方刀架机械制造工艺学课程设计说明书

1、机电及自动化学院 机械制造工艺学课程设计说明书 设计题目：方刀架工艺规程设计 姓名： 学号： 班级：机电（1）班 届另I：2008级 指导教师： 2011年07月 、八、- 刖言 机械制造工艺学课程设计是我们学完了机械制图、机械制造工艺学、工程材料、机械设 计、CAD/CAM等专业基础课和主要专业课，又经过了机械设计课程设计之后，进行的又一次实践性 环节，特别强调对机械制造工艺学和工程材料这两门课程的运用，同时 也有对刀具和切屑的部分知识 的综合，因此这是我们对以前所学各门课程的一次较为深入的综合总复习，同时还要对相关课外知识 进行查阅和学习，也是一次对我们实际运用知识 解决问题能力的练习。并

2、且，这次课程设计同样也会 用到以前的金工实习和认知实习的相 关知识，也可以说这是对两次实习效果的一次检验。通过这次课 程设计，将会巩固对机械加工工艺规程设计的理论知识，并初步学会自己完成制定简单零件加工工艺 规程。 通过课程设计达到以下目的: 1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论，正确地解决一个零件在加工中的定位， 夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养我分析问题和解决问题的能力。 2、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强我解决工 程实际问题的独立工作能力。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指正和改善。 目录 1任务介绍1 2、方刀架

3、工艺分析1 2.1 零件的作用1 22零件的工艺分析1 3、方刀架工艺规程设计2 3.1 确定方刀架毛坯的制造形式2 3.2基准选择2 3.3制定工艺路线3 3.4、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定5 3.5各种机床与刀具选择7 3.6确定切屑用量7 3.7、基本工时的确定7 3.8、计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介13 3.9、工艺方案的技术经济分析13 4、小结14 5、参考文献14 6、附件14 1、任务介绍 本次机械制造工艺学课程设计我的题目是“方刀架工艺规程设计”。材料 为45钢，生 产批量为中批量生产，其他要求及零件参数见方刀架二维零件图，要求设计该方刀架的机械加工工 艺规

4、程，具体要求内容为： (1) 根据生产类型，对零件进行工艺分析； (2) 选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图； (3) 制订零件的机械加工工艺过程，选择工序加工设备及工艺装备，确定各 工序切削用量及工序尺寸，并计算工序的工时定额； 4)填写工艺文件； (5)撰写设计说明书； 2、方刀架工艺分析 21、零件的作用 方刀架是作用是通过用螺钉的紧固作用在机床上快速的实现车刀固定，夹紧、转换，为车工提 供方便，同时也节省了大量的辅助时间，大大提高了生产效率方刀架的主要功用就是通过装在刀 架上的其它零件夹紧刀具，换刀时，在手柄转动下，带动方刀架回转，以达到换刀的目的。 22、零件的工艺分析 1）、该零件

5、为车床用方刀架，中间周槽用于装夹车刀，其C面直接与车刀杆接触，所以要求 有一定的硬度，因此表面淬火4045HRC 2）、该零件D端面与车床小滑板面结合，并可以转动， mm孔用于刀架定位时用，以保证刀架与主 轴的位置，其精度直接影响机床精度。 多次装夹均以 mm孔及A端面定位，保证了加工基准 3）该零件在加工中 的统一，从而保证了工件的加工精度。 4）、工序中安排了 4个侧面的半精加工，其目的是保证定位时的精度。 图1 :方刀架零件图 3、方刀架工艺规程设计 3.1、确定方刀架毛坯的制造形式 该零件结构比较简单规则，但某些加工面和孔的尺寸精度、平面度，垂直度、位置精度、 表面粗糙度要求比较高，铸

6、件适用于制造复杂形状的毛坯，锻件适用于形状简单，强度要求高的 毛坯。此零件并不是很复杂，因此该零件选择毛坯为锻件，锻件制造的方法有自由锻和模锻两 种。自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件中批量生产以及大型零件毛坯。模 锻毛坯精度高、加工余量小，生产率高、适用于中批以上生产的中小型零件毛坯。常用的锻造材 料为中、低碳钢及低合金钢。综上所诉；该零件应选择自由锻的方法制造毛坯。 3.2. 基准选择 根据零件图的要求以及定位基准的选择原则，对零件而言，尽可能选择不加 工而为粗基 准。对有若干不加工表面的工件，选用要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。同时根 据零件毛坯的形式，粗基准

7、选择为D端面，加工A端 面，再以A端面为基准加工其他端面。 精基准的选择根据基准重合原则，选择加工后的 mm孔和A端面组成一而一销作为精基 准。 3.3、制定工艺路线 根据零件的具体要求和各种加工方法所能够达到的精度和粗糙度能力，以及各种机床的加工 特点，查阅和参考机械制造工艺学和机械制造技术基础课 程设计指南等资料，可得到各 加工面的加工方法（表1）和加工工艺工序安排（表2）: 表1方刀架各加工而的加工方法 加工面 尺寸及偏差 精度 粗糙度 加工方案 A端面 7级 Rai. 6 粗铳-半精铳-精铳 B端而 10级 Ra25 粗铳 C端面 7级 Ra3. 2 粗铳-半精铳-精铳-淬火 D端面

8、7级 Ra1.6 粗铳一半精铳一精磨 E、F、G、H 端而 7级 Ra3.2 粗铳-半精铳 H7 Ra3.2 钻-粗镇-半精镇-精镇 H7 Ra1.6 钻-粗镇-半精镇-精镇 孔 D端面坏形槽 7103X ?67 X25 无 Ra25 车 H7 Ra3.2 钻一扩一较 4入 8X M12-7H 孔 M12-7H H7 Ra3.2 钻一攻 扎 H7 Ra3.2 钻一扩一较 孔 M12-7H 孑 L M12-7H H7 Ra25 钻-扩-攻 表2方刀架加工工艺工序安排 工序 号 工序内容 定位基准 15 粗铳A端面 D端面 20 粗铳G端面 E端面 25 粗铳H端面 F端面 30 粗铳、半精铳D端

9、面 A端面 35 粗铳、半精铳E端面 G端面 40 粗铳、半精铳F端而 H端面 45 半精铳A端面 D端面 50 半精铳G端面 E端面 55 半精铳H端面 F端面 60 钻？ 22m m通孔 A端面 65 A端面 镇?3701 X3 70 镇 孔及A端面 75 车环槽至？ 103X?67X2.5 孔及A端面 85 铳四侧面槽 孔及A端面 90 精铳C端面 孔及A端面 95 精铳A端面 孔及D端面 105 磨D端而 A端面 110 钻 8XM12-7H 至?10.2 孑L、A端面及一侧面 攻M12 115 钻4X 至？14 孑L、D端面及一侧面 扩至？ 14.85 120 较至 钻 通孔至？ 9

10、.8 孑L、D端面及一侧面 扩、较至 入口深18mm处扩至？ 10.2 攻 M1Z7H 3.4加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定 结合方刀架尺寸及查阅机械制造技术基础课程设计指南等资料得到相关 数据可计算得到加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸如表3： 表3方刀架加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸等参数表 加工面最终尺寸 公差/粗糙度 单边余量 工序尺寸 毛坯尺寸 AD厚度尺寸 A端面：无 /Ra1.6 2.5 粗铳一 81 1.5 半精铳- D端面：无 /Ra1.6 2.5 1.5 0.5 粗铳一 半精铳- 精磨- E端面：无/ 3.0 粗铳一 Ra3.2 EG厚度尺寸 G端面：无/ 1.5 3.0 半精

11、铳一粗铳- 134 Ra3.2 1.5 半精铳- E端面：无/ 3.0 粗铳- Ra3.2 1.5 半精铳- FH厚度尺寸 134 G端面：无/ 2.4 粗铳- Ra3.2 0.1 半精铳- 据此可得到毛坯尺寸，故可得毛坯图形如图1 图2:方刀架毛坯图 加工时需要保证留有加工余量， 最终尺寸加上各道工序加工余量即得到工序尺寸。 3.5、各种机床与刀具选择 综合考虑所要加工零件的尺寸及要加工表面所要达到的粗糙度 机床与刀具如下: 卧式铳床X6132硬质合金端面铳刀YT15 卧式锂床T68硬质合金镇刀YT15 卧式车床CA614硬质合金车刀YT15 立式钻床ZA5025硬质合金钻头 平面磨床M71

12、2刚玉砂轮 3.6、确定切屑用量 根据工件尺寸和相关要求，并参考实用机械加工工艺手册等资料，可得工件尺寸和切 屑深度的选择为： 粗铳每齿进给量为0.16mm,半精铳每转进给量为1 .Omm,精铳每转进给量 为 0.5mm； 车削每转进给量为10mm 精磨单向磨削深度为0.12mm/st,纵向进给量为16mm/st,工件运动速度为 15m/mino 钻孔进给量和速度：9进给量为0.5mm/r； 014进给量为0,6mm/r;22进 给量为0.8mm/r。 粗镇22进给量为0.9mm/r,半精镇24、30进给量为06mm/r;精镇25和 35进 给量为0.18mm/r。 攻丝进给量为0.3 mm/

13、r,速度为0.3m/s 3.7、基本工时的确定 (1) 工序20:粗铳G端面 切屑深度分别为： :=3.0mm 铳平面参数：每齿进给量为af=0.16mm/z,采用硬质合金钢端铳刀，牌号YT15 齿数为Z=10,直径D=100mm刀具寿命180min, 则每转进给量为： f=af Z=1.6mm/r 切屑速度为： V=1 .Om/s 转速： lODOv “ n_ r/min 代人相关数据可得： n =191.08r/min 根据机床型号，选择转速n=160 r/mi n 铳削基本时间忖i 代人相关数据得: tj=32.82s (2)工序35:粗铳、半精铳E端面 切屑深度分别为: :二 3.0m

14、m YT15, 1.5mm 铳平面参数：每齿进给量为af=0.16mm/z,采用硬质合金钢端铳刀，牌 齿数为Z=10,直径D=100mm,7J具寿命180min, 则每转进给量为： f=af Z=1.6mm/r 切屑速度分别为： V1=1 .Om/s, V2=1.3m/s 转速： _100 0Vy5 n r/mi n 代人相关数据可得: 二 191.08r/mi n =248.40r/m in 根据机床型号，选择转速:-160r/min ,=210r/mi n 基本时间-i 代人相关数据得： tj 仁 32.82s tj2=25.00s (3)工序65:粗镇、半精锂、精镇36孔、37槽 切屑深

15、度为二一=4.Omm, J : =2.5mm,二：=0.5mm, = 0.5mm 进给量分别为： f1=0.9mm/r, f2=0.6mm/r, f3=0.18mm/r, f4=0.18mm/r 切屑速度 V1 =V3=V4=1 .Om/s V2 =2.0m/s 转速: lODOu X Mr/min 代人相关数据可得： =1401.96r/mi n :二二 1764.86/mi n 匚-：-=1194.26r/min 根据机床型号，选择转速二1400r/min :：=1580r/mi n 二二：=1120r/min 基本时间心=：i代人相关数据得： tj1=6.78s ti2=10.17s t

16、j3=33.9s ti4=2.61s (4)工序70:半精镇、精镇25孔 切屑深度为 r:=1.0mm,； : =0.5mm 进给量分别为： f1=0.6mm/r, f2=0.18mm/r 切屑速度 V1= 2.0m/s V2 =1 .Om/s 转速： 100 Ou 工 Ar/min 代人相关数据可得： = 1764.86/min = 1194.26r/min 根据机床型号，选择转速 v =1580r/mi n 二：二二 1120r/min 基本时间 代人相关数据得: ti1=8.61s tj2=28.68s (5)工序105:精磨D端面 砂轮宽度为63mm,外径为250mm,切削深度分别为a

17、p1= 0.12mm,工作台 单行程纵向进给量为fx仁1 mm/st,工件的运动速度为v1 = 15m/min I】作台位置个数n=3 fx 基本时间: tj=90s (6)工序115:钻4X 至?14m m,扩 至?14.85mn,较至 mm。 钻头直径分别为: D 仁 14.85mm 刀具寿命为60min 进给量分别为: :1 =0.45mm/r 切屑速度 V1=45m/min 转速: nr/min 代人相关数据可得 根据机床型号，选择转速 =445.86r/mi n :二二 400r/min 基本时间 代人相关数据得: tj1=6.67s (7)工序120:钻 mm,底孔至？ 9.8mm

18、 扩、较至 mm,其入口深18mm处扩 至？ 10.2mm 攻 M12 7Ho 钻头直径分别为: 进给量分别为: 切屑速度 转速: D1=9.8mm 刀具寿命为60min V1=45m/min n- -1 r/min 代人相关数据可得: :二 445.86r/min 根据机床型号，选择转速 基本时间一i 代人相关数据得： 攻丝 进给量 切屑速度 转速： 代人相关数据可得： :400r/min tj 仁 32.61s f=0.5mm 出=0.3m/s lOOOv u . n- r/min =321.47r/min 根据机床型号，选择转速r. = 320r/min 基本时间 -i 代人相关数据得：

19、 tj=19.37s 另外要说明的是，在计算基本时间过程中，没有把刀具的切入长度和刀具的 切出长度算进去。 3.8、计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介 单件时间的计算公式为： 由于生产批量为中批量，所以时间定额为： 本次设计没有具体计算辅助时间-、布置工作地点时间：二和休息和生理需要时间吟*，在 中批量生产中，辅助时间：乍可按基本时间的百分比进行估算，并在 实际中修改，使之趋于合 理。基本时间一和辅助时间二总和称为操作时间，布置 工作地点时间二一般按操作时间的 2% 7%来计算，休息和生理需要时间一般 按操作时间的2%来计算。另外，由于生产批量为中批量，故忽略了准备与终结时间卜鴉兽。 为了提高生产率，必须尽量减少时间定额，由于此处加工工艺已确定，故不能再减少基本 时间，应从以下三方面着手来减少时间定额以提高生产效率： （1减少辅助时间和辅助时间与基本时间重叠； （2减少布置工作地点时间； （3）减少准备于终结时间。 3.9、工艺方案的技术经济分析 在工艺规程设计最后一般还应该对所设计工艺方案进行技术经济分