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分類號：
無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）
題 目 壓滾座工藝及鉆M8螺紋底孔夾具設(shè)計
英文并列題目 The pressure roller seat technology and M8 thread bottom hole drilling fixture design
院 系 班 級
學(xué)生姓名 學(xué) 號
所在團隊
指導(dǎo)老師（1） 職 稱
指導(dǎo)老師（2） 職 稱
答辯委員會主任 主答辯人
壓滾座工藝及鉆M8螺紋底孔夾具設(shè)計
摘要：壓滾座零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。
機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。
關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差
The pressure roller seat technology and M8 thread bottom hole drilling fixture design
Abstract: The pressure roller seat parts processing technology and drilling fixture design is the design of process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.
Many types of machine tool fixture, wherein, the use scope broadest generaljig, sizes have been standardized, and has a professional production plant. But widely uses in the volume production, special fixture designed for a workpiece machining process service, need the factory according to the workpiece processing technology to design and manufacture.
Keywords: process, cutting dosage, clamping, positioning
IV
目 錄
目 錄
第一章 緒論 1
1.1 機械加工工藝概述 1
1.2機械加工工藝流程 1
1.3夾具概述 2
1.4機床夾具的功能 3
1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 3
1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 3
1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 4
第二章 零件的分析 6
2.1零件的作用 6
2.2零件的結(jié)構(gòu)分析 6
2.3零件材料分析 6
2.3.1基準分析 6
2.3.2零件尺寸分析和粗基準選擇 6
2.3.3精基準的選擇 7
3.1 確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及其公差 8
3.2 確定毛坯的制造形式 8
3.3基面的選擇 8
3.4制定工藝路線 8
3.5 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 11
3.5.1 機床選用 11
3.5.2 選擇刀具 11
3.5.3 選擇量具 12
第四章 確定機械加工余量、工序及公差 13
第五章 (鉆M8螺紋底孔)夾具設(shè)計 33
5.1設(shè)計要求 33
5.2夾具設(shè)計 33
5.2.1 定位基準的選擇 33
5.2.2 切削力及夾緊力的計算 34
5.3定位誤差的分析 35
5.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 35
5.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 37
總 結(jié) 38
參 考 文 獻 39
致 謝 40
第一章 緒論
1.1 機械加工工藝概述
機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。
機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。
機械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。
技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。
總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。
1.2機械加工工藝流程
機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。
制訂工藝規(guī)程的步驟
1) 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。
2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。
3) 選擇毛坯。
4) 擬訂工藝路線。
5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。
6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。
7) 確定切削用量及工時定額。
8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法。
9) 填寫工藝文件。
在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進，新材料、先進設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。
1.3夾具概述
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。
在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準備中占有極其重要的地位。機床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。
“工欲善其事，必先利其器?！?
工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
1.4機床夾具的功能
在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1．機床夾具的主要功能
機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機床夾具的特殊功能
機床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。
（1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。
（2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。
1.5機床夾具的發(fā)展趨勢
隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀
國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對機床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。
3）適用于精密加工的高精度機床夾具。
4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具。
5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。
6）提高機床夾具的標準化程度。
1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。
精密化
隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.2～0.5μm。
高效化
高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。
柔性化
機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。
標準化
機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。
機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標。
調(diào)模絲母零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等的基礎(chǔ)下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。
本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
第二章 零件的分析
2.1零件的作用
壓滾軸主要用來夾持機構(gòu)加緊和固定試樣，對試樣進行加載。
2.2零件的結(jié)構(gòu)分析
壓滾軸零件屬于塊狀零件，結(jié)構(gòu)簡單，強度剛度和韌度好，各加工表面精度和表面粗糙度都不難獲得。零件組成面：五個端面、外圓及其臺階面，R16半圓柱體，內(nèi)孔及其臺階面，一個燕尾槽及前后端面的中心對稱線上的2mm通槽，Φ19、Φ10通槽和兩處螺紋加工。
2.3零件材料分析
零件材料為45冷軋鋼板，屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、該鋼價格便宜，加工容易，適當熱處理可以獲得良好的韌性、塑性和耐性。正火85°可促進組織球化，硬度不大于229HBR，毛坯切削性能好，600回火。該鋼屈服強度，抗拉強度高，塑性好。該鋼可獲得良好的綜合力學(xué)性能，淬火后表面硬度可達到45～52HRC，不能采用滲碳淬火。
2.3.1基準分析
設(shè)計基準分析：左端面為設(shè)計加工各孔和R16半圓柱，下底端為設(shè)計加工內(nèi)孔和上端面，以中心軸線為設(shè)計基準主要加工孔和2mm通槽、燕尾槽。
定位基準分析：以左端面定位，燕尾槽，M8、Φ19、Φ10、Φ13等孔。下端面定位上端面及內(nèi)孔的高度，中心軸線定位各對稱面。
2.3.2零件尺寸分析和粗基準選擇
⑴ 左端面和下底面為設(shè)計基準，也為表面的定位基準，表面粗糙度0.8。
⑵ 前后端面是以中心軸線為基準，距中心軸線16mm，表面粗糙度0.8。
⑶ M8、Φ9以左端面和下底面為基準，距左端面20mm，距下底面12.5mm。
⑷ 燕尾槽是以中心軸線和左端面為基準，距左端面10mm，兩斜面粗糙度0.8。
⑸ 2mm通槽以中心軸線為基準，兩邊對稱。
⑹ 外圓Φ22，上端面內(nèi)孔以左端面和上端面為基準，距左端面65mm，距上端面2mm，出現(xiàn)定位基準與設(shè)計基準不重合。
⑺ Φ13內(nèi)孔以左端面為基準，距左端面65mm。
⑻ Φ18、Φ22、Φ24.3、M25×1.5以左端面為基準，距右端面65mm，Φ18以下端面為基準，距下端面、Φ22以下端面為基準，距下端面19mm，Φ24.3退刀槽以下端面為基準，距下端面9mm。
⑼ R16半圓柱以左端面和為中心軸線為基準，距右端面65mm。
⑽ 上端面以下端面為基準，距下端面25mm。
⑾ Φ10通孔以左端面和中心軸線為基準，距左端面40mm，以中心軸線對稱。
2.3.3精基準的選擇
保證定位誤差，精基準的選擇主要考慮基準重合與統(tǒng)一基準，以左端面、下底端、以中心軸線為精基準。
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第三章 毛坯的選擇
3.1 確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及其公差
根據(jù)零件圖多給材料為45鋼，由已知條件知其生產(chǎn)綱領(lǐng)為小批量生產(chǎn)，因為壓滾軸的輪廓尺寸較小，結(jié)構(gòu)不易鑄造和鍛造，因此毛坯選擇冷軋板料。
3.2 確定毛坯的制造形式
零件材料為45鋼，由已知條件知其生產(chǎn)綱領(lǐng)為小批量生產(chǎn)，因為壓滾軸的輪廓尺寸較小結(jié)構(gòu)不易鑄造和鍛造，因此毛坯選擇冷軋板料。
3.3基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
粗基準的選擇，對像這樣的零件來說，選好粗基準是至關(guān)重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關(guān)粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。
對于精基準而言，主要應(yīng)該考慮基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復(fù)。
3.4制定工藝路線
制定工藝路線的出發(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)已經(jīng)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。
1.確定各加工表面的加工方法
根據(jù)各加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，查參考[1]表4-2及表4-3，選定如下加工方法：
⑴ 上端面和Φ23外圓，未標注尺寸公差，表面粗糙度為6.3，查參考[1]4-2只需要粗車、半精車。
⑵ 下端面、前后端面表面粗糙度為0.8，查參考[1]4-2，先粗銑，然后半精銑，再粗磨。
⑶ 左端面表面粗糙度為0.8，與燕尾槽相接，先粗銑，然后半精銑，再線切割。
⑷ 內(nèi)孔Φ18、Φ24.3，表面粗糙度為0.8，先粗車，再半精車。
⑸ 內(nèi)孔Φ22，表面粗糙度為0.8，粗車，半精車，粗磨。
⑹ R16半圓柱先粗銑，再半精銑。
⑺ 燕尾槽有形狀尺寸，表面粗糙度為0.8，線切割。
⑻ Φ10、M8、Φ9、Φ13表面粗糙度為6.3，鉆孔。
⑼ 2mm通槽用再熱處理加工之后，用磨削切割。
2 擬定加工工藝路線
工藝路線方案1：
工序00：下料，87×38×30
工序10：銑六方尺寸82×32.06×25.03達要求
工序20：鉗工① 劃線找正
② 鉆孔Φ10、M8、Φ9、Φ13達要求
③ 攻螺紋M8
工序30：用四爪卡盤找正，車上端面Φ22外圓，Φ18內(nèi)孔。平端面達23.03
掉頭用四爪卡盤找正已加工內(nèi)孔，車內(nèi)孔Φ22、Φ24.3、Φ18，倒角120°
攻螺紋M24×1.5
工序40：以內(nèi)孔和底面定位，用回轉(zhuǎn)工作臺銑R16半圓柱達要求。
工序50：熱處理，吹砂HRC35～40
工序60：用線切割、慢走絲切割左端面及燕尾槽。
工序70：平磨：①磨前后端面達要求。②磨下底面達要求。
工序80：上內(nèi)圓磨，磨內(nèi)孔Φ22達要求。
工序90：工具磨，磨2mm通槽。
工序100：鉗工去毛刺
工序110：終檢
工藝路線方案2：
工序00：下料、87×38×30 45鋼
工序10：銑六方尺寸82×32.06×25.03
工序20：鉗工① 劃線找正
② 鉆孔Φ10、M8、Φ9、Φ13達要求
③ 攻螺紋M8
工序30：用四爪卡盤找正，車上端面Φ22外圓，Φ18內(nèi)孔。平端面達23.03
掉頭用四爪卡盤找正已加工內(nèi)孔，車內(nèi)孔Φ22、Φ24.3、Φ18，倒角120°
攻螺紋M24×1.5
工序40：以內(nèi)孔和底面定位，用回轉(zhuǎn)工作臺銑R16半圓柱達要求。
工序50：熱處理，吹砂HRC35～40
工序60：用線切割、快走絲切割左端面及燕尾槽。
工序70：平磨：①磨前后端面達要求。②磨下底面達要求。
工序80：上內(nèi)圓磨，磨內(nèi)孔Φ22達要求。
工序90：工具磨，磨2mm通槽。
工序100：鉗工去毛刺
工序110：終檢
3 工藝方案分析：
以上加工方案大致看來不合理的，但通過仔細考慮零件的技術(shù)要求及采取的加工手段之后，發(fā)現(xiàn)仍有問題，方案1工序60是用慢走絲，方案2是用的快走絲。
快速走絲線切割機床采用直徑0.08～0.25mm的鋼絲或0.3mm左右的銅絲做電極，走絲速度約8～10m/s,通過 絲筒和絲架往復(fù)運動，工作液采用5%的乳化液 離子水，由于電極絲快速運動，把工作液帶入加工縫隙，并把電蝕產(chǎn)物及時帶出，有利于電極絲的冷卻，減少弧光放電對加工的不利影響，生產(chǎn)率高且可穩(wěn)，的加工較厚工件。但走絲速度快，電極絲容易抖動，反而破壞了加工的穩(wěn)定性，表面粗糙度為2.5～0.36。
慢走絲切割機床采用直徑0.03～0.35的銅絲做電極，走絲速度為3～12m/min，電極絲只是單向通過間隙，不重復(fù)使用，避免了電極損耗對加工精度的影響。工作液主要是離子水和煤油，加工精度可達到±0.001mm，表面粗糙度可達到<0.32，這類機床還能自動穿電極絲和自動卸除加工廢料，自動化程度高。
通過比較故選定工藝路線方案1。
3.5 選擇加工設(shè)備和工藝裝備
3.5.1 機床選用
①.工序Ⅳ和工序Ⅵ是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140１型臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》表4.2-7。
②.工序Ⅸ是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。
③.工序Ⅹ是磨零件左右外圓面,這兩個面的要求精度都比較高,從經(jīng)濟角度看,采用萬能磨床。
3.5.2 選擇刀具
①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。
②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。
③.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡明機械加工工藝手冊》（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號砂輪。
3.5.3 選擇量具
本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。
第四章 確定機械加工余量、工序及公差
根據(jù)上述原始資料和加工工藝，查表分別確定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差。
如下表所示：
工序號
工序內(nèi)容
走到次數(shù)
第一次走刀
第二次走刀
單邊加工余量/mm
工序尺寸/mm
表面粗糙度Ra/μm
00
下料 88×38×30
10
銑下底面
2
2
0.97
2.97
27.03
6.3
銑上端面
2
1.5
0.5
2
25.03
6.3
銑左端面
2
1.5
0.5
2
85
6.3
銑右端面
2
2
1
3
82
6.3
銑前端面
2
2
0.97
2.97
35.03
6.3
銑后端面
2
2
0.97
2.97
32.06
6.3
20
鉆孔Φ13
1
6.5
6.5
Φ13
6.3
鉆孔Φ10
1
5
5
Φ10
6.3
鉆孔Φ9
1
4.5
4.5
Φ9
6.3
鉆孔M8
1
3.35
3.35
Φ6.7
6.3
攻螺紋M8
1
0.65
0.65
M8
6.3
30
車上端面Φ22外圓
2
1.5
0.5
2
Φ22
6.3
車上端面Φ18內(nèi)孔
2
2
0.5
2.5
Φ18
6.3
平上端面達23.03
2
1.5
0.5
2
23.03
6.3
車內(nèi)孔Φ18
2
2
0.5
2.5
Φ18
6.3
車內(nèi)孔Φ22J7
2
2
1.5
0.47
Φ22J7
6.3
車內(nèi)孔Φ24.3退刀槽、越程槽
1
1.15
1.15
24.3
6.3
倒角
1
25
6.3
攻絲M24×1.5
1
1.03
1.03
24
6.3
40
用回轉(zhuǎn)臺銑R16
2
2
16
6.3
50
熱處理
1
60
切割左端面
1
1
1
81
0.8
切割燕尾槽
1
0.8
70
磨前端面
1
0.03
0.03
32.03
0.8
80
磨后端面
1
0.03
0.03
32
0.8
磨下底面
1
0.03
0.03
25
0.8
80
磨內(nèi)孔Φ22J7
1
0.03
0.03
22J7
0.8
90
用磨刀切割2mm寬的通槽
1
1
1
2
6.3
100
鉗工起毛刺
110
檢驗入庫
4.1.確定切削用量及基本工時
工序10：銑六方，保證尺寸82
（1）銑上端面
已知銑削深度，，故
查（1）表3-1得
由于銑削后表面粗糙度為3.2，因此分粗銑和半精銑，故要分兩次銑削，第一次銑削2mm，第二次銑削0.97mm。
粗銑時
查（1）表3-3得
查（1）表3-9得z=6，
查X62W臥式銑床使用說明書，取
故實際 切削速度
查X62W銑床使用說明書，取
機動工時
半精銑時
查（1）表3-3得每轉(zhuǎn)進給量
查（1）表3-9得
查X62W銑床使用說明書，取，故實際切削速度
當時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為
查機床使用說明書取
機動工時
故
（2）. 銑下端面
已知銑削深度，，故
查（1）表3-1得
由于銑削后表面粗糙度為3.2，因此分粗銑和半精銑，故要分兩次銑削，第一次銑削1.5mm，第二次銑削0.5mm。
粗銑時
查（1）表3-3得
查（1）表3-9得z=6，
查X62W臥式銑床使用說明書，取
故實際切削速度
查X62W銑床使用說明書，取
機動工時
半精銑時
查（1）表3-3得每轉(zhuǎn)進給量
查（1）表3-9得
查X62W銑床使用說明書，取，故實際切削速度
當時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為
查機床使用說明書取
機動工時
故
（3）。銑左右端面
已知銑削深度，，故
查（1）表3-1得
由于銑削后表面粗糙度為3.2，因此分粗銑和半精銑，故要分兩次銑削，第一次銑削2mm，第二次銑削1mm。
粗銑時
查（1）表3-3得
查（1）表3-9得z=6，
查X62W臥式銑床使用說明書，取
故實際切削速度
查X62W銑床使用說明書，取
機動工時
半精銑時
查（1）表3-3得每轉(zhuǎn)進給量
查（1）表3-9得
查X62W銑床使用說明書，取，故實際切削速度
當時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為
查機床使用說明書取
機動工時
故
（4）銑前后端面
已知銑削深度，，故
查（1）表3-1得
由于銑削后表面粗糙度為3.2，因此分粗銑和半精銑，故要分兩次銑削，第一次銑削2mm，第二次銑削0.97mm。
粗銑時
查（1）表3-3得
查（1）表3-9得z=6，
查X62W臥式銑床使用說明書，取
故實際切削速度
查X62W臥式銑床使用說明書，取
故實際切削速度
查X62W銑床使用說明書，取
機動工時
半精銑時
查（1）表3-3得每轉(zhuǎn)進給量
查（1）表3-9得
查X62W銑床使用說明書，取，故實際切削速度
當時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為
查機床使用說明書取
機動工時
故
4.2工序20：劃線找正， 鉆孔13 10 9 M8 及攻螺紋M8，選用機床：立式鉆床 Z525
⑴鉆孔13mm
f=0.2mm/r （見《切削手冊》表2.7）
v=12m/min （見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮）
=r/min=294r/min
按機床選取 n=272r/min（按《工藝手冊》表4.2-2）
所以實際切削速v==m /min=11.1m/min
切削工時t===0.66min
式中，切入l=6mm 切出l=5mm l=25mm
⑵鉆孔10mm
f=0.2mm/r （見《切削手冊》表2.7）
v=12m/min （見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮）
=r/min=382r/min
按機床選取n=392r/min（按《工藝手冊》表4.2-2）
所以實際切削速度
v==m /min=12.3m/min 切削工時t===0.66min
式中，切入l=5mm 切出l=4mm l=25mm
（1） 鉆孔 8mm
f=0.15m/min（見《切削手冊》表2.7）
v=12m/min（見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮）
=r/min=478r/min
按機床選取n=545r/min（按《工藝手冊》表4.2-2）
所以實際切削速度v==m /min=13.69m/mi 切削工時 t===0.27min
式中切入l=4 切出l=3mm l=15mm
擴孔9，根據(jù)《切削手冊》表2.10規(guī)定，查得擴孔鉆擴9孔時的進給量，并根據(jù)機床規(guī)
選
f=0.55mm/r
擴孔鉆擴孔時的切削速度根據(jù)其他有關(guān)資料，確定為v=0.4v式中，v為用鉆頭
同樣尺寸實心孔的切削速度，故
V=0.4 v=0.4*12m/min=4.8m/min
=r/min=170r/min
按機床選取 n=195r/min
切削工時： 切入時l=2mm 切出時l=0.7則
t==min=0.17min
⑶鉆孔6mm
f=0.12m/min（見《切削手冊》表2.7）
v=12m/min（見《切削手冊》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮）
=r/min=637r/min
按機床選取n=680r/min（按《工藝手冊》表4.2-2）
所以實際切削速度v==m /min=12.81m/mi
切削工時t===0.27min 式中切入l=4 切出l=3mm l=15mm
擴孔6.7，根據(jù)《切削手冊》表2.10規(guī)定，查得擴孔鉆擴6.7孔時的進給量，并根據(jù)機床規(guī)
選
f=0.55mm/r
擴孔鉆擴空時的切削速度根據(jù)其他有關(guān)資料，確定為v=0.4v式中，v為用鉆頭
同樣尺寸實心孔的切削速度，故
V=0.4 v=0.4*12m/min=4.8m/min
=r/min=228r/min
按機床選取 n=195r/min
切削工時： 切入時l=2mm 切出時l=1.5則
t==min=0.15min
4.3工序30
選擇機床設(shè)備及工藝裝備和確定切削用量及基本工時
1.床設(shè)備及工藝裝備
機床：CA6140臥式機床.
刀具：外圓車刀，刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16mm×25mm，Kr=90°，y0=12°a0=8°.刀片厚度4.5mm。厚度為2mm和3mm的切斷刀各一把，75°內(nèi)孔車刀。螺紋刀一把。
2.確定切削用量及基本工時。
工步1：車端面外圓?22加工余量達2mm,而加工要求較高，故分兩次走刀，粗車加工余量取1.5mm，半精加工余量取0.5mm。
粗車：根據(jù)表1.1可知刀桿尺寸B*H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm，選擇切削用量。
1） 確定切削深度ap,由于粗加工余量僅為1.5mm，可在一次走刀內(nèi)完成，故ap=1.5mm。
2）確定進給量f，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.4，當?shù)稐U尺寸為16mm*25mm，ap≤3mm，以及工件直徑為22mm時，f=0.3-0.4mm/r。按CA6140車床說明書取f=0.4mm/r。
3）計算切削速度，按《切削手冊》表1.27得
Vc=（Cv/Tmapxvfyv）×Kv
式中；Cv=242 Xv=0.15 Yv=0.35 m=0.2
Kmv=0.65 Ksv=0.92 Kkv=0.8 Krv=1.0 Kv=1.0
故 Vc=(2/600.2×1.50.15×0.40.35) ×0.65×0.92×0.8m/min
Vc=65.9m/min
4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000Vc/π×22=1000×65.9/π×22=839.5r/min
按機床說明書，與839.5r/min接近的轉(zhuǎn)速為900r/min。
所以實際切削速度Vc=70.65m/min。
5)_計算基本工時。
Tm=L/nf
式中L=L1+y+△ L=57mm 根據(jù)表1.26得y+△=2mm
所以 Tm=0.16min。
2.半精車
⑴車刀選擇，刀具形狀，刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同，YT15。
（2）選擇切削用量。
1）確定切削深度ap，半精加工剩下余量0.5mm。
2）確定進給量f，根據(jù)CA6140車床說明書，選擇f=0.3mm/r。
3）計算切削速度。
Vc=Cv/Tmapxvfyv ×Kv
=（242/600.2×0.50.15×0.30.35）×0.65×0.92×0.8
=85.86m/min
4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000Vc/πd=1000*85.86/π×22=1093r/min
按機床說明書與1093r/min，接近的轉(zhuǎn)速ns=1120r/min。
所以按實際切削速度Vc=87.92m/min
Tm=L/nf
根據(jù)表1.26，y+△=2mm
所以Tm=59-1120×0.3=0.17min
工步2：車?18內(nèi)孔
1. 刀具選擇，75°內(nèi)孔車刀，刀桿尺寸為16mm×25mm，Kr=75°，刀桿厚度4.5mm。已知單邊加工余量為2.5mm，表面粗糙度為3.2，故分粗車和半精車。第一次切削1.5mm，第二次切削1mm。
粗車，查表和根據(jù)機床規(guī)格得f=0.7mm/r。
查表2-20選Vc=35m/min，故ns=1000Vc/πd=619.2r/min （d=18mm）
查機床使用說明書得ns=710r/min
機動工時 Tm=L+L1+△/fn=0.113min
半精車，車削1mm，查表并根據(jù)機床規(guī)格知f=0.5mm/r。
查表2-20選Vc=40m/min，故ns=1000Vc/πd=707.7r/min。
查機床使用說明書得ns=710r/min。
機動工時 Tm=L+L1+△/fn=0.158min
工步3： 車?22的內(nèi)孔
1. 刀具與?18的內(nèi)孔刀具一致，75°內(nèi)孔車刀
已知單邊余量為1.97，表面粗糙度為3.2，故分粗車和半精車。第一次車削1.5mm，第二次車削0.47mm.
粗車，查表和根據(jù)機床規(guī)格得f=0.7mm/r。
查表2-20選Vc=35m/min，故ns=1000Vc/πd=506.6r/min （d=22mm）。
查機床使用說明書得ns=560r/min。
機動工時 Tm=L+L1+△/fn=0.06min。
半精車，車削余量0.47mm，查表并根據(jù)機床規(guī)格知f=0.5mm/r。
查表2-20選Vc=40m/min，故ns=1000Vc/πd=579.23r/min。
查機床使用說明書得ns=560r/min。
機動工時 Tm=L+L1+△/fn=0.085min。
工步4： 車螺紋M24×1.5
刀具選擇，高速鋼螺紋車刀。
1) 切削速度計算，參考《切削用量手冊》，刀具壽命T=60min，采用高速鋼螺紋車刀規(guī)定粗車螺紋時ap=0.17切4次，精車螺紋時ap=0.08，切2次。
Vc=Cv/Tmapxvfyv ×Kv
式中 Cv=11.8 m=0.11 Xv=0.7 Yv=0.3 t1=1.5
Km=1.11 Kk=0.75
所以粗車螺紋 Vc=（1.8/600.11×0.170.7×1.50.3）×1.11×0.75m/min=20.16m/min。
精車螺紋 Vc=（1.8/600.11×0.080.7×1.50.3）×1.11×0.75m/min
34.39m/mim
2）確定主軸轉(zhuǎn)速。
粗車螺紋時 n1=1000vc/πd=1000×20.16/π×24
=267.5r/min
按機床說明書 取n1=250r/min 實際切削速度Vc=18.84m/min
精車螺紋時 n2=1000Vc/πd=1000×34.39/π×24
=456.34r/min
按機床說明書 取n2=450r/min 實際切削速度Vc=33.91m/min
3）切削工時取切入長度L=3mm
粗車 t1=（L+L1）×i/nf=0.5min
精車 t2=（L+L1）×i/nf=0.25min
所以總工時為 T= t1+t2=0.75min
工步5： 切退刀槽和越程槽
刀具選擇，厚度分別為2mm和3mm的切斷刀。
根據(jù)《切削手冊》得ap≤3mm，f可取0.3-0.4 取0.3
查機床使用說明書得ns=500r/min
機動工時 Tm=（L+L1+△）/fn=0.016mm
4.4工序40： 銑R16
已知銑削深度，，故
查（1）表3-1得，z=4
由于銑削后表面粗糙度為3.2，因此分粗銑和半精銑，故要分兩次銑削，第一次銑削5mm，第二次銑削1.6mm。
粗銑時
查（1）表3-3得
查（1）表3-9得
故
查X62W臥式銑床使用說明書，取
故實際切削速度
查X62W銑床使用說明書，取
機動工時
半精銑時
查（1）表3-3得
查（1）表3-9得
X62W銑床使用說明書，取，故實際切削速度
當時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為
查機床使用說明書取
機動工時
故
4.5工序50： 熱處理
45鋼，淬火溫度840℃，回火400℃到450℃
淬火介質(zhì)是水，淬火時間1小時
4.6工序60: 線切割
已知切割左端面單邊加工余量為0.97mm，工序尺寸為81mm，表面粗糙度為0.8
選擇加工方法為單電極平動法，平動量δ=0.4mm，慢走絲加工
選擇材料為紫銅
設(shè)計電極 工具電極組合斜度為5，鑲拼在電極固定板上，在左電極固定板中心
DM5540A 電火花成型 CJD550脈動電源
工件準備寬32mm，長81mm， 細絲加工，以慢走絲割出燕尾槽，表面粗糙度為08，燕尾槽內(nèi)壁角度為55°±5
4.7工序70：磨前后端面和下底面。本工序采用計算法確定切削用量。
1.加工條件
工件材料：45鋼
加工要求：粗磨65×25前后端面、82×32下底面、32×25左端面。
機床：M7132平臺面膜床，M7132工作臺移動速度為0.2~6m/min，取1m/min。砂輪主軸轉(zhuǎn)速2667r/min或3340r/min。
2.選擇砂輪
查《工藝手冊》得砂輪型號：N200×40×50WA50S10V35
3.切削用量的選擇
加工余量=0.03mm
砂輪轉(zhuǎn)速=2667r／min
軸向進給量0.4B=16mm
徑向進給量0.03mm
修磨系數(shù)k查[1]表5-145得：k=1.2
4.切削工時
① 加工前后端面
L=200+65+10=275