方刀架機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目： 方刀架工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 0811111043 班 級(jí)： 機(jī)電（1）班 屆 別： 2008級(jí) 指導(dǎo)教師： 2011 年 07月前言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造工藝學(xué)、工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)、CAD/CAM等專業(yè)基礎(chǔ)課和主要專業(yè)課，又經(jīng)過了機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)之后，進(jìn)行的又一次實(shí)踐性環(huán)節(jié)，特別強(qiáng)調(diào)對(duì)機(jī)械制造工藝學(xué)和工程材料這兩門課程的運(yùn)用，同時(shí)也有對(duì)刀具和切屑的部分知識(shí)的綜合，因此這是我們對(duì)以前所學(xué)各門課程的一次較為深入的綜合總復(fù)習(xí)，同時(shí)還要對(duì)相關(guān)課外知識(shí)進(jìn)行查閱和學(xué)習(xí)，也是一次對(duì)我們實(shí)際運(yùn)用知識(shí)解決問題能力的

2、練習(xí)。并且，這次課程設(shè)計(jì)同樣也會(huì)用到以前的金工實(shí)習(xí)和認(rèn)知實(shí)習(xí)的相關(guān)知識(shí)，也可以說這是對(duì)兩次實(shí)習(xí)效果的一次檢驗(yàn)。通過這次課程設(shè)計(jì)，將會(huì)鞏固對(duì)機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，并初步學(xué)會(huì)自己完成制定簡單零件加工工藝規(guī)程。通過課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的：1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)我分析問題和解決問題的能力。2、課程設(shè)計(jì)過程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，并學(xué)會(huì)使用手冊(cè)、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)我解決工程實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)老師給予指正和改善。目錄1、任務(wù)介紹12、方刀架工藝分析 12.

3、1、零件的作用··12.2、零件的工藝分析13、方刀架工藝規(guī)程設(shè)計(jì)23.1、確定方刀架毛坯的制造形式23.2、基準(zhǔn)選擇23.3、制定工藝路線33.4、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定53.5、各種機(jī)床與刀具選擇73.6、確定切屑用量73.7、基本工時(shí)的確定73.8、計(jì)算時(shí)間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑簡介133.9、工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析134、小結(jié) 145、參考文獻(xiàn) 146、附件 14 1、任務(wù)介紹本次機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)我的題目是“方刀架工藝規(guī)程設(shè)計(jì)”。材料為45鋼，生產(chǎn)批量為中批量生產(chǎn)，其他要求及零件參數(shù)見方刀架二維零件圖，要求設(shè)計(jì)該方刀架的機(jī)械加工工藝規(guī)程，具體要

4、求內(nèi)容為：（1）根據(jù)生產(chǎn)類型，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析；（2）選擇毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖；（3）制訂零件的機(jī)械加工工藝過程，選擇工序加工設(shè)備及工藝裝備，確定各工序切削用量及工序尺寸，并計(jì)算工序的工時(shí)定額；（4）填寫工藝文件；（5）撰寫設(shè)計(jì)說明書；2、方刀架工藝分析2.1、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(jī)床上快速的實(shí)現(xiàn)車刀固定，夾緊、轉(zhuǎn)換，為車工提供方便，同時(shí)也節(jié)省了大量的輔助時(shí)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(shí)，在手柄轉(zhuǎn)動(dòng)下，帶動(dòng)方刀架回轉(zhuǎn)，以達(dá)到換刀的目的。2.2、零件的工藝分析1）、該零件為車床用方刀架，中間周槽用于裝夾

5、車刀，其C面直接與車刀桿接觸，所以要求有一定的硬度，因此表面淬火4045HRC。2）、該零件D端面與車床小滑板面結(jié)合，并可以轉(zhuǎn)動(dòng)， mm孔用于刀架定位時(shí)用，以保證刀架與主軸的位置，其精度直接影響機(jī)床精度。3）、該零件在加工中，多次裝夾均以mm孔及A端面定位，保證了加工基準(zhǔn)的統(tǒng)一，從而保證了工件的加工精度。4）、工序中安排了4個(gè)側(cè)面的半精加工，其目的是保證定位時(shí)的精度。圖1：方刀架零件圖3、方刀架工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1、確定方刀架毛坯的制造形式該零件結(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(fù)雜形狀的毛坯，鍛件適用于形狀簡單，強(qiáng)度要求

6、高的毛坯。此零件并不是很復(fù)雜，因此該零件選擇毛坯為鍛件，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，適用于單件中批量生產(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(yīng)選擇自由鍛的方法制造毛坯。3.2、基準(zhǔn)選擇根據(jù)零件圖的要求以及定位基準(zhǔn)的選擇原則，對(duì)零件而言，盡可能選擇不加工面為粗基準(zhǔn)。對(duì)有若干不加工表面的工件，選用要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)。同時(shí)根據(jù)零件毛坯的形式，粗基準(zhǔn)選擇為D端面，加工端面，再以A端面為基準(zhǔn)加工其他端面。精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)基準(zhǔn)重

7、合原則，選擇加工后的mm孔和A端面組成一面一銷作為精基準(zhǔn)。3.3、制定工藝路線根據(jù)零件的具體要求和各種加工方法所能夠達(dá)到的精度和粗糙度能力，以及各種機(jī)床的加工特點(diǎn)，查閱和參考機(jī)械制造工藝學(xué)和機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南等資料，可得到各加工面的加工方法（表1）和加工工藝工序安排（表2）：表1 方刀架各加工面的加工方法加工面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案A端面×7級(jí)Ra16粗銑半精銑精銑B端面10級(jí)Ra25粗銑C端面7級(jí)Ra32粗銑半精銑精銑淬火D端面×7級(jí)Ra1.6粗銑半精銑精磨E、F、G、H端面×7級(jí)Ra3.2粗銑半精銑孔H7Ra3.2鉆粗鏜半精鏜精鏜孔H7Ra1.

8、6 鉆粗鏜半精鏜精鏜D端面環(huán)形槽103×67×2.5無Ra25車4×孔H7Ra3.2鉆擴(kuò)鉸8×M12-7H孔M12-7HH7Ra3.2鉆攻孔H7Ra3.2鉆擴(kuò)鉸M12-7H孔M12-7HH7Ra25鉆擴(kuò)攻表2 方刀架加工工藝工序安排工序號(hào)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)15粗銑A端面D端面20粗銑G端面E端面25粗銑H端面F端面30粗銑、半精銑D端面A端面35粗銑、半精銑E端面G端面40粗銑、半精銑F端面H端面45半精銑A端面D端面50半精銑G端面E端面55半精銑H端面F端面60鉆22mm通孔A端面65鏜A端面鏜37±0.1×370鏜孔及A端面75車

9、環(huán)槽至103×67×2.5孔及A端面85銑四側(cè)面槽孔及A端面90精銑C端面孔及A端面95精銑A端面 孔及D端面105磨D端面A端面110鉆8×M12-7H至10.2孔、A端面及一側(cè)面攻M12115鉆4×至14 孔、D端面及一側(cè)面擴(kuò)至14.85鉸至 120鉆通孔至9.8 孔、D端面及一側(cè)面擴(kuò)、鉸至入口深18mm處擴(kuò)至10.2攻M12-7H3.4、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定結(jié)合方刀架尺寸及查閱機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南等資料得到相關(guān)數(shù)據(jù)可計(jì)算得到加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸如表3：表3 方刀架加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸等參數(shù)表加工面最終尺寸公差/

10、粗糙度單邊余量工序尺寸毛坯尺寸AD厚度尺寸A端面：無/Ra1.62.51.50.5粗銑半精銑精銑81D端面：無/Ra1.62.51.50.5粗銑半精銑精磨EG厚度尺寸E端面：無/ Ra3.23.01.5粗銑半精銑134G端面：無/ Ra3.23.01.5粗銑半精銑FH厚度尺寸E端面：無/ Ra3.23.01.5粗銑半精銑134G端面：無/ Ra3.22.40.1粗銑半精銑據(jù)此可得到毛坯尺寸，故可得毛坯圖形如圖1 圖2：方刀架毛坯圖加工時(shí)需要保證留有加工余量,最終尺寸加上各道工序加工余量即得到工序尺寸。3.5、各種機(jī)床與刀具選擇綜合考慮所要加工零件的尺寸及要加工表面所要達(dá)到的粗糙度機(jī)床與刀具如下

11、：臥式銑床X6132 硬質(zhì)合金端面銑刀YT15臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀YT15 臥式車床CA6140硬質(zhì)合金車刀YT15立式鉆床ZA5025硬質(zhì)合金鉆頭平面磨床M7120剛玉砂輪3.6、確定切屑用量根據(jù)工件尺寸和相關(guān)要求，并參考實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)等資料，可得工件尺寸和切屑深度的選擇為：粗銑每齒進(jìn)給量為0.16mm，半精銑每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為1.0mm，精銑每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.5mm；車削每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為1.0mm精磨單向磨削深度為0.12mm/st，縱向進(jìn)給量為16mm/st，工件運(yùn)動(dòng)速度為15m/min。鉆孔進(jìn)給量和速度：9進(jìn)給量為0.5mm/r；14進(jìn)給量為0.6mm/r; 22進(jìn)給量為0.8mm/

12、r。粗鏜22進(jìn)給量為0.9mm/r, 半精鏜24、30進(jìn)給量為0.6mm/r;精鏜25和35進(jìn)給量為0.18mm/r。攻絲進(jìn)給量為0.3 mm/r，速度為0.3m/s3.7、基本工時(shí)的確定（1）工序20：粗銑G端面切屑深度分別為:3.0mm銑平面參數(shù)：每齒進(jìn)給量為af=0.16mm/z，采用硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YT15齒數(shù)為Z=10，直徑D=100mm.刀具壽命180min,則每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為:f=afZ=1.6mm/r切屑速度為:V=1.0m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得:n =191.08r/min根據(jù)機(jī)床型號(hào)，選擇轉(zhuǎn)速n=160 r/min銑削基本時(shí)間i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得：tj=32.

13、82s（2）工序35：粗銑、半精銑E端面切屑深度分別為:3.0mm1.5mm銑平面參數(shù)：每齒進(jìn)給量為af=0.16mm/z，采用硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YT15，齒數(shù)為Z=10，直徑D=100mm,刀具壽命180min,則每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為:f=afZ=1.6mm/r 切屑速度分別為:V1=1.0m/s,V2=1.3m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得:191.08r/min248.40r/min根據(jù)機(jī)床型號(hào)，選擇轉(zhuǎn)速 160r/min210r/min基本時(shí)間i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得：tj1=32.82stj2=25.00s（3）工序65：粗鏜、半精鏜、精鏜36孔、37槽切屑深度為=4.0mm，=2.5m

14、m，=0.5mm，0.5mm進(jìn)給量分別為:f1=0.9mm/r，f2=0.6mm/r，f3=0.18mm/r，f4=0.18mm/r切屑速度V1=V3=V4=1.0m/s V2 =2.0m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得：1401.96r/min 1764.86/min 1194.26r/min根據(jù)機(jī)床型號(hào)，選擇轉(zhuǎn)速 1400r/min1580r/min1120r/min基本時(shí)間i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得：tj1=6.78sti2=10.17stj3=33.9sti4=2.61s（4）工序70：半精鏜、精鏜25孔切屑深度為=1.0mm，=0.5mm進(jìn)給量分別為:f1=0.6mm/r，f2=0.18

15、mm/r切屑速度V1= 2.0m/s V2 =1.0m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得：1764.86/min 1194.26r/min根據(jù)機(jī)床型號(hào)，選擇轉(zhuǎn)速 1580r/min1120r/min基本時(shí)間i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得：ti1=8.61stj2=28.68s(5）工序105：精磨D端面砂輪寬度為63mm，外徑為250mm，切削深度分別為ap1= 0.12mm，工作臺(tái)單行程縱向進(jìn)給量為fx1=1mm/st，工件的運(yùn)動(dòng)速度為v1= 15m/min工作臺(tái)位置個(gè)數(shù)n=3基本時(shí)間：tj= tj=90s（6）工序115：鉆4×至14mm，擴(kuò)至14.85mm，鉸至 mm。鉆頭直徑分別為：D

16、1=14.85mm刀具壽命為60min進(jìn)給量分別為:0.45mm/r切屑速度V1=45m/min轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得:445.86r/min根據(jù)機(jī)床型號(hào)，選擇轉(zhuǎn)速 400r/min基本時(shí)間i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得：tj1=6.67s（7）工序120：鉆mm，底孔至9.8mm，擴(kuò)、鉸至mm，其入口深18mm處擴(kuò)至10.2mm，攻M12-7H。 鉆頭直徑分別為：D1=9.8mm刀具壽命為60min進(jìn)給量分別為:0.45mm/r切屑速度V1=45m/min轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得:445.86r/min根據(jù)機(jī)床型號(hào)，選擇轉(zhuǎn)速 400r/min基本時(shí)間i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得：tj1=32.6

17、1s攻絲進(jìn)給量f=0.5mm切屑速度 =0.3m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得： 321.47r/min根據(jù)機(jī)床型號(hào)，選擇轉(zhuǎn)速 320r/min基本時(shí)間i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得：tj=19.37s另外要說明的是，在計(jì)算基本時(shí)間過程中，沒有把刀具的切入長度和刀具的切出長度算進(jìn)去。3.8、計(jì)算時(shí)間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑簡介單件時(shí)間的計(jì)算公式為：由于生產(chǎn)批量為中批量，所以時(shí)間定額為：本次設(shè)計(jì)沒有具體計(jì)算輔助時(shí)間、布置工作地點(diǎn)時(shí)間和休息和生理需要時(shí)間，在中批量生產(chǎn)中，輔助時(shí)間可按基本時(shí)間的百分比進(jìn)行估算，并在實(shí)際中修改，使之趨于合理?；緯r(shí)間和輔助時(shí)間總和稱為操作時(shí)間，布置工作地點(diǎn)時(shí)間一般按操作時(shí)

18、間的2%7%來計(jì)算，休息和生理需要時(shí)間一般按操作時(shí)間的2%來計(jì)算。另外，由于生產(chǎn)批量為中批量，故忽略了準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。為了提高生產(chǎn)率，必須盡量減少時(shí)間定額，由于此處加工工藝已確定，故不能再減少基本時(shí)間，應(yīng)從以下三方面著手來減少時(shí)間定額以提高生產(chǎn)效率：（1）減少輔助時(shí)間和輔助時(shí)間與基本時(shí)間重疊；（2）減少布置工作地點(diǎn)時(shí)間；（3）減少準(zhǔn)備于終結(jié)時(shí)間。3.9、工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析在工藝規(guī)程設(shè)計(jì)最后一般還應(yīng)該對(duì)所設(shè)計(jì)工藝方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為零件（或工序）的全年工藝成本和單個(gè)零件（或單個(gè)工序）的工藝成本，其計(jì)算公式分別如下：VNV式中V為每件零件的可變費(fèi)用（元/件），N為零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件），為全年不變費(fèi)用（元）。本文未就對(duì)所設(shè)計(jì)工藝方案進(jìn)行工藝方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。4、小結(jié)本次機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)題目是方刀架的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。通過本次課程設(shè)計(jì)，對(duì)方刀架有了一定的了解，同時(shí)對(duì)CAD軟件、機(jī)械制造工藝學(xué)和機(jī)械工程材料等相關(guān)知識(shí)有所復(fù)習(xí)。這也是對(duì)結(jié)合課本知識(shí)解決實(shí)際問題能力的一次鍛煉，同時(shí)也鍛煉了自學(xué)能力和查閱資料的能力。感覺頗深的是機(jī)械加工工藝的嚴(yán)謹(jǐn)性，每一個(gè)數(shù)據(jù)都比較嚴(yán)格和有相應(yīng)的規(guī)范與出處，以及每一個(gè)步驟都不是孤立的，要有全局意識(shí)才能做好設(shè)計(jì)。經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，讓我對(duì)機(jī)械零件的