【正文】 35）致 謝 …………………………………………………………… （ 36） 參考文獻 …………………………………………………………… （ 38） 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 3 摘 要 本設(shè)計是圍繞 CA6140方刀架來設(shè)計，外形是四方形結(jié)構(gòu)，加工精度要求也是比較高，為了提高生產(chǎn)效率，對每道工序的加工也要合理安排，這樣才能降低生產(chǎn)周期。方刀架的作用是裝夾刀具，此次設(shè)計包括了對方刀架的工藝分析及工裝設(shè)計。最后確定了毛坯余量，并對其切削用量和加工工時進行了計算。 通過問題的提出和零件的重點技術(shù)分析來對夾具進行設(shè)計方案的確定，方案中包括了定位基準的選擇，定位方式及元器件的選擇，加緊方式及元器件的選擇等內(nèi)容。 關(guān)鍵詞： 車床 方刀架 加工精度 定位 夾緊 加工工藝 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 4 1 緒 論 本課題的來源、目的及意義 在當前制造環(huán)境中，過高的加工精度要求已成為困擾零件加工的一個大問題。隨著市場經(jīng)濟逐步建立，我國加入 WTO 和市場競爭的日益加劇，社會的發(fā)展必須注入新的科技含量，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)必須要向精優(yōu)方向發(fā)展，在我國的加工工業(yè)行業(yè)當中，特別是在數(shù)控高速發(fā)展的今天，車床刀架的設(shè)計以及工藝參數(shù)的選擇對零件的加工精度有著十分重要的意義，因此研制一個結(jié)構(gòu)優(yōu) 質(zhì)的刀架及工藝參數(shù)對工業(yè)的發(fā)展有著重要的作用。 2）在數(shù)控發(fā)展如日中天的時代，刀架的樣式及功能和工藝參數(shù)過于老化，不能適應(yīng)發(fā)展的需要。 基于上述等等原因，我對車床刀架的結(jié)構(gòu)以及部分工藝參數(shù)做了一些優(yōu)化和整理。本課題的 主要研究目的，一方面是通過對普通車床的研究對刀架及工藝參數(shù)采取一個優(yōu)化策略，研制一個好的刀架一個好的車床和刀架不但能夠縮短生產(chǎn)周期，降低制造成本，提高加工精度，延長刀具壽命，而且依據(jù)優(yōu)化了的工藝及刀具參數(shù)，可以建立或完善高速切削工藝數(shù)據(jù)庫，將切削工藝實踐中積累的合理選擇切削參數(shù)與刀具的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)收集起來，為現(xiàn)場加工提供準確及優(yōu)化的高速切削數(shù)據(jù)，從而更大程度上提高切削加工水平，獲取更大的經(jīng)濟利益；另一方面是有了優(yōu)質(zhì)的切削工藝可以使我國的工業(yè)在原有的基礎(chǔ)上有進一步的提高為我國工業(yè)的發(fā)展做出一定的貢獻，使我國的工 業(yè)水平，也就是在切削加工方面能夠向前進步，也使我國的工業(yè)水平能夠在世界水平范圍內(nèi)更上一個臺階。 作為機床行業(yè)的主要用戶群 —— 制造業(yè)的經(jīng)營者為了更大的盈利目標，對機床行業(yè)不斷地提出加工質(zhì)量穩(wěn)定 、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的要求。而做為車床上的主要輔助元件 —— 刀架，也必須要有相當完善的結(jié)構(gòu)和性能。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 6 零件分析 零件的作用 題目所給定的零件是機床上的方刀架 。零件的Φ 25㎜端面用于準確定位 , Φ 25 ㎜孔與軸配合 ,用于夾緊 . 零件的工藝分析 Φ 25+ 0 ㎜端面與Φ 25 +㎜孔、Φ 36+ 0 ㎜孔有一定的位置要求。 25+ 0 ㎜孔為中心加工的表 面 這一組加工表面包括 : 4Φ 15+ 0 ㎜孔與 9M126H 螺紋孔及其倒角。 這三組表面之間有著一定的位置要求 ,主要是 : (1) Φ 25+ 0 ㎜孔端面與Φ 25+ 0 ㎜孔的垂直度公差為 ㎜。 由以上分析可知 ,先精確加工出Φ 36 孔㎜，再以其為基準加工其它表面，可保證精度要求。由于零件年產(chǎn)量為 2500 件（中批生產(chǎn)） ,而且零件屬于輕型機械 ,故可采用模鍛成型。 零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可與零件形狀盡量接近，各孔不鍛出。定位基準選擇得正確與合理 ,可以使加工質(zhì)量得到保證 ,生產(chǎn)率得到提高。 粗基準的選擇 對于本零件而言 ,每個表面都要加工 , 故無法選取不加工表面為粗基準。 精基準的選擇 考慮基準重合的原則 ,以Φ 36+ 0 ㎜孔作為精基準 ,在下一次安裝加工出來的孔與平面保證了位置度。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批生產(chǎn)的條件下 ,可以考慮采用效率較河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 8 高的通用機床配以專用夾具 ,并盡量使用工序集中來提高生產(chǎn)率 。 工藝路線方案一 : 工序Ⅰ 備料 . 工序Ⅱ 模鍛 ,鍛出壓力槽 . 工序Ⅲ 正火 . 工序Ⅳ 粗銑Φ 36+ 0 ㎜端面 ,鉆Φ 25+ 0 ㎜孔至Ф 23㎜ ,鏜Φ 36㎜孔至Φ 36+ 0 ㎜孔深 390 ㎜ ,切內(nèi)槽Φ 37177。 工序Ⅴ 銑四方 125 ㎜ ㎜ ,去毛刺；銑四側(cè)壓刀槽 ,保證尺寸 24㎜ ,C 面留加工余量 ∽ ㎜；精銑 C 面至尺寸 18 ㎜； 8 條邊各倒 角 1 45176。 工序Ⅷ 鉆、鉸 4Φ 15+ 0 ㎜孔至尺寸； 鉆 9M126H 小徑至Φ ㎜ (8 個 )； 鉆、 鉸Φ 10+ 0 ㎜至尺寸，擴 M126H 螺紋孔的小徑 ,孔口倒角 1 45176。 ㎜ 3 ㎜ ,孔口倒角1 45176。 . 工序 Ⅴ 銑四方 1250 ㎜ 1250 ㎜ ,去毛刺；銑四側(cè)壓刀槽 ,保證尺寸 24 ㎜ ,C 面留加工余量 ∽ ㎜；精銑 C面至尺寸 18 ㎜；倒角 1 45176。；攻 M126H 螺紋 . 工序Ⅶ 熱處理 ,C 表面淬火 HRC40∽ 45. 工序Ⅷ 磨Φ 36 ㎜端面 ,保證 390 ㎜；磨 Φ 25+ 0 ㎜端面 ,保證 720 ㎜；磨四個側(cè)面 . 工序Ⅸ 檢驗 工藝路線方案三 : 工序Ⅰ 備料 . 工序Ⅱ 模鍛 ,鍛出壓力槽 . 工序Ⅲ 正火 . 工序Ⅳ 粗車Φ 36+ 0 ㎜端面 ,鉆Φ 25+ 0 ㎜至Φ 23㎜ ,鏜Φ 36㎜孔至Φ 36+ 0 ㎜ ,孔深Φ 390 ㎜ ,切內(nèi)槽Φ 37177。；掉頭車底面 ,高度留加工余量 1∽ 5 ㎜ . 工序Ⅴ 銑四方 1250 ㎜ 1250 ㎜ ,去毛刺； 銑四側(cè)壓刀槽 ,保證尺 寸 24 ㎜ ,C 面留加工余量 ∽ ㎜；精銑 C面至尺寸 18 ㎜；倒角 1 45176。 . 工序Ⅶ 鉆、鉸 4Φ 15+ 0 ㎜孔至尺寸； 鉆 9M126H 小徑至Φ 10 ㎜ (8 個 )； 鉆、 鉸Φ 10+ 0 ㎜至尺寸 ,擴 M126H 螺紋孔的小徑 ,孔口倒角1 45176。 鏜φ 36 孔時粗加工 、 精加工序合并，將φ 36孔加工得很精確，這是工藝上的需要。 Φ 25+ 0 ㎜端面技術(shù)要求較高，粗、精加工不能在同一臺機床上完成。確定時，根據(jù)零件重量來初步估算零件毛坯鍛件的重量，加工表面的加工精度，形狀復雜系數(shù) ,由《工藝手冊》中的表 查得除孔以外各內(nèi)外表面的加工總余量 (毛坯余量 )。注意表 、表 中的余量值為單邊余量值。 1) Φ 25 ㎜端面、Φ 36 ㎜端面毛坯余量： 加工表面形狀比較簡單，由《工藝設(shè)計》中表 得鍛件形狀復雜系數(shù)為 S 1；由鍛件重量為 7 ㎏、加工精度為 F 形狀復雜系數(shù)為 S 由材質(zhì)系數(shù)為 M 長度方向尺寸 72 ㎜ ,查《工藝手冊》表 得單邊余量為 Z=2∽ ㎜ ,取 Z= ㎜即可。 2)四個側(cè)面 (125 ㎜ 125 ㎜ )毛坯余量 : 由毛坯重為 7 ㎏、加工精度為 F 形狀復雜系數(shù)為 S 1 、材質(zhì) 系數(shù)為 M 長度方向尺寸 125 ㎜ ,查《工藝手冊》表 得單邊余量為 Z=2∽ ㎜ ,取Z= ㎜即可。 3) 四側(cè)壓刀槽毛坯余量 : ①Φ 36 ㎜孔端面?zhèn)葔旱恫勖饔嗔?: 由毛坯重為 7 ㎏、加工精度為 F 形狀復雜系數(shù)為 S 1 、材質(zhì)系數(shù)為 M 長度方向尺寸 24 ㎜ ,查《工藝手冊》表 得單邊余量為 Z=2∽ ㎜ ,取Z= ㎜即可。 ② Φ 25 ㎜孔端面?zhèn)葔旱恫勖饔嗔?: 同理：由 F S 1 、 M 長度方向尺寸 18 ㎜ ,查《工藝手冊》表 得單邊余量為 Z=2∽ ㎜ ,取 Z=㎜即可。 4) Φ 36 ㎜孔、Φ 25㎜孔、 9M126H 螺紋孔、 4XΦ 15 ㎜孔、Φ 85㎜環(huán)型槽均為實心 ,未沖出孔 . 最后 ,設(shè)計、繪制的方刀架的鍛件毛坯圖見毛坯圖 。當無基準轉(zhuǎn)換時 ,同一表面多次加工的工序 (或工步 )尺寸只與工序 (或工步 )的加工余量有關(guān)。 前面根據(jù)有關(guān)資料已查出本零件各加工表面的加工總余量，應(yīng)將加工總余量分配給各工序（或工步）加工余量，然后由后往前計算工序（或工步）尺寸。本零件的各加工表面的各工序 (或工步 )的加工余量除粗加工工藝 (或工步 )加工余量之外 ,其余工序 (或工步 )加工余量可根據(jù)《工藝手冊》表２ .3表、表 、表 等確定 ,粗加工工序 (或工步 )加工余量不是由表中查出確定 ,而為加工總余量 (毛坯余量 )減去其余 (后續(xù) )工序 (或工步 )各加工余量之和。公差等級確定后 ,查《工藝手冊》表 得出公差值 ,然后按 “ 入體 ” 原則標注上下偏差。 12 半精車 Z=1 IT11 0。19 毛坯 Z= + + 切內(nèi)槽Φ 37177。 鏜孔 2Z= Φ IT13 Φ 鉆孔 2Z=23 Φ 23 IT14 Φ 230 毛坯 實心 4 個側(cè)面 磨削 2Z= 125 IT12∽IT13 1250 0。 確定方法是先確定切削深度（由工序或工步余量確定切削深度—— 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，在中等功率機床上一次走刀α p可達 8∽ 10㎜）和進給量（按本工序或公步加工表面粗糙度確定進給量，對粗加工工序或工步， 按加工表面粗河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 15 糙度初 選進給量后還要校驗機床進給機構(gòu)強度），再確定切削速度。對粗加工，選取實際切削速度 V 機 、實際進給量 f 機 和背吃刀量α sp 之后，還要校驗機床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。 加工要求：粗銑φ 36端面，鉆φ 25 ? ㎜ 孔至φ 23㎜ ，鏜φ 36㎜ 孔至 Φ ㎜ ，孔深 ㎜ ，切內(nèi)槽 Φ 37177。 機床為立式銑床，工件裝夾在銑床夾具體上。按《切削手冊》表 選刀桿尺寸為 16 ㎜ 25㎜ （寬高），刀片厚度為 ㎜ ；粗銑毛坯（ 45鋼鍛件）， 選擇 YT5 硬件合金刀具材料。 a． 背吃刀量 a sp 的確定：已知端面單邊余量為 ，一次走刀走完， a sp=㎜ 。 c．選擇銑刀磨鈍標準及耐用度：由《切削手冊》表 ，取銑刀后面最大磨損量為 1 ㎜ ，焊接車刀耐用度 T=60min。 由《切削手冊》表 ， V c 的修正系數(shù)為： KTV=， KMV=， KSV=，Ktv=， Kkv=， Kkrv=。 e．校驗機床功率：銑削時的功率 PC采用查表法。 由《切削手冊》表 ，切削功率修正系數(shù)為： KKrPC=， KKrF=， KroPC=KroFC=。 3）計算基本工時：按《工藝手冊》表 公式： m 52361321 ??? ????????機機 fnllllt 。 3）基本工時： ( m in )1 1 047221 ??????? nf lllt。 2）切削速度 Vc=200m/min。 ④精鏜孔至Ф 36+㎜ 選擇 YT30 鏜刀，由于精鏜與粗鏜在同用一機床上加工，故切削用量（不包括 a sp）及工時均與粗鏜相同， a sp= ㎜ ， f 機 = ㎜ /r。 ⑤切內(nèi)槽φ 37177。 2）切削用量：單邊余量 = ㎜ ，一次走刀切去全部余量， a sp= ㎜。 4)實際切削速度： VC機 =1200 π d/1000=136m/min。彎頭外圓車刀 ,刀桿尺寸為 16 ㎜ X25 ㎜ ,YT15 硬質(zhì)合金刀河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 17 片。 2） 確定進給量 :根據(jù)《工藝手冊》表 ，進給量 f 機 = ㎜ /r。 4）計算基本工時：按 《工藝手冊》表 公 式計算 :t=。 6㎜ 1250 0。 1）選擇刀具：根據(jù)《工藝手冊》表 ，選擇二把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，同時銑削兩側(cè)面。 3）確定每齒進給量 fz：由《切削手冊》表 ，選 fz= ㎜ /z。 5）確定 Vc： Vc查 =27m/min，實際的切削速度為 Vc機 =。 ②銑四側(cè)壓刀槽，保證尺寸 24。 1）選擇刀具：同銑四方。 3）確定每齒進給量 fz： fz= ㎜ /z。 5）確定切削速度 Vc： Vc =27 ㎜ /min， Vf=60 ㎜ /min。 ③精銑 C面至尺寸 18 ㎜； ae=25 ㎜ , Z= ㎜ 選用 X63 臥式銑床，使用專用銑床夾具。