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文檔簡介
買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 院畢業(yè)設(shè)計(論文) 法蘭機械加工工藝及夾具設(shè)計 班 級 專 業(yè) 教 學(xué) 系 指導(dǎo)老師 完成時間 年 月 日至 年 月 日 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 本次設(shè)計的主要內(nèi)容是法蘭機械加工工藝及夾具設(shè)計,法蘭主要是與其它零件配對使用,其主要加工表面及控制位置為 孔。由零件要求分析可知,保證 0 孔尺寸的同時應(yīng)該盡量保證其同軸度,這對于后工序裝配和總成使用上來說都有重要影響。所以,工序安排時,采取以 大外圓粗定位夾緊加工后,對 外圓進行車削加工同時成型。因其粗糙度為 通過粗車、半精車滿足。孔時,主要以法蘭的 96 凸臺定位,控制其自由度,以達到加工出來的產(chǎn)品滿足要求并且一致性好的目的。 本文的研究重點在于通過對法蘭的工藝性和力學(xué)性能分析,對加工工藝進行合理分析,選擇確定合理的毛坯、加工方式、設(shè)計高效、省力的夾具以及設(shè)計出簡單、實用的數(shù)控加工程序,通過實踐驗證,最終加工出合格的法 蘭零件。 關(guān)鍵詞: 法蘭,加工余量,工藝,夾具 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 in of of on of if is it In of is it of to of of of of of a of of a of of of of At of of to to to is to on of is so a is an As in of is an is is a of to ie 文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 摘 要 . 緒論 . 1 2 零件的分析 . 1 件的作用 . 錯誤 !未定義書簽。 件的工藝分析 . 1 3 確定毛坯 ,繪制毛坯 圖 、零件圖 . 3 . 3 序尺寸及毛坯尺寸的確定 . 3 4 法蘭 工藝規(guī)程設(shè)計 . 4 . 4 . 5 、量具 . 7 定切削用量及基本工時 . 7 195 外圓,粗車 96臺階外圓及左端面 . 7 車 55外圓及右端面 . 7 0 外圓及倒角至尺寸 . 7 . 7 深 5凹槽至尺寸 . 7 車、半精車 錐孔至尺寸 . 7 - . 7 8- . 7 4. 7 5 手動編制程序 . 18 6 車外圓 夾具 的設(shè)計 . 18 . 20 . 錯誤 !未定義書簽。 . 28 . 29 . 30 結(jié) 論 . 錯誤 !未定義書簽。 致 謝 . 26 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 考文獻 . 28 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1 緒論 本文首先對法蘭的零件進行分析,通過對法蘭進行的研究和分析,描述了它的毛坯制造形式、機械加工余量、基準選擇、工序尺寸和毛坯尺寸的確定,以及切削用量和工時的計算等相關(guān)內(nèi)容。為了提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強度,保證加工質(zhì)量,與指導(dǎo)老協(xié)商后,覺得用夾具比較合適。 在這次畢業(yè)設(shè)計中,根據(jù)課題所給的零件圖、技術(shù)要求,通過查閱相關(guān)資料和書籍,了解和掌握 了的機械加工工藝和編程的一般方法和步驟,并運用這些方法和步驟進行了法蘭的機械加工工藝及夾具設(shè)計。整個設(shè)計的指導(dǎo)思想“簡便、高效、經(jīng)濟”。力求生產(chǎn)處符合要求的產(chǎn)品。 2 零件的分析 具的發(fā)展史 題目所給的零件是法蘭,而法蘭一般是盤狀物,上面鉆或銑有直孔或者是外圓孔,其作用是用來與其它部件進行連接的。電機上的法蘭主要有兩類,一個是“ 法蘭 ”,一般指電機的端蓋,是用來支撐電機的轉(zhuǎn)子、安放軸承、有時也起對電機密封保護的作用。另一個是“小法蘭”,一般是指軸承蓋,用來固定和防護軸承的,而本課題的任務(wù)就是“法蘭機械加工工藝及夾具設(shè)計”。 件的工藝分析 ( 1)以主視圖為主要加工表面的加工面。 這一組加工表面包括: 8- 孔的鉆、絞削加工, 4 外圓孔的加工, 4- - 孔的銑削加工, 其中 8- 孔 的表面粗糙度要求為 4-面粗糙度要求為 其余加工表面的粗糙度均為 ( 2)以剖視圖為主要加工表面的加工面。 這一組加工表面包括: 外圓,、 0 凹槽以及寬 孔的車削加工。 以下是該法蘭的零件圖。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 2 圖 1法蘭零件主視圖 圖 1法蘭剖視圖 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 3 3 確定毛坯,繪制毛坯圖、零件圖 定毛坯的制造形式及材料 “法蘭”零件材料采用鍛造。法蘭材料為 316,需表面電鍍處理,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用鍛造毛坯。 由于零件尺寸不大,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,因此我們采用鍛造的形式,從而提高勞動生產(chǎn)率,降低成本。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 外圓的加工余量 根 據(jù)工序要求,法蘭的 0 外圓 的加工分粗、半精車加工。各工步余量如下: 粗車:參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表 7余量值規(guī)定為 取 表 7 半精車:參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表 7余量值規(guī)定為 取 1 毛坯的基本尺寸為 5 根據(jù)實用機械制造工藝設(shè)計手冊表 2件尺寸公差等級選用 ,可得毛坯尺寸公差為 毛坯的名義尺寸為: 55坯最小尺寸為: 坯最大尺寸為: 55+ 車后最大尺寸為: 車后最小尺寸為: 精車后尺寸與零件圖尺寸相同,即 孔的加工余量 根據(jù)工序要求,該孔的加工分為粗車、半精車兩個工序完成,各工序余量如下: 粗車:參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊 表 7余量值為 精車:參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表 7余量值為 毛坯的基本尺寸分別為: 毛坯基本尺寸為 根據(jù)實用機械制造工藝設(shè)計手冊表 2件尺寸公差等級選用 得毛坯尺寸公差為 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 4 毛坯名義尺寸為 毛坯最大尺寸為 毛坯最小尺寸為 粗車工序尺寸為 37; 精車后尺寸與零件圖尺寸相同,即 端面的加工余量 根據(jù)工序要求,兩端面的加工只要粗車一個工序完成,各工序余量如下: 粗車:參照實用機械制造工藝設(shè)計手冊表 7余量值為 毛坯的基本尺寸分別為: 毛坯基本尺寸為 5 根據(jù)實用機械制造工藝設(shè)計手冊表 2316尺寸公差等級選用 得毛坯尺寸公差為 毛坯名義尺寸為 65 毛坯最大尺寸為 65 毛坯最小尺寸為 粗車后工序尺寸為 4 工藝規(guī)程設(shè)計 位基準的選擇 基準的選擇: 粗基準選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求: A、保證各重要支承孔的加工余量均勻; B、保證法蘭的內(nèi)壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求,應(yīng)選擇法蘭的主要面作為定位基準。即以法蘭的外圓作為粗基準來限制工件的四個自由度,再以另一個面作為定位基準來限制第五個自由度。這樣就能夠很好地保證工件的定位,從而達到 了加工各個工序的目的。 基準的選擇: 從保證法蘭孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應(yīng)能保證法蘭零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。 從法蘭零件圖分析可知,它的頂平面與各主要支承面平行而且占有的面積較大,適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度,如果使用典型的一面兩孔定位方法,則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。 至于法蘭兩端面,雖然它是法蘭箱體的裝配基準,但因為它與法蘭箱體的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系,在 定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 5 的困難,所以不予采用。 定工藝路線 對于大批量生產(chǎn)的零件,一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。法蘭體加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。 具體安排是先以 0 外圓作為定位基準來加工法蘭的外圓及端面,然后已經(jīng)車削好的外圓面為基準來加工主視圖上面的各個孔位。由于外圓面加工完成后一直到法蘭體加工完成為止,除了個別工序外,都要用作定位基準。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循先面后孔的原則。先粗、精加工平面,再粗、精加工孔系。因切削力較大,也應(yīng)該 在粗加工階段完成。 加工工序完成以后,將工件清洗干凈。清洗是在 c9080 的含 硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 根據(jù)以上分析過程,現(xiàn)初步擬定法蘭加工工藝路線如下; 方案一: 10 鍛造毛坯 65195X 。 20 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 30 粗車 圓,粗車 96 臺階外圓及左端面。 40 調(diào)頭裝夾,粗車 55 外圓及右端面。 50 半精車 0 外圓及倒角至尺寸。 60 車底部寬 槽。 70 車 深 5 凹槽至尺寸。 80 調(diào)頭裝夾,粗車、半精車 錐孔至尺寸。 90 銑 4- 尺寸。 100 鉆、絞 8- 孔至尺寸。 110 鉆、攻 4- 21圓孔至尺寸。 120 去毛刺倒棱角。 130 檢驗。 140 倉庫。 方案二: 10 鍛造毛坯 65195X 。 20 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 6 30 粗車 195 外圓,粗車 96 臺階外圓及左端面。 40 銑 4- 尺寸。 50 鉆、攻 4- 21圓孔至尺寸。 60 鉆、絞 8- 孔至尺寸。 70 調(diào)頭裝夾,粗車 55 外圓及右端面。 80 半精車 0 外圓及倒角至尺寸。 90 車底部寬 槽。 100 車 深 5 凹槽至尺寸。 110 調(diào)頭裝夾,粗車、半精車 錐孔至尺寸。 120 去毛刺倒棱角。 130 檢驗。 140 倉庫。 方案三: 10 鍛造毛坯 65195X 。 20 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 30 粗車 195 外圓,粗車 96 臺階外圓及左端面。 40 調(diào)頭裝夾,粗車 55 外圓及右端面。 50 鉆、攻 4- 21圓孔至尺寸。 60 鉆、絞 8- 孔至尺寸。 70 銑 4- 尺寸。 80 半精車 0 外圓及倒角至尺寸。 90 車底部寬 槽。 100 車 深 5 凹槽至尺寸。 110 調(diào)頭裝夾,粗車、半精車 錐孔至尺寸。 120 去毛刺倒棱角。 130 檢驗。 140 倉庫。 其中,方案二的工藝路線雖能方便工人安裝加工,但在裝夾加工過程中會對零件已加工好表面造成破壞,造成零件損失;方案三,能加工出所要的零件,但加工時對零件的裝夾和拆卸較頻繁,時間耽擱較長,生產(chǎn)率下降;所以,綜合選定,方案一可用。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 7 擇 加工設(shè)備及刀、夾、量具 由圖樣分析,該圖樣需要車削外圓,在這里我們在車輪廓時選用外圓車刀。而車削加工時我們可以選擇內(nèi)孔車刀,量具可選用 0 75徑千分尺,游標深度卡尺等。 確定切削用量及基本工時 車 195 外圓,粗車 96 臺階外圓及左端面 1) 確定背吃刀量于粗加工單邊余量為 在一次走刀內(nèi)完成,故 2)確定進給量 f 。根據(jù)查切削用量簡明手冊得,刀桿尺寸為 516 , 以及工件直徑為 020 時 按 床說明書選擇 確定的 進給量尚需滿足車床進給機構(gòu)強度的要求,故需進行校驗。 根據(jù) 床說明書,其進給機構(gòu)允許的進給力 530。 當(dāng)鋼的強度 10680, , , 45 5 (預(yù)計)時,進給力為 820。 切削時.10.1 11.1由于切削時的進給力小于車床進給機構(gòu)允許的進給力,故選 的進給量可用。 3)確定切削速度質(zhì)合金車刀加工 00630鋼料, , ,切削速度 060 4) 選擇車刀磨鈍標準以及刀具壽命 根據(jù)查切削用量簡明手冊得, 車刀后刀面最大磨損量取為 為車刀的材料為硬質(zhì)合金,所以車刀的壽命 T=60 5) 確定車削速度削用量簡明手冊表 公式計算:10000= 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 8 根據(jù)一下公式,可得:1000 30075機動T= m 9*0* 頭裝夾,粗車 55 外圓及右端面 本工序為 車 55外圓及右端面 的工序 ,我們選擇機床:普通車床 率P=13 刀具:選用高速鋼外圓車刀, 查 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 39,刀具數(shù)據(jù)如下: d=16 20z 2251)車削進寬度的選擇 根據(jù)實際工況,我們通過機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 27可知 2 這里取 )選 擇進給量 經(jīng)過查表可知: 3)選擇車削的速度 經(jīng)查表 可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以: 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)計算切削時間 查機械制造工藝、金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)表 5 可知: 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以, 1590 1 . 6 5 m i 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 9 5)計算車削力 根據(jù)實際工況,我們通過機械制造工藝設(shè)計簡明手冊有 : 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中: 所以, 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核機床功率 查切削用量簡明手冊表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以,機床的功率足夠; 精車 0 外圓及倒角至尺寸 已知加工材料為 316,鍛件,有外皮,機床為 普通車床,工件裝卡在專用車床夾具中。 1)確定背吃刀量于粗加工單邊余量為 在一次走刀內(nèi)完成,故 )確定進給量 f 。根據(jù)查切削用量簡明手冊得,刀桿尺寸為 516 , 以及工件直徑為 020 時 按 床說明書選擇 確定的進給量尚需滿足車床進給機構(gòu)強度的要求,故需進行校驗。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 10 根據(jù) 床說明書,其進給機構(gòu)允許的進給力 530。 當(dāng)鋼的強度 10680, , , 45 5 (預(yù)計)時,進給力為 820。 切削時.10.1 11.1由于切削時的進給力小于車床進給機構(gòu)允許的進給力,故選 的進給量可用。 3)確定切削速度質(zhì)合金車刀加工 00630鋼料, , ,切削速度 060 4) 選擇車刀磨鈍標準以及刀具壽命 根據(jù)查切削用量簡明手冊得, 車刀后刀面最大磨損量取為 為車刀的材料為硬質(zhì)合金,所以車刀的壽命 T=60 5) 確定車削速度削用量簡明手冊表 公式計算: 10000= 100030075 根據(jù)一下公式,可得: 機動T= m 0* 底部寬 槽 ( 1)、車削寬度的選擇 查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 27有 半精銑 1 2 這里取 ( 2)、車削每齒給量的選擇 查機械制造工藝設(shè)計手冊表 3 28 有 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 11 ( 3)、車削深度的選擇 查機械制造工藝設(shè)計手冊表 3 29有 ( 4)、車削速度的選擇 查機械制造工藝設(shè)計手冊表 3 30 有 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以: 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 2 / m i 1 4 6 0 ( 5) 計算切削時間 查機械制造工藝、金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)表 5 可知: 1212. . 0 . 3 1 6 1 9 2 9 2 1 . 615951 3 1 2251580a z nL l l ll a D 所以, 1595 1 . 7 3 m i 1 . 6 ( 6)計算車削力 查機械制造工藝設(shè)計手冊表 3 25有 : 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中: 所以, 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 12 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 3 6 0 0 . 5 1 652 N 深 5 凹槽至尺寸 機床: 通車床 刀具:溝槽車刀 切削深度進給量 f :根據(jù)實際工況,我們通過實用機械工藝簡明手冊中 桿伸出長度取 切削深度為 因此確定進給量 切削速度 V :由實用機械工藝簡明手冊中,可以知道 4取m i n/15/25.0 機床主軸轉(zhuǎn)速 n : m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ,取 0 實際切削速度 V : 即 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 工作臺每分鐘 進給量m 6606.0 被切削層長度 l : 9 刀具切入長度 1l : 2(1 刀具切出長度 2l : 32 取 2 行程次數(shù) i : 1i 機動時間1m i mj 頭裝夾,粗車、半精車 錐孔至尺寸 切削深度坯孔徑 。 進給量 f :根據(jù)參考文獻 7機械加工工藝手冊表 桿伸出長度取 切削深度為 因此確定進給量 。 切削速度 V :參照參考文獻 7機械加工工藝手冊表 m 1/35.0 機床主軸轉(zhuǎn) 速 n ,由式( : m 11 0 0 01 0 0 00n ,取 00 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 13 實際切削速度 V ,由式( : 0 0 3 0 0 00 工作臺每分鐘進給量m 0 53 0 035.0 式( 被切削層長度 l : 0 刀具切入長度 1l : 2(1 式( 刀具切出長度 2l : 32 取 2 行程次數(shù) i : 1i 機動時間1式( : m i mj 4- 尺寸 切削深度,進給量 f :根據(jù)參考文獻 7機械加工工藝手冊桿伸出長度取 切削深度為 因此確定進給量 切削速度 V :參照參考文獻 7機械加工工藝手冊表 :m 3.0 機床主軸轉(zhuǎn)速 n ,由式( m 0 01 0 0 00n ,取 50 實際切削速度 V ,由式( : 工作臺每分鐘進給量式( : m 035.0 被切削層長度 l : 0 刀具切入長度 1l ,由式( : 2(1 刀具切出長度 2l : 32 取 2 行程次數(shù) i : 1i 機動時間1式( : m mj 切削深度給量 f :根據(jù)參考文獻 7機械加工工藝手冊表 桿伸出長度取 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 14 切削深度為 因此確定進給量 切削速度 V :參照參考文獻 7機械加工工藝手冊表 m 8/3.0 機床主軸轉(zhuǎn)速 n ,由式( : m 81 0 0 01 0 0 00n ,取 50 實際切削速度 V ,由式( : 工作臺每分鐘進給量式( : m 02 5 028.0 被切削層長度 l : 0 刀具切入長度 1l ,由式( : 2(1 刀具切出長度 2l : 32 取 2 行程次數(shù) i : 1i 機動時間1式( : m i mj 、絞 8- 孔至尺寸 工件材料為 316 不銹鋼 ,孔的直徑為 面粗糙度 工機床為 工工序為鉆,加工刀具為:鉆孔 20 確定進給量 f 根據(jù) 參考文獻 7表 28查出 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r表,由于孔深度比0/ 3 / 1 2 0 . 2 5, ,故 ( 0 . 2 5 0 . 3 1 ) 1 . 0 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r 表。查式鉆床說明書,取 0 /f m m r 。 根據(jù) 參考文獻 7表 28頭強度所允許是進給量 1 /f m m r 。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力m a x 15690由機床說明書查出),根據(jù) 參 考文獻 7表 28許的進給量 1 f m m r 。 由于所選進給量 f 遠小于 f 及 f ,故所選 f 可用。 確定切削速度 v 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率8插入法得: 1 7 / m , 4732 5 1 T N M表 , 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 15 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。 由 參考文獻 7表 28, ,故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 2 9 8 / m i m m 表查 床說明書,取 195 / m 。實際切削速度為 0 1 2 1 9 5 / m i n 7 . 3 5 / m i 0 0 1 0 0 0dn m m 由參考文獻 7表 281 M ,故 4 7 3 2 1 . 0 4 7 3 2 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 5 1 . 6 9T N m N m 校驗機床功率 切削功率/)m M n n k 表( 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 9 8 ) 1 . 0 0 . 8 2k W k W 機床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E k W k W P 故選擇的鉆削用量可用。即 0 12d 0 /f m m r , 195 / m , 7 / m 相應(yīng)地 4732, 5 1 T N m, 、攻 4- 21圓孔至尺寸 本工序為鉆、攻法蘭主視圖面 2/14 外圓孔,根據(jù)實際工況,我們選擇機床:搖臂鉆床,刀具我們選擇麻花鉆。 ( 1)鉆底孔 查機械制造工藝設(shè)計手冊表,我們知道, 切削深度 ; 進給量 f :根據(jù)實用機械工藝簡明手冊中表 ; 切削速度 V :參照實用機械工藝簡明手冊中表 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 16 機床主軸轉(zhuǎn)速 n : m i n/7 8 0 01 0 0 0 0 n ,取 00 實際切削速度 V : 被切削層長度 l : 7 刀具切出長度 2l : 02 l 走刀次數(shù)為 1 根據(jù)切削用量簡明手冊可知,有一下公式: 機動時間 1 m fn ( 2)攻 外圓孔 查機械制造工藝設(shè)計手冊表,我們知道, 切削深度 p 進給量 f :根據(jù)實用機械工藝簡明手冊中表 通孔 取 切削速度
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