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课程设计机械制造工艺和夹具课程设计说明书设计题目： 设计 零件 机械加工工艺规程及工艺装备（生产纲领：4000件）班 级： 设 计 者：快快下吧 指导老师： 520 评定成绩： 100 设计日期： 年 月 日至 年 月 日 目 录设计任务书一、零件分析二、工艺规程设计(一)确定毛坯制造形式(二)基面选择(三)制订工艺路线(四)确定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定(五)确定切削用量及基础工时三、专用夹具设计(一)设计主旨(二)夹具设计四、课程设计心得体会方刀架技术要求 1、C面淬火硬度4045HRC。2、未注倒角145。 3、材料45。 1、零件图样分析 1）15mm孔对基准B位置度公差为0.05mm。 2）图中左端面 (方刀架底面)平面度公差为0.008mm。 3）图中左端面对基准B垂直度公差为0.05mm。 4）C表面热处理4045HRC。 5）材料45。 2、方刀架机械加工工艺过程卡 (表2-49)表2-49 方刀架机械加工工艺过程卡工序号工序名称工序内容工艺装备1下料棒料120mm135mm锯床2铸造自由锻，锻件尺寸135mm135mm82mm3热处理正火4粗车用四爪单动卡盘装夹工作，粗车右端面，见平即可。钻22mm通孔，扩孔至33mm，深35mm，车孔至36mm，深39.5mm，切槽37mm3mm，倒角1.545C6205粗车倒头，用已加工平面定位，四爪单动卡盘装夹工件，车左端面，确保厚度尺寸73mm（留1mm余量）C6206铣以36mm孔及右端面定位，装夹工件，铣125mm125mm至尺寸126mm126mm（留加工余量1mm）X62W组合夹具7铣以36mm孔及右端面定位，装夹工件，铣四侧面槽，确保距右端面24.5mm，距左端面19mm（留加工余量大平面0.5mm，槽面0.5mm），确保75mm75mm及R3mmX62W组合夹具8铣以36mm孔及右端面定位重新装夹工件，精铣C面，确保尺寸距左端面18.5mmX62W组合夹具9铣以36mm孔及右端面定位，装夹工件，倒八务边角145X62W组合夹具10热处理C表面淬火4045HRC11车以36mm孔及右端面定位，装夹工件，车25mm至图样尺寸，车环槽尺寸至103mm67mm2.5mm（因端面有0.5mm余量），倒角145X62W组合夹具12磨以25mm孔及左端面定位，装夹工件，磨右端面确保尺寸39mmM7120组合夹具13磨以右端面定位，装夹工作，磨左端面，确保尺寸72mm和尺寸18mmM712014磨以25mm孔及左端面定位，装夹工件，粗、精磨四侧面，确保125mm125mm，并要对B基准对称，四面要相互垂直M7120组合夹具15钻以36mm孔及右端面定位，一侧面定向，装夹工件，钻8M12-6H螺纹底孔10.2mm，攻螺纹M12ZA5025组合夹具或专用钻模16钻以25mm孔及左端面定位，一侧面定向，装夹工件，钻、扩、铰415mm孔ZA5025组合夹具或专用钻模17钻36mm孔及右端面定位，一侧面定向，装夹工件，钻10mm底孔9mm，扩、铰至10mm，其入口深18mm处，扩至10.2mm，攻螺纹M12-6HZA5025组合夹具或专用钻模18检验按图样检验各部尺寸及精度19入库涂油入库3、工艺分析 1）该零件为车床用方刀架，中间周圈槽用于装夹车刀，其C面直接和车刀接触，所以要求有一定硬度，所以表面淬火4045HRC2）该零件左端面和车床拖板面结合，并能够转动，15mm孔用于刀架定位时使用，以确保刀架和主轴位置，其精度直接影响机床精度。3）该零件在加工中，数次装夹，均以36mm孔及右端面定位，确保了加工基准统一，从而确保了工件加工精度。 415mm，可采取铣床加工，其精度能够得到愈加好确保。4）工序中安排了，四个侧面和左、右两端面均进行磨削，其目标是确保定位时精度。 序言 机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学全部基础课、技术基础课和大部分专业课以后进行。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程一次深入、综合性总复习,也是一次理论联络实际训练。所以,它在我们四年大学生活中占相关键地位。 就我个人而言,我期望能经过这次课程设计对自己未来将从事工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、处理问题能力,为以后参与祖国“四化”建设打下一个良好基础。 因为能力所限,设计还有很多不足之处,恳请各位老师给指教。一、零件分析 (一)零件作用 题目所给定零件是机床上方刀架。其关键作用是稳固、可靠、正确夹持刀具,换刀时能够转动。零件25端面用于正确定位, 25孔和轴配合,用于夹紧. (二)零件工艺分析 25+0.023 0端面和25+0.023 0孔、36+0.03 0孔有一定位置要求。 1.以36+0.03 0孔为中心加工表面 这一组加工表面包含: 25+0.023 0孔端面，8条边倒角,四方,四侧压刀槽,环型槽,25+0.023 0孔及其倒角。 2.以25+0.023 0孔为中心加工表面 这一组加工表面包含: 4-15+0.010 0 孔和9-M12-6H螺纹孔及其倒角。 3.以两个端面为基准加工表面 这一组加工表面包含: 36+0.03 0端面, 25+0.023 0孔端面(互为基准),零件四个侧面。 这三组表面之间有着一定位置要求,关键是: (1) 25+0.023 0孔端面和25+0.023 0孔垂直度公差为0.05。 (2) 4-15+0.010 0 孔和25+0.023 0孔位置度公差为0.05。 由以上分析可知,先正确加工出36孔，再以其为基准加工其它表面，可确保精度要求。 二.工艺规程设计转动)。2.精基准选择考虑基准重合标准,以36+0.03 0孔作为精基准,在一次安装下加工出来孔和平面确保了位置度。(三)制订加工工艺路线制订工艺路线出发点,应该是使零件加工精度和表面质量等技术要求能得到合理确保。在生产纲领已确定为中批生产条件下,能够考虑采取效率较高通用机床配以专用夹具,并尽可能使用工序集中来提升生产率。除此之外,还要考虑经济效果,方便使生产成本尽可能下降。工艺路线方案一:工序 备料.工序 模锻,锻出压力槽.工序 正火.工序 粗车36+0.03 0端面,钻25+0.023 0孔至23,镗36孔至36+0.03 0孔深390 -0.8,切内槽370.13,孔口倒角145；掉头车底面,高度留加工余量15 .工序 铣四方1250 -0.61250 -0.6,去毛刺；铣四侧压刀槽,确保尺寸24,C面留加工余量0.20.3；精铣C面至尺寸18；倒角145,8条边.工序 热处理,C表面淬火HRC4045.工序 车25+0.023 0 端面,留加工余量0.30.4,车环型槽,镗25+0.023 0 孔至尺寸,倒角1.545。工序 钻、铰4-15+0.010 0孔至尺寸； 钻9-M12-6H小径至10.1 (8个)； 钻、 铰10+0.030 0至尺寸，扩M12-6H螺纹孔小径,孔口倒角145；攻M12-6H螺纹.工序 磨36+0.03 0端面,确保390 -0.3； 磨25+0.023 0端面,确保720 -0.12；磨四个侧面.工序 检验.工艺路线方案二:工序 备料.工序 模锻,锻出压力槽.工序 正火.工序 粗车36+0.03 0端面,钻25+0.023 0孔至23,镗36孔至36+0.03 0,孔深390 -0.8, 切内槽370.13,孔口倒角145；掉头车底面,高度留加工余量1至5 ； 车25+0.023 0端面, 留加工余量0.30.4,车环型槽,镗孔至尺寸, 倒角1.545.工序 铣四方1250 -0.61250 -0.6,去毛刺；铣四侧压刀槽,确保尺寸24,C面留加工余量0.20.3；精铣C面至尺寸18；倒角145,8条边.工序 钻、铰4-15+0.010 0 孔至尺寸； 钻9-M12-6H小径至10.1 (8个)； 钻、 铰10+0.030 0至尺寸,扩M12-6H螺纹孔小径,孔口倒角145；攻M12-6H螺纹.工序 热处理,C表面淬火HRC4045.工序 磨36端面,确保390 -0.3；磨 25+0.023 0端面,确保720 -0.12；磨四个侧面.工序 检验工艺路线方案三:工序 备料.工序 模锻,锻出压力槽.工序 正火.工序 粗车36+0.03 0端面,钻25+0.023 0至23,镗36孔至36+0.03 0,孔深390 -0.8,切内槽370.13,孔口倒角145；掉头车底面,高度留加工余量15 .工序 铣四方1250 -0.61250 -0.6,去毛刺； 铣四侧压刀槽,确保尺寸24,C面留加工余量0.20.3；精铣C面至尺寸18；倒角145,8条边.工序 车25+0.023 0 端面,留加工余量0.30.4 ,车环型槽,镗孔至尺寸,倒角1.545.工序 钻、铰4-15+0.010 0 孔至尺寸； 钻9-M12-6H小径至10 (8个)； 钻、 铰10+0.030 0至尺寸,扩M12-6H螺纹孔小径,孔口倒角145；攻M12-6H螺纹.工序 热处理,C表面淬火HRC4045.工序 磨36端面,确保390 -0.3mm；磨 25+0.023 0mm端面,确保720 -0.12mm；磨四个侧面.工序 检验.工艺方案比较和分析: 比较可知，“工艺路线方案一”比较合理。镗36孔时粗加工、精加工序合并，将36孔加工得很正确，这是工艺上需要。以36 孔为精基准，在一次安装下加工出来孔和端面确保了位置度。25+0.023 0 端面技术要求较高，粗、精加工不能在同一台机床上完成。(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定1.确定毛坯余量、毛坯尺寸及其公差，设计、绘制毛坯图：钢质模锻件机械加工余量按JB3834-85和JB3835-85确定。确定时，依据零件重量来初步估算零件毛坯锻件重量，加工表面加工精度，形状复杂系数,由工艺手册中表2.2-25查得除孔以外各内外表面加工总余量(毛坯余量)。孔加工余量由表2.2-24查得。注意表2.2-24、表2.2-25中余量值为单边余量值。本零件“方刀架”材料为45钢,硬度为207241HBS,毛坯重量估算约为7kg,生产类型为中批量生产,采取在锻锤上合模模锻毛坯,锻件材质系数为M 1(表2.2-11)。(1) (4). 25孔、25孔、9-M12-6H螺纹孔、4X15孔、85环型槽均为实心,未冲出孔.最终,设计、绘制方刀架锻件毛坯图以下图所表示。2.确定工序余量,工序尺寸及其公差确定工序(或工步)尺寸通常方法是,由加工表面最终工序(或工步)往前推算,最终工序(或工步)工序(或工步)尺寸按零件图样要求标注。当无基准转换时,同一表面数次加工工序(或工步)尺寸只和工序(或工步)加工余量相关。当基准不重合时, 工序(或工步)尺寸应用工艺尺寸链解算。前面依据相关资料已查出本零件各加工表面加工总余量，应将加工总余量分配给各工序（或工步）加工余量，然后由后往前计算工序（或工步）尺寸。 本零件各加工表面加工方法(即加工工艺路线)已在前面依据相关资料已确定。本零件各加工表面各工序(或工步)加工余量除粗加工工艺(或工步)加工余量之外,其它工序(或工步)加工余量可依据工艺手册表.3-9、表2.3-12、表2.3-20、表2.3-21等确定,粗加工工序(或工步)加工余量不是由表中查出确定,而为加工总余量(毛坯余量)减去其它(后续)工序(或工步)各加工余量之和。本零件各加工表面工序(或工步)经济精度,表面粗糙度确实定,除最终工序(或工步)是按零件图样要求确定外,其它工序(或工步)关键是依据工艺手册表1.4-6、表1.4-7、表1.4-8及参考表1.4-9表1.4-23等来确定公差等级(即IT)和表面粗糙度。公差等级确定后,查工艺手册表1.4-24得出公差值,然后按 “入体”标准标注上下偏差。本零件各加工表面(除内外圆倒角处)工艺路线、工序(或工步)余量, 工序(或工步)尺寸及公差表面粗糙度以下表所表示(未注单位：)加工表面工序（或工步）名称工序（或工步）余量工序（或工步）基础尺寸工序（或工步）经济精度工序（或工步）尺寸及其偏差表面粗糙度（微米） 公差等级公差值25+0.023 0孔精镗2Z=0.225IT7IT80.02325+0.023 0Ra3.2粗镗2Z=1.824.8IT90.05224.8+0.052 0Ra6.3钻孔2Z=2323IT100.08423+0.084 0Ra12.5毛坯实心36+0.03 0孔精镗2Z=0.336IT7IT80.0336+0.03 0Ra3.2粗镗2Z=12.735.7IT90.06235.7+0.062 0Ra6.3钻孔2Z=2323IT100.08423+0.084 0Ra12.5毛坯实心25+0.023 0孔端面磨削Z=0.472IT100.12720 -0.12Ra0.8半精车Z=172.4IT110.1972.40 -0.19Ra6.3粗车Z=1.173.4IT120.3073.40 -0.3Ra12.5毛坯Z=2.574.5+1.5 -0.774.5+1.5 -0.736+0.03 0端面磨削Z=0.472IT100.12720 -0.12Ra0.8粗车Z=2.172.4IT110.1972.40 -0.19Ra12.5毛坯Z=2.574.5+1.5 -0.774.5+1.5 -0.7切内槽370.1车削2Z=0.337IT11IT120.2370.1Ra6.3镗孔2Z=13.736.7IT130.3936.70 -0.39Ra3.2钻孔2Z=2323IT140.62230 -0.62Ra12.5毛坯实心4个侧面磨削2Z=0.8125IT12IT130.61250 -0.6Ra0.8铣削 2Z=4.2125.8IT141125.80 -1Ra6.3毛坯2Z=5130+1.3 -0.7130+1.3 -0.74侧压刀槽（24侧）铣削Z=2.224 Ra12.5毛坯Z=2.226.24侧压刀槽（18侧）精铣Z=0.318Ra6.3粗铣Z=2.218.3Ra12.5毛坯Z=2.54-15+0.010 0 孔铰孔2Z=0.215IT7IT80.01915+0.019 0Ra3.2钻孔2Z=14.814.8IT90.04314.8+0.043 0Ra12.5毛坯实心8-M12-6H螺纹孔攻螺纹M12M12 Ra3.2 扩孔2Z=0.91111Ra6.3钻孔2Z=10.110.110.1Ra12.5毛坯 实心1-M12-6H螺纹孔攻螺纹M12M12Ra3.2铰孔2Z=110IT8IT90.0310+0.03 0Ra3.2钻孔2Z=99IT100.079+0.07 0Ra12.5毛坯实心环型槽车削2Z=22Ra6.3毛坯实心（五）确定切削用量及基础工时（机动时间）：在工艺文件中还要确定每一工步切削用量背吃刀量 sp、进给量f及切削速度v c。确定方法是先确定切削深度（由工序或工步余量确定切削深度精、半精加工全部余量在一次走刀中去除；而粗加工全部余量也最好在一次走刀中去除，在中等功率机床上一次走刀 p可达810）和进给量（按本工序或公步加工表面粗糙度确定进给量，对粗加工工序或工步， 按加工表面粗糙度初选进给量后还要校验机床进给机构强度），再确定切削速度。可用查表法或计算法得出切削速度v c ,用公式（1.1-10）换算出查表或计算法所得转速n c ,依据n c在选择机床实有主轴转速表中选择靠近主轴转速n 机作为实际转速,用公式（1.1-10）再换算出实际切削速度V机填入工艺文件中。对粗加工，选择实际切削速度 V机、实际进给量f 机和背吃刀量 sp以后，还要校验机床功率是否足够等，才能作为最终切削用量填入工艺文件中。1.工序切削用量及其基础尺寸确实定：（1）加工条件：工件材料：45钢正火， b =600MPa，硬度为207241HBS。加工要求：粗车36端面，钻25孔至23，镗36孔至36+0.03 0，孔深390 -0.8，切内槽370.13，孔口倒角145;调头车底面。机床为C620-1卧式车床，工件装夹在车床专用夹具上。（2）切削用量及基础工时： 粗车36端面：1）选择刀具选择端面车刀（焊接式可转位车刀）。车床中心高200，按切削手册表1.1选刀杆尺寸为1625（宽高），刀片厚度为4.5；粗车毛坯（45钢锻件），选择YT5硬件合金刀具材料；选择刀具几何形状：前刀面形状为卷屑槽倒棱形，0=10，0=8，K=90，K=10，s=0，=0.5。2）确定切削用量：（切削用量确实定全部采取查表法）a背吃刀量a sp确实定：已知端面单边余量为2.1，一次走刀走完，a sp=2.1。bf确实定：由切削手册表1.4，加工材料为45钢，车刀BH=1625，a sp3，工件尺寸为125时：f=0.60.9/r，修正系数k=0.8（有冲击加工），f=0.50.72/r，参看切削手册表1.30，横向进给量取f=0.52mm/r。c选择车刀磨钝标准及耐用度：由切削手册表1.9，取车刀后面最大磨损量为1，焊接车刀耐用度T=60min。d确定切削速度V c：由切削手册表1.10，当用YT5硬质合金端面刀横车加工 b =560620MPa钢料，a sp3，f0.54/r时，V c=138m/min。由切削手册表1.28，V c修正系数为：KTV=1.15，KMV=1.0，KSV=0.8，Ktv=0.65，Kkv=1.24，Kkrv=0.81，故VC查=1381.1510.80.651.240.81=82.9m/minN查=1000VC查/d=100082.9/（72）=336.498r/min按C620-1车床转速选择和337r/min相近机床转速为：n机=305r/min。实际切削速度为：VC机= m/mine校验机床功率：车削时功率PC采取查表法。由切削手册表1.24，当 b =600Mpa、HBS=207241，a sp3.4，f0.6/r，VC86m/min时，PC=2.4kw。由切削手册表1.29-2，切削功率修正系数为：KKrPC=0.5，KKrF=0.89，KroPC=KroFC=1.0。实际切削时功率为：PC实=2.40.50.891=1.07kw。由切削手册表1.30，当n机=305r/min时，车床主轴许可功率PE=5.9kw，因PC实PE，故所选择切削用量可在C620-1车床上进行。f校验车床进给机构强度：车削时进给力Ff由切削手册表1.21查出：当 b =600MPa，a sp=2.1，f0.53/r，VC100m/min时，Ff=630N，因为实际车削过程使用条件改变，由切削手册表1.29-2，进给力修正系数为：KroFf=1.0，KkrFf=1.17，KsFf=1.0，故实际进给力为：Ff实=6301.01.171.0=737.1N。由C620-1车床说明书，进给机构进给力Fmex=5100N（横走刀），Ff实Fmex，故所选择f机=0.52/r可用。最终确定切削用量为：asp =2.1（一次走刀），f机=0.52/r，n机=305r/min，VC机=69m/min。3）计算基础工时：按工艺手册表6.2-1公式：，。钻25孔选择刀具：选择23高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册表3.1-6）f机=0.4/r（见切削手册表2.7、工艺手册表4.2-3）VC查=14m/min（见切削手册表2.13及表2.14，按5类加工性考虑）。n查=1000VC查/（D）=100014/（23）=194 r/min。按机床选择n机=183r/min（工艺手册表4.2-2）实际切削速度：VC机=基础工时：（按工艺手册表6.2-5公式计算）粗镗36孔至35.7选择陶瓷镗刀，单边余量Z=6.35，一次镗去全部余量， a sp =6.35，进给量f=0.4/r。依据相关手册，确定车床切削速度Vc=200m/min，则 n=1000Vc/（d）=1000200/（35）=1819r/min。由C620车床说明书，得实际使用切削用量为：f机=0.4/r，Vc机=132m/min,n机=1200r/min。基础工时：l=39，l1= a sp /tgkr+5=6.35/tg45+5=11.35t=0.12min精镗孔至选择YT30镗刀，因为精镗和粗镗在同用一机床上加工，故切削用量（不包含a sp）及工时均和粗镗相同，a sp=0.15， f机=0.1/r。n机=884r/min，VC机=100m/min，t=0.52min。切内槽370.13 选择刀具：偏头端面车刀（刀杆1625）切削用量：单边余量=1.5，一次走刀切去全部余量，a sp=01.5 f=0.40.5,V c=156m/min. n查=1000Vc/(d)=100156/(37)=1342r/min. 取f机=0.4/r, n机=1200r/min。 基础工时： t=l/(n 机f)=3/(12000.4)=0.006min 实际切削速度：VC实=1200d/1000=136m/min.孔口倒角 选择刀具：45弯头外圆车刀,刀杆尺寸为16X25,YT15硬质合金刀片,刀片厚度4.5, 前角 0=12,后角 0=8,主偏角K r=45,副偏角K r=45,刃倾角 s=0,刀尖圆弧半径r=0.8。确定背吃刀量 sp=1,一次走刀切完.确定进给量:依据工艺手册表1.4，在加工材料为45钢、车刀刀杆尺寸为16X25、 sp3、工件直径为2040, 进给量f=0.30.5/r.参看切削手册表1.30, 确定进给量f 机=0.4/r.确定切削速度V c:依据切削手册表1.10,切削速度为V c=156.因为实际车削过程使用条件改变,依据切削手册表1.28,切削速度修正系数为:K TV=1,K MV=1,K sV=0.8,K tV=1,K kV=1,K krV=1.故 V 查=156110.8111=125(/min) n 查=(1000 V 查)/(d) =(1000125)/( 36)=1105(r/min)按C620-1车床转速(见切削手册表1.30),选择和1105r/min相近机床转速(粗车偏低,精车偏高)为: n 机=960r/min则实际切削速度为:V 机=(n 机d)/1000=(96036)/1000=109(m/min)计算基础工时：按工艺手册表6.2-1公式计算:l 1=( sp /tgK r)+2=(1/tg45)+2=3, l=(36/2)=18t=(18+3)/( f 机n 机)=21/(0.4X960)=0.05(min)调头车底面1）选择刀具：同车36端面。2）确定切削用量：a毛坯余量=1.1。b确定进给量f：同36端面。c选择车刀磨钝标准及耐用度：用36端面。d确定VC：同36端面。e校验机床功率：同36。f. 校验机床进给机构强度：同36端面。最终决定切削用量为：asp=1.10，f机=0.52/r、m机=305r/min，v机=69m/min3）计算基础工时：同36端面 0.27min2 . 工序切削用量及基础工时确定：（1）铣四方1250 -0.61250 -0.6，去毛刺，Ra=6.3m，选择X63卧式铣床，使用铣床专用夹具。选择刀具：依据工艺手册表3.1-27，选择二把高速钢镶齿三面刃铣刀，同时铣削两侧面。铣刀外径do=225，铣刀齿数Z=20。确定铣削深度 sp：因为单边加工余量z=2.1，故可一次走刀内切完， sp=2.1。确定每齿进给量fz：由切削手册表3.3，在X63铣床上p=10kw、工艺系统刚性为低等，用高速钢盘铣刀加工时，选fz=0.08/z。选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：由切削手册表3.7，铣刀刀齿后面最大磨损量为0.6，依据切削手册表3.8，铣刀直径do=225高速钢镶齿三面刃铣刀耐用度T=240min。确定Vc：确定Vc查=27m/min，则 n查=1000Vc查/（do）=1000/（225）= 38 r/min由X63机床使用说明书，选主轴转速n机=37.5r/min，则实际切削速度为Vc机=（n机do ）/1000=（37.5225）/1000=26.5m/min当n机=37.5r/min时，工作台每分钟进给量Vf=fzZ机=0.082037.5=60/min。由X63机床使用说明书选铣床工作台进给量，刚好有Vf=60/min，故直接选择该值。计算基础工时：因为是粗铣，故整个铣刀刀盘无须铣过整个工件，利用作图法，可得铣刀行程l=l+l1+l2=129+9.92+3=142 t=l/fm=142/60=2.37min（2）铣四侧压刀槽，确保尺寸24。C面留加工余量0.20.3，ae=25 ，Z=2.2 ；选择X63卧式铣床，使用专用铣床夹具。选择刀具：同铣四方。确定铣削深度 sp：取 sp=2.2。确定每齿进给量fz：fz=0.08/z。选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：同铣四方。确定切削速度Vc：Vc =27/min，n查 = 38 r/minn机=37.5 r/min，Vc机=