機械加工工藝過程的組成

機械加工工藝過程的組成

　　§概述

　　一．機械加工工藝過程的組成

　　1.工序——工人，在工作地對工件所連續完成的工藝過程。

　　2．安裝——經一次裝夾后所完成的工序內容

　　裝夾——定位——加工前工件在機床或夾具上占據一正確的位置

　　夾緊——使正確位置不發生變化

　　增加安裝誤差

　　增加裝夾時間——應盡量減少安裝次數

　　3．工位——工件與工裝可動部分相對工裝固定部分所占的位置

　　多工位加工——提高生產率、保證加工面間的相互位置精度

　　4．工步——加工表面和加工工具不變條件下所完成的工藝過程

　　一次安裝中連續進行的若干相同的工步→1個工步

　　用幾把不同刀具或復合刀具加工→復合工步

　　5．走刀——每進行一次切削——1次走刀

　　二．工藝規程

　　1．工藝規程的作用——①指導生產

　�、诮M織生產和管理生產

　�、坌陆ā�擴建或改建工廠及車間

　　2．工藝規程的設計原則——①技術上的先進性

　�、诮洕�上的合理性

　�、哿己玫膭趧訔l件

　　§機械加工工藝規程設計

　　一．零件的工藝分析

　　1．零件技術要求分析

　　①加工表面的尺寸精度

　�、谥饕�加工表面的形狀精度

　�、壑饕�加工表面之間的相互位置精度

　�、芨骷庸け砻娲植诙纫约氨砻尜|量方面的其他要求

　�、轃崽幚硪�求及其它技術要求（如動平衡等）。

　　1）零件的視圖、技術要求是否齊全——主要技術要求和加工關鍵

　　2）零件圖所規定的加工要求是否合理

　　3）零件的選材是否恰當，熱處理要求是否合理

　　2．零件結構及其工藝性分析

　�、俳Y構組成——內外圓柱面、圓錐面、平面、螺旋面、齒形面、成形面

　�、诮Y構組合——軸類、套筒類、盤環類、叉架類、箱體類

　　★分析剛度及其方向

　�、劢Y構工藝性——保證使用要求的前提下，能否以高生產率和低成本制造

　　二．毛坯的選擇

　　1．毛坯種類的選擇

　　鑄件、鍛件、焊接件、型材、沖壓件、粉末冶金件和工程塑料件

　　2．確定毛坯的形狀和尺寸——盡量與零件接近

　　毛坯加工余量——毛坯制造尺寸與零件相應尺寸的差值——加工總余量

　　毛坯公差——毛坯制造尺寸的公差

　�、贋楣ぜ�安裝穩定，有些毛坯需工藝凸臺

　�、跒榧庸し奖�，一些零件作整體毛坯——半圓形零件→合成整圓

　　小零件（墊圈）→合成1件

　　3．選擇毛坯時應考慮的問題

　�、倭慵�的材料及力學性能要求——鑄鐵、有色金屬→鑄

　　重要件→鍛

　�、诹慵�的結構形狀與尺寸——復雜件→鑄

　　小臺階軸→棒料，大臺階軸→鍛

　　③生產綱領的大小——大批量→先進方法

　　④現有生產條件

　�、莶捎眯鹿に�、新技術、新材料

　　三．定位基準選擇

　　1．基準的概念——確定其他點、線、面的位置所依據的點、線、面

　　(1)設計基準——零件圖上的基準——尺寸→尺寸線的起點

　　相互位置→基準符號

　　(2)工藝基準——工藝中用的基準——①工序基準

　�、诙ㄎ换鶞�

　　③測量基準

　�、苎b配基準

　　2.定位基準的選擇——毛坯面定位→粗基準

　　已加工面定位→精基準

　　(1)精基準的選擇——可靠保證主要加工表面間的相互位置精度

　　1）基準重合原則——選設計基準為定位基準

　　2）基準統一原則——盡可能在多數工序中用一組精基準定位

　　3）定位穩定準確，簡單方便的原則——選面大、精度高的面為精基準

　　4）互為基準原則——為加工余量均勻，位置精度高——反復加工

　　5）自為基準原則——要求余量小而均勻——選加工面本身為精基準

　　●輔助基準——人為制造的基準——工藝需要而作的工藝凸臺、中心孔

　　提高精度——一面兩孔定位

　　(2)粗基準選擇——可靠方便地加工精基準

　　1）保證不加工面與加工面間的位置關系——選擇不加工面作粗基準

　　2）定位穩定可靠，簡單方便——選大面、平整面，無缺陷

　　3）合理分配各面加工余量——①應保證各加工面有足夠的余量

　�、谀承┲匾�面使其加工余量均勻

　　4）同一方向上的粗基準原則上只允許使用一次

　　●基準選擇——具體情況具體分析，綜合考慮，靈活運用，正確選擇

　　【例】選擇支架零件的精基準和粗基準

　　◆零件分析——加工面——底面、頂面、φ16H7孔、2-φ10孔、直槽、圓弧槽

　　主要加工要求——φ16H7、對稱度0.1、32±0.1、28±0.1

　　◆基準分析——底面——頂面、φ16H7孔高度方向的設計基準

　　φ16H7孔軸線——直槽、圓弧槽、2-φ10孔的設計基準。

　　◆精基準選擇：

　　底面——限制3個自由度（ 、 、 ）

　�、倩鶞手睾希ǖ酌媸琼斆�、φ16H7孔高度方向的設計基準）

　�、诨鶞式y一（在大多數工序中使用）

　�、鄱ㄎ环�定可靠、夾具結構簡單（定位面積大且平整）。

　　φ16H7孔——限制2個自由度（ 、 ）

　　①基準重合（直槽、圓弧槽、2-φ10孔的設計基準）

　　②基準統一（在大多數工序中使用）

　�、鄱ㄎ环�定可靠，夾具結構簡單。

　　左邊φ10孔——限制1個自由度（ ）

　�、倩鶞手睾希ㄅcφ16H7中心連線是直槽、圓槽、右φ10夾角的設計基準）

　�、诨鶞式y一（在大多數工序中使用）

　�、鄱ㄎ环�定可靠，離φ16H7中心遠，轉角誤差小，夾具結構簡單

　　◆粗基準的選擇：

　　φ40外圓——限制4個自由度（ 、 、 、 ）

　　①保證加工面與不加工面間的位置關系（φ16H7與外圓壁厚均勻）

　�、诙ㄎ环�定可靠、夾緊方便（定位面平整光潔、可用三爪卡盤裝夾）

　　K面——限制1個自由度（ ）

　　①保證加工面與不加工面間的位置關系（保證尺寸12）

　�、诙ㄎ环奖悖ㄖ苯涌吭谌�爪卡盤卡爪上）。

　　左邊R10外緣——限制1個自由度（ ）

　　①保證加工面與不加工面間的位置關系（φ10孔中心與外圓對稱）

　　四．工藝路線的擬訂

　　1．表面加工方法和加工方案的選擇

　　（1）加工面的技術要求——經濟精度——正常工作條件下所達到的加工精度

　�。�2）工件材料的性質及熱處理

　�。�3）工件的形狀和尺寸

　�。�4）結合生產類型考慮生產率和經濟性

　�。�5）現有生產條件

　　2．加工階段的劃分

　　粗加工階段——盡快切除余量——高生產率

　　半精加工階段——繼續減少加工余量，為精加工作準備，次要面加工

　　精加工階段——達到要求的加工精度和表面粗糙度

　　光整加工和超精密階段——降低表面粗糙度值

　　原因：①保證加工質量

　�、诤侠硎褂迷O備

　�、郾阌诎才艧崽幚�

　　④及時發現毛坯缺陷，保護精加工表面

　　★加工階段劃分——針對零件加工的整個過程、針對主要加工面

　　3．工序集中與工序分散

　　工序集中——工序少，內容多

　　——裝夾次數少，位置精度高，設備數量少，工人少

　　工序分散——工序多，內容少

　　——設備工裝簡單，調整方便，切削用量合理；設備多，工人多

　　4．加工順序的安排

　�。�1）機械加工順序的安排——①先基準后其它

　�、谙却趾缶�

　�、巯戎骱蟠�、穿插進行

　�、芟让婧罂�

　　●基準加工→主要面粗加工→次要面加工→主要面半精加工

　　→次要面加工→修基準→主要面精加工

　　（2）熱處理工序的安排

　　1）預備熱處理——正火和退火——粗加工前

　　時效處理——粗加工前、后

　　調質處理——粗加工后，半精加工前

　　2）最終熱處理——淬火——精加工、磨削前

　　滲碳淬火——半精加工后

　　滲氮——盡量靠后

　　表面處理（電鍍及氧化）——最后

　　●毛坯制造→退火或正火→主要面粗加工→次要面加工

　　→調質（或時效）→主要面半精加工→次要面加工

　　→淬火（或滲碳淬火）→修基準→主要面精加工

　�。�3）輔助工序的安排

　　檢驗——粗加工后，精加工0前；轉車間前后；重要工序前后，完工后

　　去毛刺——鉆、銑、刨、拉后，淬火前

　　輔助工序——清洗、防銹、去磁、平衡等

　　五．加工余量的確定

　　1．加工余量的概念

　�。�1）工序余量——切除的金屬層厚度——等于前后工序尺寸之差

　　被包容面：Zb=a-b

　　包容面：Zb=b-a

　　外圓表面：2Zb=da-db

　　內孔表面：2Zb=db-da

　�。�2）總加工余量ZΣ =各工序加工余量之和 =毛坯尺寸與零件尺寸之差 =毛坯余量

　　●單向入體原則——被包容面——基本尺寸為最大極限尺寸，上偏差為零

　　包容面——基本尺寸為最小極限尺寸，下偏差為零

　　孔與孔（平面）間距離尺寸——對稱分布

　　毛坯尺寸——正負分布

　　●工序余量的變動范圍 =前后工序尺寸公差之和

　　2．影響最小加工余量的因素

　�。�1）前工序的表面粗糙度Ra和表面缺陷層深度Ha

　�。�2）前工序的尺寸公差Ta

　　（3）前工序的相互位置偏差ρa

　�。�4）本工序加工時的安裝誤差εb

　　3．確定加工余量的方法——①計算法

　�、诓楸硇拚�法

　�、劢涷灩浪惴�

　　六．工序尺寸的確定

　　●余量法

　�、俅_定各工序基本余量及各工序經濟加工精度

　�、趶暮笙蚯巴扑愀鞴ば蚧�本尺寸及毛坯尺寸

　�、郯础皢蜗蛉塍w原則”確定各工序尺寸公差

　　●基準不重合時，必須用尺寸鏈的原理進行分析計算

　　七．機床及工藝裝備的確定

　　1.機床的確定

　　1）機床規格尺寸應與工件尺寸相適應

　　2）機床的精度應與加工精度相適應

　　3）機床生產率應與生產類型相適應——單件小批生產→通用設備

　　大批量生產→高效專用設備

　　4）機床的選擇應結合現場的實際情況——類型，設備負荷，排列等

　　2.工藝裝備的確定

　　(1)夾具的選擇

　　單件小批生產→通用夾具，組合夾具

　　大批量生產→高效和自動化專用夾具

　　多品種中小批量生產→可調夾具、成組夾具

　　◆夾具的精度——與工件加工精度相適應

　　(2)刀具的選擇——優先選用標準刀具 高效復合刀具、專用刀具

　　◆刀具的類型、規格及精度——與工件加工要求相適應

　　(3)量具的選擇

　　單件小批量生產——通用量具

　　大批量生產——高效專用量具--極限量規、專用量具和測量儀器

　　◆量具的量程和精度——與工件結構尺寸和精度相適應

　　八．確定切削用量和時間定額

　　1.切削用量的選擇

　　單件小批生產——不規定 批量較大——嚴格地確定

　　粗加工——保證高生產率

　　大的背吃刀量，較大的進給量，合理的切削速度

　　精加工——保證加工精度和表面質量

　　較小的背吃刀量和進給量、合理的切削速度。

　　組合機床、自動機床——比一般低一些

　　2．時間定額——生產1件產品或完成1道工序所耗的時間

　�。�1）單件時間定額Tp

　　①基本時間Tb——直接改變對象的尺寸形狀、位置、狀態或性質所耗的時間

　　直接切除余量所耗時間（含切入切出時間）

　�、谳o助時間Ta——實現基本工藝所進行的各種輔助動作所耗的時間

　　裝卸、開停機、進退刀、改變切削用量、試切和測量等

　　◆基本時間+輔助時間=作業時間

　�、鄄贾霉ぷ鞯貢r間Ts——工作班內照管工作地所耗的時間，作業時間2～7%

　　調整更換刀具、修整砂輪、潤滑擦試機床、清理切屑

　　④休息與生理需要時間Tr——工作班內滿足生理需要所耗的時間，

　　作業時間2～4%

　　⑤準備和終結時間Te——為生產一批產品準備和結束工作所耗的時間

　　Tp =Tb+Ta+Ts+Tr+

　�。�2）提高生產率的措施

　　1)縮減基本時間Tb 外圓車削：Tb=

　�、僭龃笄邢饔昧俊�—硬質合金——200m/min，陶瓷刀具——500m/min

　　金剛石、立方氮化硼刀具——普通鋼材——900m/min

　　↘淬火鋼或高鎳合金鋼——90m/min

　　高速磨削——80m/s；強力磨削深度——6～30mm

　�、跍p少或重合切削行程長度——多刀多刃加工

　　多件加工——順序加工

　　平行加工

　　平行順序加工

　�、蹨p小切削加工余量Z——毛坯精化

　　粉末冶金、壓力鑄造、精密鑄造、精鍛、冷擠壓、熱擠壓等

　　冷擠壓齒輪代替剃齒

　　2）縮短輔助時間——直接縮減、間接縮減

　�、僦苯涌s減輔助時間——大批量生產——先進高效夾具

　　單件小批量生產——成組夾具或通用夾具

　　主動測量法——加工過程中測量工件實際尺寸，并主動控制

　　數字顯示裝置——顯示尺寸變化、刀具位移量

　�、陂g接縮減輔助時間——使輔助時間與基本時間重合

　　轉位移位工作臺或多根心軸——加工時間內裝卸工件

　　主動測量或數字顯示裝置——使測量時間與基本時間重合

　�。�3）縮短布置工件地時間——減少調刀對刀時間

　　快換刀夾、刀具微調機構、專用對刀樣板、對刀塊

　　（4）縮短準備和終結時間——擴大零件批量和減少調整機床、工裝的時間

　　成批生產——縮短安裝刀具、調整機床的時間，擴大零件批量

　　中小批生產——零件通用化和標準化，或采用成組技術

　　十．編制工藝規程文件

　�、贆C械加工工藝過程卡片——成批生產

　　工藝路線——工序名稱、內容、車間工段、機床工藝裝備名稱、時間定額

　�、跈C械加工工序卡片——大批量生產、中批關鍵件、小批關鍵工序

　　工序加工要求——細實線畫工件外形（加工面用粗實線表示）

　　本工序尺寸及公差、表面粗糙度及其它技術要求

　　定位基準、夾壓位置和方式

　　§3-3工藝尺寸鏈

　　一．工藝尺寸鏈的概念

　　1．尺寸鏈的定義——互相聯系的，按一定順序排列成的封閉尺寸圖形

　　①封閉性——首尾相接

　�、诠に囆浴�—隨工藝方案變化而變

　　2．工藝尺寸鏈的組成: 封閉環——最后自然形成的尺寸，A0

　　組成環——直接獲得的尺寸

　　↘增環——該環增大，封閉環相應增大，

　　減環——該環增大，封閉環相應減小，

　　3．增、減環的判定方法——設封閉環為減環方向，沿減環方向繞尺寸鏈順次畫箭頭，

　　即為各組成環方向

　　4．工藝尺寸鏈的建立

　�、俜忾]環的確定——間接得到

　�、诮M成環的查找——從定位面到加工面的尺寸——直接得到

　　二．工藝尺寸鏈計算的基本公式

　　1．封閉環基本尺寸=所有增環基本尺寸之和減去所有減環基本尺寸之和

　　2．封閉環上偏差=所有增環上偏差之和減去所有減環下偏差之和

　　3．封閉環下偏差=所有增環下偏差之和減去所有減環上偏差之和

　　4．封閉環公差=各組成環公差之和

　　三．工藝尺寸鏈的應用

　　1.基準不重合時工序尺寸及公差的確定

　�。�1）測量基準與設計基準不重合時尺寸的換算

　　【例】尺寸 不便測量，改測量孔深A2 ，通過 （A1）間接

　　保證尺寸 （A0），求工序尺寸A2及偏差。

　　解:①畫尺寸鏈

　�、诜忾]環A0= ， 增環A1= ， 減環A2

　�、塾嬎惴忾]環基本尺寸： 10 = 50 - A2 ∴ A2=40

　　封閉環上偏差： 0 = 0 - EI2 ∴ EI2=0

　　封閉環下偏差： 0.36 = -0.17 - ES2 ∴ ES2=0.19

　　④驗算封閉環公差 T0=0.36 ， T1+ T2 =0.17+0.19=0.36 計算正確

　�。�2）定位基準與設計基準不重合時尺寸的換算

　　【例】A、B、C面已加工。以A面定位鏜孔，求工序尺寸及偏差。

　　解:①畫尺寸鏈

　�、诜忾]環A0=

　　增環A2= ，A3

　　減環A1=

　　③計算封閉環基本尺寸： 100 = 40 + A3 - 240 ， ∴ A3=300

　　封閉環上偏差： 0.15 = 0 + ES3 - 0 ， ∴ ES3=0.15

　　封閉環下偏差： -0.15 =-0.06+EI3 - 0.1 ， ∴ EI3=0.01

　　=300.08±0.07

　�、茯炈惴忾]環公差 T0=0.3 ， T1+ T2+ T3=0.10+0.06+0.14=0.30 計算正確 [ 此帖被luther021在2010-02-25 16:21重新編輯 ]

 

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