機(jī)械制造加工工藝滑塊制造工藝課程設(shè)計(jì)說明書最終版

1、機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì) 機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：滑塊 2011年7月前 言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)時(shí)在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易程度零件（滑塊）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、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(shí)踐機(jī)會(huì)，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)有利于基礎(chǔ)知識(shí)

2、的理解、有利于邏輯思維的鍛煉、有利于與其他學(xué)科的整合、有利于治學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)。 由于能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)1、確定毛坯的制造形式 2、基準(zhǔn)選擇3、制訂工藝路線 4、機(jī)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) 1、 零件分析1、 零件的作用在夾具設(shè)計(jì)中 常常采用鉤形壓板作為夾緊機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)的型號(hào)和規(guī)格已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。隨著汁茸機(jī)技術(shù)的糍展及普眨，因此有必要應(yīng)用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)的方法，研究夾具標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)合理性，以便適應(yīng)科技 展的需要，為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更合理、重量更輕、精度更高的爽

3、兵打下良好的基礎(chǔ)。2、 零件的工藝分析第一、滑塊為45#鋼，由于滑塊工作時(shí)受力較復(fù)雜，且對(duì)形變有 一定的要求。故硬度為hrc35-40，要達(dá)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(duì)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(shí)應(yīng)選用較高的工藝基準(zhǔn)。因此在加工凹面前應(yīng)先加工六個(gè)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(zhǔn)。第三、由于凹面較小且對(duì)表面質(zhì)量要求較高，普通的機(jī)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(jī)床。而且在線切割時(shí)，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(shí)，老師認(rèn)為線切割加工時(shí)間

4、長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低。建議采用銑床加工，因此，最后選擇銑床加工。第四、由于對(duì)凹面有較高的形位要求，故在凹面粗加工后安排一個(gè)檢測(cè)工序，以保證后續(xù)加工能有效地進(jìn)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(jī)床部分采用通用機(jī)床，按零件分類，部分布置成流水線，部分布置成機(jī)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(xì)的工藝規(guī)程，用工藝卡管理生產(chǎn)。2、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1、 確定毛坯的制造形式 零件材料為45號(hào)鋼，考慮到滑塊在工作過程中受力較復(fù)雜，對(duì)材料的力學(xué)性能要求較高，且結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，因此應(yīng)該選用鍛

5、件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，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(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(jì)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(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。凹面加工基準(zhǔn)的選擇對(duì)滑塊零件來說至關(guān)重要。因?yàn)榇肆慵ㄓ邪济嬗行挝还铍p重要求。因此，選擇其基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)極其慎重。在此加工過程中我選擇的基準(zhǔn)為精加工后的端面（限定五個(gè)自由度，故采用一個(gè)大端面96x52定三個(gè)自由度、端面96x46定二個(gè)自由度

6、，剩下的自由度方向夾緊）鉆孔時(shí)，以粗銑后的端面進(jìn)行定位（限定5個(gè)自由度，采用96x52定三個(gè)自由度、96x46與52x46兩個(gè)面各定一個(gè)自由度，剩下一個(gè)可繞主軸旋轉(zhuǎn)的自由度并沿著這個(gè)方向夾緊）粗銑端面時(shí)，以端面為粗基準(zhǔn)，再以粗銑后的端面為精基準(zhǔn)（限定三個(gè)自由度，以一個(gè)面來限定三個(gè)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(diǎn)，應(yīng)當(dāng)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(jī)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(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查閱電子機(jī)械制造工藝學(xué)和機(jī)械制造

7、工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)各加工面的加工方法（如表1）：表 1加工面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案六個(gè)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(gè)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(gè)端面精磨凹面檢測(cè)。方案二：鍛造正火粗銑端面鉆孔攻螺紋調(diào)質(zhì)精銑挖退刀槽粗銑凹面-調(diào)質(zhì)-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(cè)。方案三：鍛造、檢測(cè)正火粗銑六個(gè)端面鉆孔攻螺紋倒角去毛刺調(diào)質(zhì)精銑六個(gè)端面挖退刀槽粗銑凹面檢測(cè)調(diào)質(zhì)精銑凹面滲碳+淬火

8、+低溫回火精磨發(fā)黑處理檢測(cè)。各方案的對(duì)比：方案一：沒有考慮熱處理，在粗銑前若沒有進(jìn)行正火處理，材料會(huì)黏刀具或會(huì)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(huì)影響精加工的質(zhì)量和力學(xué)性能；在精磨前沒有進(jìn)行滲碳+淬火+低溫回火處理，會(huì)使滑塊表面不夠硬而影響其工作壽命；在最后若不進(jìn)行發(fā)黑處理，則滑塊在工作過程中會(huì)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(cè)，會(huì)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

9、塊的凹面有形位公差要求，因此在銑削前應(yīng)完成六個(gè)端面的精加工，并以精加工后的端面為基準(zhǔn)去加工凹面。方案二：工序安排存在問題，由于滑塊對(duì)六個(gè)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(gè)人認(rèn)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，從而滿足工作要求）。b、 合理安排了必要的檢測(cè)工序：鍛造后馬上進(jìn)行檢測(cè)，保證毛坯滿

10、足加工要求）；粗銑后進(jìn)行檢測(cè)（因?yàn)榘济嬗行挝还钜螅诖帚姾蟀才糯斯に?，以使后續(xù)加工能有效進(jìn)行）；最后安排檢測(cè)（檢測(cè)加工的滑塊是否滿足設(shè)計(jì)要求，是否能投入實(shí)際運(yùn)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(shí)，基準(zhǔn)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(xì)端面之后，既保證孔加工時(shí)的基準(zhǔn)要求，又可以避免因孔的加工而對(duì)已加工好的端面（精銑）造成破壞。4機(jī)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(hào)鋼，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛

11、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(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1） 六個(gè)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(diào)制）即可，其中粗加工余量為2mm、半精加工余量為0.5mm。基準(zhǔn)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(shí)鉆頭為3.5mm）、6螺紋孔（鉆孔時(shí)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(shí)余量為2.0mm 、精銑時(shí)余量為0.4mm，精磨時(shí)余量為0.1mm。5 、確定各工序具體信息 工序 00 鍛造、檢測(cè)毛坯

12、工序 05 正火工序10 粗銑六個(gè)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(jī)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(jì)算過程：(1) 參考文獻(xiàn)【1】表3-59平面加工余量為a=2mm，本工序?yàn)橐淮涡糟娤鳌Ｈ°娤髅魁X進(jìn)給量，銑削深度。(2) 參考文獻(xiàn)【1】表3.1-74，取銑刀主軸轉(zhuǎn)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(jìn)給量，查【1】表3.1-75 選。(4) 校核機(jī)床功率查考文獻(xiàn)【1】表2.4-96 查考文獻(xiàn)【1】表2.4-87 z=10

13、 n=5r/s =56mm =2mm =0.15mm/z =1 =53.3mm 所以=2.74kw參考文獻(xiàn)【1】表3.1 -73差得機(jī)床的功率=10kw ，若取效率為0.85，則100.85=8.5kw 2.74kw，故機(jī)床功率足夠。(5) 切削工時(shí)參考文獻(xiàn)【4】表12-3機(jī)動(dòng)工步工時(shí)其中=13.4mm=（13） 取2mm輔助工時(shí) 其中 按動(dòng)住主軸回轉(zhuǎn)按鈕時(shí)間 按通和關(guān)閉工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)間 、打開或關(guān)閉切削液時(shí)間 裝夾時(shí)間 拆卸時(shí)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(shí)工序15 鉆孔、深為12和鉆孔、深18工步一：鉆孔、深為12加工

14、條件工件材料：45#鋼，鍛造。機(jī)床選擇：臺(tái)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(zhì)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(jī)床選取n=2900r/min所以實(shí)際切削速度u=切削工時(shí)又 現(xiàn)取系數(shù)為1.4。（查于電子版機(jī)械工藝手冊(cè).加工時(shí)間定額）故工步二：鉆孔、深18工件材料：45#鋼，鍛造。機(jī)床選擇：臺(tái)式鉆床4006 查【1】表4.2-16刀具選擇：直徑d=5.2（麻花鉆）

15、得加工余量z=d/2=5.2/2=2.6mm ，一次性加工選用硬質(zhì)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(jī)床選取n=2900r/min 查【1】表4.2-16所以實(shí)際切削速度u=切削工時(shí)又 現(xiàn)取系數(shù)為1.4。（查于電子版機(jī)械工藝手冊(cè).加工時(shí)間定額）故工序20 攻絲加工條件 工件材料：45#鋼，鍛造。機(jī)床選擇：臺(tái)式攻絲機(jī)s4006b 刀具選擇：粗柄機(jī)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(shí)的進(jìn)給速

16、度是由絲錐螺距決定的，因此只需要給定轉(zhuǎn)速。臺(tái)式攻絲機(jī)s4006b,取較小轉(zhuǎn)速n=140r/min。得基本時(shí)間l1=2mmti=2l/(f*n)=2(l+l2)(f*n)=2(13)(0.5*140)= 0.37min4個(gè)螺紋孔的加工基本時(shí)間為t10=4ti=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(jī)床選擇：臺(tái)式攻絲機(jī)s4006b 刀具選擇：粗柄機(jī)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(shí)的進(jìn)給速度是由絲錐螺距決定的，因此只需要給定轉(zhuǎn)速。臺(tái)式攻絲機(jī)s4006b

17、,取較小轉(zhuǎn)速n=140r/min。:得基本時(shí)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(shí)間為t10=14ti=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(diào)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(jī)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

18、=10計(jì)算過程：（1） 參考文獻(xiàn)【1】表3-59平面加工余量為a=0.5mm，本工序?yàn)橐淮涡糟娤?。?） 取銑削每齒進(jìn)給量=0.1，銑削深度。（3） 參考文獻(xiàn)【1】表3.1-74，取銑刀主軸轉(zhuǎn)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(jìn)給量，查【1】表3.1-75 選。（5） 校核機(jī)床功查考文獻(xiàn)【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參考文獻(xiàn)【1】表3.1 -73得機(jī)床的功率=10kw ，若取效率為0.85，則100.85=8.5kw 2

19、.09kw，故機(jī)床功率足夠。（6） 切削工時(shí)參考文獻(xiàn)【4】表12-3機(jī)動(dòng)工步工時(shí)其中=（13） 取2mm又 現(xiàn)取為1.4（查于電子版機(jī)械工藝手冊(cè).加工時(shí)間定額）總工時(shí)工序 50 挖退刀槽工序 55粗銑（檢測(cè)）加工條件工件材料：45#鋼，鍛造加工要求：粗銑凹面機(jī)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(xiàn)【1】表4.4-15計(jì)算過程：（1） 參考文獻(xiàn)【1】表2.4-77平面加工余量為a=2mm，本工序?yàn)橐淮涡糟娤鳌Ｈ°娤髅魁X進(jìn)給量=0.08mm，銑削深度。（2） 參考文獻(xiàn)【1】表3.1-74，取銑刀主軸轉(zhuǎn)速為n=300r/min，又前面

20、已選定銑刀直徑d=20mm，故銑削速度為（3） 主軸進(jìn)給量，查【1】表3.1-75 選。（4） 校核機(jī)床功率查考文獻(xiàn)【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(xiàn)【1】表3.1 -73差得機(jī)床的功率=10kw ，若取效率為0.85，則100.85=8.5kw 1.52kw，故機(jī)床功率足夠。（5） 切削工時(shí)參考文獻(xiàn)【4】表12-3機(jī)動(dòng)工步工時(shí)其中13mm=（13） 取2mm輔助工時(shí) 其中 按動(dòng)住主軸回轉(zhuǎn)按鈕時(shí)間 按通和關(guān)閉工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)間 、打開或關(guān)閉切削液時(shí)間 裝夾時(shí)間 拆卸時(shí)間查

21、【3】表6.3-5得=0.01+0.01+0.02+0.02+0.08+0.07=0.21min總工時(shí)(此處用計(jì)算不妥)工序60 調(diào)質(zhì)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(jī)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(xiàn)【1】表4.4-15計(jì)算過程：（1） 參考文獻(xiàn)【1】表3-59平面加工余量為a=0.4mm，本工序?yàn)橐淮涡糟娤?。?） 取銑削每齒進(jìn)給量=0.05，銑削深度。（3） 參考文獻(xiàn)【1】表3.1-74，取銑刀主軸轉(zhuǎn)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(jìn)給量，查【1】表3.1-75 選。（5） 校核機(jī)床功查考文獻(xiàn)【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(xiàn)【1】表3.1 -73差得機(jī)床的功率=10kw ，若取效率為0.85，則100.85=8.5kw 1.89kw，故機(jī)床功率足夠。（6） 切削工時(shí)參考文獻(xiàn)【4】表12-3機(jī)動(dòng)工步工時(shí)其中=（13） 取2mm輔助工時(shí) 其中 按動(dòng)住主軸回轉(zhuǎn)按鈕時(shí)間 按通和關(guān)閉工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)間 、打開或關(guān)閉切