[夹具设计毕业设计说明书]夹具毕业设计说明书

1.引言

机床方刀架，它是一种应用广泛的夹持刀具的部件，它可以同时夹持四把刀具，并可以通过旋转位置以实现换刀的功能。功能就是夹持刀具可实现转位换刀。方刀架由于经常旋转接触面而需较高的精度。持刀时要较高的压紧力，因此持刀面要一定的硬度和强度。零件材料为45钢，零件在工作中需较大夹持力和较好的耐磨性，因此应选择煅造，提高零件的刚度和强度，以增强刀具加工的位置精度。

制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质理得到保证，生产得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。

分析毛坯的余量大小及均匀性，主要是考虑在加工时要不要分层切削，分几层切削，也要分析加工中与加工后的变形程度，考虑是否应采取预防性措施与补救措施。如对于热轧中、厚铝板，经淬火时效后很容易在加工中与加工后变形，最好采用经预拉伸处理后的淬火板坯。

总之，经过一段时间的调研，参阅大量的资料，根据学校提供的技术资料，确定做方刀架工艺规程及夹具设计。

方刀架工艺规程及夹具设计

2.零件的分析

2.1零件的作用

机床方刀架，是一种应用广泛的夹持刀具的部件，它可以同时夹

持四把刀具，并可以通过旋转位置以实现换刀的功能。方刀架的作用是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，为车工提供方便，同时也节省了大量的辅助时间，大大提高了生产效率。

功能：就是夹持刀具可实现转位换刀。

2.2零件的要求

方刀架由于经常旋转接触面而需较高的精度。持刀时要较高的压

紧力，因此持刀面要一定的硬度和强度。

零件材料为45钢，零件在工作中需较大夹持力和较好的耐磨性，

因此应选择煅造，提高零件的刚度和强度，以增强刀具加工的位置精度。

2.3加工方刀架的刀具选择

刀具材料：

刀具材料一般是指刀具切削部分的材料。它的性能优劣是影响加工表面质量，切削效率，刀具寿命的重要因素。选用新型刀具材料不但能有效地提高切削效率，加工质量和降低成本，而且往往是解决某些难加工材料的工艺关键。

刀具材料类型：

当前使用的刀具材料分4大类：工具钢（包含碳素工具钢，合金工具钢，高速钢），硬质合金，陶瓷，超硬刀具材料。一般机加工使用最多的是高速钢与硬质合金 刀具选择应具备的性能。 2

方刀架工艺规程及夹具设计

2.3.1硬度和耐磨性

硬度是刀具材料应具备的基本特性。刀具要从工件上切下切屑，其硬度必须比工件材料的硬度大切削金属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损的能力。一般来说，刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。组织中硬质点（碳化物，氮化物）的硬度越高，数量越多，颗粒越小，分布越均匀，则耐磨性越高。但刀具材料的耐磨性还取决于和他的化学成分，强度，显微组织及摩擦区的温度有关。

2.3.2足够的强度和韧性

要使刀具在承受很大压力，以及在切削过程中通常要出现的冲击和振动的条件下工作，而不产生崩刃和折断，刀具就必须具有足够的强度和韧性。

2.3.3高的耐热性

耐热性是衡量刀具材料切削性能的主要标志。它是指刀具材料在高温条件下保持硬度，耐磨性，强度和韧性的性能，刀具材料的高温硬度愈高，则刀具的预热性能愈好，允许的切削速度愈高。

除高温硬度外，刀具材料还应具备在高温下抗氧化的能力，以及良好的抗粘结的能力，即刀具材料应具有良好的化学稳定性。

2.3.4良好的热物理性能和耐热冲击性能

刀具材料的导热性愈好，切削热愈容易从切削区散走，有利于降低切削温度。刀具在断续切削或使用切削液时，常常受到很大的热冲击（温度变化剧烈）因而刀具内部会产生裂纹导致断裂。

2.3.5良好的工艺性能

为便于刀具制造，要求刀具材料具有良好的工艺性能，如铸造性能，热处理性能，高温塑性变形性能，磨削加工性能。

2.3.6经济性

3

方刀架工艺规程及夹具设计

经济性是刀具材料的重要指标之一，刀具材料的发展应结合本国资源。有的刀具虽然单成本很贵，但因其使用寿命很长，所以费用不一定很高，。因此在选用时，要考虑经济效果，同时要保证他的稳定性和可靠性。

2.4零件的工艺分析

2.4.1零件图样分析

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。

?0.019?15mm孔对基准B的位置度要求为?0.05mm。 0（1）

（2）图中左端（方刀架底面）平面度公差为0.008mm。

（3）图中左端对基准B的垂直度要求为0.05mm。

（4）C表面热处理40～45HRC.

（5）材料为45钢。

2.4.2 工艺分析

方刀架的加工主要是有较高的定位配合表面接触精度高

1、以φ25 0

+0.023 端面与φ25 0+0.023 孔的轴线垂直要求不大于4

方刀架工艺规程及夹具设计

0.025mm，让刀架表面转位灵活。φ250+0.023 端面平面度要求不大于

+0.019 0.008mm, 高精度可证接触及润滑性好。φ150

度高为0.05mm，以及以φ250

为±0.02mm。

2、φ36与φ250

0 +0.023 +0.023 与φ250+0.019 +0.023 孔的同轴为对称的两个φ150孔的位置精度对接处加工退刀槽至φ37±0.mm1距φ36端+0.030 面为39-0.8mm宽3mm侧面φ100螺栓孔将刀架锁紧在手柄上推动旋转

提出尺寸公差要求。C表面淬火以保证接触面强度和硬度及耐磨性。

3、φ250+0.023 表面进行磨削加工以满足平面度要求。

2.5生产类型

中批量生产（年产量为5000件）

3.工艺规程的设计

在生产中，凡是改变生产对象的形状，尺寸，相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。如毛坯制造工艺过程，机械加工工艺过程，热处理工艺过程及装配工艺过程等。

在许多情况下，工艺过程不是一成不变的，但在一定的生产条件下，应尽量使工艺过程制定的最为合理，最符合生产实际。将合理的，确定的工艺过程写成工艺文件，作为组织生产，管理和进行技术准备的依据，即为工艺规程。

工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了 5

方刀架工艺规程及夹具设计

解，以便制订出合理的工艺规程。

3.1确定毛坯的制造方式

零件材料为45钢，零件在工作中需较大夹持力和较好的耐磨性，因此应选择煅造，提高零件的刚度和强度，以增强刀具加工的位置精度。由于产量为中批量生产且外形简单，采用模煅

3.2面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得下确与合理，可以使加工质理得到保证，生产得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。

3.3基准的选择

毛坯为锻件，从结构的要求看，选Φ36端面作粗基准，加工Φ25端面，然后以Φ25端面为精基准，加工所有面。（基准重合原则）

3.3.1工艺路线

制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

a) 工艺路线方案一：

1、 铣ф36端面

6

方刀架工艺规程及夹具设计

2、 铣四个侧面

3、 铣四个侧面压力槽，留精加工余量，精铣C面

4、 粗、精车ф25端面，车环形滑槽，钻ф25孔至ф23，扩ф

24.8，铰ф250+0.023 ,倒角.

5、 精车ф36端面,镗孔ф36,车退刀槽,倒角.

6、 孔ф14,扩孔ф14.85, 铰孔ф14.95,精铰ф150+0.019 .

7、 钻8-ф10.2,攻8-M12-6H,翻钻ф9.8,扩ф10.2,铰孔ф10

+0.03

0,攻M12-6H.

8、 倒角

9、 C面淬火,HRC40-45

10、 刮ф25端面

11、终检,清洗

b) 工艺路线方案二：

⑴粗、精车ф36端面，钻孔ф250

ф37±0.1×3,倒角.

⑵铣四个侧面

⑶铣压力槽,C面留加工余量,精铣C面.

⑷在ф250

⑸中检

⑹钻铰4×ф150+0.019 +0.023 +0.023 至ф23,镗ф36孔,车退刀槽端面,车环形槽,镗ф250+0.023 孔至尺寸,倒角

+0.03 ⑺钻8×M12-6H至ф10.2、攻丝，钻ф9.8,铰φ100

攻丝

扩ф10.2,7

方刀架工艺规程及夹具设计

⑻倒角

⑼表面C淬火

⑽磨ф25端面,磨ф36端面

⑾磨四侧面

⑿刮ф25端面

⒀清洗、终检

c) 工艺方案比较和分析：

上述两个工艺方案的特点在于：方案一应先粗铣ф25端面以ф36端面为粗基准然后以加工好的ф25端面为精基准，相应铣四侧面和压力槽，工序比较集中、合理，但精铣C面应另设一道工序，ф25端面还要磨削。方案二：先加工ф36端面并钻孔可以便于加工侧面和压力槽时利于装夹，但要经常换用机床影响效益。并精铣C面和铣压力槽分成两道工序。

改过后具体工艺过程如下：

⑴粗铣ф25端面

⑵粗精铣四侧面

⑶铣四侧压力槽C面，留精加工余量

⑷粗精车ф36端面，钻孔ф23，扩孔ф36，镗ф37±0.1退刀槽,倒角

⑸精车ф25端面,车环形滑槽,扩孔ф24.8,粗铰ф24.94,精铰ф25 0+0.023 倒角

+0.019 ⑹钻孔ф14,扩孔ф14.85,粗铰ф14.95,精铰ф150

8

方刀架工艺规程及夹具设计

⑺钻孔8×ф10.2,攻丝8-M12-6H,钻孔ф9.8,扩孔ф10.2,铰孔ф

100+0.030 攻丝M12-6H

⑻精铣C面

⑼C面淬火HRC40-45

⑽磨面

⑾倒角

⑿刮面

⒀ 去毛刺,清洗,终检

3.3.2根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

d) 毛坯尺寸据《机械制造工艺简明手册》（以下称：工艺手册）据表2.2-25及2.2-20查得:

0 尺寸125

-0.6单边加工余量为2.0~2.5mm偏差为±1.0mm

尺寸720

-0.12单边加工余量为2.0~2.5mm偏差为±0.5mm

则取毛坯尺寸为130x130x77的方块

e) ф250+0.023 和ф36的内孔加工:

+0.023 毛坯为实心不冲孔ф250孔精度界于IT-IT8之间参

手册>>表2.3-8或表2.3-9确定工序尺寸和余量

钻孔:ф23mm

镗孔:ф36 深39-0.8 2Z=13mm

扩小孔:ф24.8mm 2Z=1.8mm

铰孔: ф250

+0.023 0 2Z=0.2mm 9

方刀架工艺规程及夹具设计

3、定位孔ф150

2.3-8

钻孔: ф14mm

扩孔: ф14.85mm 2Z=0.85mm

粗铰: ф14.95mm 2Z=0.1mm

精铰: ф150+0.019 +0.019 X4的加工 精度参>表

4、 9-M12-6H并攻丝 查>表

2.3-8及2.3-20

钻孔：8Xф10.2mm

攻丝: 8-M12

5、M12-6H定位销孔 查>表2.3-9

钻孔: ф9.8mm

扩孔: ф10.2mm 2Z=0.4mm

铰孔: ф100+0.030 2Z=0.2mm

攻丝:M12-6H

6、 ф250+0.023 端面nP=0。015mm

3.4确定切削用量及工时

3.4.1工序一：粗铣ф25端面：用计算法确定切削用量及工时。

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方刀架工艺规程及夹具设计

1、加工条件：

工件材料：45号钢 σb=0.67Gpa 模煅

加工要求：粗铣130X130端平面 深度ap=1-2mm

量具:游标卡尺

机床：X52K

刀具：镶齿套式面铣刀 铣刀直径ф200mm 齿数Z=20

fz=0.08mm/齿 ap=1.5mm 参

明手册>>（以下简称：>）

V=CvD0.25/T0.2t0.1fz0.2B0.5Z0.1

Cv=73 D=200 T=240 t=1.5 B=135 Z=20 参>表10-106

得 V=51.82m/min

所以 V=45.08m/min

πd 3.14x200=71.78r/s 参>表4.2-36

取 n=75r/s

则 v=47.1m/min

工作台每分钟进给量 fm=fzZnw=0.08x20x75=120mm/min

11 1000v 1000x45.08

方刀架工艺规程及夹具设计

参> l1=28.5mm l2=4mm

tM=l+l1+l2/fm=130+28.5+4/120=1.35 (min)

3.4.2工序二:铣四侧面

量具:游标卡尺

刀具：镶齿套式面铣刀 铣刀直径ф200mm 齿数Z=20

fz=0.08mm/齿 ap=1.5mm 参

明手册>>（以下简称：>）

V=CvD0.25/T0.2t0.1fz0.2B0.5Z0.1

Cv=73 D=200 T=240 t=1.5 B=135 Z=20 参>表10-106

得 V=51.82m/min

所以 V=45.08m/min

πd 3.14x200=71.78r/s 参>表4.2-36

取 n=75r/s

则 v=47.1m/min

工作台每分钟进给量 fm=fzZnw=0.08x20x75=120mm/min

12 1000v 1000x45.08

方刀架工艺规程及夹具设计

参> l1=28.5mm l2=4mm

tM=2x(l+l1+l2/fm)=2x(75.5+28.5+4/120)=1.8 (min)

3.4.3工序三:铣四侧压力槽

刀具：镶齿三面刃铣刀 铣刀直径ф160mm 齿数Z=18 fz=0.05mm/齿 ap=25mm ae=29mm T=150 参>表10-106

量具:游标卡尺

参>表3.4及3.27

V=CvdqvKv/Tmapfzaezpv

Cv=48 qv=0.25 xv=0.1 yv=0.2 uv=0.3 pv=0.1 m=0.2

得 V=26.8m/min

πd 3.14x200=53.4r/s 参>表4.2-36

取 n=60r/s 则 v=30m/min

工作台每分钟进给量 fm=fzZnw=0.02x20x60=24mm/min 参>表3.25 y+△=60mm L=125mm

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1000v

1000x45.08

xv

yv

uv

方刀架工艺规程及夹具设计

tM=2x(L+y+△/fm)=2x(125+60/24)=15.4 (min)

3.4.4工序四:粗精车ф36端面,钻ф23通孔,扩钻ф36孔,镗退刀槽

机床:CA6140

刀具:车刀刀片材料YT15 刀杆尺寸BxH=16x25 γo=15o α

o=8o Kr=90o rε=0.5mm λs=0o Kr/=10o 参

册>>表1.3

孔加工刀具:锥柄麻花钻、锥柄扩孔钻 （材料：W18Cr4V）参>表3.1-6及3.1-8

镗刀:方形尺寸 10x10 长 50mm 直槽镗刀 YT15

量具:游标卡尺

1、 粗车ф36 已知道总的加工余量为3.5mm,留两面加工精加工余量各1mm,粗车深ap=1.5mm。进给量查>表1.4 当刀杆

16x25 ap≤3mm 工件直径≤400mm 时f=0.8-1.2mm/r

参>表1.31 取f=0.86mm/r

参>表1.27 V=CvKv/Tmapfyv

Cv=235 Xv=0.15 yv=0.45 m=0.2 KTv=1.0 KMv=1.0 Ksv=1.0 14 Xv

方刀架工艺规程及夹具设计

Ktv=1.0 Kkrv=0.81 Kγfc=1.0 参>表1.9 T=60 得 V=87.9 m/min

主轴转速: n=1000v/πd=158.4 r/min

查>表1.31 取n=160 r/min

得 V=88.8 m/min

切削工时节:L=125x21/2/2=88.4mm 参>表1.26 y+△=1.0

T=(L+ y+△)/nf=0.65 (min)

2、精车ф36端面 Ra2.5 ap=1.0mm

参>表1.6 f=0.2mm/r (V≥100m/min) 参>表1.27 V=CvKv/TmaXv

pfyv

Cv=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 Kγfc=1.0 参>表1.9 T=60 得 V=143.4 m/min

主轴转速: n=1000v/πd=258.3 r/min

查>表1.31 取n=250 r/min

V=138.8 m/min

切削工时节: L=125x21/2/2=88.4mm 参>表1.26 y+△=1.0

T=(L+ y+△)/nf=1.78 (min)

3、钻φ23通孔

参>表2.7 σb≤800Mpa d=23mm 时

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方刀架工艺规程及夹具设计

f=0.39-0.47mm/r

L/f=73/23≈3 Klf=1

参>表2.8 σb=670Mpa 钻头强度允许f=1.32mm/r

取 f=0.4mm/r

参>表2.12 T=50

参>表2.30 V=CvdZvKv/Tmapfyv

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

主轴转速: n=1000v/πd=231.6 r/min

参>表1.31 取 n=250r/min

参>表2.29 y+△=10mm L=73mm

T=L+ y+△/nf=0.83 min

4、扩孔φ36 ap=6.5mm L=39mm

参>表2.10 35

参>表2.12 T=50

参>表2.30 V=CvdZvKv/Tmapfyv

Cv=11.1 Zv=0.4 xv=0.2 yv=0.5 m=0.2 KTv=1.0 KMv=1.0 Ktv=1.0 Kxv=1.0 Klv=1.0

得 V=14.6 m/min

主轴转速: n=1000v/πd=129.5 r/min

参>表1.31 取 n=125r/min

16 Xv Xv

方刀架工艺规程及夹具设计

参>表2.29 y+△=14mm

T=L+ y+△/nf=0.424 min

5 、镗退刀槽3x0.5 倒角1x45o

n=450 r/min 手动进给

3.4.5工序五:精车φ25端面,车环形滑槽,扩孔φ24.8,粗铰φ24.94,精铰φ25+0.023 0,倒角

量具:游标卡尺

1、精车φ25端面 Ra1.6 ap=1.0mm

参>表1.6 f=0.16mm/r (V≥100m/min)

参>表1.27 V=CvKv/Tmapfyv

Cv=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 Kγfc=1.0 参>表1.9 T=60 得 V=149.9 m/min

主轴转速: n=1000v/πd=270 r/min

查>表1.31 取n=250 r/min

V=138.8 m/min

切削工时节: L=125x21/2/2=88.4mm 17 Xv

方刀架工艺规程及夹具设计

参>表1.26 y+△=1.0

T=(L+ y+△)/nf=2.2 (min)=134 s

2、车环形滑槽 ap=2mm ae=17mm d=102mm

用成形车刀加工 参>表1.9 T=120 参>表1.8 f=0.08mm/r

参>表1.27 V=CvKv/Tmapfyv

Cv=20.3 Xv=0.15 yv=0.5 m=0.3 KTv=1.0 KMv=1.0 Ksv=1.0 Ktv=1.0 Kkv=0.96

得 V=14.8 m/min

主轴转速: n=1000v/πd=46.2 r/min

查>表1.31 取n=50 r/min

V=16 m/min

切削工时节: 参>表1.26 y+△=1.0

T=(L+ y+△)/nf=0.75 (min)=45 s

3、扩孔至φ24.8 ap=0.9mm

参>表2.10 f=0.7-0.9mm/r 取f=0.8mm/r 参>表2.12 T=40

参>表2.30 V=CvdZvKv/Tmapfyv

Cv=18.6 Zv=0.3 xv=0.2 yv=0.5 m=0.3 KTv=1.0 KMv=1.0 Ktv=1.0 Kxv=1.0 Klv=1.0

得 V=18.4 m/min

主轴转速: n=1000v/πd=236.3 r/min

18 Xv Xv

方刀架工艺规程及夹具设计

参>表1.31 取 n=250r/min

参>表2.29 y+△=10mm L=33mm

T=L+ y+△/nf=0.215 min=13 s

4、粗铰φ24.94 ap=0.07mm

参>表2.11 f=0.8-1.8mm/r 取f=1.8mm/r

参>表2.12 T=80

参>表2.30 V=CvdZvKv/TmaXv

pfyv

Cv=12.1 Zv=0.3 xv=0.2 yv=0.65 m=0.4 KTv=1.0

KMv=1.0 Ktv=1.0 Kxv=1.0 Klv=1.0

得 V=6.4 m/min

主轴转速: n=1000v/πd=81.6 r/min

参>表1.31 取 n=80r/min

参>表2.29 y+△=10mm L=33mm

T=L+ y+△/nf=0.3 min=18 s

5、精铰孔φ25+0.023

0 ap=0.03mm

参>表2.11 f=0.8-1.8mm/r 取f=0.8mm/r 参>表2.12 T=80

参>表2.30 V=CvdZvKv/TmaXv yv

pf

Cv=12.1 Zv=0.3 xv=0.2 yv=0.65 m=0.4 KTv=1.0

KMv=1.0 Ktv=1.0 Kxv=1.0 Klv=1.0

得 V=12.8 m/min

主轴转速: n=1000v/πd=163.5 r/min

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方刀架工艺规程及夹具设计

参>表1.31 取 n=160r/min

参>表2.29 y+△=10mm L=33mm T=L+ y+△/nf=0.34 min=20 s

倒φ25+0.023

0角1x45o

3.4.6工序六:钻孔φ14,扩孔φ14.85,粗铰φ14.95,精铰φ

15+0.019 0

机床:Z525

参>表2.16 σb=600-800Mpa d=14mm f=0.36mm.r V=16.5 m/min n=385r/min 参>表2.35 取 n=392r/min

参>表2.29 y+△=6mm L=9mm T=L+ y+△/nf=0.10 min=6 s

2、扩孔φ14.85 ap=0.425mm

参>表2.10 f=0.3-0.6mm/r 取f=0.5mm/r

20 时

方刀架工艺规程及夹具设计

参>表2.12 T=80

参>表2.30 V=CvdZvKv/Tmapfyv

Cv=18.6 Zv=0.3 xv=0.2 yv=0.5 m=0.3 KTv=1.0 KMv=1.0 Xv Ktv=1.0 Kxv=1.0 Klv=1.0

得 V=18.8 m/min

主轴转速: n=1000v/πd=404 r/min

参>表2.35 取 n=392r/min

参>表2.29 y+△=6mm L=9mm

T=L+ y+△/nf=0.08 min=5 s

3、粗铰φ14.95 ap=0.05mm

参>表2.11 f=0.2-0.5mm/r 取f=0.5mm/r 参>表2.12 T=80

参>表2.30 V=CvdZvKv/TmaXv yv

pf

Cv=12.1 Zv=0.3 xv=0.2 yv=0.65 m=0.4 KTv=1.0 KMv=1.0 Ktv=1.0 Kxv=1.0 Klv=1.0

得 V=13.5 m/min

主轴转速: n=1000v/πd=287.2 r/min

参>表2.35 取 n=272r/min

参>表2.29 y+△=6mm L=9mm

T=L+ y+△/nf=0.11 min=7 s

4、精铰孔φ15+0.019

0 ap=0.025mm

参>表2.11 f=0.2-0.5mm/r 取f=0.2mm/r 21

方刀架工艺规程及夹具设计

参>表2.12 T=80

参>表2.30 V=CvdZvKv/Tmapfyv

Cv=12.1 Zv=0.3 xv=0.2 yv=0.65 m=0.4 KTv=1.0

KMv=1.0 Ktv=1.0 Kxv=1.0 Klv=1.0

得 V=28.1 m/min

主轴转速: n=1000v/πd=597.1 r/min

参>表2.35 取 n=545r/min

参>表2.29 y+△=6mm L=9mm

T=L+ y+△/nf=0.14 min=8.3 s

3.4.7工序七: 钻8-ф10.2,攻8-M12-6H,翻钻ф9.8,扩ф10.2,铰孔 ф10+0.03 0,攻

M12-6H. Xv

1、钻8-ф10.2 参>表2.16 σb=600-800Mpa d=10.2mm 时f=0.28mm.r V=16 m/min n=510r/min 参>表2.35 取 n=545r/min

参>表2.29 y+△=5mm

22

方刀架工艺规程及夹具设计

T=L+ y+△/nf=0.19 min=11.4 s

2、攻8-M12-6H 丝锥 螺距p=1.75mm 参>表2.3-9 参>表2.35 取n=97r/min

参>表2.29 y+△=5mm L=24mm

T=L+ y+△/np=0.17 min=10.3 s

3、钻ф9.8 ap=44.5mm

参>表2.7 σb≤800Mpa d=9.8mm 时

f=0.22-0.28mm/r 取 f=0.25mm/r

参>表2.12 T=25

参>表2.30 V=CvdZvKv/Tmapfyv

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=17.3 m/min

主轴转速: n=1000v/πd=561 r/min

参>表2.35 取 n=545r/min

参>表2.29 y+△=5mm

T=L+ y+△/nf=0.36 min

4、扩孔φ10.2 ap=0.2mm

参>表2.10 f=(0.5-0.6mm/r)×0.7(系数)

取f=0.38mm/r

参>表2.12 T=30

参>表2.30 V=CvdZvKv/Tmapfyv

23 Xv Xv

方刀架工艺规程及夹具设计

Cv=18.6 Zv=0.3 xv=0.2 yv=0.5 m=0.3 KTv=1.0 KMv=1.0 Ktv=1.0 Kxv=1.0 Klv=1.0

得 V=30.1 m/min

主轴转速: n=1000v/πd=940 r/min

参>表2.35 取 n=960r/min

参>表2.29 y+△=4mm

T=L+ y+△/nf=0.06 min=4 s

5、铰孔φ100+0.030 ap=0.1mm

参>表2.11 f=0.4-0.9mm/r 取f=0.4mm/r 参>表2.12 T=20

参>表2.30 V=CvdZvKv/Tmapfyv

Cv=12.1 Zv=0.3 xv=0.2 yv=0.65 m=0.4 KTv=1.0 KMv=1.0 Ktv=1.0 Kxv=1.0 Klv=1.0

得 V=20.9 m/min

主轴转速: n=1000v/πd=667 r/min

参>表2.35 取 n=680r/min

参>表2.29 y+△=5mm L=26.5mm

T=L+ y+△/nf=0.12 min=7 s

6、攻8-M12-6H 丝锥 螺距p=1.75mm 参>表2.3-9参>表2.35 取n=97r/min

参>表2.29 y+△=4mm L=18mm

T=L+ y+△/np=0.13 min=8 s

24 Xv

方刀架工艺规程及夹具设计

工序八：精铣C面

ap=1mm ae

=25mm

参>表3.1-29刀具： 直柄立铣刀 铣刀直径ф28mm 齿数Z=6

参>表3.4 fz=0.07-0.12mm/z fz=0.12mm/z

参>表3.8 T=150

参>表3.27 V=Cvdqv

oKv/TmaXv yvuv pfaezpv

Cv=21.5 qv=0.45 xv=0.1 yv=0.5 uv=0.5 pv=0.1 m=0.2 Kkrv=0.87

得 V=18 m/min

主轴转速: n=1000v/πd=204.7 r/min

参>表4.2-36 取n=190 r/min

V=16.7 m/min

工作台每分钟进给量 fm=fzZnw=0.12x6x190=136.8mm/min

参>表3.25 y+△=8mm L=125mm

25 3.4.8

方刀架工艺规程及夹具设计

T=4x(L+ y+△/fm)=3.9 min=233 s

4.机床夹具设计

机床夹具是在切削加工中，用以准确的确定工件位置，并将其牢固的夹紧的工艺设备。它的主要作用是：可靠地保证工件的加工精度、提高加工效率、减轻劳动强度、充分发挥和扩大机床的工艺性能。

4.1设计机床夹具的方法和步骤

机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。设计步骤如下：

1、 入生产实际调查研究（资料：工件图纸、工艺文件、生产纲领、制造与使用夹具的情况）。

2、

3、

定工件的定位方法和刀具的导向方式。 定工件的夹紧方式和设计夹具结构。 26

方刀架工艺规程及夹具设计

4、

5、

6、

7、

8、 夹具其他部分的结构形式。 制夹具总装配图。 注各部分主要尺寸，公差配合和技术要求。 注零件编号及编制零件明细表。 制夹具零件图。

4.2夹具总体方案的设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。决定在工序五（车床）和工序八（铣床）设计两个专用夹具

4.2.1车床夹具：

夹具体的结构设计力求紧凑、轻便、悬臂尺寸短、使重心靠近主轴、悬臂长L与外廓尺寸D之比应有对直径在150－3000之间 L/D≤0.9。

定位基准的选择：由图可知零件为方体，选φ36端面为定位基准面，φ36孔加装定位销，为方便装卸用压板夹紧于压力槽

切削力和压紧力的计算：

刀具：普通车刀 参《机械夹具设计手册》（第二版） 表1-2-3 Pz=196ts0。75Kp （t=1mm s=0.16mm）

表1-2-4及5 Kmp=(бb/736)n n=2.0 Kψp=1.08

Kγp=1.15 Krp=0.87

得 PZ=444.45(N)

钢与钢之间摩擦系数fs=0.15

则 P=444.45/0.15=2963(N)

Wk=PK/2

27

方刀架工艺规程及夹具设计

表1-2-1及2 K0=1.2 K1=1.0 K2=1.0 K3=1.2 K4=1.3 K5=1.0 K6=1.0

得 Wk=2773.4(N)

表1-2-26 W0=WkL/lη=8011.9 (L=65mm l=25mm η=0.9-螺旋机构效率系数)

表1-2-24 螺杆M16许用夹紧力f=10300(N) (安全) 误差分析:夹具体与工件表面平行,其平面度为0.008mm,误差最大值为0.008mm, φ25孔与φ36孔没特别要求,因此能满足加工要求.

4.2.2铣床夹具:

铣削过程不是连续切削,夹具要有足够的刚性和强度,重心应尽量低,夹具的高度和宽度之比应为1-1.25,并有足够的排屑空间。

定位基准：φ25孔和端面精度较高便于确保定位精度，φ15孔定位销可确保加工位置精确度。

表1-2-9 P=118t0.85sZd-0.73Bn0.18Z (t=1.0 Sz=0.12 D=28 B=25 n=190 Z=6) P=814.9(N)

表1-2-1及2 K0=1.2 K1=1.0 K3=1.0 K4=1.3 K5=1.0 K6=1.0 Wk=PK=1271.3(N)

表1-2-126 W0=Wk/η=1412.5(N) (η=0.9-螺旋机构效率系数)

表1-2-24 螺杆M16许用夹紧力f=10300(N) (安全) 定位误差：套φ25g6与孔φ250

+0.023 0.75

间隙为0.006-0.035之间,产生

28

方刀架工艺规程及夹具设计

的偏差为1/2(0.006-0.035)=0.003-0.0175，C面精度要求不高、满足要求。

5.结束语

毕业设计可以说是我们大学所接触的各种理论知识的一次全面检验，也是我们的一次综合训练。在这几个月的设计中，我感到在以下几个方面得到很大的收益。

在以前的各项设计中，如机械制图、机械设计、专用夹具的设计、工艺的设计、刀具、量具等各项设计中，我在各位老师的细心指导下，我们学到了不少专业知识，为我的这次毕业设计打下了良好的基础，在设计中大量用到计算机辅助软件（CAD等），对绘图技能得到了很大的训练。但是这次的毕业设计与以往的各项课程设计都有所不同，它是将我们以前学习的各种专业知识汇总起来的一次综合运用，这为我们的将来也为我们走向工作岗位打下了良好的基础，同时也积累了不少的实际经验。通过这次设计，对如何分析问题、解决问题的能力有了很大的提高，认识到学习的目的不在于被动的接受知识，而是通过学习的过程获 29

方刀架工艺规程及夹具设计

得独立分析、解决问题的能力。

机械制造工业是国民经济最重要的部门之一，是一个国家或地区经济发展的支柱产业，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力，科技水平，生活水准，和国防实力，机械制造业是国发经济的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的行业，不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械设备，机械制造业的生产能力和发展水平标志着一个国家和地区国民经济现在化的程度，但是光有设备是还不能满足我们的要求的，我们不但要有先进的设备，还要有先进的工艺参数，还要有优质的人才，在我国的切削行业当中，还存在着许多有待我们改进的地方，与传统切削加工相比，高速切削加工具有明显的优越性，其应用前景也十分广阔。但是在加工方面而言，进行高速切削的前提是要有先进的自动化刀具，有自动化的工艺参数，否则一切都是白费的，本课程虽然只介绍了一本普通车床的方刀架，但是我觉的任何先进的东西都是从底层一步一步慢慢做起的，没有基层的发展就不会有新事物的出现，机械制造工艺的内容极其广泛，它不但包括零件的制造，机械的加工，还有热处理和产品的装配等，由于社会在不断的向前发展，先进的技术不断的进入到了机械行业的领域当中，这使得我们机械行业的发展得到了腾飞。

车床方刀架的研究为我们以后来的转位车刀以及一些自动换刀技术做了一些基础性的发展。一方面它使我们懂得了刀架的作用以及一些加工的基本要领，还让我们明白了精度要求对于一个机械加工行业来说是多么的重要，另一方面，它使我们在机械加工，机械制造行业不断的积累经验和知识，能够让我们早日研制出新的产品，实现我们经济的腾飞。在本课程的学习当中，我主要以以下几个方面作为重点，作为研究发展的方向：

30

方刀架工艺规程及夹具设计

刀架的作用以及要保证加工零件的精度跟哪些方面有关系 在综合分析切削加工领域知识及信息需求与处理需求的基础上，认真得出了结论，机械加工中，零件的精度并不是一个单一的概念，它和许多因素都存在着或多或少的关系。要想保证零件的精度，首先要有一个高精度的机床，所谓高精度的机床也无非就是存在几个方面的高精度，其中刀架的精度要保证，而要保证刀架的精度就必须要在加工刀具时有精度高的工装和夹具，所以在加工的过程当中，是环环相扣的，不能有一丝的马虎。

在机械加工中要不断的提高劳动生产率 众所周知，一个企业，一个国家，要有好的实力要有好的效益就必须不断的提高生产率，所谓劳动生产率也就是在最短时间内做出数量更多的产品，当然这是要在保证生产质量的前提下完成的，提高劳动生产率的方法一是提高刀削用量，采用高速切削，当然这只是适用于粗加工的环境当中，如果在精加工当中，也一味的按照这种方法来提高劳动生产率的话，那么零件的粗糙度便不能保证，也就是说零件的质量已经受到了限制。第二种方法是改进工艺方法，创造新的工艺，研制新的产品，这也正是我们研究这次课程的目的，使其能够给以后的发展，以后的发明创造做个开始，打下基础。

另外，我还要对本次课程设计辅导的王老师表示衷心的感谢。其次，在整个毕业设计的过程中，也有很多的同学给我提出了一些宝贵的意见和建议，在此，我再一次的对他们表示感谢。

只有不断的求新和求知，才能学到更多、更好的学问，有益于自己、有用于社会。

31

方刀架工艺规程及夹具设计

参考文献

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方刀架工艺规程及夹具设计

致谢

时间飞快，转眼几个月的毕业设计马上就要结束了经过本次毕业设计，我又了解到了很多我以前所不知道的东西，我从中学到了很多书本上所没有的哪些学不到的东西，这次的毕业设计是我收益匪浅。

我要对本次毕业设计辅导的老师王利成老师表示衷心的感谢，他为我们讲解和分析我们在设计过程中碰到的那些疑难问题，对我们进行耐心细致的辅导。我们从他身上学到了很多的东西，这并不仅仅是知识，我们学到的更多的是他的那种严谨治学的态度。其次，在整个毕业设计的过程中的也有很多的同学给我提出了一些宝贵的意见和建议，在此，我再一次对他们表示感谢 33