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撥叉工藝分析(總21頁(yè))
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撥叉C的作用
題目所給的零件是CA6143車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中.主要起換檔,使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工
作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩的作用。
撥叉C的工藝分析
撥叉C是一個(gè)很重要的零件,因?yàn)槠淞慵叽绫容^小,結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜,其加工內(nèi)花鍵的精度要求較高,
此外還有上端面要求加工,對(duì)精度要求也很高。其底槽側(cè)邊與花鏈孔中心軸有垂直度公差要求,上端面與花
鍵孔軸線有平行度要求。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精?以及各表面的表面質(zhì)量均影響
機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量,進(jìn)而影響其性能與工作壽命,因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。
撥義C的藝要求
一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求,而且要有好的機(jī)械加工工藝性,也就是要有加工的可能性,要費(fèi)于
加工,要能夠保證加工質(zhì)量,同時(shí)使加工的勞動(dòng)量最小,而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的,又是相輔相成的,設(shè)
計(jì)者要考慮加工工藝問題“工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。
其余/
IIIIII"
iJ.iaHiK|*-H~I-Mao8l?l
未注明圓角半徑R3~5mm
圖撥叉C零件圖
其加工有四組加工:內(nèi)花鍵孔;粗精銃上端面;粗精銃18H11底槽;鉆、較2-M8通孔,并攻絲。
(1),以為主要加工面,拉內(nèi)花鍵槽,槽數(shù)為6個(gè),其粗糙度要求是底邊,側(cè)邊,內(nèi)孔粗糙度
(2).另一組加工是粗精銃上端面,表面粗糙度要求為.
(3).第三組為粗精銃18H11底槽,該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊,槽底的表面粗糙度要求是
(4)鉆并攻絲2-M8。
22
毛坯的選擇
撥叉C毛坯選擇金屬行澆鑄,因?yàn)樯a(chǎn)率很高,所以可以免去每次造型。單邊余量一般在,結(jié)構(gòu)
細(xì)密,能承受較大的壓力,占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是5000件,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,
生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。
1.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
加工工藝過程
由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面、內(nèi)花健和槽系。一般來說,保證平面的加工精
度要比保證內(nèi)花鏈的加工精度容易。因此,對(duì)于撥叉c來說,加工過程中的主要問題是保證內(nèi)花鍵的尺寸
精度及位置精度,處理好內(nèi)花鍵和平面之間的相互關(guān)系以及槽的各尺寸精度。
山上工藝分析知,上端面與槽邊均與花鍵軸有位置度公差,所以,保證內(nèi)花鍵高精度是本次設(shè)計(jì)的重
點(diǎn)、難點(diǎn)。
確定各表面加工方案
一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求,而且要有好的機(jī)械加工工藝性,也就是要有加工的可能性,要便于加
工,要能保證加工的質(zhì)量,同時(shí)是加工的勞動(dòng)量最小。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的,又是相輔相成的。對(duì)于設(shè)
計(jì)撥叉C的加工工藝來說.應(yīng)選擇能夠滿足內(nèi)花鍵加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加
工效率兩方面考慮以外,也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下,應(yīng)選擇價(jià)格較底的機(jī)
床。
在選擇各表面、內(nèi)花鍵及槽的加工方法時(shí),要綜合考慮以下因素
(1).要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求,根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求.選擇加工方法及分匚次加
工。
(2).根據(jù)生產(chǎn)類型選擇,在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率依設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用
設(shè)備和一般的加工方法。
(3).考慮被加工材料的性質(zhì)。
(4).考慮工廠或車間的實(shí)際情況,同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備,推廣新技術(shù),提高工
藝水平0
(5).此外.還要考慮一些其它因素,如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求.工件形狀和重量等。
選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方
法O
上端面的加工
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表可以確定,上端面的加工方案為:粗銃一精銃(),粗糙度為丁一般不淬硬
的平面.精銃的粗糙度可以較
孔的加工
(1)加工內(nèi)花鍵前的預(yù)制孔。22H12加工
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,由于預(yù)制孔的精度為H12,所以確定預(yù)制孔的加工方案為:一次鉆孔,由于
在拉削過程中才能保證預(yù)制孔表面精度,所以,在加工內(nèi)花鍵前預(yù)制孔的精度可適當(dāng)降低。
(2)內(nèi)花鍵的加工
通過拉刀實(shí)現(xiàn)花鍵的加工,由于拉削的精度高,所以能滿足花錠表面精度,同時(shí)也能保證預(yù)制孔表面精
度。
(3)2-M8螺紋孔的加工
加工方案定為:鉆,攻絲。
確定定位基準(zhǔn)
粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)時(shí),考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量,使不加工表面與加工表面間的尺
寸、位子符合圖紙要求。
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求:
(1).粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面。不加工面的相互位置關(guān)系精
度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面,則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表
面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。
(2).選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如:機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重
要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn),加工床身的底而,再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣
就能保證均勻地去掉較少的余量,使表層保留而細(xì)致的組織,以增加耐磨性。
(3).應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
(4).應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn),以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、
冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn),必要時(shí)需經(jīng)初加工。
4
(5).粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使月,因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的
位置精度。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置.能保證撥叉C在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一
的基準(zhǔn)定位。從撥叉C零件圖分析可知,選擇作為撥叉C加工粗基準(zhǔn)。
精基準(zhǔn)選擇的原則
(1).基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基土不重
合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。
(2).基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度:避
免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差,并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一,從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如:
軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位,這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表
面,而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。
<3).互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí),有時(shí)兩個(gè)被加工面,nJ'以互為基準(zhǔn)反更加工。例如:對(duì)淬
火后的齒輪磨齒,是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔,再以孔為基準(zhǔn)磨齒面,這樣能保證齒面余量均勻。
自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻,可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如:
磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí),是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外,像拉孔在無心磨床上磨外圓等,都是自為基準(zhǔn)的例
子。
此外,還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn),以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和
加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置,能保證撥叉C在整個(gè)加工過程中基本上都能用
統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉C零件圖分析可知,它的內(nèi)花鍵槽,適于作精基準(zhǔn)使用。
選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí),考底的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工程度并使裝夾準(zhǔn)。
工藝路線的擬訂
對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件,一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。撥叉C的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)
一的基準(zhǔn)。具體安排是:先加工預(yù)制孔,再加工花便槽,最后以花鍵槽定位粗、精加工撥叉上端面和底槽
及M8螺紋孔。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。
工序的合理幺且合
確定加工方法以后,就按芻產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝
過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則:
(1).工序分散原則
工序內(nèi)容簡(jiǎn)單,有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。筒單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)生備工
作量少,產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多,生產(chǎn)面積大,工藝路線
長(zhǎng),生產(chǎn)管理復(fù)雜。
<2).工序集中原則
工序數(shù)目少,工件裝,夾次數(shù)少,縮短了工2路線,相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積,也尚化了生
產(chǎn)管理,在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少,大量生產(chǎn)可
采用高效率的專用機(jī)床,以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備,使成本增高,調(diào)整維修費(fèi)事,
生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
一般情況下,單件小批生產(chǎn)中,為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理,多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備,工序集中
程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
加工工序完成以后,將工件清洗干凈。清洗是在的含%一%蘇打及%一%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后
用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
工序的集中與分散
制訂工藝路線時(shí),應(yīng)考慮工序的數(shù)目,采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)不同的原則。所謂工序集禮就
是以較少的工序完成零件的加工,反之為工序分散。
(I).工序集中的特點(diǎn)
工序數(shù)目少,工件裝,夾次數(shù)少,縮短了工藝路線,相應(yīng)收少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積,也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管
理,在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)人表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少,大量生產(chǎn)可采用高
效率的專用機(jī)床,以提高生產(chǎn)黑。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備,使成本增高,調(diào)整維修費(fèi)事,生產(chǎn)準(zhǔn)備
工作量大。
(2).工序分散的特點(diǎn)
工序內(nèi)容簡(jiǎn)單,有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工
作量少,產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多,生產(chǎn)面積大,工藝路淺長(zhǎng),
生產(chǎn)管理復(fù)雜。
工序集中與工序分散各有特點(diǎn),必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采
用那一種原則。
5
一般情況下,單件小批生產(chǎn)中,為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理,多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備,工序集中程序
受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn).使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出.即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將
工序集中而不致花費(fèi)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量.從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。
加工階段的劃分
零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí),常把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段:
(1).粗加工階段
粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬,為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件,并為半精加工,精加工提
供定位基準(zhǔn),粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷,予以報(bào)廢或修補(bǔ),以免浪費(fèi)工時(shí)。
粗加工可采用功率大,剛性好,精度低的機(jī)床,選用大的切前用量,以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí),切削力大,
切削熱量多,所需夾緊力大,使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大,所以加工精度低,粗糙度值大。一般粗加工的
公差等級(jí)為IT11-IT120粗糙度為Ru=80-100Mm。
(2).半精加工階段
半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備,保證合適的加工余量。半精
加工的公差等級(jí)為IT9~IT10o表面粗糙度為Ra=10~nm。
(3).精加工階段
精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度.尺寸精度及表面粗糙度.
使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。
精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量,工序變形小,有利T?提高加工精度.精加工的加工精度一般
為IT6~IT7,表面粗糙度為Rd0-nmo
(4).光整加工階段
對(duì)某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工,主要用于改善表面質(zhì)量,對(duì)尺度精度改善很少。一般不能糾正各
表面相互位置誤差,其精度等級(jí)一般為IT5?IT6,表面粗糙度為~um。
此外,加工階段劃分后,還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不問,有的需安排于粗加工之前.
有的需插入粗精加工之間。
但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的。在實(shí)際生活中,對(duì)于剛性好,精度要求不高或批量小的工件,以及
運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段,在滿足加工質(zhì)量要求的前提下,通常只分為粗、精加工兩個(gè)
階段,甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過程而言的,不能以某一表面的加工或某一
工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面,在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確,而在精加工階段可以安排鉆
小空之類的粗加工。
加工工藝路線方案的比較
在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下,成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機(jī)床,以便
提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果,降低生產(chǎn)成本、擬訂兩個(gè)加工工藝路線方案。見下表:
表加工工藝路線方案比較表
工序號(hào)方案1方案II
工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)
010鉆預(yù)制孔底面和側(cè)面鉆預(yù)制孔底面和側(cè)面
020粗、精銃上端面已加工預(yù)制孔和側(cè)拉內(nèi)花鍵已加工預(yù)制孔和側(cè)
面025H7面
030粗、精銃18Hli底已加工預(yù)制孔和側(cè)粗、精銃18Hli底內(nèi)花鍵和側(cè)面
槽面槽
040鉆2-M8通孔,攻已加工預(yù)制孔和側(cè)粗、精銃上端面內(nèi)花鏈和側(cè)面
:3.面
050拉內(nèi)花鍵已加工預(yù)制孔和側(cè)鉆2-M8通孔,攻內(nèi)花鍵和側(cè)面
。25H7面絲
060去毛刺,清洗去毛刺,清洗
070檢驗(yàn)檢驗(yàn)
加工工藝路線方案的論證:
6
方案i、n主要區(qū)別在于在加工上端面及以下工序時(shí),所選定位基準(zhǔn)不同,方案I選用預(yù)制孔為主要定
位基準(zhǔn),方案H選用花鍵作主要定位基準(zhǔn),很顯然選用內(nèi)花健做定位基準(zhǔn)更符合設(shè)計(jì)要求,因?yàn)槠浔砻婢?/p>
更高,且和某些需加工面有位置精度要求。
由以上分析:方案II為合理、經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表:
表加工工藝過程表
工序號(hào)工種工作內(nèi)容說明
010鑄造金屬型澆鑄鑄件毛坯尺寸:
長(zhǎng):寬:高:
預(yù)制孔、底槽不鑄出
020熱處理退火
030鉆鉆預(yù)制孔。22〃12專用夾具裝夾;輕型圓柱立式鉆床
(ZQ5035)
040拉拉內(nèi)花鍵。25〃7專用夾具裝夾;
臥式拉床(L6120)
050銃銃底槽18HU,深35mm專用夾具裝夾;
臥式詵床(X52K)
060銃粗、精銃上端面專用夾具裝夾;
臥式銃床(X52K)
鉆
較
070'鉆通孔。專用夾具裝夾;
攻
絲
攻M8螺紋搖臂鉆床(Z3025)
組合攻絲機(jī)
080去毛刺
清洗
090檢驗(yàn)
入庫(kù)
撥又c的偏差,加工余直:,工序尺寸及毛壞尺寸的確定
撥叉C的制造采用的是金屬型澆鑄.其材料是HT200,生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn).采用鑄造毛坯。
毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求
<1).撥叉C為鑄造件,對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求:
①、鑄件的壁厚應(yīng)合適、均勻,不得有突然變化。
②、鑄造圓角要適當(dāng),的得有尖棱、尖角。
③、鑄件的結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)化,并要有合理的起模斜度,以減少分型面、芯子。并便于起模。
④、加強(qiáng)肋的厚度和分布要合理,以免冷卻時(shí)鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。
⑤、鑄件的選材要合理.,應(yīng)有較好的可鑄性。
(2).設(shè)計(jì)毛壞形狀、尺寸還應(yīng)考慮到:
①、各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。
?②、工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。
③I便于裝夾、加工和檢查。
④、結(jié)構(gòu)要統(tǒng)一,盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。
在確定毛壞時(shí),要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛壞的形狀尺寸與零件接近,可以減少加工余量,提高材料的利用率,
降低加工成本,但這樣可能導(dǎo)致毛壞制造困難,需要采用昂貴的毛壞制造設(shè)備,增加毛壞的制造成本。因
此,毛壞的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛壞的種類
形狀及尺寸確定后,必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。
撥叉C的偏差計(jì)算
(1).預(yù)制孔及花犍孔的偏差及加工余量計(jì)算
7
加工預(yù)制孔時(shí),由于鑄造是沒鑄出,且為一次鉆出,通過拉削后保證花鍵尺寸,預(yù)制孔尺寸,查《機(jī)械
加工工藝手冊(cè)》表,得花鍵拉削余量為[取,即預(yù)制孔加工到,一次拉削到設(shè)計(jì)要求,查《機(jī)械加TT藝手
冊(cè)》表,得花鍵偏差為
<2).撥叉上端面的偏差及加工余量計(jì)算
根據(jù)工序要求,其加工分粗、精銃加工。各工步余量如下:
粗銃:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表。其余量值規(guī)定為,現(xiàn)取o表粗銃平面時(shí)厚度偏差取
O
精銃:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,其余量值規(guī)定為O
鑄造毛坯的基本尺寸為艱據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT7,再查表可得鑄件
尺寸公差為
毛坯的名義尺寸為:
毛坯最小尺寸為:
毛坯最大尺寸為:
粗銃后最大尺寸為:
粗銃后最小尺寸為:
精銃后尺寸與零件圖尺寸相同,即保證尺寸72mm,表面與花鍵軸的平行度公差為。
(3).I8H1I()槽偏差及加工余量:
鑄造時(shí)槽沒鑄出,參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表21-5,得粗城其槽邊雙邊機(jī)加工余量2Z=.槽深機(jī)加
工余量為,再由參照參考文獻(xiàn)[II表21-5的刀具選擇可得其極限偏差:粗加工為,精加工為。
粗銃兩邊工序尺寸為::
粗銃后毛坯最大尺寸為::
粗銃后毛坯最小尺寸為:16+0=16mm;
粗銃槽底工序尺寸為:33mm;
精銃兩邊工序尺寸為:,已達(dá)到其加工要求:。
(4)、2-M8螺紋偏差及加工余量:
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,,和《互換性與技術(shù)測(cè)量》表1-8,可以查得:
鉆孔的精度等級(jí):,表面粗糙度,尺寸偏差是
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,表,表。確定工序尺寸及加工余量為:
加工該組孔的工藝是:鉆一一攻絲
鉆孔:
攻絲:攻2-M8螺紋孔。
確定切削用量及基本工時(shí)(機(jī)動(dòng)時(shí)間)
工序1:鉆預(yù)制孔
機(jī)床:輕型圓柱立式鉆床
刀具:查《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-175,選高速鋼直柄麻花鉆,鉆預(yù)制孔到,所以。
進(jìn)給量:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,取
切削速度:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,有:
按向《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,取
所以實(shí)際切削速度:
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度:
刀具切入長(zhǎng)度:
8
l\=gctgkr+O?2)=21.2
ctg120°+1=5.9mm?6mm
2
刀具切出長(zhǎng)度:取
走刀次數(shù)為?
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
工序2.拉內(nèi)花鍵
機(jī)床:臥式拉床L6120?
刀具:查《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》及,選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號(hào),該刀具特點(diǎn):拉削長(zhǎng)度大
于30mm.同時(shí)加工齒數(shù)不小于5。材料:W18Cr4V做拉刀材料,柄部采用40Cr材料(具體刀具設(shè)計(jì)見拉
刀設(shè)計(jì))。
拉削過程中,刀具進(jìn)給方向和拉削方向?致.拉刀各齒齒升量詳見拉刀設(shè)計(jì).拉削的進(jìn)給量即為單而的
齒升量。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表和,確定拉削速度=~,取。
拉削工件長(zhǎng)度::
拉刀長(zhǎng)度:(見拉刀設(shè)計(jì)):
拉刀切出長(zhǎng)度=5~10mm,取o
走刀次數(shù)一次。
根據(jù)以上數(shù)據(jù)代入公式(計(jì)算公式由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表獲得),得機(jī)動(dòng)時(shí)間
/+/,+/,80+753+1()
-Is=8.435=0.14min
lOOOv1000x0.1
工序3.粗、精銃18Hli底槽
機(jī)床:立式升降臺(tái)銃床()
刀具:根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表21-5選用高速鋼鑲齒三面刃銃刀。外徑160mm,內(nèi)徑
40mm,刀寬粗銃16mm.精銃18mm.齒數(shù)為24齒。
(1)、粗銃16槽
銃削深度?
每齒進(jìn)給量:查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表.得,取。
銃削速度:查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-33,得
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
I000V1000x14
n=-------=-----------~27.9〃min
TID3.14X160
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表取〃=30/7min
實(shí)際切削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
被切削層長(zhǎng)度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度:
4=0.53+(1~2)
=81mm
刀具切出長(zhǎng)度:取
走刀次數(shù)1次
8
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
2.精銃18槽
切削深度:
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表查得:進(jìn)給量,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得切削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表取〃=47.5/7min
實(shí)際切削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
被切削層長(zhǎng)度:由毛坯尺寸可知,
刀具切入長(zhǎng)度:
Z,=0.5。+。?2)
=81mm
刀具切出長(zhǎng)度:取
走刀次數(shù)為I
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間。=tj+tj2=0.85+1.52=2.37min
工序4:粗、精銃上端面
機(jī)床:立式升降臺(tái)銃床
刀具:根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-231.選用高速鋼錯(cuò)齒三面刃銃刀,規(guī)格為:,齒數(shù)為
12齒。
(1)、粗銃上端面
銃削深度:
每齒進(jìn)給量:查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,,取。
銃削速度:查《實(shí)用機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表11-94、得,雙
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
1000V_l(XX)x0.3x60
n35.83/7min
7rD~3.14x160
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表取〃=37.5〃/min
實(shí)際切削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量?
被切削層長(zhǎng)度:由毛坯尺寸可知
10
刀具切入長(zhǎng)度:
4=0.5。+(1?2)
=82mm
刀具切出長(zhǎng)度:取
走刀次數(shù)為?
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
2.精銃上端面
切削深度:
根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝師冊(cè)》表11-91查得:每齒進(jìn)給量,取,根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝師冊(cè)》表
11-94
查得切削速度V=18m/min
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
按照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表取"=37.5z7min
實(shí)際切削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
被切削層長(zhǎng)度:由毛坯尺寸可知,
刀具切入長(zhǎng)度:
/,=0.5。+(1?2)
=81nun
刀具切出長(zhǎng)度:取
走刀次數(shù)為I
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間。=品+。2=182+1.23=3.05min
工序5:鉆孔并攻絲
機(jī)床:搖臂鉆床
刀具:根據(jù)參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表硬質(zhì)合金椎柄麻花鉆頭。
1.鉆孔
鉆孔前鑄件為實(shí)心,根據(jù)上文所的加工余量先鉆孔到再攻絲,所以。
鉆削深度:
進(jìn)給量:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,取
切削速度:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,有:
按照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表取〃=1600〃/min
所以實(shí)際切削速度:
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度:
11
刀具切入長(zhǎng)度:
r\A*7
/1=—ctgkr+(1?2)=ctg120°+1=2.89,初77才3mm
刀具切出長(zhǎng)度:取
走刀次數(shù)為I,鉆孔數(shù)為2個(gè)
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
2.攻2-M8螺紋通孔
刀具:機(jī)鋼機(jī)動(dòng)絲錐
進(jìn)給量:查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得所加工螺紋孔螺距,因此進(jìn)給量
切削速度:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:,取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速:取
實(shí)際切削速度:
被切削層長(zhǎng)度:
刀具切入長(zhǎng)度:
刀具切出長(zhǎng)度:,加工數(shù)為2
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間:。
時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求,該撥叉C的年產(chǎn)量為5000件。一年以240個(gè)工作日計(jì)算,每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于21
件。設(shè)每天的產(chǎn)量為21件。再以每天8小時(shí)工作時(shí)間計(jì)算,則每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于。
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,機(jī)械加工單件(生產(chǎn)類型:中批以上)時(shí)間定額的計(jì)算公式為:
td=(0十。)(1十A%)十J'(大國(guó)生產(chǎn)時(shí)7/N*°)
因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為:
。=(。+。)(1+%%)
其中:一單件時(shí)間定領(lǐng)一基本時(shí)間(機(jī)動(dòng)時(shí)間)
一輔助時(shí)間。用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間,包括裝隹]工件
時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間
女一布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值
鉆預(yù)制孔
加工機(jī)動(dòng)時(shí)間:
輔助時(shí)間:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,取工步輔助時(shí)間為°由于在牛?產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短,
并查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,取裝卸工件時(shí)間為。則
:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,
單件時(shí)間定額有:
L=(tj+t/)(1+k%)=(0.37+2.55)(1+12.14%)n3.27min<
11
因此應(yīng)布置一機(jī)床即可以完成此此工序的加工,達(dá)到生產(chǎn)要求。
拉。25H7內(nèi)花鍵
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
輔助時(shí)間:參照參考文獻(xiàn)網(wǎng)表,取工步輔助時(shí)間為。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表取裝
卸工件時(shí)間為。則
tf=1.4+0.5=1.9min
:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得
單間時(shí)間定額有:
td=(。+0)(1+A%)=(0.14+1.9)(1+11.6%)?2.28min<
因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可完成木工序的加工,達(dá)到生產(chǎn)要求
粗、精銃18Hli底槽
⑴、粗錢16槽
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
輔助時(shí)間:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表.取工步輔助時(shí)間為.查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表取裝卸
工件時(shí)間為,單件加工時(shí)已包括布置、休息時(shí)間,由于此次工序中裝夾了兩個(gè)加工件,應(yīng)乘以多件裝夾系
數(shù),查該表注釋得兩件裝夾系數(shù)為,因此裝卸工件時(shí)間min.則
tf=0.85+1.6=2.45min。
:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,
單間時(shí)間定額有:
td=(,刑+。)(1+攵%)=(0.85+245)(1+13%)。3.73min<
因此應(yīng)布置?臺(tái)機(jī)床即可以完成本工序的加工,達(dá)到生產(chǎn)要求。
⑵、精銃18Hli槽
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
輔助時(shí)間:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,取工步輔助時(shí)間為.查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表取裝卸
工件時(shí)間為,單件加工時(shí)已包括布置、休息時(shí)間,由于此次工序中裝夾門兩個(gè)加工件,應(yīng)乘以多件裝夾系
數(shù),查該表注釋得兩件裝夾系數(shù)為,因此裝卸工件時(shí)間min.則
if=1.52+1.6=3.12min。
:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,
單間時(shí)間定額有:
td=(外拙+0)(1+4%)=(1.52+3.12)(1+13%)?5.24min<
因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可以完成本工序的加工,達(dá)到生產(chǎn)要求。
粗、精銃上端面
加工機(jī)動(dòng)時(shí)間:
輔助時(shí)間:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表.取工步輔助時(shí)間為。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表取裝卸
工件時(shí)間為O貝IJ:
tf=0.41+1=1.41min
:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,
單間時(shí)間定額有:
td=3+。)(1+k%)=(3.05+1.41)(1+13%)^5.04min<
因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可以完成此道工序的加工,達(dá)到生產(chǎn)要求。
5.鉆、攻2-M8螺紋孔
13
(I)、鉆???/p>
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
輔助時(shí)間:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,取工步輔助時(shí)間為。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表取裝卸
工件時(shí)間為O則:
tf=1.55+1=2.55min
:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,
單間時(shí)間定額有:
td=(。+0)(1+k%)=(0.5+2.55)(1+12.14%)U3.42min<
因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可完成本工序的加工,達(dá)到生產(chǎn)要求
(2)、攻2-M8螺紋孔
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
輔助時(shí)間:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表.取工步輔助時(shí)間為o查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表取裝卸
工件時(shí)間為。則:
tf=1.55+1=2.55min
:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表,
單間時(shí)間定額有:
td=G+0)(1+攵%)=(0.13+2.55)(1+12.14%”3.01min<
因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可完成本工序的加工,達(dá)到生產(chǎn)要求
3.專用夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工撥叉C零件時(shí),需要設(shè)計(jì)專用夾具。
根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容,需要設(shè)計(jì)加工底槽夾具及鉆'攻絲2-M8螺紋孔夾具各一套。其中加工底槽
的夾具將用于臥式鑲床,刀具采用三面刃銃刀,而加工上端面上的兩螺紋孔的刀具分別為麻花鉆、絲錐,
機(jī)床采用搖臂鉆床,另一任務(wù)要求為拉25H7花鍵孔的拉刀設(shè)計(jì),詳見拉刀設(shè)計(jì)說明書。
銃槽夾具設(shè)計(jì)
研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來粗、精銃底槽,該底槽側(cè)面對(duì)花鍵孔的中心線要滿足尺寸要求以及垂直度要求。在粗
銃此底槽時(shí),其他都是未加工表面。為了保證技術(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí),應(yīng)考慮如何提高
勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知:粗銃平面對(duì)花鍵孔的中心線有尺寸要求及垂直度要求,其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔的中心
線。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi),在此選用特制心軸找中心線,這種定位在結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)單易操作。
采用心軸定心平面定位的方式,保證底槽加工的技術(shù)要求。同時(shí),應(yīng)加一圓柱銷固定好心軸,防止心軸帶
動(dòng)工件在X方向上的旋轉(zhuǎn)自由度。
夾具方案的設(shè)計(jì)選擇
切削力及夾緊分析計(jì)算
刀具材料:(高速鋼鑲齒三面刃銃刀)
刀具有關(guān)幾何參數(shù):
由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-9可得銃削切削力的計(jì)算公式:
耳=。,""y0”腔%易式()
查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得:
對(duì)于灰鑄鐵:式<)
取,即
14
所以外二510x2.0"x0.25072x63-IJx60°9x8x0.96=640.69(N)
由《金屬切削刀具》表1-2可得:
垂宜切削力:(對(duì)稱銃削)式()
背向力:
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況,找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài),按靜力平
衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可器,再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即:
式()
WK=KF
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算:
K=K°K、K2K3K4K5K6式0
式中:為各種因素的安全系數(shù),見《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表可得:
所以%,=640.69x2.25=1441.55(N)式()
式()
WK=K-FCN=576.72x2.25=1297.62(N)
WK=6=352.38x2.25=792.86(N)式()
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾索力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便,決定選用手動(dòng)螺旋夾緊
機(jī)構(gòu)。
單個(gè)螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算:
W。=。/丫酎6+yjg(a+仍)式。
式中參數(shù)由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得:
/=()a=219'°2'=950'
其中:
螺旋夾緊力:
易得:
經(jīng)過比較實(shí)際夾緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的夾緊力,因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
誤差分析與計(jì)算
該夾具以平面定位心軸定心,心軸定心元件中心線與底槽側(cè)面規(guī)定的垂直度偏差,槽的公差為
麗。為了滿足工序的加工要求,必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差,一般可用下式表示:
△/=Aw.Z+Z.A+金?廿+式0
由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得:
⑴、平面定位心軸定心的定位誤差:
⑵、夾緊誤差:式()
其中接觸變形位移值:
A、,={kR-,R7+勺”+q)(一=0.004〃"〃
式0
)皿"zHB119.62/
△,?j=△),cos(7=0.0036mm
⑶、磨損造成的加工誤差:通常不超過
⑷、夾具相對(duì)刀具位宜誤差:取
誤差總和:
從以上的分析可見,所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
15
夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
如前所述,應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率,但該夾具設(shè)計(jì)采用了手均夾緊方式,在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)
時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小,工件材料易切削,切削力不大等特點(diǎn)。經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較,選用了
手動(dòng)夾緊方式(螺旋夾緊機(jī)構(gòu))。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大,在機(jī)床夾具中很廣泛的
應(yīng)用。
此外,當(dāng)夾具有制造誤差,工作過程出現(xiàn)磨損,以及零件尺寸變化時(shí),影響定位、夾緊的可靠。為防止此
現(xiàn)象,心軸采用可換的。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。
鉆、攻2—M8螺紋孔夾具設(shè)計(jì)
研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來鉆兩個(gè)孔并攻H8螺紋。加工時(shí)應(yīng)保證螺紋孔與側(cè)面的位置距離及螺紋孔中心淺與
錐孔中心線距離。為了保證技術(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí),應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低
勞動(dòng)強(qiáng)度。
定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知:兩螺紋孔與側(cè)面有位置要求,在對(duì)螺紋孔進(jìn)行加工前,花鍵孔已進(jìn)行了拉削加工。因此,
選底側(cè)面定位,花鍵內(nèi)圓孔定心限制了除在X軸的旋轉(zhuǎn)自由度以外的所有自由度,從而來滿足螺紋孔與端
面的位置要求。
切削力及夾緊力的計(jì)算
鑲刀材料:(硬質(zhì)合金鐐刀)
刀具的幾何參數(shù):
由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表可得:
圓周切削分力公式:式()
式中f=OAfnni/r
Kp=K,“pKk卯K“K詢Kp式()
查表得:取
由表可得參數(shù):
BIJ:
同理:徑向切削分力公式:式()
式中參數(shù):
即:
軸向切削分力公式:式()
式中參數(shù):
即:
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況,找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài),按靜力平
衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠,再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即:
WK=KF
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算,由式()有::
K=K°K|K2K3K4K5K6
式中:為各種因素的安全系數(shù),見《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》我可得:
KP=1.2xl.2xl.2xl.2xl.3xl.0xl.0=2.7
Kf=1.2x1.2x1.25x1.2x1.3x1.0x1.0=2.81
所以,由式()有:
由式()有:
由式()有:
螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算,由式()有:
16
L
w=Q/t
°//次8+九%(。+。2)
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得:
/=9.337;=5.675份=90、(p2=950'a=T36'
其中:
螺旋夾緊力:
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu),用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件。受力簡(jiǎn)圖如下:
即:式()
由上述計(jì)算易得:
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單'操作方便,決定選用手動(dòng)螺
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