刀架零件的機(jī)械加工工藝

序言 機(jī)械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。機(jī)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(jī)械制造工業(yè)的發(fā)展將促進(jìn)全社會的進(jìn)步與發(fā)展。 機(jī)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(jī)械制造在機(jī)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(jī)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(jī)械零件設(shè)計、金屬切削機(jī)床、機(jī)械制造工藝等)。讓我們對所學(xué)的專業(yè)課得以加強(qiáng)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(dá)到融會貫通。增強(qiáng)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(jī)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，以及孔中心距底面距離550.02mm且平行度達(dá)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(fù)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jì)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：精銑底面工序3：鉆4X11、4X16、2X6的孔工序4：鏜4X11的孔工序5：擴(kuò)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(kuò)、鉸孔32工序6：鉆孔并擴(kuò)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(jìn)行孔的加工。經(jīng)比較可見，先加工表面，然后再進(jìn)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(kuò)、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(kuò)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(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。（4） 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 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(jī)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(jī)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(jìn)給量fz，采用對稱端銑以提高進(jìn)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，故刀具的壽命T=180min（表3.8） 5）決定切削速度vc和每分鐘進(jìn)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(jìn)給量為： 校驗機(jī)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(jī)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）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(jìn)給量fz，采用對稱端銑以提高進(jìn)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0.3mm：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(jìn)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=150mm/min 因此實際切削速度vc和每齒進(jìn)給量fzc為： 校驗機(jī)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(jī)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(jìn)給量fz，采用對稱端銑以提高進(jìn)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(jìn)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(jìn)給量fzc為： 校驗機(jī)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(jī)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(jìn)給量fz，采用對稱端銑以提高進(jìn)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0.3mm：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(jìn)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=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(jìn)給量fzc為： 校驗機(jī)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(jī)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=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(kuò)-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(jī)床說明書選取 f=0.32mm/r V=13m/min(表2.13、2.14） 按機(jī)床選取： 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(kuò)孔30 根據(jù)有關(guān)質(zhì)料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時，其進(jìn)給量和切削速度與同樣的尺寸的實心孔時的進(jìn)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(kuò)孔31.75 根據(jù)切削手冊表2.10規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆孔擴(kuò)31.75mm孔的進(jìn)給量，并根據(jù)鉆床規(guī)格選擇：f=0.96mm/r擴(kuò)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(kuò)孔鉆孔擴(kuò)32mm孔的進(jìn)給量，并根據(jù)鉆床規(guī)格選擇：f=0.55mm/r擴(kuò)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(kuò)孔11 根據(jù)切削手冊表2.10規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆孔擴(kuò)11mm孔的進(jìn)給量，并根據(jù)鉆床規(guī)格選擇：f=0.5mm/r擴(kuò)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=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(jìn)行擴(kuò)鉆時，其進(jìn)給量和切削速度與同樣的尺寸的實心孔時的進(jìn)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=0.486mm/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(kuò)16 根據(jù)切削手冊表2.10規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)16mm孔的進(jìn)給量，并根據(jù)鉆床規(guī)格選擇：f=0.6mm/r擴(kuò)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 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(kuò)孔6根據(jù)切削手冊表2.10規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)16mm孔的進(jìn)給量，并根據(jù)鉆床規(guī)格選擇：f=0.16mm/r擴(kuò)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(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片中。3 課程設(shè)計心得體會 （自己寫）16