CA6140车床方刀架加工工艺及夹具设计说明书钻孔4Φ15文档格式.docx

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正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。

本次设计也要培养自己的自学与创新能力。

因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。

所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。

学生设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师批评指正。

技术要求

1、C面淬火硬度40~45HRC。

2、未注倒角1×

45°

。

3、材料45。

零件图样分析

1）φ15

mm孔对基准B的位置度公差为φ0.05mm。

2）图中左端面（方刀架底面）平面度公差为0.008mm。

3）图中左端面对基准B的垂直度公差为0.05mm。

4）C表面热处理40~45HRC。

5）材料45。

方刀架机械加工工艺过程卡

工序号

工序名称

工序内容

工艺装备

1

下料

棒料φ120mm×

135mm

锯床

2

锻造

自由锻，锻件尺寸135mm×

135mm×

82mm

3

热处理

正火

4

粗车

用四爪单动卡盘装夹工作，粗车右端面，见平即可。

钻φ22mm通孔，扩孔至φ33mm，深35mm，车孔至φ36

mm，深39.5

mm，切槽φ37

mm×

3mm，倒角1.5×

C620

5

倒头，用已加工平面定位，四爪单动卡盘装夹工件，车左端面，保证厚度尺寸73

mm（留1mm余量）

6

铣

以φ36

mm孔及右端面定位，装夹工件，铣125mm×

125mm至尺寸126mm×

126mm（留加工余量1mm）

X62W

组合夹具

7

mm孔及右端面定位，装夹工件，铣四侧面槽，保证距右端面24.5mm，距左端面19mm（留加工余量大平面0.5mm，槽面0.5mm），保证75

75

mm及R3mm

8

mm孔及右端面定位重新装夹工件，精铣C面，保证尺寸距左端面18.5mm

9

mm孔及右端面定位，装夹工件，倒八务边角1×

10

C表面淬火40~45HRC

11

车

mm孔及右端面定位，装夹工件，车φ25

mm至图样尺寸，车环槽尺寸至φ103mm×

φ67mm×

2.5mm（因端面有0.5mm余量），倒角1×

12

磨

以φ25

mm孔及左端面定位，装夹工件，磨右端面保证尺寸39

mm

M7120

13

以右端面定位，装夹工作，磨左端面，保证尺寸72

mm和尺寸18mm

14

mm孔及左端面定位，装夹工件，粗、精磨四侧面，保证125

125

mm，并要对B基准对称，四面要相互垂直

15

钻

mm孔及右端面定位，一侧面定向，装夹工件，钻8×

M12-6H螺纹底孔φ10.2mm，攻螺纹M12

ZA5025组合夹具或专用钻模

16

mm孔及左端面定位，一侧面定向，装夹工件，钻、扩、铰4×

φ15

mm孔

17

φ36

mm孔及右端面定位，一侧面定向，装夹工件，钻φ10

mm底孔φ9mm，扩、铰至φ10

mm，其入口深18mm处，扩至φ10.2mm，攻螺纹M12-6H

18

检验

按图样检查各部尺寸及精度

19

入库

涂油入库

一、零件的分析

1.1零件的作用

方刀架是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.方刀架的主要功用就是通过装在刀架上的其它零件夹紧刀具，换刀时，在手柄转动下，带动方刀架回转，以达到换刀的目的。

1.2零件的工艺分析

本零件从零件图可知：

1）该零件为车床用方刀架，中间周圈槽用于装夹车刀，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40~45HRC。

2）该零件左端面与车床拖板面结合，并可以转动，φ15

mm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。

3）该零件为锻件，在设选定毛胚时锻件尺寸为135mm×

82mm，根据基准重合和多次加工的原则选择右端面和φ36

mm孔定位，保证加工基准的统一，从而保证了工件的加工精度。

4）为了保证定位时的精度，工序中安排了四个侧面和左、右两端面均进行铣削。

5）4×

mm，采用钻床加工，其精度可以得到更好的保证。

6）根据表面粗糙度要求我们采取粗铣精铣的加工方式，既节省时间又能达到技术要求。

7）φ25

㎜端面与φ25

㎜孔、φ36

㎜孔有一定的位置要求。

㎜孔为中心加工的表面包括:

φ25

㎜孔的端面，8条边的倒角,四方,四侧压刀槽,环型槽,φ25

㎜孔及其倒角。

4-φ15

㎜孔与9-M12-6H螺纹孔及其倒角。

8）以两个端面为基准加工的表面包括:

㎜端面,φ25

㎜孔端面（互为基准）,零件的四个侧面。

2、工艺规程设计

2.1确定毛坯的制造形式

该零件时属于箱壳类零件，结构比较简单规则，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。

综上所诉；

该零件应选择自由锻的方法制造毛坯。

2.2基面的选择

①定位基准的选择

定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

定位基准选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得到提高。

否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。

②.粗基准的选择

对于本零件而言,每个表面都要加工,故无法选取不加工表面为粗基准。

由于工艺上的需要,粗加工阶段就要将Φ36+0.030㎜孔加工得很精确,故以毛坯四个侧面为粗基准,利用四爪卡盘夹紧定位,以消除x,X,y,Y,z五个自由度（建立的空间坐标系为:

以Φ36+0.030㎜内孔轴线和Φ25+0.0230㎜内孔轴线方向为x轴,两个125㎜边分别为y轴、z轴,坐标原点为Φ25+0.0230㎜孔与Φ25+0.0230㎜孔端面的交点，X、Y为

该零件时属于箱壳类零件，结构比较简单规则，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。

因此方刀架的加工工艺为锻造-粗铣-热处理-精铣-磨削-刮研-车-钳-热处理-检验-入库。

③.精基准的选择

φ25m孔及左端面（φ25孔面）获得基准，然后经磨床磨削来达到所要求的尺寸精度。

此零件的精基准是建立在粗基准之上的，主要以φ36mm孔及右端面（φ36孔面）和φ25m

2.3制定工艺路线

制订工艺路线的出发点，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成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。

除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。

工艺路线方案一:

工序Ⅰ备料.

工序Ⅱ模锻,锻出压力槽.

工序Ⅲ正火.

工序Ⅳ粗车Φ36+0.030㎜端面,钻Φ25+0.0230㎜孔至Φ23㎜,粗车Φ36㎜孔至Φ36+0.030㎜孔深390-0.8㎜,切内槽Φ37±

0.1㎜×

3㎜,孔口倒角1×

；

掉头车底面,高度留加工余量1∽5㎜，粗车Φ25+0.0230㎜孔至尺寸,倒角1.5×

，精车Φ25孔。

工序Ⅴ铣四方1250-0.6㎜×

1250-0.6㎜,去毛刺；

铣四侧压刀槽,保证尺寸24㎜,C面留加工余量0.2∽0.3㎜；

精铣C面至尺寸18㎜；

倒角1×

8条边.

工序Ⅵ热处理,C表面淬火HRC40∽45.

工序Ⅶ车环型槽,

工序Ⅷ磨Φ36+0.030㎜端面,保证390-0.3㎜；

磨Φ25+0.0230㎜端面,保证720-0.12㎜；

磨四个侧面.

工序Ⅸ钻、铰4-Φ15+0.0100㎜孔至尺寸；

钻9-M12-6H小径至Φ10.1㎜（8个）；

钻、铰Φ10+0.0300㎜至尺寸，扩M12-6H螺纹孔的小径,孔口倒角1×

攻M12-6H螺纹.

工序Ⅹ检验.

工艺路线方案二:

工序Ⅳ粗车Φ36+0.030㎜端面,钻Φ25+0.0230㎜孔至Φ23㎜,镗Φ36㎜孔至Φ36+0.030㎜,孔深Φ390-0.8㎜,切内槽Φ37±

掉头车底面,高度留加工余量1至5㎜；

车Φ25+0.0230㎜端面,留加工余量0.3∽0.4㎜,车环型槽,镗孔至尺寸,倒角1.5×

.

工序Ⅵ钻、铰4-Φ15+0.0100㎜孔至尺寸；

钻9-M12-6H小径至Φ10.1㎜（8个）；

钻、铰Φ10+0.0300㎜至尺寸,扩M12-6H螺纹孔的小径,孔口倒角1×

工序Ⅶ热处理,C表面淬火HRC40∽45.

工序Ⅷ磨Φ36㎜端面,保证390-0.3㎜；

磨Φ25+0.0230㎜端面,保证720-0.12㎜；

工序Ⅸ检验

工艺路线方案三:

工序Ⅳ粗车Φ36+0.030㎜端面,钻Φ25+0.0230㎜至Φ23㎜,镗Φ36㎜孔至Φ36+0.030㎜,孔深Φ390-0.8㎜,切内槽Φ37±

掉头车底面,高度留加工余量1∽5㎜.

铣四侧压刀槽,保证尺寸24㎜,C面留加工余量0.2∽0.3㎜；

工序Ⅵ车Φ25+0.0230㎜端面,留加工余量0.3∽0.4㎜,车环型槽,镗孔至尺寸,倒角1.5×

工序Ⅶ钻、铰4-Φ15+0.0100㎜孔至尺寸；

钻9-M12-6H小径至Φ10㎜（8个）；

工序Ⅷ热处理,C表面淬火HRC40∽45.

工序Ⅸ磨Φ36㎜端面,保证390-0.3mm；

磨Φ25+0.0230mm端面,保证720-0.12mm；

工艺方案的比较与分析:

比较可知，“工艺路线方案一”比较合理。

镗φ36孔时粗加工、精加工序合并，将φ36孔加工得很精确，这是工艺上的需要。

以φ36㎜孔为精基准，在一次安装下加工出来孔与端面保证了位置度。

Φ25+0.0230㎜端面技术要求较高，粗、精加工不能在同一台机床上完成。

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

1.确定毛坯余量、毛坯尺寸及其公差

钢质模锻件的机械加工余量按JB3834-85和JB3835-85确定。

确定时，根据零件重量来初步估算零件毛坯锻件的重量，加工表面的加工精度，形状复杂系数,由《工艺手册》中的表2.2-25查得除孔以外各内外表面的加工总余量（毛坯余量）。

孔的加工余量由表2.2-24查得。

注意表2.2-24、表2.2-25中的余量值为单边余量值。

本零件“方刀架”材料为45钢,硬度为207∽241HBS,毛坯重量估算约为7kg,生产类型为中批量生产,采用在锻锤上合模模锻毛坯,锻件材质系数为M1（表2.2-11）。

（1）Φ25㎜端面、Φ36㎜端面毛坯余量：

加工表面形状比较简单，由《工艺设计》中表2.2-10得锻件形状复杂系数为S1；

由锻件重量为7㎏、加工精度为F1、形状复杂系数为S1、由材质系数为M1、长度方向尺寸>

72㎜,查《工艺手册》表2.2-25得单边余量为Z=2∽2.5㎜,取Z=2.5㎜即可。

另查表2.2-13得长度方向公差为+1.5-0.7㎜,则长度方向毛坯尺寸为77+1.5-0.7㎜。

（2）四个侧面（125㎜×

125㎜）毛坯余量:

由毛坯重为7㎏、加工精度为F1、形状复杂系数为S1、材质系数为M1、长度方向尺寸>

125㎜,查《工艺手册》表2.2-25得单边余量为Z=2∽2.5㎜,取Z=2.5㎜即可。

另查表2.2-13得长度方向公差

则长度方向毛坯尺寸为φ130

㎜。

（3）四侧压刀槽毛坯余量:

①Φ36㎜孔端面侧压刀槽毛坯余量:

24㎜,查《工艺手册》表2.2-25得单边余量为Z=2∽2.5㎜,取Z=2.2㎜即可。

㎜,则长度方向毛坯尺寸为φ26.2

②Φ25㎜孔端面侧压刀槽毛坯余量:

同理：

由F1、S1、M1、长度方向尺寸>

18㎜,查《工艺手册》表2.2-25得单边余量为Z=2∽2.5㎜,取Z=2.5㎜即可。

㎜,则长度方向毛坯尺寸为φ20.5

（4）.内槽

锻件重量为7㎏、加工精度为F1、形状复杂系数为S1、由材质系数为M1、长度方向尺寸>

75㎜,查《工艺手册》表2.2-25得单边余量为Z=2∽2.5㎜,取Z=2.5㎜即可。

另查表2.2-13得长度方向公差为

㎜,则内槽长度方向尺寸为80

（5）.Φ25㎜孔、Φ25㎜孔、9-M12-6H螺纹孔、4XΦ15㎜孔、Φ85㎜环型槽均为实心,未冲出孔

2.确定工序余量,工序尺寸及其公差

确定工序（或工步）尺寸的一般方法是,由加工表面的最后工序（或工步）往前推算,最后工序（或工步）的工序（或工步）尺寸按零件图样的要求标注。

当无基准转换时,同一表面多次加工的工序（或工步）尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。

当基准不重合时,工序（或工步）尺寸应用工艺尺寸链解算。

前面根据有关资料已查出本零件各加工表面的加工总余量，应将加工总余量分配给各工序（或工步）加工余量，然后由后往前计算工序（或工步）尺寸。

本零件各加工表面的加工方法（即加工工艺路线）已在前面根据有关资料已确定。

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艺（或工步）加工余量之外,其余工序（或工步）加工余量可根据《工艺手册》表２.3-9、表2.3-12、表2.3-20、表2.3-21等确定,粗加工工序（或工步）加工余量不是由表中查出确定,而为加工总余量（毛坯余量）减去其余（后续）工序（或工步）各加工余量之和。

本零件各加工表面的工序（或工步）的经济精度,表面粗糙度的确定,除最后工序（或工步）是按零件图样要求确定外,其余工序（或工步）主要是根据《工艺手册》表1.4-6、表1.4-7、表1.4-8及参考表1.4-9表1.4-23等来确定公差等级（即IT）和表面粗糙度。

公差等级确定后,查《工艺手册》表1.4-24得出公差值,然后按“入体”原则标注上下偏差。

本零件的各加工表面（除内外圆倒角处）的工艺路线、工序（或工步）余量,工序（或工步）尺寸及公差表面粗糙度如下表所示（未注单位：

㎜）

加工表面

工序（或工步）名称

工序（或工步）余量

工序（或工步）基本尺寸

工序（或工步）经济精度

工序（或工步）尺寸及其偏差

表面粗糙度（微米）

公差等级

公差值

Φ25+0.0230㎜孔

精车

2Z=0.2

Φ25

IT7∽IT8

0.023

Φ25+0.0230

Ra3.2

2Z=1.8

Φ24.8

IT9

0.052

Φ24.8+0.0520

Ra6.3

钻孔

2Z=23

Φ23

IT10

0.084

Φ23+0.0840

Ra12.5

毛坯

实心

Φ36+0.030㎜孔

2Z=0.3

Φ36

0.03

Φ36+0.030

2Z=12.7

Φ35.7

0.062

Φ35.7+0.0620

Φ25+0.0230㎜孔端面

磨削

Z=0.4

72

0.12

720-0.12

Ra0.8

半精车

Z=1

72.4

IT11

0.19

72.40-0.19

Z=1.1

73.4

IT12

0.30

73.40-0.3

Z=2.5

74.5

+1.5-0.7

74.5+1.5-0.7

Φ36+0.030㎜端面

Z=2.1

切内槽Φ37±

0.1㎜

车削

Φ37

IT11∽IT12

0.2

Φ37±

0.1

车孔

2Z=13.7

Φ36.7

IT13

0.39

Φ36.70-0.39

IT14

0.62

Φ230-0.62

4个侧面

2Z=0.8

IT12∽IT13

0.6

1250-0.6

铣削

2Z=4.2

125.8

125.80-1

2Z=5

130

+1.3-0.7

130+1.3-0.7

4侧压刀槽（24㎜侧）

铣削

Z=2.2

24

26.2

4侧压刀槽（18㎜侧）

精铣

Z=0.3

粗铣

18.3

4-Φ15+0.0100㎜孔

铰孔

Φ15

0.019

Φ15+0.0190

2Z=14.8

Φ14.8

0.043

Φ14.8+0.0430

8-M12-6H螺纹孔

攻螺纹

M12

Ra3.2

扩孔

2Z=0.9

Φ11

2Z=10.1

Φ10.1

实心

1-M12-6H螺纹孔

2Z=1

Φ10

IT8∽IT9

Φ10+0.030

2Z=9

Φ9

0.07

Φ9+0.070

环型槽

2Z=2

2.5确定切削用量及基本工时

在工艺文件中还要确定每一工步的切削用量——背吃刀量αsp、进给量f及切削速度vc。

确定方法是先确定切削深度（由工序或工步余量确定切削深度——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，在中等功率机床上一次走刀αp可达8∽10㎜）和进给量（按本工序或公步加工表面粗糙度确定进给量，对粗加工工序或工步，按加工表面粗糙度初选进给量后还要校验机床进给机构强度），再确定切削速度。

可用查表法或计算法得出切削速度vc,用公式（1.