機械制造技術課程設計方刀架零件的加工工藝及鉆8xm16底孔夾具設計【全套圖紙】

1、機械制造技術課程設計說明書設計題目：制定方刀架零件（圖5-9）的加工工藝 設計鉆8×M16底孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 機械工程系 2013年12月10日 目 錄序言1第一章 CA6140方刀架加工工藝21.1 零件的分析21.1.1零件的作用21.1.2零件的工藝分析21.2 毛坯的確定21.2.1毛坯加工方法的確定21.2.2毛坯尺寸及加工總余量的確定3經查閱工藝手冊確定零件的毛坯尺寸，詳見表毛坯圖。31.3 工藝規(guī)程設計3131 定位基準的選擇說明3132不同工藝路線的分析比較31.4選擇機床設備及工藝裝備51.5確定機械加工余量，工序尺寸

2、及其公差51.6填寫工藝卡片和機械加工工序卡片61.7確定切削用量及基本工時6第二章 機床夾具設計1621機床夾具概念16211機床夾具概念16212工件的安裝16213機床夾具的功用1622夾具設計的基本要求1723夾具設計方法和步驟17231研究原始資料，明確設計任務17232夾具結構方案的設計1724夾具總圖的繪制19結 論21參考文獻22序言大學臨近尾聲，我們很多的基礎課，比如機械原理機械設計機械制造基礎工裝設計都已經結束了。機械制造工藝學課程設計就是我們學完了這些基礎課，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)設計之前對所學的各課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理

3、論聯(lián)系實際的訓練。因此。它在我們的大學學習生活中占有十分重要的地位。對我個人而言，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，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設打下一個良好的基礎。由于知識范圍的限制和能力的欠缺，在整個設計過程中我存在很多的不足，但是在老師的知道下我真的學到了很多以前沒有接觸到的知識和能力。全套圖紙，加153893706第一章 CA6140方刀架加工工藝1.1 零件的分析1.1.1零件的作用 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支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

4、的。1.1.2零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(xiàn)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48H7、48.2孔。2、工件表面的孔 鉆攻8M16孔，鉆孔16H7，鉆通孔10.2，鉆210.2×26，攻M12×20,攻M12×30，擴孔19.2，此系列孔加工時通過鉆模板來保證位置精度，其中48H7孔必須在16H7和19.2孔中心連線上。16H7孔垂直度要求相對于

5、B面100：0.1，孔內壁表面粗糙度要求達到1.6。1.2 毛坯的確定1.2.1毛坯加工方法的確定 根據(jù)零件加工工藝性及零件尺寸精度，在選擇毛坯的加工方法時，要綜合分析零件的輪廓，尺寸精度，形狀，位置，加工表面技術要求，最終確定了采用模鍛來制造毛坯，精度等級2級。1.2.2毛坯尺寸及加工總余量的確定 經查閱工藝手冊確定零件的毛坯尺寸，詳見表毛坯圖。1.3 工藝規(guī)程設計131 定位基準的選擇說明基準選擇是工藝規(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

6、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。132不同工藝路線的分析比較工藝方案1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47.7 精鏜孔至48H7 精鏜孔48.2 倒角3×45°工序5：掉頭車另一端面，精鏜孔60 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15，擴孔至15.85，鉸孔至16H7鉆8-14底孔，攻螺紋8-M16

7、 鉆通孔10.2，鉆210.2×26 攻螺紋2M12×20，攻螺紋M12×30 擴底孔19.2 工序9：鉆擴槽內斜孔至9.8，鉸斜孔至10H7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)蘭工藝方案2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

8、）工序8：半精磨另五面工序9：鏜孔擴孔48H7 鏜孔48.2 倒角3*45°工序10：擴孔60 倒角1.5×45°工序11：銑槽R9工序12：銑油溝R4工序13：鉆攻2M12×20 M12×30 鉆攻8M16工序14：鉆鉸10斜孔工序15：鉆通孔15，擴孔至15.85，鉸孔至16H7 擴孔19.2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。1.4選擇機床設備及工藝裝備為了適應成批量生產的要求，通常選擇以通用機床為

9、主，輔以少量專用機床的流水線，刀具量具圍繞相關機床而具體定奪。詳見工藝卡片。（1）車端面及鏜內孔時，考慮到生產效率及裝夾方便，采用CA6140機床。車端面時，刀具采用YT15的端面車刀，刀桿尺寸16*25mm2,Kr=90°,r0=15°,a0=12°,re=0.05mm。鏜孔時采用90°硬質合金YT5鏜刀。倒角要求3*45°，采用成形車刀。夾具采用四爪夾盤和量具采用賽規(guī)及游標卡尺。（2）銑工件四側面，采用X62W臥式銑床，刀具采用錐柄立銑刀，夾具采用專用夾具，量具采用游標卡尺.（3）鉆孔及攻螺紋（工序簡圖8），考慮到生產效率及裝夾方便采用設備

10、為組合鉆床，進行多工位加工，夾具采用專用夾具，量具采用游標卡尺。（4）磨工件下表面合磨四周面時的工序，選用加工設備為臥軸矩臺平面磨床，磨削刀具選用砂輪，夾具采用電磁夾緊，量具為游標卡尺。（5）銑槽R9、銑油溝R4、銑端面四周的倒棱、銑通槽基面等工序時采用X52K立式銑床。夾具為專用夾具。銑槽R9時采用18的圓柱銑刀，銑油溝R4時采用8直柄立銑刀，倒棱時采用4端面銑刀，銑通槽時采用周面圓柱銑刀。量具采用游標卡尺和樣板。（6）鉆鉸槽內斜孔10，機床采用型號為Z35的搖臂鉆床，夾具采用專用夾具，刀具為9.8的直柄麻花鉆和10的錐柄機用鉸刀，量具采用10的塞規(guī)。1.5確定機械加工余量，工序尺寸及其公差

11、 根據(jù)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48H7 此孔精度IT6, =1.6，參照手冊確定工序尺寸及余量為：粗鏜：47.7mm精鏜： 2Z0.3mm2.孔16H7 =1.6 鉆孔：15mm 擴孔：15.85mm 2Z=0.15mm 鉸孔：16H7 2Z=0.15mm3.孔19.2 =3.2 鉆孔：10.2mm 擴孔：19.2mm 2Z=9mm4.銑通槽 =3.2 粗銑通槽 2Z3mm 精銑通槽 2Z=2mm5.磨表面 =0.8 2Z1mm1.6填寫工藝卡片和機械加工工序卡片1.7確定切削用量及基本

12、工時 車端面 粗鏜孔至47.7 精鏜孔至48H7 精鏜孔48.2 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,b=0.35Gpa,模鍛加工要求:車方刀架底面,粗鏜48H7孔至47.7,精鏜孔至48H7, Ra1.6,精鏜孔48.2,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=45

13、min （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47.7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319及手冊第102頁“鏜孔切削用量”) ）=/8.

14、55r/s (513r/min)按機床選取nw=8.3r/s (500r/min)所以實際切削速度V=*47.7*8.3/1000=1.24m/s (74m/min)切削工時：（表71）L=35 （1.4）=21.2s (0.35min)精鏜孔至48H7選用同一刀桿，f=0.2mm/r (表315)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=*48*8.3/1000=1.25m/s (75m/min)切削工時：（表71）L=35 =22.2s (0.37min)精鏜孔至48.2f=0.2mm/r (表3-15)

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=*48.2*8.3/1000=1.26m/s (75m/min)切削工時：（表71）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321)=2.7r/s (162r/min)按機床選取nw=2.66r/s (160r/min) （表43）切削工時：（表71）L=3mm =2mm=23.5s (0.39min)掉頭車另一端面，精鏜孔60，車倒角1.5*45°此端面

16、與上一工序底面相同，即f=0.6mm/rnw=320r/mintm=30s (0.5min) 精鏜孔60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319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=*47.7*8.3/1000=1.24m/s (74m/min)切削工時：（表71）L=35 =2mm=21.2s (0.35min)倒角1.5*45

17、6;f=0.08mm/r (參照表3-17)V=0.41m/s (參照表321)=2.17r/s (130r/min)按機床選取nw=2.08r/s (125r/min) （表43）切削工時：（表71）L=1.5mm =2mm =21s (0.35min)銑四側面 af=0.1mm/z (表328)V=0.38m/s (22.8m/min)(表330)采用高速鋼錐柄立銑刀，dw=50mm,齒數(shù)z=82.42r/s (145r/min)按機床選取nw=2.5r/s (150r/min) (表417)所以實際切削速度V=*dw*nw/1000=3.14*50*2.5/1000=0.39m/s 切削

18、工時：L=133mm m =76.5s (1.28min)銑通槽af=0.2mm/z (表328)V=0.5m/s (30m/min) (表330)采用高速鋼鏟齒錐柄立銑刀，dw=32mm,齒數(shù)z=5ns=1000V/（*dw）=1000*0.38/(*50)4.97r/s (298r/min)按機床選取nw=5r/s (300r/min) (表417)所以實際切削速度V=*dw*nw/1000=3.14*32*5/1000=0.5m/s 切削工時：L=132mm =29.9s (0.5min)攻螺紋8M16 鉆通孔10.2 擴底孔19.2 鉆孔15擴孔15.85鉸孔16H7此工序采用組合鉆床

19、，所以取其一計算鉆15孔f=0.28mm/r*0.28*0.90.25mm/r (表3-15)V=0.25m/s =5.3r/s (318r/min)所以實際切削速度V=*15*5.3/1000=0.24m/s切削工時：（表71）切入 =10mm=2mm l=85mm=66s (1.09min) 鉆擴槽內斜孔16H7鉆9.8孔f=0.21mm/r*0.21*0.50.105mm/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417)所以實際切削速度V=*9.8*8.8/1000=0.27m/s切削工時：（表71

20、）切入 =5mm=2mm l=25mm=34.6s (0.57min) 鉸孔10H7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=*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328)V=0.45m/s (27m/min) (表330)采用高速鋼圓柱銑刀，dw=18mm,齒數(shù)z=6=7.9r/s (477r/min)按機床選取nw=7.9r/s (457r/min) (表4

21、17)所以實際切削速度V=*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R4af=0.12mm/z (表328)V=0.35m/s (21m/min) (表330)采用工具鋼立銑刀，dw=8mm,齒數(shù)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=*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=0.12

22、mm/z (表328)V=0.30m/s (18m/min) (表330)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=*dw*nw/1000=3.14*4*26.6/1000=0.33m/s 切削工時：L=4*132528mm 3mm =0mm)=55.5s (0.92min)精銑通槽基面af=0.1mm/z (表328)V=0.3m/s (21m/min) (表330)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=*

23、dw*nw/1000=3.14*32*3.16/1000=0.31m/s 切削工時：L=132mm 13.6mm =4mm =95s (1.5min)第二章 機床夾具設計21機床夾具概念211機床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。212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

24、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。213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。214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。22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

25、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。23夾具設計方法和步驟231研究原始資料，明確設計任務本次是對CA6140機床的方刀架進行加工，根據(jù)任務說明書，采用組合鉆床加工，夾具是安裝在回轉工作臺上的。232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2. 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

26、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。（2） 對刀誤差采用鉆模進行鉆孔加工時，由于鉆套內孔徑誤差，使刀具軸線偏離規(guī)定的位置，其對加工尺寸影響為X3= （2-1）X3刀具在鉆套中傾斜引起的軸線偏移量X2鉆套的最大配合間隙H鉆套的中高度S排屑的空間B被加工的孔深度

27、由公式(2-1)得X3=0.02 mm（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。2.確定定位方案，設計定位元件方刀架中心孔48mm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。3.確定設計導向元件為了迅速準確地確定刀具與夾具的相互位置，適應成批生產采用組合鉆床，設計專用的鉆模板。當?shù)毒哌M給時由鉆模板來找正位置。4 .確定夾緊方式和設計夾緊機構因為工件屬于大批量

28、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。24夾具總圖的繪制（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(shù)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(wǎng)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