徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書四方刀架的加工工藝及夾具設(shè)計- 47 -前 言機床四方刀架，它是一種應(yīng)用廣泛的夾持刀具的部件，它可以同時夾持四把刀具，并可以通過旋轉(zhuǎn)位置以實現(xiàn)換刀的功能。功能就是夾持刀具可實現(xiàn)轉(zhuǎn)位換刀。四方刀架由于經(jīng)常旋轉(zhuǎn)接觸面而需較高的精度。持刀時要較高的壓緊力，因此持刀面要一定的硬度和強度。零件材料為45鋼，零件在工作中需較大夾持力和較好的耐磨性，因此應(yīng)選擇煅造，提高零件的剛度和強度，以增強刀具加工的位置精度。制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)理得到保證，生產(chǎn)得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批量報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。分析毛坯的余量大小及均勻性 ，主要是考慮在加工時要不要分層切削，分幾層切削，也要分析加工中與加工后的變形程度，考慮是否應(yīng)采取預(yù)防性措施與補救措施。如對于熱軋中、厚鋁板，經(jīng)淬火時效后很容易在加工中與加工后變形，最好采用經(jīng)預(yù)拉伸處理后的淬火板坯。總之，經(jīng)過一段時間的調(diào)研，參閱大量的資料，根據(jù)學校提供的技術(shù)資料，確定做四方刀架的加工工藝及夾具設(shè)計。目錄摘要2Abstrac3第一章 概述41.1四方刀架的作用41.2四方刀架的要求41.3加工四方刀架的機床選擇41.4加工四方刀架的刀具選擇7第二章 四方刀架的工藝性分析92.1工藝路線的擬定：92.2加工階段的劃分：102.3工序的集中與分散112.4加工順序的安排：11第三章 四方刀架工藝規(guī)程的設(shè)計153.1確定四方刀架毛坯的制造方式153.2四方刀架基準面的選擇153.3加工四方刀架工藝路線的確定163.4根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：193.5確定切削用量及工時203.6 四方刀架C表面淬火38第四章 四方刀架零件加工的夾具設(shè)計394.1設(shè)計夾具的方法和步驟：394.2夾具設(shè)基本要求計的：394.3設(shè)計步驟如下：404.4夾具總圖上尺寸，公差及技術(shù)要求的標注404.5工件在夾具中加工的精度分析414.6夾具總體方案的設(shè)計：42第五章 結(jié) 論44參考文獻45致謝46摘要本設(shè)計的課題是四方刀架的加工工藝和夾具設(shè)計，工藝學是機械制造類的一項主要專業(yè)知識，它是研究如何科學地最優(yōu)地生產(chǎn)各種機械裝備的一門技術(shù)學科，也就是研究在機械制造中優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗地生產(chǎn)機械裝備的原理和方法的學科。是進入社會前，在大學最后一次理論聯(lián)系實際的綜合性訓練。夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向的帶動下,夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性，夾具有不同的檔次和精度標準供選擇。經(jīng)過搜集大量的資料、數(shù)據(jù)及參考文獻，制定了四方刀架加工工藝及夾具設(shè)計的方案。經(jīng)過一段時間的設(shè)計，繪制加工零件圖一張，繪制工藝流程圖一張（包括毛胚圖），編制工藝過程卡一張，編制工序卡片八張，繪制指定的夾具裝配圖兩張，繪制夾具零件（包括夾具體）圖一張，完成論文。關(guān)鍵詞 四方刀架 工藝規(guī)程 夾具 表面粗糙度 機床 Abstrac this design topic is the square tool rest processing craft and the jigdesign, the technology is a machine manufacture class main specializedknowledge, how is it studies scientifically superiorly produces atechnical discipline which each kind of machinery equips, also is theresearch in the machine manufacture high quality, the high production,the low consumption produces the principle and the method disciplinewhich the machinery equips. Is enters in front of the society, in university last apply theory toreality comprehensive nature training. The jig is themachine-finishing essential part, in engine bed to high speed, highlyeffective, precise, compound, intelligent, under environmentalprotection direction impetus, the jig technology is facing Gao Jing,highly effective, the module, the combination, is being general, theeconomical direction develops. In order to adapt the different profession demand and the efficiency,the jig has the different scale and the precision standard suppliesthe choice. After the collection massive materials, the data and thereference, have formulated the plan which the square tool restprocessing craft and the jig designs. After period of time designs, plan processing detail drawing, (A3)draws up flow chart (including Mao Peitu), (A1) establishestechnological process card, establishment working procedure card two,jig assembly drawing two which the plan assigns, (2*A1) draws up thejig components (including to clamp concretely) attempts, (A2)completes the paper. Key word Square tool rest Technological process，Jig Surface roughness Engine bed第一章 概述1.1四方刀架的作用機床四方刀架，是一種應(yīng)用廣泛的夾持刀具的部件，它可以同時夾持四把刀具，并可以通過旋轉(zhuǎn)位置以實現(xiàn)換刀的功能。四方刀架的作用是通過用螺釘?shù)木o固作用在機床上快速的實現(xiàn)車刀固定，夾緊、轉(zhuǎn)換，為車工提供方便，同時也節(jié)省了大量的輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率 功能：夾持刀具可實現(xiàn)轉(zhuǎn)位換刀。1.2四方刀架的要求四方刀架由于經(jīng)常旋轉(zhuǎn)接觸面而需較高的精度。持刀時要較高的壓緊力，因此持刀面要一定的硬度和強度。零件材料為45鋼，零件在工作中需較大夾持力和較好的耐磨性，因此應(yīng)選擇煅造，提高零件的剛度和強度，以增強刀具加工的位置精度。1.3加工四方刀架的機床選擇1數(shù)控車床CAK6150DJ： 本機床是借鑒國內(nèi)外先進設(shè)計思想開發(fā)生產(chǎn)的一種高性能，高精度，低噪音的數(shù)控車床。具有高精度、高速度、高剛性、操作方便、運轉(zhuǎn)可靠、用途廣泛、經(jīng)濟適用等優(yōu)點。能夠完成各種車削加工如各種零件的內(nèi)、外圓柱表面、端面、切槽、倒角、任意圓錐面、球面、曲面、各種螺紋（公、英制，左、右旋，單、多頭，）圓柱、圓錐螺紋和鉆、鉸、鏜孔等。特點：（1）機床采用傳統(tǒng)的臥式車床布局整體設(shè)計，密封性好，符合國家安全標準。（2） 全機鑄件均采用樹脂砂鑄造，并經(jīng)退火處理消除應(yīng)力，獨有的床腳連體設(shè)計剛性好。（3） 機床Z軸、X軸采用伺服電機驅(qū)動、采用精密滾珠絲杠副、高剛性精密專用軸承傳動，導軌采用國際流行的超音頻淬火和“貼塑”工藝。各運動軸摩擦力小、反應(yīng)快、精度高、壽命長。（4） 機床控制系統(tǒng)采用國、內(nèi)外優(yōu)質(zhì)系統(tǒng)控制，功能齊全、操作簡便、精度穩(wěn)定、工作可靠。（5） 機床的床頭箱采用模塊化設(shè)計，經(jīng)過有限元分析，結(jié)構(gòu)先進合理。主軸系統(tǒng)的前后支承均采用高精度專用軸承，所有主傳動齒輪都經(jīng)過磨削精加工，具有轉(zhuǎn)速高、剛性強、精度高、熱變形小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低等顯著特點。（6） 機床采用自動潤滑，定時、定量向絲杠、滑臺供油，防止絲杠遇熱膨脹，延長絲杠和軸承使用壽命，保證加工質(zhì)量常年穩(wěn)定。（7） 機床防護裝置采用流線型設(shè)計，美觀、大方、防水、防屑。（8） 機床標準配置采用國內(nèi)名牌的立式四工位電動刀架。（9） 機床可根據(jù)用戶要求配置手動、液壓卡盤或手動、液壓尾。主要技術(shù)參數(shù)：最大加工外徑：500mm最大加工長度：120mmX軸行程：125mmZ軸行程：250mm主軸孔徑：52mm棒材容納直徑：42mm主軸轉(zhuǎn)速：631800r/sX軸快速移動：15000mm/minZ軸快速移動：15000mm/min重復定位精度：0.002mm定位精度：0.005mm刀具數(shù)量：4換刀時間：0.4s2TK7640立式銑床用途：該機床具有精度高、剛性好、噪音小，操作簡單、維修方便等優(yōu)點。工件一次裝夾可以完成平面、槽、斜面及各種復雜三維曲面的銑削，及鉆孔，擴孔、鉸孔和鏜孔等。是復雜型腔、模具、箱體類零件加工的理想設(shè)備。特點：（1）全機鑄件采用高品質(zhì)米漢鈉鑄件，并經(jīng)退火處理消除應(yīng)力。（2）三軸采用線性導軌,具有高剛性，低噪音，低摩檫等特性，適合于快速移動和高速切削。（3）三軸均采用預(yù)拉式功能，當高速運轉(zhuǎn)時可以防止熱變形，確保加工精度。.（4）三軸導軌采用全封閉防護罩，防護性能好。（5）合理的配重導向設(shè)計，避免配重塊晃動，可以保證快速移動或啄鉆提升精度。（6）氣動換刀裝置，換刀方便快捷，生產(chǎn)效率高。（7）采用自動潤滑，定期向絲杠供油，防止絲杠遇熱膨脹，延長絲杠和軸承使用壽命，保證加工質(zhì)量常年穩(wěn)定。（8）機床重要部件采用進口產(chǎn)品，保證機床的高精度，長壽命。主要技術(shù)參數(shù)：工作臺尺寸（長X寬）:800X400mm工作臺行程（X向）:600mm工作臺行程（Y向）:400mm主軸頭垂直行程（Z向）:600mm主軸端面距工作臺面距離:180-780mm主電機功率:5.5kw主軸轉(zhuǎn)速范圍（無級調(diào)速）:63-3000r/min主軸最大輸出扭距:150NM主軸最大軸向抗力:10000N快速移動速度（X、Y、Z方向）:X、Y:12m/minZ:6m/min進給速度范圍:1-2500mm/min工作臺承重:400kg刀柄:BT40坐標定位精度:X:0.025,Y/Z:0.022重復定位精度:X:0.015,Y/Z:0.012坐標控制:三軸控制數(shù)控系統(tǒng):FANUC-0i-MATE 1.4加工四方刀架的刀具選擇刀具材料： 刀具材料一般是指刀具切削部分的材料。它的性能優(yōu)劣是影響加工表面質(zhì)量，切削效率，刀具壽命的重要因素。選用新型刀具材料不但能有效地提高切削效率，加工質(zhì)量和降低成本，而且往往是解決某些難加工材料的工藝關(guān)鍵。刀具材料類型： 當前使用的刀具材料分4大類：工具鋼（包含碳素工具鋼，合金工具鋼，高速鋼），硬質(zhì)合金，陶瓷，超硬刀具材料。一般機加工使用最多的是高速鋼與硬質(zhì)合金刀具選擇應(yīng)具備的性能1）硬度和耐磨性硬度是刀具材料應(yīng)具備的基本特性。刀具要從工件上切下切屑，其硬度必須比工件材料的硬度大切削金屬所用刀具的切削刃硬度一般都在60HRC以上。 耐磨性是材料抵抗磨損的能力。一般來說，刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。組織中硬質(zhì)點（碳化物，氮化物）的硬度越高，數(shù)量越多，顆粒越小，分布越均勻，則耐磨性越高。但刀具材料的耐磨性還取決于和他的化學成分，強度，顯微組織及摩擦區(qū)的溫度有關(guān)。2）足夠的強度和韌性要使刀具在承受很大壓力，以及在切削過程中通常要出現(xiàn)的沖擊和振動的條件下工作，而不產(chǎn)生崩刃和折斷，刀具就必須具有足夠的強度和韌性。3）高的耐熱性耐熱性是衡量刀具材料切削性能的主要標志。它是指刀具材料在高溫條件下保持硬度，耐磨性，強度和韌性的性能，刀具材料的高溫硬度愈高，則刀具的預(yù)熱性能愈好，允許的切削速度愈高。 除高溫硬度外，刀具材料還應(yīng)具備在高溫下抗氧化的能力，以及良好的抗粘結(jié)的能力，即刀具材料應(yīng)具有良好的化學穩(wěn)定性。4）良好的熱物理性能和耐熱沖擊性能刀具材料的導熱性愈好，切削熱愈容易從切削區(qū)散走，有利于降低切削溫度。刀具在斷續(xù)切削或使用切削液時，常常受到很大的熱沖擊（溫度變化劇烈）因而刀具內(nèi)部會產(chǎn)生裂紋導致斷裂。5）良好的工藝性能為便于刀具制造，要求刀具材料具有良好的工藝性能，如鑄造性能，熱處理性能，高溫塑性變形性能，磨削加工性能。6）經(jīng)濟性經(jīng)濟性是刀具材料的重要指標之一，刀具材料的發(fā)展應(yīng)結(jié)合本國資源。有的刀具雖然單成本很貴，但因其使用壽命很長，所以費用不一定很高，。因此在選用時，要考慮經(jīng)濟效果，同時要保證他的穩(wěn)定性和可靠性。數(shù)車所需刀具選擇：表11 數(shù)車刀具序號名 稱規(guī) 格數(shù)量1車刀2020 mm；主偏角：9395；副偏角35；刀尖圓角R2.5；122020 mm；主偏角：9395； 副偏角5055；刀尖圓角R1.6；132020 mm；主偏角：9395； 副偏角5055；刀尖圓角R0.8；14內(nèi)孔車刀四方刀桿2020 mm；孔徑范圍22-40 mm；60mm刀桿伸長40mm；15麻花鉆23，36，10，14各16直槽鏜刀17中心鉆31數(shù)控銑床所需刀具選擇: 表12 數(shù)銑刀具序號名 稱規(guī) 格數(shù)量1直柄立銑刀20 , 16,8各12鑲齒套式面銑刀18齒(160)，20齒(200)各1第二章 四方刀架的工藝性分析 在生產(chǎn)中，凡是改變生產(chǎn)對象的形狀，尺寸，相對位置和性質(zhì)，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。如毛坯制造工藝過程，機械加工工藝過程，熱處理工藝過程及裝配工藝過程等。在許多情況下，工藝過程不是一成不變的，但在一定的生產(chǎn)條件下，應(yīng)盡量使工藝過程制定的最為合理，最符合生產(chǎn)實際。將合理的，確定的工藝過程寫成工藝文件，作為組織生產(chǎn)，管理和進行技術(shù)準備的依據(jù)，即為工藝規(guī)程。工藝分析的目的，一是審查零件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及熱處理等的技術(shù)要求是否合理，是否便于加工和裝配；二是通過工藝分析，對零件的工藝要求有進一步的了解，以便制訂出合理的工藝規(guī)程。2.1工藝路線的擬定： 擬定工藝路線是制定工藝規(guī)程中關(guān)鍵的一步，它與定位基準的選擇有著密切的關(guān)系。它包括選定各個表面的加工方法，確定是否要劃分加工階段，確定工序集中與分散程度，確定各個表面的加工順序和裝夾方法，詳細擬定工序的具體內(nèi)容等。應(yīng)提出幾套方案加以比較。工藝路線不但影響加工的質(zhì)量和效益，而且影響工人的勞動強度，設(shè)備投資，車間面積，生產(chǎn)成本等，必須認真考慮。在分析研究零件土的基礎(chǔ)上，對各加工表面選擇相應(yīng)的加工方法和方案。（1） 端面的加工： 端面的加工方法主要有車削和磨削。當表面粗糙度要求較小時，則采用光整加工。根據(jù)表面加工要求的不同，采用不同的加工方案。（2） 孔加工：孔加工方案要根據(jù)被加工孔的技術(shù)要求和具體的生產(chǎn)條件選用（3）平面加工平面一般采用銑削和刨削加工。當有滑動表面和要求較高的平面時，還需在此基礎(chǔ)上進行精加工。平面的精加工方法通常有以下幾種。1) 刮研 適用于在單件小批生產(chǎn)中加工大型零件上的配合表面。2) 磨削 廣泛應(yīng)用于中小型零件平面的精加工。3）精銑和精刨 未淬硬的中小型零件常常采用高速精銑的方法，大型零件則多采用寬刃精刨。 此外，對于配合精度要求特別高的小型零件的精密平面，常采用研磨的方法作為最后的精加工工序。在選擇表面的加工方法時，應(yīng)與生產(chǎn)規(guī)模，零件材料及硬度，零件的結(jié)構(gòu)形狀，加工表面的尺寸等許多因素統(tǒng)一考慮。必須結(jié)合生產(chǎn)實際，全面考慮，才能得到最佳的加工方案。而各種加工方案所能達到的精度都有一個較大的范圍。對于每一種加工方法，所能達到的加工精度越高，所消耗的工時和成本也越大。但兩者之間并不完全成正比關(guān)系當一種加工方法的加工精度超過一定的限度后，所需要的加工工時就會迅速增加，這就大大降低了生產(chǎn)率，增加了生產(chǎn)成本，所以是不經(jīng)濟的。各種加工方法在正常條件下能經(jīng)濟的達到加工精度稱為這種加工方法的經(jīng)濟加工精度。所謂正常的生產(chǎn)條件是指：完好的設(shè)備，使用合適的刀具和夾具，一定熟練程度的工人，合理的工時定額等。2.2加工階段的劃分：零件的加工質(zhì)量要求較高時，必須把整個加工過程劃分為幾個階段。1) 粗加工階段2) 半精加工階段3) 精加工階段4) 光整加工階段應(yīng)注意的是，光整加工是以提高加工精度和減小表面粗糙度為主的，一般不能糾正被加工表面的形狀誤差和位置誤差。加工階段的劃分有如下及格優(yōu)點：1) 有利于保證加工精度。2) 有利于合理地使用機床設(shè)備。3) 粗加工安排在前，可及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，以免繼續(xù)加工造成工時的浪費。4) 為了在機械加工工序中插入必要的熱處理工序，同時使熱處理發(fā)揮充分的效果，這就自然的要求把機械加工工藝過程劃分為幾個階段，而每個階段各有其特點及達到的目的5) 精加工工序安排在最后，可有效的使竟加工后的表面不受或少受損傷。2.3工序的集中與分散1.工序集中的特點是：1) 減少了設(shè)備的數(shù)量，減少了操作工的數(shù)量和生產(chǎn)面積；2) 減少了工序數(shù)目，減少了運輸工作量，簡化了生產(chǎn)計劃工作，縮短了生產(chǎn)周期；3) 減少了工件的裝夾次數(shù)，不僅有利于提高生產(chǎn)效率，而且在一次裝夾下加工了許多表面，也易于保證這些被加工表面之間的位置精度；4) 因為采用的專用設(shè)備和專用工藝裝備數(shù)量多而且復雜，因此機床和工藝裝備的調(diào)整，維修工作量大2.工序分散的特點是：1) 采用比較簡單的機床和工藝裝備，調(diào)整容易；2) 對工人的技術(shù)要求低，僅需對其進行短時間的培訓即可上崗3) 生產(chǎn)準備工作量小，產(chǎn)品更新?lián)Q代容易；4) 設(shè)備及操作工數(shù)量較多，所需生產(chǎn)面積大。單件小批量生產(chǎn)一般采用工序集中的方式，而大批大量生產(chǎn)既可以集中，也可以分散，應(yīng)根據(jù)具體情況進行分析隨著加工中心的快速發(fā)展，采用工序集中的生產(chǎn)方式是發(fā)展趨勢。2.4加工順序的安排：1.加工工序的安排 在安排加工工序時，一般應(yīng)遵循如下幾個原則。1)先粗后精。2)先主后次。3)基面先行。4)先面后孔。 一般零件的加工順序為：精準面的加工主要表面的粗加工次要表面的加工熱處理主要表面的精加工最后檢驗。2.熱處理工序的安排熱處理主要用來改善材料的性能和消除內(nèi)應(yīng)力。一般熱處理工序在工藝過程中的安排如下。1) 為改善金屬的組織和加工性能而進行的預(yù)先熱處理，如退火，正火等，一般安排在機械加工之前。2) 為消除內(nèi)應(yīng)力而進行的時效處理工序，常安排在粗加工之后，精加工之前，或在各加工階段之間安排幾次，應(yīng)根據(jù)零件的加工要求和剛性而定。3) 為提高零件的力學性能而進行的最終熱處理，如淬火，氮化等，一般應(yīng)安排在工藝過程的后期，但在該表面的最終加工之前。淬火前應(yīng)安排去毛刺工序。4) 裝飾性熱處理如發(fā)藍等，一般安排在工藝過程的最后進行。3.輔助工序的安排 工序是主要的輔助工序，它是監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量的主要措施。在每道工序中，操作者必須進行自檢，同時在下列情況下必須安排單獨的檢驗工序：1) 粗加工階段結(jié)束之后；2) 重要工序之后；3) 零件從一個車間轉(zhuǎn)到另一個車間之時；4) 特種性能檢驗之前；5) 零件全部加工結(jié)束之后。四方刀架的加工主要是有較高的定位配合，表面接觸精度高。（1） 零件圖工藝性分析: 該零件主要由平面，孔系及外輪廓組成，內(nèi)孔的加工方法有鉆孔，擴孔，絞孔，鏜孔，拉孔，磨孔和光整加工等。根據(jù)加工方法選擇原則。中間36孔的尺寸公差為H7，表面粗糙度要求較高，可采用鉆粗鏜精鏜方案。兩端15mm和12mm孔處沒有尺寸公差要求。平面輪廓常用的加工方法有數(shù)控銑，線切割及磨削等。在本設(shè)計中，平面及外輪廓表面粗糙度要求R2.5mm，可采用粗銑精銑刮研方案。選擇以上方法完全可以保證尺寸，形狀精度和表面粗糙度的要求。（2） 確定裝夾方案: 由于夾具確定了零件在數(shù)控機床坐標系中的位置，因而根據(jù)要求夾具能夠保證零件在機床坐標系的正確坐標方向，同時協(xié)調(diào)零件與機床坐標系的尺寸。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，加工上表面，36mm內(nèi)圓及其端面和孔系時，可采用專用夾具夾緊；銑削外輪廓時，應(yīng)采用一面兩孔定位方式。選擇上述裝夾方式，結(jié)構(gòu)相對簡單，能保證加工要求，便于實施。（3） 確定加工順序: 加工順序的選擇直接影響到零件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率和加工成本。按照基面先行，先面后孔，先主后次，先粗后精的原則確定加工順序，即粗加工定位基準面（36端面）粗，精加工25端面粗加工 C面 孔系加工 精銑C面 刮研各表面。（4） 切削用量選擇: 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度），切削深度或?qū)挾?，進給速度（進給量）等。切削用量的大小對切削力，切削功率，刀具磨損，加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。對于不同的加工方法，需選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。合理選擇切削用量的原則是: 粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。 切削深度ap: 在機床、工件和刀具剛度允許的情況下，ap就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床。切削寬度ae: 一般ae與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟型數(shù)控加工中，一般ae的取值范圍為：ae=（0.60.9）Dc。切削速度Vc: 提高Vc也是提高生產(chǎn)率的一個措施，但Vc與刀具耐用度的關(guān)系比較密 隨著Vc的增大，刀具耐用度急劇下降，故Vc的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時，Vc可采用8m/min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時，Vc可選200m/min以上。主軸轉(zhuǎn)速n(r/min): 主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度Vc來選定。計算公式為：n=1000Vc/d式中，d為刀具或工件直徑（mm）。數(shù)控機床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開關(guān)，可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速進行整倍數(shù)調(diào)整。進給速度Vf。Vf應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。Vf的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時，Vf可選擇得大些。在加工過程中，Vf也可通過機床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進行人工調(diào)整，但是最大進給速度要受到設(shè)備剛度和進給系統(tǒng)性能等的限制。 隨著數(shù)控機床在生產(chǎn)實際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，要在人機交互狀態(tài)下即時選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)點，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)水平。 背吃刀量的選擇應(yīng)根據(jù)加工余量確定。粗加工時，一次進給應(yīng)盡可能切除全部余量。在中等功率的機床上。背吃刀量可達810mm。半精加工時，背吃刀量取為0.52mm。精加工時，背吃刀量取為0.20.4mm。1) 以25 +0.023 0端面與25 +0.023 0孔的軸線垂直要求不大于0.023mm，讓刀架表面轉(zhuǎn)位靈活。25 +0.023 0端面平面度要求不大于0.008mm, 高精度可保證接觸及潤滑性好。15 +0.019 0與25 +0.023 0孔的同軸度高為0.05mm，以及以25 +0.023 0為對稱的兩個15 +0.019 0孔的位置精度為0.02mm。2) 36與25 +0.023 0對接處加工退刀槽至370.mm1距36端面為390 -0.8寬3mm側(cè)面10 +0.030 0螺栓孔將刀架鎖緊在手柄上推動旋轉(zhuǎn)提出尺寸公差要求。C表面淬火以保證接觸面強度和硬度及耐磨性。3) 25 +0.023 0表面進行磨削加工以滿足平面度要求。4) 分析毛坯的余量大小及均勻性 ，主要是考慮在加工時要不要分層切削，分幾層切削，也要分析加工中與加工后的變形程度，考慮是否應(yīng)采取預(yù)防性措施與補救措施。如對于熱軋中、厚鋁板，經(jīng)淬火時效后很容易在加工中與加工后變形，最好采用經(jīng)預(yù)拉伸處理后的淬火板坯。5) 毛坯的加工余量是否充分，批量生產(chǎn)時的毛壞余量是否穩(wěn)定。毛坯主要指鍛、鑄件，因模鍛時的欠壓量與允許的錯模量會造成余量多少不等，鑄造時也會因沙型誤差、收縮量及金屬液體的流動性差不能充滿型腔等造成余量不等。此外，鍛、鑄后，毛坯的翹曲與扭曲變形量的不同也會造成加工余量不充分、不穩(wěn)定。在通用銑削工藝中，對上述情況常常采用劃線時串位借料的方法來解決。但是在采用數(shù)控銑削時，次定位將決定工件的“命運”，加工過程的自動化很難照顧到何處余量不足的問題。因此，除板料外，不管是鍛件、鑄件還是型材，只要準備采用數(shù)控銑削加工，其加工面均應(yīng)有較充分的余量。經(jīng)驗表明，數(shù)控銑削中最難保證的是加工面與非加工面之間的尺寸，這一點應(yīng)該引起特別重視。在這種情況下，如果已確定或準備采用數(shù)控銑削，就應(yīng)事先對毛坯的設(shè)計進行必要更改或在設(shè)計時就加以充分考慮，即在零件圖紙注明的非加工面處也增加適當余量。 第三章 四方刀架工藝規(guī)程的設(shè)計3.1確定四方刀架毛坯的制造方式零件材料為45鋼，零件在工作中需較大夾持力和較好的耐磨性，因此應(yīng)選擇煅造，提高零件的剛度和強度，以增強刀具加工的位置精度。由于產(chǎn)量為中批量并毛坯外形簡單，采用模煅。下圖為毛坯圖 圖（一）圖31 毛坯3.2四方刀架基準面的選擇基準面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基準面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)理得到保證，生產(chǎn)得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批量報廢，使生產(chǎn)無法正常進行?；鶞实倪x擇毛坯為鍛件，從結(jié)構(gòu)的要求看，選36端面作粗基準，加工25端面，然后以25端面為精基準，加工所有面。（基準重合原則）3.3加工四方刀架工藝路線的確定制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。a)工藝路線方案一：銑36端面銑四個側(cè)面銑四個側(cè)面壓力槽，留精加工余量，精銑C面粗、精車25端面，車環(huán)形滑槽，鉆25孔至23，擴24.8，鉸25+0.023 0,倒角.精車36端面,鏜孔36,車退刀槽,倒角.孔14,擴孔14.85, 鉸孔14.95,精鉸15+0.019 0. 鉆8-10.2,攻8-M12-6H,翻鉆9.8,擴10.2,鉸孔10+0.03 0,攻M12-6H.倒角C面淬火,HRC40-45刮25端面終檢,清洗b)工藝路線方案二：粗、精車36端面，鉆孔25+0.023 0 至23,鏜36孔,車退刀槽370.13,倒角.銑四個側(cè)面銑壓力槽,C面留加工余量,精銑C面.在25+0.023 0端面,車環(huán)形槽,鏜25+0.023 0孔至尺寸,倒角中檢鉆鉸415+0.019 0鉆8M12-6H至10.2、攻絲，鉆9.8,鉸10+0.03 0擴10.2,攻絲倒角表面C淬火磨25端面,磨36端面磨四側(cè)面刮25端面清洗、終檢工藝方案比較和分析：上述兩個工藝方案的特點在于：方案一應(yīng)先粗銑25端面以36端面為粗基準然后以加工好的25端面為精基準，相應(yīng)銑四側(cè)面和壓力槽，工序比較集中、合理，但精銑C面應(yīng)另設(shè)一道工序，25端面還要磨削。方案二：先加工36端面并可以便于加工側(cè)面和壓力槽時利于裝夾，但要經(jīng)常換用機床影響效益。并精銑C面和銑壓力槽分成兩道工序。改過后具體工藝過程如下：工藝路線方案：粗銑25端面粗精銑四側(cè)面銑四側(cè)壓力槽C面，留精加工余量粗精車36端面，鉆孔23，擴孔36，鏜370.1退刀槽,倒角精車25端面,車環(huán)形滑槽,擴孔24.8,粗鉸24.94,精鉸25 +0.023 0倒角鉆孔14,擴孔14.85,粗鉸14.95,精鉸15+0.019 0鉆孔810.2,攻絲8-M12-6H,鉆孔9.8,擴孔10.2,鉸孔10+0.030 0攻絲M12-6H精銑C面C面淬火HRC40-45磨面倒角刮面去毛刺,清洗,終檢圖32 銑床裝夾方式4套筒 5定位銷 6支乘板7六角螺釘 8墊圈 9手柄螺母10內(nèi)六角螺母 11定位鍵表31 機械加工工藝過程卡片徐工院產(chǎn)品名稱四方刀架零件名稱方刀架每臺件數(shù)材料牌號45b=0.67Gpa毛坯種類模煅毛坯毛坯外形尺寸13077每毛坯可制件數(shù)名稱45鋼工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容車間設(shè)備名稱及型號夾具名稱及編號切削刀具01銑粗銑25端面銑工車間TK7640數(shù)控銑床鑲齒套式面銑刀02銑粗精銑四側(cè)面銑工車間TK7640數(shù)控銑床鑲齒套式面銑刀03銑銑四側(cè)壓力槽銑工車間TK7640數(shù)控銑床鑲齒三面刃銑刀04車粗精車36端面,鉆23通孔,擴鉆36孔,鏜退刀槽車工車間CAK6150DJ數(shù)控車床錐柄麻花鉆、錐柄擴孔鉆、車刀、直槽鏜刀05車精車25端面，車環(huán)形滑槽, 擴孔24.8,粗鉸24.94, 精鉸25+0.023 0，倒角車工車 間CAK6150DJ數(shù)控車床專用夾具成形車刀06鉆鉆孔14,擴孔14.85,粗鉸14.95,精鉸15+0.019銑工車間TK7640數(shù)控銑床07鉆鉆8-10.2,攻8-M12-6H,翻鉆9.8,擴10.2,鉸孔 10+0.03 0,攻M12-6H.銑工車間TK7640數(shù)控銑床08銑精銑C面銑工車間TK7640數(shù)控銑床專用夾具直柄立銑刀09C面淬HRC40-4510磨面11倒角12刮面13去毛刺,清洗,終檢設(shè)計張進指導徐鯤鵬審 核3.4根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、毛坯尺寸據(jù)機械制造工藝簡明手冊（以下稱：工藝手冊）據(jù)表2.2-252.2-20查得:尺寸125 0 -0.6單邊加工余量為2.02.5mm偏差為1.0mm尺寸720 -0.12單邊加工余量為2.02.5mm偏差為0.5mm則取毛坯尺寸為130x130x77的方塊2、25+0.023 0和36的內(nèi)孔加工:毛坯為實心不沖孔25+0.023 0孔精度界于IT-IT8之間參<<工藝手冊>表2.3-8或表2.3-9確定工序尺寸和余量鉆孔:23mm鏜孔:36 深390 -0.8 2Z=13mm擴小孔:24.8mm 2Z=1.8mm鉸孔: 25+0.023 0 2Z=0.2mm3、定位孔15+0.019 0X4的加工 精度參<<工藝手冊>>表2.3-8鉆孔: 14mm擴孔: 14.85mm 2Z=0.85mm粗鉸: 14.95mm 2Z=0.1mm精鉸: 15+0.019 04、9-M12-6H并攻絲 查<<工藝手冊>>表2.3-8及2.3-20鉆孔：8X10.2mm 攻絲: 8-M12 5、M12-6H定位銷孔 查<<工藝手冊>>表2.3-9鉆孔: 9.8mm 擴孔: 10.2mm 2Z=0.4mm鉸孔: 10+0.030 0 2Z=0.2mm攻絲:M12-6H 6、25+0.023 0端面nP=0.015mm3.5確定切削用量及工時工序一：粗銑25端面：用計算法確定切削用量及工時工件材料：45號鋼 b=0.67Gpa 模煅加工要求：粗銑130X130端平面 深度ap=1-2mm量具:游標卡尺，千分尺機床：TK7640刀具：鑲齒套式面銑刀 銑刀直徑200mm 齒數(shù)Z=20fz=0.08mm/齒 ap=1.5mm 參<<切削用量簡明手冊>>（以下簡稱：<<切削手冊>>）V=CvD0.25/T0.2t0.1fz0.2B0.5Z0.1Cv=73 D=200 T=240 t=1.5 B=135 Z=20 參<<金屬機械加工工藝人員手冊>>表10-106 得 V=51.82m/min Kmv=1.0 Ksv=1.0 KTv=0.87 KBv=1.0 KZv=1.0所以 V=45.08m/minn= 1000v d =1000x45.08 3.14x200=71.78r/s 參<<工藝手冊>>表4.2-36 取 n=75r/s 則 v=47.1m/min工作臺每分鐘進給量 fm=fzZnw=0.08x20x75=120mm/min 參<<金屬機械加工工藝人員手冊>> l1=28.5mm l2=4mm tM=l+l1+l2/fm=130+28.5+4/120=1.35 (min) 表32 機械加工工序卡片徐州工院產(chǎn)品型號零件圖號工序號01共 8 頁產(chǎn)品名稱四方刀架零件名稱方刀架工序名稱粗銑25端面第1頁材 料硬 度牌號名稱4545 鋼207241HBS毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)鑄造毛坯130*771設(shè)備名稱設(shè)備型號同時加工件數(shù)數(shù)控銑床TK76401夾具編號夾具名稱切削液乳化液工步號工步內(nèi)容（單位：mm）刀具量具走刀長度走刀次數(shù)主軸轉(zhuǎn)數(shù)( r/s )切削速度（m/min）進給量（mm/min）背吃刀量（mm）工步工時1粗銑25端面鑲齒套式面銑刀游標卡尺12002754512051.35編制張進校對審核工序二:銑四側(cè)面量具:游標卡尺，千分尺刀具：鑲齒套式面銑刀 銑刀直徑200mm 齒數(shù)Z=20fz=0.08mm/齒 ap=1.5mm 參<<切削用量簡明手冊>>（以下簡稱：<<切削手冊>>）V=CvD0.25/T0.2t0.1fz0.2B0.5Z0.1Cv=73 D=200 T=240 t=1.5 B=135 Z=20 參<<金屬機械加工工藝人員手冊>>表10-106 得 V=51.82m/minKmv=1.0 Ksv=1.0 KTv=0.87 KBv=1.0 KZv=1.0所以 V=45.08m/minn= 1000v d =1000x45.08 3.14x200=71.78r/s 參<<工藝手冊>>表4.2-36 取 n=75r/s 則 v=47.1m/min工作臺每分鐘進給量 fm=fzZnw=0.08x20x75=120mm/min 參<<金屬機械加工工藝人員手冊>> l1=28.5mm l2=4mm tM=2x(l+l1+l2/fm)=2x(75.5+28.5+4/120)=1.8 (min) 表33 機械加工工序卡片徐州工院產(chǎn)品型號零件圖號工序號02共 8 頁產(chǎn)品名稱四方刀架零件名稱方刀架工序名稱銑四側(cè)面第2頁材 料硬 度牌號名稱4545 鋼207241HBS毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)鑄造毛坯130*771設(shè)備名稱設(shè)備型號同時加工件數(shù)數(shù)控銑床TK76401夾具編號夾具名稱切削液乳化液工步號工步內(nèi)容（單位：mm）刀具量具走刀長度走刀次數(shù)主軸轉(zhuǎn)數(shù)( r/s )切削速度（m/min）進給量（mm/min）背吃刀量（mm）工步工時1銑四側(cè)面鑲齒套式面刀游標卡尺1752754512051.8編制張進校對審核工序三:銑四側(cè)壓力槽刀具：鑲齒三面刃銑刀 銑刀直徑160mm 齒數(shù)Z=18fz=0.05mm/齒 ap=25mm ae=29mm T=150 參<<金屬機械加工工藝人員手冊>>表10-106量具:游標卡尺，千分尺參<<切削手冊>>表3.4及3.27V=CvdqvKv/Tmaxv pfyv zauv ezpvCv=48 qv=0.25 xv=0.1 yv=0.2 uv=0.3 pv=0.1 m=0.2 Kmv=1.15 Ksv=1.0 KTv=1.0 KBv=1.0 得 V=26.8m/minn= 1000v d =1000x45.08 3.14x200=53.4r/s 參<<工藝手冊>>表4.2-36 取 n=60r/s 則 v=30m/min工作臺每分鐘進給量 fm=fzZnw=0.02x20x60=24mm/min 參<<切削手冊>>表3.25 y+=60mm L=125mm tM=2x(L+y+/fm)=2x(125+60/24)=15.4 (min) 表34 機械加工工序卡片徐州工院產(chǎn)品型號零件圖號工序號03共 8 頁產(chǎn)品型號四方刀架零件名稱方刀架工序名稱銑四側(cè)壓力槽第3頁材 料硬 度牌號名稱4545 鋼207241HBS毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)鑄造毛坯130*771設(shè)備名稱設(shè)備型號同時加工件數(shù)銑床TK76401夾具編號夾具名稱切削液乳化液工步號工步內(nèi)容（單位：mm）刀具量具走刀長度走刀次數(shù)主軸轉(zhuǎn)數(shù)( r/s )切削速度（m/min）進給量（mm/min）背吃刀量（mm）工步工時1銑四側(cè)面鑲齒三面刃銑刀游標卡尺15002603024515.4編制張進校對審核工序四:粗精車36端面,鉆23通孔,擴鉆36孔,鏜退刀槽機床:CAK6150DJ刀具:車刀刀片材料YT15 刀桿尺寸BxH=16x25 o=15o o=8o Kr=90o r=0.5mm s=0o Kr/=10o 參<<切削手冊>>表1.3孔加工刀具:錐柄麻花鉆、錐柄擴孔鉆 （材料：W18Cr4V）參<<工藝手冊>>表3.1-6及3.1-8鏜刀:方形尺寸 10x10 長 50mm 直槽鏜刀 YT15量具:游標卡尺，千分尺1、粗車36 已知道總的加工余量為3.5mm,留兩面加工精加工余量各1mm,粗車深ap=1.5mm。進給量查<<切削手冊>>表1.4 當?shù)稐U16x25 ap3mm 工件直徑400mm 時f=0.8-1.2mm/r參<<切削手冊>>表1.31 取f=0.86mm/r參<<切削手冊>>表1.27 V=CvKv/TmaXv pfyvCv=235 Xv=0.15 yv=0.45 m=0.2 KTv=1.0 KMv=1.0 Ksv=1.0 Ktv=1.0 Kkrv=0.81 Kfc=1.0 參<<切削手冊>>表1.9 T=60 得 V=87.9 m/min主軸轉(zhuǎn)速: n=1000v/d=158.4 r/min查<<切削手冊>>表1.31 取n=160 r/min 得 V=88.8 m/min切削工時節(jié):L=125x21/2/2=88.4mm 參<<切削手冊>>表1.26 y+=1.0T=(L+ y+)/nf=0.65 (min)2、精車36端面 Ra2.5 ap=1.0mm參<<切削手冊>>表1.6 f=0.2mm/r (V100m/min)參<<切削手冊>>表1.27 V=CvKv/TmaXv pfyvCv=291 Xv=0.15 yv=0.2 m=0.2 KTv=1.0 KMv=1.0 Ksv=1.0 Ktv=1.0 Kkrv=0.81 Kfc=1.0 參<<切削手冊>>表1.9 T=60 得 V=143.4 m/min主軸轉(zhuǎn)速: n=1000v/d=258.3 r/min 查<<切削手冊>>表1.31 取n=250 r/min V=138.8 m/min切削工時節(jié): L=125x21/2/2=88.4mm 參<<切削手冊>>表1.26 y+=1.0 T=(L+ y+)/nf=1.78 (min)3、鉆23通孔 參<<切削手冊>>表2.7 b800Mpa d=23mm 時f=0.39-0.47mm/rL/f=73/233 Klf=1參<<切削手冊>>表2.8 b=670Mpa 鉆頭強度允許f=1.32mm/r 取 f=0.4mm/r參<<切削手冊>>表2.12 T=50參<<切削手冊>>表2.30 V=CvdZvKv/TmaXv pfyvCv=6.6 Zv=0.4 xv=0 yv=0.5 m=0.2 KTv=1.0 KMv=1.0 Ktv=1.0 Kxv=1.0 Klv=1.0 得 V=16.7 m/min主軸轉(zhuǎn)速: n=1000v/d=231.6 r/min參<<切削手冊>>表1.31 取 n=250r/min參<<切削手冊>