四方刀架的加工工藝及夾具設計

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1、徐州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 四方刀架的加工工藝及夾具設計 - 47 - 前 言 機床四方刀架，它是一種應用廣泛的夾持刀具的部件，它可以同時夾持四把刀具，并可以通過旋轉位置以實現(xiàn)換刀的功能。功能就是夾持刀具可實現(xiàn)轉位換刀。四方刀架由于經(jīng)常旋轉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，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術

2、要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領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)程設計中的重要工作之一。基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。 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，考慮是否應采取預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)預拉伸

3、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)學校提供的技術資料，確定做四方刀架的加工工藝及夾具設計。 目錄 摘要 2 Abstrac 3 第一章 概述 4 1.1四方刀架的作用 4 1.2四方刀架的要求 4 1.3加工四方刀架的機床選擇 4 1.4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 9 2.1工藝路線的擬定： 9 2.2加工階段的劃分： 10 2.3工序的集中與分散 11 2.4加工順序的安排： 11 第三章 四方刀架工藝規(guī)程的設計 15 3.1確定四方刀架毛坯的制造方式 15 3.2四方刀架基準面的選擇 15

4、 3.3加工四方刀架工藝路線的確定 16 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： 19 3.5確定切削用量及工時 20 3.6 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計 39 4.1設計夾具的方法和步驟： 39 4.2夾具設基本要求計的： 39 4.3設計步驟如下： 40 4.4夾具總圖上尺寸，公差及技術要求的標注 40 4.5工件在夾具中加工的精度分析 41 4.6夾具總體方案的設計： 42 第五章 結 論 44 參考文獻 45 致謝 46 摘要

5、 本設計的課題是四方刀架的加工工藝和夾具設計，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計的方案。經(jīng)過一段時間的設計，繪制加工零件圖一張，繪制工

6、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,

7、 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

8、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 facin

9、g 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, th

10、e 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 c

11、ard 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

12、一種應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)轉位換刀。 1.2四方刀架的要求 四方刀架由于經(jīng)常旋轉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

13、內(nèi)外先進設計思想開發(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)退火處理消除應力，獨有的床腳連體設計剛性好。 （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”

14、工藝。各運動軸摩擦力小、反應快、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計，經(jīng)過有限元分析，結構先進合理。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，具有轉速高、剛性強、精度高、熱變形小、運轉平穩(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

15、） 機床可根據(jù)用戶要求配置手動、液壓卡盤或手動、液壓尾。 主要技術參數(shù)： 最大加工外徑：500mm 最大加工長度：120mm X軸行程：125mm Z軸行程：250mm 主軸孔徑：52mm 棒材容納直徑：42mm 主軸轉速：63—1800r/s X軸快速移動：15000mm/min Z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：0.4s 2．TK7640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

16、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）三軸均采用預拉式功能，當高速運轉時可以防止熱變形，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。

17、 （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:

18、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 刀具選擇應具備

19、的性能 1）．硬度和耐磨性 硬度是刀具材料應具備的基本特性。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。 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

20、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，刀具材料還應具備在高溫下抗氧化的能力，以及良好的抗粘結的能力，即刀具材料應具有良好的化學穩(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

21、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)展應結合本國資源。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1—1 數(shù)車刀具 序號 名 稱 規(guī) 格 數(shù)量 1 車刀 2020 mm；主偏角：93～95； 副偏角3～5；刀尖圓角R2.5； 1 2 2020 mm；主偏角：93～95； 副偏角50～55；刀尖圓角R1.6； 1 3 2020 mm；主偏角：93～95； 副

22、偏角50～55；刀尖圓角R0.8； 1 4 內(nèi)孔車刀 四方刀桿2020 mm； 孔徑范圍Φ22-40 mm； 60mm≥刀桿伸長≥40mm； 1 5 麻花鉆 Φ23，Φ36，Φ10，Φ14 各1 6 直槽鏜刀 1 7 中心鉆 Φ3 1 數(shù)控銑床所需刀具選擇: 表1—2 數(shù)銑刀具 序號 名 稱 規(guī) 格 數(shù)量 1 直柄立銑刀 Φ20 , Φ16,Φ8 各1 2 鑲齒套式面銑刀 18齒(Φ160)，20齒(Φ200) 各1 第二章 四方刀架的工藝性分析 在生

23、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，一是審查零件的結構形狀及尺寸精度、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

24、： 擬定工藝路線是制定工藝規(guī)程中關鍵的一步，它與定位基準的選擇有著密切的關系。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上，對各加工表面選擇相應的加工方法和方案。 （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

25、工方案要根據(jù)被加工孔的技術要求和具體的生產(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，應與生產(chǎn)規(guī)模，零件材料及硬度，零件的結構形狀，加工表面的尺寸等許多因素

26、統(tǒng)一考慮。必須結合生產(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

27、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

28、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

29、； 4) 設備及操作工數(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)應力。一般熱處理工序在工藝過程中的安排

30、如下。 1) 為改善金屬的組織和加工性能而進行的預先熱處理，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

31、： 1) 粗加工階段結束之后； 2) 重要工序之后； 3) 零件從一個車間轉到另一個車間之時； 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φ36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φ15mm和φ12mm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。在本設計中，平面及外輪廓表面粗糙度要求R2.5mm，可

32、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)零件的結構特點，加工上表面，φ36mm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，應采用一面兩孔定位方式。選擇上述裝夾方式，結構相對簡單，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（φ

33、36端面）→粗，精加工φ25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，但也應考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質(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)值應根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結合經(jīng)驗而定。 切削深度ap: 在機床、工件和刀具

34、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=（0.6～0.9）Dc。 切削速度Vc: 提高Vc也是提高生產(chǎn)率的一個措施，但Vc與刀具耐用度的關系比較密

35、 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。 主軸轉速n(r/min): 主軸轉速一般根據(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速修調(diào)（倍率）開關，可在加工過程中對主軸轉速進行整倍數(shù)調(diào)整。 進給速度Vf。Vf應根據(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

36、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)開關進行人工調(diào)整，但是最大進給速度要受到設備剛度和進給系統(tǒng)性能等的限制。 隨著數(shù)控機床在生產(chǎn)實際中的廣泛應用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關鍵問題之一。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。 背吃刀量的選擇應根據(jù)加工余量確定。粗加工時，一次進給應盡可能切除全部余量。在中等功率的機床上。背吃刀量可達8~

37、10mm。半精加工時，背吃刀量取為0.5~2mm。精加工時，背吃刀量取為0.2~0.4mm。 1) 以φ25 +0.023 0端面與φ25 +0.023 0孔的軸線垂直要求不大于0.023mm，讓刀架表面轉位靈活。φ25 +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。φ15 +0.019 0與φ25 +0.023 0孔的同軸度高為0.05mm，以及以φ25 +0.023 0為對稱的兩個φ15 +0.019 0孔的位置精度為0.02mm。 2) φ36與φ25 +0.023 0對接處加工退刀槽至φ370.mm1距φ36端面為390 -0.8寬3mm側面

38、φ10 +0.030 0螺栓孔將刀架鎖緊在手柄上推動旋轉提出尺寸公差要求。C表面淬火以保證接觸面強度和硬度及耐磨性。 3) φ25 +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，考慮是否應采取預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

39、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，就應事先對毛坯的設計進行必要更改或在設計時就加以充分考慮，即在零件圖紙注明的非加工面處

40、也增加適當余量。 第三章 四方刀架工藝規(guī)程的設計 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

41、 圖（一） 圖3—1 毛坯 3.2四方刀架基準面的選擇 基準面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；鶞拭孢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。 基準的選擇 毛坯為鍛件，從結構的要求看，選Φ36端面作粗基準，加工Φ25端面，然后以Φ25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，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度

42、等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領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： ⑴銑ф36端面 ⑵銑四個側面 ⑶銑四個側面壓力槽，留精加工余量，精銑C面 ⑷粗、精車ф25端面，車環(huán)形滑槽，鉆ф25孔至ф23，擴ф24.8，鉸ф25+0.023 0,倒角. ⑸精車ф36端面,鏜孔ф36,車退刀槽,倒角. ⑹孔ф14,擴孔ф14.85, 鉸孔ф14.95,精鉸ф15+0.019 0. ⑺鉆8-ф10.2,攻8-M12-6H,翻鉆ф9.8,擴ф10.2

43、,鉸孔ф10+0.03 0,攻M12-6H. ⑻倒角 ⑼C面淬火,HRC40-45 ⑽刮ф25端面 ⑾終檢,清洗 b)工藝路線方案二： ⑴粗、精車ф36端面，鉆孔ф25+0.023 0 至ф23,鏜ф36孔,車退刀槽ф370.13,倒角. ⑵銑四個側面 ⑶銑壓力槽,C面留加工余量,精銑C面. ⑷在ф25+0.023 0端面,車環(huán)形槽,鏜ф25+0.023 0孔至尺寸,倒角 ⑸中檢 ⑹鉆鉸4ф15+0.019 0 ⑺鉆8M12-6H至ф10.2、攻絲，鉆ф9.8,鉸φ10+0.03 0擴ф10.2,攻絲 ⑻倒角 ⑼表面C淬火 ⑽磨ф25端面,磨ф36端面 ⑾磨四側

44、面 ⑿刮ф25端面 ⒀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：方案一應先粗銑ф25端面以ф36端面為粗基準然后以加工好的ф25端面為精基準，相應銑四側面和壓力槽，工序比較集中、合理，但精銑C面應另設一道工序，ф25端面還要磨削。方案二：先加工ф36端面并可以便于加工側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： ⑴粗銑ф25端面 ⑵粗精銑四側面 ⑶銑四側壓力槽C面，留精加工余量 ⑷粗精車ф36端面，鉆孔ф23，擴孔ф36，鏜ф370.1退刀槽,倒角 ⑸精車ф25端面,車環(huán)

45、形滑槽,擴孔ф24.8,粗鉸ф24.94,精鉸ф25 +0.023 0倒角 ⑹鉆孔ф14,擴孔ф14.85,粗鉸ф14.95,精鉸ф15+0.019 0 ⑺鉆孔8ф10.2,攻絲8-M12-6H,鉆孔ф9.8,擴孔ф10.2,鉸孔ф10+0.030 0攻絲M12-6H ⑻精銑C面 ⑼C面淬火HRC40-45 ⑽磨面 ⑾倒角 ⑿刮面 ⒀去毛刺,清洗,終檢 圖3—2 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

46、 表3—1 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 45 σb=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 設備名稱 及型號 夾具名稱 及編號 切削刀具 01 銑 粗銑ф25端面 銑工車間 TK7640數(shù)控銑床 鑲齒套式面銑刀 02 銑 粗精銑四側面 銑工車間 TK7640數(shù)控銑床 鑲齒套式面銑刀 03 銑 銑四側壓力槽 銑工車間 TK7640數(shù)

47、控銑床 鑲齒三面刃銑刀 04 車 粗精車ф36端面,鉆ф23通孔,擴鉆ф36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φ25端面，車環(huán)形滑槽, 擴孔φ24.8,粗鉸φ24.94, 精鉸φ25+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φ14,擴孔φ14.85,粗鉸φ14.95,精鉸φ15+0.019 銑工車間 TK7640數(shù)控銑床 07 鉆 鉆8-ф10.2,攻8-M12-6H,翻鉆ф9.8,擴ф10.2,鉸孔 ф

48、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 09 C面淬HRC40-45 10 磨面 11 倒角 12 刮面 13 去毛刺,清洗,終檢 設計 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2.2-2

49、5 2.2-20查得: 尺寸125 0 -0.6單邊加工余量為2.0~2.5mm偏差為1.0mm 尺寸720 -0.12單邊加工余量為2.0~2.5mm偏差為0.5mm 則取毛坯尺寸為130x130x77的方塊 2、ф25+0.023 0和ф36的內(nèi)孔加工: 毛坯為實心不沖孔ф25+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:ф23mm 鏜孔:ф36 深390 -0.8 2Z=13mm 擴小孔:ф24.8mm 2Z=1.8mm 鉸孔: ф25+

50、0.023 0 2Z=0.2mm 3、定位孔ф15+0.019 0X4的加工 精度參<<工藝手冊>>表2.3-8 鉆孔: ф14mm 擴孔: ф14.85mm 2Z=0.85mm 粗鉸: ф14.95mm 2Z=0.1mm 精鉸: ф15+0.019 0 4、9-M12-6H并攻絲 查<<工藝手冊>>表2.3-8及2.3-20 鉆孔：8Xф10.2mm 攻絲: 8-M12

51、 5、M12-6H定位銷孔 查<<工藝手冊>>表2.3-9 鉆孔: ф9.8mm 擴孔: ф10.2mm 2Z=0.4mm 鉸孔: ф10+0.030 0 2Z=0.2mm 攻絲:M12-6H 6、ф25+0.023 0端面nP=0.015mm 3.5確定切削用量及工時 工序一：粗銑ф25端面：用計算法確定切削用量及工時 工件材料：45號鋼 σb=0.67Gpa 模煅 加工要求：粗銑130X130端平面

52、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ф200mm 齒數(shù)Z=20 fz=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/T0.2t0.1fz0.2B0.5Z0.1 Cv=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 KB

53、v=1.0 KZv=1.0 所以 V=45.08m/min n= 1000v πd =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3—2 機械加工工序卡

54、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ф25端面 第1頁 材 料 硬 度 牌號 名稱 45 45 鋼 207~241HBS 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 鑄造毛坯 130*77 1 設備名稱 設備型號 同時加工件數(shù) 數(shù)控銑床 TK7640 1 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) 主軸轉數(shù) ( r/s ) 切削速度（m/min） 進

55、給量 （mm/min） 背吃刀量（mm） 工步工時 1 粗銑ф25端面 鑲齒套式面銑刀 游標卡尺 1200 2 75 45 120 5 1.35 編制 張進 校對 審核 工序二:銑四側面 量具:游標卡尺，千分尺 刀具：鑲齒套式面銑刀 銑刀直徑ф200mm 齒數(shù)Z=20 fz=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/T0.2t0.1fz0.2B0.5Z0.1 Cv=73 D=200 T=240 t=1.5 B=

56、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/min n= 1000v πd =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

57、 l2=4mm tM=2x(l+l1+l2/fm)=2x(75.5+28.5+4/120)=1.8 (min) 表3—3 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 銑四側面 第2頁 材 料 硬 度 牌號 名稱 45 45 鋼 207~241HBS 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 鑄造毛坯 130*77 1 設備名稱 設備型號 同時加工件數(shù) 數(shù)控銑床 TK7640 1 夾具編號 夾具名稱 切削液

58、 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 銑四側面 鑲齒套式面刀 游標卡尺 175 2 75 45 120 5 1.8 編制 張進 校對 審核 工序三:銑四側壓力槽 刀具：鑲齒三面刃銑刀 銑刀直徑ф160mm 齒數(shù)Z=18 fz=0.05mm/齒 ap=25mm ae=29mm T=150 參<<金屬機械加工工藝人員手

59、冊>>表10-106 量具:游標卡尺，千分尺 參<<切削手冊>>表3.4及3.27 V=CvdqvKv/Tmaxv pfyv zauv ezpv Cv=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/min n= 1000v πd =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

60、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3—4 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 銑四側壓力槽 第3頁 材 料 硬 度 牌號 名稱 45 45 鋼 207~241HBS 毛坯種類 毛坯

61、外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 鑄造毛坯 130*77 1 設備名稱 設備型號 同時加工件數(shù) 銑床 TK7640 1 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 銑四側面 鑲齒三面刃銑刀 游標卡尺 1500 2 60 30 24 5 15.4 編制 張進 校對 審核 工序四:粗精車ф36端面,鉆ф23通孔,擴鉆ф36孔

62、,鏜退刀槽 機床:CAK6150DJ 刀具:車刀刀片材料YT15 刀桿尺寸BxH=16x25 γo=15o αo=8o Kr=90o rε=0.5mm λs=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ф36 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)?/p>

63、桿16x25 ap≤3mm 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 pfyv Cv=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 Kγfc=1.0 參<<切削手冊>>表1.9 T=60 得 V=87.9 m/min 主軸轉速: n=1000v/πd=158.4 r/min 查<<切削手冊>>表1.31

64、 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+△=1.0 T=(L+ y+△)/nf=0.65 (min) 2、精車ф36端面 Ra2.5 ap=1.0mm 參<<切削手冊>>表1.6 f=0.2mm/r (V≥100m/min) 參<<切削手冊>>表1.27 V=CvKv/TmaXv pfyv Cv=291 Xv=0.15 yv=0.2

65、 m=0.2 KTv=1.0 KMv=1.0 Ksv=1.0 Ktv=1.0 Kkrv=0.81 Kγfc=1.0 參<<切削手冊>>表1.9 T=60 得 V=143.4 m/min 主軸轉速: n=1000v/πd=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

66、.78 (min) 3、鉆φ23通孔 參<<切削手冊>>表2.7 σb≤800Mpa d=23mm 時f=0.39-0.47mm/r L/f=73/23≈3 Klf=1 參<<切削手冊>>表2.8 σb=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 pfyv Cv=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 主軸轉速: n=1000v/πd=231.6 r/min 參<<切削手冊>>表1.31 取 n=250r/min 參<<切削手冊>