填料箱盖说明书

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荆楚理工学院

课程设计成果

学院:机械工程学院 班 级:10模具设计与制造三班 学生姓名:刘杰、李永诚、王喜、赵远志、闵成 设计地点(单位):教学楼A1-101

设计题目:填料箱盖零件的机械加工工艺规程及工序的设计计算 完成日期: 2012年06月15日

指导教师评语: __________________________________________________________________________________________________________________________________

成绩(五级记分制): 教师签名:

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目录

荆楚理工学院课程设计任务书 ................................................... 2 序言 ......................................................................... 3 1 零件图样分析 ............................................................... 3

1.1 零件的功用 ........................................................... 3

1.2 零件结构分析 ......................................................... 3 2 毛坯的选择 ................................................................. 4

2.1 选择毛坯应考虑的因素 ................................................. 4 2.2 毛坯的制造方法及其工艺特征 ........................................... 4

2.2.1毛坯的制造方法 .................................................. 4

2.2.2 工艺特征 ....................................................... 4 2.3 毛坯尺寸、公差与加工余量 ............................................. 5 2.3.1 毛坯公差 ....................................................... 5

2.3.2 确定机械加工余量 ............................................... 5

2.3.3确定毛坯尺寸 .................................................... 6

3 工艺过程设计 ............................................................... 7

3.1 定位基准的选择 ....................................................... 7

3.1.1 粗基准的选择原则 ............................................... 7 3.1.2 精基准的选择原则 ............................................... 7 3.2 零件表面加工方法的选择 ............................................... 7

3.3 工艺规程的拟定 ....................................................... 8

3.3.1 制定工艺规程的原则 ............................................. 8

3.3.2 制订工艺路线 ................................................... 8

3.3.3 工艺方案的比较与分析 ........................................... 9

4 工序设计 ................................................................... 9

4.1 选用机床 ............................................................. 9 4.2工艺装备的选择 ........................................................ 9

4.2.1 选用刀具 ....................................................... 9

4.2.2选用夹具 ........................................................ 9

4.2.3选用量具 ....................................................... 10

5 确定切削用量及基本用时 .................................................... 10

5.1 确定切削用量 ........................................................ 10 5.2 确定工时定额 ........................................................ 17 结论 ........................................................................ 22 参考文献 .................................................................... 23 附图附表

零件图

工艺过程卡 加工工序卡

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荆楚理工学院课程设计任务书

教研室主任: 指导教师:田锐

2012年06月15日

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序言

机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接,也是一次理论联系实际的训练。因此,它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。

就我个人而言,我希望能通过此次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加祖国的现代化建设打下良好的基础。 由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指正。

1 零件图样分析

1.1 零件的功用

【1】图5-44的填料箱盖。本组选定的零件是《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》

其主要作用是保证对箱体起密封作用,使箱体在工作时不致让油液泄露。对内表面的加工精度要求较高,对配合的表面粗糙度要求也较高。

1.2 零件结构分析

套类零件的主要加工表面有孔、外圆和端面。其中孔既是装配基准又是设计基准,加工精度和表面粗糙度一般要求较高,内外圆之间的同轴度及端面与孔的垂直度也有一定的技术要求。题目所给填料箱盖有四处加工表面,其间有一定位置要求。分述如下: (1)以ф65h5轴为中心的加工表面。

尺寸为ф65h5的轴,表面粗糙度为1.6, 尺寸为ф80与ф65h5相接的轴肩面, 尺寸为 ф100f6与ф65h5同轴度为0.025的外圆表面.。尺寸为ф60H8与ф65h5同轴度为0.025的孔。 (2)以ф60H8孔为中心的加工表面。

尺寸为78与ф60H8垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨。 (3)以ф60H8孔为中心均匀分布的12孔:6-ф13.5、4-M10-6H深20孔深24及4-M10-6H。 (4)其它未注表面的粗糙度要求均为6.3,粗加工可满足要求。

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2 毛坯的选择

2.1 选择毛坯应考虑的因素

(1)零件的力学性能

(2)零件的结构形状和外廓尺寸 (3)生产纲领和批量 (4)现场生产条件

2.2 毛坯的制造方法及其工艺特征

2.2.1毛坯的制造方法

零件材料为HT200,考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于是单件小批量生产,而且零件外形轮廓尺寸不大,故可以采用木模手工砂型铸造成型。

2.2.2 工艺特征

【2】 查表1.1-3

(1)毛坯制造:木模造型,精度低,余量大 (2)机床设备:通用设备

(3)工件尺寸获得方法:试切法,划线找正

(4)夹具:通用夹具

(5)刀具:通用标准刀具 (6)量具:通用量具 (7)生产成本:较高 (8)工人技术水平:高

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2.3 毛坯尺寸、公差与加工余量

2.3.1 毛坯公差

【2】查表1.3-1,可知木模手工砂型铸造的工艺特点如下:

(1)精度等级(CT):IT11~IT13 (2)毛坯尺寸公差:1~8mm (3)加工余量等级:H (4)加工余量:2.5~3.5mm

【2】(5)由表2.2-2,错型值为1.5

2.3.2 确定机械加工余量

(1)外圆表面(ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155)考虑到尺寸较多且相差不大,为简化铸造毛坯的外形,现直接按零件结构取为ф84、ф104、ф160的阶梯轴式结构,除ф65以外,其它尺寸外圆表面粗糙度值Ra=6.3um,只要粗车就可满足加工要求。

【1】表2-12,铸件轮廓尺寸(长度方(2)外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差。查

【1】表2-11,其余量值向>100~160mm),故长度方向偏差为 1.5mm。长度方向的余量查

规定为3.0~3.5 mm.现取3.0 mm。

(3)ф32、ф47内孔。毛坯为实心,两内孔精度要求自由尺寸精度要求,表面粗糙度值

Ra=6.3um,钻——扩即可满足要求。

(4)内孔ф60H8。要求以外圆面ф65h5定位,铸出毛坯孔ф55。

【2】查表2.3-10

粗镗ф59.5 2Z=4.5 半精镗ф59.9 2Z=0.4 精镗ф60H8 2Z=0.1 (5) ф60H8孔底面加工.

【2】查表2.3-23、表2.3-21 确定

①研磨余量 Z=0.010~0.014 取Z=0.010

②磨削余量 Z=0.2~0.3 取Z=0.3 ③铣削余量 Z=3.0-0.3-0.01=2.69 即Z=2.69

(6)底面沟槽采用镗削,经过底面研磨后镗可保证其精度 取Z=0.5

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(7) 6—ф13.5通孔及2—M10—6H孔、4—M10—6H深20孔深24的孔,均为自由尺寸精度要求。 ① 6—ф13.5通孔可一次性直接钻出。

【2】②查表2.3-20,得攻M10螺纹前所用麻花钻直径为ф8.5,螺距P=1.5.

钻孔 ф8.5 攻螺纹 M10

2.3.3确定毛坯尺寸

(1)外圆表面(ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155)考虑到尺寸较多且相差不大,为

简化铸造毛坯的外形,现直接按零件结构取为ф84、ф104、ф160的阶梯轴式结构。 (2)外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差,查表可取余量3.0 mm。

(3)ф32、ф47内孔,毛坯为实心。 (4)内孔ф60H8,铸出毛坯孔ф55。

图1 零件毛坯图

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3 工艺过程设计

3.1 定位基准的选择

3.1.1 粗基准的选择原则

对于一般轴类零件而言,以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则

(保证某重要表面的加工余量均匀时,选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工,为了保证各表面都有足够的余量,应选择加工余量最小的表面为粗基准)。

3.1.2 精基准的选择原则

按照有关的精基准选择原则(基准重合原则;基准统一原则;可靠方便原则),对于本

零件,有中心孔,可以以中心孔作为统一的基准,但是随便着孔的加工,大端的中心孔消失,必须重新建立外圆的加工基面,一般有如下三种方法:

(1)当中心孔直径较小时,可以直接在孔口倒出宽度不大于2mm的锥面来代替中心 孔。若孔径较大,就用小端孔口和大端外圆作为定位基面,来保证定位精度。 (2)采用锥堵或锥套心轴。

(3)精加工外圆亦可用该外圆本身来定位,即安装工件时,以支承轴颈本身找正。

本加工中粗基准与精基准均采用外圆作为定位基准。

3.2 零件表面加工方法的选择

【1】表2-4—表2-9确定重要工序的加工方法如下: 查

(1)外圆ф65h5((2)外圆ф100f6(

-0.013

):Δ=0.013,Ra=1.6,粗车——半精车——精车 ):Δ=0.027,Ra=6.3,粗车——半精车——精车 ):Δ=0.048,Ra=1.6,粗镗——半精镗——精镗

-0.009

-0.036

(3)内孔ф60H8(

0.0480

(4)7×4.5槽:Ra=3.2,采用切槽刀,粗车——半精车 (5)内孔ф60H8(

0.0480

)底面:Ra=0.4,铣——磨——研磨

(6)右端端面:垂直度IT5,Ra=6.3,粗车——半精车——精车

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3.3 工艺规程的拟定

3.3.1 制定工艺规程的原则

按照先基面后其他、先面后孔、先粗后精的原则,制定工艺路线。

3.3.2 制订工艺路线

方案一

工序号 工序内容

00 粗车右端面,ф65、ф80、ф75外圆及与ф80、ф100、ф155相接的端面,倒圆角R5

10 粗车左端面,ф155、ф100外圆

20 半精车右端面,ф65外圆及与ф80相接的端面 30 半精车左端面,ф100外圆

40 精车右端面,ф65外圆及与ф80相接的端面,倒角 50 60 70 80

精车左端面,ф100外圆,倒角,切槽7x4.5 钻ф25孔、扩ф32孔,锪ф47孔 粗、半精、精镗ф60 孔 铣ф60孔底面

90 磨ф60孔底面

100 镗ф60孔底面沟槽 110 研磨ф60孔底面 120 划线

130 钻6-ф13.5孔、2-M10-6H、4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹 140 去毛刺,终检

方案二

工序号 工序内容

00 粗车右端面,ф65、ф80、ф75外圆及与ф80、ф100、ф155相接的端面,倒圆角R5 10 粗车左端面,ф155、ф100外圆

20 半精车、精车右端面,ф65外圆及与ф80相接的端面,倒角 30 半精车、精车左端面,ф100外圆,倒角,切槽7x4.5 40 钻ф25孔、扩ф32孔,锪ф47孔 50 粗、半精、精镗ф60 孔 60 铣ф60孔底面 70 磨ф60孔底面

80 镗ф60孔底面沟槽

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90 研磨ф60孔底面

100 划线

110 钻6-ф13.5孔、2-M10-6H、4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹 120 去毛刺,终检

3.3.3 工艺方案的比较与分析

上述两个方案的特点在于:

方案一粗加工、半精加工、精加工明显分开,符合互为基准原则,对于提高零件的位置精度有保障;方案二是在对两端及其外圆进行简单的粗加工后即采用工序集中的原则,对于半精加工、精加工进行同步加工。

两相比较起来可以看出,在满足加工质量的前提下,采用第二种方案可大大缩短因零件多次掉头、多次装夹而带来的辅助时间,而且可以有效减小出现定位误差的可能性,故最终采用第二种加工方案。

4 工序设计

4.1 选用机床

【2】查车床说明书相关表格:

卧式车床CA6140,最大加工直径为400mm.

摇臂钻床Z3025,最大钻孔直径为25mm. 金刚镗床T740 铣床X63 磨床M1158 研磨机

4.2工艺装备的选择

4.2.1 选用刀具

YG6外圆车刀 ,切槽刀,ф25、ф13.5、ф8.5麻花钻,ф32扩孔钻,ф47锪孔钻,ф10丝锥,YG30、YG10镗刀,端面铣刀,内孔车刀,砂轮G36 YA6N 20X6X8,金刚玉微粉。

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4.2.2选用夹具

三爪卡盘,机用虎口钳。

4.2.3选用量具

卡板,游标卡尺,外径千分尺,塞尺,螺纹塞规,粗糙度仪。

5 确定切削用量及基本用时

5.1 确定切削用量

工序00:粗车右端面,ф65、ф80、ф75外圆及与ф80、ф100、ф155相接的端面,倒圆角R5

车床:CA6140

刀具:YG6外圆车刀、成型刀具

夹具:三爪卡盘

量具:游标卡尺(测外圆、工件长度)

(1)粗车右端面及与ф80、ф100、ф155相接的端面 计算切削用量:

确定端面最大加工余量:已知毛坯长度方向单边余量为3mm,则毛坯长度方向的最大加工余量为4.5mm,分两次加工,以ap=2mm计。

【1】表2-19,确定进给量f:根据当刀杆16mm×25mm,ap≤2mm以及工件直径为ф160时,

f=0.5~0.7mm/r

【2】 按CA6140车床说明书表 4.2-9取

f=0.5 mm/r

【2】计算切削速度::按表1.27,得

Z=3mm

ap 2mm

切削速度的计算公式为:

f 0.5mm/r

Vc=

cv

Tap

m

xv

f

yv

kv(m/min) (5-1)

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cv=1.58, xv=0.15, yv=0.4,m=0.2。修正系数k

【2】kkv=1.04, kkrv=0.81, kBV=0.97

kv

,即kmv=1.44, ksv=0.8,

所以

Vc=

1.58

60

0.2

2

0.15

0.5

0.4

1.44 0.8 1.04 0.81 0.97

=66.7(m/min)

确定机床主轴转速

ns

1000Vc

1000 66.73.14 84

dw

253(r/min)

(5-2)

【2】由与253r/min相近的机床转速选取ns=250r/min,则实际切削速度

V

dwnw

1000

3.14 84 250

1000

66(m/min)

(5-3)

(2)粗车ф65、ф75、ф80外圆(先将毛坯ф84粗车至ф80)

取 nw=250r/min 则实际切削速度分别为:

(3)倒圆角R5

采用成形刀具加工。

V

dwnw

1000

3.14 80 250

1000

62.8(m/min)

V

dwnw

1000

3.14 65 250

10003.14 75 250

1000

51.025(m/min)

V

dwnw

1000

58.875(m/min)

工序10:粗车左端面,ф155、ф100外圆

(1)粗车左端面

确定机床主轴转速:

ns

1000Vc

dw

1000 66.7

133(r/min)

3.14 160

【2】按机床说明书与133r/min相近的机床转速选取 ns=125r/min,则实

际切削速度为

V

dwnw

1000

3.14 160 125

1000

62.8(m/min)

(2)粗车ф100、ф155外圆

取 nw=125r/min

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实际切削速度分别为:

V

dwnw

1000

3.14 100 125

1000

39.25(m/min)

V

dwnw

1000

3.14 155 125

1000

58.875(m/min)

工序20:半精车、精车右端面,ф65外圆及与ф80相接的端面,倒角 (1)半精车、精车右端面及与ф80相接的端面

Z=0.2mm

ap 0.2mmf 0.1mm/r

计算切削速度:

切削速度的计算公式为(刀具寿命选T=90min)

Vc=

cv

Tap

m

xv

f

yv

kv(m/min)

式中cv 158, xv 0.15, yv 0.4, m 0.15修正系数kv【2】 所以:

vc

cv

T

m

xv

yv

ap

f

kv

158

60

0.15

0.2

0.15

0.1

0.4

1.44 0.8 1.04 0.81 0.97 257m/min

ns

1000vc

dw

1000 257

80

1023r/min

【2】按机床说明书选择机床主轴转速为ns=1120r/min

所以实际切削速度分别为 :

V V

dwnw

1000

dwnw1000

3.14 80 11201000

3.14 65 1120

1000

281.344(m/min) 228.592(m/min)

(2)半精车、精车ф65外圆

2Z=0.3,Z=0.15 ,f=0.1mm/r

Vc=

cv

Tap

m

xv

f

yv

kv(m/min)

式中cv 158, xv 0.15, yv 0.4, m 0.15修正系数kv【2】 所以:

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vc

cv

T

m

ap

xv

f

yv

kv

158

60

0.15

0.2

0.15

0.1

0.4

1.44 0.8 1.04 0.81 0.97 257m/min

ns

1000v

d

1000 2573.14 65

1259(r/min)

【2】按机床说明书选择机床主轴转速为

ns=1120r/min

所以实际切削速度

V

dwnw

1000

3.14 65 1120

1000

228.592(m/min)

工序30:半精车、精车左端面,ф100外圆,倒角,切槽7x4.5

(1)半精车、精车左端面

取 ns=1120r/min,则实际切削速度:

dwnw3.14 160 1120

V

1000

1000

562.688(m/min)

(2)半精车、精车ф100外圆

2Z=0.3mm,Z=0.15mm,f=0.1mm/r vc 257m/min 取ns=1120r/min,则实际速度为:

V

dwnw

1000

3.14 100 1120

1000

351.68(m/min)

(3)切槽7x4.5,采用切槽刀,刀具倒圆半径为: rR=0.4mm

【2】由表4.2-9, 取 f=0.25mm/r ns=1120r/min

所以实际切削速度:

V

dwnw

1000

3.14 100 1120

1000

351.68(m/min)

工序40:钻ф25孔、扩ф32孔,锪ф47孔

【2】由表4.2-11查得Z3025摇臂钻床的相关技术参数。

(1)钻ф25孔

选择进给量: f=0.4mm/r 选择切削速度:V=12.25m/min 机床主轴转速:

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ns

1000v

dw

1000 12.253.14 25

156(r/min)

按机床选取:ns=125r/min

则实际切削速度:

dwnw

1000

3.14 25 1120

1000

V 9.81(m/min)

(2)扩ф32孔、锪ф47孔

根据有关资料介绍,利用钻头进行扩孔时,其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔的进给量与切削速度之关系为

f=(1.2~1.3)

f钻

v=(

12

~

13

)v钻

公式中f钻、v钻为加工实心孔时的切削用量,

【2】查表4.2-11得:

f钻=0.56mm/r,v钻=19.25m/min) 令:f=1.3f钻 v=0.4v钻

按机床取

f=0.73mm/r, v=7.7m/min

所以机床主轴转速分别为:

ns

1000v

1000 7.73.14 32

76.63(r/min)

d d

ns

1000v

1000 7.73.14 47

52.18(r/min)

【2】按照机床表4.2-13选取:

所以实际切削速度:

V

1000

nw 97r/min

9.75(m/min)

dwnw

3.14 32 97

1000

V

dwnw

1000

3.14 47 97

1000

14.32(m/min)

工序 50:粗、半精、精镗ф60 孔 机床:金刚镗床T740 刀具:YG30、YG10镗刀

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夹具:三爪卡盘

量具:游标卡尺(测内径与孔深) (1)粗镗孔至Φ59.5

2Z=4.5mm,Z=2.25mm

185r/min

d 60

查有关资料,确定金刚镗床的切削速度为v=35m/min,f=0.8mm/r由于T740金刚镗主

nw

【2】轴转数为无级调数,查表4.2-28,故以上转数可以作为加工时使用的转数。

1000v1000 35

(2)半精镗孔至Φ59.9

2Z=0.4mm, Z=0.2mm

f=0.1mm/r

实际切削速度

(3)精镗孔至ф60

由于精镗与半精镗孔时共用一个镗杆,利用金刚镗床同时对工件半精、精镗孔,故

nw

1000v

d

1000 803.14 60

425r/min

V

dwnw

1000

3.14 60 425

1000

80(m/min)

切削用量及工时均与精樘相同。

p

f=0.1mm/r

a 0.05mm

nw =425r/min V=80m/min

工序60:铣ф60孔底面

铣床:X63系列

铣刀:选用立铣刀 d=10mm L=115mm 齿数Z=4 切削速度:参照有关手册,确定v=15m/min

aw 7mm 1000v1000 15ns 477.7m/min

d3.14 10

【2】采用X63卧式铣床,查表4.2-39

故实际切削速度为:

取 nw =475r/min

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V

dwnw

1000

3.14 10 475

1000

14.9(m/min)

当时,工作台的每分钟进给量应为:

fm fzznw 0.08 4 475 150mm/min

工序70 :磨ф60孔底面

【2】查表4.2-29

【2】查表4.2-40,刚好有fm 150m/min故直接选用该值。

(5-4)

①.选择磨床: 选用M1158 ②.选择砂轮:

结果为A36KV6P 20×6×8mm ③.切削用量的选择:

砂轮转速 n砂 1500r/min,

fa 3mm/ 0.015mm

v砂 275m/s

轴向进给量 径向进给量 fr

工序80:镗Φ60mm孔底沟槽 内孔车刀 保证t=0.5mm,d=2mm

工序90:研磨Φ60mm孔底面 采用手工研具进行手工研磨:Z=0.01mm

工序100:划线

采用钳工划线

工序110:钻6-ф13.5孔、2-M10-6H、4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹 (1)钻6-ф13.5通孔

【2】查表4.2-11、4.2-13

选取: f=0.35mm/r V=17mm/min

所以

【2】查表4.2-12

ns

1000v

d

1000 173.14 13.5

401(r/min)

完整版说明书

选取

nw 400r/min 实际切削速度

V

dwnw

1000

3.14 13.5 400

1000

16.95(m/min)

(2)钻2-M10-6H、4-M10-6H深20,孔深24底孔Φ8.5

【2】查表4.2-11、表4.2-13,取进给量与切削速度为:

f=0.35mm/r , v=13m/min

所以

ns

1000v

1000 133.14 8.5

d

487(r/min)

按机床选取

nw 500r/min 实际切削速度

V

dwnw

1000

3.14 8.5 500

1000

13.35(m/min)

(3)攻螺纹M10

V=0.2m/s=12m/min 所以

ns 382r/min

按机床选取

nw 315r/min实际切削速度

1000

工序120:去毛刺,终检

钳工借助锉刀手工去毛刺

V

dwnw

3.14 10 315

1000

9.9(m/min)

5.2 确定工时定额

工序00:粗车右端面,ф65、ф80、ф75外圆及与ф80、ф100、ф155相接的端面,倒圆角R5

(1)粗车右端面 计算切削工时, 取 L=

842

=42mm, L1=3mm, L2=0mm ,L3=0mm

完整版说明书

tm

l l1 l2

nf

i

42 3250 0.5

2 0.72(min

(2)粗车ф65外圆

(5-5)

计算切削工时,取 L=17mm, L1=3mm, L2=0mm

tm

l l1 l2

nf

i

17 3250 0.5

0.16(min)

(3)粗车ф75外圆

l l1 l2

nf

1

计算切削工时,取L=8

tm

=3mm, L2=0mm

80 3250 0.5

0.66(min)

i

(4)粗车ф80外圆

l l1 l2

nf

1

计算切削工时,取L=1

tm

=3mm, L2=0mm

10 3250 0.5

0.11(min)

i

(5)粗车与ф80相接的端面

计算切削工时,取 L=(84-65)/2=9.5mm, L1=3mm, L2=0mm

tm

l l1 l2

nf

i

9.5 3

250 0.5

0.1(min)

(6)粗车与ф100相接的端面

计算切削工时,取 L=(104-75)/2=14.5mm, L1=3mm, L2=0mm

tm

l l1 l2

nf

i

14.5 3

250 0.5

0.14(min)

(7)粗车与ф155相接的端面

计算切削工时,取 L=(160-100)/2=30mm, L1=3mm, L2=0mm

tm

l l1 l2

nf

i

30 3

250 0.5

0.26(min)

工序10:粗车左端面,ф155、ф100外圆 (1)粗车左端面 计算切削工时,取:L=

tm

160

2

l l1 l2

nf

=80mm,L1=3mm,L2=0mm,L3=0mm

30 3250 0.5

2 1.33(min)

(2)粗车ф155外圆

计算切削工时,取:L=15mm,L1=3mm,L2=0mm

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/lxwi.html

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