第頁共20頁機電及自動化學院《機械制造工藝學》課程設計說明書設計題目：方刀架工藝規程設計姓名：學號：0811111043班級：機電（1）班屆別：2008級指導教師：2011年07月前言《機械制造工藝學》課程設計是我們學完了機械制圖、機械制造工藝學、工程材料、機械設計、CAD/CAM等專業基礎課和主要專業課，又經過了機械設計課程設計之后，進行的又一次實踐性環節，特別強調對機械制造工藝學和工程材料這兩門課程的運用，同時也有對刀具和切屑的部分知識的綜合，因此這是我們對以前所學各門課程的一次較為深入的綜合總復習，同時還要對相關課外知識進行查閱和學習，也是一次對我們實際運用知識解決問題能力的練習。并且，這次課程設計同樣也會用到以前的金工實習和認知實習的相關知識，也可以說這是對兩次實習效果的一次檢驗。通過這次課程設計，將會鞏固對機械加工工藝規程設計的理論知識，并初步學會自己完成制定簡單零件加工工藝規程。通過課程設計達到以下目的：1、能熟練的運用機械制造工藝學的基本理論，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規程等問題的方法，培養我分析問題和解決問題的能力。2、課程設計過程也是理論聯系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關資料等，增強我解決工程實際問題的獨立工作能力。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予指正和改善。目錄1、任務介紹……………………12、方刀架工藝分析…………12.1、零件的作用··………………1（2）選擇毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖；（3）制訂零件的機械加工工藝過程，選擇工序加工設備及工藝裝備，確定各工序切削用量及工序尺寸，并計算工序的工時定額；（4）填寫工藝文件；（5）撰寫設計說明書；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的緊固作用在機床上快速的實現車刀固定，夾緊、轉換，為車工提供方便，同時也節省了大量的輔助時間，大大提高了生產效率.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，在手柄轉動下，帶動方刀架回轉，以達到換刀的目的。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40～45HRC。2）、該零件D端面與車床小滑板面結合，并可以轉動，mm孔用于刀架定位時用，以保證刀架與主軸的位置，其精度直接影響機床精度。3）、該零件在加工中，多次裝夾均以mm孔及A端面定位，保證了加工基準的統一，從而保證了工件的加工精度。4）、工序中安排了4個側面的半精加工，其目的是保證定位時的精度。圖1：方刀架零件圖3、方刀架工藝規程設計3.1、確定方刀架毛坯的制造形式該零件結構比較簡單規則，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，鑄件適用于制造復雜形狀的毛坯，鍛件適用于形狀簡單，強度要求高的毛坯。此零件并不是很復雜，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、生產率低，適用于單件中批量生產以及大型零件毛坯。模鍛毛坯精度高、加工余量小，生產率高、適用于中批以上生產的中小型零件毛坯。常用的鍛造材料為中、低碳鋼及低合金鋼。綜上所訴；該零件應選擇自由鍛的方法制造毛坯。3.2、基準選擇根據零件圖的要求以及定位基準的選擇原則，對零件而言，盡可能選擇不加工面為粗基準。對有若干不加工表面的工件，選用要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準。同時根據零件毛坯的形式，粗基準選擇為D端面，加工Ａ端面，再以A端面為基準加工其他端面。精基準的選擇根據基準重合原則，選擇加工后的mm孔和A端面組成一面一銷作為精基準。3.3、制定工藝路線根據零件的具體要求和各種加工方法所能夠達到的精度和粗糙度能力，以及各種機床的加工特點，查閱和參考《機械制造工藝學》和《機械制造技術基礎課程設計指南》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Ra1．6粗銑→半精銑→精銑B端面10級Ra25粗銑C端面7級Ra3．2粗銑→半精銑→精銑→淬火D端面×7級Ra1.6粗銑→半精銑→精磨E、F、G、H端面×7級Ra3.2粗銑→半精銑孔H7Ra3.2鉆→粗鏜→半精鏜→精鏜孔H7Ra1.6鉆→粗鏜→半精鏜→精鏜D端面環形槽?103×?67×2.5無Ra25車4×孔H7Ra3.2鉆→擴→鉸8×M12-7H孔M12-7HH7Ra3.2鉆→攻孔H7Ra3.2鉆→擴→鉸M12-7H孔M12-7HH7Ra25鉆→擴→攻表2方刀架加工工藝工序安排工序號工序內容定位基準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車環槽至?103×?67×2.5孔及A端面85銑四側面槽孔及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端面及一側面攻M12115鉆4×至?14孔、D端面及一側面擴至?14.85鉸至120鉆通孔至?9.8孔、D端面及一側面擴、鉸至入口深18mm處擴至?10.2攻M12-7H3.4、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定結合方刀架尺寸及查閱《機械制造技術基礎課程設計指南》等資料得到相關數據可計算得到加工余量、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表加工面最終尺寸公差/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到的粗糙度機床與刀具如下：臥式銑床X6132—————硬質合金端面銑刀YT15臥式鏜床T68——————硬質合金鏜刀YT15臥式車床CA6140—————硬質合金車刀YT15立式鉆床ZA5025—————硬質合金鉆頭平面磨床M7120——————剛玉砂輪3.6、確定切屑用量根據工件尺寸和相關要求，并參考《實用機械加工工藝手冊》等資料，可得工件尺寸和切屑深度的選擇為：粗銑每齒進給量為0.16mm，半精銑每轉進給量為1.0mm，精銑每轉進給量為0.5mm；車削每轉進給量為1.0mm精磨單向磨削深度為0.12mm/st，縱向進給量為16mm/st，工件運動速度為15m/min。鉆孔進給量和速度：Φ9進給量為0.5mm/r；Φ14進給量為0.6mm/r;Φ22進給量為0.8mm/r。粗鏜Φ22進給量為0.9mm/r,半精鏜Φ24、Φ30進給量為0.6mm/r;精鏜Φ25和Φ35進給量為0.18mm/r。攻絲進給量為0.3mm/r，速度為0.3m/s3.7、基本工時的確定（1）工序20：粗銑G端面切屑深度分別為:QUOTE錯誤!未找到引用源。3.0mm銑平面參數：每齒進給量為af=0.16mm/z，采用硬質合金鋼端銑刀,牌號YT15齒數為Z=10，直徑D=100mm.刀具壽命180min,則每轉進給量為:f=afZ=1.6mm/r切屑速度為:V=1.0m/s轉速：nQUOTE錯誤!未找到引用源。r/min代人相關數據可得:n=191.08r/min根據機床型號，選擇轉速n=160r/min銑削基本時間QUOTE錯誤!未找到引用源。i代人相關數據得：tj=32.82s（2）工序35：粗銑、半精銑E端面切屑深度分別為:QUOTE錯誤!未找到引用源。3.0mmQUOTE錯誤!未找到引用源。QUOTE錯誤!未找到引用源。1.5mm銑平面參數：每齒進給量為af=0.16mm/z，采用硬質合金鋼端銑刀,牌號YT15，齒數為Z=10，直徑D=100mm,刀具壽命180min,則每轉進給量為:f=afZ=1.6mm/r切屑速度分別為:V1=1.0m/s,V2=1.3m/s轉速：nQUOTE錯誤!未找到引用源。r/min代人相關數據可得:QUOTE錯誤!未找到引用源。191.08r/minQUOTE錯誤!未找到引用源。248.40r/min根據機床型號，選擇轉速QUOTE錯誤!未找到引用源。160r/minQUOTE錯誤!未找到引用源。210r/min基本時間QUOTE錯誤!未找到引用源。i代人相關數據得：tj1=32.82stj2=25.00s（3）工序65：粗鏜、半精鏜、精鏜Φ36孔、Φ37槽切屑深度為QUOTE錯誤!未找到引用源。=4.0mm，QUOTE錯誤!未找到引用源。=2.5mm，QUOTE錯誤!未找到引用源。=0.5mm，QUOTE錯誤!未找到引用源。0.5mm進給量分別為:QUOTE錯誤!未找到引用源。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/sV2=2.0m/s轉速：nQUOTE錯誤!未找到引用源。r/min代人相關數據可得：QUOTE錯誤!未找到引用源。1401.96r/minQUOTE錯誤!未找到引用源。1764.86/minQUOTE錯誤!未找到引用源。1194.26r/min根據機床型號，選擇轉速QUOTE錯誤!未找到引用源。1400r/minQUOTE錯誤!未找到引用源。1580r/minQUOTE錯誤!未找到引用源。1120r/min基本時間QUOTE錯誤!未找到引用源。i代人相關數據得：tj1=6.78sti2=10.17stj3=33.9sti4=2.61s（4）工序70：半精鏜、精鏜Φ25孔切屑深度為QUOTE錯誤!未找到引用源。=1.0mm，QUOTE錯誤!未找到引用源。=0.5mm進給量分別為:QUOTE錯誤!未找到引用源。f1=0.6mm/r，f2=0.18mm/r切屑速度V1=2.0m/sV2=1.0m/s轉速：nQUOTE錯誤!未找到引用源。r/min代人相關數據可得：QUOTE錯誤!未找到引用源。1764.86/min1194.26r/min根據機床型號，選擇轉速QUOTE錯誤!未找到引用源。1580r/minQUOTE錯誤!未找到引用源。1120r/min基本時間QUOTE錯誤!未找到引用源。i代人相關數據得：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，工作臺單行程縱向進給量為fx1=1mm/st，工件的運動速度為v1=15m/min工作臺位置個數n=QUOTE錯誤!未找到引用源。=3基本時間：tj=tj=90s（6）工序115：鉆4×至?14mm，擴至?14.85mm，鉸至mm。鉆頭直徑分別為：D1=14.85mm刀具壽命為60min進給量分別為:QUOTE錯誤!未找到引用源。0.45mm/r切屑速度V1=45m/min轉速：nQUOTE錯誤!未找到引用源。r/min代人相關數據可得:QUOTE錯誤!未找到引用源。445.86r/min根據機床型號，選擇轉速QUOTE錯誤!未找到引用源。400r/min基本時間QUOTE錯誤!未找到引用源。i代人相關數據得：tj1=6.67s（7）工序120：鉆mm，底孔至?9.8mm，擴、鉸至mm，其入口深18mm處擴至?10.2mm，攻M12-7H。鉆頭直徑分別為：D1=9.8mm刀具壽命為60min進給量分別為:QUOTE錯誤!未找到引用源。0.45mm/r切屑速度V1=45m/min轉速：nQUOTE錯誤!未找到引用源。r/min代人相關數據可得:QUOTE錯誤!未找到引用源。445.86r/min根據機床型號，選擇轉速QUOTE錯誤!未找到引用源。400r/min基本時間QUOTE錯誤!未找到引用源。i代人相關數據得：tj1=32.61s攻絲進給量f=0.5mm切屑速度QUOTE錯誤!未找到引用源。=0.3m/s轉速：nQUOTE錯誤!未找到引用源。r/min代人相關數據可得：QUOTE錯誤!未找到引用源。321.47r/min根據機床型號，選擇轉速QUOTE錯誤!未找到引用源。320r/min基本時間QUOTE錯誤!未找到引用源。i代人相關數據得：tj=19.37s另外要說明的是，在計算基本時間過程中，沒有把刀具的切入長度和刀具的切出長度算進去。3.8、計算時間定額和提高生產率的工藝途徑簡介單件時間的計算公式為：由于生產批量為中批量，所以時間定額為：本次設計沒有具體計算輔助時間QUOTE錯誤!未找到引用源。、布置工作地點時間QUOTE錯誤!未找到引用源。和休息和生理需要時間QUOTE錯誤!未找到引用源。，在中批量生產中，輔助時間QUOTE錯誤!未找到引用源。可按基本時間的百分比進行估算，并在實際中修改，使之趨于合理。基本時間QUOTE錯誤!未找到引用源。和輔助時間QUOTE錯誤!未找到引用源。總和稱為操作時間，布置工作地點時間QUOTE錯誤!未找到引用源。一般按操作時間的2%QUOTE錯誤!未找到引用源。7%來計算，休息和生理需要時間QUOTE錯誤!未找到引用源。一般按操作時間的2%來計算。另外，由于生產批量為中批量，故忽略了準備與終結時間QUOTE錯誤!未找到引用源。。為了提高生產率，必須盡量減少時間定額，由于此處加工工藝已確定，故不能再減少基本時間，應從以下三方面著手來減少時間定額以提高生產效率：（1）減少輔助時間和輔助時間與基本時間重疊；（2）減少布置工作地點時間；（3）減少準備于終結時間。3.9、工藝方案的技術經濟分析在工藝規程設計最后一般還應該對所設計工藝方案進行技術經濟分析，主要評價指標為零件（或工序）的全年工藝成本QUOTE錯誤!未找到引用源。和單個零件（或單個工序）的工藝成本QUOTE錯誤