2023年工藝過(guò)程說(shuō)明書(shū)

第一篇頂尖滑套的工藝設(shè)計(jì)

第1章緒論

1.1頂尖滑套加工技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

(1)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

車床的頂尖滑套現(xiàn)在已經(jīng)有很多可以供參考的工藝規(guī)程，但大多工藝規(guī)程過(guò)于籠統(tǒng)，要

找到較為詳細(xì)的加工工藝規(guī)程和加工過(guò)程中所用的夾具很困難。很多廠家在新編寫加工工藝

規(guī)程的過(guò)程中，雖然他們有大量的可以提供的參考加工工藝規(guī)程，但還是要由技術(shù)人員添加

很多詳細(xì)的加工過(guò)程、進(jìn)行大量的計(jì)算和分析、新設(shè)計(jì)加工過(guò)程中所用的的夾具。同時(shí)由于

我國(guó)的制造業(yè)落后，尤其在CAD/CAM方面落后與發(fā)達(dá)國(guó)家好幾十年，所以以上過(guò)程大多

是技術(shù)人員手工完成的。這樣不僅浪費(fèi)了大量的人力和物力，而且生產(chǎn)效率低下，生產(chǎn)成本

高，使的技術(shù)人員的大量時(shí)間和精力都用在了重復(fù)繁重的體力勞動(dòng)上，從而限制了他們創(chuàng)造

思維的發(fā)展。

國(guó)內(nèi)有很多大的老牌機(jī)床廠雖然他們有比較成熟的加工工藝規(guī)程,而且生產(chǎn)效率相對(duì)其

它小的廠家較高。根據(jù)我的總結(jié)這些大型國(guó)企還是有缺陷：一、為了減少競(jìng)爭(zhēng)壓力，他們的

工藝規(guī)程大多是保密的不外瀉的。這樣雖然在一段時(shí)間內(nèi)可以暫時(shí)保住他們的龍頭地位，但

從長(zhǎng)遠(yuǎn)看它卻是阻礙我國(guó)制造也發(fā)展的，尤其在這個(gè)各種先進(jìn)制造系統(tǒng)正在不斷孕育而生的

時(shí)代。二、他們現(xiàn)在所用的工藝規(guī)程和夾具大多數(shù)是十幾年前甚至幾十年前的老工藝。這樣

就使得新進(jìn)的技術(shù)人員得不到鍛煉的機(jī)會(huì)，新進(jìn)的設(shè)備得不到最好的使用，造成了人力物力

的大量浪費(fèi)。同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)力逐漸衰退，經(jīng)不起外界競(jìng)爭(zhēng)的沖擊。

車床的頂尖滑套作為輔助支撐工件之用，存在著生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度大的缺陷，

尤其是大批量生產(chǎn)，此問(wèn)題更為突出。

國(guó)內(nèi)車床現(xiàn)在大多采用頂尖式心軸夾緊如圖1-1。所以在制定車床尾座加工工藝過(guò)程

中可以在夾具上有所創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)更高的定心精度。

圖1一1頂尖式心軸

1—心軸2—固定頂尖套3—工件4—活動(dòng)頂尖套

5—快換墊圈6—螺母

(2)國(guó)外研究狀況

發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)比我國(guó)先進(jìn)，CAD/CAM技術(shù)發(fā)展相對(duì)較成熟。而且車床的頂尖滑套屬

于典型零件的范疇，他們現(xiàn)在做機(jī)床尾座套筒加工工藝規(guī)程主要用CAPP,、CAFD完成，然

后用人工做一些簡(jiǎn)單的修改就可以完成了?，F(xiàn)在常用的變異型CAPP系統(tǒng)主要是基于成組技

術(shù)(GT)的。所謂成組技術(shù)(GT)是一門生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)，即利用事物相似性，把相似問(wèn)題

歸類成組，尋求解決這一類問(wèn)題相對(duì)統(tǒng)一的最優(yōu)方案，從而節(jié)約時(shí)間和精力以取得所期望的

經(jīng)濟(jì)效益。成組技術(shù)的核心問(wèn)題是充分利用零件上的幾何形狀及加工工藝相似性組織生產(chǎn)，

以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。利用這樣的技術(shù)大大提高了生產(chǎn)效率，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和縮

短了產(chǎn)品研發(fā)周期，也可以把技術(shù)人員從繁瑣重復(fù)的勞動(dòng)中解放出來(lái)，能夠充分發(fā)揮他們的

創(chuàng)造性。但這門技術(shù)也有缺點(diǎn):對(duì)一些非典型零件無(wú)法完成工藝規(guī)程設(shè)計(jì);數(shù)據(jù)庫(kù)容量過(guò)大；

計(jì)算機(jī)所生成的加工工藝規(guī)程和夾具并不一定是最優(yōu)的方案。

同時(shí)?，國(guó)外在創(chuàng)成試CAPP系統(tǒng)方面也有一定發(fā)展，這種系統(tǒng)可以定義為一個(gè)能綜合加

工信息，自動(dòng)為新的零件制定出工藝規(guī)程的系統(tǒng)，即根據(jù)零件信息，系統(tǒng)能夠自動(dòng)提取制造

知識(shí)，產(chǎn)生零件所需要的各個(gè)工序和工步的加工內(nèi)容；自動(dòng)完成機(jī)床、工具的選擇和加工過(guò)

程的最優(yōu)化；通過(guò)應(yīng)用決策邏輯，可以模擬工藝設(shè)計(jì)人員的決策過(guò)程。

由于一個(gè)真正的創(chuàng)成型CAPP系統(tǒng)是要求很高的，現(xiàn)在的技術(shù)很難達(dá)到完全創(chuàng)成，尤其

對(duì)于一些較為復(fù)雜的零件，所以完全創(chuàng)成的CAPP系統(tǒng)應(yīng)用范圍很小，只適用一些簡(jiǎn)單的零

件?，F(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的是半創(chuàng)成型CAPP系統(tǒng)，是將以上兩種CAPP系統(tǒng)相結(jié)合，即采用

變異型CAPP系統(tǒng)與自動(dòng)決策相結(jié)合的方式。

（3）發(fā)展方向

在新世紀(jì)里，隨著電子信息等高科技技術(shù)的發(fā)展以及市場(chǎng)需求的個(gè)性話與多樣化，先進(jìn)

制造技術(shù)正在向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、清潔化、集成化、全球化方向

發(fā)展。車床尾座套筒的生產(chǎn)效率也會(huì)隨著CAD/CAM技術(shù)和機(jī)床技術(shù)的發(fā)展不斷得到提高，

隨著計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）和并行工程（CE）的迅速崛起，它的生產(chǎn)成本也會(huì)不斷

降低。

1.2本課題研究的目的、意義

車床頂尖滑套加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)屬于一種典型零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì),在編寫它的加

工工藝規(guī)程的過(guò)程中涉及到熱處理、各類機(jī)床的選用、夾具設(shè)計(jì)等很多方面的知識(shí)，它綜合

了《機(jī)械工程制圖》,?機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》,?互換性與機(jī)械零件的測(cè)量》，《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床

刀具的選擇技術(shù)》、《工程材料》、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》、《機(jī)床概論》等多門機(jī)械制造專業(yè)的主干

專業(yè)課，因此在這個(gè)過(guò)程中不但可以使我加深以前所學(xué)的專業(yè)課的理解，也可以讓我把以前

所學(xué)的一些專業(yè)課程融會(huì)貫通，起到溫故而知新的作用，為以后的繼續(xù)學(xué)習(xí)和深造打下堅(jiān)實(shí)

的基礎(chǔ)。

車床的頂尖滑套屬于一類典型的零件，掌握了它的加工工藝規(guī)程就等于掌握了這一類零

件的加工工藝規(guī)程。研究車床的頂尖滑套加工工藝規(guī)程就等于在研究一類零件的加工工藝規(guī)

程，因此制定出一套經(jīng)濟(jì)的加工工藝規(guī)程意義深遠(yuǎn)。

車床的頂尖滑套同時(shí)又屬于一種精度要求比較高的難加工零件，它包括高精度外圓表面

加工、內(nèi)圓表面加工、內(nèi)錐面加工、鍵槽加工等，加工方法包括車削、鉆削、銃削、磨削等

幾種應(yīng)用最廣泛的加工方法，所以研究它的工藝規(guī)程有利于我們對(duì)幾種常用的加工方法有一

個(gè)更深層次的了解。

1.3課題的主要內(nèi)容

分析對(duì)比綜合現(xiàn)有車床尾座套筒加工工藝的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出高效的加工工藝規(guī)程和夾具

設(shè)計(jì)方案，達(dá)到降低成本，提高生產(chǎn)效率的目的。

車床的頂尖滑套需求量大，所編寫的工藝規(guī)程主要適用于大量生產(chǎn)的情況使用。在加工

過(guò)程中主要有一下問(wèn)題：（1）車床頂尖滑套屬于回轉(zhuǎn)件在以內(nèi)圓為基準(zhǔn)加工半精加工和精加

工外圓面時(shí)裝夾固定必須使用夾具實(shí)現(xiàn)定心，因此在進(jìn)行半精加工和精加工前必須分別設(shè)計(jì)

一套夾具；（2）由于頂尖滑套是回轉(zhuǎn)件，在銃床上銃鍵槽時(shí)沒(méi)有夾具無(wú)法實(shí)現(xiàn)定心和夾緊，

所以在銃鍵槽前也要設(shè)計(jì)一套夾具；（3）國(guó)內(nèi)車床頂尖滑套生產(chǎn)工藝基本成型，要在前人基

礎(chǔ)上提出一套更加優(yōu)化的方案也是一個(gè)很大的挑戰(zhàn).

設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：

1.車床頂尖滑套零件圖和各部分所起的作用進(jìn)行分析；

2.各類機(jī)床加工工藝研究；

3.重點(diǎn)對(duì)車床加工工藝進(jìn)行研究；

4.車床頂尖滑套加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)；

5.車床頂尖滑套半精加工、精加工、銃鍵槽過(guò)程中所用到的定心夾具的設(shè)計(jì)；

6.加工結(jié)束后檢驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)；

1.4設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想

1＞保證零件加工質(zhì)量,適應(yīng)性強(qiáng)。

2》適當(dāng)采用數(shù)控加工條件能顯著提高生產(chǎn)效率和精度。

3＞降低生產(chǎn)成本.

4〉工藝合理，工藝資料齊全，說(shuō)服力強(qiáng)。

5＞結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇相應(yīng)的工藝裝夾設(shè)備，便于提高精度和生產(chǎn)效率。

第二章頂尖滑套的機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂

圖2—1頂尖滑套

第一節(jié)零件圖形的分析

2.1.1材料的選用及熱處理分析

1＞材料的性能及成分

材料牌號(hào)：45

表2—145鋼的力學(xué)性能

材料名稱優(yōu)質(zhì)碳素鋼

標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB699-88

試樣狀態(tài)退火鋼

抗拉強(qiáng)度2600(MPa)

屈服強(qiáng)度2355(MPa)

延長(zhǎng)率216%

斷面收縮率>40%

布氏硬度W197HBS

45鋼元素含量:

表2—245鋼的碳和合金元素的含量

含碳量為0.42-0.50%含硅量為0.17-0.37%

含鎰量為0.50-0.80%含硫量WO.O35%

含磷量W0.035%含銘量＜0.20%

含模量W0.30%”]

2＞材料的熱處理分析

1.45鋼的調(diào)質(zhì)淬火

調(diào)質(zhì)是淬火加高溫回火的雙重?zé)崽幚?，其目的是使工件具有良好的綜合機(jī)械性能。為使

調(diào)質(zhì)件得到好的綜合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。

調(diào)質(zhì)淬火時(shí),要求工件整個(gè)截面淬透，使工件得到以細(xì)針狀淬火馬氏體為主的顯微組織。

通過(guò)高溫回火，得到以均勻回火索氏體為主的顯微組織。小型工廠不可能每爐都搞金相分析,

一般只作硬度測(cè)試，這就是說(shuō)，淬火后的硬度必須達(dá)到該材料的淬火硬度，回火后硬度按圖

要求來(lái)檢查。

45鋼的調(diào)質(zhì)：

45鋼是中碳結(jié)構(gòu)鋼，冷熱加工性能都不錯(cuò)，機(jī)械性能較好，且價(jià)格低、來(lái)源廣，所以

應(yīng)用廣泛。它的最大弱點(diǎn)是淬透性低，截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。

45號(hào)鋼的淬火溫度在820~840度左右，在實(shí)際操作中，一般是取上限的。偏高的淬火溫度

可以使工件加熱速度加快，表面氧化減少。為使工件的奧氏體均勻化，就需要足夠的保溫時(shí)

間,一般為lmin/mm,如果實(shí)際裝爐量大，就需適當(dāng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間。不然，可能會(huì)出現(xiàn)因加熱

不均勻造成硬度不足的現(xiàn)象。但保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，也會(huì)也出現(xiàn)晶粒粗大，氧化脫碳嚴(yán)重的弊病，

影響淬火質(zhì)量。我們認(rèn)為，如裝爐量大，加熱保溫時(shí)間需延長(zhǎng)1/5o

因?yàn)?5鋼淬透性低，故應(yīng)采用冷卻速度大的10%鹽水溶液,45號(hào)鋼水淬火容易有軟點(diǎn)

的水溫要小于30°。工件入水后，應(yīng)該淬透，但不是冷透，如果工件在鹽水中冷透，就

有可能使工件開(kāi)裂，這是因?yàn)楫?dāng)工件冷卻到180℃左右時(shí):奧氏體迅速轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體造成過(guò)

大的組織應(yīng)力所致。因此，當(dāng)淬火工件快冷到該溫度區(qū)域，就應(yīng)采取空冷的方法。由于出水

溫度難以掌握，須憑經(jīng)驗(yàn)操作，當(dāng)水中的工件抖動(dòng)停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。

另外，工件入水宜動(dòng)不宜靜，應(yīng)按照工件的幾何形狀，作規(guī)則運(yùn)動(dòng)。靜止的冷卻介質(zhì)加上靜

止的工件，導(dǎo)致硬度不均勻，應(yīng)力不均勻而使工件變形大，甚至開(kāi)裂。

45鋼調(diào)質(zhì)件淬火后的硬度應(yīng)該達(dá)到HRC56-59,截面大的可能性低些，但不能低于

HRC48,不然，就說(shuō)明工件未得到完全淬火，組織中可能出現(xiàn)索氏體甚至鐵素體組織，這

種組織通過(guò)回火，仍然保留在基體中。

45鋼淬火后的回火，加熱溫度通常為200℃,硬度要求為HRC44~48。200℃回火金相

為回火馬氏體.圖紙有硬度要求的，就要按圖紙要求調(diào)整回火溫度，以保證硬度。關(guān)于回火

保溫時(shí)間，視硬度要求和工件大小而定，我們認(rèn)為，回火后的硬度取決于回火溫度，與回火

時(shí)間關(guān)系不大，但必須回透，一般工件回火保溫時(shí)間總在一小時(shí)以.

2、45鋼淬火后硬度不足，主要原因有兩方面：

（1）45鋼加熱溫度偏低，或保溫時(shí)間不足。

在此狀態(tài)下，組織中奧氏體的碳和合金元素含量不夠，甚至組織中還殘存著未轉(zhuǎn)變的珠

光體或未溶鐵素體，導(dǎo)致45鋼淬火后硬度達(dá)不到。

（2）45鋼加熱溫度過(guò)高，或保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成45鋼表面脫碳，導(dǎo)致硬度變低。

3、回火目的（淬火組織的問(wèn)題）

a.消除淬火應(yīng)力，降低脆性

b.穩(wěn)定工件尺寸，由于M,殘余A不穩(wěn)定

c.獲得要求的強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性

4、回火工藝及其應(yīng)用

表2-3回火工藝及其應(yīng)用

1山火類型回火溫度組織性能及作用組織形態(tài)

低溫回火120-250回火M保持高硬度，降低脆性及殘余應(yīng)力,用于工過(guò)飽和a-Fe+e碳

模具鋼，表面淬火.化物

中溫回火350-500回火T硬度下降韌性，彈性極限和屈服強(qiáng)度上升.保留馬氏體針形

F+細(xì)粒Fe3C

高溫回火500-650回火S強(qiáng)度，硬度，塑性，韌性，良好綜合機(jī)械性能.多邊形F+粒狀

優(yōu)于正火得到的組織.中碳鋼應(yīng)用比較好.Fe3C

5、鋼在回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變

a.馬氏體分解（200℃以下）：

析出e-Fe2.4C碳化物（亞穩(wěn)定）

組織：回火馬氏體M一過(guò)飽和a固溶體十分穩(wěn)定e碳化物（極細(xì)的）

作用：晶格畸變降低，淬火應(yīng)力有所下降。

b.殘余A分解（200-300℃）：A-M（或AfB下）

組織：回火馬氏體M'

c.回火屈氏體T形成（250-400℃）：￡-Fe3C;a-F-維持M外形

組織：回火屈氏體T（F+Fe3C）

d.碳化物的聚集長(zhǎng)大，鐵素體的回復(fù)與再結(jié)晶（＞400℃）

組織：回火索氏體S—F（等軸晶）+Fe3C（粒）

結(jié)論：

45號(hào)鋼廣泛用于機(jī)械制造，這種鋼的機(jī)械性能很好。但是這是--種中碳鋼，淬火性能

并不好，45號(hào)鋼可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望發(fā)揮45#鋼優(yōu)越

的機(jī)械性能，常將45#鋼表面滲碳淬火，這樣就能得到需要的表面硬度。

2.1.2零件圖形的分析

頂尖滑套為套類零件，屬于薄壁零件,加工時(shí)，應(yīng)特別注意防止零件的變形.頂尖滑套它是

常用的一種套類零件.有一個(gè)莫氏4號(hào)錐面，錐面可以用來(lái)插入后頂尖和其他加工刀具;鍵槽是

用來(lái)安裝平鍵的，起導(dǎo)向作用.所以頂尖滑套只能軸向移動(dòng),不能夠轉(zhuǎn)動(dòng).

車床的頂尖滑套的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工尺寸精確，行位精度和表面質(zhì)量要求較高;剛性差，定位

和夾緊都比較困難,屬于易變形的套筒類零件.

1,外圓①60的圓柱表面，圓度公差為0.015.

2,①32的中心孔

3,①36深40的內(nèi)孔.

4,①26.59深90的莫氏4號(hào)錐度對(duì)基準(zhǔn)面A的跳動(dòng)公差為0.015.粗糙度為0.8.其硬度為

HRC43-48.C1的倒角.

5,10的鍵槽寬對(duì)基準(zhǔn)面A的對(duì)稱度公差為0.02.鍵槽的長(zhǎng)度為136.深為6.半徑為R2的

油槽，長(zhǎng)為123.

6,3XM6的內(nèi)螺紋呈均布分布.深為15.

7,銳棱倒鈍.

8,粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理220—270HB.

9,莫氏4號(hào)錐面及外圓淬火43—48HRC.

2.1.3加工表面的分析

該零件為頂尖滑套，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形狀普通，屬于一般的套類零件.其主要加工表面有中36,

①32,026.59,中31.27的內(nèi)孔，莫氏4號(hào)錐孔，①32的內(nèi)孔深為40.內(nèi)孔的粗糙度Ral.6.①32

的孔為中心孔.826.59中31.27的孔為莫氏4號(hào)錐度，表面粗糙度為Ra0.8,表面硬度為

HRC43-48.總長(zhǎng)為280,左右端面的粗糙度為Ra3.2.外圓直徑為60,表面粗糙度為Ra0.4,硬度為

HRC43-48.零件外圓的圓度公差為0.015.深為6寬為10長(zhǎng)為136的槽,其表面粗糙度Ra3.2

對(duì)于A基準(zhǔn)對(duì)稱度公差為0.02.深為2寬為4長(zhǎng)為123的槽.3XM6的內(nèi)螺紋深為15.粗糙

度Ra6.3.由以上分析及結(jié)合零件圖（見(jiàn)附錄）可知：其中各個(gè)孔的端面都為平面，可以防止

在加工過(guò)程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度。該零件除3XM6的內(nèi)螺紋和左右端面粗糙

度要求較低.其余要求都比較高.需要高精度機(jī)床加工，輔助以熱處理，再通過(guò)銃削、鉆、磨

床的加工就可達(dá)到要求。且在加工過(guò)程中容易受到切削力、切削熱和夾緊力的影響而產(chǎn)生變

形，減少切削力與切削熱的影響，粗、精加工應(yīng)該分開(kāi)進(jìn)行；使粗加工產(chǎn)生的變形在精加工

之前得到矯正。

2.1.4加工精度的分析（尺寸，形狀，位置〉

1＞尺寸精度的分析.根據(jù)零件圖形所示，該零件的外圓和內(nèi)孔以及槽的尺寸精度要求較

高.其余的尺寸精度不是很高.因此在加工零件的過(guò)程當(dāng)中,要根據(jù)不同的部位做具體的分析.

在加工尺寸精度較高的尺寸時(shí):選用精度較高的量具，選用較鋒利的刀具，保證刀具的安裝精

度，精粗加工要分開(kāi),合理的確定調(diào)整尺寸，正確選擇定位基準(zhǔn)，提高進(jìn)給機(jī)構(gòu)精度等一系列措

施來(lái)保證尺寸精度.例如外圓尺寸①60的圓柱表面上偏差-0.030下偏差-0.049.內(nèi)孔中36的上

偏差+0.039,下偏差0.寬為10的槽，上偏差為+0.076下偏差+0.040.對(duì)于其他尺寸精度不是很高

的部位，應(yīng)按照常規(guī)加工的方法既可.例如，保證零件的總長(zhǎng)280.內(nèi)孔的深度.

2＞形狀精度分析.根據(jù)零件圖形所示，該零件的形狀精度要求較高,要保證較高的形狀精

度,在加工該零件時(shí)要選用:精度較高的機(jī)床，盡量縮小機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差以及機(jī)床導(dǎo)軌的

幾何誤差;找正進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)的相互位置關(guān)系;縮小機(jī)床傳動(dòng)誤差和成形運(yùn)動(dòng)原理誤差；

保持刀具的鋒利程度，提高刀具的安裝精度，選用好的刀具材料，選用合理的切削用量;減小工

件的熱變形等一系列措施來(lái)改善加工條件，提高零件的形狀精度.例如，零件的總長(zhǎng)280應(yīng)該保

證它的圓度公差為0.015.莫氏4號(hào)錐度相對(duì)于A基準(zhǔn)面的跳動(dòng)公差為0.015.寬為10的槽相

對(duì)于A基準(zhǔn)面的對(duì)稱度公差為0.02.

3＞位置精度分析.根據(jù)零件圖所示,該零件的位置精度不是很高，按照常規(guī)加工方法即可.

但是在加工的過(guò)程當(dāng)中仍然要選用精度較高的機(jī)床;提高夾具的制造精度和安裝精度;以設(shè)

計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，提高設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)之間的位置精度;盡量采用統(tǒng)一精基準(zhǔn)，以避免

基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，盡量采用工序集中原則.

2.1.5加工表面粗糙度的分析

根據(jù)零件圖所示，零件加工表面的粗糙度較小,精度要求較高.零件的左右端面粗糙度

Ra3.2,槽的粗糙度Ra3.2.3XM6的內(nèi)螺紋粗糙度Ra6.3.其余表面粗糙度較小，精度要求較高.

外圓①60的粗糙度Ra0.4.莫氏4號(hào)錐度的粗糙度Ra0.8.①36的內(nèi)孔粗糙度Ral.6.根據(jù)零件

圖所示的加工要求;左右端面和銃槽根據(jù)常規(guī)加工方法既可.其它表面的加工應(yīng)盡量減少殘留

面積，鱗刺，積屑瘤，切削過(guò)程中的變形等現(xiàn)象的出現(xiàn)，負(fù)責(zé)會(huì)影響加工表面的粗糙度.輔助以相

應(yīng)的熱處理來(lái)提高表面的加工質(zhì)量，減少粗糙度，保持加工表面的質(zhì)量.例如，在精加工之前進(jìn)

行淬火處理，使硬度達(dá)到HRC43-48,減小進(jìn)給量和被吃刀量，加大機(jī)床主軸的運(yùn)動(dòng)速度，以及鋒

利的刀具.車削時(shí)選用較好的切削液.就能很好的保證加工表面的質(zhì)量.能保證零件所示的粗

糙度的要求.在進(jìn)行磨削加工的過(guò)程當(dāng)中，用同樣的方法進(jìn)行淬火處理.

2.1.6生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型

企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃稱為生產(chǎn)綱領(lǐng)。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)還包括

一定的次品和廢品于率。生產(chǎn)類型的劃分主要由生產(chǎn)綱領(lǐng)決定，不同生產(chǎn)類型采用的制造工

藝，工裝設(shè)備、技術(shù)措施及經(jīng)濟(jì)效果不同。此零件是小批量生產(chǎn)，精度要求較高在普通機(jī)床

上難以加工，采用普通機(jī)床和數(shù)控機(jī)床結(jié)合。工序可用相對(duì)集中的原則，既可以提高生產(chǎn)效

率、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。

不同的生產(chǎn)類型對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理工作和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有著顯著的影響。不同

生產(chǎn)類型具有不同的經(jīng)濟(jì)效益。大量大批生產(chǎn)的產(chǎn)品成本較單件生產(chǎn)和成批生產(chǎn)的產(chǎn)品成本

要低。因此，大量大批生產(chǎn)是較優(yōu)越的一種生產(chǎn)類型，成批生產(chǎn)次之，單件小批生產(chǎn)最差。

所以，擺再生產(chǎn)組織者面前的一項(xiàng)重要任務(wù)是如何通過(guò)一切可能的措施和方法，在單件小批

生產(chǎn)中，按成批生產(chǎn)方式組織生產(chǎn)，在成批生產(chǎn)中按大量大批生產(chǎn)方式組織生產(chǎn)，從而改善

企業(yè)的技術(shù)指標(biāo)。實(shí)踐證明，可以通過(guò)下列途徑來(lái)擴(kuò)大生產(chǎn)批量，提高工作地專業(yè)化程度，

從而改變企業(yè)的生產(chǎn)類型。

1,在全面規(guī)劃、統(tǒng)籌安排的原則下，積極發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)化協(xié)作，包括產(chǎn)品專業(yè)化、

零部件專業(yè)化、工藝專業(yè)化和輔助生產(chǎn)專業(yè)化，以及相應(yīng)的各種形式的生產(chǎn)協(xié)作，為減

少重復(fù)生產(chǎn)，增加同類產(chǎn)品產(chǎn)量，簡(jiǎn)化企業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和提高專業(yè)化水平創(chuàng)造條件。

2、在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，加強(qiáng)產(chǎn)品的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化

和通用化工作，廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。

3、在生產(chǎn)組織方面，采用成組技術(shù)，組織同類型零件的集中加工和成組工藝。

4、在計(jì)劃工作方面，加強(qiáng)計(jì)劃工作，合理搭配產(chǎn)品品種，減少在同一時(shí)期內(nèi)出產(chǎn)的產(chǎn)

品品種數(shù)。

5、在勞動(dòng)組織方面，增加必要的設(shè)備和工人，以相對(duì)減少每個(gè)工作地平均擔(dān)負(fù)的工序

數(shù)目。

通過(guò)上述各種措施，就能在一定程度上使企業(yè)的生產(chǎn)類型升級(jí)，增加大量大批生產(chǎn)的

因素，提高企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效果。但需要指出的是，改變生產(chǎn)類型，并非在生產(chǎn)上無(wú)限

制加大批量。企業(yè)的生產(chǎn)類型取決于產(chǎn)品數(shù)量和生產(chǎn)的穩(wěn)定性和重復(fù)性。而采取什么樣的品

種輪換方式，確定每種產(chǎn)品的批量多大，這是一個(gè)組織生產(chǎn)的具體方式、方法問(wèn)題。

零件在計(jì)劃期為一年的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計(jì)算：

N=Qn(l+a%Xl+b°/o)(件/年)(2.1)

式中，Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量(臺(tái)/年)；n——每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量(件/臺(tái))；a%——備

品的百分率，取2%?4%；b%——廢品的百分率，取0.3%?0.7%。

本次設(shè)計(jì)的CA6140車床上的頂尖滑套，產(chǎn)品類型輕型機(jī)械，年產(chǎn)量為5000臺(tái)/年，根

據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況分兩批投產(chǎn)，備品率取3%,而廢品率取0.5%。依設(shè)計(jì)課題知：Q=5000,

n=l,a%=3%,b%=0.5%；代入式(2.1)有：

N=Q〃(l+a%Xl+b°/o)=5000xlx(l+3%)x(l+0.5%)=5175.75(件/年)

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》第292頁(yè)，表7-3⑶可確定該套筒零件屬于輕

型零件，其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。由于零件機(jī)械加工工藝過(guò)程與其所采用的生產(chǎn)組織類型

密切相關(guān)，所以在制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)首先確定零件機(jī)械加工的生產(chǎn)組織類型。

而生產(chǎn)組織類型又主要是與零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)有關(guān)?，F(xiàn)在所制定的車床尾座套筒生產(chǎn)類型主

要針對(duì)大批量生產(chǎn)的情況下制定的。因此車床的頂尖滑套生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特征如表2-4o

表2-4車床的頂尖滑套生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特征

生產(chǎn)類型大量生產(chǎn)

毛坯特點(diǎn)廣泛采用模鍛，機(jī)械造型等高效方法，毛坯精度高、余量小

機(jī)床設(shè)備及組廣泛采用自動(dòng)機(jī)床、專用機(jī)床，采用自動(dòng)線或?qū)Ｓ脵C(jī)床流水線

織形式排列

工

夾具及尺寸保

藝高效專用夾具，采用定程及在線自動(dòng)測(cè)量來(lái)控制尺寸

證

特

征刀具、量具專用刀具、量具，自動(dòng)測(cè)量?jī)x

零件的互換性全部互換，高精度偶件采用分組裝配、配磨

工藝文件的要

編制詳細(xì)的工藝規(guī)程、工序卡片、檢驗(yàn)卡片和調(diào)整卡片

求

生產(chǎn)率高

成本低

用計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化制造系統(tǒng)、車間或無(wú)人工廠，實(shí)現(xiàn)自適

發(fā)展趨勢(shì)

應(yīng)控制

2.1.7結(jié)構(gòu)工藝性分析

根據(jù)零件圖所示，該零件的加工表面主要分為三類:1＞外圓和端面的車削加工.2＞內(nèi)孔各

個(gè)部位的加工.3＞槽形的加工.

外圓和端面的車削加工.該加工表面主要有:確定總長(zhǎng)車削左右端面，中60的外圓.其中

外圓加工的精度與粗糙度要求較高，還要與相應(yīng)的熱處理工藝相配和，才能達(dá)到較高的精度和

較小的粗糙度，以保證加工表面的質(zhì)量;外圓的圓柱度公差要求高.應(yīng)此，在車削外圓的時(shí)候要

選用精度較高的機(jī)床;倒C1的角，倒R1的圓弧.按照常規(guī)加工方法即可.

內(nèi)孔各個(gè)部位的加工.根據(jù)零件圖所示，內(nèi)孔各部位的位置精度配合不是很高，按照常規(guī)

加工方法即可，但是加工表面的質(zhì)量較高.①32的內(nèi)孔，①36深40的內(nèi)孔階臺(tái)，莫氏4號(hào)錐度.

①32的內(nèi)孔粗糙度沒(méi)有明確要求，精度不是很高，按照常規(guī)加工方法即可.①36深40的內(nèi)孔

階臺(tái),精度要求較高，按照工藝規(guī)程加工，選用合理的設(shè)備，保證加工表面的粗糙度.莫氏4號(hào)錐

度，根據(jù)圖紙的說(shuō)明加工表面質(zhì)量和位置精度要求高,加工時(shí)要采用2種設(shè)備:車削和磨削.為

保證表面的質(zhì)量要與相應(yīng)的熱處理相配合.

槽形的加工.根據(jù)圖紙要求零件加工主要是銃10的鍵槽和銃①4的油槽.

第二節(jié)毛坯設(shè)計(jì)

毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個(gè)比較重要的

階段，毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對(duì)機(jī)械加工的難易，工序數(shù)量的多少

有直接影響，因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當(dāng)重要的位置，同樣毛坯的加工余量的確定也

是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。

2.2.1確定毛坯類型

毛坯種類的選擇決定與零件的實(shí)際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可

能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：I、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。

該零件體的材料為45號(hào)鋼，45號(hào)鋼廣泛用于機(jī)械制造，這種鋼的機(jī)械性能很好。但是這

是一種中碳鋼，淬火性能并不好，45號(hào)鋼可以淬硬至HRC42~46?所以如果需要表面硬度，

又希望發(fā)揮45#鋼優(yōu)越的機(jī)械性能，常將45#鋼表面淬火（高頻淬火或者直接淬火），這樣就

能得到需要的表面硬度.

2.2.2確定毛坯各表面的加工余量

加工時(shí)如果余量留得過(guò)大，不但浪費(fèi)材料，而且增加機(jī)械加工勞動(dòng)量和生產(chǎn)工時(shí)。使

生產(chǎn)成本增高，余量留得過(guò)小，一方面使毛坯制造困難，另一方面在機(jī)械加工時(shí)也常因余留

得過(guò)小而迫使用畫線找正等方法，不僅增加了生產(chǎn)工時(shí)，而且還有可能造成廢品，因此，必

須合理的選擇加工余量。

零件的材料為45號(hào)鋼，毛坯（下料）圖是根據(jù)產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)的，經(jīng)查《金屬機(jī)械加工

工藝人員手冊(cè)》,內(nèi)孔進(jìn)行鉆削加工.左端面留4mm的加工余量、右端面留3mm的加工余量。

660的外圓柱面留單邊余量3mm.

2.2.3毛坯處理

對(duì)在低溫或動(dòng)載荷條件下的鋼材構(gòu)件進(jìn)行時(shí)效處理，以消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定鋼材組織

和尺寸，尤為重要。

時(shí)效處理：指合金工件經(jīng)固溶處理，冷塑性變形或鑄造，鍛造后，在較高的溫度放置或

室溫保持，其性能，形狀，尺寸隨時(shí)間而變化的熱處理工藝。若采用將工件加熱到較高溫度，

并進(jìn)行時(shí)效處理的時(shí)效處理工藝，稱為人工時(shí)效處理，若將工件放置在室溫或自然條件下長(zhǎng)

時(shí)間存放而發(fā)生的時(shí)效現(xiàn)象，稱為自然時(shí)效處理。時(shí)效處理的目的，消除工件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)

定組織和尺寸，改善機(jī)械性能等。

時(shí)效處理可分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種。自然時(shí)效是將鑄件置于露天場(chǎng)地半年以上,

便其緩緩地發(fā)生形，從而使殘余應(yīng)力消除或減少，人工時(shí)效是將鑄件加熱到550?650℃進(jìn)

行去應(yīng)力退火，它比自然時(shí)效節(jié)省時(shí)間，殘余應(yīng)力去除較為徹底。

金屬結(jié)構(gòu)件在鑄造、焊接、鍛壓和機(jī)械切削加工過(guò)程中，由于熱脹冷縮和機(jī)械力造成的

變形，在工件內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力，致使工件處于不穩(wěn)定狀態(tài)，降低工件的尺寸穩(wěn)定性和機(jī)械

物理性能，使工件在成品后使用過(guò)程中因殘余應(yīng)力的釋放而產(chǎn)生變形和失效.為消除殘余應(yīng)

力，傳統(tǒng)的工藝方法是采用自然時(shí)效和熱時(shí)效。

自然時(shí)效是將工件長(zhǎng)時(shí)間露天放置（一般長(zhǎng)達(dá)六個(gè)月至一年左右），利用環(huán)境溫度的不

斷變化和時(shí)間效應(yīng)使殘余應(yīng)力釋放。

熱時(shí)效（TSR）工藝是目前廣泛采用的傳統(tǒng)機(jī)械加工方法，其原理是用爐窯將金屬結(jié)構(gòu)

件加熱到一定溫度，保溫后控制降溫，達(dá)到消除殘余應(yīng)力的目的，可以保證加工精度和防止

裂紋產(chǎn)生。

振動(dòng)時(shí)效（VSR）工藝是一種可完全取代TSR和NSR的工藝，其原理是用振動(dòng)消除殘

余應(yīng)力，可達(dá)到TSR工藝的同樣效果，并在許多性能指標(biāo)上超過(guò)TSR。

將合金加熱至高溫單相區(qū)恒溫保持，使過(guò)剩相充分溶速冷卻,以得到過(guò)飽和固溶體的熱處

理工藝時(shí)效處理可分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種自然時(shí)效是將鑄件置于露天場(chǎng)地半年以上,

便其緩緩地發(fā)生形，從而使殘余應(yīng)力消除或減少，人工時(shí)效是將鑄件加熱到550?650℃進(jìn)

行去應(yīng)力退火，它比自然時(shí)效節(jié)省時(shí)間，殘余應(yīng)力去除較為徹底。

超聲波時(shí)效法用于對(duì)機(jī)械零件焊接修復(fù)部位進(jìn)行消除殘余應(yīng)力和強(qiáng)化處理。因此，超聲波時(shí)

效法在機(jī)械制造業(yè)和維護(hù)過(guò)程中具有廣闊的應(yīng)用前景。

超聲波時(shí)效方法的特點(diǎn)：

1.是目前最徹底消除殘余應(yīng)力的時(shí)效方法（各種時(shí)效方法消除殘余應(yīng)力的情況如下：振

動(dòng)時(shí)效230-55%、熱時(shí)效40-80%、熱時(shí)效40-80%、超聲波時(shí)效80-100%。

2.用于消除局部殘余應(yīng)力，完全可替代熱處理和振動(dòng)時(shí)效等方法，且處理工藝簡(jiǎn)單，效

果穩(wěn)定可靠。

3.不受工件材質(zhì)、形狀、結(jié)構(gòu)、鋼板厚度、重量、場(chǎng)地之限制，特別是在施工現(xiàn)場(chǎng)、焊接過(guò)

程和焊接修復(fù)時(shí)用于消除焊接應(yīng)力更顯靈活方便。

4.環(huán)保、節(jié)能、安全、無(wú)污染，施工現(xiàn)場(chǎng)使用更顯靈活方便。

5.在焊接過(guò)程匯總邊焊接超聲處理可明顯減少焊接變形。

6.一般只適用于對(duì)焊接應(yīng)力的消除.

第三節(jié)擬定零件加工的工藝路線

2.3.1,零件加工工藝路線的擬定

制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的技術(shù)要求能

得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用工具,

并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)效率，但前提是保證產(chǎn)品質(zhì)量。除此之外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，

一便降低生產(chǎn)成本。

根據(jù)以上各個(gè)零部件的分析以及加工工藝確定的基本原則，可以初步確定加工工藝路

線，具體方案如下：

方案1;

1下料665X300mm

2粗車外圓及左端面，鉆。32mm深40mm

3粗車外圓及右端面，鉆、粗車莫氏4號(hào)錐孔

4熱處理調(diào)質(zhì)處理220-270HB

5半精車莫氏4號(hào)錐度孔，4)36的內(nèi)孔

6半精車660mm,

7鉆、攻3XM6螺紋孔

8銃10mm的鍵槽和64mm的油槽.

9淬火處理43-48HRC

10精磨o36mm孔

11精磨莫氏4號(hào)錐孔

12錐堵36mm孔、鉆中心孔

13精磨660mm達(dá)精度要求

14去毛刺

15檢驗(yàn)

方案2;

1下料665X300mm

2粗車外圓及左端面，鉆032mm孔深40mm

3粗車外圓及右端面，

4鉆、粗車莫氏4號(hào)錐度孔

5熱處理調(diào)質(zhì)處理220-270HB

6半精車莫氏4號(hào)錐度孔，036mm孔

7半精車60mm,

8鉆、攻3XM6螺紋孔

9銃10mm的鍵槽和04mm的油槽.

10淬火處理43-48HRC

11精磨@36mm孔，精磨莫氏4號(hào)錐度孔

12錐堵036mm孔

13錐堵鉆中心孔

14精磨e60mm達(dá)精度要求

15去毛刺，檢驗(yàn)入庫(kù)，

2.3.2方案的比較分析

兩套加工方案，都有一定的加工優(yōu)勢(shì).都是按照一定的加工順序原則擬定的.在總體的框

架內(nèi)，沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的錯(cuò)誤.但在某些工序的編排過(guò)程中，有著明顯的區(qū)別,這些區(qū)別在加工過(guò)程

中對(duì)零件表面的質(zhì)量沒(méi)有明顯的影響.但在零件的經(jīng)濟(jì)性方面確有著很大的差別.擬如:方案1:

3號(hào)工序粗車外圓及右端面，鉆、粗車莫氏4號(hào)錐孔，10號(hào)工序精磨636mm孔,11號(hào)工序精

磨莫氏4號(hào)錐孔,12號(hào)工序錐堵636mm孔、鉆中心孔.在同樣的加工條件下，將2套工序合

編為一套工序，這樣就可以減少時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益.而方案2:3號(hào)工

序粗車外圓及右端面，4號(hào)工序鉆、粗車莫氏4號(hào)錐度孔,12號(hào)工序錐堵4>36mm孔,13號(hào)工

序錐堵鉆中心孔.這套加工方案不利于企業(yè)的發(fā)展，浪費(fèi)時(shí)間，加工混亂.沒(méi)有按照現(xiàn)代企業(yè)科

學(xué)管理的方法進(jìn)行.沒(méi)有市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的概念.因此選用方案1進(jìn)行加工.

第四節(jié)加工方法的確定

頂尖滑套的主要加工表面有:外圓表面,內(nèi)圓表面及槽.根據(jù)零件圖形所示:各加工表面的

尺寸精度，形位公差和表面粗糙度.選定加工工件表面的方法如下;

表2-4選定加工工件表面的方法

加工表面經(jīng)濟(jì)精度粗糙度加工方案適用范圍

外圓IT6-IT7Ra0.4粗車一半精車一粗磨一精磨主要適用于淬火

鋼

莫氏4號(hào)錐面IT7-IT8Ra0.8粗車一半精車一粗磨一精磨極高精度的外圓

加工

內(nèi)圓IT7-IT8Ra1.6粗車一半精車一精車主要適用于淬火

鋼以外的材料

鍵槽和油槽IT8-IT10Ra3.2粗銃一半精銃

鉆、攻3XM6IT10-IT11Ra6.3鉆削一手動(dòng)攻絲

螺紋孔

左右端面IT8-IT10Ra3.2粗車一半精車主要適用于淬火

鋼以外的材料，端

面.

3.4.1加工順序的安排

1）機(jī)械加工工序

（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”的原則首先加工精基準(zhǔn)一下端面

（2）遵循“先粗后精”的原則，先安排端面和外表面的粗加工，再安排精加工

（3）遵循“先表面后孔”的原則，先加工表面后進(jìn)行孔加工

2）熱處理加工

下料后，對(duì)鋼件進(jìn)行熱處理，可消除材料的內(nèi)部應(yīng)力，提高材料的綜合力學(xué)性能，頂尖

滑套在工作中不承受沖擊載荷，也沒(méi)有各種應(yīng)力，故采用時(shí)效處理，調(diào)質(zhì)處理,淬火處理即可

滿足零件的加工要求。

3）輔助工序

在精加工后安排去毛刺，清洗和終檢過(guò)程。

綜上所述，該定價(jià)滑套工序安排順序?yàn)?粗加工一調(diào)質(zhì)處理一半精加工一淬火處理一精加工。

3.4.2加工工序的劃分與確定

工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，每道工

序加工內(nèi)容較多，使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次數(shù)，減少了機(jī)床數(shù)量，可以使裝夾

時(shí)間減少，減少夾具數(shù)目，并且利用采用高生產(chǎn)率的機(jī)床。工序分散是將工件的加工分散在

較多的工序中進(jìn)行，每道工序的內(nèi)容很少，最少時(shí)每道工序只包括一簡(jiǎn)單工步，工序分散可

使每個(gè)工序使用的設(shè)備，刀具等比較簡(jiǎn)單，機(jī)床設(shè)備及工藝裝備簡(jiǎn)單，調(diào)整和維修方便，工

人掌握容易，生產(chǎn)準(zhǔn)備簡(jiǎn)單，易于產(chǎn)品更換。

綜上所述：考慮到該零件在加工過(guò)程中易變形，所以采用工序分散。

輔助工序的安排：

輔助工序一般包括去毛刺，倒菱角，清洗，檢驗(yàn)等.

3.4.3熱處理工序的安排

熱處理，可以提高材料的力學(xué)性能改善金屬的切削性能及消除內(nèi)應(yīng)力，而熱處理工序的

安排，常根據(jù)零件的技術(shù)要求和材料的性質(zhì)，合理的安排。熱處理工序安排得是否恰當(dāng)，對(duì)

保證零件的精度、保證零件加工的順利進(jìn)行、保證零件機(jī)械性能有著重要影響。

常用的熱處理工序有：退火、正火、調(diào)質(zhì)、時(shí)效、淬火、回火、滲碳、碳氮共滲等。按

熱處理的目的，可分為預(yù)備熱處理、消除殘余應(yīng)力熱處理、最終熱處理。預(yù)備熱處理是為了

改善材料的切削性能，消除毛坯制造時(shí)的殘余應(yīng)力，改善組織；最終熱處理是提高零件的強(qiáng)

度、表面硬度和耐磨性，常安排在精加工工序之前

通過(guò)分析零件圖，考慮到該零件材料在加工中容易變形，因此進(jìn)行一次時(shí)效處理即能滿

足加工要求，時(shí)效處理是為了釋放夾緊力和變形，改善加工性能。

在選定了頂尖滑套主要表面的加工方法以后，還需要進(jìn)一步確定這些加工方法在工藝路

線中的安排順序，這就涉及到加工階段的劃分。對(duì)于精度要求較高的表面，總是先粗加工后

精加工，但工藝過(guò)程劃分成幾個(gè)階段是對(duì)整個(gè)加工過(guò)程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。

考慮到定價(jià)滑套的技術(shù)要求，可以將加工階段劃分成粗加工、半精加工、精加工和磨削加工

幾個(gè)階段。

分析頂尖滑套零件，其工藝工程大致包括以下幾個(gè)階段：定位基準(zhǔn)的加工；粗車外圓

表面、端面和鉆孔；調(diào)質(zhì)220?270HB；半精車外圓和倒角；精車孔、槽和莫氏4號(hào)錐孔;

劃線；銃鍵槽和油槽；鉆孔，攻螺紋；右端莫氏4號(hào)錐孔及280mm長(zhǎng)的外圓部分，淬火43?

48HRC：粗磨、精磨外圓和莫氏4號(hào)錐面。去毛刺，檢驗(yàn)入庫(kù).

第三章頂尖滑套的機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)分析

第一節(jié)設(shè)備的選擇

3.1.1機(jī)床設(shè)備的選用

選擇機(jī)床等加工設(shè)備時(shí)，應(yīng)做到以下四個(gè)適應(yīng)：

1）所選機(jī)床的尺寸規(guī)格應(yīng)與被加工零件的尺寸相適應(yīng)。

2）所選擇機(jī)床的精度應(yīng)該與被加工零件的工序加工要求相適應(yīng)。

3）所選擇機(jī)床的電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)與工序加工所需切削功率相適應(yīng)。

4）所選機(jī)床的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率應(yīng)與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。

3.1.2工藝裝備的選用

工藝裝備主要包括刀具、夾具和量具。在工藝卡中應(yīng)簡(jiǎn)要寫出它們的名稱。本次設(shè)計(jì)車

床尾座套筒的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所選用的夾具多為專用夾具。

1,機(jī)床夾具的選擇主要考慮生產(chǎn)類型。單件小批量生產(chǎn)應(yīng)盡量選用通用夾具和機(jī)床自帶

的卡盤和鉗臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)等；大批大量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用高生產(chǎn)效率的專用機(jī)床夾具，如氣、液傳

動(dòng)的專用夾具。在推行計(jì)算機(jī)輔助制造、成組技術(shù)等新工藝或?yàn)樘岣呱a(chǎn)效率時(shí)，應(yīng)采用成

組夾具、組合夾具。夾具的制造精度應(yīng)該與零件的制造精度相適應(yīng)。

2）金屬切削刀具的選擇主要取決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、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等。在選擇時(shí)應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀

具。在組合機(jī)床上加工時(shí)，由于機(jī)床按照工序集中原則組織生產(chǎn)，考慮到加工質(zhì)量和生產(chǎn)率

的要求，可采用專用復(fù)合刀具，如復(fù)合擴(kuò)孔鉆等，這不僅可以提高加工精度和生產(chǎn)率，其經(jīng)

濟(jì)效果也十分明顯?自動(dòng)線和數(shù)控機(jī)床所使用的刀具應(yīng)著重考慮其壽命期內(nèi)的可靠性，加工

中心機(jī)床所使用的刀具還要注意選擇與其相適應(yīng)的刀夾、刀套結(jié)構(gòu)。

3）量具、檢具和量?jī)x的選擇主要根據(jù)生產(chǎn)類型和要求的檢驗(yàn)精度進(jìn)行。對(duì)于尺寸誤差

在單件小批量生產(chǎn)中，廣泛采用通用量具（游表卡尺、千分尺等）；成批生產(chǎn)多采用極限量

規(guī)，大量生產(chǎn)多采用自動(dòng)化程度高的量?jī)x，如電動(dòng)或氣動(dòng)量?jī)x等，對(duì)于形位誤差，在單件小

批量生產(chǎn)中，一般采用通用量具（百分表，千分表等），也有采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的；在成批

大量生產(chǎn)中多采用專用檢具。

根據(jù)一般工廠的現(xiàn)有生產(chǎn)條件，為了滿足生產(chǎn)的需要，同時(shí)保證被加工零件合乎要求,

現(xiàn)選用各工序所采用的設(shè)備.

3.1.3機(jī)床設(shè)備的選擇

根據(jù)零件圖形所示，零件在銃削加工時(shí)，因?yàn)榧庸ぞ炔桓?，為?jié)約生產(chǎn)成本，所以選擇

普通銃床X51.

表3—1X51普通銃床參數(shù)

主軸孔錐度7：24主軸孔徑25

主軸轉(zhuǎn)速65-1800工作臺(tái)面積1000X250

工作臺(tái)(縱向)手動(dòng)/機(jī)動(dòng)620/620縱向35-980

工作臺(tái)進(jìn)給

最大行(橫向)手動(dòng)/機(jī)動(dòng)190/170橫向25-765

量(mm/min)

程：(mm)(升降)手動(dòng)/機(jī)動(dòng)370/350升降12-380

工作臺(tái)縱向2900槽數(shù)3

工作臺(tái)T

快速移動(dòng)速橫向2300寬度14

型槽

度(mm/min)升降1150槽距50

65、80、100、125、160、210、255、300、380、490、

主軸轉(zhuǎn)速(r/min)

590、725、945、1225、1500、1800

35、40、50、65、85、105、125、165、205、

縱向

250、300、390、510、620、755、980

25、30、40、50、65、80、100、130、150、

工作臺(tái)進(jìn)給量(mm/min)橫向

190、230、320、400、480、585、765

12、15、30、25、33、40、50、65、80、95、

升降

115、160、200、290、380

主電動(dòng)機(jī)功率(kw)4.5

根據(jù)零件圖形所示，只要粗車半精車端面及外圓且加工精度不高，為節(jié)約生產(chǎn)成本，選

用CA6140機(jī)床作為加工設(shè)備。能更好的節(jié)約生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。

表3-2CA6140的技術(shù)參數(shù)

床身上最大工件400mm

回轉(zhuǎn)徑

中滑板上最大工210mm

件回轉(zhuǎn)徑

工件最大長(zhǎng)度750；1000；1500；

（四種規(guī)格）2000mm

主軸中心高度205mm

主軸內(nèi)孔直徑48mm

主軸前端錐孔莫氏6號(hào)錐

的錐度

主軸正轉(zhuǎn)（24級(jí)）10-1400r/min

反轉(zhuǎn)（12級(jí)）14-1580r/min

車削螺紋范圍普通螺紋螺距1?192mm

（44）

英制螺紋螺距2~24牙/英寸

（20）

模數(shù)螺紋(39)0.25?48mm

徑節(jié)螺紋(37)1~96牙/英寸

進(jìn)給量縱向64級(jí)

一般進(jìn)給量0.08~1.59mm/r

小進(jìn)給量0.028?0.054mm/r

加大進(jìn)給量1.71?6.33mm/r

橫向64級(jí)

一般進(jìn)給量0.04-0.79mm/r

小進(jìn)給量0.014-0.027mnVr

加大進(jìn)給量0.86-3.16mm/r

主電動(dòng)機(jī)功率/7.5KW1450r/min

轉(zhuǎn)速

快速電動(dòng)機(jī)功250KW2800r/min

率/轉(zhuǎn)速

尾座頂尖套錐莫氏5號(hào)

孔錐度

機(jī)床工作精度

圓度0.002?0.005mm

精車端面平面0.005?0.01mm

度

表面粗糙度Ra3.2?0.8um

根據(jù)零件圖形所示，在磨削加工過(guò)程中，圖紙要求的精度較高，所以在選用機(jī)床設(shè)備的過(guò)

程中，要選用精度較高的機(jī)床.選用M7130A.

表3-3M7130A的技術(shù)參數(shù)

產(chǎn)品規(guī)格：機(jī)床外形尺寸（長(zhǎng)寬高）mm2900x1500x2200

產(chǎn)品說(shuō)明：

主要技術(shù)參數(shù):

磨削面的最大尺寸（寬、長(zhǎng)、高）mm320X1000X400.

工作臺(tái)T型槽槽數(shù)3

工作臺(tái)速度（無(wú)級(jí)調(diào)速）m/min3?27

主軸到臺(tái)面的距離（最大）mm565

主軸到臺(tái)面的距離（最?。﹎m135

砂輪座的最大行程橫向（手動(dòng)及自動(dòng)）mm350.

砂輪座的最大行程垂直（手動(dòng)）mm400

砂輪最大直徑mm350

砂輪最小直徑mm270

砂輪內(nèi)徑mm127

砂輪寬度mm40

砂輪轉(zhuǎn)速r/min1440

手輪每格mm0.005

手輪每轉(zhuǎn)mm0.5

砂輪座電動(dòng)機(jī)功率Kw5.5

3.1.4量具的使用及使用方法

應(yīng)用游標(biāo)讀數(shù)原理制成的量具有；游標(biāo)卡尺，高度游標(biāo)卡尺、深度游標(biāo)卡尺、游標(biāo)量角

尺（如萬(wàn)能量角尺）和齒厚游標(biāo)卡尺等，用以測(cè)量零件的外徑、內(nèi)徑、長(zhǎng)度、寬度，厚度、高

度、深度、角度以及齒輪的齒厚等，應(yīng)用范圍非常廣泛.

-游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)型式

游標(biāo)卡尺是一種常用的量具，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、精度中等和測(cè)量的尺寸范圍大

等特點(diǎn)，可以用它來(lái)測(cè)量零件的外徑、內(nèi)徑、長(zhǎng)度、寬度、厚度、深度和孔距等，應(yīng)用范圍

很廣。

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