滑块加工工艺及夹具设计说明书.doc

重庆交通大学学士学位论文摘要本次毕业设计针对滑块工艺规程进行设计，涉及滑块的选材、确定毛坯和机械加工余量及工序尺寸与公差、拟定工艺路线、选择工艺设备；并进行切削用量和时间定额的计算，填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡片。为了保证加工质量，提高生产效率，对关键工序进行夹具设计。本文对夹具的工作原理、作用、分类和组成做了简单概述；着重分析了工序特点和要求，根据结果确定定位方案，设计定位元件、夹紧机构、对刀元件和夹具体。因此，保证了加工精度和设计质量。关键词：滑块；工艺规程设计；夹具设计；生产规划abstractthis paper carries on the design in view of the slider technological process, involves the selection of the slider, the determination of semi-finished materials, the machining allowance, the working procedure size and the common difference. i draw up the slider route, and choose the process unit. and then i carry on the computation of the cutting specifications and the time norm, next i fill above-mentioned results in machine-finishing technological process card and the machine-finishing working procedure card. in order to guarantee the processing quality and enhance the production efficiency, i carry out the jig design to the essential working procedure. in this paper i have made the simple outline to the operating principle, the function, the classification and the composition of the jig. i have also emphatically analyzed the characteristic and the request of the working procedure, determined the localization plan according to the result, and designed the localization part, the clamp organization, the guiding component and the jig body. therefore, the processing precision and the design quality have been guaranteed.keywords: slider；technological process design； jig design；production plan目录第1章绪 论11.1滑块加工技术现状及发展方向11.2本课题研究的目的、意义21.3课题的主要内容2第2章滑块的机械加工工艺规程设计42.1滑块的工艺分析及生产类型的确定42.1.1滑块概述42.1.2滑块零件的技术要求42.1.3确定滑块的生产类型和工艺特征分析62.2滑块的材料和毛坯确定72.2.1滑块毛坯材料、加工方法及技术要求72.2.2滑块毛坯的尺寸公差和机械加工余量82.2.3绘制滑块毛坯简图102.3拟定滑块工艺路线102.3.1定位基准的选择102.3.2表面加工方法的确定102.3.3加工阶段的划分112.3.4加工工艺路线方案确定112.4机床设备及工艺装备的选用112.4.1机床设备的选用112.4.2工艺装备的选用122.5加工余量、工序尺寸及其公差的确定132.6确定切削用量及时间定额142.6.1切削用量的计算142.6.2时间定额的确定162.7填写工艺文件17第3章机床夹具设计193.1机床夹具设计概述193.1.1夹具的主要工作原理203.1.2夹具的作用203.1.3机床夹具的分类203.1.4专用机床夹具的组成203.2机床夹具设计213.2.1问题的提出213.2.2定位方案及定位元件选择和设计213.2.3确定夹紧方式、设计夹紧机构223.2.4设计对刀元件、连接元件及夹具体223.2.5绘制夹具总图及零件图223.4快速可调铣床夹具设计223.4.1问题的提出223.4.2定位方案及定位元件选择和设计233.4.3确定夹紧方式、设计夹紧机构233.4.4设计对刀元件、连接元件及夹具体243.4.5绘制夹具总图及零件图243.4.6夹具的使用说明及注意点24第4章结 论26致 谢27参 考 文 献2828第1章绪论1.1滑块加工技术现状及发展方向(1) 国内研究现状滑块现在已经有很多可以供参考的工艺规程，但大多工艺规程过于笼统，要找到较为详细的加工工艺规程和加工过程中所用的夹具很困难。很多厂家在新编写加工工艺规程的过程中，虽然他们有大量的可以提供的参考加工工艺规程，但还是要由技术人员添加很多详细的加工过程、进行大量的计算和分析、新设计加工过程中所用的的夹具。同时由于我国的制造业落后，尤其在cad/cam方面落后与发达国家好几十年，所以以上过程大多是技术人员手工完成的。这样不仅浪费了大量的人力和物力，而且生产效率低下，生产成本高，使的技术人员的大量时间和精力都用在了重复繁重的体力劳动上，从而限制了他们创造思维的发展。国内有很多大的老牌汽车厂虽然他们有比较成熟的加工工艺规程，而且生产效率相对其它小的厂家较高。根据我的总结这些大型国企还是有缺陷：一、为了减少竞争压力，他们的工艺规程大多是保密的不外泻的。这样虽然在一段时间内可以暂时保住他们的龙头地位，但从长远看它却是阻碍我国制造也发展的，尤其在这个各种先进制造系统正在不断孕育而生的时代。二、他们现在所用的工艺规程和夹具大多数是十几年前甚至几十年前的老工艺。这样就使得新进的技术人员得不到锻炼的机会，新进的设备得不到最好的使用，造成了人力物力的大量浪费。同时竞争力逐渐衰退，经不起外界竞争的冲击。滑块作为辅助支撑工件之用，存在着生产效率低、生产劳动强度大的缺陷，尤其是大批量生产，此问题更为突出。所以在制定滑块加工工艺过程中可以在夹具上有所创新，实现更高的定位精度。(2) 国外研究状况发达国家制造业比我国先进，cad/cam技术发展相对较成熟。而且滑块属于典型零件的范畴，他们现在做机床尾座滑块加工工艺规程主要用capp,、cafd完成，然后用人工做一些简单的修改就可以完成了。现在常用的变异型capp系统主要是基于成组技术（gt）的。所谓成组技术（gt）是一门生产技术科学，即利用事物相似性，把相似问题归类成组，寻求解决这一类问题相对统一的最优方案，从而节约时间和精力以取得所期望的经济效益。成组技术的核心问题是充分利用零件上的几何形状及加工工艺相似性组织生产，以获得最大的经济效益。利用这样的技术大大提高了生产效率，降低了产品的生产成本和缩短了产品研发周期，也可以把技术人员从繁琐重复的劳动中解放出来，能够充分发挥他们的创造性。但这门技术也有缺点：对一些非典型零件无法完成工艺规程设计；数据库容量过大；计算机所生成的加工工艺规程和夹具并不一定是最优的方案。同时，国外在创成试capp系统方面也有一定发展，这种系统可以定义为一个能综合加工信息，自动为新的零件制定出工艺规程的系统，即根据零件信息，系统能够自动提取制造知识，产生零件所需要的各个工序和工步的加工内容；自动完成机床、工具的选择和加工过程的最优化；通过应用决策逻辑，可以模拟工艺设计人员的决策过程。由于一个真正的创成型capp系统是要求很高的，现在的技术很难达到完全创成，尤其对于一些较为复杂的零件，所以完全创成的capp系统应用范围很小，只适用一些简单的零件。现在应用比较广泛的是半创成型capp系统，是将以上两种capp系统相结合，即采用变异型capp系统与自动决策相结合的方式。（3）发展方向在新世纪里，随着电子信息等高科技技术的发展以及市场需求的个性话与多样化，先进制造技术正在向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化方向发展。滑块的生产效率也会随着cad/cam技术和机床技术的发展不断得到提高，随着计算机集成制造系统（cims）和并行工程（ce）的迅速崛起，它的生产成本也会不断降低。1.2本课题研究的目的、意义滑块加工工艺规程设计属于一种典型零件的加工工艺规程设计，在编写它的加工工艺规程的过程中涉及到热处理、各类机床的选用、夹具设计等很多方面的知识，它综合了机械制造技术基础、材料成型、工程材料、夹具设计、机床概论等多门机械制造专业的主干专业课，因此在这个过程中不但可以使我加深以前所学的专业课的理解，也可以让我把以前所学的一些专业课程融会贯通，起到温故而知新的作用，为以后的继续学习和深造打下坚实的基础。滑块属于一类典型的零件，掌握了它的加工工艺规程就等于掌握了这一类零件的加工工艺规程。研究滑块加工工艺规程就等于在研究一类零件的加工工艺规程，因此制定出一套经济的加工工艺规程意义深远。这不紧影响到这一类零件的加工成本，还可以为将来capp系统的发展准备出一套最优的检索资料。滑块同时又属于一种精度要求比较高的难加工零件，它包括高精度外圆表面加工、内圆表面加工、内锥面加工、腔体加工等，加工方法包括车削、钻削、铣削、磨削等几种应用最广泛的加工方法，所以研究它的工艺规程有利于我们对几种常用的加工方法有一个更深层次的了解。基于以上的加工原因，本课题研究的目的在于设计比较经济的工艺规程和设计一套专用的夹具，使得作为汽车重要附件的尾座滑块能够更好的便于机械加工为将来实现集成化生产创造条件。1.3课题的主要内容分析对比综合现有滑块加工工艺的基础上，设计出高效的加工工艺规程和夹具设计方案，达到降低成本，提高生产效率的目的。滑块需求量大，所编写的工艺规程主要适用于大量生产的情况使用。在加工过程中主要有一下问题：(1)滑块属于回转件在以内圆为基准加工半精加工和精加工外圆面时装夹固定必须使用夹具实现定位，因此在进行半精加工和精加工前必须分别设计一套夹具；(2)由于滑块是回转件，在铣床上铣腔体时没有夹具无法实现定位和夹紧，所以在铣腔体前也要设计一套夹具；（3）国内滑块生产工艺基本成型，要在前人基础上提出一套更加优化的方案也是一个很大的挑战。如图1所示是滑块零件图设计的主要内容：1) 滑块零件图和各部分所起的作用进行分析；2) 各类机床加工工艺研究；3) 重点对汽车加工工艺进行研究；4) 滑块加工工艺规程设计； 5) 滑块半精加工、精加工、铣腔体过程中所用到的定位夹具的设计；6) 加工结束后检验过程的设计；编写加工工艺规程卡片、夹具总图设计、论文撰写。图3 滑块第2章滑块的机械加工工艺规程设计2.1滑块的工艺分析及生产类型的确定2.1.1滑块概述滑块是汽车的重要零件。它的作用是:一、用来安装尾座滑块顶尖，利用尾座滑块顶尖来顶紧工件，并和主轴卡盘一起起支撑作用，做为工件车削时的定位基准；二、莫氏四号锥孔可以安装钻头、铰刀、镗刀，用来在工件上加工孔。滑块在工作时承受着不断变化的压力、惯性力和它们的力矩作用，而且它的精度直接影响工件的定位精度，因此要求滑块具有强度高、刚度大、耐磨性好，莫氏四号锥孔表面加工尺寸精确，并且润滑可靠。2.1.2滑块零件的技术要求图2.1是滑块的简图，图2.2是它的三维图样。它是常用的一种滑块类型，有一个莫氏四号锥面，锥面可以用来插入后顶尖和其他加工刀具；平腔体是用来安装平键的，起导向作用，所以滑块只能轴向移动，不能够转动；的小孔是排气孔，主要用来排气的；与平键相对的半圆键主要也是用来导向的。滑块的结构复杂，加工尺寸精确、形位精度和表面质量要求较高；刚性差，定位和夹紧都比较困难，属易变形的箱体类零件。滑块的主要加工表面有：外表面、腔体面、斜面、外圆表面、孔、内圆表面等。其机械加工的主要技术要求已标注在零件图上，但还应满足下列加工要求：1)外表面粗糙度3.2；2) mm孔的精度为it8且轴心线与底面距离为19.5h9mm；3) mm孔的精度为it8且轴心线与底面距离为mm；4)调质处理2832hrc；5)保证三孔的位置精度，保证三平台的位置公差。图2.1滑块零件简图图2.2滑块三维图样2.1.3确定滑块的生产类型和工艺特征分析零件的生产类型对工艺规程的制订，具有决定性的影响。生产类型就是对企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类，一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种生产类型。不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的生产纲领来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划3。零件在计划期为一年的生产纲领n可按下式计算： （件/年） (2.1)式中，q产品的年产量（台/年）；n每台产品中该零件的数量（件/台）；a%备品的百分率，取2%4%；b%废品的百分率，取0.3%0.7%。本次设计的ca6140汽车上的尾座滑块，产品类型轻型机械，年产量为5000台/年，根据实际生产情况分两批投产，备品率取3%，而废品率取0.5%。依设计课题知：q=5000，n=1，a%=3%，b%=0.5%；代入式(2.1)有：=5175.75(件/年)根据计算结果，查机械制造技术基础第292页，表7-33可确定该滑块零件属于轻型零件，其生产类型为大批量生产。由于零件机械加工工艺过程与其所采用的生产组织类型密切相关，所以在制定零件机械加工工艺规程时，应首先确定零件机械加工的生产组织类型。而生产组织类型又主要是与零件的年生产纲领有关。现在所制定的滑块生产类型主要针对大批量生产的情况下制定的。因此滑块的生产纲领及工艺特征如表2-1。表2-1 滑块生产纲领及工艺特征 生产类型大量生产工艺特征毛坯特点广泛采用模锻，机械造型等高效方法，毛坯精度高、余量小机床设备及组织形式广泛采用自动机床、专用机床，采用自动线或专用机床流水线排列夹具及尺寸保证高效专用夹具，采用定程及在线自动测量来控制尺寸刀具、量具专用刀具、量具，自动测量仪零件的互换性全部互换，高精度偶件采用分组装配、配磨工艺文件的要求编制详细的工艺规程、工序卡片、检验卡片和调整卡片生产率高成本低发展趋势用计算机控制的自动化制造系统、车间或无人工厂，实现自适应控制2.2滑块的材料和毛坯确定2.2.1滑块毛坯材料、加工方法及技术要求选择毛坯应综合考虑一下几方面的因素：1） 零件材料及对零件力学性能的要求。图纸上明确要求零件材料是40cr料，且零件力学性能要求较高，所以不管形状简单与复杂，滑块毛坯都应该选择锻件。如果零件材料是铸铁或青铜，毛坯就只能够采用铸造，而不是锻造。2） 零件结构形状与外形尺寸。滑块表面复杂，所以可以选择方料。属于小型零件，可以选用模锻。3） 生产类型。滑块生产属于大批量生产，应选毛坯精度和生产率都较高的先进毛坯制造方法，使毛坯的形状、尺寸精良接近零件的形状、尺寸，以节约材料减少机械加工工作量，因此所节约的费用远远超出毛坯制造所增加的费用，获得好的经济效益。4） 生产条件。选择滑块毛坯时应尽可能考虑现有的生产条件，如现有的毛坯制造水平和设备情况、外协的可能性等。5） 充分考虑利用新工艺、新技术和新材料。本次设计滑块采用的是40cr。由于该滑块在工作过程中要承受冲击载荷和摩擦，为增强滑块的耐摩强度和抗冲击韧度，获得更好的纤维组织，毛坯选用锻件。又因为该滑块属于轻型零件，且生产类型属大批生产，为提高生产效率和锻件精度，现采用模锻5方法制造毛坯。其锻造工艺过程为：将方料坯料加热至11801240，经模锻尺寸为毛坯图尺寸；在压床上切边；再在模锻锤上进行热校正；最后经热处理消除内应力，调整其硬度值到2832hrc。滑块毛坯主要技术要求有：1)热处理：正火2832hrc。正火：指将钢材或钢件加热到 或 （钢的上临界点温度）以上，3050保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的：主要是提高材料的力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。 2)方料端面对底面的垂直度不大于1mm；3)方料弯曲不大于1mm。毛坯图2.2.2滑块毛坯的尺寸公差和机械加工余量1.公差等级由滑块零件的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2.用锻造的毛坯尺寸确定锻造后的毛坯尺寸应该达到图纸尺寸，选择标准热轧方钢(gb/t 702-1986)；在ug软件里打开零件毛坯模型，分析测量体选择实体毛坯，测得体积为600000，根据体积相等的原则，所选坯料尺寸为100mm*100mm*70mm,则满足要求。3.锻件形状复杂系数对滑块零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度和高度，按照圆形锻件进行处理；锻件形状复杂系数是锻件重量与相应的锻件外廓包容体重量之比，即： (2.2)则此滑块零件的 根据s值的大小，锻件形状复杂系数分为4级：s1级(简单)： 0.63s1；s2级(一般)：0.32s0.63；s3级(较复杂)：0.16s0.32；s4级(复杂)：0s0.16；故该滑块的形状复杂系数属于级，较复杂。4.锻件材质系数m由于该滑块选用的材料为45钢，其中碳的质量分数4小于0.65%，故该锻件的材质系数属m1级。5.零件表面粗糙度由零件图可知，该滑块待加工表面中，粗糙度值既有大于等于1.6m的，也有小于1.6m的。根据上述因素，查金属切削手册6表1-8有该锻件的错差公差为1.8mm,残留飞边公差为2.0mm,最大尺寸方向上的公差值为8.0mm。其机械加工余量为外轮廓的余量取3mm，内孔直接通过去除钻扩绞，水平方向单面余量为3.04.5mm,垂直余量为3.04.0mm。2.2.3绘制滑块毛坯简图结合加工的实际情况，综合上面的数据，绘制毛坯简图如图2.3所示。图2.3滑块毛坯简图2.3拟定滑块工艺路线2.3.1定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后确定粗基准7。1)精基准的选择 选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑，如何保证工件尺寸精度和位置精度，并使工件装夹方便可靠，夹具结构简单。选择精基准应该遵循以下原则：（1）“基准重合”原则；（2）“基准统一”原则；（3）“互为基准”原则；（4）“自为基准”原则。加工外圆表面时候应该遵循“基准统一”原则，采用内孔作统一基准加工各外圆表面，这样可以保证个外圆表面之间较高的同轴度要求，并简化夹具的设计和制造工作。2)粗基准的选择 选择粗基准时，应从零件加工的全过程来考虑。一是要考虑如何合理分配各加工表面的余量，二是要考虑怎样保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置关系。夹一端粗车外圆至尺寸58mm，长200mm，车端面、钻孔、扩孔。倒头，夹58mm外圆，车另外一端外圆、车端面、钻孔。2.3.2表面加工方法的确定滑块的主要加工表面有：外圆表面、内圆表面及腔体8等。根据滑块零件图上各加工表面的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度，选定加工件各表面的加工方法如表2.1所示。表2.1滑块零件主要表面加工方案加工表面经济精度表面粗糙度ra/m加工方案滑块垂直表面it103.2粗铣精铣滑块上表面it103.2粗铣精铣滑块外圆表面it83.2粗铣精铣底面it83.2粗铣精铣平腔体it73.2粗铣半精铣精铣滑块内孔面it71.6钻扩粗铰精铰2.3.3加工阶段的划分在选定了滑块主要表面的加工方法以后，还需要进一步确定这些加工方法在工艺路线中的安排顺序，这就涉及到加工阶段的划分。对于精度要求较高的表面，总是先粗加工后精加工，但工艺过程划分成几个阶段是对整个加工过程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。考虑到滑块零件的技术要求，可以将加工阶段划分成粗加工、半精加工、精加工和光整加工几个阶段9。分析滑块零件，其工艺工程大致包括以下几个阶段：定位基准的加工；粗铣外轮廓面；精铣外轮廓面；粗铣腔体；精铣腔体；钻孔；调质2832hrc；扩孔、绞孔；修毛刺。 2.3.4加工工艺路线方案确定工艺路线方案工序1方料工序2锻造工序3正火工序4立式加工中心铣底面，保证表面粗糙度3.2工序5底面为基准，在卧式加工中心铣垂直面，保证表面粗糙度3.2，加工宽度70mm的垂直面和宽度42mm的垂直面，保证长度210mm。工序6以底面为基准，在立式加工中心铣30斜面，高58mm、34.5mm、39.5mm台阶面，r28外圆表面，外圆表面上的斜槽，39.5mm台阶面斜槽，保证表面粗糙度3.2工序7设计专用定位夹具，以34.5mm、39.5mm台阶面为定位基准，用立式加工中心铣底面两个型腔以及型腔内部的槽。工序8以底面为基准，在镗床上加工10、20、25的圆孔工序9 按照图样检查各部分尺寸精度工序10 涂油入库2.4机床设备及工艺装备的选用 工艺装备包括加工过程中所需要的夹具、量具、检具、量仪、刀具、工具及辅助等，选择机床及工艺装备是制订工艺规程的一个重要环节。机床和工艺装备都是零件加工质量和生产率的重要保证条件。同时，机床及工艺装备的选择，对零件加工的经济性也有较大的影响。为了合理地选择机床及工艺装备，必须对各种机床、工艺装备的规格、性能等有较详细的了解。2.4.1机床设备的选用选择机床等加工设备时，应做到以下四个适应：1）所选机床的尺寸规格应与被加工零件的尺寸相适应。2）所选择机床的精度应该与被加工零件的工序加工要求相适应。3）所选择机床的电动机功率应与工序加工所需切削功率相适应。4）所选机床的自动化程度和生产率应与被加工零件的生产类型相适应。这里用的的机床主要有，卧式加工中心，立式加工中心，镗床。2.4.2工艺装备的选用工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡中应简要写出它们的名称。本次设计滑块的生产类型为大批量生产，所选用的夹具多为专用夹具。1）机床夹具的选择主要考虑生产类型。单件小批量生产应尽量选用通用夹具和机床自带的卡盘和钳台、转台等；大批大量生产时，应采用高生产效率的专用机床夹具，如气、液传动的专用夹具。在推行计算机辅助制造、成组技术等新工艺或为提高生产效率时，应采用成组夹具、组合夹具。夹具的制造精度应该与零件的制造精度相适应。2）金属切削刀具的选择主要取决于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸大小、工件材料、要求的加工精度、表面粗糙度、生产率和经济性等。在选择时应尽可能采用标准刀具。在组合机床上加工时，由于机床按照工序集中原则组织生产，考虑到加工质量和生产率的要求，可采用专用复合刀具，如复合扩孔钻等，这不仅可以提高加工精度和生产率，其经济效果也十分明显。自动线和数控机床所使用的刀具应着重考虑其寿命期内的可靠性，加工中心机床所使用的刀具还要注意选择与其相适应的刀夹、刀套结构。3）量具、检具和量仪的选择主要根据生产类型和要求的检验精度进行。对于尺寸误差在单件小批量生产中，广泛采用通用量具（游表卡尺、千分尺等）；成批生产多采用极限量规，大量生产多采用自动化程度高的量仪，如电动或气动量仪等，对于形位误差，在单件小批量生产中，一般采用通用量具（百分表，千分表等），也有采用三坐标测量机的；在成批大量生产中多采用专用检具。根据一般工厂的现有生产条件，为了满足生产的需要，同时保证被加工零件合乎要求，现选用各工序所采用的设备如表2.2所示。表2.2机床设备及工艺装备工序号工序名加工设备刀具量辅具1下料锯床锯条游标卡尺2锻造液压机游标卡尺3热处理特种淬火机4粗铣x52立铣刀游标卡尺5精铣x52立铣刀游标卡尺6粗铣卧式加工中心铣刀游标卡尺7精铣卧式加工中心铣刀游标卡尺8粗铣立式加工中心组刀游标卡尺9半精铣立式加工中心组刀游标卡尺10精铣立式加工中心组刀游标卡尺11粗铣立式加工中心、组合夹具铣刀游标卡尺12半精铣立式加工中心、组合夹具铣刀游标卡尺13精铣立式加工中心铣刀游标卡尺，量台14钻孔镗床深孔钻游标卡尺15粗镗孔镗床镗刀游标卡尺16精镗孔镗床镗刀千分尺17钳工人18检验千分尺、塞规19入库涂油2.5加工余量、工序尺寸及其公差的确定1.滑块内孔（工序12）的加工余量、工序尺寸及其公差的确定按照钻粗镗精镗加工方案，查阅加工余量手册，有精镗余量zj1=0.2mm，zj2=0.4mm，zj3=0.5mm；粗镗余量zk1=3.8mm，zk2=5.6mm，zk3=6.5mm；钻孔余量zz1=6mm，zz2=14mm，zz3=18mm。查机械制造技术基础课程设计指导教程表1-20确定各工序尺寸的加工精度等级为，绞孔：it8；扩孔：it12；钻孔：it13。根据上诉结果，再查标准公差数值表可确定各公步的公差值分别为，精镗：0.01mm，0.02mm，0.025mm；粗镗：0.08mm，0.15mm，0.18mm；钻孔：0.1mm，0.25mm，0.27mm。综上所述，该工序加工该定位孔各工步的工序尺寸及公差分别为，精镗：；粗镗：；钻孔：；它们的相互关系如表2.3所示。为验证确定的尺寸及公差是否合理，进行精加工余量校核：zmax=25+0.025-24.5=0.525mm；zmin=24.5+0.025-25=-0.475mm；余量校核的结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。 表2.3工序尺寸及公差计算 （单位：mm）工序名称工序基本余量工序精度it标冷公差值t工序基本尺寸工序尺寸及偏差精镗0.5it8 tj1=0.0110.0010.0+0.010粗镗3.5it12 tk1=0.18010-0.5=9.59.5+0.080钻孔6it13 tz1=0.2709.5-3.5=66+0.10毛坯106-6=0的工序尺寸公差计算同上表2.滑块50h10台阶面的加工余量、工序尺寸及公差的确定按照粗铣半精铣精铣的加工方案，查阅机械加工余量手册，有工序间的余量：精铣余量zjx=0.5mm；半精铣余量zbjx=1mm；粗铣余量zcx=1.5mm。查表选定各工序尺寸的加工精度等级为，精铣：it10；半精铣：it12；粗铣：it13。根据上述查询到的结果，再查对标准公差数值表可以确定各工步的公差值分别为，精铣：0.1mm；半精铣：0.15mm；精铣车：0.28mm。综上所述，各工序的工序尺寸及公差分别为，精铣：mm；半精铣：mm；粗铣：mm。它们的相互关系如表2.4所示。为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，现对加工余量进行校核。z3max=5049.50.1=0.4mm； z3min=49.5+0.1050=0.4mm；z2max=49.548.50.15=1.15mm；z2min=48.5+0.1549.5=0.85mm；余量校核的结果表明，所确定的工序尺寸及公差是合理的。表2.4工序尺寸及公差计算 （单位：mm）工序名称工序基本余量工序精度it标冷公差值t工序基本尺寸工序尺寸及偏差精铣0.5it10 tjc=0.01350.0050.0+0.10半精铣1it12 tbjc=0.050500.5=49.549.5+0.150粗铣1.5it13 tk=0.10049.51=48.548.5+0.280毛坯3it14 tmp=0.58048.51.5=47470.2903.其他表面的加工余量、工序尺寸及公差按照粗铣半精铣精铣的加工方案，工序尺寸及公差计算同上。热处理用高频感应淬火，淬火方法是将工件加热到临界温度ac3（亚共析钢）或ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到ms以下（或ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高莫氏四号锥面的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种滑块的使用要求。对其他工序尺寸进行类似的计算，对于加工要求较高的工序尺寸及公差进行校核，所得结果参见北华大学毕业设计工艺卡片上的工序图。2.6确定切削用量及时间定额2.6.1切削用量的计算1.工序4和5铣底面(1)工步1粗铣底面1)背吃刀量的确定 取滑块底面面的ap1=2mm。2)进给量的确定 参照切削加工简明实用手册10的表8-50，刀具材料为硬质合金yt5，铣刀杆尺寸直径取30mm的，工件直径按照60mm,参照机械制造技术基础课程设计表5-57选取每转进给量为f=0.8mm/r。3)切削速度的计算 根据表5-60选取切削速度v=18m/min。 (2.3)根据公式(2.3)可求主轴转速为，参照实用机械制造工艺设计手册表10-7所列加工中心的主轴转速，取转速。则可求得该工步的实际切削速度(2)工步1精铣底面1)背吃刀量的确定 取滑块底面面的ap1=0.5mm。2)进给量的确定 参照切削加工简明实用手册10的表8-50，刀具材料为硬质合金yt5，铣刀杆尺寸直径取30mm的，工件直径按照60mm,参照机械制造技术基础课程设计表5-57选取每转进给量为f=0.8mm/r。3)切削速度的计算 根据表5-60选取切削速度v=18m/min。 (2.3)根据公式(2.3)可求主轴转速为，参照实用机械制造工艺设计手册表10-7所列加工中心的主轴转速，取转速。则可求得该工步的实际切削速度2.工序8到10铣上表面(1)工步1粗铣上表面1)背吃刀量的确定 取滑块上表面的ap1=2mm。2)进给量的确定 参照切削加工简明实用手册10的表8-50，刀具材料为硬质合金yt5，铣刀杆尺寸直径取30mm的,参照机械制造技术基础课程设计表5-57选取每转进给量为f=0.8mm/r。3)切削速度的计算 根据表5-60选取切削速度v=10m/min。 (2.3)根据公式(2.3)可求主轴转速为，参照实用机械制造工艺设计手册表10-7所列加工中心的主轴转速，取转速。则可求得该工步的实际切削速度(2)工步1精铣上表面1)背吃刀量的确定 取滑块底面面的ap1=0.5mm。2)进给量的确定 参照切削加工简明实用手册10的表8-50，刀具材料为硬质合金yt5，铣刀杆尺寸直径取30mm的,参照机械制造技术基础课程设计表5-57选取每转进给量为f=0.8mm/r。3)切削速度的计算 根据表5-60选取切削速度v=18m/min。 (2.3)根据公式(2.3)可求主轴转速为，参照实用机械制造工艺设计手册表10-7所列加工中心的主轴转速，取转速。则可求得该工步的实际切削速度2.工序7钻孔，粗镗孔，精镗孔(1)工步1钻6mm孔1)背吃刀量的确定 背吃刀量直接取为加工余量，故有背吃刀量ap1=3mm；2)进给量的确定 参照机械制造技术基础课程设计表5-32，按被加工端面直径为60mm的条件选取，工步1的每转进给量f取为0.10mm/r；3)切削速度的计算 参照该书表5-32，切削速度v可取为10m/min。切削速度 (2.3)可求主轴转速为，参照实用机械制造工艺设计手册表10-7所列镗床的主轴转速，取转速。则可求得该工步的实际切削速度。(2)工步2扩孔9.5mm1)背吃刀量的确定 而工步2按照表521选择9.5mm扩孔钻确定，取背吃刀量ap2=（d2 -d1）/2=（9.5-6）/2=1.75mm。2)进给量的确定 由该书表5-22，可选取工步2的每转进给量f=0.25mm/r。3)切削速度的计算 由表5-22，根据工件材料为45钢的条件选取，切削速度v可取为12m/min。由式(2.3)可求得该工步钻头转速n=402.3r/min，参照表4-9所列镗床的主轴转速，取转速n=420r/min。则可求得该工步的实际钻削速度(3)工步3绞孔10mm1)背吃刀量的确定 而工步2按照表521选择10绞刀确定，取背吃刀量ap2=（d3 d2）/2=（10-9.5）/2=0.25mm。2)进给量的确定 由该书表5-22，可选取工步2的每转进给量f=0.25mm/r。3)切削速度的计算 由表5-22，根据工件材料为45钢的条件选取，切削速度v可取为6m/min。由式(2.3)可求得该工步钻头转速n=201r/min，参照表4-9所列镗床的主轴转速，取转速n=200r/min。则可求得该工步的实际钻削速度对20mm，25mm的切削用量进行类似的计算，对于加工要求较高的工序尺寸及公差进行校核，所得结果参见重庆交通大学毕业设计工艺卡片上的工序图。2.6.2时间定额的确定时间定额式在一定生产条件下规定完成一道工序所需要的时间消耗量。它是安排生产计划，计算零件成本和企业进行经济核算的重要依据之一。合理确定时间定额能促进工人生产技能的提高和推动生产发展，因此，确定时间定额药防止过紧和过松两种倾向，应该按平均先进水平来确定，并随着生产水平发展不断改善。1.时间定额的组成1）基本时间直接改变生产对象的尺寸、形状、性能和相对位置关系所消耗的时间称为基本时间。对切削加工、磨削加工而言，基本时间就是去除加工余量所花费的时间，可按下式计算 (2.4)求得。公式中，为螺纹有效长度；1=(13)p，2=(23)p，p为工件螺纹螺距；为工件或丝锥的每分钟转数；为使用丝锥的数量；0为丝锥或工件回程的每分钟转数。2.辅助时间tf的计算为实现基本工艺工作所作各种辅助动作所消耗的时间，称为辅助时间；例如，装卸工件、开停机床、改变切削用量、测量加工尺寸、引进或退回刀具等动作所花费的时间。确定辅助时间的方法与零件生产类型有关。在大批大量生产中，为使辅助时间规定得合理，须将辅助动作进行分解，然后通过实测或者查表求得各分解动作时间，再累计相加；在中小批生产中，一般用基本时间的百分比进行估算。基本时间和辅助时间的总和称为作业时间。3.其他时间的计算除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于本次设计为滑块的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作地时间tb是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%4%，本设计均取为3%。4.单件时间的计算本工序的单件时间为上诉各项之和，tdj=tj+tf +tb+tx2.7填写工艺文件将上述零件工艺规程设计的结果，填入重庆交通大学毕业设计工艺卡片中，卡片分为机械加工工艺过程卡（表2-5）和机械加工工序卡（见附件）前后两部分。表2-5 滑块机械加工工艺过程卡片工序号工序名称工序内容工艺装备1下料方料锯床2锻造锻造尺寸如毛坯图3热处理正火4粗铣以毛坯上表面定位粗铣下表面，加工余量1.5mmx525精铣精铣下表面，加工余量0.5mmx526粗铣底面定位，粗铣两侧面加工余量2mm卧式铣床7精铣精铣两侧面加工余量1mm，保证宽度70mm和42mm卧式铣床8粗铣底面定位，左端面，30斜面58mm，34.5mm，39.5mm台阶面，r28外圆表面和上面斜槽，39.5台阶面上的斜槽，右端面留余量1mm立式加工中心9精铣定位方式不变，依次分两次进给铣上道工序加工的面，第一次进给0.6，第二次进给0.4，保证图纸上的尺寸。最后换小尺寸铣刀加一次清根操作。立式加工中心10粗铣翻转工件，以34.5和39.5的台阶面为定位基准，铣底面的两个型腔，及型腔内的槽，和底部宽度，预留加工余量1mm立式加工中心、专用夹具11半精铣工件装夹不变，重复上面程序，预留加工余量0.4mm。立式加工中心、专用夹具12精铣重复上面程序，加工余量取0.4mm。立式加工中心、专用夹具13钻孔底面为定位基准，钻卧式镗床14半精镗孔工件装夹不变，粗镗孔直径到卧式镗床15精镗孔精镗孔到图纸要求尺寸卧式镗床16钳修毛刺17检验左端莫氏4号锥孔及160mm长的外圆部分，高频感应加热淬火4550hrc18入库研磨60内锥面定位块附：ug编程图解生成刀具轨迹加工仿真导出程序nc程序见附件ug编程第3章机床夹具设计3.1机床夹具设计概述机械制造业中广泛采用能迅速把工件固定在准确位置或同时能确定加工工具位置的一种辅助装置，这种装置统称为夹具14。在金属切削机床上采用的夹具称为机床夹具。夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、工人劳动强度、生产率和生产成本。因此夹具设计是机械加工工艺准备和施工中的一项重要工作。3.1.1夹具的主要工作原理(1)使工件在夹具中占有准确的加工位置。这是通过工件各定位面与夹具的相应定位元件的定位工作面接触、配合或对准来实现的。(2)夹具对于机床应先保证有准确的相对位置，而夹具结构有保证定位元件的定位工作面对夹具与机床相连接的表面之间的相对准确位置，这就保证了夹具定位工作面相对机床切削运动形成表面的准确几何位置，也就达到了工件加工面对定位基准的相互位置精度要求。(3)使刀具相对有关的定位元件的定位工作面调整到准确位置，这就保证了刀具在工件上加工出的表面对工件定位基准的位置尺寸。3.1.2夹具的作用夹具是机械加工中不可缺少的一种工艺装备，它能起到下列作用：(1)保证稳定可靠地达到各项加工精度要求；(2)缩短加工工时，提高劳动生产率；(3)降低生产成本；(4)减轻工人劳动强度；(5)可由较低技术等级的工人进行加工；(6)能扩大机床工艺范围。3.1.3机床夹具的分类根据机床夹具的应用范围和特点，分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。(1)通用夹具该类夹具使用时无需调整或稍加调整，就可适应多种工件的装夹，因而被广泛用于单件小批生产之中。(2)专用夹具它是指专门为某一工件的某道工序而设计的，一般不能用于其他零件或同一零件的其他工序。专用夹具适用于定型产品的成批大量生产。(3)通用可调夹具和成组夹具它们的共同点是，在加工完一种工件后，只须对夹具进行适当调整或更换个别元件，即可用于加工形状、尺寸相近或加工工艺相似的多种工件。(4)组合夹具是指按某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先准备好的通用的标准元件和部件组合而成的夹具。它具有组装迅速、周期短、能反复使用的特点，所以在多品种、小批量生产或新产品试制中尤为适用。3.1.4专用机床夹具的组成机床夹具一般由以下几个部分组成：(1)定位元件用于确定工件在夹具中的位置。(2)夹紧装置用于工件定位后的夹紧。(3)对刀、导引元件或装置用于确定刀具相对于夹具定位元件的位置。(4)连接元件用于确定夹具本身在工作台或机床主轴上的位置。(5)夹具体用于将夹具上的各种元件和装置连接成一个有机的整体。(6)其他装置或元件 如用于分度的分度元件，用于上下料的上下料装置等。3.2机床夹具设计3.2.1问题的提出本次设计中，工序10：翻转工件，以34.5mm和39.5mm的台阶面为定位基准