压片机传动系统设计及核心零件加工工艺编制

压片机传动系统设计及核心零件加工工艺编制摘要随着科技的飞速发展，工程建设的规模越来越大，对压片机行业的发展起到了巨大的推动作用，压片机的性能和产量也越来越高。一套较好的压片机传动系统就显得尤为重要。本设计首先对压片过程进行了分析，再提出对上冲，下冲，进给等动作进行选择与设计。其中压片机传动系统为研究主体，对电动机进行选型，对传动系统进行机构设计，受力分析，强度计算，并绘制图纸。最后对下冲座，送料杆等核心零件进行工艺编制。关键词：压片机；减速器；冲头

目录第1章绪论 第1章绪论1.1研究背景压片机是一种高精度的装配设备，它采用优质的材料制作，具有耐磨、稳定可靠的优点。[3]压片机被广泛应用于制药厂、电子配件厂、陶瓷厂等行业，同时通过改造能够实现异型冲孔压片的功能。

蚊香厂、鱼药饲料厂、消毒剂厂、等各部门在国民经济中大有作为，但都急需性能卓越、能耗低、质量高、价格合理的机械产品作为承载。这些中小企业青睐小型压片机，于是它们应运而生。面对当前国内压片机现状，压片机的规格和数量呈现出极为复杂多变的趋势。因此，在市场竞争中，企业必须持续创新，攻克技术瓶颈。我们必须持续创新，提高生产效率和产品质量，方能在激烈竞争中保持竞争优势。我国的片剂设备技术含量低，压力不足。我国为了达成这个目标，明确了一些发展方向，其中包括高速高产、密闭性、模块化、自动化、规模化，并采用先进的检测技术。

这些是国外压片机技术发展的主要因素，同时也是发展该技术的主要方向。在这次的压片机传动系统的设计之初，应当首先明确整机的定义，然后回顾并比较国内外压片机的发展过程，接着选择所需机构以满足一系列动作过程的要求。选择相应的电动机减速器设计。1.2研究现状1.2.1国外现状美国SMI公司生产的单一迷你压力机。TDP单冲压片机和传动原理具有相同的基本结构设计，都运用了上传动式的原理。MINIPRESS单压力机与其他压力机相比，其独特之处在于将电机和皮带轮装在机身同侧，并且还采用了防水不锈钢外壳。XPI型单冲压薄膜机的外形、结构以及操作界面是由德国Korsch公司生产的。

该压片机采用TDP单压机的上传动进行结构设计，因此调节压力、出片高度和充电量的调节。最先进的单台压力机目前是由英国Manesty公司生产的FlexiTab型单台压力机，在结构和控制系统方面有很大的创新，该压片机的设计采用了机身下部分安装动力源的方式，并且动力来源于空气压力或油压，而不是传统的上部或下部传动系统。进给机构由三个独立的进给机构构成，它们各自采用独立的气缸或液压缸作为动力来源。

通过控制压片和出片机构的运动顺序，可以完成多层不同物料压制片剂的生产。单机还采用全封闭结构设计，满足GMP要求。在电控方面，FlexiTab单台压力机比德国Korsch公司生产的XPI型单台压片机好，主要原因是FlexiTab采用了由西门子S7系列PLC触摸屏开发的控制系统和人机界面。

所有参数均可调整。工作人员与该机器的交流更加顺畅，对压片的所有工作循环参数进行研究和测试，这样可以全面掌控该过程，并且确保药片的质量和稳定性。[9]该压片机不仅配备了机头表面空气净化装置和真空除尘装置，而且通过这些装置最大限度地减少了工作间空气中的粉尘含量，从而满足了GMP的要求。

该单机压片机适合于科研院所开发新型药剂和小批量试制，相较于其他压片机，该机器更具优越性。采用独立动力源的单台压力机成为压片机发展的主要趋势。 1.2.2国内现状国内的压片机发展起步较晚，经过几十年的长效发展，在不断地改进和创新下取得了长足的进步，现在市面上出现了多个品牌、多种规格的压片机。与国外著名的压片机企业相比，国内在采用分散式直驱技术和21CFRPart11技术方面仍然存在明显的差距。

中国企业应当正视与发达国家的技术差距，积极吸收来自国外的先进技术和理论，加大科技创新的投入，并加强与高校和科研院所等机构的合作，持续不断地进行技术创新，以使中国制造的单冲式压片机追上国际先进水平。1.3设计思路与方法1.3.1研究步骤

我们首先对压片机的工作原理进行了分析，之后总体方案被分为了电机选型，传动机构设计，零件工艺三个部分。先列举出几种可行的方案，在方案确定后，进行了设计工作，针对具体传动机构设计。使用CAD画出零件图和装配图。做出核心零件的工艺卡片

。1.3.2研究方法与措施通过获取相关信息和理论学习，我们能够具体了解和深入分析不同机构的设计和工作原理，从而能够在此基础上进行创新，绘制草图以及提出初步设计理念。我会和老师进行交流，展开共同探讨和讨论，并进行反复修改，以达到更好的效果，绘制工程图纸。完成工艺卡片。第2章压片机工艺过程分析本设计需要设计一种压片机传动系统，该系统能够执行相关工艺过程，并最终实现我们的设计目标。

借助减速机构将速度减缓，执行机构协同作用，最终实现整个机械工作的自动化。

在研究中，一个重要的难点在于设计不同减速机构和传输过程，同时需要设计具有合适凸轮的执行机构以及保证各个机构之间配合无误。2.1压片机设计数据要求（1）采用压制工艺，对干粉进行加压处理，成品直径30mm、厚度为5mm。（2）每分钟生产25片。

冲头压力150kN；

机器不均匀运行系数小于10%；

冲头总行程90~100mm（3）行程速度比K=1.2。（4）要求保持压力的时间应该持续一段时间，这段时间的长度应该约占整个循环时间的十分之一。2.2工艺动作的分解压片机工艺动作分解流程如图所示。图3.1工艺动作的分解过程在模具型腔上方，料筛不断地震动，将干粉料筛进筒形型腔内，最后在左侧被取出来。为了防止上方冲孔溅出粉末掉入型腔中，必须让下冲头下沉到位。顶部冲头进入Y2通道。同时施加压力使上下冲孔移动（各移动（y在这种情况下，上冲头缩回，下冲头慢慢向上移动，以此推开片剂。为了避免发生干涉，需将上端冲孔向上移动H，使材料体向右移动以推开片剂，并继续进行往复振动以继续下一个运动循环。2.3运动部件运动轨迹分析上冲头的运动：下降-远休-上升-近休；我决定采用平面六杆机构作为顶部冲孔的执行机构。在工作中，压力角对运转造成不利影响，因此需要通过调整连杆点间距离和杆长来控制压力角，以保证工作的稳定进行。

需要考虑整个周时间中，顶部冲孔的保压时间占据了十分之一以上。

为了满足要求，主动杆必须进行至少36度的旋转，并且需要满足在0.4毫米范围内的冲孔极限位置。下冲头的运动：上升-中停-上升-远休-下降-中停-下降-近休；在我们分析下冲的动作过程后，发现第一次上冲的距离（y1-h）/2，第二次上冲的距离为（y1-h）/2+y2+h，最后进行的是下降的距离是y筛料斗的动作：（1）右移动（2）震动（3）左移动（4）停止。在进行筛料斗设计时，必须充分考虑运动工艺的要求，因为振动的实现问题要首先被考虑进去。通常情况下，实现振动有多种机制方法，其中之一是通过使材料弯曲凸轮一部分的波形来引起振动。在导槽中运动的材料体，被加入振动机构，使其产生振动。从整体而言，它被视为是一个时序组合机构系统，以此需要制定三个机构的运动循环图。通过创建三个坐标，来确定该主动零件边缘在水平位置上（0度至360度）和执行零件的位置。图3.2运动循环图在粉料从压片位置排出后，筛子料桶会返回到左侧的补充料位置休止。上冲头可以向下移动到空腔入口，仅须在下冲头下沉时进行。

当上冲头比下平面略高时，下冲头开始向上移动，此时上下冲头同时施加压力于粉料的两面。

之后两个头部应继续保持紧密，且保持力度大约0.24秒，此时主动部件应旋转约36度。[6]顶部冲孔在完成动作后立即返回初始位置，而底部冲孔则以略微缓慢的速度向上抬起，直至成品片被推出。当坯件从底部头部不再移除时，此时机身管道已经移动至型腔上方，然后将成品坯件向上推入跑道。

最终，通过小行路往复振动将盆栽筛入型腔，向下冲刺并下滑，进入下一个循环。2.4功能分解这台压片机利用机械能对粉状原材料进行压制，使其转变为成品。图3.3总功能分解此传动系统分为以下几种工艺运动：（1）为了实现进给，必须借助凸轮完成本质为间歇直线往复运动的方式。（2）筛网材料：需要筛网料斗的小往复运动。（3）将板材间隙推入槽中：可通过下孔增加。（4）机载管道从侧面推送的成品碎片进入滑道，以实现成品配送。（5）顶部钻头的间歇往复直线运动具有紧急返回等特点。（6）钻头向下的间歇往复直线运动[10]图3.4树状功能图第3章方案提出与比较3.1方案分析与初步筛选表3.1各分部方案选择矩阵功能元功能元分解1234一次减a带传动减速蜗杆减速齿轮减速链传动减速二次减b带传动减速链传动减速齿轮减速蜗杆减速上冲头c凸轮机构曲柄导杆滑块机构偏置曲柄滑块机构六杆机构送料机d移动凸轮机构涡轮蜗杆机构凸轮曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构下冲头e双导杆间歇运动机构移动凸轮机构曲线槽导杆机构双凸轮联动机构通过对表格的分析，有些机构的组合方式是不合理的，为了解决这个问题。先删除不合理的组合。另外，还需要考虑实际生产的需求，

承载要求。安全生产。[4]

在进行机构的选择时，需要综合考虑各个因素，包括动力源以及生产条件的限制条件。皮带传动结构简单，传动稳定，具有缓冲和减震功能，因此非常适合用于压片机的工作环境，并可以实现一次减速功能。

价格低，安装维修方便，噪音低，可优先选择。

蜗杆传动有着大的传动比例和小的传动噪音，尽管装配难度和价格较高，但仍适合备用。

齿轮传动的效率高，紧凑的结构使其工作可靠，长寿命，且能稳定传动。然而，由于安装困难以及高昂的成本所限，这个方案不适用于本次较大的传动距离，故已被淘汰。由于链传动会产生噪音并且运行不如皮带传动平稳，所以在压片机的工作环境中不适宜使用，这也是导致其被淘汰的原因之一。[13]在需要定速比传动并符合工况要求的场合，可以安装二次减速功能元这个可选设备。皮带链传动不适用于此类环境，因此消除了我们在前文的分析基础上得出结论，那就是对于执行冲头功能的元件而言，需要同时满足两个机械构造特性：往复直线运动和迅速返回。为了实现这个功能，这两个特性必须同时存在。

因为滑块需要润滑，且容易受到污染和磨损，所以我们需要淘汰带有曲柄导杆滑块机构的设备。尽管凸轮加工的工艺性相对出色，但由于其顶点行程较长，凸轮的尺寸也随之增大，故在准备过程中需特别留意。

虽然备选六杆机构结构简单且重量轻，但由于这些优点，它被优先选用是因为它可以满足要求。我们使用了凸轮和曲柄滑块组合机构作为进给功能源，在这种方法中，我们成功避免了单独使用这些元件时可能出现的尺寸大、非常笨重的弊端。曲线槽导杆机构因为需要承受复杂的运动特点和重大的负载，因此被淘汰，无法胜任下冲头的功能元。在过去的生产实践中，人们通过实际经验发现，双导杆间歇运动机构会出现严重的污染问题，因此不适用于该压片机构的实际生产，最终被所淘汰。

相对于高成本的双凸轮联动机构而言，优先选择了成本更低的单凸轮机构。3.2方案比较与评价在机械运动方案的拟定和设计中，应将预备方案、优先选择方案和选择方案组合起来，列出并选择多种预备方案。这种做法可以更加全面地考虑到不同的方案，为最终方案的选择提供更多的选项和依据。3.2.1曲柄连杆型如图4.2所示1曲柄连杆机构2、13涡轮3、12蜗杆4、8、10皮带轮5皮带6齿轮7减速箱9电动机11圆柱凸轮14下冲头15料筛16上冲头图3.1方案一运动简图动作说明：由电动机驱动，通过带传动传递力量。经过齿轮减速箱减速把动力分别输出到上冲头，下冲头，推片。上冲头由蜗轮蜗杆带动曲柄连杆机构完成动作。下冲头由蜗轮蜗杆凸轮机构完成动作。推片由蜗轮机构完成动作。3.2.2曲柄滑块型运动如图4.3所示图3.2方案二运动简图1、电动机2、3齿轮4、5圆锥齿轮6、17凸轮机构7、19蜗杆8、18蜗轮9皮带轮10皮带11曲柄滑块机构12弹簧13、振动筛14、上冲头15、圆筒型腔16、下冲头动作说明：由电动机驱动，经齿轮传动输出动力，通过一根轴链接蜗轮蜗杆凸轮机构完成下冲头动作。经圆锥齿轮，蜗轮蜗杆凸轮机构完成推片动作，带传动到曲柄滑块机构完成上冲头的动作。3.2.3对心直动推杆盘形凸轮型运动方案如图4.4所示：图3.3方案三运动简图A:上冲头B：下冲头C：对心直动推杆盘形凸轮机构D：凹槽凸轮E：料筛F：圆柱凸轮G：电动机H：齿轮I：圆锥齿轮J：涡轮蜗杆K：进料口动作说明：马达G输出动力通过齿轮H来传递，齿轮H又通过三对锥齿轮传动，最终通过锥齿轮的传动使得圆柱凸轮F旋转，E材料体随之向左移动，而K材料入口则用于原料的传递。

向下移动底部冲孔，需要将心直动推杆磁盘凸轮机构旋转。

通过圆柱凸轮的作用，将材料体向右移动，使原料作为压片材料送到槽中。随后，E材料体又向左移动材料。压榨发芽时，上冲头会向上移位，下冲头则会向上施压，以形成成品。在原料体持续进料的过程中，利用位于其前面的铲子将物料推出并排放至排料口，同时还会不断向下喷出物料，使其压紧原料胚。

通过这种运动完成材料挤出，之后继续重复。表3.2各方案比较方案对比方案评价性能 方案一方案二方案三工作性能可调性高运转精度大可调性高运转精度一般可调性一般运转精度一般传动性能传动性强速度范围大噪声小传动比大承载能力一般传动平稳，噪音小经济性经济性一般结构简单经济性好经济性一般结构紧凑性较好一般好我们通过对列出的三种方案进行仔细地分析比较，并在综合考虑传动的动作需求和实际工作情况的基础上，考虑节省成本和保护环境的因素，对这三种方案进行了比较。最终，我们选定了方案1作为本次设计方案，因为在可以实现干粉压片和设计功能的情况下，它具有低成本、低噪音的特点，作业平稳等多种因素。[12]3.3压片机运动形式上冲头做上下运动，当它到达终点时会暂停一段时间以保护。

为了留出足够的空间，以备冲头上升后进入，因此整个冲头的行程大约是90~100毫米。下冲头的运动形式为上下直移，其运动规律则是复杂多样的。

在起始位置先下降了3毫米，之后通过施加压力上升了8毫米，待料用推料方式使片坯从冲头区域推离后，再沿着下降路径移动21毫米，停留在待装料的起始点。物料筛进行水平运动时，其运动规律更加复杂。我们的工艺流程是以往复振动料筛筛选原料为首要步骤，而且该步骤是在模具型腔的上方完成的。待原料筛选完毕后，我们再将原料向左缩回，直到坯料成形并被顺利推出型腔。接下来，料筛将再次沿着台面向右移动45-50毫米，以便于推开成形片。图3.4压片机传动示意图3.4压片机运动循环当物料经过进料位置离开后，物料筛会停止运行。

此刻，筛网的材料刚刚从下冲头处通过，开始逐渐向下沉降，并且下降了3mm的距离。而当下冲头下沉后，上冲头得以下降到。当上冲头达到平面下3mm时，下冲头开始升起，随即对粉料两侧施加均匀压力。

在图中所示的情况下，上下冲头各自移动8mm，之后它们就停止移动但保持着压力

压力保持时间约为0.4秒，相当于原始机身的约60°。最初停止的是顶部冲孔，然后底部冲孔稍后缓慢地与上截面平动，最终成形片被推开。

当底部停止旋转并拆卸毛坯时，为了避免毛坯，材料体会向型腔上方推进。

将下冲孔向下移动21mm后，下一次循环中，材料体得以进入下方。第4章压片机传动系统设计与计算4.1电动机的选择4.1.1电动机类型为了满足工作条件和要求，在选择电机型号时，我们选择了Y系列三相笼型异步电动机，并采用了全封闭自身风扇冷却结构，该电动机的额定电压为380V。4.1.2电动机功率选择依据：Ped（电动机的额定功率）≥P电动机所需工作功率：Pd=PwPwη∑其中：V带传动效率η1=0.96直齿轮传动8级效率（油润滑）η2=0.97滚子轴承效率（脂润滑正常）η3=0.98弹性联轴器η4=0.994.1.3选择电动机由于制药机械主要是面向工厂设计的，所以其电压额定为380V，为方便实用且价格低廉，选择了三相电容启动的异步电动机作为动力源，并非直流电机。电机型号YB2-160M2-8外观见下表4.1：表4.1电机参数型号YB2-160M2-8额定功率kW5.5电流（380V）A13.4转速r/min750效率%负载1.00830.7583.70.5082.8功率因数补偿COSφ负载1.000.750.750.670.500.55堵转转矩倍数1.9堵转电流倍数6最大转矩倍数2.2噪声dB（A）68振动等级mm/s2.8转动惯量kg.m²0.61尺寸mm200*200*3004.2传动比的确定为了达到25片的生产指标，电动机必须满足设计要求所规定的转速，因此，实现给定转速的要求是必须得到满足的。根据这个就可以确定总比率的大小。传动比是V带传动中需要控制的因素之一，一般应该保持在不大于7的范围内，因此可以采用分配传动比=2.5的原则来进行分配。因此，可以使用两级减速箱。皮带传动i=2.5（V皮带传动比=2~4合理）所以i=i总/i带=30/2.5=12由课程设计图7-2，取高速级传动比为i=4，那么低速级传动比i2=i轮/i1=12/4=3，取i2=3.实际总传动比i=2.5x4x3=30传动滚筒实际转速n'=nm/i'=1440/30=48r/min4.3传动零件的选择与校核4.3.1计算各轴的转速和功率（1）各轴的转速：电机输出轴：1440r/min减速箱I轴：nⅡ=n减速箱II轴：nⅢ=nⅡ/i齿=576/4=1减速箱III轴：nⅣ=nⅢ/i齿=144/3=48（2）各轴功率：具有传动效率；8级正齿轮效率；滚柱轴承的性能再次如此：计算每个轴的输入功率PⅠ轴Ⅰ（带轮输入轴）PⅡ=PⅠ×η带=4.34×0.96=4.17KW

轴Ⅱ（减速器高速轴）P轴Ⅲ（减速器低速轴）PⅣ=P4.3.2设计V型带轮的结构和尺寸和校对（1）确定计算数据：其中-计算功率，KW；-工作环境因素-传输所需功率，KW；大负载变化，空载，轻负载启动，选择KAPd=K（2）选择V型皮带、拟定皮带速度：带速V：V=πdd1n1/60×1000

=π×112×1440/60×1000

由于5m/s＜＜25m/s，故V带合适。（3）确定中心距a和基准长度:因为0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+d所以有：274.3mm≤a0≤779因此取确定中心距a≈a0+(Ld-L选取基带长度（4）计算小带轮上包角：α1=180°-(dd2-d因此符合设计验证条件，此设计方案是合理的。（5）确定V带Z的根数：计算单个V带的功率：由且，根据n1=1400r/min，i=4和Z型带查表得ΔP0=得Kα=0.924，查表得KL=故有Pr=(P0+ΔP0)·Kα·K计算V型带的根数Z：Z=PcaPr=KAP(P（6）计算单根V型带得初拉力的最小值(F0由表得Z型带的单位长度，q=0.06kg/m所以：F0=500×(2.5−Kα应使带得实际初拉力。F0＞（7）带轮的整体结构的设计：由于需要考虑到大带轮的基准直径，因此选用了HT200作为带轮的材料，并采用了轮辐式结构。

由于安装了直径为d=96的小轮，检查轮为实心轮。4.3.3齿轮设计和校对该机械是一种普通的压片机，其速度并不很快，但采用了符合GB10095-88标准的8级精度。

选择齿轮材料，第一选择为40Cr（稀释），硬度为280HBS。

与另一种材料相比，45钢（调质）是二级大齿轮所采用的材料，其硬度高达240HBS，比另一种材料高出40HBS。二级链轮选用的是经过调质的40Cr材料，硬度为280HBS；而三级大链轮则采用45钢经过淬火处理后制成。

硬度为240HBS，两种材料之间的硬度差为40HBS。选择一级小齿轮牙数Z1=26，二级大齿轮齿数Z2=Z1·i=26×3=78，取Z2=78。选择二级小齿轮牙数Z1=26，二级大齿轮齿数Z2=Z1·i=26×4=104，取Z2=104。（1）按齿轮面接触强度计算：参考公式，d1t≥2.323KtT1φ确定公式内各计算数值：选择载荷系数Kt计算小齿轮传递的转矩：T1=95.5×105×P1选择齿的宽度系数φd链轮接触疲劳极限σHlim=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限σHlim=计算应力循环次数N1=60×n1×jLh=60×300×1×(N2=N1i=4.32×取解除疲劳寿命系数KHN1=0.93;KHN2计算接触疲劳许用应力：取失效概率为1%，安全系数s=1[σH]1=KHN1σlim1S[σH]2=KHN2σ（2）计算：试计算小齿轮分度圆直径d1t带入[σH]d1t≥2.323KtT计算圆周速度V2V2=πd1tn计算齿宽b：b=ϕd×d1t=计算齿宽与齿高之比bh：模数mt=d1tz1齿高h=2.25×mt=2.25所以齿宽与齿高之比bh=727=计算载荷系数：根据一般情况选取8级精度，动载系数Kv=1直齿轮KHa=KFa=1用插值法查得8级精度、小齿轮相对称位置时K由bh=727=10.29，KHβ=1.31,查图得K故载荷系数K=KAKVKHaKHβ=1.50×按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径：d1=d1t3KKt计算模数mm=d1z1=80（3）按齿根弯曲疲劳强度计算：由弯曲强度的设计计算公式：m≥32kT1Φd确定各项计算数值：小齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE1=500MPa；大齿轮的的弯曲疲劳强度极限σFE2取弯曲寿命系数KFN1=0.86，KFN2=计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，得[σF]1=KFN1σFE1S=0.86×500[σF]2=KFN2σFE2S=0.9×380计算载荷系数：K=KAKVKFa查取齿形系数：由于YFa1=2.97;YFa2计算大、小齿轮YFaY大齿轮的数值大。设计计算m≥3使用表面接触疲劳强度计算模型和齿根弯曲疲劳强度计算模型进行计算，经计算可得到我们可以得到一个比较的结果，即前者所得到的结果大于后者所得到的结果。

齿轮模型的尺寸主要与它的承载能力有关，因为承载能力是由弯曲疲劳强度来决定的。

虽然负载能力仅受齿面接触疲劳强度的限制，但其取决因素却只有齿轮的直径，即模型和尺寸的乘积。

根据弯曲强度计算，模数为1.63，可紧密切割圆。

根据接触疲劳强度计算，可得出分度圆的直径d1=80mm（4）几何尺寸计算：计算分度圆直径：dd计算中心距：a=d1计算齿轮宽度：b=ϕdd取B2=40mm,m=3mm，a=156mm，b1=72mm，bd1=78mm，d2da1=m(z1+2da2=m(z2+2df1=m(z1−2.5df2=m(z2−2.5（5）验算设计：由设计过程知Z1重合度验算：由m=3、Z1=26、Z2rrrrrααε则==1这种设计适合重合度的条件要求。二级减速齿轮1齿轮2尺寸列出：m=3mm，a=195mm，b1=72mm，bd1=78mm，d2da1=m(z1+2da2=m(z2+2df1=m(z1−2.5df2=m(z2−2.5

第5章核心零件工艺编制5.1加工工艺过程可以根据上述分析得出结论，这个零件的主要加工表面包括平面和孔系。

这样复述的方式，改变了句子结构，采用了强调句式，但仍然表达了原句的意思。

一般情况下，保证平面的加工精度比保证孔系的加工精度更加方便，但是仍对于零件的加工过程而言，主要的挑战在于保持孔的尺寸和位置精度，同时需要按照精确的角度进行处理，从而确保孔与平面之间的互动关系精准无误。[5]通过对上述技术条件的分析，可以得出这样一个结论：虽然零件的尺寸精度、几何精度和位置关系精度并不高，但对加工的要求也不过分苛刻。5.2确定各表面加工方案机械加工工艺需要具备优秀的结构能力，而不仅仅是为了满足设计要求。

也就是说，有可能采取行动。

我们必须在确保加工质量的前提下，采取尽可能少的加工劳动量，以便于方便进行加工。设计与工艺息息相关，相互补充。

在零件加工工艺的设计中，我们需仔细选择加工方法及设备，以满足平面孔系和孔加工精度的高要求。

在制造过程中，需要重视加工精度和加工效率两个方面的问题，同样也需要适当关注经济因素。

购买机床时，应当优先考虑价格较为经济实惠的选项，但必须在保证机床精度符合要求并确保生产效率的前提下。5.2.1影响加工方法的因素应当考虑各加工表面的技术要求，在选择合适的加工方法时，要考虑表面加工的精度和质量要求，并采用分段式的加工。

我们可以根据生产类型的不同来选择高效设备，这样就能够实现批量生产的目标。

在少量产品生产时，常常使用常见的工具和一般的加工技术，以普及的方式来完成生产。

在小规模的生产中，通常采用钻孔、扩孔和铰孔的加工方法来制作柴油机连杆小头孔。

而冲压工艺用于批量生产。在生产之前要在杆，轴，型腔有足够的润滑油，保证机器在运转时无卡顿，无异响。[2]在进行表面加工时，必须考虑到特定的物理机械性能要求、工件形状和重量等因素。在选择加工方法时，应该以该零件主要表面的技术要求为基准进行考虑，最终选择可用的加工方法。[1]如果需要满足公差要求IT6和表面粗糙度要求Ra0.63μm，就需要在淬火主要外圆面，而为了达到这个目的，最终工序需要重新思考之前的各个工序的加工方法并决定车、半精车、淬火和精车的顺序制造。5.2.2需加工零件的零件图图5.1上杆图5.2送料杆图5.3下冲座5.2.3加工方案的选择1.平面的加工方案为：粗铣——精铣（IT7—IT9），粗糙度为Ra6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。2.孔的表面粗糙度要求为6.33.小孔钻铰孔加工方法：因为孔的表面粗糙度的要求Ra4.小端面的加工方法为：为了满足孔两侧面表面粗糙度要求较高的需要，为Ra5.3确定定位基准5.3.1粗基准的选择在选择进行粗加工的基础时，应该特别注意的是如何确保每个加工表面都有充足的余量，这是保证最终加工结果符合要求的关键。

通过使用这种方式，可以保证未经加工的表面与经过加工的表面在尺寸和位置方面符合图纸的要求。粗基准的选择应满足以下要求：⑴为了确保加工前和加工后区别的精度，我们必须精益求精，对加工面进行精细处理，同时严谨对待未加工面。我们的目的是保证加工面和未加工面的精度相互匹配，因此我们必须耐心细致地加工，以确保每一处细节都得到完美处理。加工面和未加工面的精度相互影响，因此我们需要以高度负责的态度对待整个加工过程，以确保两者之间的关系精确无误以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。⑵在选择加工余量时，应当使加工余量在毛坯中分布均匀。⑶在选择粗加工基准方面，应该选取加工余量最小的表面作为基准点。

这样可以保证充足的加工成本。⑷为了夹紧稳固、定位精准，我们需要选用表面光滑平整、面积足够大的基准。

如果表面上存在浇口、冒口、飞边以及毛刺，那这样的表面就不具备作为粗加工基准的条件，必须在初期加工处理之前进行改进。这种修复工作非常必要，因为仅靠原本的表面质量无法满足加工准确度的要求。

经过改善，表面将变得更加平滑，可靠性也会增强，因此可以保证下一步进行的精细加工顺利进行。5.3.2精基准选择的原则基准重叠原则的意思是，在确定定位基准时，应当选用尽可能多的设计基准作为参考。

以避免基准与错误重叠。为了保持一致，我们应该使用相同的定位基准作为统一的标准，以遵循基准统一原则。为了保证各表面的位置精度，并避免基准转换误差的影响，可以采用基准的统一作为参考。可以通过采用更加一致的夹具设计和制造，在各个工序中广泛应用，以此来降低夹具设计和制造方面的工作量。

此外，应选择高精度工件。为了保证定位的稳固可靠，尺寸比较大的表面被作为精准基准来使用。必须调整零件的位置关系，确保在整个加工过程中孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置基本一致，以保证零件放置的基准统一。

当您分析零件零件图时，您会注意到基准平面是用于精密基准的适当选择。通过对零件零件图的仔细观察，您可以容易地发现这一点。限制工件自由度的方式不止是使用一个平面和一个孔位置，而是采用单面两孔位置的典型方法，这样才能满足整个加工过程中的基准位置需求一致的要求。

由于双侧都是非切削曲面，所以同样也能够运用孔作为加工基准。5.4工艺路线我们通常先进行统一标准加工的步骤来生产大量制造的零件。

零件加工的第一步是相同的加工标准。在具体的加工安排中，首先要根据孔和面的位置来确定工件零件的底面，接着进行底面的粗加工、精加工等各个阶段的加工工序。在安排后续工序时，应该遵循两个原则，即粗加工和精加工分开进行，并且先进行面加工，在进行孔的加工。5.4.1工序的合理组合通过减少工序数量，就能够让工件的组装和装夹次数减少。

通过这种方式，工艺路线得以缩短，在实现此目标的同时，这种简化的生产管理方式有着双重优点，一方面可以同时加工多个表面，另一方面则更容易保证这些表面之间的相对定位精度。在加工中实现这种效果，带给企业的好处是明显的。大量生产高效率的专用机床，不仅可以提高生产效率，而且还可以减少设备的使用。由于采用的专用设备和工艺设备非常复杂，导致成本增加，为了适应这种情况需要调整维修费用，并且生产准备的工作量也很大。

在单一小批量生产中，为了简化生产管理，常常会把各个工序适当地集中在一起，以便更好地统筹规划和控制。

由于缺乏专用设备的使用，流程的集中化过程受到了限制。

生产结构简单的专用车床和线夹工具企业。为了确保清洗后零件内部不存在过多残留物（例如杂质、铁屑、毛刺、砂粒等），可以利用压缩空气进行吹扫。这种清洗方法适用于0.4%～1.1%的苏打水和0.25%～0.5%的亚硝酸钠溶液中，在200毫克的范围内。5.4.2工序的集中与分散在制定工程路线时，考虑工程数量是必要的，要根据集中或分散采用不同的原则。

集中工序和分散工序是零件加工过程中的两种不同方式，前者采用少量工序，后者则采用多个工序。我们主要以缩短工艺路线为目的，采用了降低工序数量和减少工件夹持次数的方法，这样做也导致了作业工人数量和生产面积的减少，进一步简化了生产管理。

通过在一个剪辑中同时加工多个表面，可以轻松地保证这些表面之间的相互定位精度。大量生产高效率的专用机床，不仅可以提高生产效率，而且还可以减少设备的使用。虽然在生产准备阶段，需要投入大量的资金，使用繁琐的专业设备和工艺装备，但这是必要的。工艺内容简单实用，可选择最合适的切割量。

容易使用的通用设备，不止能生产简单的机床设备，而且它们的准备工作量较少，更换产品也十分便捷。

对技能水平的需求不大。在这个工厂中，设备和工人众多，生产面积宽广，工艺路线繁杂，生产管理也异常复杂。5.4.3加工阶段的划分通常情况下，为了满足对零件加工质量要求的提高，加工过程往往被分成若干个阶段。一：加工通过粗加工，能够先去除大部分无用的金属杂质，从而为精细加工奠定更好的基础，同时也能够为半精加工和精细加工提供引导和定位的基准。

在进行粗加工时，应该及时发现毛坯的缺陷，进行及时报废或修补，以避免浪费工时。

粗加工的根本目的是提高加工效率和加工质量，即通过较为粗糙的加工方式，在保证加工精度的前提下，缩短加工时间，同时确保产品质量的稳定性和可靠性。为了提高生产率，进行粗加工时有两种方式可供选择，一是选用功率较大、刚性较好但精度较低的机床，二是使用相对较多的切前用量。因为在进行粗加工时，所产生的切削力和切削热量较大，加上夹紧力也相对较大，所以，这些因素共同作用下，导致工件的内部应力和变形急剧增加。

因此，这降低了加工精度和粗糙度值。

典型粗糙度公差等级为IT11~IT12。

Ra80~100粗糙度(μm)。二：半精加工在加工工件的半精加工阶段，工人会选择部分加工工件，尤其是去处理它的次要面，以确保主要表面的精加工有足够的准备和加工余量。

半精加工的公差等级为IT9~IT10。

表面粗糙度Ra10~1.25(μm)。三：精加工为了确保工件符合图纸的要求，工人在精细加工阶段需要进行多余的加工余量切除，这样才能达到标准的零件形状位置精度、尺寸精度和表面粗糙度。

将精加工工序安排在最后的好处在于，在加工过程中可以减少或避免工件表面受到损伤。

通过这样的做法，可以避免表面出现严重的划痕和缺陷，同时还能保证加工出来的工件质量更加优良。5.4.4加工工艺路线方案的比较在确保零件尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等关键技术指标不降低的情况下，可以考虑采用专门的生产设备来实现批量化生产，以此提高生产效率。以下冲座为例。考虑到经济效益，拟定了加工工艺路线方案，以降低生产成本。1、铸造2、时效处理3、粗精铣底面4、钻贯通孔∅20。5、镗顶面孔∅32。6、镗底面孔∅22。7、粗精铣顶面、8、钻顶面4螺孔M10孔并攻丝9、去毛刺10、终检入库加工工艺路线方案的论证：将粗铣精铣合并为一个工序，但是粗铣和精铣的进给量和进给速度不同要予以注意。具体看后面的镗孔、铣削工序。这样做可以同时达到两个目的：一方面可以增加工件的安装效率，另一方面在专门设计夹具时还可以减少工件的卸下次数。经过分析，得出一套符合经济性的工艺方案。

具体工艺流程如下表所示：图5.4工艺卡片5.5零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件的锻造采用HT150铸造制造，其材料为HT150，生产类型为大量生产，采用铸坯。5.5.1毛坯的结构工艺要求毛坯的结构工艺性需要考虑零件作为锻件时的特殊要求。由于铸造零件需要具有高精度的尺寸和低表面粗糙度，因此在制造过程中只需对与其他机械零件结合的表面进行机械加工，而其它表面可以被直接设计为不需要进行机械加工的非加工表面。

为了使金属填充模型更加方便，简化工序，铸件需追求简单、平整、对称的外形，避免出现铸件截面差异过大、薄壁等结构。[7]铸件结构中应避免深孔或多孔结构；铸件整体结构简单；工艺标准符合设计标准；易于安装、管理，以确保所有结构要素都是统一的在这其中，需要考虑经济，所以加工余量预留的可能不是很多。所以更加需要注意毛坯的制造，减小毛坯的制造成本，提高材料的利用率。根据零件图确定毛坯的尺寸5.5.2零件的偏差计算⑴计算零件底面和底面的偏差和加工余量粗加工：基于其余规定剂量为2-3mm，使用3mm。如所示，粗铣削时精度等级为IT12，粗铣削时存在厚度偏差粗铣平面时厚度偏差取±0.21mm精铣：其余量值规定为1.0mm。铸件尺寸公差为X−0.6毛坯的名义尺寸为：42+2.2+1.0=45.2mm毛坯最小尺寸为：45.2-0.6=44.6mm毛坯最大尺寸为：45.2+1.4=46.6mm粗铣