方刀架零件机械加工工艺规程及夹具设计设计说明书

机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：方刀架零件的机械加工工艺规程及夹具设计设计者：指导教师：2014年6月日内蒙古科技大学机械制造工艺学课程设计任务书题目：方刀架零件的机械加工工艺规程及夹具设计内容：1、零件图1张2、毛坯图1张3、机械加工工艺规程1套4、夹具结构设计装配图1张5、夹具结构设计零件图1张6、课程设计说明书1份班级：学号：学生：指导教师：2014年6月日一序言机械工业是一种基本工业形式，对于我们国家来说，它关系到国计民生的方方面面。近年来机械工业领域向着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展，数字化，自动化水平日益提高。同时由于机械工业的发展，其他各工业部门也向着高深度迈进，机械工业的发展日趋重要。机械制造过程及检测，检验中，都要使用大量的夹具。为了达到提劳动效率，提高加工精度，减少废品，扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件，如何设计好夹具则成了机械制造的一项重要任务。机床夹具是夹具中的一种，将其固定到机床上，可以使被加工件对刀具与机床保持正确的相对位置，并克服切削力的影响。使加工顺利进行。机床夹具分为通用夹具和专用夹具两种。夹具设计中的特点：1．夹具的设计周期较短，一般不用进行强度和刚度的计算。2．专用夹具的设计对产品零件有很强的针对性。3．“确保产品加工质量，提高劳动生产率”是夹具设计工作的主要任务，加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夹具来保证。4．夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。设计一个好的夹具可以减少废品率。因此，夹具设计要保证以下几个条件：1．夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。2．保证工件的精度。3．保证使用方便与安全。4．正确处理作用力的平衡问题。5．注意结构的工艺性，便于制造和维修。注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。6．在机械制造中，为了适应新产品的不断发展要求。因此,夹具计过程中有朝着下列方向发展的趋势：（1）发展通用夹具的新品种A．由于机械产品的加工精度日益提高，因此需要发展高精度通用夹具。B．广泛的采用高效率夹具，可以压缩辅助时间，提高生产效率。（2）发展调整式夹具（3）推广和发展组合夹具及拼拆夹具。（4）加强专用夹具的标准化和规范化。（5）大力推广和使用机械化及自动化夹具。（6）采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具。本设计属于工艺夹具设计范围，机械加工工艺设计在零件的加工制造过程中有着重要的作用。工艺性的好坏，直接影响着零件的加工质量及生产成本，在设计中为了适应中批批量的生产情况，以提高产品的生产效率，在设计中所采用的零件尽量采用标准件，以降低产品的生产费用。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总复习，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。就我个人而言，我希望能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的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为自己今后从事的职业打下一个良好的基础。由于个人能力所限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。二零件的分析（一）零件的作用方刀架的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。（二）零件的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：（1）两轴孔之间的平行度为0.008；（2）左端面相对于孔Φ25mm表面的垂直度为0.015，左端面的平面度为0.008；（3）定位销孔对轴孔的平行度为0.01。三工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为钢，有较好的刚度和耐磨性，零件的轮廓尺寸135mm135mm82mm，可以采用锻件，这样可以方便快捷的进行生产，提高生产率。（二）基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择：粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工表面与非加工面（作为粗基准的非加工面）的位置关系具有重要影响。图1ABC如图1所示，零件的毛坯锻造时其两端面难免有平行度的误差。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。精基准的选择：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。（三）制定工艺路线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。除此以外，还应当考虑经济效果，以便生产成本尽量下降。1．工艺路线方案一工序1：粗车右端面。工序2：粗车左端面。工序3：半精铣右端面。工序4：半精铣左端面。工序5：钻、镗Φ25mm孔及倒角1.545。工序6：磨Φ25mm孔及左端面定位，磨右端面保证尺寸39mm。工序7：以右端面定位，磨左端面保证尺寸72mm和18mm。工序8：以Φ25mm孔及左端面定位，磨四侧，保证尺寸。工序9：钻、扩4—Φ15mm的孔。工序10：钻8—Φ10mm的螺栓孔，攻丝。工序11：钻扩Φ10mm，其入口深18mm处，扩至Φ10.2mm，攻螺纹M-12—6H。工序12：终检。2．工艺路线方案二工序1：粗铣左端面。工序2：粗铣右端面，半精铣右端面，倒角1.545。工序3：精铣左端面，倒角1.545。工序4：钻通孔Φ22mm，镗Φ35mm孔，切内槽Φ38mm2mm，倒角。粗镗Φ25mm孔，精镗，金刚镗孔Φ25021.00mm至图样尺寸。工序5：倒左端面Φ25021.00mm孔处倒角145。工序6：粗铣四方，精铣四方。工序7：铣四方压刀槽，精铣D面至尺寸。工序8：车环形槽。工序9：钻铰4-Φ15mm孔。工序10：钻8-M12-6H通孔小径。工序11：攻8-M12-6H螺纹。工序12：钻铰螺纹低孔M12-6H。工序13：攻M12螺纹，深18mm。工序14：终检。3．两种工艺路线方案的比较上述两个方案的特点在于：方案一是以右端面为粗基准，先铣右端面，然后以右端面粗基准铣左端面，然后再以大端面定位，进行孔的加工；而方案二是以左端面为精基准，先铣左端面，再以左端面为基准铣右端面，最后进行孔的加工。方案一以右端面粗基准，保证了零件壁厚均匀及平行度的技术要求，装夹次数也较多，但是左端面没有进行精加工，从而不能保证右端面这一配合表面的精度。方案二左端面为精基准，能保证零件的壁厚均匀，其装夹次数较少。综合两个方案，方案二更可行，因此选用第二种方案：工序1：粗铣左端面。X62W工序2：粗铣右端面，半精铣右端面，倒角1.545。X62W工序3：精铣左端面，倒角1.545。X62W工序4：钻通孔Φ22mm，镗Φ35mm孔，切内槽Φ38mm2mm，倒角。粗镗Φ25mm孔，精镗，金刚镗孔Φ25021.00mm至图样尺寸。Z525工序5：倒左端面Φ25021.00mm孔处倒角145。C620工序6：粗铣四方，精铣四方。X62W工序7：铣四方压刀槽，精铣D面至尺寸。X62W工序8：车环形槽。C620工序9：钻铰4-Φ15mm孔。Z525工序10：钻8-M12-6H通孔小径。Z525工序11：攻8-M12-6H螺纹。Z525工序12：钻铰螺纹低孔M12-6H。Z525工序13：攻M12螺纹，深18mm。Z525工序14：终检。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“方刀架”零件材料为刚，D表面淬火硬度HB40～55，生产类型为中批量生产。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯如下：1．毛坯尺寸由给定任务书中的零件图，锻件尺寸为135mm135mm82mm，未加工表面锻造可达到精度。2．左右端面的粗加工余量左端面加工余量取1mm，大端面加工余量2mm[见《机械制造工艺手册》（以下简称《手册》）表1-24]3．精铣左端面的加工余量左端面的精铣加工余量为0.5mm。[见《手册》表1-24]4．半精铣右端面的加工余量右端面的半精铣加工余量为1.3mm。[见《手册》表1-24]5．钻通孔Φ22mm孔余留加工余量单边1.5mm，用镗刀。精镗再用金刚镗孔Φ25021.00mm至图样尺寸。6．粗精铣四方126mm126mm（留加工余量1mm）7．钻4—Φ15mm孔选用Φ10mm的扩孔钻进行扩孔，切削深度为1mm。即可达到加工精度。8．钻8—Φ10mm通孔及攻螺纹至M12-6H选用Z525立式钻床并用压板夹紧，用Φ10mm高速钢麻花钻孔，切削深度为24mm。9．钻铰螺纹低孔M12-6H，攻M12螺纹，深18mm。选用Z525立式钻床并用芯轴定位夹紧，用Φ10mm高速钢麻花钻通孔，攻螺纹深度为18mm。10．终检（五）确定切削用量及基本工时本工序以左端面，mm021.0025孔为精基准，钻、攻Φ10mm螺纹底孔，保证孔的精度达到IT12。1.选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=10mm，后角αo＝12°，二重刃长度bε=-----mm,横刃长b=1mm,弧面长ｌ=2mm,棱带长度mml5.11，1202°，450°，30°2.选择切削用量（1）决定进给量f1)按加工要求决定进给量：查《切削用量简明手册》根据表2.7，当钢的强度MPab600，mmd100时，f=0.22~0.28mm/r。由于l/d=24/10=2.4故f=0.22~0.28mm/r2）按钻头强度选择rmmf/55.03）按机床强度选择rmmf/96.0最终决定选择机床已有的进给量rmmf/28.0。由于是加工通孔，为了避免孔即将钻穿是钻头容易折断，故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来检验。由《切削用量简明手册》，查得机床轴向最大承载力NF8830max，经校验max2520FNFf校验成功，即f=0.28mm/r可用。（2）钻头磨钝标准及寿命钻头后刀面最大磨损限度（查《切削用量简明手册》）为0.5～0.8mm，寿命min25T（3）决定切削速度查《切削用量简明手册》MPab600的45钢属第5类由表2.13当5类f=0.28mm/rmmd100时min/14mvt修正系数0.1TVK0.1MVK0.1tvK0.1Kxv0.11vK0.1apvK故min/14mvc。min/86.44510000rdvn，查《切削用量简明手册》根据Z525钻床说明书机床实际转速为min/545rnc，但因所选转数较计算转数为高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取f=