方刀架《机械制造工艺学》课程设计说明书.docx
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方刀架《机械制造工艺学》课程设计说明书
No.:
000000000000059608
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：
0811111043
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。
1、任务介绍……………………………………………………1
2、方刀架工艺分析…………………………………………1
2.1、零件的作用··………………………………………………1
2.2、零件的工艺分析……………………………………………1
3、方刀架工艺规程设计……………………………………2
3.1、确定方刀架毛坯的制造形式………………………………2
3.2、基准选择……………………………………………………2
3.3、制定工艺路线………………………………………………3
3.4、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定…………………5
3.5、各种机床与刀具选择………………………………………7
3.6、确定切屑用量………………………………………………7
3.7、基本工时的确定……………………………………………7
3.8、计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介……………13
3.9、工艺方案的技术经济分析…………………………………13
4、小结…………………………………………………………14
5、参考文献……………………………………………………14
6、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
2.1、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。
2.2、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40～45HRC。
2）、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
3.1、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。
3.2、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Ａ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。
3.3、制定工艺路线
根据零件的具体要求和各种加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
Ra1．6
粗铣→半精铣→精铣
B端面
10级
Ra25
粗铣
C端面
7级
Ra3．2
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
H7
Ra3.2
钻→粗镗→半精镗→精镗
孔
H7
Ra1.6
钻→粗镗→半精镗→精镗
D端面环形槽
∅103×∅67×2.5
无
Ra25
车
4×
孔
H7
Ra3.2
钻→扩→铰
8×M12-7H孔
M12-7H
H7
Ra3.2
钻→攻
孔
H7
Ra3.2
钻→扩→铰
M12-7H孔
M12-7H
H7
Ra25
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∅37±0.1×3
70
镗
孔及A端面
75
车环槽至∅103×∅67×2.5
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8×M12-7H至∅10.2
孔、A端面及一侧面
攻M12
115
钻4×
至∅14
孔、D端面及一侧面
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
3.4、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/Ra1.6
2.5
1.5
0.5
粗铣→
半精铣→
精铣→
81
D端面：
无/Ra1.6
2.5
1.5
0.5
粗铣→
半精铣→
精磨→
EG厚度尺寸
E端面：
无/Ra3.2
3.0
1.5
粗铣→
半精铣→
134
G端面：
无/Ra3.2
3.0
1.5
粗铣→
半精铣→
FH厚度尺寸
E端面：
无/Ra3.2
3.0
1.5
粗铣→
半精铣→
134
G端面：
无/Ra3.2
2.4
0.1
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。
3.5、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
3.6、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深度的选择为：
粗铣每齿进给量为0.16mm，半精铣每转进给量为1.0mm，精铣每转进给量为0.5mm；
车削每转进给量为1.0mm
精磨单向磨削深度为0.12mm/st，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：
Φ9进给量为0.5mm/r；Φ14进给量为0.6mm/r;Φ22进给量为0.8mm/r。
粗镗Φ22进给量为0.9mm/r,半精镗Φ24、Φ30进给量为0.6mm/r;精镗Φ25和Φ35进给量为0.18mm/r。
攻丝进给量为0.3mm/r，速度为0.3m/s
3.7、基本工时的确定
（1）工序20：
粗铣G端面
切屑深度分别为:
3.0mm
铣平面参数：
每齿进给量为af=0.16mm/z，采用硬质合金钢端铣刀,牌号YT15齿数为Z=10，直径D=100mm.刀具寿命180min,
则每转进给量为:
f=af
Z=1.6mm/r
切屑速度为:
V=1.0m/s
转速：
n
r/min
代人相关数据可得:
n=191.08r/min
根据机床型号，选择转速n=160r/min
铣削基本时间
i
代人相关数据得：
tj=32.82s
（2）工序35：
粗铣、半精铣E端面
切屑深度分别为:
3.0mm
1.5mm
铣平面参数：
每齿进给量为af=0.16mm/z，采用硬质合金钢端铣刀,牌号YT15，齿数为Z=10，直径D=100mm,刀具寿命180min,
则每转进给量为:
f=af
Z=1.6mm/r
切屑速度分别为:
V1=1.0m/s,
V2=1.3m/s
转速：
n
r/min
代人相关数据可得:
191.08r/min
248.40r/min
根据机床型号，选择转速
160r/min
210r/min
基本时间
i
代人相关数据得：
tj1=32.82s
tj2=25.00s
（3）工序65：
粗镗、半精镗、精镗Φ36孔、Φ37槽
切屑深度为
=4.0mm，
=2.5mm，
=0.5mm，
0.5mm
进给量分别为:
f1=0.9
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