方刀架的工艺规程及钻4×Ф15孔工序的夹具课程设计

目录序言……………第1章方刀架的工艺分析…………………1.1零件的功用……………………第2章方刀架的工艺路线的拟订………2.1毛坯的选择……………2.2定位基准的选择………………………2.3表面加工方法的选择…………………2.4工艺路线的拟订……………第3章主要工序设计……………3.1粗车右端面工序设计………………………3.2粗车左端面工序设计………………………3.3钻Φ25孔工序设计………………………3.4磨右端面工序设计………………………3.5铣四侧面工序设计………………………3.6铣四侧压刀槽工序设计…………………3.7精铣C面工序设计………………………3.8以Φ25mm孔中心线定位，车环形槽及倒角工序设计………………3.9钻铰4×φ15孔工序设计……………精铣C面工序设计………………………Φ10mm攻M12-6H的螺栓孔工序设计………………第4章夹具设计……………4.1任务与要求…………………………4.3夹紧方案的设计………………………1.夹紧力计算2.夹紧元件设计与校核4.4夹具操作使用说明……………………结束语……………参考文献……………[1]主编姓名.书名[M].出版地：出版社，出版年份.序言机械制造加工工艺与机床夹具设计是在学完了大学的全部基础课、技术基础课以及全部专业课之后进行的一次理论联系实际的综合运用，进而使对机械有了进一步的认识，为以后的工作打下基础。它是主要是对零件的加工工艺和对零件的某几个工序加工进行专用夹具的设计，从零件的工艺来说，它主要是分析零件在进行加工时应注意什么问题，采用什么方法和工艺路线加工才能更好的保证精度，提高劳动生产率。就专用夹具而言，好的夹具设计可以提高产品生产率、精度、降低成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。通过这次设计，培养了编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，这也是在进行毕业之前对所学课程进行的最后一次深入的综合性复习，也是一次理论联系实际的训练。机械制造工艺学课程设计综合了机械制造工艺学和其它专业课知识，充分展现了学生在生产实习中的实践能力。本说明书是关于方刀架的一个简单工艺设计过程，在这次为期两个星期的设计，不仅让我们对所学课程进行了一次全面深入的总复习，而且为毕业设计提供了一次热身的机会，真正实现了理论联系实际。本课程设计通过方刀架零件图的分析，确定了该零件的毛坯材料及尺寸规格。通过对零件的加工工艺分析，确定了该零件的加工工艺路线，确定了该零件的加工工具，编写了详细的机械加工工艺文件，工艺过程卡片和工序卡片。就我个人而言，希望通过这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，从中锻炼自己的分析问题、解决问题的能力。在这次设计中，我最大的收获是我懂得了要当一名合格的设计师是多么的不容易，在此谢谢老师和同学们在设计过程中给我的帮助。第一章零件的工艺分析零件的作用方刀架是车床溜板箱中的一个主要零件。方刀架位于溜板箱上的小托板上用来安装刀具，小托板又固定在转盘上面，通过转盘的转动来带动方刀架的转动从而改变刀具的方向和进刀的角度。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。1.2零件的工艺分析1.2.1零件图样分析由零件图可知，其材料为45钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性，适用于承受弯曲应力和冲载荷作用的工作条件。（1）孔对基准B的位置度要求为。（2）图中左端（方刀架底面）平面度公差为。（3）图中左端对基准B的垂直度要求为。（4）C表面热处理40～45HRC.（5）材料为45钢。工艺分析从方刀架这个零件所给零件图可以看出，其主要有两组加工表面，且它们之间有一定的位置要求。现将这两组表面分述如下：1、以左端面为加工表面这一组加工表面包括：4个直径为Φ15mm的螺栓孔，尺寸为Φ25mm的孔。2、以右端面为加工表面这一组的加工表面包括：8个Φ12mm的螺纹通孔，尺寸为Φ35的孔及倒角。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：08；（2）左端面相对于孔Φ25mm表面的垂直5，左8；（3）定位销孔对轴孔的平行度为0.01。3、该零件为车床用方刀架，中建周围槽用于装夹车刀，其C面直接与车刀接触，所以要求有一定的硬度。因此表面淬火40～45HRC。4、该零件左端面与车床托板面结合，并可以转动。孔用于刀架定位时使用，以保证刀架与主轴的位置，其精度直接影响机床的精度。5、零件中四个侧面和左右两端面均有较高的精度要求，因此在工序中安排磨削以保证定位时的精度。第2章方刀架的工艺路线的拟订毛坯的选择零件材料为钢，有较好的刚度和耐磨性，零件的轮廓尺寸125mm125mm72mm，属于箱壳类零件，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。但因此零件并不是很复，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，适用于单件小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。所以该零件应选择自由锻的方法制造毛坯。2.2定位基准的选择零件的毛坯锻造时其两端面难免有平行度的误差。毛坯如图所示：加工时若以小端面A作为粗基准定位，则加工后大端面C能够与小端面平行，可以保证零件壁厚均匀，但却保证不了A、B两面的厚度及B、C两面的厚度；若以大端面C作为粗基准定位，A面作为非配合表面的要求不高，这样以配合表面作为基准可以提高零件的精度，满足要求。由上面的分析可知，我们要加工的零件必须保证壁厚均匀，对加工余量没有特殊要求，所以可以选择以大端面做为粗基准。选择精基准时，应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。有任务书中给定的零件图上可以看出零件的设计基准是左端面，如果我们选择左端面做为精基准，符合基准重合的原则，同时又可以保证右端面和压刀槽端面的精度要求，符合基准统一的原则，而且装夹也很便。故选择左端面作为精基准。该方刀架加工质量要求较高，可将表面加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（方刀架右端面）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣方刀架头四周侧面、方刀架的四周环槽和倒角。在半精加工阶段，完成方刀架C面的精铣加工和四侧面的磨削加工保证各表面的垂直度和平面度。最后进行各孔的钻、铰和螺纹的加工。拟订工艺路线是工艺规程设计的关键步骤。工艺路线的优略，对零件的加工质量、生产率、生产成本以及工人的劳动强度，都有很大影响。通常情况下，制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。工序1：正火工序2：粗车右端面。工序3：粗车左端面。工序4：半精铣右端面。工序5：半精铣左端面。工序6：钻、镗Φ25mm孔及倒角×45。工序7：磨Φ25mm孔及左端面定位，磨右端面保证尺寸39mm。工序8：铣四侧面保证尺寸125×125去毛刺。工序9：铣四侧压刀槽,保证尺寸24㎜,粗铣C面。工序10：精铣C面保证尺寸18㎜；8条边各倒角1×45°工序11：热处理,C表面淬火HRC40∽45.工序12：以右端面定位，磨左端面保证尺寸72mm和18mm。工序13：以Φ25mm孔中心线定位，车环形槽。工序14：钻4—Φ15mm的孔。工序15：钻9—ΦM12-6H的螺栓孔，攻丝。工序16：钻扩Φ10mm，其入口深18mm处，扩至，攻螺纹M-12—6H。工序17：终检。第三章主要工序的设计该工序分为6个工步，工步1是粗车右端面。工步2是钻孔工步3是扩孔，工步4是车孔深39.5㎜.工步5是切槽工步6是倒角。工步1粗车右端面（1）背吃刀量工步1的背吃刀量取为Zl，Z1等于Z1=2.5mm-0.5mm=2mm；而工步2的背吃刀量取为Z2，故=Z2=2mm。(2)进给量×H=16㎜×25㎜.刀片的厚度为4.5㎜查《切削用量手册》表1.2粗车锻件的毛坯可选择YT5牌号硬质合金刀。车刀计划形状查《切削用量手册》表1.3需安装卷屑槽带倒棱刀。前刀面×H=16㎜×25㎜.，背吃刀量(3)切削速度进给量时切削速度。所以所以由本工序采用C620-1车床，取转速=96r／min，故实际铣削速度为：其中综上得φ22孔由工件材料45号钢，孔φ22选用高速钢，麻花钻头查《切削用量手册》表2.7知进给量f=0.39～0.46mm/r，取。，由于本工序在C620-1上加工取机床转速，而实际切削速度。φ33mm孔深由工件材料45号钢，孔φ12选用高速钢，扩孔钻由背吃刀量mm/r，取由于和工步二在同一台机床上加工，所以机床转速切削速度。φ背吃刀量，取，取。，按机床c620-1取，所以实际。φ背吃刀量，取，取。，按机床c620-1取，所以实际。工序3和工序2的第一工步，加工条件完全一样，所以，，，。Φ25mm孔选择φ23高速钢锥柄标准麻花钻实际切削速度：VC机=。（1）选择砂轮×25×25××25×75（d×b×D）（2）切削用量的选择查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-31砂轮转速Nb=3000r／min（3）工时的计算砂轮转速Nb=3000r／min铣四侧面1刀具选择时，端铣刀直径但已知铣削宽度，故应根据铣削宽度，选择。2选择切削用量由于加工余量不大，故可一次走刀内切完成，则。，但因采用不对称端铣刀，故取。3.选择铣刀抹钝标准及刀具寿命，查《切削用量手册》表3.7铣刀后刀面最大磨损量为。由于铣刀直径，故刀具寿命（见查《切削用量手册》表3.8）4.切削速度和每分钟进给量根据X62W铣床主要技术参数查《切削用量手册》表得因此实际切削速度和每次进给量为工序9铣四侧压刀槽选择刀具，齿数Z=26切削用量的选择铣削宽度取4.切削速度和每分钟进给量根据X62W铣床主要技术参数查《切削用量手册》表得因此实际切削速度和每次进给量为终上工序10精铣C面1选择刀具，齿数Z=262切削用量的选择铣削宽度取4.切削速度和每分钟进给量根据X62W铣床主要技术参数查《切削用量手册》表得因此实际切削速度和每次进给量为Φ25mm孔中心线定位，车环形槽及倒角背吃刀量取取按机床C620-1取，因此实际切削速度。工序14钻铰4×φ（1）钻粗铰精铰由于工件材料为45钢孔高速钢钻头查《切削用量手册》表2.7知进给量f=0.31～0.37m/r取f=0.36m/r.查切表2.13及2.14得v=11～12m/min取v=12m/min由于本工序理由Z550型立式钻床取转速n=250r/min（2）粗铰取背吃刀量又工件材料为45钢孔查《切削用量手册》表2.2知进给量f=0.3～0.5取f=0.4m/r切削量为v=5～7m/min取v=6m/min根据Z550钻床取n=125r/min（3）精铰工步取背吃刀量又工件材料为45钢孔查《切削用量手册》表2.2知进给量f=0.3～0.5mm/r取f=0.3mm/r切削量为v=5～7m/min取v=5m/min—ΦM12-6H的螺栓孔（1）钻取由工件材料为45钢高速钢钻头查《切削用量手册》表2.7得进给量f=0.22～0.28取f=0.27查《切削用量手册》表2.13及2.14得切削速度v=12～14m/min取v=14m/min由于本工序采用Z550型立式钻床取转速n=500r/min（2）粗铰由于工件材料为45钢孔查《切削用量手册》表2.24知进给量f=0.3～0.5mm/r取f=0.4mm/r切削量为v=5～7m/min取v=6m/min根据Z550钻床取n=185r/min（3）粗铰由于工件材料为45钢孔查《切削用量手册》表2.24知进给量f=0.3～0.5取f=0.3m/r切削量为v=5～7m/min取v=5m/min根据2550钻床取n=185r/min攻M12-6H螺纹Φ10mm攻M12-6H的螺栓孔（1）钻φ由工件材料45钢孔φ10.2孔高速钢钻头查《切削用量手册》表2.7高速钢钻头钻孔时的进给量得f=0.25～0.3mm/r取f=0.25m/r查《切削用量手册》表2.13及2.14得v=12m/min取ap=由于本工序采用Z550型立式钻床取转数n=351r/min故实际切削速度V=l=24mm查【4】表2.29得入切量与超切量y+=5mm故=第四章夹具设计任务与要求需要加工的是4×Φ15孔,需要保证的尺寸是Φ850.2,设计的基准是左端面及Φ25孔。本夹具将用于Z525立式钻床。刀具为M12丝锥，以及φ10的高速钢麻花钻。定位方案设计由零件图可知，该端面与四侧端面垂直、与Φ36㎜孔中心线垂直，其设计基准为Φ36㎜孔中心线。为使定位误差为零，应选择以Φ36㎜孔中心定位，还应用螺旋夹紧机构夹紧。定位元件的布置螺旋夹紧机构对称分布在零件的两侧如图3.定位误差分析与计算由于在加工的时候,芯轴是垂直放置的,所以定位误差为△jw=△D+△d+△=0.021+0.21+0.042=0.082<1/3×所以满足定位要求4.3夹紧方案的设计1夹紧力计算夹紧元件设计与校核元件如图所示直径为12的螺栓产生的加紧力为517N。满足要求。结束语将近两周的课程设计结束了。经过本次课程设计，我又了解到了很多我以前所不知道的东西，我从中学到了很多书本上所没有的那些学不到的东西，这次的毕业设计使我受益匪浅。我这次课程设计所设计的题目是方刀架工艺工装设计，其中也涉及到了一些我以前所未接触到过的知识。在以前的各项设计中，如机械制图、机械设计、专用夹具的设计、工艺工装的设计、刀具、量具等各项设计中，我在各位老师的细心指导下，我们学到了不少专业知识，为我的这次毕业设计打下了良好的基础。但是这次的毕业设计与以往的各项课程设计都有所不同，它是将我们以前学习的各种专业知识汇总起来的一次综合运用，这为我们的将来也为我们走向工作岗位打下了良好的基础，同时也积累了不少的实际经验。机械制造工业是国民经济最重要的部门之一，是一个国家或地区经济发展的支柱产业，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力，科技水平，生活水准，和国防实力，机械制造业是国发经济的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的行业，不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械设备，机械制造业的生产能力和发展水平标志着一个国家和地区国民经济现在化的程度，但是光有设备是还不能满足我们的要求的，我们不但要有先进的设备，还要有先进的工艺参数，还要有优质的人才，在我国的切削行业当中，还存在着许多有待我们改进的地方，与传统切削加工相比，高速切削加工具有明显的优越性，其应用前景也十分广阔。但是在加工方面而言，进行高速切削的前提是要有先进的自动化刀具，有自动化的工艺参数，否则一切都是白费的，本课程虽然只介绍了一本普通车床的方刀架，但是我觉的任何先进的东西都是从底层一步一步慢慢做起的，没有基层的发展就不会有新事物的出现，机械制造工艺的内容极其广泛，它不但包括零件的制造，机械的加工，还有热处理和产品的装配等，由于社会在不断的向前发展，一此先进的技术不断的进入到了机械行业的领域当中，这使得我们机械行业的发展得到了腾飞。车床方刀架的研究为我们以后来的转位车刀以及一些自动换刀技术做了一些基础性的发展。一方面它使我们懂得了刀架的作用以及一些加工的基本要领，还让我们明白了精度要求对于一个机械加工行业来说是多么的重要，另一方面，它使我们在机械加工，机械制造行业不断的基累经验和知识，能