刀架零件的機械加工工藝

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1、序言 機械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認的關(guān)鍵工業(yè)。機械制造技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。未來的機械制造工業(yè)的發(fā)展將促進全社會的進步與發(fā)展。 機械制造工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。機械制造在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中6090的產(chǎn)品的零件和部件的生產(chǎn)加工。 此次機械制造課程設(shè)計，匯總所學(xué)專業(yè)知識如一體(如公差于配合、機械零件設(shè)計、金屬切削

2、機床、機械制造工藝等)。讓我們對所學(xué)的專業(yè)課得以加強和鞏固、復(fù)習(xí)及實用，是理論聯(lián)系實踐的一個重要環(huán)節(jié)，不但鞏固了前面所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識。更重要把各學(xué)科知識聯(lián)系起來，以達到融會貫通。增強自己解決問題、分析問題的能力。由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。1、 零件的分析（1） 零件的作用 題目所給零件為一刀架，此刀架通過哦螺釘?shù)木o固作用在機床上快速的實現(xiàn)車刀固定、加緊、轉(zhuǎn)換，為車工提供方便，節(jié)省大量的輔助時間，大大的提高了生產(chǎn)效率。（2） 零件的工藝分析此刀架有兩組加工表面1、 以32孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：銑削32孔兩端面，側(cè)面需保留尺寸60mm，加工32孔

3、，以及孔中心距底面距離550.02mm且平行度達到0.01。2、 以底面為中心的加工表面 這一組加工表面包括：銑削底面，與臺階面保留20mm的高度。 4x11 、4x16、2x6以及螺紋M8。2、 工藝規(guī)程設(shè)計（1） 確定毛坯的制造形式 零件材料選用45鋼，考慮到刀架安裝刀具在切削過程中承受交變負載荷一級沖擊性載荷，陰齒選用鑄件。由于零件年產(chǎn)量為4000件，藝術(shù)與大批量生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，可采用鑄造成行。對于提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量也是有利的。（2） 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程計劃中的重要工作之一，幾面選擇得正確合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，否則，就會使加工工藝過

4、程問題百出。嚴(yán)重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。1. 粗基準(zhǔn)的選擇 對本零件來說，從32孔的側(cè)面作為粗精準(zhǔn)，利用臺面，是工件支承32孔端面做主要定位。2. 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)進行尺寸換算。（3） 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是是零件的集合形狀，尺寸精度一級位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在升擦汗年綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以采用萬能機床配以專用工、夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。1. 工藝路線方案一01：鑄造02：熱處理工序1：粗銑底面工序2：精銑

5、底面工序3：鉆4X11、4X16、2X6的孔工序4：鏜4X11的孔工序5：擴16孔工序6：鉆2X6孔工序7：粗銑側(cè)面工序8：精銑側(cè)面工序9：鉆32孔工序10：鏜32孔工序11：精鏜32孔工序12：鉆、攻螺紋M8工序12j：終檢2. 工藝路線方案二01：鑄造02：熱處理工序1：粗銑底面工序2：精銑底面工序3：粗銑側(cè)面工序4：精銑側(cè)面工序5：鉆孔并擴、鉸孔32工序6：鉆孔并擴孔4X11、4X16、2X6工序7：鉆并攻螺紋M8工序8：去毛刺工序9：刮研底面工序9j：終檢3. 工藝方案的分析與比較 上述兩個方案的特點在于：方案一是以先加工孔中心的一組表面，然后在加工孔；而方案二則是加工完所以面，在進行

6、孔的加工。經(jīng)比較可見，先加工表面，然后再進行加工孔，這樣的話位置精度輕易保證，并且定位及夾裝都比較方便。故決定選用方案二。 因此，最后的加工路線確定如下：01：鑄造02：熱處理工序1：粗銑底面，以側(cè)面作定位基準(zhǔn)。選用XA5032立式銑床和專用夾具。工序2：精銑底面，以側(cè)面作定位基準(zhǔn)。選用XA5032立式銑床和專用夾具。工序3：粗銑側(cè)面，以側(cè)面作定位基準(zhǔn)。選用XA5032立式銑床和專用夾具工序4：精銑側(cè)面，以側(cè)面作定位基準(zhǔn)。選用XA5032立式銑床和專用夾具工序5：鉆孔并擴、鉸孔32，選用Z535立式鉆床及專用鉆模。以側(cè)面作定位基準(zhǔn)。加工尺寸工序鑄件毛坯 （32兩端面，刀架底面）粗銑兩側(cè)面精銑兩

7、端面粗銑底面精銑底面加工前尺寸最大6460.489.0285.32最小6460.288.9885.48加工后尺寸最大6560.46085.3285.02最小6560.26085.4884.98加工余量（單邊）2最大1.90.43.70.5最小1.80.23.50.3工序6：鉆孔并擴孔4X11、4X16、2X6。選用Z535立式鉆床及專用鉆模。以臺階側(cè)面做定位基準(zhǔn)。工序7：鉆并攻螺紋M8。選用Z535立式鉆床及專用鉆模。并攻螺紋M8。以臺階側(cè)面做定位基準(zhǔn)。工序8：去毛刺工序9：刮研底面工序9j：終檢以上工藝過程詳見機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。（4） 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的

8、確定 此刀架的材料為45鋼，硬度為207241HBW，毛胚重量約為5kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸如下表： 加工余量計算表（五） 確定切削用量及基本工時工序1：粗銑底面。本工序采用計算法確定切削用量。1加工條件：工件要求：45鋼正火，b=670Mpa，鑄造。加工要求：粗銑底面。機床：XA5032立式銑床。刀具：刀片材料為YT15，Kr=60，。=-5，。=80，rg=0.08mm2. 計算切削用量（1） 粗銑底面 1）根據(jù)切削用量簡明手冊（一下數(shù)據(jù)均來自此手冊）表3.1。銑削深度ap4mm時，端銑

9、刀直徑d。為80mm，ae為60mm。但已知銑削寬度為64mm，故應(yīng)根據(jù)銑削寬度90mm，選擇d。=100mm。猶豫采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，故齒數(shù)Z=5（表3.13）。 2）決定銑削深度ap，由于加工余量為4mm，故選擇在兩次走刀內(nèi)銑完， 則ap=3.7mm 3）決定每齒進給量fz，采用對稱端銑以提高進給量。根據(jù)表3.5，當(dāng)使用YT15，銑床功率為7.5KW（表3.30，XA5032型立式銑床說明書）時，fz=0.090.18但因為采用對稱端銑，故取 fz=0.18mm/z 4）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命，根據(jù)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm：由于銑刀直徑d。=100mm，故刀

10、具的壽命T=180min（表3.8） 5）決定切削速度vc和每分鐘進給量vf，根據(jù)表3.13，當(dāng)d。=100mm，z=5，ap4mm，fz0.24mm/z時，vt=120m/min，nt=300r/min，vft=250mm/min。各修正系數(shù)為：Kmv=Kmo=Kmv1.0 Kgv=Kgn=Kgv=0.8故 vc=vtKv=1201.00.8=96m/min N=ntkgn=30010.8=240r/min Vf=vftXKvt=25010.8=200mm/min根據(jù)XA5032型立銑說明書（表3.30）選擇： nc=300rmin ， vfc=235mm/min 因此實際切削速度和每齒進給

11、量為： 校驗機床功率，根據(jù)表3.23，當(dāng)b=560-1000Mpa，ae72mm，ap4.2mm，d。=100mm，z=5，vf=200mm/min，近似為： Pcc=4.6KW根據(jù)XA5032型立銑說明書（表3.30），機床主軸允許的功率為： Pcm=7.50.75=5.63KW4.6KW （可采用）即：ap=3.7mm，vf=235mm/min，n=300r/min，vc=94.25m/min，fz=0.16mm/s。 6）計算基本工時 因為采用對稱安裝銑刀，如切量及超切量y+=20mm，則：L=l+y+=124mm。 故： （2） 精銑底面 1）根據(jù)切削用量簡明手冊（一下數(shù)據(jù)均來自此手冊

12、）表3.1。銑削深度ap4mm時，端銑刀直徑d。為80mm，ae為60mm。但已知銑削寬度為64mm，故應(yīng)根據(jù)銑削寬度90mm，選擇d。=100mm。猶豫采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，故齒數(shù)Z=5（表3.13）。 2）決定銑削深度ap，由于加工余量為0.3mm，故選擇在一次走刀內(nèi)銑完， 則ap=0.3mm 3）決定每齒進給量fz，采用對稱端銑以提高進給量。根據(jù)表3.5，當(dāng)使用YT15，銑床功率為7.5KW（表3.30，XA5032型立式銑床說明書）時，fz=0.090.18但因為采用對稱端銑，故取 fz=0.18mm/z 4）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命，根據(jù)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.

13、3mm：由于銑刀直徑d。=100mm，故刀具的壽命T=180min（表3.8） 5）決定切削速度vc和每分鐘進給量vf，根據(jù)表3.13，當(dāng)d。=100mm，z=5，ap4mm，fz0.24mm/z時，vt=300m/min，nt=700r/min，vft=180mm/min。各修正系數(shù)為：Kmv=Kmo=Kmv1.0 Kgv=Kgn=Kgv=0.8故 vc=vtKv=3001.00.8=240m/min N=ntkgn=70010.8=560r/min vf=vftXKvt=18010.8=144mm/min根據(jù)XA5032型立銑說明書（表3.30）選擇： nc=600r/min ， vfc=

14、150mm/min 因此實際切削速度vc和每齒進給量fzc為： 校驗機床功率，根據(jù)表3.23，當(dāng)b=560-1000Mpa，ae72mm，ap4.2mm，d。=100mm，z=5，vf=150mm/min，近似為： Pcc=4.6KW根據(jù)XA5032型立銑說明書（表3.30），機床主軸允許的功率為： Pcm=7.50.75=5.63KW4.6KW （可采用）即：ap=0.3mm，vf=150mm/min，n=600r/min，vc=188.5m/min，fz=0.1mm/s。 6）計算基本工時 因為采用對稱安裝銑刀，如切量及超切量y+=20mm，則：L=l+y+=124mm。 故： （3） 粗

15、銑側(cè)面（單邊） 1）根據(jù)切削用量簡明手冊（一下數(shù)據(jù)均來自此手冊）表3.1。銑削深度ap4mm時，端銑刀直徑d。為80mm，ae為60mm。但已知銑削寬度為104mm，故應(yīng)根據(jù)銑削寬度120mm，選擇d。=125mm。猶豫采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，故齒數(shù)Z=4（表3.13）。 2）決定銑削深度ap，由于加工余量為2mm，故選擇在兩次走刀內(nèi)銑完， 則ap=1.8mm 3）決定每齒進給量fz，采用對稱端銑以提高進給量。根據(jù)表3.5，當(dāng)使用YT15，銑床功率為7.5KW（表3.30，XA5032型立式銑床說明書）時，fz=0.090.18但因為采用對稱端銑，故取 fz=0.15mm/z 4）選擇銑刀磨鈍

16、標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命，根據(jù)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.3mm：由于銑刀直徑d。=125mm，故刀具的壽命T=180min（表3.8） 5）決定切削速度vc和每分鐘進給量vf，根據(jù)表3.13，當(dāng)d。=125mm，z=4，ap4mm，fz0.24mm/z時，vt=123m/min，nt=300r/min，vft=260mm/min。各修正系數(shù)為：Kmv=Kmo=Kmv1.0 Kgv=Kgn=Kgv=0.8故 vc=vtKv=1231.00.8=98.4m/min n=ntkgn=30010.8X=240r/min vf=vftXKvt=2601X0.8=208mm/min根據(jù)XA5032型

17、立銑說明書（表3.30）選擇： nc=300rmin ， vfc=235mm/min 因此實際切削速度vc和每齒進給量fzc為： 校驗機床功率，根據(jù)表3.23，當(dāng)b=560-1000Mpa，ae120mm，ap4.2mm，d。=125mm，z=4，vf=235mm/min，近似為： Pcc=3.8KW根據(jù)XA5032型立銑說明書（表3.30），機床主軸允許的功率為： Pcm=7.50.75=5.63KW3.8KW （可采用）即：ap=1.8mm，vf=235mm/min，n=300r/min，vc=117.8m/min，fz=0.2mm/s。 6）計算基本工時 因為采用對稱安裝銑刀，如切量及超

18、切量y+=44mm，則：L=l+y+=129mm。 故： （4） 精銑側(cè)面（單邊） 1）根據(jù)切削用量簡明手冊（一下數(shù)據(jù)均來自此手冊）表3.1。銑削深度ap4mm時，端銑刀直徑d。為80mm，ae為60mm。但已知銑削寬度為104mm，故應(yīng)根據(jù)銑削寬度120mm，選擇d。=125mm。猶豫采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，故齒數(shù)Z=4（表3.13）。 2）決定銑削深度ap，由于加工余量為0.2mm，故選擇在一次走刀內(nèi)銑完， 則ap=0.2mm 3）決定每齒進給量fz，采用對稱端銑以提高進給量。根據(jù)表3.5，當(dāng)使用YT15，銑床功率為7.5KW（表3.30，XA5032型立式銑床說明書）時，fz=0.090

19、.18但因為采用對稱端銑，故取 fz=0.18mm/z 4）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)以及刀具壽命，根據(jù)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.3mm：由于銑刀直徑d。=125mm，故刀具的壽命T=180min（表3.8） 5）決定切削速度vc和每分鐘進給量vf，根據(jù)表3.13，當(dāng)d。=125mm，z=4，ap4mm，fz0.24mm/z時，vt=300m/min，nt=600r/min，vft=200mm/min。各修正系數(shù)為：Kmv=Kmo=Kmv1.0 Kgv=Kgn=Kgv=0.8+故 vc=vtKv=3001.00.8=240m/min n=ntkgn=60010.8=480r/min vf=

20、vftXKvt=20010.8=160mm/min根據(jù)XA5032型立銑說明書（表3.30）選擇： nc=600rmin ， vfc=190mm/min 因此實際切削速度vc和每齒進給量fzc為： 校驗機床功率，根據(jù)表3.23，當(dāng)b=560-1000Mpa，ae120mm，ap4.2mm，d。=125mm，z=4，vf=190mm/min，近似為： Pcc=2.3KW根據(jù)XA5032型立銑說明書（表3.30），機床主軸允許的功率為： Pcm=7.50.75=5.63KW2.3KW （可采用）即：ap=0.2mm，vf=190mm/min，n=600r/min，vc=235.62m/min，fz

21、=0.08mm/s。 6）計算基本工時 因為采用對稱安裝銑刀，如切量及超切量y+=44mm，則：L=l+y+=129mm。 故： （5） 鉆-擴-鉸32孔1）鉆孔15： F=0.310.37mm/r (表2.7）由于 ，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù)，Kf=0.95則: f=(0.310.37)0.95mm/r=0.29450.3515mm/r按Z535立式鉆床機床說明書選取 f=0.32mm/r V=13m/min(表2.13、2.14） 按機床選?。?nw=275r/min（工藝手冊表4.2-15) 所以實際切削速度： 切量以及超切量l1=10mm，l2=4mm。 切削工時： 2）擴孔30 根據(jù)有關(guān)質(zhì)

22、料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量和切削速度與同樣的尺寸的實心孔時的進給量和切削速度的關(guān)系為： f=（1.21.8）f鉆 v=（1/21/3）v鉆式中：f鉆、v鉆加工實心孔時的切削用量。已知 f鉆=0.5mm/r（切削手冊表2.7） V鉆=14m/min（切削手冊表2.13）令 ：f=1.35f鉆=0.675mm/r 按鉆床選?。篺=0.68mm/r V=0.5v鉆=6m/min按鉆床選取nw=68r/min （工藝手冊表4.2-15）所以實際切削速度為：切削工時：切量以及超切量l1=7mm，l2=2mm。l=60mm 3）擴孔31.75 根據(jù)切削手冊表2.10規(guī)定，查得擴孔鉆孔擴31.75

23、mm孔的進給量，并根據(jù)鉆床規(guī)格選擇：f=0.96mm/r擴孔鉆孔時的切削速度，根據(jù)其他相關(guān)資料，確定為： v=0.5v鉆式中，v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故： v=0.5v鉆=0.514=7m/min 按鉆床選?。簄w=68r/min（工藝手冊表4.2-15）切削工時：切入l1=3mm，切出l2=1.5mm，l=60mm。則： 4）鉸孔32 根據(jù)切削手冊表2.10規(guī)定，查得擴孔鉆孔擴32mm孔的進給量，并根據(jù)鉆床規(guī)格選擇：f=0.55mm/r擴孔鉆孔時的切削速度，根據(jù)其他相關(guān)資料，確定為： v=0.5v鉆式中，v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故： v=0.5v鉆=0.5

24、14=7m/min 按鉆床選取：nw=68r/min（工藝手冊表4.2-15）所以實際切削速度： 切削工時：切入l1=7mm，切出l2=3mm，l=60mm。則： （6） 鉆-鉸411、416孔、26孔 1）鉆孔10已知 f鉆=0.27mm/r（切削手冊表2.7） V鉆=14m/min（切削手冊表2.13按鉆床選取nw=530r/min （工藝手冊表4.2-15）所以實際切削速度為：切削工時：切量以及超切量l1=5mm，l2=5mm。l=20mm 2） 擴孔11 根據(jù)切削手冊表2.10規(guī)定，查得擴孔鉆孔擴11mm孔的進給量，并根據(jù)鉆床規(guī)格選擇：f=0.5mm/r擴孔鉆孔時的切削速度，根據(jù)其他相

25、關(guān)資料，確定為： v=0.5v鉆已知 ：V鉆=14m/min（切削手冊表2.13） V=0.5v鉆=7m/min按鉆床選取nw=275r/min （工藝手冊表4.2-15）所以實際切削速度為：切削工時：切量以及超切量l1=5mm，l2=5mm。l=20mm 3） 鉆15 根據(jù)有關(guān)質(zhì)料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量和切削速度與同樣的尺寸的實心孔時的進給量和切削速度的關(guān)系為： f=（1.21.8）f鉆 v=（1/21/3）v鉆式中：f鉆、v鉆加工實心孔時的切削用量。已知 f鉆=0.36mm/r（切削手冊表2.7） V鉆=124m/min（切削手冊表2.13）令 ：f=1.35f鉆=0.486m

26、m/r 按鉆床選?。篺=0.54mm/r V=0.5v鉆=6m/min按鉆床選取nw=140r/min （工藝手冊表4.2-15）所以實際切削速度為：切削工時：切量以及超切量l1=7mm，l2=2mm。l=60mm 4）擴16 根據(jù)切削手冊表2.10規(guī)定，查得擴孔鉆擴16mm孔的進給量，并根據(jù)鉆床規(guī)格選擇：f=0.6mm/r擴孔鉆孔時的切削速度，根據(jù)其他相關(guān)資料，確定為： v=0.5v鉆已知 ：V鉆=12m/min（切削手冊表2.13） V=0.5v鉆=6m/min按鉆床選取nw=140r/min （工藝手冊表4.2-15）所以實際切削速度為：切削工時：切量以及超切量l1=5mm，l=20mm

27、 5） 鉆5.8已知 f=0.16mm/r（切削手冊表2.7） V=17m/min（切削手冊表2.13）按鉆床選取nw=1100r/min （工藝手冊表4.2-15）所以實際切削速度為：切削工時：切量以及超切量l1=5mm，l2=5mm。l=20mm 6）擴孔6根據(jù)切削手冊表2.10規(guī)定，查得擴孔鉆擴16mm孔的進給量，并根據(jù)鉆床規(guī)格選擇：f=0.16mm/r擴孔鉆孔時的切削速度，根據(jù)其他相關(guān)資料，確定為： v=0.5v鉆已知 ：V鉆=17m/min（切削手冊表2.13） V=0.5v鉆=6.8m/min按鉆床選取nw=140r/min （工藝手冊表4.2-15）所以實際切削速度為：切削工時： 切量以及超切量l1=5mm，l=20mm （7）鉆螺紋孔M8 1）鉆孔7 已知 f=0.20mm/r（切削手冊表2.7） V=16m/min（切削手冊表2.13）按鉆床選取nw=750r/min （工藝手冊表4.2-15）所以實際切削速度為：切削工時：切量以及超切量l1=5mm，l2=2mm。l=14mm 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片中。3 課程設(shè)計心得體會 （自己寫）16