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刀架
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I 湖南文理学院芙蓉学院 毕业设计 课 题： 上刀架回转式钻模的设计 专 题： 专 业： 机械制造及自动化 学 生 姓 名： 班 级 ： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 时 间： 摘 要 本设计 上刀架 零件加工过程的基础上。主要 加工部位是平面和 孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容易。因此，设计遵循的原则 是先加工面后加工孔 表面。孔加工平面 分明显的阶 段性保证粗加工和加工精度加工孔 的基础上，通过 底面作一个良好的基础过程 的基础。主要的流程安排是支持在定位孔过程中的第一个，然后进行平面和孔定位技术支持上加工孔。整个过程是一个组合的选择工具。专用夹具夹具的选择，有自锁机构，因此，更高的生产 效率 ，对于大批量，满足设计要求。 关键词： 上刀架 类零件； 工艺 ； 夹具 ； of In to is to a on of is in of is a of a to 目 录 摘 要 一 章 机械加工工艺规程设计 1 件的分析 1 件的作用 1 件的工艺分析 1 工的问题和设计所采取措施 2 和平面的加工顺序 2 系加工方案选择 2 刀架加工定位基准的选择 3 基准的选择 3 基准的选择 3 刀架加工主要工序安排 3 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6 坯种类的选择 6 择加工设备和工艺装备 6 床选用 6 择刀具 6 择量具 7 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 定加工用量及基本工时（机动时间） 8 间定额计算及生产安排 19 第 3 章 钻孔夹具设计 22 究原始质料 22 位基准的选择 22 削力及夹紧力的计算 23 差分析与计算 24 、 部件的设计与选用 25 位销选用 25 套、衬套、钻模板设计与选用 25 具设计及操作的简要说明 27 总 结 28 参考文献 29 致 谢 30 1 第 一 章 机械 加工工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目给出的零件是 上刀架 。 上刀架 零件的加工质量， 并确保组件正确安装。 位于车床床身的上半部，与夹持刀具的分刀架相连， 通过一系列的构件相互作用实现刀具的快速更换。 图 零件图 件的工艺分析 由 上刀架 零件图可知。 上刀架 是一个 长方形 零件，它的外表面上有 4 个平面需要进行加工。 因此可将其分 加工表面。有一定的位置要求。 现分析如下： 以 左端面 加工面。这 包括： 左端面 加工， 左端面 有要求为 以 右端面 加工面。这 包括： 右 端面加工 。 上表面 48的垂直度公差为 上表面 2 32轴心线对燕尾槽及下表面 燕尾槽侧面直线度公差为 丝杠孔轴线对 D， 22对 48的同轴度误差为 工的问题和设计所 采取 措施 由以上分析可知。 上刀架 应对孔与平面间的 关系。由于 是 大生产量 生产 。要考虑因素如何满足 提高加工过程中的效率问题 。 和平面的加工顺序 上刀架 类加工按照先面后孔，按照 粗 、 精加工 互相 原则 。处理应遵循 先加工面后来加工 孔， 第一个基准，定位基准的表面处理。然后，整个系统的过程。地基处理的管道应遵循这一原则。 平 平 面定位可 保证 定位 牢固 可靠，保证 各个 孔 的 加工 粗糙度和 精度。其次， 首先先加工面可以去除 铸件不均匀表面， 进而为 孔加工 提供前提 ，也有利于保护刀具 。 系加工方案选择 加工时应该 主要考虑加工精度和效率 ， 此外还有考虑 经济因素。了满足精度和生产率的要求，应选择在的最终价格。 根据基 上刀架 部要求显示和生产力的要求，目前应用在镗床夹具镗床组合适于。 （ 1） 镗套加工 在大批量生产中，加工管底座 通孔通常是在组合镗床的镗模。加工孔镗夹具在设计和制造要求。当镗杆的镗套引导镗，镗模的精度直接保证孔的精度。 镗模 提高系统 抗振动 、 刚度。同时 加工几个工件的 过程。生产效率很高。结构复杂，成本高制造困难 ， 镗模 制造和装配在夹具误差镗杆镗衬套磨损等原因。加工精度可通过钻孔获得也受到一定的限制。 （ 2）用坐标镗方法 3 普通的镗模加工 ，生产成本高， 周期长，难 满足要求，和坐标镗可以满足这一要求。镗加工模板还需要利用坐标镗床。 随着坐标镗削的方法，需要 上刀架 的和在直角坐标转换成的和公差的公差，然后用在笛卡尔坐标系统的运动精度镗 。 刀架 加工定位基准的选择 基准的选择 基准的选择应满足下列要求： （ 1）保证每个重要支持均匀的加工余量； （ 2）保证零件和 壁有一定的差距。 为了满足 要求，主要支持应作主要参考孔。 作粗基准输入轴和输出轴 。因此，主轴承孔的精定位，孔的加工余量必须统一。因与孔的位置，墙是相同的核心的位置。 基准的选择 从孔与孔的位置，孔与平面，平面与平面的位置 ，支撑孔平行并覆盖大面积的平面与主轴，适合用作精基准。但与平面定位只能三自由度的限制，如果使用一二孔 定位方法对典型的全过程，基本能够 满足定位要求的参考。最后，虽然 是装配基准，但因它是对垂直主轴承孔 的 基础。 刀架 加工主要工序安排 工序安排应该是尽可能地先加工表面然后再加工孔 。 首先 粗加工 面， 然后 粗加工孔。螺纹孔 钻床的钻头， 加工 力大，也应在粗加工阶段完成。对于 工件 ，需要精加工是支持前孔与平面结束后。根据以上原则应该先完成加工平面加工孔，但在本装置实际生产不易保证孔和端面互相垂直的。因此，工艺方案实际上是用于精加工轴承孔，从而支持扩孔芯棒定位端处理， 故 容易保证的端部的图纸上的全跳动公差。螺纹孔攻丝时， 加工 力小，可以分散在 后期 阶段。 4 用 于零件的批量生产，总是首先产生均匀的基准。基管的处理的第一步是处理一个统一的基础。具体安排第一孔定位粗后，加工顶平面。第二步 是定位两个工艺孔。由于顶面处理后到管道基础处理已经完成，除了 定位基准。因此，孔底面也应在两个工艺孔加工工艺处理。 加工完成后，还要检验入库等操作，卫生打扫干净。 工艺路线一： 工序 1、 粗精车 48面和上端面 工序 2、 钻圆柱上孔 22孔 工序 3、 粗精铣 工序 4、 粗精铣 D、 工序 5、 粗精铣 C、 工序 6、 钻 4 22工序 7、 钻 螺纹 序 8、 车 0孔 工序 9、 钻 C、 F 两端面孔，攻螺纹 工序 10、钻、铰 32工序 11、铣燕尾槽、 工序 12、磨 工序 13、磨燕尾槽两侧面 工序 14、去毛刺，检查。 (2)工艺路线方二 工序 1、 粗精铣 工序 2、 粗精车 48圆端面和上端面 工序 3、 粗精铣 D、 E 两端面保证余量尺寸 工序 4、 粗精铣 C、 工序 5、 钻 工序 6、 钻 螺纹 工序 7、 钻 C、 F 两端面孔、攻螺纹 工序 8、 钻 32 工序 9、 铣燕尾槽 工序 10、磨燕尾槽 B 面 工序 11、磨燕尾槽侧面 5 工序 12、去毛刺、检查 方案二把 方案一先加工 A 面而方案二先加工 B 面，比较之下 B 面的平面较大，装夹比较方便，选 B 面为粗基准加工 A 面易于保证加工质量，且方案二中 48柱上孔 22在车床上加工出来，紧接着工序一采用相同夹具，减少了装夹次数，定位基准相同，加工的精度较高，综上所述，最终采用工艺路线二 综合选择方案 二 ： 工序：粗精车 48圆、端面和上端面 A，以 B 面为粗基准进行加工 ，选用式车床专用夹具。 工序 :钻、铰 48柱上孔 22 B 面为粗基准选用 式车床专用夹具。 工序：粗精铣 B 面，保证余量尺寸，以 A 面为基准选用 式升降台铣床专用夹具。 工序：粗精铣 D、 E 两端面保证余量尺寸，以 A 面 48基准实现定位，选用机床 式升降台铣床专用夹具。 工序 :粗精铣 C、 F 两端面，以 A 面 48柱圆及 D、 E 两端面实线定位，选用机床升降台铣床专用夹具。 工序：钻 A 面上 4 22和丝杠细杯孔 2 6外圆柱面上平面 A 及侧 面正定位，选用机床 式钻床及专用夹具。 工序：钻 B 面上限位螺纹孔底孔及 30 孔，以外圆柱面上平面 A 及侧面正定位，选用机床 式铣床专用夹具。 工序：攻螺纹 用 丝机，专用夹具 工序：钻 C、 F 两端面孔，以表面 B 侧面 D、 E 及端面， C、 F 定位，选用机床柱式立式钻床专用夹具 工序：攻 2 纹，选用 丝机，专用夹具 工序：钻、扩、铰 32，以表面 A，侧面 E 及圆柱面定位，选用机床 用夹具。 工序：铣 B 面燕尾槽，以两侧面 D、 E 及 A 面定位。选用机床 式升降台铣床，专用夹具。 工序 工件 B 面，以两侧面 D、 E 及 A 面定位，选用机床 轴距平面磨，专用夹具。 工序 燕尾槽侧面，以两侧面 D、 E 及 A 面定位，选用机床 轴距平面磨，专用夹具。 工序 毛刺，检查。 6 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 上刀架 ”零件材料采用灰铸铁制造。 硬度 240，大批量生产，铸造毛坯。 （ 1）面的加工余量。 根据工步余量如下： 粗铣：参照工艺手册取 精铣：参照工艺手册，其余量值规定为 （ 2）底面螺孔 毛坯为实心，不冲孔 （ 3）端面加工余量。 根据工艺要求，各工序余量如下： 粗铣：铸件公差选 （ 4）螺孔余量 毛坯为实心，不冲孔。 （ 5）孔加工余量 毛坯为实心，不冲孔。 坯种类的选择 零件材料为 200 零件和材料，铸造是液态成形的特点，适应性强等优点，适用于不同重量，不同厚度的铸件，也适用于不同的金属，特别是能制造形状复杂的铸件。工件端面 加工余量 3 工件右端面机加工余量 3 工件 左 端面机加工余量 3 择加工设备和工艺装备 床选用 车。 台阶端面加工是粗，精车。每个过程步骤的数量不多，大批量生产， 故 卧式车床的选择能满足要求。这一部分概述了尺寸精度，属于中等的要求，对 择刀具 一般采用硬质合金刀具和刀具。为了提高生产率和经济 7 效益 ， 可转位车刀 ( 择量具 本零件属于成批量生产 ， 一般采用常规。量具方法一是测量仪器选择的不确定性；二是根据测量极限误差测量装置的选择。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 对 = 计算）， 质量约为 2 1械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量 重型 中型 轻型 单件生产 5 以下 10 以下 100 以下 小批生产 5 到 100 10 到 200 100 到 500 中批生产 100 到 300 200 到 500 500 到 5000 大批生产 300 到 1000 500 到 5000 5000 到 50000 大量生产 1000 以上 5000 以上 50000 以上 根据数据，不少于 30 到 50每月，毛坯重量 2 100，鉴定为大批量的生产。 在查表基本铸件的尺寸超过 100至 160， 8 级公差值的公差水平为 表 1件公差等级 铸造方法 公差等级 铸铁 砂型手工造型 11 到 13 砂型机器造型及壳型 8 到 10 金属型 7 到 9 低压铸造 7 到 9 熔模铸造 5 到 7 选择 公差等级为 1件尺寸公差数值 8 铸件尺寸 公差等级 于 至 8 63 100 160 100 160 250 1铁件机械加工余量（ 下 铸件基本尺寸 加工余量等级 6 浇注时位置 120 到 250 、侧面 底 面 机械加工余量的铸造孔根据浇注在顶表面加工余量选择位置。 定 加工 用量及基本工时（机动时间） 工序：粗精车 48圆、端面和上端面 A，以 B 面为粗基准进行加工，选用式车床专用夹具。 已 知加工材料灰铸铁 通车床 所 可转位车刀 (质合金材料 )。根 故选刀杆尺寸 = 516 ，刀片厚度为 工 深度 f 根据 加工 手册 可知 刀杆尺寸为 ，pa 进给量 f =1.0 按进给量在 工艺手册 可知： f =0.7 530N 。 pa f 045 时， 进给力： 950N 。 实际进给力为： 50 = （ 1 所选 f = 用。 9 根据 加工 手册 ，最大磨损量取为 车刀寿命 T = 工 速度0 0V=tV 3 （ 1 m n =1000 =127481000 =120 （ 1 根据 0n=125 这时实际速度 0001000 125127 m（ 1 由 加工 手册 160 245 ，pa f 加工 速度 时， 实际功率为： = （ 1 在 后用量为： f = n = r = V = m 工 序 精车 左端面 200的加工 所 可转位车刀 (质合金材料 )。 选刀杆尺寸 = 516 ，刀片厚度为 工 深度 f 根据 加工 手册 可知 刀杆尺寸为 ，pa 给量 f =1.0 按 f =0.7 530N 。 10 50 =所选 f = 用。 根据 加工 手册 车刀后 刀面 磨损量 车刀寿命 T = 工 速度05质合金刀度 200 219件， pa f ， 加工 速度 V = 0V=tV 3 m n =1000 =127100048=120 （ 3 根据 25 实际速度 0001000 125127 m（ 3 由 加工 手册 加工 速度 时， 加工 功率修正系数 时间功率为： = f = n = r = V = m 工序 :钻、铰 48柱上孔 22 B 面为粗基准选用 式车床专用夹具。 f 根据加工手册可知 刀杆尺寸为 ，pa 给量 f =1.0 按 f =0.7 530N 。 11 故实际进给力为： 50 = 故所选 f = 用。 根据加工手册车刀后刀面磨损量 车刀寿命 T = 5200 219件， pa f ，加工速度 V = 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127100048=120 （ 3 根据 25 实际速度 0001000 125127 m（ 3 由加工手册加工速度 时， 功率为： = 加工用量为： f = n = r = V = m 工序 精车 右端面 240的加工 所 可转位车刀 (质合金材料 )。 选刀 杆尺寸 = 516 ，刀片厚度为 次走刀内完成 f 根据加工手册可知 进给量 f =1.0 按 f =0.7 12 530N 。 实际进给力为： 50 = 故所选f = 用。 根据加工手册车刀后刀面磨损量 车刀寿命 T = V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127100048=120 （ 3 根 据 25 实际速度 0001000 125127 m（ 3 由加工手册加工速度 时， 功率为： = 加工用量为： f = n = r = V = m 工序：粗精铣 B 面，保证余量尺寸，以 A 面为基准选用 式升降台铣床专用夹具。 机床： 具： 面 铣刀（ 硬质合金材料 ） 00齿数 14Z 铣削深度每齿进给量据 工艺手册 ，取 削速度 V ：参照 工艺手册 ，取 5 机床主轴转速 n ： m 051 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 50 13 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m 由工序 5 可知： 29 21 2 走刀次数为 1 机动时间m mj 工序：粗精铣 D、 E 两端面保证余量尺寸，以 A 面 48基准实现定位，选用机床 式升降台铣床专用夹具。 机床： 具： 面铣刀 00齿数 14Z 铣削深度每齿进给量据 工艺手册 取 削速度 V ：参照 工艺手册 取 5 机床主轴转速 n ： m 051 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 50 实际速度 V ： 进给量工作台每分进给量m 走刀次数为 1 机动时间m mj 工序 :粗精铣 C、 F 两端面，以 A 面 48柱圆及 D、 E 两端面实线定位，选用机床升降台铣床专用夹具。 机床： 具：面铣刀 00齿数 14Z 铣削深度每齿进给量据工艺手册取 削速度 V ：参照工艺手册取 5 14 机床主轴转速 n ： m 051 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 50 实际速度 V ： 进给量工作台每分进给量m 走刀次数为 1 机动时间m mj 工序：钻 A 面上 4 22和丝杠细杯孔 2 6外圆柱面上平面 A 及侧 面正定位，选用机床 式钻床及专用夹具。 钻孔进给量为 则取 确定 加工 速度，根据 工艺手册 加工 速度计算公式为 m 查得 为 , 具耐用度 T=35则 v = =1.6 故 n =72 选取 故 实际 速度为1000 v=确定 加工 时间（一个孔） t = 28 工序：钻 B 面上限位螺纹孔底孔及 30 孔，以外圆柱面上平面 A 及侧面正定位，选用机床 式钻床专用夹具。 表 3 直径范围 直柄麻花钻 15 l 51 101 表 3要几何麻花钻 （根据 （ ） d ( 2 f 0 118 12 40 60 表 3铰刀磨损标准和耐久性 （ 1）后刀面最大磨损限度 具材料 加工材料 钻头 直径 20 高速钢 铸铁 2） 刀 具 耐用度 T 具类型 加工材料 刀具材料 刀具直径 11 20 钻孔 扩孔 铸铁、铜合金 及合金 高速钢 60 钻头磨损 具耐用度 T = 60 查 工艺手册 钻孔的进给量为 f=进给量取 f= 工 速度 灰铸铁（ 190钻孔的 加工 速度轴向力，扭矩及功率得， V=12 V=12 = （ 3 则 n = =131 （ 3 查表 可知， 取 n = 150 则实际 加工 速度 = =11.8 25 1000 1000 16 工序：攻螺纹 用 丝机，专用夹具 选用 具选用 头 钻孔进给量为 则取 确定加工速度，根据工艺手册 加工速度计算公式为 m 查得为 , 具耐用度 T=35则 v = =1.6 故 n =72 选取 故实际速度为1000 v=确定加工时间（一个孔） t = 28 工序：钻 C、 F 两端面孔，以表面 B 侧面 D、 E 及端面， C、 F 定位，选用机床式钻床专用夹具 表 3 直径范围 直柄麻花钻 l 51 101 表 3要几何麻花钻 （根据 （ ） d ( 2 f 0 118 12 40 60 表 3铰刀磨损标准和耐久性 （ 1）后刀面最大磨损限度 具材料 加工材料 钻头 17 直径 20 高速钢 铸铁 2）刀 具 耐用度 T 具类型 加工材料 刀具材料 刀具直径 11 20 钻孔 扩孔 铸铁、铜合金 及合金 高速钢 60 钻头磨损 具耐用度 T = 60 查工艺 手册钻孔的进给量为 f=进给量取 f= 灰铸铁（ 190钻孔的加工速度轴向力，扭矩及功率得， V=12 V=12 = （ 3 则 n = =131 （ 3 查表 可知， 取 n = 150 则实际加工速度 = =11.8 工序 工件 B 面，以两侧面 D、 E 及 A 面定位，选用机床 轴距平面磨，专用夹具。 机床： 床 机械加工工艺设计实用手册表 11 21 砂轮： 2485 84 机械加工工艺设计实用手册表 12 156 25B 由机械加工工艺设计手册表 1 得 工件速度 0 . 2 2 0 . 4 3 /wv m s,工件转速 0 . 8 7 1 . 7 3 /wn m s选取砂轮主轴转速为 1130 / 故最大的切 削速度：44 5 0 5 0 0 0 1 6 0 / m i 0 选择工件转速 7 2 / m 机械制造工艺金属切削机床设计指导表 6 工件的纵向进给量 0 . 5 1 0 m m时，横向进给量 0 /rf m m d 5 1000 1000 18 机械制 造工艺金属切削机床设计指导表 3 工件的切削余量 每次切削深度 切削次数为 1 次。 动机时间： 2kT nf f 机械制造工艺 金属切削机床设计指导表 6 且 176l 由机械制造工艺金属切削机床设计指导表 8 则 2 1 7 6 0 . 2 5 1 . 30 . 9 5 m i 1 0 0 . 1 7T 工序 燕尾槽侧面，以两侧面 D、 E 及 A 面定位，选用机床 轴距平面磨，专用夹具。 机床： 床 机械加工工艺设计实用手册表 11 21 砂轮： 2485 84 机械加工工艺设计实用手册表 12 156 25B 由 机械加工工艺设计手册表 1 得 工件速度 0 . 2 2 0 . 4 3 /wv m s,工件转速 0 . 8 7
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