例 2-4 选择切削用量。已知工件为经调质的 45钢，σ_b =0.735Gpa。毛坯尺寸￠ 68× 350mm，如图 2-38所示。要求加工后达到 h11级精度和表面粗糙度Ra3.2μm。精车直径余量为 1.5mm。使 图 2-38用 CA6140卧式车床。

　　1. 选择刀具几何参数

　　（ 1）确定粗加工刀具类型 选择 YT15硬质合金焊接式车刀；刀具耐用度 T=60min；刀杆尺寸按表 2-25选择 16× 25mm；刀片厚度 6mm； γ_O =10^o,γ_O1 =-5^o,κ_r =75^o , κ^_r=15^o,λ_s =0^o , α_o=α^_O =6^o, r_ε = 1.0mm.

　　（ 2）确定精加工刀具类型 选择 YT15硬质合金刀片；刀杆尺寸 16× 25mm；刀具耐用度 T=60min； γ_O=20^o，γ_O1 =-3^o 、κr =60^o,κ^_r=10^o,λ_s =+3^o, α_o=α^_O =6^o.

　　2. 确定粗车时的切削用量

　　（ 1）背吃刀量 a_p 单边余量 A=（ 68-61.5） /2= 3.25mm。所以 a_p= 3.25mm

　　（ 2）进给量 f 由表 2-17查得 f=0.4～ 0 .6mm/r;由表 2-18查得刀片强度允许的进给量 f=2.6K_MfK_krf =2.6×1×0.4= 1.04mm/r。根据数据可取 f= 0.51mm/r。

　　（ 3）切削速度 vc（机床主轴转速 n）

　　由表 2-20查得 cv=242.x v=0.15,y v=0.35,m=0.20.

　　由表 2-21-表 2-24查得

　　K_mv=0.637/0.735=0.866 ； K_sv =0.9； K_tv=1.0； K_krv=0.86。

　　

　　由式（ 2-20）

　　

　　= 〔 242/(60 0.2×3.25 0.15×0.51 0.35)〕 ×0.67

　　=75.83(m/min)

　　由式（ 2-21）

　　n=1000vc/ π d w

　　=(1000×75.83)/(3.14×68)

　　=355(r/min)

　　由机床说明书得： n=320r/min

　　求得实际切削速度

　　v c= π d wn/1000=3.14×68×320/1000=68.3(m/min)

　　(4) 校验机床功率

　　由切削力计算公式及有关表格，求得主切削力 Fc

　　

　　=9.81×270×3.25 1.0×0.51 0.75×68.3 -0.15×0.92

　　×1.0×1.0×0.93=2625.1(N)

　　计算理论切削功率

　　P c=Fc·v c×10 -3/60

　　=2.98(kw)

　　验算机床功率， CA6140车床额定功率 P ee=7.5kw(取机床效率 η m =0.8)

　　P ee ·η m =7.5× 0.8=6.0(kw)

　　∴ P c＜ P ee·η m

　　机床功率足够。