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機械制造技術課程設計說明書
設計題目：制定方刀架零件的加工工藝，
設計洗38槽的銑床夾具
專 業(yè)：
班 級：
學 號：
姓 名：
指導教師：
機械工程系
序言
機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(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,也是一次理論聯系實際的訓練。因此,它在我們四年的大學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訓練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為今后參加祖國“四化”建設打下一個良好的基礎。
由于能力所限,設計尚有許多不足之處,懇請各位老師給予指教。
目 錄
一 零件的分析 ………………………………………………………1
二 工藝規(guī)程設計 ……………………………………………………2
（一）確定毛坯的制造形式 ………………………………………2
（二）定位基準的擇 ………………………………………………2
（三）制定工藝路線 ………………………………………………3
（四）確定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ……………5
(五) 確定切削用量及基本工時 …………………………………6
三 專用夾具設計………………………………………………………17
（一） 夾具概念 ……………………………………………………17
（二） 夾具設計 ……………………………………………………18
（三） 夾具圖繪制 …………………………………………………19
四 課程設計心得體會…………………………………………………21
五．參考文獻 …………………………………………………………22
一、零件分析 (一)零件的作用
題目所給定的零件是車床上的方刀架，其主要作用就是通過裝在刀架上的其它零件夾緊刀具，換刀時，在手柄轉動下，帶動方刀架回轉，以達到換刀的目的。
(二)零件的工藝分析
方刀架以下表面為基準加工加工其周圍一系列的孔，孔之間有一定的位置要求，現將加工部位分述如下：
1、以下表面和中心通孔為基準的表面 這組表面先加工下表面，此表面精度要求高，其表面粗糙度要求達到0.8，要求平面度0.05，相對于零件圖中A面的跳動為0.05。以此表面為基準加工Φ48H7、Φ48.2孔。
2、工件表面的孔 鉆攻8－M16孔，鉆孔Φ16H7，鉆通孔Φ10.2，鉆2－Φ10.2×26，攻M12×20,攻M12×30，擴孔Φ19.2，此系列孔加工時通過鉆模板來保證位置精度，其中Φ48H7孔必須在Φ16H7和Φ19.2孔中心連線上。Φ16H7孔垂直度要求相對于B面100：0.1，孔內壁表面粗糙度要求達到1.6。
二.工藝規(guī)程設計
(一)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。由于零件年產量為中批生產,而且零件屬于輕型機械,故可采用模鍛成型。這從提高生產率,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。
(二)定位基準的選擇
基準選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；鶞蔬x擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高，否則加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成大批零件報廢，使生產無法正常進行。
1 、粗基準的選擇
粗基準的選擇應滿足以下的要求：
保證加工其他面時有足夠的加工余量。
保證精加工時定位面有一定的精度。
為滿足上述要求，應選下表面作為粗基準。
2、 精基準的選擇
為了保證階精度，采用底面為精基準，符合基準重合原則和基準統(tǒng)一原則。
(三)制定加工工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點,應當是使零件的加工精度和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為中批生產的條件下,可以考慮采用效率較高的通用機床配以專用夾具,并盡量使用工序集中來提高生產率。除此之外,還要考慮經濟效果,以便使生產成本盡量下降。
工藝路線方案一:
工序1：備料
工序2：鍛造毛坯
工序3：熱處理（正火）
工序4：車端面
粗鏜孔至Φ47.7 精鏜孔至Φ48H7
精鏜孔Φ48.2
倒角3×45°
工序5：掉頭車另一端面，精鏜孔Φ60
車倒角1.5×45°
工序6：銑四側面
工序7：銑通槽
工序8：鉆通孔Φ15，擴孔至Φ15.85，鉸孔至Φ16H7
鉆8-Φ14底孔，攻螺紋8-M16
鉆通孔Φ10.2，鉆2－Φ10.2×26
攻螺紋2－M12×20，攻螺紋M12×30
擴底孔Φ19.2
工序9：鉆擴槽內斜孔至Φ9.8，鉸斜孔至Φ10H7
工序10：銑槽R9
工序11：銑槽R4
工序12：銑端面四周的倒棱
工序13：精銑通槽基面
工序14：磨下表面
工序15：磨四周面
工序16：終檢：上表面的跳動允差0.05
槽的基面平面度允差0.1
底面的平面度允差0.05
跳動允差0.05
工序17：倒銳角去毛刺
工序18：清洗
工序19：發(fā)蘭
工藝路線方案二:
工序1：備料
工序2：鍛造毛坯
工序3：粗銑底面
工序4：精銑上面（從底面為基準壓緊）
工序5：粗銑四側面
工序6：銑通槽
工序7：半精磨上面（留量）
工序8：半精磨另五面
工序9：鏜孔擴孔Φ48H7 鏜孔Φ48.2 倒角3*45°
工序10：擴孔Φ60 倒角1.5×45°
工序11：銑槽R9
工序12：銑油溝R4
工序13：鉆攻2－M12×20 M12×30
鉆攻8－M16
工序14：鉆鉸Φ10斜孔
工序15：鉆通孔Φ15，擴孔至Φ15.85，鉸孔至Φ16H7
擴孔Φ19.2
工序16：去毛刺
工序17：磨六面
工序18：清洗
工序19：檢驗
工序20：發(fā)蘭
方案一基準易于選擇，加工性比較好。綜合對可得，工藝一優(yōu)于工藝二。最終選擇工藝路線一為本次設計的加工工序。
(四)機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
根據《機械制造工藝手冊》， 分別確定機械加工余量，以及尺寸及其公差，如加工工序圖表所示：結合毛坯圖和零件圖可知各軸徑的總余量分布如下
1. 孔φ48H7
此孔精度IT6, =1.6，參照手冊確定工序尺寸及余量為：
粗鏜：φ47.7mm
精鏜：φ 2Z＝0.3mm
2.孔φ16H7 =1.6
鉆孔：φ15mm
擴孔：φ15.85mm 2Z=0.15mm
鉸孔：φ16H7 2Z=0.15mm
3.孔φ19.2 =3.2
鉆孔：φ10.2mm
擴孔：φ19.2mm 2Z=9mm
4.銑通槽 =3.2
粗銑通槽 2Z＝3mm
精銑通槽 2Z=2mm
5.磨表面 =0.8 2Z＝1mm
1.1 6.填寫工藝卡片和機械加工工序卡片
(五) 確定切削用量及基本工時
車端面 粗鏜孔至Φ47.7 精鏜孔至Φ48H7 精鏜孔Φ48.2 倒角3*45°
本工序采用計算法
1.加工條件
工件材料:45鋼正火,σb=0.35Gpa,模鍛
加工要求:車方刀架底面,粗鏜Φ48H7孔至47.7,精鏜孔至48H7, Ra1.6,精鏜孔Φ48.2,倒角3X45
機床CA6140車床
刀具:端面車刀:刀片材料YT15,刀桿尺寸16X25mm2, Kr=90°,r0=15°,a0=12°,re=0.05mm
硬質合金浮動鏜刀
2.計算切削用量
1).車端面
吃刀深度ap=5mm
走刀量f=0.6mm/r (表3-13)
計算切削速度(表3-18),耐用度t=45min
（1.1）
=
=168m/min (2.8m/s)
確定機床主軸轉速
（1.2）
=
=5r/s (300r/min)
按機床選取nw=5.3r/s (320r/min) (表4-3)
所以實際切削速度v=5.3*3.14*186/1000=3.1m/s (186m/min)
切削工時
L=186/2
=30s (0.5min)
2).粗鏜孔至Φ47.7
取刀桿直徑D=￠25mm,刀桿伸出量125mm
加工余量z=(47.7-38.8)/2=4.85
選90°硬質合金YT15鏜刀
F=0.21mm/r (表3-15)
V= （1.3）
＝1.28m/s (表3－19及手冊第102頁“鏜孔切削用量”)
）
=/
＝8.55r/s (513r/min)
按機床選取nw=8.3r/s (500r/min)
所以實際切削速度V=π*47.7*8.3/1000=1.24m/s (74m/min)
切削工時：（表7－1）
L=35
（1.4）
=
=21.2s (0.35min)
精鏜孔至Φ48H7
選用同一刀桿，f=0.2mm/r (表3－15)
V=＝1.28m/s
=
＝8.49r/s (510r/min)
按機床選取nw=8.3r/s (500r/min)
所以實際切削速度V=π*48*8.3/1000=1.25m/s (75m/min)
切削工時：（表7－1）
L=35
=
=22.2s (0.37min)
精鏜孔至Φ48.2
f=0.2mm/r (表3-15)
V=1.28m/s
=
＝8.45r/s (507r/min)
按機床選取nw=8.3r/s (500r/min)
所以實際切削速度V=π*48.2*8.3/1000=1.26m/s (75m/min)
切削工時：（表7－1）
L=8 =2mm
=
=6.02s (0.1min)
倒角3*45°
f=0.08mm/r (參照表3-17)
V=0.41m/s (參照表3－21)
=
＝2.7r/s (162r/min)
按機床選取nw=2.66r/s (160r/min) （表4－3）
切削工時：（表7－1）
L=3mm =2mm
=
=23.5s (0.39min)
掉頭車另一端面，精鏜孔Φ60，車倒角1.5*45°
此端面與上一工序底面相同，即
f=0.6mm/r
nw=320r/min
tm=30s (0.5min)
精鏜孔Φ60
取刀桿直徑D=￠25mm,刀桿伸出量125mm
加工余量z=(47.7-38.8)/2=4.85
選90°硬質合金YT15鏜刀
F=0.21mm/r (表3-15)
V=
＝1.28m/s (表3－19及手冊第102頁“鏜孔切削用量”)
=
＝8.55r/s (513r/min)
按機床選取nw=8.3r/s (500r/min)
所以實際切削速度V=π*47.7*8.3/1000=1.24m/s (74m/min)
切削工時：（表7－1）
L=35 =2mm
=21.2s (0.35min)
倒角1.5*45°
f=0.08mm/r (參照表3-17)
V=0.41m/s (參照表3－21)
=
=2.17r/s (130r/min)
按機床選取nw=2.08r/s (125r/min) （表4－3）
切削工時：（表7－1）
L=1.5mm =2mm
=
=21s (0.35min)
銑四側面
af=0.1mm/z (表3――28)
V=0.38m/s (22.8m/min)(表3－30)
采用高速鋼錐柄立銑刀，dw=50mm,齒數z=8
＝2.42r/s (145r/min)
按機床選取nw=2.5r/s (150r/min) (表4－17)
所以實際切削速度V=π*dw*nw/1000=3.14*50*2.5/1000=0.39m/s
切削工時：
L=133mm m
=76.5s (1.28min)
銑通槽
af=0.2mm/z (表3――28)
V=0.5m/s (30m/min) (表3－30)
采用高速鋼鏟齒錐柄立銑刀，dw=32mm,齒數z=5
ns=1000V/（π*dw）=1000*0.38/(π*50)＝4.97r/s (298r/min)
按機床選取nw=5r/s (300r/min) (表4－17)
所以實際切削速度V=π*dw*nw/1000=3.14*32*5/1000=0.5m/s
切削工時：
L=132mm
=29.9s (0.5min)
攻螺紋8－M16 鉆通孔Φ10.2 擴底孔Φ19.2 鉆孔Φ15擴孔Φ15.85鉸孔Φ16H7
此工序采用組合鉆床，所以取其一計算
鉆Φ15孔
f=0.28mm/r*＝0.28*0.9＝0.25mm/r (表3-15)
V=0.25m/s
=
＝5.3r/s (318r/min)
所以實際切削速度V=π*15*5.3/1000=0.24m/s
切削工時：（表7－1）
切入 =10mm=2mm l=85mm
=66s (1.09min)
鉆擴槽內斜孔Φ16H7
鉆Φ9.8孔
f=0.21mm/r*＝0.21*0.5＝0.105mm/r (表3-15)
V=0.25m/s
=
＝8.1r/s (487r/min)
按機床選取nw=8.8r/s (530r/min) (表4－17)
所以實際切削速度V=π*9.8*8.8/1000=0.27m/s
切削工時：（表7－1）
切入 =5mm=2mm l=25mm
=34.6s (0.57min)
鉸孔Φ10H7孔
f=0.5 (表3-46)
V=0.238m/s (表3-49)
＝7.57r/s (454r/min)
按機床選取nw=7r/s (420r/min)
所以實際切削速度V=π*10*7/1000=0.21m/s
切削工時：
切入 =5mm=2mm l=25mm
=9s (0.15min)
銑槽R9
af=0.15mm/z (表3――28)
V=0.45m/s (27m/min) (表3－30)
采用高速鋼圓柱銑刀，dw=18mm,齒數z=6
=
＝7.9r/s (477r/min)
按機床選取nw=7.9r/s (457r/min) (表4－17)
所以實際切削速度V=π*dw*nw/1000=3.14*18*6/1000=0.44m/s
切削工時：
L=45mm l1=18mm l2=5mm
=9.5s (0.16min)
銑油溝R4
af=0.12mm/z (表3―28)
V=0.35m/s (21m/min) (表3－30)
采用工具鋼立銑刀，dw=8mm,齒數z=3
=
＝13.9r/s (835r/min)
按機床選取nw=15r/s (900r/min)
所以實際切削速度V=π*dw*nw/1000=3.14*8*15/1000=0.38m/s
切削工時：
L=85mm ＝20mm =5mm
=20.3s (0.34min)
銑端面四周的倒棱
af=0.12mm/z (表3―28)
V=0.30m/s (18m/min) (表3－30)
采用高速鋼端面銑刀，dw=4mm
=
＝23r/s (1433r/min)
按機床選取nw=26.6r/s (1600r/min)
所以實際切削速度V=π*dw*nw/1000=3.14*4*26.6/1000=0.33m/s
切削工時：
L=4*132＝528mm ＝3mm =0mm
)
=55.5s (0.92min)
精銑通槽基面
af=0.1mm/z (表3―28)
V=0.3m/s (21m/min) (表3－30)
采用圓柱立銑刀
＝2.98r/s (179r/min)
按機床選取nw=3.16r/s (190r/min)
所以實際切削速度V=π*dw*nw/1000=3.14*32*3.16/1000=0.31m/s
切削工時：
L=132mm ＝13.6mm =4mm
=95s (1.5min)
三夾具設計
（一）夾具概念
在機床制造廠的生產過程中用來安裝工件使之固定在正確位置上,完成切削加工、檢驗、裝配、焊接等工作,所使用的工藝裝備稱為夾具。
.1工件的安裝
在機床上加工工件時,為了保證工件被加工表面的尺寸,幾何形狀及相互位置精度方面的要求,事先必須將工件正確地安裝到機床加工位置上去．工件的安裝一般包括定位和夾緊兩個過程：即首先應使工件相對于機床及刀具占有一個正確的位置，這就是工件的定位，然后將工件緊固在這一既定位置上，使之不因受切削力、重力、離心力和慣性力作用發(fā)生位置改變，這就是工件的夾緊。工件的安裝一般有兩種方式：直接在機床工作臺或通用夾具上安裝；采用專用夾具安裝。本次安裝為第二種。
.2機床夾具的功用
（1）保證產品加工精度，穩(wěn)定產品質量；
（2）提高生產率，降低加工成本；
（3）改善工人勞動條件；
（4）擴大機床的工藝范圍。
.3機床夾具的組成
機床夾具因被加工工件的加工表面不同或使用機床種類的不同而有各種不同的結構形式，但就機床夾具具體結構而言，大致可分為以下幾個部分：定位元件、夾緊裝置、導向對刀元件、連接元件、其它裝置和元件、夾具體。
.4夾具設計的基本要求
（1）穩(wěn)定地保證工件的加工技術要求；
（2）提高機械加工的勞動生產率，降低工件的成本；
（3）結構簡單，便于制造和維修；
（4）操作安全、方便。
（二）夾具設計
本次是對CA6140機床的方刀架進行加工，根據任務說明書，采用組合銑床加工，夾具是安裝在回轉工作臺上的。
1夾具結構方案的設計
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，方案的確定需經充分的研究和討論來確定最佳方案。
定位方式主要由面接觸來完成，由長銷小平面加一定位板進行定位，由液壓系統(tǒng)進行壓緊，以保證工件的加工精度。
1.加工精度的分析
使用夾具夾工件進行機械加工時，在工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多，一般分為兩類：一類是夾具有關的影響因素即定位誤差，對刀誤差。夾具在機床上的裝配誤差和夾具的制造誤差。另一類還有工藝系統(tǒng)中其他影響加工精度的因素，稱為加工方法誤差。
（1） 定位誤差
由于一批工件逐個在夾具體上定位時，各個工件所占的位置不完全一致，形成誤差，這稱為定位誤差。由于加工中基準重合，而基準不重合誤差不重要，重要在圓跳動0.015mm，則定位誤差為0.015mm。
（3） 加工方法的誤差
由于機床精度，刀具的精度，刀具與機床的位置精度，工藝系統(tǒng)的受力變形和熱變形等因素造成的加工誤差統(tǒng)稱為加工方法誤差，取
△ G==0.009
△==0.026<0.027
故該夾具加工方法可取。
3.確定定位方案，設計定位元件
方刀架中心孔φ48mm孔是通孔，定位時可利用此孔，加上底面，在工件側面配以定位板即可達刀對工件的完全定位。即可保證工件不能旋轉，不會上下竄動。
4.確定夾緊方式和設計夾緊機構
因為工件屬于大批量生產，宜采用專用夾緊裝置，通過穿過零件中心的拉桿，由卡環(huán)卡住工件，采用液壓傳動，拉緊工件。。
5.確定夾具體
將定位、導向、夾緊機構連接在一體，并能正確的安裝在機床上。由于液壓缸中活塞桿為動力件，考慮刀工件的加工方向，將其置于夾具體下方，夾具體外圍由肋板支起，中心為空。
(三)夾具圖繪制
（1）夾具總圖應遵循機械制圖國家標準繪制，圖形大小的比例盡量去1：1，為求使繪制的夾具總圖具有良好的直觀性，如工件過大時選用1：2等縮小比例，過小時取2：1的比例。
（2）在總圖中應以最少數量視圖清楚地表示出夾具的工作原理和結構，表示各種元件或裝置之間的位置關系等。
（3）繪制總圖的順序：先用點劃線繪出工件的輪廓外形及定位基準，并用網狀線顯示出加工余量；把工件輪廓視為透明體，然后按著工件的形狀及位置依次畫出定位、導向、夾緊及其它元件或裝置的具體結構；最后繪制夾具體，形成一個完整的夾具。
（4）在夾具總圖上標注出零件編號，按規(guī)定要求填寫標題欄和明細表。
（5）確定并標注有關尺寸和夾具技術要求。
四 課程設計心得體會
為期三周的機械制造工藝學課程設計即將結束了，三周是時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這三周的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們的畢業(yè)設計打下了好的基礎。
課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。
由于沒有實習過，我們對工件的的形狀概念存在很大的抽象，僅僅靠資料上的說明是不夠的，因此，讓我們深刻認識到理論應該結合實際，我們應該多一點實踐操作，多下工廠去實習。大學的學習都有一個鋪墊過程，任何一個環(huán)節(jié)都可能在以后得到應用?？上?，教訓來得太遲了。我希望通過最后這個內容告誡我以后的學弟學妹們，不要忽視學校安排的任何學習內容，不僅要踏踏實實學好課堂知識，對于實習也要提高重視，不要以為時實習是課外內容，它是對課堂所學的一個補充。
最后，衷心的感謝老師的精心指導和悉心幫助，使我順利的完成此次設計。謝謝！?。?！
五 參考文獻
1.蘭建設主編.機械制造工藝與夾具.北京：機械工業(yè)出版社.2004.7
2.董燕主編.公差配合與測量技術. 北京：中國人民大學出版社.2001.3
3.唐建生主編.金屬切削原理與刀具.武漢理工大學出版社.2005
4.張普禮主編.機械加工設備. 北京：機械工業(yè)出版社.2005.08
5.劉家平主編.機械制圖. 西安：西安電子科技大學出版社.2006.02
6.《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組.金屬機械加工工藝人員手冊.
7.《切削用量手冊》
8.《簡明機械加工手冊》
9. 《機械制造工藝與機床夾具課程設計指導》第2版吳拓編
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