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1、方刀架的設計 緒論 機械制造工藝學課程設計綜合了機械制造工藝學和其它專業(yè)課知識，充分展現(xiàn)了學生在生產(chǎn)實習中的實踐能力。本說明書是關(guān)于方刀架的一個簡單工藝設計過程，在這次為期兩個星期的設計，不僅讓我們對所學課程進行了一次全面深入的總復習，而且為畢業(yè)設計提供了一次熱身的機會，真正實現(xiàn)了理論聯(lián)系實際。 就我個人而言，在這次設計中，我最大的收獲是我懂得了要當一名合格的設計師是多么的不容易，在此謝謝老師和同學們在設計過程中給我的幫助。本課程設計通過方刀架零件圖的分析，確定了該零件的毛坯材料及尺寸規(guī)格。通過對零件

2、的加工工藝分析，確定了該零件的加工工藝路線，確定了該零件的加工工具，編寫了詳細的機械加工工藝文件：工藝過程卡片和工序卡片。 由于本人能力和經(jīng)驗有限，難免出現(xiàn)一些錯誤和不足。望各位讀者和老師指正批評！ 第一章 零件的分析 第一節(jié) 零件的作用 方刀架是作用是通過用螺釘?shù)木o固作用在機床上快速的實現(xiàn)車刀固定，夾緊、轉(zhuǎn)換，為車工提供方便，同時也節(jié)省了大量的輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率. 方刀架的主要功用就是通過裝在刀架上的其它零件夾緊刀具，換刀時，在手柄轉(zhuǎn)動下，帶動方刀架回轉(zhuǎn)，以達到換刀的目的。零件的Φ25㎜端面用于準確定位, Φ25㎜孔與軸配合,用于夾緊. 第二節(jié)

3、零件圖的分析 1.2.1零件圖分析 方刀架是作用是通過用螺釘?shù)木o固作用在機床上快速的實現(xiàn)車刀固定，夾緊、轉(zhuǎn)換，為車工提供方便，同時也節(jié)省了大量的輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率. 方刀架的主要功用就是通過裝在刀架上的其它零件夾緊刀具，換刀時，在手柄轉(zhuǎn)動下，帶動方刀架回轉(zhuǎn)，以達到換刀的目的。 零件圖中A-A剖面圖左端一面要求精度很高,平面度公差為0.008㎜.零件圖中以 ㎜孔的軸線為基準, ㎜兩大面與其有垂直公差.公差值為 0.04㎜.圖中4 ㎜和 ㎜孔的軸線有位置度公差,公差值為 ㎜.零件圖中 ㎜與 ㎜孔的公差較小,兩孔應同軸.所以加工時應注意保證同軸度.零件圖技術(shù)要求對C面淬火40～45

4、HRC.零件圖中 ㎜孔偏離基準孔 ㎜軸線4㎜,外端有8M15-6H深18㎜的螺紋孔.零件結(jié)構(gòu)不復雜,單件小批量生產(chǎn)應用自由獲得毛坯. 立體圖 技術(shù)要求 1、C面淬火硬度40~45HRC。 2、未注倒角145。 3、材料45 1）φ15mm孔對基準B的位置度公差為φ0.05mm。 2）圖中左端面 (方刀架底面)平面度公差為0.008mm。 3）圖中左端面對基準B的垂直度公差為0.05mm。 4）C表面熱處理40~45HRC。 5）材料45#

5、 1.2.2、方刀架機械加工工藝過程卡 (表2-49) 表2-49 方刀架機械加工工藝過程卡 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 1 下料 棒料φ120mm135mm 鋸床 2 鍛造 自由鍛，鍛件尺寸135mm135mm82mm 3 熱處理 正火 4 粗車 用四爪單動卡盤裝夾工作，粗車右端面，見平即可。鉆φ22mm通孔，擴孔至φ33mm，深35mm，車孔至φ36mm，深39.5mm，切槽φ37mm3mm，倒角1.545 C620 5 粗車 倒頭，用已加工平面定位，四爪單動卡盤裝夾工件，車左端面，保證厚度尺寸73mm（留1mm余量

6、） C620 6 銑 以φ36mm孔及右端面定位，裝夾工件，銑125mm125mm至尺寸126mm126mm（留加工余量1mm） X62W 組合夾具 7 銑 以φ36mm孔及右端面定位，裝夾工件，銑四側(cè)面槽，保證距右端面24.5mm，距左端面19mm（留加工余量大平面0.5mm，槽面0.5mm），保證75mm75mm及R3mm X62W 組合夾具 8 銑 以φ36mm孔及右端面定位重新裝夾工件，精銑C面，保證尺寸距左端面18.5mm X62W 組合夾具 9 銑 以φ36mm孔及右端面定位，裝夾工件，倒八邊角145 X62W 組合夾具 10 熱處理

7、 C表面淬火40~45HRC 11 車 以φ36mm孔及右端面定位，裝夾工件，車φ25mm至圖樣尺寸，車環(huán)槽尺寸至φ103mmφ67mm2.5mm（因端面有0.5mm余量），倒角145 X62W 組合夾具 12 磨 以φ25mm孔及左端面定位，裝夾工件，磨右端面保證尺寸39mm M7120 組合夾具 13 磨 以右端面定位，裝夾工作，磨左端面，保證尺寸72mm和尺寸18mm M7120 14 磨 以φ25mm孔及左端面定位，裝夾工件，粗、精磨四側(cè)面，保證125mm125mm，并要對B基準對稱，四面要相互垂直 M7120 組合夾具 15 鉆 以φ3

8、6mm孔及右端面定位，一側(cè)面定向，裝夾工件，鉆8M12-6H螺紋底孔φ10.2mm，攻螺紋M12 ZA5025組合夾具或?qū)Ｓ勉@模 16 鉆 以φ25mm孔及左端面定位，一側(cè)面定向，裝夾工件，鉆、擴、鉸4φ15mm孔 ZA5025組合夾具或?qū)Ｓ勉@模 17 鉆 φ36mm孔及右端面定位，一側(cè)面定向，裝夾工件，鉆φ10mm底孔φ9mm，擴、鉸至φ10mm，其入口深18mm處，擴至φ10.2mm，攻螺紋M12-6H ZA5025組合夾具或?qū)Ｓ勉@模 18 檢驗 按圖樣檢查各部尺寸及精度 19 入庫 涂油入庫 1.2.3、零件分析 1）

9、該零件為車床用方刀架，中間周圈槽用于裝夾車刀，其C面直接與車刀接觸，所以要求有一定的硬度，因此表面淬火40~45HRC 2）該零件左端面與車床拖板面結(jié)合，并可以轉(zhuǎn)動，φ15mm孔用于刀架定位時使用，以保證刀架與主軸的位置，其精度直接影響機床的精度。 3）該零件在加工中，多次裝夾，均以φ36mm孔及右端面定位，保證了加工基準的統(tǒng)一，從而保證了工件的加工精度。 4φ15mm，可采用銑床加工，其精度可以得到更好的保證。 4）工序中安排了，四個側(cè)面和左、右兩端面均進行磨削，其目的是保證定位時的精度。 第三節(jié) 工藝分析 Φ25+0.023 0㎜端面與Φ25+0.023

10、0㎜孔、Φ36+0.03 0㎜孔有一定的位置要求。 1）.以Φ36+0.03 0㎜孔為中心加工的表面 這一組加工表面包括: Φ25+0.023 0㎜孔的端面，8條邊的倒角,四方,四側(cè)壓刀槽,環(huán)型槽,Φ25+0.023 0㎜孔及其倒角。 2）.以Φ25+0.023 0㎜孔為中心加工的表面 這一組加工表面包括: 4-Φ15+0.010 0 ㎜孔與9-M12-6H螺紋孔及其倒角。 3）.以兩個端面為基準加工的表面 這一組加工表面包括: Φ36+0.03 0㎜端面, Φ25+0.023 0㎜孔端面(互為基準),零件的四個側(cè)面。 這三

11、組表面之間有著一定的位置要求,主要是: (1) Φ25+0.023 0㎜孔端面與Φ25+0.023 0㎜孔的垂直度公差為0.05㎜。 (2) 4-Φ15+0.010 0 ㎜孔與Φ25+0.023 0㎜孔的位置度公差為0.05㎜。 由以上分析可知,先精確加工出Φ36孔㎜，再以其為基準加工其它表面，可保證精度要求。 第二章 毛坯的確定 該零件時屬于箱殼類零件，結(jié)構(gòu)比較簡單規(guī)則，但某些加工面和孔的尺寸精度、平面度，垂直度、位置精度、表面粗糙度要求比較高，鑄件適用于制造復雜形狀的毛坯，鍛件適用于形狀簡單，強度要求高的毛坯。但因此零件并不是很復，因此該零件選擇

12、毛坯為鍛件，鍛件制造的方法有自由鍛和模鍛兩種。自由鍛毛坯精度低、加工余量大、生產(chǎn)率低，適用于單件小批量生產(chǎn)以及大型零件毛坯。模鍛毛坯精度高、加工余量小，生產(chǎn)率高、適用于中批以上生產(chǎn)的中小型零件毛坯。常用的鍛造材料為中、低碳鋼及低合金鋼。綜上所訴；該零件應選擇自由鍛的方法制造毛坯。 第一節(jié) 毛坯尺寸的確定 2.1.1確定毛坯余量公差 鋼質(zhì)模鍛件的機械加工余量按JB3834-85和JB3835-85確定。確定時，根據(jù)零件重量來初步估算零件毛坯鍛件的重量，加工表面的加工精度，形狀復雜系數(shù),由《工藝手冊》中的表2.2-25查得除孔以外各內(nèi)外表面的加工總余量(毛坯余量)。孔的加工余

13、量由表2.2-24查得。注意表2.2-24、表2.2-25中的余量值為單邊余量值。 本零件“方刀架”材料為45鋼,硬度為207∽241HBS,毛坯重量估算約為7kg,生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn),采用在鍛錘上合模模鍛毛坯,鍛件材質(zhì)系數(shù)為M 1(表2.2-11)。 1) Φ25㎜端面、Φ36㎜端面毛坯余量： 加工表面形狀比較簡單，由《工藝設計》中表2.2-10得鍛件形狀復雜系數(shù)為S 1；由鍛件重量為7㎏、加工精度為F 1、形狀復雜系數(shù)為S 1、由材質(zhì)系數(shù)為M 1、長度方向尺寸>72㎜,查《工藝手冊》表2.2-25得單邊余量為Z=2∽2.5㎜,取Z=2.5㎜即可。另查表2.2-13得長度方向公差為+

14、1.5 -0.7㎜,則長度方向毛坯尺寸為77+1.5 -0.7㎜。 2)四個側(cè)面(125㎜125㎜)毛坯余量 由毛坯重為7㎏、加工精度為F 1、形狀復雜系數(shù)為S 1 、材質(zhì)系數(shù)為M 1、長度方向尺寸>125㎜,查《工藝手冊》表2.2-25得單邊余量為Z=2∽2.5㎜,取Z=2.5㎜即可。另查表2.2-13得長度方向公差 +1.9 -0.9㎜,則長度方向毛坯尺寸為130 +1.9 -0.9㎜。 3）四側(cè)壓刀槽毛坯余量: ①Φ36㎜孔端面?zhèn)葔旱恫勖饔嗔? 由毛坯重為7㎏、加工精度為F 1、形狀復雜系數(shù)為S 1 、材質(zhì)系數(shù)為M 1、長度方向尺寸>24㎜,查《工藝手冊》表2.2

15、-25得單邊余量為Z=2∽2.5㎜,取Z=2.2㎜即可。另查表2.2-13得長度方向公差+1.4 -0.6㎜,則長度方向毛坯尺寸為26.2+1.4 -0.6㎜。 ② Φ25㎜孔端面?zhèn)葔旱恫勖饔嗔? 同理：由F 1、S 1 、M 1、長度方向尺寸>18㎜,查《工藝手冊》表2.2-25得單邊余量為Z=2∽2.5㎜,取Z=2.5㎜即可。另查表2.2-13得長度方向公差+1.4 -0.6㎜,則長度方向毛坯尺寸為20.5+1.4 -0.6㎜。 4). Φ25㎜孔、Φ25㎜孔、9-M12-6H螺紋孔、4XΦ15㎜孔、Φ85㎜環(huán)型槽均為實心,未沖出孔 第三章 工藝規(guī)程的擬定 第一節(jié)

16、 確定毛坯的制造形式 零件材料為45鋼，方刀架用于夾持刀具,工作時受到的力與振動較大,因此應該選用鍛件,以使金屬纖維盡量不被切斷,提高零件力學性能和強度,保證零件工作安全可靠。由于零件年產(chǎn)量為2500件（中批生產(chǎn)）,而且零件屬于輕型機械,故可采用模鍛成型。這從提高生產(chǎn)率,保證加工精度上考慮,也是應該的。 零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可與零件形狀盡量接近，各孔不鍛出。 第二節(jié) 定位基準的選擇 定位基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。定位基準選擇得正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得到提高。否則,加工工藝過程中會問題百出,更有甚者,還會造成零件大批報廢,使生產(chǎn)無法正常進行。

17、 3.2.1粗基準的選擇 對于本零件而言,每個表面都要加工, 故無法選取不加工表面為粗基準。由于工藝上的需要,粗加工階段就要將Φ36+0.03 0㎜孔加工得很精確,故以毛坯四個側(cè)面為粗基準,利用四爪卡盤夾緊定位,以消除x, X,y,Y,z五個自由度(建立的空間坐標系為:以Φ36+0.03 0㎜內(nèi)孔軸線和Φ25+0.023 0㎜內(nèi)孔軸線方向為x軸,兩個125㎜邊分別為y軸、z軸,坐標原點為Φ25+0.023 0㎜孔與Φ25+0.023 0㎜孔端面的交點，X、Y為 該零件時屬于箱殼類零件，結(jié)構(gòu)比較簡單規(guī)則，但某些加工面和孔的尺寸精度、平面度，垂直度、位置精度、表面粗糙度要求比較高。因此方

18、刀架的加工工藝為鍛造-粗銑-熱處理-精銑-磨削-刮研-車-鉗-熱處理-檢驗-入庫。 3.2.2精基準的選擇 m孔及左端面（φ25孔面）獲得基準，然后經(jīng)磨床磨削來達到所要求的尺寸精度。此零件的精基準是建立在粗基準之上的，主要以φ36mm孔及右端面（φ36孔面）和φ25m 第四章切削用量的選擇 在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提下，充分發(fā)揮機床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。 粗、精加工時切削用量的選擇原則如下： ①粗加工時切削用量的選擇原則 首先盡可能大的選取背吃刀量；其次要根據(jù)機床動力和剛性等限制條件，盡可能大的選取進給量；最后根據(jù)刀具耐用度確

19、定最佳的切削速度。 ②精加工時切削用量的選擇原則 首先根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量；其次根據(jù)已加工表面的表面粗糙度要求，選取較小的進給量；最后在保證刀具耐用度的前提下，盡可能選取較高的切削速度。 第一節(jié) 確定切削用量 1）背吃刀量a sp的確定： 已知端面單邊余量為2.1，一次走刀走完，a sp=2.1㎜。 2）f的確定 由《切削手冊》表1.4，加工材料為45鋼，車刀BH=16㎜25㎜，a sp≤3㎜，工件尺寸為125㎜時：f=0.6∽0.9㎜/r，修正系數(shù)k=0.8（有沖擊加工），f=0.5∽0.72㎜/r，參看《切削手冊》表1.30，橫向進給量取f=0.52mm/r。 3

20、）確定切削速度V c 由《切削手冊》表1.10，當用YT5硬質(zhì)合金端面刀橫車加工σ b =560∽620MPa鋼料，a sp≤3㎜，f≤0.54㎜/r時，V c=138m/min。 由《切削手冊》表1.28，V c的修正系數(shù)為：KTV=1.15，KMV=1.0，KSV=0.8，Ktv=0.65，Kkv=1.24，Kkrv=0.81，故 VC查=1381.1510.80.651.240.81=82.9m/min N查=1000VC查/λd=100082.9/（λ72）=336.498r/min 按C620-1車床的轉(zhuǎn)速選擇與337r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為：n機=305r/min。

21、實際的切削速度為：VC機= m/min 第二節(jié)加工余量與公差 零件 ㎜的公差為IT7，毛坯尺寸為13313380，粗銑余量為2㎜，半精銑為1。2㎜，精銑為0。8㎜。粗銑尺寸為129㎜129㎜79㎜。半精銑為126。6㎜126。6㎜73。6㎜。鉆 ㎜，擴 ㎜，鏜到圖紙要求。 第五章機械加工過程 1、自由鍛制造出零件毛坯。 2、熱處理去應力 3、粗、精銑上蓋接合面，以平口定心卡盤夾一端，大頭頂尖頂另一端定位，同時按用平口鉗裝夾工件毛坯粗銑六個平面，保證足夠的加工余量，而且要保證相鄰面一定的相互垂直。 4、鉆 ㎜內(nèi)孔至 mm；調(diào)頭以平口定心卡盤夾一端，大頭頂尖頂另一端定位

22、，同時按 ㎜內(nèi)孔作為基準加工 ㎜，取總長 ㎜（留加工余量1mm）。 5、把工件固定在夾具中，半精鏜孔 ㎜至 ㎜；精鏜 ㎜孔圖紙要求；表面粗糙度Ra值為2.5μm。 6、在夾具中，以 ㎜內(nèi)孔為基準攻8個M1218 mm螺紋，車倒角145，。 7、熱處理； 8、檢驗。 9、入庫。 結(jié)論 本次畢業(yè)設計是圍繞著CA6140機床方刀架的工藝工裝來展開的。內(nèi)容主要包括以下幾個方面：設計零件的加工工藝（包括切削用量工時等計算）。 　　方刀架的主要功用就是通過裝在刀架上的其它零件夾緊刀具，換刀時，在手柄轉(zhuǎn)動下，帶動方刀架回轉(zhuǎn)，以達到換刀的目的。因為工件屬于小批量

23、生產(chǎn)，宜采用一般夾緊裝置。所以為了適應生產(chǎn)需要，采用Z304016型搖臂鉆床，，在工作臺上進行多工位加工。 　　機床夾具的確定是一次十分重要的設計程序，方案的設計優(yōu)劣往往直接決定夾具設計的可行性。所以，方案的確定需經(jīng)充分的研究和討論來確定最佳方案。 機械加工工藝設計在零件的加工制造過程中有著重要的作用。工藝性的好壞，直接影響著零件的加工質(zhì)量及生產(chǎn)成本，在設計中為了適應小批批量的生產(chǎn)情況，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在設計中所采用的零件盡量采用標準件，以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)費用。 機械制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之

24、前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們?nèi)甑拇髮W生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性的訓練，希望在設計中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己今后從事的職業(yè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 參考文獻 1. 《最新實用機械加手冊》 彭激流主編，廣東科技出版社，1995年 2. 《機械加工工藝實用手冊》 張耀宸主編，航空工業(yè)出版社，1993年 3. 《機械制造工藝課程設計指導書》 華僑大學機電學院，2004年 4. 《公差與配合手冊》 任嘉卉主編，機械工業(yè)出版社，1990年 5．《機械制造工藝設計簡明手冊》 李益民主編，機械工業(yè)出版社，1994年 17