方刀架机械制造课程设计.doc
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1、课程设计成果 完成日期: 2013 年 1 月 5 日 指导教师评语: _ 成绩(五级记分制): 教师签名: 荆楚理工学院课程设计任务书设计题目: 方刀架 零件的机械加工工艺规程及工序的设计计算学生姓名课程名称机械制造专业班级10数控2班地 点设计内容及要求(1)毛坯图1张零件图 1张(2)机械加工工艺规程卡片 1张工序卡1套(3)课程设计说明书 1份设计参数该零件图样一张生产纲领:成批生产生产条件:金工车间加工进度要求序号内容基本要求时间备注1准备阶段阅读、研究任务书;明确设计内容和要求。阅读教材和课程设计指导书。准备好绘图工具、设计资料和手册等。课程设计前进行2绘制零件图提高识图和绘图能力
2、了解零件的各项技术要求2天手绘3制定工艺路线掌握工艺路线的制定方法和步骤初步拟定零件的工艺路线1天制定零件的工艺路线1天4工序设计掌握工序设计的方法和步骤4天5编写设计计算说明书整理和编写设计说明书3天6答辩或检验1天小计12天参考资料其它说明1本表应在每次实施前一周由负责教师填写二份,教研室审批后交学院院备案,一份由负责教师留用。2若填写内容较多可另纸附后。3一题多名学生共用的,在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。教研室主任: 指导教师: 年 月 日目 录前言.4第一章 零件的工艺分析.51.1 零件的作用.51.2 零件的结构及特点分析.5 1.2 .1 零件的结构及特点.5 1.2.
3、2 工艺分析.5 1.3 确定零件的生产类型.6第二章 确定毛坯、绘制毛坯简图.62.1 选择毛坯. 6 2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量.62.2.1 公差等级.62.2.2 锻件重量.72.2.3 锻件复杂系数.72.2.4 锻件材质系数.72.2.5 锻件分模线形状.72.2.6 零件表面粗糙度.72.3 绘制方刀架锻造毛坯简图.8第三章 工艺规程设计.83.1 定位基准的选择.83.1.1 基面的选择.83.1.2 粗基准的选择.93.1.3 精基准的选择.9第四章 拟定机械加工工艺路线.11 4.1 工艺路线的确定. 11 4.1.1 工艺路线方案一.11 4.1.2工艺路线
4、方案二.11 4.1.3 两种工艺方案比较. .12 4.2 加工阶段的划分.12 4.3 工序的集中与分散.13 4.4 工序顺序的安排.13 4.5 工艺分析.14第五章 确定机械加工余量、工序尺寸及公差.15第六章 选择机床设备及工艺装备.16第七章 确定切削用量及基本工时的计算.167.1 工序4粗车.167.2 工序5粗车.197.3 工序6铣四侧面.207.4 工序7铣四侧面环槽.217.5 工序8精铣C面和工序9倒八条边角.217.6 工序11车孔和端面环槽及倒角.237.7 工序12和工序13磨端面.237.8 工序14磨四侧面保证.257.9 工序15钻8M12-6H螺纹孔.
5、267.10 工序16钻铰孔4mm孔.277.11 工序17 钻扩铰至mm孔,攻螺纹M12-6.28结束语.29参考文献.30附表及各种卡片.31前 言 机械制造加工工艺与机床夹具设计是在学完了大学的全部基础课、技术基础课以及全部专业课之后进行的一次理论联系实际的综合运用,进而使对机械有了进一步的认识,为以后的工作打下基础。它是主要是对零件的加工工艺和对零件的某几个工序加工进行专用夹具的设计,从零件的工艺来说,它主要是分析零件在进行加工时应注意什么问题,采用什么方法和工艺路线加工才能更好的保证精度,提高劳动生产率。就专用夹具而言,好的夹具设计可以提高产品生产率、精度、降低成本等,还可以扩大机床
6、的使用范围,从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。通过这次设计,培养了编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力,这也是在进行毕业之前对所学课程进行的最后一次深入的综合性复习,也是一次理论联系实际的训练。 机械制造工艺学课程设计综合了机械制造工艺学和其它专业课知识,充分展现了学生在生产实习中的实践能力。本说明书是关于方刀架的一个简单工艺设计过程,在这次为期两个星期的设计,不仅让我们对所学课程进行了一次全面深入的总复习,而且为毕业设计提供了一次热身的机会,真正实现了理论联系实际。本课程设计通过方刀架零件图的分析,确定了该零件的毛坯材料及尺寸规格。通过对零件的加工工艺分析,确定了该零件的加
7、工工艺路线,确定了该零件的加工工具,编写了详细的机械加工工艺文件,工艺过程卡片和工序卡片。 就我个人而言,希望通过这次毕业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问题、解决问题的能力。在这次设计中,我最大的收获是我懂得了要当一名合格的设计师是多么的不容易,在此谢谢老师和同学们在设计过程中给我的帮助。第一章 零件的工艺分析1.1 零件的作用方刀架是车床溜板箱中的一个主要零件。方刀架位于溜板箱上的小托板上用来安装刀具,小托板又固定在转盘上面,通过转盘的转动来带动方刀架的转动从而改变刀具的方向和进刀的角度。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
8、方便,同时也节省了大量的辅助时间,大大提高了生产效率。1.2 零件的工艺分析 1.2.1 零件图样分析由零件图可知,其材料为45钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性,适用于承受弯曲应力和冲载荷作用的工作条件。(1)孔对基准B的位置度要求为。(2)图中左端(方刀架底面)平面度公差为。(3)图中左端对基准B的垂直度要求为。(4)C表面热处理4045HRC.(5)材料为45钢。 1.2.2 工艺分析从方刀架这个零件所给零件图可以看出,其主要有两组加工表面,且它们之间有一定的位置要求。现将这两组表面分述如下:1、以左端面为加工表面这一组加工表面包括:4个直径为15mm的螺栓孔,尺寸为25mm的孔。 2
9、、以右端面为加工表面 这一组的加工表面包括:8个12mm的螺纹通孔,尺寸为35的孔及倒角。这两组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是:(1)两轴孔之间的平行度为0.008;(2)左端面相对于孔25mm表面的垂直度为0.015,左端面的平面度为0.008;(3)定位销孔对轴孔的平行度为0.01。 3、该零件为车床用方刀架,中建周围槽用于装夹车刀,其C面直接与车刀接触,所以要求有一定的硬度。因此表面淬火4045HRC。 4、该零件左端面与车床托板面结合,并可以转动。孔用于刀架定位时使用,以保证刀架与主轴的位置,其精度直接影响机床的精度。 5、零件中四个侧面和左右两端面均有较高的精度要求,因此在工
10、序中安排磨削以保证定位时的精度。1.3 确定零件的生产类型 生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用,它决定了各工序所需专业化和自动化的程度,决定了所应选用的工艺方法和工艺装备1、生产纲领计算:N=Qn(1 a b)式中: N零件的年产量(件/年); Q产品的年产量(台/年); n每台产品中该零件的数量(件/台); a该零件的备品率(备品百分率); b该零件的废品率(废品百分率)。根据生产要求可以确定生产类型为成批生产。 第二章 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯零件材料为钢,有较好的刚度和耐磨性,零件的轮廓尺寸125mm125mm72mm,属于箱壳类零件,结构比较简单规则
11、,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。但因此零件并不是很复,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,适用于单件小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。综上所述,该零件应选择自由锻的方法制造毛坯。2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 2.2.1 公差等级 由方刀架的功用和技术要求,确定该零件的公差等级为普通级。 2.2.2 锻件
12、重量 由毛坯图上基本尺寸估算机械加工前方刀架件锻件毛坯的重量为11kg。 2.2.3 锻件复杂系数对方刀架零件图进行分析计算,可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度和高度,即 ,该方刀架锻件的形状复杂系数为:=6kg(135mm135mm82mm7.810-6kgmm3)1112.70.899由于0.899介于0.63和1之间,故该方刀架的形状复杂系数属S1级。 2.2.4 锻件材质系数由于该方刀架材料为45钢,是碳的质量分数小于0.65的碳素钢,故该锻件的材质系数属M1级。 2.2.5 锻件分模线形状根据该方刀架件的形位特点,选择零件高度方向的对称平面为分模面,属平直分模线。 2.2.6 零件
13、表面粗糙度由零件图可知,该方刀架各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6m。根据上述诸因素,可查【1】表2.213锻件内外表面加工余量,确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量,所得结果列于表2.1中。表2.1 方刀架机械加工余量及锻造毛坯尺寸公差加工表面零件尺寸/mm机械加工余量/mm毛坯公差/mm毛坯尺寸/mm上下表面2.03.0 (取2.5) ()四周侧面2.03.0 (取2.5) (2.5)2.3 绘制方刀架锻造毛坯简图由表2.1所得结果,绘制毛坯简图-方刀架毛坯图第三章 工艺规程设计3.1 定位基准的选择 3.1.1 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可
14、以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。 3.1.2 粗基准的选择粗基准的选择:粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工表面与非加工面(作为粗基准的非加工面)的位置关系具有重要影响。 如图1所示,零件的毛坯锻造时其两端面难免有平行度的误差。加工时若以小端面A作为粗基准定位,则加工后大端面C能够与小端面平行,可以保证零件壁厚均匀,但却保证不了A、B两面的厚度及B、C两面的厚度;若以大端面C作为粗基准定位,A面作为非配合表面的要求不高,这样以配合表面作为基准可以提高零件的精度,满足要求。由上面的分析可知,我们
15、要加工的零件必须保证壁厚均匀,对加工余量没有特殊要求,所以可以选择以大端面做为粗基准。3.1.3 精基准的选择精基准的选择:选择精基准时,应重点考虑如何减少工件的定位误差,保证加工精度,并使夹具结构简单,工件装夹方便。有任务书中给定的零件图上可以看出零件的设计基准是左端面,如果我们选择左端面做为精基准,符合基准重合的原则,同时又可以保证右端面和压刀槽端面的精度要求,符合基准统一的原则,而且装夹也很便。故选择左端面作为精基准。 各基准的选择表3.1序号加工部位选择基准1粗车右端面钻22孔,扩孔至33深35,车孔至四侧面和左端面2倒头,车左端面保证厚度尺寸为(留余量1mm)右端面3铣床mm (留余
16、量1mm) 4铣四侧面环槽保证距右端面24.5mm距左端面19mm保证右端面5精铣C面保证距左端面18.5mm右端面6 倒八条边角右端面7C面淬火至4045HRC右端面8车的孔至图样车环槽尺寸至右端面 9磨右端面保证左端面10磨左端面保证右端面11粗精磨四侧面保证并要对B基准对称,四面相互垂直 12端面及一侧面 13钻粗精铰左端面和一侧面 14钻底孔扩铰至其入口深18mm处,扩至,攻螺纹M12-H右端面及两侧面在加工中,多次装夹,均以孔及右端面定位,保证了加工基准的统一,从而保证了工件的加工精度第四章 拟定机械加工工艺路线4.1 工艺路线的确定拟订工艺路线是工艺规程设计的关键步骤。工艺路线的优
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