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1、方刀架机械制造工艺学课程设计说明指导书机电及自动化学院机械制造工艺学课程设计说明书设计题目： 方刀架工艺规程设计 姓 名： 学 号： 班 级： 机电（1）班 届 别： 2008级 指导教师： 2011 年 07月前言机械制造工艺学课程设计是我们学完了机械制图、机械制造工艺学、工程材料、机械设计、CAD/CAM等专业基础课和主要专业课，又经过了机械设计课程设计之后，进行的又一次实践性环节，特别强调对机械制造工艺学和工程材料这两门课程的运用，同时也有对刀具和切屑的部分知识的综合，因此这是我们对以前所学各门课程的一次较为深入的综合总复习，同时还要对相关课外知识进行查阅和学习，也是一次对我们实际运用知
2、识解决问题能力的练习。并且，这次课程设计同样也会用到以前的金工实习和认知实习的相关知识，也可以说这是对两次实习效果的一次检验。通过这次课程设计，将会巩固对机械加工工艺规程设计的理论知识，并初步学会自己完成制定简单零件加工工艺规程。通过课程设计达到以下目的：1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养我分析问题和解决问题的能力。2、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强我解决工程实际问题的独立工作能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指正和改善。目录1、任务介绍12、方刀架
3、工艺分析 1、零件的作用1、零件的工艺分析13、方刀架工艺规程设计2、确定方刀架毛坯的制造形式2、基准选择2、制定工艺路线3、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定5、各种机床与刀具选择7、确定切屑用量7、基本工时的确定7、计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介13、工艺方案的技术经济分析134、小结 145、参考文献 146、附件 14 1、任务介绍本次机械制造工艺学课程设计我的题目是“方刀架工艺规程设计”。材料为45钢，生产批量为中批量生产，其他要求及零件参数见方刀架二维零件图，要求设计该方刀架的机械加工工艺规程，具体要求内容为：（1）根据生产类型，对零件进行工艺分析；（2）选择毛坯种类及制造
4、方法，绘制毛坯图；（3）制订零件的机械加工工艺过程，选择工序加工设备及工艺装备，确定各工序切削用量及工序尺寸，并计算工序的工时定额；（4）填写工艺文件；（5）撰写设计说明书；2、方刀架工艺分析、零件的作用方刀架是作用是通过用螺钉的紧固作用在机床上快速的实现车刀固定，夹紧、转换，为车工提供方便，同时也节省了大量的辅助时间，大大提高了生产效率. 方刀架的主要功用就是通过装在刀架上的其它零件夹紧刀具，换刀时，在手柄转动下，带动方刀架回转，以达到换刀的目的。、零件的工艺分析1）、该零件为车床用方刀架，中间周槽用于装夹车刀，其C面直接与车刀杆接触，所以要求有一定的硬度，因此表面淬火4045HRC。2）、
5、该零件D端面与车床小滑板面结合，并可以转动， mm孔用于刀架定位时用，以保证刀架与主轴的位置，其精度直接影响机床精度。3）、该零件在加工中，多次装夹均以mm孔及A端面定位，保证了加工基准的统一，从而保证了工件的加工精度。4）、工序中安排了4个侧面的半精加工，其目的是保证定位时的精度。图1：方刀架零件图3、方刀架工艺规程设计、确定方刀架毛坯的制造形式该零件结构比较简单规则，但某些加工面和孔的尺寸精度、平面度，垂直度、位置精度、表面粗糙度要求比较高，铸件适用于制造复杂形状的毛坯，锻件适用于形状简单，强度要求高的毛坯。此零件并不是很复杂，因此该零件选择毛坯为锻件，锻件制造的方法有自由锻和模锻两种。自
6、由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件中批量生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小，生产率高、适用于中批以上生产的中小型零件毛坯。常用的锻造材料为中、低碳钢及低合金钢。综上所诉；该零件应选择自由锻的方法制造毛坯。、基准选择根据零件图的要求以及定位基准的选择原则，对零件而言，尽可能选择不加工面为粗基准。对有若干不加工表面的工件，选用要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。同时根据零件毛坯的形式，粗基准选择为D端面，加工端面，再以A端面为基准加工其他端面。精基准的选择根据基准重合原则，选择加工后的mm孔和A端面组成一面一销作为精基准。、制定工艺路线根据零件的具体要求和各种加
7、工方法所能够达到的精度和粗糙度能力，以及各种机床的加工特点，查阅和参考机械制造工艺学和机械制造技术基础课程设计指南等资料，可得到各加工面的加工方法（表1）和加工工艺工序安排（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级Ra16粗铣半精铣精铣B端面10级Ra25粗铣C端面7级Ra32粗铣半精铣精铣淬火D端面7级Ra1.6粗铣半精铣精磨E、F、G、H端面7级Ra3.2粗铣半精铣孔H7Ra3.2钻粗镗半精镗精镗孔H7Ra1.6 钻粗镗半精镗精镗D端面环形槽103672.5无Ra25车4孔H7Ra3.2钻扩铰8M12-7H孔M12-7HH7Ra3.2钻攻孔H7Ra
8、3.2钻扩铰M12-7H孔M12-7HH7Ra25钻扩攻表2 方刀架加工工艺工序安排工序号工序内容定位基准15粗铣A端面D端面20粗铣G端面E端面25粗铣H端面F端面30粗铣、半精铣D端面A端面35粗铣、半精铣E端面G端面40粗铣、半精铣F端面H端面45半精铣A端面D端面50半精铣G端面E端面55半精铣H端面F端面60钻22mm通孔A端面65镗A端面镗370.1370镗孔及A端面75车环槽至103672.5孔及A端面85铣四侧面槽孔及A端面90精铣C端面孔及A端面95精铣A端面 孔及D端面105磨D端面A端面110钻8M12-7H至10.2孔、A端面及一侧面攻M12115钻4至14 孔、D端面
9、及一侧面扩至14.85铰至 120钻通孔至9.8 孔、D端面及一侧面扩、铰至入口深18mm处扩至10.2攻M12-7H、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定结合方刀架尺寸及查阅机械制造技术基础课程设计指南等资料得到相关数据可计算得到加工余量、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参数表加工面最终尺寸公差/粗糙度单边余量工序尺寸毛坯尺寸AD厚度尺寸A端面：无/Ra1.62.51.50.5粗铣半精铣精铣81D端面：无/Ra1.62.51.50.5粗铣半精铣精磨EG厚度尺寸E端面：无/ Ra3.23.01.5粗铣半精铣134G端面：无/ Ra3.23.01.5粗铣半精铣F
10、H厚度尺寸E端面：无/ Ra3.23.01.5粗铣半精铣134G端面：无/ Ra3.22.40.1粗铣半精铣据此可得到毛坯尺寸，故可得毛坯图形如图1 图2：方刀架毛坯图加工时需要保证留有加工余量,最终尺寸加上各道工序加工余量即得到工序尺寸。、各种机床与刀具选择综合考虑所要加工零件的尺寸及要加工表面所要达到的粗糙度机床与刀具如下：卧式铣床X6132 硬质合金端面铣刀YT15卧式镗床T68 硬质合金镗刀YT15 卧式车床CA6140硬质合金车刀YT15立式钻床ZA5025硬质合金钻头平面磨床M7120刚玉砂轮、确定切屑用量根据工件尺寸和相关要求，并参考实用机械加工工艺手册等资料，可得工件尺寸和切屑
11、深度的选择为：，；，纵向进给量为16mm/st，工件运动速度为15m/min。钻孔进给量和速度：；; 。, 半精镗24、;。 mm/r，、基本工时的确定（1）工序20：粗铣G端面切屑深度分别为:铣平面参数：每齿进给量为af=，采用硬质合金钢端铣刀,牌号YT15齿数为Z=10，直径D=,则每转进给量为:f=afZ=切屑速度为:V=转速：nr/min代人相关数据可得:n =根据机床型号，选择转速n=160 r/min铣削基本时间i代人相关数据得：tj=（2）工序35：粗铣、半精铣E端面切屑深度分别为:铣平面参数：每齿进给量为af=，采用硬质合金钢端铣刀,牌号YT15，齿数为Z=10，直径D=100
12、mm,刀具寿命180min,则每转进给量为:f=afZ=切屑速度分别为:V1=,V2=转速：nr/min代人相关数据可得:根据机床型号，选择转速 160r/min210r/min基本时间i代人相关数据得：tj1=tj2=（3）工序65：粗镗、半精镗、精镗36孔、37槽切屑深度为=，=，=，进给量分别为:f1=，f2=，f3=，f4=切屑速度V1=V3=V4=V2 =转速：nr/min代人相关数据可得： 根据机床型号，选择转速 1400r/min1580r/min1120r/min基本时间i代人相关数据得：tj1=ti2=tj3=ti4=（4）工序70：半精镗、精镗25孔切屑深度为=，=进给量分
13、别为:f1=，f2=切屑速度V1= V2 =转速：nr/min代人相关数据可得： 根据机床型号，选择转速 1580r/min1120r/min基本时间i代人相关数据得：ti1=tj2=(5）工序105：精磨D端面砂轮宽度为63mm，外径为250mm，切削深度分别为ap1= ，工作台单行程纵向进给量为fx1=1mm/st，工件的运动速度为v1= 15m/min工作台位置个数n=3基本时间：tj= tj=90s（6）工序115：钻4至14mm，扩至，铰至 mm。钻头直径分别为：D1=刀具寿命为60min进给量分别为:切屑速度V1=45m/min转速：nr/min代人相关数据可得:根据机床型号，选择
14、转速 400r/min基本时间i代人相关数据得：tj1=（7）工序120：钻mm，底孔至，扩、铰至mm，其入口深18mm处扩至，攻M12-7H。 钻头直径分别为：D1=刀具寿命为60min进给量分别为:切屑速度V1=45m/min转速：nr/min代人相关数据可得:根据机床型号，选择转速 400r/min基本时间i代人相关数据得：tj1=攻丝进给量f=切屑速度 =转速：nr/min代人相关数据可得： 根据机床型号，选择转速 320r/min基本时间i代人相关数据得：tj=另外要说明的是，在计算基本时间过程中，没有把刀具的切入长度和刀具的切出长度算进去。、计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介单
15、件时间的计算公式为：由于生产批量为中批量，所以时间定额为：本次设计没有具体计算辅助时间、布置工作地点时间和休息和生理需要时间，在中批量生产中，辅助时间可按基本时间的百分比进行估算，并在实际中修改，使之趋于合理。基本时间和辅助时间总和称为操作时间，布置工作地点时间一般按操作时间的2%7%来计算，休息和生理需要时间一般按操作时间的2%来计算。另外，由于生产批量为中批量，故忽略了准备与终结时间。为了提高生产率，必须尽量减少时间定额，由于此处加工工艺已确定，故不能再减少基本时间，应从以下三方面着手来减少时间定额以提高生产效率：（1）减少辅助时间和辅助时间与基本时间重叠；（2）减少布置工作地点时间；（3
16、）减少准备于终结时间。、工艺方案的技术经济分析在工艺规程设计最后一般还应该对所设计工艺方案进行技术经济分析，主要评价指标为零件（或工序）的全年工艺成本和单个零件（或单个工序）的工艺成本，其计算公式分别如下：VNV式中V为每件零件的可变费用（元/件），N为零件的年生产纲领（件），为全年不变费用（元）。本文未就对所设计工艺方案进行工艺方案技术经济分析。4、小结本次机械制造工艺学课程设计的设计题目是方刀架的工艺规程设计。通过本次课程设计，对方刀架有了一定的了解，同时对CAD软件、机械制造工艺学和机械工程材料等相关知识有所复习。这也是对结合课本知识解决实际问题能力的一次锻炼，同时也锻炼了自学能力和查阅资料的能力。感觉颇深的是机械加工工艺的严谨性，每一个数据都比较严格和有相应的规范与出处，以及每一个步骤都不是孤立的，要有全局意识才能做好设计。经过这次设计，让我对机械零件的生产有了大概的了解，对机械行业也有了更深入的认识。但，由于自己相关专业知识的贫乏，加之第一次做工艺设计，当中难免出现问题，希望老师谅解，并多多批评和指正。5、参考文献1 ：哈尔滨工业大学教材科出版，2 ：机械工业出版社，3 （第2版）.北京：机械工业出版社，4 （第2版）.北京：机械工业出版社，5 ：华中科技大学出版社，6、附件附件1：方刀架毛坯图、零件图附件2：方刀架加工工艺卡
