方刀架工艺设计与夹具设计27785.pdf

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1、 机制 2 班工艺与夹具设计 设计要求及分组情况说明 一、设计要求 本课程设计要求每位同学为一个中等复杂程度的零件编制一套机械加工工艺规程，为其中的某道不方便使用通用夹具的工序设计一套专用夹具，并编写相应的设计说明书。具体要求：产品零件图 1 张 产品毛坯图 1 张 机械加工工艺过程卡片（按附表格式填写）1 套 机械加工工序卡片（按附表格式填写）1 套 夹具装配图 1 张 夹具主要零件图 2-3 张 课程设计说明书（不少于 15 页）1 份 说明书要求包括以下内容：封面、目录、设计任务书、正文、设计心得、参考文献（说明书格式参考附件）。同组三人的加工工艺可以相同，但必须选择不同的工序做夹具。完

2、成后装在一个档案袋中。二、分组情况 课程设计题目来自机械制造技术课程设计指导书，按照学号顺序 3 人一组一题随机分配。如哪个组不想选取我给的题目也可以自选（选择不是指导书上的题 也可），但是不能与其他组的题目相同，最终选题要汇总到学习委员。具体情况如下：1 组 P270 8 组 P274 15 组 P272 2 组 P281 9 组 P275（图13）3 组 P282 10 组 P276 4 组 P285 11 组 P279 5 组 P286 12 组 P291 6 组 P287 13 组 P294 7 组 P296 14 组 P292 广州番禺职业技术学院 机械制造工艺学 课程设计说明书 设

3、计题目：设计“方刀架”零件的机械加工 工艺规程及工艺装备（生产纲领：4000 件）班 级：14 机械制造与自动化 1 班 设 计 者：林建宁 指导教师：刘杰 评定成绩：设计日期：2016 年 5 月 30 日至 2016 年 6 月 19日 目 录 设计任务书 一、零件的分析 二、工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式(二)基面的选择(三)制定工艺路线(四)确定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定(五)确定切削用量及基本工时 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 参考文献 中 州 大 学 机械制造工艺与夹具课程设计任务书 设计题目：设计 零件的 机械加工工艺规程及工艺

4、装备（生产纲领：4000 件）设计内容：1、产品零件图 1 张 2、产品毛坯图 1 张 3、机械加工工艺过程卡片 1 套 4、机械加工工序卡片 1 套 5、夹具装配图 1 张 6、夹具主要零件图 2-3 张 7、课程设计说明书 1 份 班 级：设 计 者：指导教师：评定成绩：年 月 日 广州番禺职业技术学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 页 第 页 材 料 牌 号 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每 台 件 数 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 设 计（日 期）校 对（日

5、期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 广州番禺职业技术学院年 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 页 第 页（此处要求画出工件在该工序的工序简图）车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时(分)准终 单件 工步工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 号 r/min m

6、/min mm/r mm 机动 辅助 设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）序言 机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。机械制造基础课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节、也是机械制造与自动化专业应该学习的一门专业课。其目的在于：（1）培养学生综合运用机械设计基础以及其他课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课程设计训练可以巩固和加深有关机械设计方面的理论知识。（2）学习和掌握一般机械制造基础的基本方法和步骤，培养独立设计能力，为后续的毕业设计打好基础，做好准备。（3）是学

7、生具有运用标准,规范手册，图册和查询有关设计的能力。就我个人而言，我希望能通过这次的课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己的分析能力，解决问题的能力，为今后参加祖国现代化建设打下一个良好的基础。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教 一、零件的分析 (一)零件的作用 题目所给定的零件是车床上的方刀架，其主要作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。(二)零件的工艺分析 方刀架以下表面为基准加工加工其周围一系列的孔，孔之间有一定的位置要求，现将加工部位分述如下：1、以下表面和中心通孔为基准的表面 这

8、组表面先加工下表面，此表面精度要求高，其表面粗糙度要求达到0.8，要求平面度 0.05，相对于零件图中 A 面的跳动为 0.05。以此表面为基准加工48H7、48.2 孔。2、工件表面的孔 钻攻 8M16 孔，钻孔16H7，钻通孔10.2，钻 210.226，攻 M1220,攻 M1230，扩孔19.2，此系列孔加工时通过钻模板来保证位置精度，其中48H7 孔必须在16H7 和19.2 孔中心连线上。16H7 孔垂直度要求相对于 B 面 100：0.1，孔内壁表面粗糙度要求达到 1.6。二.工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式 零件材料为 45 钢，方刀架用于夹持刀具,工作时受到的力与振动较大

9、,因此应该选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,提高零件力学性能和强度,保证零件工作安全可靠。由于零件年产量为中批生产,而且零件属于轻型机械,故可采用模锻成型，加工精度等级 2 级。这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也是应该的。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可与零件形状尽量接近，各孔不锻出。(二)定位基准的选择 基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成大批零件报废，使生产无法正常进行。1、粗基准的选择 粗基准的选择应满足以下的要求：保证加工其他面时有足够的加工余量。保证精加工时定位面有

10、一定的精度。为满足上述要求，应选下表面作为粗基准。2、精基准的选择 为了保证阶精度，采用底面为精基准，符合基准重合原则和基准统一原则。(三)制定加工工艺路线 制定工艺路线的出发点,应当是使零件的加工精度和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批生产的条件下,可以考虑采用效率较高的通用机床配以专用夹具,并尽量使用工序集中来提高生产率。除此之外,还要考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案一:工序 1：备料 工序 2：锻造毛坯 工序 3：热处理（正火）工序 4：车端面 粗镗孔至47.7 精镗孔至48H7 精镗孔48.2 倒角 345 工序 5：掉头车另一端面，精镗孔60

11、 车倒角 1.545 工序 6：铣四侧面 工序 7：铣通槽 工序 8：钻通孔15，扩孔至15.85，铰孔至16H7 钻 8-14 底孔，攻螺纹 8-M16 钻通孔10.2，钻 210.226 攻螺纹 2M1220，攻螺纹 M1230 扩底孔19.2 工序 9：钻扩槽内斜孔至9.8，铰斜孔至10H7 工序 10：铣槽 R9 工序 11：铣槽 R4 工序 12：铣端面四周的倒棱 工序 13：精铣通槽基面 工序 14：磨下表面 工序 15：磨四周面 工序 16：终检：上表面的跳动允差 0.05 槽的基面平面度允差 0.1 底面的平面度允差 0.05 跳动允差 0.05 工序 17：倒锐角去毛刺 工序

12、 18：清洗 工序 19：发兰 工艺路线方案二:工序 1：备料 工序 2：锻造毛坯 工序 3：粗铣底面 工序 4：精铣上面（从底面为基准压紧）工序 5：粗铣四侧面 工序 6：铣通槽 工序 7：半精磨上面（留量）工序 8：半精磨另五面 工序 9：镗孔扩孔48H7 镗孔48.2 倒角 3*45 工序 10：扩孔60 倒角 1.545 工序 11：铣槽 R9 工序 12：铣油沟 R4 工序 13：钻攻 2M1220 M1230 钻攻 8M16 工序 14：钻铰10 斜孔 工序 15：钻通孔15，扩孔至15.85，铰孔至16H7 扩孔19.2 工序 16：去毛刺 工序 17：磨六面 工序 18：清洗

13、工序 19：检验 工序 20：发兰 方案一基准易于选择，加工性比较好。综合对可得，工艺一优于工艺二。最终选择工艺路线一为本次设计的加工工序。(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据机械制造工艺手册，分别确定机械加工余量，以及尺寸及其公差，如加工工序图表所示：结合毛坯图和零件图可知各轴径的总余量分布如下 孔48H7 此孔精度 IT6,=1.6，参照手册确定工序尺寸及余量为：粗镗：47.7mm 精镗：2Z0.3mm 2.孔16H7 =1.6 钻孔：15mm 扩孔：15.85mm 2Z=0.15mm 铰孔：16H7 2Z=0.15mm 3.孔19.2 =3.2 钻孔：10.2mm 扩孔：1

14、9.2mm 2Z=9mm 4.铣通槽 =3.2 粗铣通槽 2Z3mm 精铣通槽 2Z=2mm 5.磨表面 =0.8 2Z1mm 6.填写工艺卡片和机械加工工序卡片(五)确定切削用量及基本工时 车端面 粗镗孔至47.7 精镗孔至48H7 精镗孔48.2 倒角 3*45 本工序采用计算法 1.加工条件 工件材料:45 钢正火,b=0.35Gpa,模锻 加工要求:车方刀架底面,粗镗48H7 孔至 47.7,精镗孔至 48H7,Ra1.6,精镗孔48.2,倒角 3X45 机床 CA6140 车床 刀具:端面车刀:刀片材料 YT15,刀杆尺寸 16X25mm2,Kr=90,r0=15,a0=12,re=

15、0.05mm 硬质合金浮动镗刀 2.计算切削用量 1).车端面 吃刀深度 ap=5mm 走刀量 f=0.6mm/r 3.确定定位方案，设计定位元件 方刀架中心孔48mm 孔是通孔，定位时可利用此孔，加上底面，在工件侧面配以定位板即可达刀对工件的完全定位。即可保证工件不能旋转，不会上下窜动。4.确定夹紧方式和设计夹紧机构 因为工件属于大批量生产，宜采用专用夹紧装置，通过穿过零件中心的拉杆，由卡环卡住工件，采用液压传动，拉紧工件 5.确定夹具体 将定位、导向、夹紧机构连接在一体，并能正确的安装在机床上。由于液压缸中活塞杆为动力件，考虑刀工件的加工方向，将其置于夹具体下方，夹具体外围由肋板支起，中心

16、为空。三、专用夹具设计 为了提高劳动生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，通常需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第 11道工序-铣槽 R9 的夹具。（1）夹具总图应遵循机械制图国家标准绘制，图形大小的比例尽量去1：1，为求使绘制的夹具总图具有良好的直观性，如工件过大时选用 1：2 等缩小比例，过小时取 2：1 的比例。（2）在总图中应以最少数量视图清楚地表示出夹具的工作原理和结构，表示各种元件或装置之间的位置关系等。（3）绘制总图的顺序：先用点划线绘出工件的轮廓外形及定位基准，并用网状线显示出加工余量；把工件轮廓视为透明体，然后按着工件的形状及位置依次画出定位、导向、夹紧及其它元件

17、或装置的具体结构；最后绘制夹具体，形成一个完整的夹具。（4）在夹具总图上标注出零件编号，按规定要求填写标题栏和明细表。（5）确定并标注有关尺寸和夹具技术要求。五 参考文献 1.兰建设主编.机械制造工艺与夹具.北京：机械工业出版社.2004.7 2.董燕主编.公差配合与测量技术.北京：中国人民大学出版社.2001.3 3.唐建生主编.金属切削原理与刀具.武汉理工大学出版社.2005 4.张普礼主编.机械加工设备.北京：机械工业出版社.2005.08 5.刘家平主编.机械制图.西安：西安电子科技大学出版社.2006.02 6.金属机械加工工艺人员手册修订组.金属机械加工工艺人员手册.7.切削用量手册 8.简明机械加工手册 9.机械制造工艺与机床夹具课程设计指导第 2 版吴拓编