滑块加工工艺及夹具设计说明书

滑块加工工艺及夹具设计说明书内容摘要：

热校正；最后经热处重庆交通大学学士学位论文 8 理消除内应力， 调整其硬度值到 28～ 32HRC。 滑块毛坯主要技术要求有： 1)热处理： 正火 28～ 32HRC。 正火：指将钢材或钢件加热到 或 （钢的上临界点温度）以上， 30～ 50℃ 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 滑块毛坯的尺寸公差和机械加工余量 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。 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 7021986)； 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 3mm ， 根据体积相等的原则， 所选坯料 尺寸为 100mm*100mm*70mm,则满足要求。 重庆交通大学学士学位论文 9 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 fm 与相应的锻件外廓包容体重量 Nm 之比，即： NfmmS () 则此 滑块 零件的 NfmmS 根据 S 值的大小，锻件形状复杂系数分为 4 级： S1 级 (简单 )： S≤1； S2 级 (一般 )： S≤； S3 级 (较复杂 )： S≤； S4 级 (复杂 )： 0S≤； 故该滑块的形状复杂系数属于 3S 级，较复杂。 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 %，故该锻件的材质系数属 M1 级。 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 ，也有小于。 根据上述因素，查 《金属切削手册》 [6]表 18 有该锻件的错差公差为 ,残重庆交通大学学士学位论文 10 留飞边公差为 ,最大尺寸方向上的公差值为。 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 ～ ,垂直余量为 ～。 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 所示。 图 滑块毛坯简图 拟定滑块工艺路线 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 Ф58mm，长 200mm，车端面、钻孔、扩孔。 倒头，夹 Ф58mm外圆，车另外一端外圆、车端面、钻孔。 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 所示。 表 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/μm 加工方案 滑块垂直表面 IT10 粗铣→精铣 滑块上表面 IT10 粗铣→精铣 重庆交通大学学士学位论文 11 滑块外圆表面 IT8 粗铣→精铣 底面 IT8 粗铣→精铣 平腔体 IT7 粗铣→半精铣→精铣 滑块内孔面 IT7 钻→扩→粗铰→精铰 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 28～ 32HRC； 扩孔、绞孔；修毛刺。 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 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 ，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 30176。 斜面，高 58mm、 、 台阶面， R28 外圆表面，外圆表面上的斜槽， 台阶面斜槽，保证表面粗糙度 工序 7 设计专用定位夹具，以 、 ，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 Ф Ф Ф25 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 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。 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。 重庆交通大学学士学位论文 12 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。 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 所示。 表 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 重庆交通大学学士学位论文 13 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 加工余量、工序尺寸及其公差的确定 10, 20, 25   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=，Zj2=， Zj3=；粗镗余量 Zk1=， Zk2=， Zk3=；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120 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： ， ；粗镗： ， ， ；钻孔： ，。 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：0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 2 50 0 01 0 , 2 0 , 2 5m m m m m m    ；粗镗： 0 . 0 8 0 . 1 5 0 . 1 80 0 09 . 8 , 1 9 . 6 , 2 4 . 5m m m m m m    ；钻孔： 0 .1 0 .2 5 0 .2 70 0 06 , 14 , 18m m m m m m    ；它们的相互关系如表 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+=；Zmin=+=； 余量校核的结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理 的。 表 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 IT8 Tj1= + 0 粗镗 IT12 Tk1= = + 0 钻孔 6 IT13 Tz1= =6 Ф6 + 0 毛坯 10 66=0 20, 25的工序尺寸公差计算同上表 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=；半精铣余量 Zbjx=1mm；粗铣余量 Zcx=。 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： ；半精铣： ；精铣车：。 重庆交通大学学士学位论文 14 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 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=50－ ＋ =； Z3min=+－ 50=－ ； Z2max=－ ＋ =； Z2min=+－ =－ ； 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 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 IT10 Tjc= + 0 半精 铣 1 IT12 Tbjc= 50－ = + 0 粗铣 IT13 Tk= － 1= + 0 毛坯 3 IT14 Tmp = － =47 47177。 、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。