機械制造加工工藝滑塊制造工藝課程設計說明書最終版

1、 機電及自動化學院機械制造加工工藝課程設計設計題目：滑塊 2011年7月前 言 機械制造工藝學課程設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)實習基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產(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計的基本原理和方法，擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計的能力，也是熟悉和運用有關手冊、圖表等技術資料及編寫技術文件等基本技能的一次實踐機會，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下良好的基礎。通過本次課程設計有利于基礎知識的理解、有利于邏輯思維的

2、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，設計中還有許多不足之處，希望老師多多指教。目 錄一、零件分析1、零件的作用2、零件的工藝分析 二、工藝規(guī)程設計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 1、 零件分析1、 零件的作用在夾具設計中 常常采用鉤形壓板作為夾緊機構。這種機構的型號和規(guī)格已經(jīng)標準化。隨著汁茸機技術的糍展及普眨，因此有必要應用現(xiàn)代化設計的方法，研究夾具標準件的設計合理性，以便適應科技 展的需要，為設計結構更合理、重量更輕、精度更高的爽兵打下良好的基礎。2、

3、零件的工藝分析第一、滑塊為45#鋼，由于滑塊工作時受力較復雜，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選用較高的工藝基準。因此在加工凹面前應先加工六個端面（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

4、銑床加工，因此，最后選擇銑床加工。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；廣泛采用通用或專用夾具裝夾；有較詳細的工藝規(guī)程，用工藝卡管理生產(chǎn)。2、 工藝規(guī)程設計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雜，對材料的力學性能要求較高，且結構較為簡單，因此應該選用鍛件，以便使金屬纖維盡量不

5、被切斷，保證零件工作可靠。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）基面選擇是工藝設計中重要工作之一，基面選擇的正確以合理，可以使加工質量得到保證，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96x52定三個自由度、端面96x46定二個自由度，剩下的自由度方向夾緊）

6、鉆孔時，以粗銑后的端面進行定位（限定5個自由度，采用96x52定三個自由度、96x46與52x46兩個面各定一個自由度，剩下一個可繞主軸旋轉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，其它方向應夾緊）3、制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(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要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領已確定為成批生產(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計手冊各加工面的加

7、工方法（如表1）：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粗銑-精銑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粗銑-精銑-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：鍛造粗銑六個端面鉆孔攻螺紋挖退刀槽粗銑凹面 精銑凹面倒角去毛刺精銑六個端面精磨凹面檢測。方案二：鍛造正火粗銑端面鉆孔攻螺紋調質精銑挖退刀槽粗銑凹面-調質-精銑凹面滲碳+淬火+低溫回火精磨倒角去毛刺發(fā)黑處理檢測。方案三：鍛造、檢測正火粗銑六個端面鉆孔攻螺紋倒角去毛刺調質精銑六個端面挖退刀槽粗銑凹面檢測調質精銑凹面滲碳+淬火+低溫回火精磨發(fā)黑處理檢

8、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部應力得到一定程度的清除，使切削過程中切削力較平均；在精加工前若無調質則在粗銑過程中產(chǎn)生的應力沒有得到消除，組織不均勻，會影響精加工的質量和力學性能；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，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，

9、因此在銑削前應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量要求，因此應把倒角、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（消除鍛件應力、均勻組織便于粗銑）；調質處理（優(yōu)化組織、消除粗加工應力便于精加工）；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

10、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對以加工好的面產(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

11、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，故采用粗銑和半精銑（中間加調制）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，故粗銑時余量為2.0mm 、精銑時余量為0.4mm，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

12、 粗銑六個端面1、 加工條件工件材料：45#鋼，鍛造加工要求：粗銑下端面，無粗糙度要求機床：x63型立式銑床 功率p=10kw刀具：鑲齒式端面銑刀 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=2mm，本工序為一次性銑削。取銑削每齒進給量，銑削深度。(2) 參考文獻【1】表3.1-74，取銑刀主軸轉速為n=300r/min，又前面已選定銑刀直徑d=80mm，故銑削速度為(3) 主軸進給量，查【1】表3.1-75 選。(4) 校核機床功率查考文獻【1】表2.4-96 查考文獻【1】表2.4-87 z=10 n=5r/s =56m

13、m =2mm =0.15mm/z =1 =53.3mm 所以=2.74kw參考文獻【1】表3.1 -73差得機床的功率=10kw ，若取效率為0.85，則100.85=8.5kw >2.74kw，故機床功率足夠。(5) 切削工時參考文獻【4】表12-3機動工步工時其中=13.4mm=（13） 取2mm輔助工時 其中 按動住主軸回轉按鈕時間 按通和關閉工作臺移動時間 、打開或關閉切削液時間 裝夾時間 拆卸時間查【3】表6.3-5得=0.01+0.01+0.02+0.02+0.08+0.07=0.21min總工時工序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：4

14、5#鋼，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 ，一次性加工選用硬質合金麻花鉆。查【1】表4.2-16 選用f=0.1mm查【1】表2.4-41 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）故工步二：鉆孔、深18工件材料：45#鋼，鍛造。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

15、/2=5.2/2=2.6mm ，一次性加工選用硬質合金麻花鉆。查表【1】4.2-16 選用f=0.1mm查表【1】2.4-41=0.80x(1-20%)=47.350.m/s=30.20(r/s)=2352m/min按機床選取n=2900r/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）故工序20 攻絲加工條件 工件材料：45#鋼，鍛造。機床選擇：臺式攻絲機s4006b 刀具選擇：粗柄機用絲錐m6.0 查【1】表2.4-87得： 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

16、定的，因此只需要給定轉速。臺式攻絲機s4006b,取較小轉速n=140r/min。得基本時間l1=2mmti=2l/(f*n)=2×(l+l2)÷(f*n)=2×(13)÷(0.5*140)= 0.37min4個螺紋孔的加工基本時間為t10=4×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#鋼，鍛造。機床選擇：臺式攻絲機s4006b 刀具選擇：粗柄機用絲錐m4.0 查表【1】4.2-16得：查【1】4.6-3故：切削速度v=0.432m/s 削用量：由于攻螺紋時的進給速度是由絲錐螺距決定的

17、，因此只需要給定轉速。臺式攻絲機s4006b,取較小轉速n=140r/min。:得基本時間l1=2mmti=2l/(f*n)=2×(l+8)÷(f*n)=2×(9)÷(0.5*140)= 0.257min14孔的加工基本時間為t10=14×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#鋼，鍛造。工序 35 去毛刺加工條件 工件材料：45#鋼，鍛造。工序 40 調制加工條件 工件材料：45#鋼，鍛造。工序45精銑加工條件工件材料：45#鋼，鍛造加工要求：精銑端面，有粗糙度要求：3.2機床：

18、x63型立式銑床 功率p=10kw刀具：鑲齒式端面銑刀 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，本工序為一次性銑削。（2） 取銑削每齒進給量=0.1，銑削深度。（3） 參考文獻【1】表3.1-74，取銑刀主軸轉速為n=600r/min，又前面已選定銑刀直徑d=80mm，故銑削速度為（4） 主軸進給量，查【1】表3.1-75 選。（5） 校核機床功查考文獻【1】表2.4-96 查【1】表2.4-87 z=10 n=10r/s =56mm =0.5mm =0.1mm/z =1 =53.3mm 所以=2.09kw參

19、考文獻【1】表3.1 -73得機床的功率=10kw ，若取效率為0.85，則100.85=8.5kw >2.09kw，故機床功率足夠。（6） 切削工時·參考文獻【4】表12-3機動工步工時其中=（13） 取2mm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 挖退刀槽工序 55粗銑（檢測）加工條件工件材料：45#鋼，鍛造加工要求：粗銑凹面機床：x63型立式銑床 功率p=10kw刀具：直柄立銑刀 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，本工序為一次性銑削。

20、取銑削每齒進給量=0.08mm，銑削深度。（2） 參考文獻【1】表3.1-74，取銑刀主軸轉速為n=300r/min，又前面已選定銑刀直徑d=20mm，故銑削速度為（3） 主軸進給量，查【1】表3.1-75 選。（4） 校核機床功率查考文獻【1】表2.4-96 查【1】表2.4-87 z=4 n=5r/s =56mm =2.0mm =0.08mm/z =1 =21.3mm 所以=1.52kw參考文獻【1】表3.1 -73差得機床的功率=10kw ，若取效率為0.85，則100.85=8.5kw >1.52kw，故機床功率足夠。（5） 切削工時參考文獻【4】表12-3機動工步工時其中13m

21、m=（13） 取2mm輔助工時 其中 按動住主軸回轉按鈕時間 按通和關閉工作臺移動時間 、打開或關閉切削液時間 裝夾時間 拆卸時間查【3】表6.3-5得=0.01+0.01+0.02+0.02+0.08+0.07=0.21min總工時(此處用計算不妥)工序60 調質工序65精銑加工條件工件材料：45#鋼、鍛造加工要求：精銑凹面機床：x63型立式銑床 功率p=10kw刀具：直柄立銑刀 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3-59平面加工余量為a=0.4mm，本工序為一次性銑削。（2） 取銑削每齒進給量=0.05，銑削深度。（3）

22、參考文獻【1】表3.1-74，取銑刀主軸轉速為n=600r/min，又前面已選定銑刀直徑d=20mm，故銑削速度為（4） 主軸進給量，查【1】表3.1-75 選。（5） 校核機床功查考文獻【1】表2.4-96 查【1】表2.4-87 z=4 n=10r/s =56mm =0.4mm =0.05mm/z =1 =21.3mm 所以=1.89kw參考文獻【1】表3.1 -73差得機床的功率=10kw ，若取效率為0.85，則100.85=8.5kw >1.89kw，故機床功率足夠。（6） 切削工時·參考文獻【4】表12-3機動工步工時其中=（13） 取2mm輔助工時 其中 按動住主軸回轉按鈕時間 按通和關閉工作臺移動時間