CA6140車床831003撥叉加工工藝規程和銑左端面75x40面夾具設計【氣動夾具SW三維】
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沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書
前言
機械制造技術基礎是機械設計制造及其自動化（或機械工程及自動化）專業的一門重要的專業基礎課。
機械設計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能的最主要因素。由于各產業對機械的性能要求不同而有許多專業性的機械設計。
在機械制造廠的生產過程中,用來安裝工件使之固定在正確位置上,完成其切削加工 、檢驗、裝配、焊接等工作,所使用的工藝裝備統稱為夾具。如機床夾具、檢驗夾具、焊接夾具、裝配夾具等。
機床夾具的作用可歸納為以下四個方面：
1.保證加工精度 機床夾具可準確確定工件、刀具和機床之間的相對位置，可以保證加工精度。
2.提高生產效率 機床夾具可快速地將工件定位和夾緊，減少輔助時間。
3.減少勞動強度 采用機械、氣動、液動等夾緊機構，可以減輕工人的勞動強度。
4.擴大機床的工藝范圍 利用機床夾具，可使機床的加工范圍擴大，例如在臥式車床刀架處安裝鏜孔夾具，可對箱體孔進行鏜孔加工。
機械制造裝備設計課程設計是機械設計中的一個重要的實踐性教學環節，也是機械類專業學生較為全面的機械設計訓練。其目的在于：
1.培養學生綜合運用機械設計基礎以及其他先修課程的理論知識和生產實際知識去分析和解決工程實際問題的能力，通過課設訓練可以鞏固、加深有關機械課設方面的理論知識。
2.學習和掌握一般機械設計的基本方法和步驟。培養獨立設計能力，為以后的專業課程及畢業設計打好基礎，做好準備。
3.使學生具有運用標準、規范手冊、圖冊和查詢有關設計資料的能力。
我國的裝備制造業盡管已有一定的基礎，規模也不小，實力較其它發展中國家雄厚。但畢竟技術基礎薄弱，滯后于制造業發展的需要。我們要以高度的使命感和責任感，采取更加有效的措施，克服發展中存在的問題，把我國從一個制造業大國建設成為一個制造強國，成為世界級制造業基礎地之一。
1.產前準備
1.1年生產綱領
工件的年生產量是確定機床夾具總體方案的重要依據之一。如工件的年生產量很大，可采用多工件加工、機動夾緊或自動化程度較高的設計方案，采用此方案時，機床夾具的結構較復雜，制造成本較高；如工件的年生產量不大，可采用單件加工，手動夾緊的設計方案，以減小機床夾具的結構復雜程度及夾具的制作成本。如5萬件以上夾具復雜用全自動化的設備，5000件小批量生產用手動設備。
1.2生產條件
1、臥式銑床：X6012、X60（6H80Γ）、X60W（6H80）、X602、X61（6H81Γ）、X6H81、X6030、X6130、X2、（6H82Γ）、X62W（6H82）、X6232、X6232A、X63、（6H83Γ）X63W、6H83Y、6H83、B1-169A、6H81A、FU2A、4FWA、FA5H、FA5U、IAE、X3810。
2、立式銑床：X50、X51（6H11）、X52、X52k（6H12）、X53、X53k（6H13）、X53T（FA5V）、X5430A、X50T、X5350、XS5040、X518、6П10、F1-250、F2-250、FA4AV、652、VF222、FSS、FB40V、6H13П，FYA41M、4MK-V、UF/05-135、6A54、ΓФ300、ΓФ173M-12。
3、數控立式銑床：XsK5040Ⅲ。
4、鍵槽銑床：x920（692A）、4205、XZ9006、ДФ60A。
5、萬能工具銑：x8119（678M）、x8126（679）、x8140、680。 一、認真執行《金屬切削機床通用操作規程》有關規定。
（1）臺式銑床：小型的用于銑削儀器、儀表等小型零件的銑床。
（2）懸臂式銑床：銑頭裝在懸臂上的銑床，床身水平布置，懸臂通?？裳卮采硪粋攘⒅鶎к壸鞔怪币苿樱婎^沿懸臂導軌移動。
（3）滑枕式銑床：主軸裝在滑枕上的銑床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍導軌作橫向移動，滑鞍可沿立柱導軌作垂直移動。
（4）龍門式銑床：床身水平布置，其兩側的立柱和連接梁構成門架的銑床。銑頭裝在橫梁和立柱上，可沿其導軌移動。通常橫梁可沿立柱導軌垂向移動，工作臺可沿床身導軌縱向移動。用于大件加工。
（5）平面銑床：用于銑削平面和成型面的銑床，床身水平布置，通常工作臺沿床身導軌縱向移動，主軸可軸向移動。它結構簡單，生產效率高。
（6）仿形銑床：對工件進行仿形加工的銑床。一般用于加工復雜形狀工件。
（7）升降臺銑床：具有可沿床身導軌垂直移動的升降臺的銑床，通常安裝在升降臺上的工作臺和滑鞍可分別作縱向、橫向移動。
（8）搖臂銑床
搖臂裝在床身頂部，銑頭裝在搖臂一端，搖臂可在水平面內回轉和移動，銑頭能在搖臂的端面上回轉一定角度的銑床。
（9）床身式銑床：工作臺不能升降，可沿床身導軌作縱向移動，銑頭或立柱可作垂直移動的銑床。
1.3零件工藝分析
本次課設是要為此圖1-3-1中的銑端面夾具，最終實現將工件定位，更加精確和方便的完成銑面工作，并保證能夾緊工件，夾緊力要適中，不要使工件變形，又能保證工件所要求的加工精度。
零件圖標出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，它決定了工件在機床夾具中的放置方法，是設計機床夾具總體結構的依據,本工件放置方法應如圖1-3-1所示。工序圖給出了零件本工序的工序基準、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準、已加工表面決定了機床夾具的方位方案，如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等；定位方案的選擇依據六點定位原理和采用的機床加工方法，定位方案不一定要定六個自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是選擇機床、刀具的依據。確定夾緊機構要依據零件的外型尺寸，選擇合適的定位點，確保夾緊力安全、可靠同時夾緊機構不能與刀具的運動軌跡相沖突。
2.夾具結構設計
2.1定位機構
圖2-1-1大平面、擋板和支承釘
在夾具設計中，定位方案不合理，工件的加工精度就無法保證。工作定位方案的確定是夾具設計中首先要解決的問題。
根據工序圖給出的定位元件方案，按有關標準正確選擇定位元件或定位的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。
設計夾具是原則上應選該工藝基準為定位基準。無論是工藝基準還是定為基準，均應符合六點定位原理。
由于該零件的加工是銑40X70的端面并以下底面作為定位面，屬面定位類型，因此本次設計采用的定位機構為大平面與支承釘相結合。定位的形式很多，大平面限制X，Y方向的轉動及Z方向的移動；小平面限制Y方向的移動；在用另一個小平面限制X方向移動和Z軸轉動，來實現完全定位。裝夾工件時，通過夾緊機構壓板將夾緊工件。本次設計的定位平面與平面相結合，分別限制工件的X、Y方向的移動及轉動自由度以及Z方向的旋轉自由度。心軸定位的特點為結構簡單、制造容易、夾緊可靠，自鎖性好，夾緊動作慢、效率低。
2.2夾緊機構
圖2-2-1工件放置方式
1.夾緊的目的：使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞，同時保證加工精度。
2 .夾緊力的方向的確定：
1）夾緊力的方向應有利于工件的準確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應垂直于第一定位基準面。
2）夾緊力的方向應與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。
3）夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。
3 .夾緊力的作用點的選擇：
1）夾緊力的作用點應與支承點“點對點”對應，或在支承點確定的區域內，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形。
2）夾緊力的作用點應選擇在工件剛度高的部位。
3）夾緊力的作用點和支承點盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。
4）夾緊力的反作用力不應使夾具產生影響加工精度的變形。
4. 選擇夾緊機構：
設計夾緊機構一般應遵循以下主要原則：
1)夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位。
2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內。
3)夾緊機構必須可靠。夾緊機構各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構
4)必須保證自鎖，機動夾緊應有聯鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。
5)夾緊機構操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣。
6)夾緊機構的復雜程度、自動化程度必須與生產綱領和工廠的條件相適應。
圖2-2-2夾緊機構
選用壓板夾緊機構來對被加工工件進行夾緊。
壓板夾緊機構的特點：①結構簡單，制造方便加緊可靠施力范圍大；②自鎖性能好操；③擴力比80以上，行程S不受限制；④加緊工作慢，效力低。
2.3機床夾具的總體形式
機床夾具的總體形式一般應根據工件的形狀、大小、加工內容及選用機床等因素來確定。
夾具的組成歸納為：
1）定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。
2）夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。
3）導向及對刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。
4） 動力裝置在成批生產中，為了減輕工人勞動強度，提高生產率，常采用氣動、液動等動力裝置。
5） 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個夾具安裝在機床上。
6）其他元件及裝置 根據加工需要來設置的元件或裝置。
2.4.1確定夾具體：
夾具體上一般不設定位和定向裝置，特別是臺鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時，但夾具體底板上一般都設有翻邊或留一些平臺面，以便夾具在機床工作臺上固定。夾具體一般是設計成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、加緊機構和聯接體，并于機床可靠聯接。
2.4.2確定聯接體：
聯接體是將導向裝置與夾具體聯接的工件，設計時主要考慮聯接體的剛性，合理布置聯接體的位置，給定位元件、夾緊機構留出空間。此夾具體的聯接裝置通過內六角螺栓和圓柱銷來定位，考慮到剛性問題，在相對應的位置上在用一個聯接體支承鉆套板，同樣用內六角螺栓定位。
2.4.3夾具體的總體設計圖:
2.5繪制夾具零件圖
對裝配圖中需加工的零件圖均應繪制零件圖，零件圖應按制圖標準繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。
1.零件圖盡可能按1:1.5繪制。
2.零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術要求應根據裝配圖上的配合種類、位置精度、技術要求而定。
3.零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應標注完整。
4.零件圖名稱：
零件圖1壓板
零件圖2上蓋
2.6 繪制夾具裝配圖
1.裝配圖按1:1.5的比例繪制，用局部剖視圖完整清楚地表示出夾具的主要結構及夾具的工作原理。
2.視工件為透明體，用雙點劃線畫出主要部分（如輪廓、定位面、夾緊面和加工表面）。畫出定位元件、夾緊機構、導向裝置的位置。
3.按夾緊狀態畫出夾緊元件和夾緊機構。
4.畫出夾具體及其它聯接用的元件（聯接體、螺釘等），將夾具各組成元件聯成一體。
此機床夾具要用到的零件如下：
（1）壓板
（2）圓柱銷
（3）內六角圓柱頭螺釘
（4）六角頭頭部帶槽螺栓A級
（5）輕型彈簧墊圈
（6）精密機械用緊固件十字槽螺釘B型
（7）圓柱銷-淬硬鋼和馬氏體不銹鋼
（8）帶孔球面圓柱頭螺釘C型
（9）彈簧
（10）內六角圓柱頭螺釘
（11）標準型彈簧墊圈
（12）六角頭螺桿帶孔螺栓-A和B級
（13）軸用彈性擋圈A型
（14）支承釘
（15）夾具體
（16）平墊圈
5.標注必要的尺寸、配合、公差等
(1)夾具的外形輪廓尺寸，所設計夾具的最大長、寬、高尺寸。
(2)夾具與機床的聯系尺寸，即夾具在機床上的定位尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對定裝置等。
(3)夾具與刀具的聯系尺寸，如用對刀塊塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的尺寸及公差。
(4)夾具中所有有配合關系的元件間應標注尺寸和配合種類。
(5)各定位元件之間，定位元件與導向元件之間，各導向元件之間應標注裝配后的位置尺寸和形位公差。
6.夾具裝備圖上應標注的技術要求
(1)定位元件的定位面間相互位置精度。
(2)定位元件的定位表面與夾具安裝基面、定向基面間的相互位置精度。
(3)定位表面與導向元件工作面間的相互位置精度。
(4)各導向元件的工作面間的相互位置精度。
(5)夾具上有檢測基準面的話，還應標注定位表面，導向工作面與該基準面間的位置精度。
對于不同的機床夾具，對于夾具的具體結構和使用要求，應進行具體分析，訂出具體的技術要求。設計中可以參考機床夾具設計手冊以及同類的夾具圖樣資料。
7.對零件編號，填寫標題欄和零件明細表：
每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產活動中，生產部件按零件編號生產、查找工作。
完整填寫標題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設計者、比例等。
完整填寫明細表，一般來說，加工工件填寫在明細表的下方，標準件、裝配件填寫在明細表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標準件、配套件。
8.機床夾具應滿足的基本要求包括下面幾方面：
1)保證加工精度 這是必須做到的最基本要求。其關鍵是正確的定位、夾緊和導向方案，夾具制造的技術要求，定位誤差的分析和驗算。
2)夾具的總體方案應與年生產綱領相適應 在大批量生產時，盡量采用快速、高效的定位、夾緊機構和動力裝置，提高自動化程度，符合生產節拍要求。在中、小批量生產時，夾具應有一定的可調性，以適應多品種工件的加工。
3)安全、方便、減輕勞動強度 機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加保護裝置。要符合工人的操作位置和習慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產和工件笨重時，更需要減輕工人勞動強度。
4)排屑順暢 機床夾具中積集切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾具產生熱變形，影響加工精度。清理切屑將增加輔助時間，降低生產率。因此夾具設計中要給予排屑問題充分的重視。
5)機床夾具應有良好的強度、剛度和結構工藝性 機床夾具設計時，要方便制造、檢測、調整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。
3.定位誤差設計
3.1誤差分析
3.1.1定位誤差
工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產生的：
1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。
2）夾具帶著工件安裝在機床上，夾具相對機床主軸（或刀具）或運動導軌的位置誤差，也稱對定誤差。
3）加工過程中誤差，如機床幾何精度，工藝系統的受力、受熱變形、切削振動等原因引起的誤差。
其中定位誤差是指工序基準在加工方向上的最大位置變動量所引起愛的加工誤差。
3.1.2產生定位誤差的原因
1.基準不重合來帶的定位誤差：
夾具定位基準與工序基準不重合，兩基準之間的位置誤差會反映到被加工表面的位置上去，所產生定位誤差稱之為基準轉換誤差。
2.間隙引起的定位誤差
在使用心軸、銷、定位套定位時，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準產生定位誤差。
3.與夾具有關的因素產生的定位誤差
1）定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。
2）導向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導致產生的導向誤差和對刀誤差。
3）夾具在機床上的安裝誤差，即對定誤差導致工件相對刀具主軸或運動方向產生的位置誤差。
4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對刀元件、導向元件、定向元件等元件的磨損。
3.2定位誤差的計算
1.定位誤差，此項主要是定位孔∮8H6與定位銷∮8f5的間隙產生，最大間隙為-0.028mm。
2.鉆模板襯套中心與定位銷中心距誤差，裝配圖標注尺寸為15.3±0.015mm，誤差為0.03mm。
3.鉆套與襯套的配合間隙，有∮18H7／h6可知最大間隙為0.024mm。
4.鉆套內孔與外圓得同軸度誤差，對于標準鉆套，精度較高，此項可以忽 略。
5.鉆頭與鉆套間隙的間隙會引偏刀具，產生中心距誤差e，由下式求出：
e=( H/2 + h + b )△max/H
e----刀具引偏量（mm）
H----鉆套導向高度（mm）
h----鉆套下斷面與工件間的空間高度（mm）
△max----刀具與鉆套的最大間隙
刀具與鉆套的配合為∮30H7/r6，可知△max=0.028mm；將H=36mm, h=20, B=30mm代入，可求得e=0.05mm。
由于上述各項都是按最大誤差計算，實際上各項也不可能同時出現最大值，各誤差方向也很可能不一致，因此，其最和誤差可按概率法求和：
該項誤差大于中心距允差0.1mm的2/3，可用。
結論
在這次歷時兩個禮拜的課程設計中，發現自己在理論與實踐中有很多的不足，自己知識中存在著很多漏洞，看到了自己的實踐經驗還是比較缺乏，理論到實踐的能力還急需提高。讓我認識到了仔細認真的重要性。
這次課程設計讓我們更能注意到細枝末節。這次課設使我對機床夾具設計有了更深刻的理解，特別使其中的技術要求。同時感覺到了細節的重要性。有時候我們我們錯的并不是理論，而是我們很容易忽略的線型和該刪掉的線我們沒有刪掉。作為一個設計者不僅應掌握良好的專業知識，有一個認真仔細的心態，還有有一個冷靜的心態，遇到問題不能慌亂，不知所措
首先根據工件的加工要求，我選擇了銑床，因此加工方向式垂直與水平面的。然后工件主要定位部分底面和兩側端面，限制6個自由度。滿足六個自由度的要求，但是不影響機床夾具的工作。因為被加工件需要銑平面限制6個自由度會增進效率。最后是將定位銷和支承板固定在夾具體上，利用銷定位、螺柱、螺母和內六角螺釘進行定位、夾緊。這樣將工件穩固的夾緊在機床上，能更方便，準確的進行面加工。通過以上這些步驟，此機床夾具可以正常工作，此項設計方案可實施。通過精度驗算可知，此項機床夾具可施行。工件的定位、夾緊符合要求。
在設計的過程中，雖然感覺到了我的不足之處，但是我也學到了不少東西。在一定程度上，使我對以前學習過的東西有了加深理解和熟練操作。課程設計是機械專業學習的一個重要的、總結性的理論和實踐相結合的教學環節，是綜合運用所學知識和技能的具體實踐過程。通過本次夾具設計，我對所學的專業知識有了更深刻的理解和認識。課程設計內容源于生產實踐，使得課程設計和實踐得到了充分的結合，有利于培養解決工程實際問題的能力。上學期在長春一汽進工廠實習或參觀的時候對夾具也有所了解，而這次課程設計的經歷，使我對夾具有了更深刻的認識
我們在這次的學習實踐中看到了自己的不足，同時發現到自己的一個不足，意味著我們成長了一點，如果我們每天成長一點點，那么我們會穩扎穩打的走向成功。
致謝
為期兩周的課程設計轉眼就過去了。通過這兩個星期的課程設計，使我綜合的運用了幾年所學的專業知識。在課程設計中，發現自己在理論與實踐中有很多的不足，自己知識中存在著很多漏洞，看到了自己的實踐經驗還是比較缺乏，理論到實踐的能力還急需提高。
首先，感謝學校給我們提供這次難得的實習機會，這讓我真切的體會到理論與實際相結合的意義，為我今后的機械制造技術設計思路奠定了基礎。從次課程設計中能讓我們學習到一些課本中不能引起我們注意的細節東西，感謝學校為我們提供的寶貴學習機會！
我非常感謝我的指導教師張福老師和張海華老師。兩周來，我時刻體會著兩位老師嚴肅的科學態度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，不論天氣有多么的炎熱，都會在我們身邊細心指導。在課外時間，我們不明白一些設計的問題和有關畫圖方面的問題時，每次去老師那里，老師都會在百忙之中給我們足夠的時間去問問題，有時還會和我坐下來一起討論設計的方案。當我的提出的方案不是經濟實用的時候老師會細心講解給予更好的意見。整個過程，兩位老師都傾注了大量的心血。正是在老師科學、嚴謹的指導下，我的課程設計才能順利進行，這篇論文也才得以順利完成。兩位老師不僅在學習上對我嚴格要求，在我們的思想行為上都給予了教育與指導。
這次課程設計雖然我完成的不是很成熟，但是通過老師的幫助和自己的努力完成課程設計還是讓我有一種自豪感，這是我自己真的去思考，設計，查詢資料得來的成果。在這次課程設計結束的時候，我感到有一種輕松感，不是因為課程設計不用再做了，而是因為我從這次課程設計中獲得了知識，有所學、有所用。更加知道我們將來能做什么，會做什么，該做什么。讓我們對行業有了了解，讓我們對自己的未來有了規劃。
感謝兩位老師的細心指導！老師辛苦了！謝謝！
參考文獻
[1] 作者：吳宗澤，羅圣國，書名《機械設計課程設計手冊》，出版者：高等教育出版社，出版年：1999，引用部分起止頁：37～46。
[2] 作者：李慶余，書名《機械制造裝備設計》，出版者：機械工業出版社，出版年：2008年，版次：2版
[3] 作者：張海華，書名《機械制造裝備設計指導書》 ，出版者：機械工程系，引用部分起止頁：44～46頁。
[4] 作者：薛源順，書名《機床夾具圖冊》 ，出版者：機械工業出版社， 出版年2003年，版次：1版
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序言
機械制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課，技術基礎課以及大部分專業課之后進行的。這是我們在進行畢業設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己末來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。
由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予指導。
一、零件的分析
（一）零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換擋，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。
（二）零件的工藝分析
撥叉是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀較復雜，其加工內花鍵的精度要求較高，此外還有上端面要求加工，對精度要求也很高。其底槽側邊與花鍵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。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關鍵和重要的。
（三）零件的工藝要求
一個好的結構不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的勞動量最小。而設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計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計的要求。
其加工有四組加工：內花鍵孔；粗精銑上端面；粗精銑18H11底槽；鉆、鉸2-M8通孔，并攻絲。
（1）．以為主要加工面，拉內花鍵槽，槽數為6個，其粗糙度要求是底邊，側邊，內孔粗糙度。
（2）．另一組加工是粗精銑上端面，表面粗糙度要求為。
（3）．第三組為粗精銑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。
（四）毛坯的選擇
撥叉毛坯選擇金屬型澆鑄，因為生產率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面積較小。并且此零件為中批或大批生產。
二、工藝規程設計
（一）工藝加工過程
由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面、內花鍵和槽系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證內花鍵的加工精度容易。因此，對于撥叉來說，加工過程中的主要問題是保證內花鍵的尺寸精度及位置精度，處理好內花鍵和平面之間的相互關系以及槽的各尺寸精度。
由上工藝分析知，上端面與槽邊均與花鍵軸有位置度公差，所以，保證內花鍵高精度是本次設計的重點、難點。
（二）確定各表面加工方案
一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時是加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于設計撥叉的加工工藝來說，應選擇能夠滿足內花鍵加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格較底的機床。
1、在選擇各表面、內花鍵及槽的加工方法時，要綜合考慮以下因素
（1）．要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。
（2）．根據生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。
（3）．考慮被加工材料的性質。
（4）．考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。
（5）．此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。
選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法。
2、上端面與孔的加工
（1）．查《簡明機械加工工藝手冊》表5-3《平面加工方案》可以確定，上端面的加工方案為：粗銑——精銑，經濟加工精度等級，加工表面粗糙度為6.3~0.8um，適用于一般不淬硬的平面（端銑的粗糙度可以較?。?。
（2）．加工內花鍵前的預制孔加工
查《簡明機械加工工藝手冊》表5-2《孔加工方案》，由于預制孔的精度為H12，所以確定預制孔的加工方案為：一次鉆孔，由于在拉削過程中才能保證預制孔表面精度，所以，在加工內花鍵前預制孔的精度可適當降低。
（3）．內花鍵的加工
通過拉刀實現花鍵的加工，由于拉削的精度高，所以能滿足花鍵表面精度，同時也能保證預制孔表面精度。
（4）．2-M8螺紋孔的加工
加工方案為：鉆，攻絲。
（三）確定定位基準
1、粗基準的選擇
選擇粗基準時，考慮的重點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、位置符合圖紙要求。
粗基準選擇應當滿足以下要求：
（1）．粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應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。以求壁厚均勻、外形對稱、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。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。
（3）．應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
（4）．應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。
（5）．粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規則的。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，能保證撥叉在整個加工過程中基本上都能用統一的基準定位。從撥叉零件圖分析可知，選擇撥叉的后端面作為撥叉加工粗基準。
2、精基準的選擇
精基準選擇的原則
（1）．基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。
（2）．基準統一原則，應盡可能選用統一的定位基準?；鶞实慕y一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。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）．互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。
自為基準原則。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。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。
此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個加工過程中基本上都能用統一的基準定位。從撥叉零件圖分析可知，它的內花鍵槽，適于作精基準使用。
選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。
（四）工藝路線的擬訂
對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統一的基準。撥叉的加工的第一個工序也就是加工統一的基準。具體安排是：先加工預制孔，再以預制孔定位粗、精加工撥叉上端面、底槽、M8螺紋孔及錐孔。后續工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。
1、工序的合理組合
確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數。確定工序數的基本原則：
（1）．工序分散原則
工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。
（2）．工序集中原則
工序數目少，工件裝，夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。
一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。
加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
2、工序的集中與分散
制訂工藝路線時，應考慮工序的數目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。
（1）．工序集中的特點
工序數目少，工件裝，夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。
（2）．工序分散的特點
工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。
工序集中與工序分散各有特點，必須根據生產類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。
一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。
由于近代計算機控制機床及加工中心的出現，使得工序集中的優點更為突出，即使在單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工作量，從而可取的良好的經濟效果。
3、加工階段的劃分
零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：
（1）．粗加工階段
粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發現毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。
粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生的內應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11~IT12。粗糙度為Ra=80~100μm。
（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備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9~IT10。表面粗糙度為Ra=10~1.25μm。
（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。
精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6~IT7，表面粗糙度為Ra10~1.25μm。
（4）．光整加工階段
對某些要求特別高的需進行光整加工，主要用于改善表面質量，對尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為IT5~IT6,表面粗糙度為Ra1.25~0.32μm。
此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質的不同，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的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質區分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。
4、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條件下，成批量生產可以考慮采用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產成本，擬訂兩個加工工藝路線方案。見下表：
表1.1加工工藝路線方案比較表
工序號
方案Ⅰ
方案Ⅱ
工序內容
定位基準
工序內容
定位基準
010
前后端面
底面和側面
前后端面
底面和側面
020
鉆預制孔
底面和側面
鉆預制孔
底面和側面
030
粗、精銑上端面
已加工預制孔和側面
拉內花鍵
25H7
已加工預制孔和側面
040
粗、精銑18H11底槽
已加工預制孔和側面
粗、精銑18H11底槽
內花鍵和側面
050
鉆2-M8、錐孔，通孔，攻絲
已加工預制孔和側面
粗、精銑上端面
內花鍵和側面
060
拉內花鍵
25H7
已加工預制孔和側面
鉆2-M8、錐孔，通孔，攻絲
內花鍵和側面
070
去毛刺，清洗
去毛刺，清洗
080
檢驗
檢驗
加工工藝路線方案的論證：
方案Ⅰ、Ⅱ主要區別在于在加工上端面及以下工序時，所選定位基準不同，方案Ⅰ選用預制孔為主要定位基準，方案Ⅱ選用花鍵作主要定位基準，考慮到花鍵的加工精度最高，并且防止鉆孔時對花鍵的表面精度有所損壞，所以選擇第一種加工方案。
由以上分析：方案Ⅰ為合理、經濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表：
表1.2加工工藝過程表
工序號
工 種
工作內容
說 明
010
鑄造
金屬型澆鑄
鑄件毛坯尺寸：
長： 寬： 高：
預制孔、底槽不鑄出
020
熱處理
退火
去應力退火
030
銑
前后端面
專用夾具裝夾；
立式升降臺銑床（X5032）
040
鉆
鉆預制孔
專用夾具裝夾；立式鉆床（）
050
銑
粗、精銑上端面
專用夾具裝夾；
立式升降臺銑床（X5032）
060
銑
銑底槽18H11，深35mm
專用夾具裝夾；
立式升降臺銑床（X5032）
070
鉆、鉸、攻絲
鉆通孔6.7mm
攻M8螺紋
專用夾具裝夾；
搖臂鉆床
組合攻絲機
080
拉
拉內花鍵
專用夾具裝夾；
臥式拉床（L6120）
090
去毛刺
清洗
100
檢驗
入庫
（五）撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
撥叉的制造采用的是金屬型澆鑄，其材料是HT200，生產類型為中大批量生產，采用鑄造毛坯。
1、毛坯的結構工藝要求
（1）．撥叉為鑄造件，對毛坯的結構工藝有一定要求：
①、鑄件的壁厚應合適、均勻，不得有突然變化。
②、鑄造圓角要適當，不得有尖棱、尖角。
③、鑄件的結構要盡量簡化，并要有合理的起模斜度，以減少分型面、型芯。并便于起模。
④、加強肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時鑄件變形或產生裂紋。
⑤、鑄件的選材要合理，應有較好的可鑄性。
（2）．設計毛坯形狀、尺寸還應考慮到：
①、各加工面的幾何形狀應盡量簡單。
②、工藝基準以設計基準相一致。
③、便于裝夾、加工和檢查。
④、結構要統一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。
在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯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，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯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。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據此繪出毛坯圖。
2、撥叉的偏差計算
（1）預制孔及花鍵孔的偏差及加工余量計算
加工預制孔時，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，預制孔尺寸，查《機械加工工藝手冊》表2.3-54，得花鍵拉削余量為0.7~0.8mm，取0.8mm，即預制孔加工到，一次拉削到設計要求，查《機械加工工藝手冊》表1.12-11，得花鍵偏差為
（2）．撥叉上端面的偏差及加工余量計算
根據工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2-23。其余量值規定為，現取。表3.2-27粗銑平面時厚度偏差取。
精銑：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-59，其余量值規定為。
鑄造毛坯的基本尺寸為根據《機械加工工藝手冊》表2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用CT7，再查表2.3-9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：
粗銑后最大尺寸為：
粗銑后最小尺寸為：
精銑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0.1mm。
（3）．18H11（）槽偏差及加工余量：
鑄造時槽沒鑄出，參照《機械加工工藝師手冊》表21-5，得粗銑其槽邊雙邊機加工余量2Z=2.0mm，槽深機加工余量為2.0mm，再由參照參考文獻[1]表21-5的刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為，精加工為。
粗銑兩邊工序尺寸為：；
粗銑后毛坯最大尺寸為：；
粗銑后毛坯最小尺寸為：16+0=16mm；
粗銑槽底工序尺寸為：33mm；
精銑兩邊工序尺寸為：，已達到其加工要求：。
（4）、2-M8螺紋偏差及加工余量：
參照《機械加工工藝手冊》表2.2-2，2.2-25,2.3-13和《互換性與技術測量》表1-8，可以查得：
鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是
查《機械加工工藝手冊》表2.3-47，表2.3-48，表2.3-71。確定工序尺寸及加工余量為：
加工該組孔的工藝是：鉆——攻絲
鉆孔：
攻絲：攻2-M8螺紋孔。
（六）確定切削用量及基本工時（機動時間）
工序1：銑削前后端面
機床：立式升降臺銑床（X5032）
刀具：查《金屬機械加工工藝人員手冊》表10-40，選高速鋼鑲齒套式面銑刀，加工到前后端面的距離為80mm。
每齒進給量：根據《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-69， 取。
銑削速度：查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-71得
機床主軸轉速：
查《金屬機械加工工藝人員手冊》，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分鐘進給量：
前端面被切削長度：由毛坯尺寸可知：
前端面的刀具切入長度：
刀具切出長度： 走刀次數:1
機動時間：
后端面被切削長度：由毛坯尺寸可知：
后端面的刀具切入長度：
刀具切出長度： 走刀次數：2
機動時間:
工序2：鉆預制孔
機床：立式鉆床
刀具：查《機械加工工藝手冊》表3.3-9，選高速鋼直柄長麻花鉆，鉆預制孔到。
進給量：查《機械加工工藝手冊》表3.1-2，取
切削速度：根據《機械加工工藝手冊》表14-36，得
機床主軸轉速：
按照《機械加工工藝手冊》表3.1-36，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數為1
機動時間：
工序3：粗、精銑上端面
機床：立式升降臺銑床
刀具：查《金屬機械加工工藝人員手冊》表10-40，選高速鋼鑲齒套式面銑刀，加工到前后端面的距離為80mm。，規格為：，齒數為10齒。
（1）、粗銑上端面
銑削深度：
每齒進給量：根據《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-69， 取。
銑削速度：查《金屬機械加工工藝人員手冊》表14-71得
機床主軸轉速：
查《金屬機械加工工藝人員手冊》，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
2．精銑上端面
切削深度：
根據《實用機械加工工藝師冊》表11-91查得：每齒進給量,取，根據《實用機械加工工藝師冊》 表11-94 查得切削速度
機床主軸轉速：
按照《機械加工工藝手冊》表3.1-74取
實際切削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
本工序機動時間
工序4：粗、精銑18H11底槽
機床：立式升降臺銑床
刀具：根據《實用機械加工工藝師手冊》表21-5選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。外徑160mm，內徑40mm，刀寬粗銑16mm，精銑18mm，齒數為18齒。
（1）、粗銑16槽
銑削深度：
每齒進給量：查《機械加工工藝手冊》表2.4-75，得，取。
銑削速度：查《機械加工工藝師手冊》表30-33，得
機床主軸轉速：
查《機械加工工藝手冊》表3.1-74取
實際切削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
=81mm
刀具切出長度：取
走刀次數1次
機動時間：
2．精銑18槽
切削深度：
根據《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,查《機械加工工藝手冊》表2.4-82得切削速度，
機床主軸轉速：
，
查《機械加工工藝手冊》表3.1-74取
實際切削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
=81mm
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
本工序機動時間
工序5：鉆孔并攻絲
機床：搖臂鉆床
刀具：根據參照《機械加工工藝手冊》表4.3-9硬質合金錐柄麻花鉆頭。
1．鉆孔
鉆孔前鑄件為實心，根據上文所的加工余量先鉆孔到再攻絲，所以。
鉆削深度：
進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-38，取
切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取
機床主軸轉速，有：
，
按照《機械加工工藝手冊》表3.1-31取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數為1，鉆孔數為2個
機動時間：
2．攻2-M8螺紋通孔
刀具：釩鋼機動絲錐
進給量：查《機械加工工藝手冊》表1.8-1得所加工螺紋孔螺距,因此進給量
切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取
機床主軸轉速：，取
絲錐回轉轉速：取
實際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：，加工數為2
機動時間：
本工序機動時間：。
工序6：拉內花鍵
機床：臥式拉床L6120。
刀具：查《復雜刀具設計手冊》表1.3-1，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號，該刀具特點：拉削長度大于30mm，同時加工齒數不小于5。材料：W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料（具體刀具設計見拉刀設計）。
拉削過程中，刀具進給方向和拉削方向一致，拉刀各齒齒升量詳見拉刀設計，拉削的進給量即為單面的齒升量。查《機械加工工藝手冊》表2.4-118和2.4-119，確定拉削速度=0.116~0.08，取。
拉削工件長度：；
拉刀長度：（見拉刀設計）；
拉刀切出長度=5~10mm，取。
走刀次數一次。
根據以上數據代入公式（計算公式由《機械加工工藝手冊》表2.5-20獲得），得機動時間
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氣動夾具SW三維
CA6140
車床
831003
加工
工藝
規程
端面
75
x40
夾具
設計
氣動
SW
三維
- 資源描述：
-
CA6140車床831003撥叉加工工藝規程和銑左端面75x40面夾具設計【氣動夾具SW三維】,氣動夾具SW三維,CA6140,車床,831003,加工,工藝,規程,端面,75,x40,夾具,設計,氣動,SW,三維
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