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制定刀架零件（图5-20）的加工工艺设计铣尺寸60两平面的铣床夹具,制定,刀架,零件,20,加工,工艺,设计,尺寸,60,平面,铣床,夹具

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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称刀架共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号钳工4钻扩绞45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件104668911设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z30401夹具编号夹具名称切削液ZJ-02乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量被吃刀量进给次数工时/minr/minm/minmm/rmm机动辅助1钻11mm的孔ZJ-022408.250.151110.312钻15mm的孔ZJ-02703.30.225410.843扩15.85mm的孔ZJ-02301.320.680.8510.674绞16mm的孔ZJ-02100.5820.420.1512.9 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称刀架共页第页 车间工序号工序名称材 料 牌 号钳工5钻削45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件104668911设备名称设备型号设备编号同时加工件数 钻床Z30401夹具编号夹具名称切削液ZJ-02乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量被吃刀量进给次数工时/minr/minm/minmm/rmm机动辅助1钻5.8mm的孔ZJ-022204.050.071120.422饺6mm的孔ZJ-02280.5280.21123.98 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称刀架共页第页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工6铣削45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件104668911设备名称设备型号设备编号同时加工件数 铣床XQ61321夹具编号夹具名称切削液XJ-01乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量被吃刀量进给次数工时/minr/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣60mmX55mm的前后表面XJ-029001300.22.722.04 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期 机械加工工艺过程卡片产品代号零件图号零件名称刀架材料HT200供应状态毛坯种类毛坯重量(kg)每一毛坯可制零件数零件重量(kg)大批量铸件1工序号工序名称设备主要工艺装备名称及规格名称型号夹具刀具量具辅具10时效20粗铣底面立式铣床X52K专用夹具YT15 铣刀 游标卡尺30精铣底面立式铣床X52K专用夹具YT15 铣刀 游标卡尺40铣左侧面立式铣床X52K专用夹具YT15 铣刀 游标卡尺50铣右侧面立式铣床X52K专用夹具YT15 铣刀 游标卡尺60粗铣16孔上端台阶面立式铣床X52K专用夹具YT15 铣刀 游标卡尺70精铣16孔上端台阶面立式铣床X52K专用夹具YT15 铣刀 游标卡尺80粗镗轴承孔32孔车床CA6140专用夹具内孔车刀游标卡尺90精镗轴承孔32孔车床CA6140专用夹具内孔车刀游标卡尺100钻铰2-8孔立式钻床Z525专用夹具麻花钻 铰刀游标卡尺110钻-扩4-11孔、4-16孔立式钻床Z525专用夹具麻花钻 扩刀游标卡尺120钻孔攻丝M8立式钻床Z525专用夹具麻花钻 丝锥游标卡尺120终检入库设计共1页校核第1页标记处数文件号签字日期标记处数文件号签字日期哈尔滨理工大学课程设计说明书 机械制造技术课程设计说明书 设计题目：制定刀架零件（图5-20）的加工工艺，设计铣尺寸60两平面的铣床夹具 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 机械工程系2015年11月20日目录序言1第1章 零件的分析21.1 刀架的用途21.2 刀架的工艺分析：31.3 确定刀架的生产类型3第2章 工艺规程设计42.1 确定加工方案42.2 用查表发确定加工余量42.2.1 计算各工序尺寸的基本尺寸42.2.2 确定各工序尺寸的公差及其偏差52.3 拟定刀架工艺路线62.3.1 定为基准的选择62.3.2 表面加工方法的确定62.3.3 加工阶段的划分72.3.4 工序的集中与分散72.3.5 工序顺序安排72.2.682.4 切削用量、时间定额的计算112.4.1 切削用量的计算112.4.2 时间定额的确定13第3章夹具设计15设计体会18参考文献19II序言机械制造工艺课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。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复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼：1.能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。2.提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。3.会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。就我个人而言，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。第1章 零件的分析1.1 刀架的用途通过给刀架上紧紧定螺丝，来达到内圈周向、轴向固定的目的，但刀架外圈与刀架内孔是间隙配合，一般只用于轻载、无冲击的场合。刀架在工作时，静力平衡。该刀架零件，用来安装刀架，形状一般，精度要求较高，零件的主要技术要求分析如下：由零件图可知，零件的底座底面、端面、孔有粗糙度要求，其余的表面精度要求并不高，也就是说其余的表面不需要加工，只需按照铸造时的精度即可。底座底面的精度为Ra1.6，端面精度为Ra6.3, 32孔的精度要求为Ra1.6，6孔的精度要求为Ra3.2，孔内表面精度要求为Ra12.5，孔内表面精度为Ra6.3、底面精度为Ra3.2。图1-11.2 刀架的工艺分析：该刀架的各项技术要求如下表所示：表1-1加工表面尺寸偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度(um)形位公差(mm)刀架左端面60 IT136.332孔内表面IT81.6孔 IT8 3.2孔内表面 IT13 6.3孔底面 IT13 3.2孔 IT13 12.5刀架底面 IT13 1.6该刀架结构简单，形状普通，属一般类零件。主要加工表面有32孔内表面，要求其轴线与底面的平行度满足0.01mm，其次就是；11、16和6孔通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削的粗加工就可以达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性较好。1.3 确定刀架的生产类型 本课程设计刀架的生产类型定为中批量生产。第2章 工艺规程设计2.1 确定加工方案 查阅机械制造基础课程设计指导书表2-40，对于基本尺寸为，公差为0.039mm,其公差等级为IT8。再由表1-7，确定其加工方案为粗镗半精镗精镗。2.2 用查表发确定加工余量毛坯总余量：由表2-1和2-5，对于中批量生产，砂型机造型，取尺寸公差等级为10级，加工余量等级为G级，这是底、侧面的加工余量等级。砂型铸造孔的加工余量等级降低一级选用，其加工余量等级为CT10级，RMA-H级。再由表2-4查得，每侧的加工余量数值为3mm,故毛坯孔的加工总余量为。 精镗余量 半精镗余量 粗镗余量 (表229)2.2.1 计算各工序尺寸的基本尺寸精镗后工序基本尺寸为（设计尺寸）；其他各工序基本尺寸依次为： 半精镗 32-0.3=31.7mm 粗镗 31.7-3.7=28mm毛坯 28-2=26mm2.2.2 确定各工序尺寸的公差及其偏差工序尺寸的公差按加工经济精度确定：精镗：IT8,公差值为0.039mm(表240)；半精镗：IT9 (表17)；公差值为0.062mm(表240)；粗镗： IT11（表17）；公差值为0.160mm(表240)；毛坯：CT10;公差值为2.6mm(表23)。工序尺寸偏差按“入体原则”标注：精镗：；半精镗：粗镗：； 毛坯孔： 工序尺寸及公差计算表（表1-2）工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差精镗0.3320.039半精镗3.731.70.062粗镗2280.160毛坯6262.6刀架的毛坯图如下图所示图1-22.3 拟定刀架工艺路线2.3.1 定为基准的选择1.粗基准的选择按照粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准。根据零件图所示，应选刀架底座上表面和右端面为粗基准，以此加工刀架底座底面和左端面以及其它表面。2.精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面和左端面为主要的定位精基准，即以刀架的下底面和左端面为精基准。2.3.2 表面加工方法的确定根据刀架零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示：表1-3加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案刀架左端面 IT136.3粗铣孔内表面IT81.6粗镗半精镗精镗 孔 IT8 3.2钻粗铰精铰孔内表面 IT13 6.3钻扩孔底面 IT3 3.2钻扩铰孔 IT12 12.5钻扩刀架10460底面 IT13 1.6粗铣精铣2.3.3 加工阶段的划分该刀架加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工、精加工加工三个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（刀架底面和左端面）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗镗孔，钻、孔。在半精加工阶段，完成半精镗孔，粗铰孔，扩、孔。在精加工阶段，完成精镗孔，精铰、孔以及M8内螺纹的加工。2.3.4 工序的集中与分散选用工序集中原则安排刀架的加工工序。该刀架的生产类型为大批生产，采用工序集中原则可以提高生产率；而且可以减少工件的装夹次数，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。2.3.5 工序顺序安排1.机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准刀架底面和左端面。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原则，先加工刀架底面和左端面，再加工各孔。2热处理工序 铸造成型后，对铸件进行退火处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。该刀架在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用退火处理即可满足零件的加工要求。3辅助工序在精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该刀架工序的安排顺序为：热处理基准加工粗加工半精加工精加工。2.2.6 确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了刀架的工艺路线表1-4工序号工序名称工 序 内 容设 备工 艺 装 备1粗铣底面以刀架底座的上表面为粗基准加工刀架的下底面卧式铣床X61铣刀、铣床专用夹具、游标卡尺2粗铣左端面以刀架右端面为粗基准加工刀架的左端面卧式铣床X61铣刀、铣床专用夹具、游标卡尺3精铣底面进一步精加工底面卧式铣床X61铣刀、铣床专用夹具、游标卡尺4精铣左端面进一步精加工左端面卧式铣床X61铣刀、铣床专用夹具、游标卡尺5镗32孔以下底面为精基准粗镗、半精镗、精镗32孔车床T68镗刀、车床专用夹具、游标卡尺6钻6孔以左端面为精基准钻、粗铰、精铰两个6孔立式钻床532钻头、钻床专用夹具、游标卡尺7钻11孔以左端面为精基准钻、扩四个11孔立式钻床532钻头、钻床专用夹具、游标卡尺8钻16孔以左端面为精基准钻、扩、铰四个16孔立式钻床532钻头、钻床专用夹具、游标卡尺9攻M8螺纹以左端面为精基准攻M8内螺纹卧式车床CA6140丝锥、车床专用夹具、游标卡尺10去毛刺去除加工后铸件表面的毛刺钳工台平锉11中检对半成品的尺寸进行中期检验塞规、百分表、卡尺等12热处理刀架32孔局部淬火、低温回火淬火机13磨削加工磨削刀架底面和左端面平面磨床M7120A砂轮、磨床专用夹具、游标卡尺14清洗清洗加工后的刀架清洗机15终检对最终成品进行尺寸上的检验塞规、百分表、卡尺等2.4 切削用量、时间定额的计算在这只计算粗镗半精镗精镗32孔此工序的切削用量和时间定额。2.4.1 切削用量的计算粗镗阶段（1）背吃刀量的选择： 粗镗前孔的直径是29mm,因此粗镗的背吃刀量 （2）进给量的选择： （表529）（3）切削速度的选择：由表529知灰铸铁件上粗镗的孔暂将切削速度v取为 由公式又由车床t68的18级转速 取实际切削速度半精镗阶段（1）背吃刀量的选择：半精镗孔的直径是31mm,因此粗镗的背吃刀量 （2）进给量的选择：（表529）（3）切削速度的选择：由表529知灰铸铁件上粗镗的孔暂将切削速度v取为 由公式又由车床t68的18级转速 取实际切削速度精镗阶段（1）背吃刀量的选择：精镗孔的直径是31.7mm,因此粗镗的背吃刀量 （2）进给量的选择：（表529）（3）切削速度的选择：由表529知灰铸铁件上粗镗的孔暂将切削速度v取为 由公式又由车床t68的18级转速 取实际切削速度2.4.2 时间定额的确定工步1：粗镗 工步2：半精镗 工步3：精镗 第3章 铣60宽两侧面设计为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。下面即为铣床夹具铣60宽两侧面，本夹具将用于X52K立式铣床。3.1 设计要求本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。3.2 夹具设计3.2.1 定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。3.2.2 切削力及夹紧力的计算3.3 夹具的夹紧装置和定位装置夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。在这次夹具设计中，定位是采用一根心轴和一个定位插销来定位水平方向的。在垂直方向，用两个同心半圆环来定位。当被加工零件放到夹具体同心圆环上后，用定位插销把夹具上的钻模板和零件通过先加工的孔进行定位，把压板压紧，之后取出定位插销。刀具：铣刀。刀具有关几何参数： 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。查参考文献51226可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如2.1.由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。3.4定位误差的分析制造误差ZZ （1）中心线对定位件中心线位置精度. 取.（2）同轴度误差（查表P297）故，则.知此方案可行。3.5 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。（5）安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具