滑塊制造工藝課程設(shè)計說明書最終版

1、電及自動化學院機械制造加工工藝課程設(shè)計設(shè)計題目：滑塊2011 年 7 月機械制造工藝學課程設(shè)計時在學完機械制造工藝學和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習基礎(chǔ)上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論， 并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到 的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個簡易程度零件（滑塊）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計的基本原理和方 法，擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是熟悉和運用 有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實踐機會，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 通過本次 課程設(shè)計有利于基礎(chǔ)知識的理解、 有利于邏輯

2、思維的鍛煉、有利于與 其他學科的整合、有利于治學態(tài)度的培養(yǎng)。由于能力有限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中還有許多不足之處，希望老師 多多指教、零件分析1、零件的作用2、零件的工藝分析、工藝規(guī)程設(shè)計1、確定毛坯的制造形式2、基準選擇3、制訂工藝路線4、機加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定5、確定各工序具體信息6、小結(jié)一、零件分析1、零件的作用在夾具設(shè)計中常常采用鉤形壓板作為夾緊機構(gòu)。這種機構(gòu)的型號和規(guī)格已經(jīng)標準化。隨著汁茸機技術(shù)的糍展及普眨，因此有必要應(yīng)用現(xiàn)代化設(shè)計的方法，研究夾具標準件的設(shè)計合理性，以便適應(yīng)科技 展的需要，為設(shè)計結(jié)構(gòu)更合理、重量更輕、精度更高的爽兵打下良好的基礎(chǔ)。2、零件的工藝分析第一、滑塊

3、為45#鋼，由于滑塊工作時受力較復(fù)雜，且對形變有一定的要求。故硬度為 HRC35-40要達到要求的硬度，加工后期需 滲碳+淬火+回火處理。第二、 有多組加工表面，對于凹面有較高的表面粗糙度和形位公差要求。 于是在加工凹面時應(yīng)選用較高的工藝基準。因此在加工凹面前應(yīng)先加工六個端面（包括粗加工和精加工），之后再選用已加工好的端面做為凹面的工藝基準。第三、 由于凹面較小且對表面質(zhì)量要求較高，普通的機床加工可能難度較大，為了保證加工質(zhì)量可以選用了精度一般的線切割機床。而且在線切割時，順便切出退刀槽，以便于后續(xù)磨削加工。但是，后來在預(yù)答辯時，老師認為線切割加工時間長，生產(chǎn)效率低。建議采用銑床加工，因此，最

4、后選擇銑床加工。第四、 由于對凹面有較高的形位要求，故在凹面粗加工后安排一個檢測工序，以保證后續(xù)加工能有效地進行。第五、生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，由生產(chǎn)批量可得到相關(guān)信息為：毛坯精度中等，加工余量中等；加工機床部分采用通用機床，按零件分類，部分布置成流水線，部分布置成機群式；廣泛采用專用夾具，可調(diào)夾具；按零件產(chǎn)量和精度，均采用通用刀具和量具；廣泛采用通用或?qū)Ｓ脢A具裝夾；有較詳細的工藝規(guī)程，用工藝卡管理生產(chǎn)。二、工藝規(guī)程設(shè)計1、確定毛坯的制造形式零件材料為45號鋼，考慮到滑塊在工作過程中受力較復(fù)雜，對材料的力學性能要求較高，且結(jié)構(gòu)較為簡單，因此應(yīng)該選用鍛件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可

5、靠。由于零件為大批量生產(chǎn)，可采用模鍛成型，這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。2、基面的選擇和定位（自由度的限定與夾緊）基面選擇是工藝設(shè)計中重要工作之一，基面選擇的正確以合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。凹面加工基準的選擇對滑塊零件來說至關(guān)重要。因為此零件唯有凹面有形位公差雙重要求。因此，選擇其基準時應(yīng)極其慎重。在此加工過程中我選擇的基準為精加工后的端面（限定五個自由度，故采用一個大端面96X5淀三個自由度、端面96X4淀二個自由度，剩下的自由度方向夾緊）鉆孔時， 以粗銑后的端面進行

6、定位（限定5個自由度，采用 96X52定三個自由度、96X46W52X4曬個面各定一個自由度，剩下一個可繞主軸旋轉(zhuǎn)的自由度并沿著這個方向夾緊）粗銑端面時，以端面為粗基準，再以粗銑后的端面為精基準（限定三個自由度，以一個面來限定三個自由，其它方向應(yīng)夾緊）3、制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(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)已確定為成批生 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。查閱電子機械制造工藝學和機械制造工藝設(shè)計手冊各加工面的加工方法（如表1）

7、:表1加工面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案六個端面無無Ra3.2粗銃-精銃4螺紋孔無無Ra3.2鉆孔-攻絲6螺紋孔無無Ra3.2鉆孔-攻絲凹面無Ra1.6粗銃-精銃-精磨工藝路線方案（如表二）：說明：下面是幾種可以考慮的工藝路線：方案一：鍛造一一粗銃六個端面一一鉆孔一一攻螺紋一一挖退刀梢一 一粗銃凹面一 精銃凹面一一倒角一一去毛刺一一精銃六個端面一一精磨凹面一一檢測。方案二：鍛造一一正火一一粗銃端面一一鉆孔一一攻螺紋調(diào)質(zhì)一精銃一一挖退刀梢一一粗銃凹面一-調(diào)質(zhì)一-精銃凹面一一滲碳+淬 火+低溫回火一一精磨一一倒角一一去毛刺一一發(fā)黑處理一一檢測。方案三：鍛造、檢測一一正火一一粗銃六個端面一一鉆孔一一

8、攻螺紋倒角去毛刺調(diào)質(zhì)精銑六個端面挖退刀槽粗銑凹面檢測調(diào)質(zhì)精銑凹面滲碳+淬火+低溫回火精磨發(fā)黑處理檢測。各方案的對比：方案一：沒有考慮熱處理，在粗銑前若沒有進行正火處理，材料會黏刀具或會很難切割使刀具變鈍，又由于正火能使材料內(nèi)部應(yīng)力得到一定程度的清除，使切削過程中切削力較平均；在精加工前若無調(diào)質(zhì)則在粗銑過程中產(chǎn)生的應(yīng)力沒有得到消除，組織不均勻，會影響精加工的質(zhì)量和力學性能；在精磨前沒有進行滲碳+淬火+低溫回火處理，會使滑塊表面不夠硬而影響其工作壽命；在最后若不進行發(fā)黑處理， 則滑塊在工作過程中會易腐蝕，從而影響其正常工作和工作壽命（ 發(fā)黑處理使金屬表面形成一層氧化膜，以防止金屬表面被腐蝕）；此外

9、，沒有必要的檢測，會使后續(xù)加工得不到必要的保證；還有工藝安排順序上存在問題，滑塊的凹面有形位公差要求，因此在銑削前應(yīng)完成六個端面的精加工，并以精加工后的端面為基準去加工凹面。方案二：工序安排存在問題，由于滑塊對六個端面都有表面質(zhì)量要求，因此應(yīng)把倒角、去毛刺等次要工序安排在精加工之前。以防在倒角、去毛刺過程中將已加工好的面破壞。方案三：我個人認為最佳，其理由有如下：A、合理安排了熱處理工藝：正火（消除鍛件應(yīng)力、均勻組織便于粗銑）；調(diào)質(zhì)處理（優(yōu)化組織、消除粗加工應(yīng)力便于精加工）；滲碳+淬火+低溫回火（增加滑塊表面硬度以滿足工作要求）；發(fā)黑處理（使滑塊表面形成一層氧化膜，以防止滑塊表面被腐蝕，從而滿

10、足工作要求） 。B、 合理安排了必要的檢測工序：鍛造后馬上進行檢測，保證毛坯滿足加工要求） ； 粗銑后進行檢測（因為凹面有形位公差要求，在粗銑后安排此工藝，以使后續(xù)加工能有效進行）；最后安排檢測（檢測加工的滑塊是否滿足設(shè)計要求，是否能投入實際運用，并能安全工作） 。C、 工序順序安排合理：倒角和去毛刺安排在粗加工后精加工之前，可以避免倒角和去毛刺工序?qū)σ约庸ず玫拿娈a(chǎn)生破壞；凹面安排在端面精銑之后，可以保證凹面銑削加工時，基準較好，從而保證銑削加工后凹面的質(zhì)量要求；鉆孔、攻絲安排在精銑端面之前和粗細端面之后，既保證孔加工時的基準要求，又可以避免因孔的加工而對已加工好的端面（精銑）造成破壞。4機械

11、加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“滑塊”零件材料為45號鋼，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛坯類型為鍛件。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定加工表面機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（ 1）六個端面：粗糙度要求為3.2, 、沒有形位公差要求，故采用粗銃和半精銃（中間加調(diào)制）即可，其中粗加工余量為2mm半精加工余量為0.5mm基準為端面。（ 2）螺紋孔的加工：沒有特別的形位公差要求、沒有精度要求。故可以采用鉆孔加攻絲，其中4螺紋孔（鉆孔時鉆頭為3.5mm、6螺紋孔（鉆孔時鉆頭為5.2）。（ 3）凹面的加工：由于有一定的形位公差要求和表面粗糙度要求1.6,故粗銃時余量為2.0mm、精銃時余量為0.4

12、mm精磨時余量為0.1mm。5 、 確定各工序具體信息工序00 鍛造、檢測毛坯 工序05 正火工序10粗銃六個端面1、加工條件工件材料：45#1岡，鍛造加工要求：粗銃下端面，無粗糙度要求機床：X63型立式銃床 功率P=10kw刀具：鑲齒式端面銃刀材料YT15 D=80mm B=36mm齒數(shù)Z=10irDn10003.14x30x3001000=75.36ni/min= l,256m/s計算過程：查考文獻【1】 表 2.4-87 Z=10 n=5r/sae =56mm ap =2mmepaf =0.15mm/zkpm = 1 d0 16d0=53.3mmfpm Z 30所以 Pm=2.74kw參

13、考文獻【1】表3.1 -73差得機床的功率Pw=10kw，若取效率為0.85 ,則10 0.85=8.5kw >2.74kw ,故機床功率足夠。(5) 切削工時參考文獻【4】表12-3機動工步工時tm l1 l2 l fv其中 l1 0.5 D . D2 B2 (13)=l1 0.5 80 802 562 (13)=13.4mml2= (13)取 2mm57 + 80 + 2mz TTT7= 0.370minm?375m 總=2 " 仕皿 + Jm)=2x(Q488 + 0.370 + 0,352 = 2.42min輔助工時 t ft1t2 t3t4 t5t6 其中t1 按動住

14、主軸回轉(zhuǎn)按鈕時間t2 按通和關(guān)閉工作臺移動時間 t3、t4 打開或關(guān)閉切削液時間t5 裝夾時間 t6 拆卸時間查【3】表6.3-5得 tf ti t2 t3 t4 t5 t6=0.01+0.01+0.02+0.02+0.08+0.07=0.21min總工時 ， ：二 | 一工序15鉆孔、深為12和鉆孔、深18工步一：鉆孔、深為12加工條件工件材料：45#1岡，鍛造。機床選擇：臺式鉆床4006查【1】表4.2-16刀具選擇：直徑D=3.5 (麻花鉆)得加工余量 Z=D/2=3.5/2=1.75mm , 一次性加工選用90o硬質(zhì)合金麻 花鉆。查【1】表4.2-16選用f=0.1mm查【1】表 2.

15、4-41 u=0.65x(1-20%)=0.52m/s=47.31(r/s)=2838r/min按機床選取n=2900r/min所以實際切削速度u=切削工時又 現(xiàn)取系數(shù)為1.4。(查于電子版機械工藝手冊.加工時間定額)故匚 _ .工步二：鉆孔、深18機床選擇：臺式鉆床4006查【1】表4.2-16刀具選擇：直徑D=5.2 (麻花鉆)得加工余量Z=D/2=5.2/2=2.6mm , 一次性加工選用90o硬質(zhì)合金麻花 鉆。查表【11 4.2-16選用f=0.1mm查表【1】2.4-41 v =0.80x(1-20%)=47.350.m/s=30.20(r/s)=2352m/min按機床選取n=29

16、00r/min 查【1】表4.2-16所以實際切削速度u=切削工時又 現(xiàn)取系數(shù)為1.4。(查于電子版機械工藝手冊.加工時間定額)故匕| t以=匕、+t占-=0.88+ 0.37 = 1.25min3JUiA- J.JlhJL £工序20攻絲加工條件工件材料：45#1岡，鍛造。機床選擇：臺式攻絲機S4006B刀具選擇：粗柄機用絲錐 M6.02.4-87d0 = 5.0、T = 800r P = 0.5-> Cv = 237、yv =。、4 = 1.0 m =0.5查【1】4.6-3故：切削速度u=0.65m/s削用量：由于攻螺紋時的進給速度是由絲錐螺距決定的，因此只需要給定轉(zhuǎn)速。

17、臺式攻絲機 S4006B,取較小轉(zhuǎn)速n=140r/min。得基本時間l1=2mmTi=2L/(f*n)=2 X(l+l2) +(f*n)=2 x (13) + (0.5*140)= 0.37min4個螺紋孔的加工基本時間為 T10=4X Ti=4x0.37=1.48min又現(xiàn)取系數(shù)為1.4。故工序25攻絲加工條件工件材料：45#1岡，鍛造。機床選擇：臺式攻絲機S4006B刀具選擇：粗柄機用絲錐 M4.04.2-16 d0 = 4.0、T = 800r P = 0.5-> Cv = 237、yv =。、4 = 1.0 m =0.5查【1】4.6-3故：切削速度v=0.432m/s削用量：由

18、于攻螺紋時的進給速度是由絲錐螺距決定的，因此 只需要給定轉(zhuǎn)速。臺式攻絲機S4006B,取較小轉(zhuǎn)速n=140r/min :得基本時間l1=2mmTi=2L/(f*n)=2 x(l+8) +(f*n)=2 x (9) +(0.5*140)= 0.257min14孔的加工基本時間為 T10=14X Ti=14x0.257=3.6min又現(xiàn)取系數(shù)為1.4。故工序30倒角加工條件工件材料：45#1岡，鍛造。工序35去毛刺加工條件工件材料：45#1岡，鍛造。工序40調(diào)制加工條件工序45精銃 加工條件工件材料：45#1岡，鍛造加工要求：精銃端面，有粗糙度要求：3.2機床：X63型立式銃床 功率P=10kw刀

19、具：鑲齒式端面銃刀 材料YT15 D=80mm B=36mm 齒數(shù)Z=10計算過程：(1)參考文獻【1】表3-59平面加工余量為a=0.5mm本工序為一 次性銃削。(2)取銃削每齒進給量=0.1 ,銃削深度。(3)參考文獻【1】表3.1-74 ,取銃刀主軸轉(zhuǎn)速為n=600r/min ,又 前面已選定銃刀直徑D=80mm故銃削速度為kDq10001000=150.72m/min = 2.512m/s(4)主軸進給量幾=%. Z.n = 01x10x600 = 600mm/min,查【1】表 3.1-75 選。(5)校核機床功查考文獻【1】表 2.4-96Pm 1076 10 5 d00.3 ap

20、 a0.75 a；1 Z n0.8 kpmpepili查【1】表 2.4-87 Z=10 n=10r/sae=56mm ap=0.5mm af =0.1mm/zkpm=1 d0 16 d0=53.3mmpZ 3所以 pm=2.09kw參考文獻【1】表3.1 -73得機床的功率Pw=10kw ,若取效率為0.85, 則10 0.85=8.5kw >2.09kw ,故機床功率足夠。(6)切削工時參考文獻【4】表12-3機動工步工時l1 l2 l m fv其中l(wèi)2 = (13)取 2mm53 + 80 + 2% =-475 = °-283min二總=2*J工 +Qa +tm3) =

21、2x(0.376+0.283 + 0.280)=2.817min又 現(xiàn)取為1.4 (查于電子版機械工藝手冊.加工時間定額)總工時工序50挖退刀梢工序55粗銃(檢測)加工條件工件材料：45#1岡，鍛造加工要求：粗銃凹面機床：X63型立式銃床 功率P=10kw刀具：直柄立銃刀材料YT15 D=20mm 齒數(shù)Z=4查考文獻【1】表 4.4-15計算過程：(1)參考文獻【1】表2.4-77平面加工余量為a=2mm本工序為一次性銃削。取銃削每齒進給量=0.08mm銃削深度。(2)參考文獻【1】表3.1-74 ,取銃刀主軸轉(zhuǎn)速為n=300r/min ,又前面已選定銃刀直徑D=20mm故銃削速度為Du100

22、03.14x20x300=18.84m/min = 0.314m/s(3)主軸進給量7v = aZn = 0*08x4x300= 96mm/min,查【1】表3.1-75 選。(4)校核機床功率查考文獻【1】表 2.4-96p 1076 10 5 de/3 ap a075 a；' Z n0.8 kpm查【1】表 2.4-87 Z=4 n=5r/sae=56mm ap =2.0mm af =0.08mm/zkpm=1 d0 16 d0=21.3mmpm Z 30所以 pm = 1.52kw參考文獻【1】表3.1 -73差得機床的功率Pw=10kw，若取效率為0.85 , 則10 0.85

23、=8.5kw >1.52kw ,故機床功率足夠。(5)切削工時參考文獻【4】表12-3機動工步工時l1 l2 l fv其中13mml2= (13)取 2mm96 + 13 + 2 =-=1.62 min二總二(Lz + tm2 += (L62+ 1.62 + 0.40) = 3.64min輔助工時 tf ti t2 t3 t4 t5 t6其中ti 按動住主軸回轉(zhuǎn)按鈕時間t2 按通和關(guān)閉工作臺移動時間t3、t4 打開或關(guān)閉切削液時間t5 裝夾時間t6 拆卸時間查【3】表6.3-5得tf ti t2 t3 t4 t5 t6=0.01+0.01+0.02+0.02+0.08+0.07=0.21

24、min總工時t總=tm + 3t了 =工64 +3x0.21=4.27min（此處用計算不妥）工序60調(diào)質(zhì)工序65精銃加工條件工件材料：45#1岡、鍛造加工要求：精銃凹面機床：X63型立式銃床 功率P=10kw刀具：直柄立銃刀材料YT15 D=20mm 齒數(shù)Z=4查考文獻【1】計算過程：(1)參考文獻【1】表3-59平面加工余量為a=0.4mm本工序為一 次性銃削。(2)取銃削每齒進給量=0.05,銃削深度。(3)參考文獻【1】表3.1-74 ,取銃刀主軸轉(zhuǎn)速為n=600r/min ,又 前面已選定銃刀直徑D=20mm故銃削速度為nDa10001000=37.68m/min = 0.628m/

25、s(4)主軸進給量(= %Z» = 0.05x4x600 = 120mm/min,查【1】表 3.1-75 選。(5)校核機床功查考文獻【1】表 2.4-96Pm1076 10 5d003apa；75a；1Zn08kpmpepili查【1 】 表 2.4-87Z=4n=10r/sae =56mm ap =0.4mmepaf =0.05mm/z kpm = 1 與 16 d0=21.3mm pZ 3所以 Pm = 1.89kw參考文獻【1】表3.1 -73差得機床的功率Pw=10kw，若取效率為0.85 ,則10 0.85=8.5kw >1.89kw ,故機床功率足夠。(6)切削工時參考文獻【4】表12-3機動工步工時tm l1 l2 l fv其中l(wèi)2= (13)取 2mm% 總=+ J。= Cl + 1+ 0-280) = 2.280min輔助工時 tf ti t2 t3 t4 t5 t6其中ti 按動住主軸回轉(zhuǎn)按鈕時間t2 按通和關(guān)閉工作臺移動時間t3、t4 打開或關(guān)閉切削液時間t5 裝夾時間t6 拆卸時間查【3】表6.3-5得tf ti t2 t3 t4 t5 t6=0.01+0.01+0.02+0.02+0.08+0.07=0.21min總工時，-：- I-(.(此處此處用計算不妥)工序70滲碳+淬火+低溫回火加工條件工件材料：45#