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文檔簡介
第七章機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)技術(shù)與管理的重要技術(shù)文件,直接影響零件加工質(zhì)量、成本及生產(chǎn)效率。本章主要介紹機(jī)械加工工藝過程的組成;零件結(jié)構(gòu)工藝性與毛坯選擇;工藝路線擬定;定位基準(zhǔn)選擇;工序設(shè)計(jì)(切削用量選擇、工藝尺寸鏈計(jì)算);,同時介紹提高生產(chǎn)率的工藝措施、工藝方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析第七章機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
機(jī)械加工工藝規(guī)程1第一節(jié)概述一、機(jī)械加工工藝過程及其組成
1.機(jī)械加工工藝過程機(jī)械加工工藝過程是指用機(jī)械加工的方法改變生產(chǎn)對象(毛坯)的形狀、尺寸、相對位置以及性能,使其成為零件的過程。2.機(jī)械加工工藝過程的組成如下圖7-1所示,工藝過程由若干工序組成。每一個工序又可依次細(xì)分為安裝、工位、工步和走刀。第一節(jié)概述一、機(jī)械加工工藝過程及其組成
1.機(jī)械加工工藝2機(jī)械加工工藝過程工序1工序2工序3安裝1安裝2工位1工位2工步1工步2工步1工步1工步2工步1走刀1走刀2走刀3走刀1走刀2圖7-1機(jī)械加工工藝過程組成機(jī)械加工工藝過程工序1工序2工序3安裝1安裝2工位1工位2工3二、機(jī)械加工工藝規(guī)程
將工藝過程用工藝文件形式加以規(guī)定,由此得到的工藝文件統(tǒng)稱工藝規(guī)程。工藝規(guī)程的內(nèi)容因生產(chǎn)類型的不同而詳略不一,批量越大越詳細(xì)具體。1.工藝規(guī)程的作用是生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)組織、計(jì)劃調(diào)度的主要依據(jù);是指導(dǎo)工人操作的主要技術(shù)文件;是工廠和車間進(jìn)行設(shè)計(jì)或技術(shù)改造的重要原始資料。二、機(jī)械加工工藝規(guī)程將工藝過程用工藝文件形式加以規(guī)定42.工藝規(guī)程制訂原則總體原則:技術(shù)上先進(jìn),經(jīng)濟(jì)上合理:保證產(chǎn)品質(zhì)量;獲得較高的生產(chǎn)率;最好的經(jīng)濟(jì)效益;使工人具有良好而安全的勞動條件。2.工藝規(guī)程制訂原則總體原則:技術(shù)上先進(jìn),經(jīng)濟(jì)上合理:53.制訂工藝規(guī)程的原始資料產(chǎn)品裝配圖及零件工作圖,有關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品產(chǎn)量計(jì)劃,產(chǎn)品零件毛坯生產(chǎn)技術(shù)水平,本廠現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備能力和精度與外協(xié)條件,工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)手冊及技術(shù)資料,國內(nèi)外同類產(chǎn)品的參考工藝資料等。3.制訂工藝規(guī)程的原始資料產(chǎn)品裝配圖及零件工作圖,64.工藝文件的類型零件機(jī)械加工工藝規(guī)程確定后,應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(JB/Z187.3-1988),將有關(guān)內(nèi)容填入各種不同的卡片,以便貫徹執(zhí)行。這些卡片總稱為工藝文件。經(jīng)常使用的工藝文件有下列幾種:4.工藝文件的類型零件機(jī)械加工工藝規(guī)程確定后,應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(7(1)機(jī)械加工綜合工藝卡按工序名稱簡要說明零件整個工藝過程的一種工藝文件稱綜合工藝卡,如下表7-1所示:綜合工藝卡用於單件小批量生產(chǎn),
(1)機(jī)械加工綜合工藝卡按工序名稱簡要說明零件整個工藝過程的8零件圖單件、小批量生產(chǎn)工藝過程大批、大量生產(chǎn)工藝過程
工序號工序內(nèi)容設(shè)備工序號工序內(nèi)容設(shè)備
1車端面、鉆中心孔(兩頭)車床1兩邊同時銑端面、鉆中心孔組合機(jī)床
2粗、精車外圓,切槽、倒角車床2粗車外圓車床
3銑鍵槽、去毛刺銑床3精車外圓、倒角、切退刀槽車床
4磨外圓磨床4銑鍵槽銑床
5去毛刺鉗工臺6磨外圓磨床表7-1零單件、小批量生產(chǎn)工藝過程大批、大量生產(chǎn)工藝過程
工序號工序9(2)機(jī)械加工工藝過程卡片
按工序內(nèi)容說明零件整個工藝過程的一種工藝文件(卡片),又稱工藝過程卡,如表7-2所示。其中包括工藝過程的工序序號、工序名稱、實(shí)施車間和工段、工藝裝備及各工序時間定額等內(nèi)容。在中小批量生產(chǎn)中,通常不再編制更詳細(xì)的工藝文件,則以過程卡直接指導(dǎo)生產(chǎn)。(2)機(jī)械加工工藝過程卡片按工序內(nèi)容說明零件整個工藝過10(3)機(jī)械加工工序卡片按工步內(nèi)容說明工序的詳細(xì)工藝過程并附有工序簡圖的工藝文件稱工序卡,如表7-3所示。工序卡用來具體指導(dǎo)工人的操作,它為零件工藝過程中的每一工序而制訂。工序卡多用于大批大量生產(chǎn)和重要零件的成批生產(chǎn)。(3)機(jī)械加工工序卡片按工步內(nèi)容說明工序的詳細(xì)工藝過程115.制訂工藝規(guī)程的步驟、內(nèi)容(1)根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型(2)分析零件加工的工藝性(3)選擇毛坯的種類和制造方法(4)擬訂工藝過程(5)工序設(shè)計(jì)(6)編制工藝文件。5.制訂工藝規(guī)程的步驟、內(nèi)容12第二節(jié)零件結(jié)構(gòu)工藝性與毛坯制造一、零件加工結(jié)構(gòu)工藝性零件的工藝性分析包括以下兩方面內(nèi)容。1.審查零件的各項(xiàng)技術(shù)要求是否合理,提出必要的改進(jìn)意見2.審查零件結(jié)構(gòu)的工藝性工藝性:零件結(jié)構(gòu)制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性第二節(jié)零件結(jié)構(gòu)工藝性與毛坯制造一、零件加工結(jié)構(gòu)工藝性13[例]:結(jié)構(gòu)工藝分析的具體方法1)工件應(yīng)便于在機(jī)床或夾具上裝夾,盡量減少裝夾次數(shù);2)刀具易于接近加工部位,便于進(jìn)刀、退刀、越程和測量,以及便于觀察切削情況等;3)盡量減少刀具調(diào)整和走刀次數(shù);4)盡量減少加工面積及空行程;5)便于采用標(biāo)準(zhǔn)刀具,盡可能減少刀具種類;6)盡量減少工件和刀具的受力變形;7)改善加工條件,便于加工,必要時應(yīng)便于采用多刀、多件加工;8)有適宜的定位基準(zhǔn),且定位基準(zhǔn)至加工面的標(biāo)注尺寸應(yīng)便于測量。常見的零件結(jié)構(gòu)工藝性示例(表7-4):[例]:結(jié)構(gòu)工藝分析的具體方法1)工件應(yīng)便于在機(jī)床或夾具上14表7-5常見毛坯種類和特點(diǎn)毛坯種類特點(diǎn)鑄件(常用材料為灰鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵、鑄鋼和有色金屬)多用于形狀復(fù)雜、尺寸較大的零件。其吸振性能好,但力學(xué)性能低。鑄造方法有砂型鑄造、離心鑄造等,有手工造型和機(jī)器造型。模型有木模和金屬模。木模手工造型用于單件小批生產(chǎn)或大型零件,生產(chǎn)效率低,精度低。金屬模用于大批量生產(chǎn),生產(chǎn)效率高、精度高。離心鑄造用于空心零件,壓力鑄造用于形狀復(fù)雜、精度高、大量生產(chǎn)、尺寸小的有色金屬零件。鍛件(常用材料為碳鋼和合金鋼)用于制造強(qiáng)度高、形狀簡單的零件(軸類和齒輪類)。模鍛和精密鍛造精度高、生產(chǎn)率高,單件小批生產(chǎn)用自由鍛沖壓件用于形狀復(fù)雜、生產(chǎn)批量較大的板料毛坯,精度較高,但厚度不宜過大型材(圓形、六角形、方形截面等)用于形狀簡單或尺寸不大的零件,熱軋鋼材尺寸較大、規(guī)格多、精度低,冷拉鋼材尺寸較小、精度較高,但規(guī)格不多、價格較貴冷擠壓件(材料為有色金屬和鋼材)用于形狀簡單、尺寸小和生產(chǎn)批量大的零件。如各種精度高的儀表件和航空發(fā)動機(jī)中的小零件焊接件用于尺寸較大、形狀復(fù)雜的零件,多用型鋼或鍛件焊接而成,其制造簡單、周期短、成本低,但抗振性差、容易變形,尺寸誤差大工程塑料用于形狀復(fù)雜、尺寸精度高、力學(xué)性能要求不高的零件粉末冶金尺寸精度高、材料損失少,用于大批量生產(chǎn)、成本高,不適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄壁、有銳邊的零件二、毛坯選擇表7-5常見毛坯種類和特點(diǎn)特點(diǎn)鑄件多用于形狀復(fù)雜、尺寸較153.常用零件毛坯選擇1).毛坯選擇考慮因素(1)毛坯種類(2)毛坯結(jié)構(gòu)形狀與尺寸(3)毛坯制造精度(4)毛坯制造條件2)桿軸類零件毛坯的選擇安裝齒輪和軸承的軸:常選用中碳調(diào)質(zhì)鋼(其軸頸處要求有較好的力學(xué)性能);承受重載或沖擊載荷以及要求耐磨性較高的軸:選用合金結(jié)構(gòu)鋼,多數(shù)采用鍛造毛坯。異形斷面或彎曲軸;采用球墨鑄鐵鑄造成型。直徑變化不大的軸可采用圓鋼直接切削加工3.常用零件毛坯選擇1).毛坯選擇考慮因素16
3)盤套類零件毛坯的選擇承受沖擊載荷的重要齒輪,選綜合機(jī)械性能好的中碳鋼或合金鋼,采用型材鍛造而成;結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型齒輪可采用鑄鋼件毛坯或球墨鑄鐵件毛坯;對單件小批量生產(chǎn)的小齒輪可選用圓鋼為毛坯;對批量大的中小型齒輪宜采用模鍛件;對于低速輕載的齒輪可采用灰鑄鐵鑄造;對高速、輕載、低躁聲的普通小齒輪,可選用銅合金、鋁合金、工程塑料等材料的棒料作毛坯或采用擠壓、沖壓或壓鑄件毛坯。帶輪、手輪、飛輪等受力不大的零件可選用灰鑄鐵或鑄鋼件毛坯,法蘭、套環(huán)等零件可采用鑄鐵件,鍛件或圓鋼作毛坯。墊圈一般采用低碳鋼板沖壓件。3)盤套類零件毛坯的選擇174)箱體機(jī)架類零件毛坯的選擇一般選鑄鐵件或鑄鋼件;單件小批生產(chǎn)時也有采用焊接件毛坯。航空、軍艦發(fā)動機(jī)中的這類零件通常采用鋁合金鑄件毛坯,以減輕重量。4)箱體機(jī)架類零件毛坯的選擇18第三節(jié)工藝路線確定
擬定工藝路線時主要解決的問題有:選定各加工表面的加工方法;劃分加工階段;合理安排各工序的先后順序;確定工序的集中和分散程度。第三節(jié)工藝路線確定擬定工藝路線時主要解決的問題19一、表面加工方法選擇1.加工經(jīng)濟(jì)精度在正常加工件下(采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級的工人,不延長加工時間)所能保證的加工精度。圖7-13加工成本與加工誤差的關(guān)系
一、表面加工方法選擇1.加工經(jīng)濟(jì)精度圖7-13加工成本與加202.加工方法選擇表7-6、表7-7、表7-8分別列出了外圓加工、孔加工和平面加工的各種常見加工方案,供選擇加工方法時參考,各種加工方法的詳細(xì)資料可參考相關(guān)的工藝人員手冊。2.加工方法選擇表7-6、表7-7、表7-8分別列出了外圓加21表7-6外圓表面加工方案序號加工方案經(jīng)濟(jì)加工精度等級(IT)加工表面粗糙度Ra/μm適用范圍1粗車11~1250~12.5適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車—半精車8~106.3~3.23粗車—半精車—精車6~71.6~0.84粗車—半精車—精車—滾壓(或拋光)5~60.2~0.0255粗車—半精車—磨削6~70.8~0.4主要用于淬火鋼,也可用于未淬火鋼,但不宜加工非鐵金屬的加工6粗車—半精車—粗磨—精磨5~60.4~0.17粗車—半精車—粗磨—精磨—超精加工(或輪式超精磨)5~60.1~0.0128粗車—半精車—精車—金剛石車5~60.4~0.025主要用于要求較高的非鐵金屬的加工9粗車—半精車—粗磨—精磨—超精磨(或鏡面磨)5級以上<0.025極高精度的鋼或鑄鐵的外圓加工10粗車—半精車—粗磨—精磨—研磨5級以上<0.1表7-6外圓表面加工方案加工方案經(jīng)濟(jì)加工精度等級22表7-7孔加工方案序號加工方案經(jīng)濟(jì)加工精度等級(IT)加工表面粗糙度Ra/μm適用范圍1鉆11~1212.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實(shí)心毛坯,也可用于加工非鐵金屬(但粗糙度稍高),孔徑<φ20mm2鉆—鉸8~93.2~1.63鉆—粗鉸—精鉸7~81.6~0.84鉆—擴(kuò)1112.5~6.3加工未淬火鋼及鑄鐵的實(shí)心毛坯,也可用于加工非鐵金屬(但粗糙度稍高),孔徑>φ20mm5鉆—擴(kuò)—鉸8~93.2~1.66鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸71.6~0.87鉆—擴(kuò)—機(jī)鉸—手鉸6~70.4~0.18鉆—(擴(kuò))—拉(或推)7~91.6~0.1大批大量生產(chǎn)中小零件的通孔9粗鏜(或擴(kuò)孔)11~1212.5~6.3除淬火鋼外各種材料,毛坯有鑄出孔或鍛出孔10粗鏜(粗?jǐn)U)—半精鏜(精擴(kuò))9~103.2~1.611粗鏜(粗?jǐn)U)—半精鏜(精擴(kuò))—精鏜(鉸)7~81.6~0.812粗鏜(擴(kuò))—半精鏜(精擴(kuò))—精鏜—浮動鏜刀塊精鏜6~70.8~0.413粗鏜(擴(kuò))—半精鏜—磨孔7~80.8~0.2主要用于加工淬火鋼,也可用于不淬火鋼,但不宜用于非鐵金屬14粗鏜(擴(kuò))—半精鏜—粗磨—精磨6~70.2~0.115粗鏜—半精鏜—精鏜—金剛鏜6~70.4~0.05主要用于精度要求較高的非鐵金屬加工16鉆—(擴(kuò))—粗鉸—精鉸—珩磨鉆—(擴(kuò))—拉—珩磨粗鏜—半精鏜—精鏜—珩磨6~70.2~0.025精度要求很高的孔17以研磨代替上述方案中的珩磨5~6<0.118鉆(或粗鏜)—擴(kuò)(或半精鏜)—精鏜—金剛鏜—脈沖滾擠6~70.1成批大量生產(chǎn)的非鐵金屬零件中的小孔,鑄鐵箱體上的孔表7-7孔加工方案加工方案經(jīng)濟(jì)加工精度等級(23表7-8平面加工方案序號加工方案經(jīng)濟(jì)加工精度等級(IT)加工表面粗糙度Ra/μm適用范圍1粗車—半精車8~96.3~3.2端面加工2粗車—半精車—精車6~71.6~0.83粗車—半精車—磨削7~90.8~0.24粗刨(銑)9~1050~12.5一般不淬硬的平面粗加工5粗刨(或粗銑)—精刨(或精銑)7~96.3~1.6一般不淬硬的平面半精加工(端銑粗糙度可較低)6粗刨(或粗銑)—精刨(或精銑)—刮研5~60.8~0.1精度要求較高的不淬硬表面,批量較大宜采用寬刃精刨7粗刨(或粗銑)—精刨(或精銑)—寬刃精刨6~70.8~0.28粗刨(或粗銑)—精刨(或精銑)—磨削6~70.8~0.2精度要求較高的淬硬表面或不淬硬表面9粗刨(或粗銑)—精刨(或精銑)—粗磨—精磨5~60.4~0.2510粗銑—拉6~90.8~0.2大量生產(chǎn),較小的平面11粗銑—精銑—磨削—研磨5級以上<0.1高精度平面12粗插9~1050~12.5淬火鋼以外金屬件內(nèi)表面粗加工13粗插—精插83.2~1.6淬火鋼以外金屬件內(nèi)表面半精加工14粗插—精插—拉削6~71.6~0.4淬火鋼以外金屬件內(nèi)表面精加工表7-8平面加工方案加工方案經(jīng)濟(jì)加工精度等級(24
3.選擇加工方法時遵循的原則:1)所選加工方法應(yīng)考慮每種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度范圍要與加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相適應(yīng)。2)所選加工方法能確保加工面的幾何尺寸精度、形狀精度和表面相互位置精度的要求。3)所選加工方法要與零件材料的可加工性相適應(yīng)。4)所選加工方法應(yīng)與零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及工作情況相適應(yīng)。5)加工方法要與生產(chǎn)類型相適應(yīng),6)所選加工方法要與企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備條件和工人技術(shù)水平相適應(yīng)。3.選擇加工方法時遵循的原則:1)所選加工方法應(yīng)考慮每種254、加工方法選擇舉例軸:Ф50mm;Ф50-0.05mm;Ф50-0.0015mm孔:Ф50mm;Ф50-0.05mm;Ф50-0.0015mm平面:200×300;Ra6.3200×300;Ra1.6200×300;Ra0.4方孔20×30;Ra1.6小孔:Ф10mm;Ф10-0.05mm;Ф10-0.0015mm4、加工方法選擇舉例軸:Ф50mm;Ф50-0.05mm26二、加工階段劃分1)劃分加工階段的主要目的(1)保證零件的加工質(zhì)量。(2)有利于合理地使用機(jī)床設(shè)備和技術(shù)工人(3)有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時處理。2)加工階段的劃分大批量生產(chǎn)時,當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時,一般都要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工、光整加工四個階段:二、加工階段劃分1)劃分加工階段的主要目的27粗加工階段:粗加工所能達(dá)到的精度較低(一般在IT12級以下)、表面粗糙度值較大(Ra50~12.5μm)。半精加工階段:表面經(jīng)半精加工后,精度可達(dá)IT10~I(xiàn)Tl2級,粗糙度Ra值則為6.3~3.2μm。
精加工階段:精加工后可以達(dá)到較高的尺寸精度和較小的表面粗糙度值(IT6~I(xiàn)T10級、Ra1.6~0.4μm)。光整加工階段,對于精度要求很高(IT5級以上)、表面粗糙度值要求很小(Ra0.2μm以下)的零件,必須有光整加工階段。粗加工階段:粗加工所能達(dá)到的精度較低(一般在IT12級以28三、加工順序安排零件上的全部加工表面應(yīng)安排在一個合理的加工順序中加工,這對保證零件質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低加工成本都至關(guān)重要:三、加工順序安排零件上的全部加工表面應(yīng)安排在一個合理的加工順291.機(jī)械加工工序安排原則1)基面先行2)先主后次3)先粗后精4)先面后孔圖7-63
1.機(jī)械加工工序安排原則圖7-63302.熱處理工序安排原則熱處理的目的在于改變工件材料的性能和消除內(nèi)應(yīng)力。熱處理的目的不同,熱處理工序的內(nèi)容及其在工藝過程中所安排的位置也不一樣。1)預(yù)備熱處理:機(jī)加工前2)改善機(jī)械性能熱處理:精加工前3)時效處理:粗加工前后4)表面處理:最后2.熱處理工序安排原則313.其它工序的安排原則檢查、檢驗(yàn)工序:①零件加工完畢之后;②從一個車間轉(zhuǎn)到另一個車間的前后;③工時較長或重要的關(guān)鍵工序的前后。去毛刺:切削加工之后平衡:工藝過程的最后階段清洗工序:進(jìn)入裝配之前3.其它工序的安排原則檢查、檢驗(yàn)工序:32四、工序的集中與分散
同一個零件工藝過程中工序多少的狀況稱為工序的集中和分散。
工序集中:每個工序中加工內(nèi)容很多,盡可能在一次安裝中加工許多表面,或盡量在同一臺設(shè)備上連續(xù)完成較多的加工要求。工序集中的主要特點(diǎn):1)減少工件安裝次數(shù),2)減少工件的裝夾、運(yùn)輸?shù)容o助時間,3)對于大批量生產(chǎn),由于大大減少設(shè)備數(shù)量、減少操作人員、減少生產(chǎn)面積以及縮短工藝路線和生產(chǎn)周期并簡化計(jì)劃管理,因此使生產(chǎn)成本大大降低。四、工序的集中與分散同一個零件工藝過程中工序多少的狀況稱33工序分散:把加工表面分得很細(xì),每個工序加工內(nèi)容少,表現(xiàn)為工序多,工藝路線長。工序分散的主要特點(diǎn):1)工序多,每個工序內(nèi)容少,工藝裝備可以簡單,而且容易調(diào)整,對工人技術(shù)水平要求不高,2)有利于選擇最合理的切削用量,減少機(jī)動時間。3)適合于加工容易安裝和對安裝誤差要求不太嚴(yán)的零件。4)機(jī)床數(shù)量多,占地面積大,生產(chǎn)周期長。工序分散:把加工表面分得很細(xì),每個工序加工內(nèi)容少,表現(xiàn)為工序34第四節(jié)定位基準(zhǔn)的選擇一、基準(zhǔn)的概念1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn);2工藝基準(zhǔn):1)定位基準(zhǔn);2)測量基準(zhǔn);3)安裝基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)選擇是制訂工藝規(guī)程的一項(xiàng)重要工作。定位基準(zhǔn)的選擇直接影響加工誤差,影響夾具的復(fù)雜性及操作方便性。定位基準(zhǔn)分粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn):選擇以未加工的毛坯面作為定位基準(zhǔn),稱粗基準(zhǔn);精基準(zhǔn):選擇已加工面為定位基準(zhǔn),稱精基準(zhǔn)。第四節(jié)定位基準(zhǔn)的選擇一、基準(zhǔn)的概念35二、粗基準(zhǔn)選擇原則1.選擇不需要加工的表面如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求應(yīng)以不加工表面為粗基準(zhǔn)如果工件上有很多不加工表面,則應(yīng)以其中與加工表面位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。
圖7-4套筒法蘭加工圖7-5撥叉加工二、粗基準(zhǔn)選擇原則1.選擇不需要加工的表面圖7-4套筒法蘭加362選擇重要表面如果工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻,則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn),如圖7-6:
圖7-6床身加工粗基準(zhǔn)選擇比較a)以導(dǎo)軌面為粗基準(zhǔn)b)以床身底面為粗基準(zhǔn)2選擇重要表面圖7-6床身加工粗基準(zhǔn)選擇比較373.選擇毛坯上加工余量最小的表面零件上有多個加工面時,為使各加工表面都得到足夠的加工余量,應(yīng)選擇毛坯上加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。如圖7-7(小端余量少為粗基準(zhǔn)):圖7-7階梯軸的粗基準(zhǔn)選擇3.選擇毛坯上加工余量最小的表面圖7-7階梯軸的粗基準(zhǔn)選擇384.選作粗基準(zhǔn)的表面,應(yīng)盡可能平整和光潔,以便定位準(zhǔn)確、可靠。5.粗基準(zhǔn)準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用,在同一尺寸方向通常只允許使用一次。4.選作粗基準(zhǔn)的表面,應(yīng)盡可能平整和光潔,以便定位準(zhǔn)確、可靠39三、精基準(zhǔn)選擇原則1.基準(zhǔn)重合原則:2.基準(zhǔn)統(tǒng)一原則:3.互為基準(zhǔn)原則:4.自為基準(zhǔn)原則:5.便于裝夾原則:圖7-63
三、精基準(zhǔn)選擇原則1.基準(zhǔn)重合原則:圖7-6340四、基準(zhǔn)選擇舉例圖7-4套筒法蘭加工圖7-5撥叉加工四、基準(zhǔn)選擇舉例圖7-4套筒法蘭加工圖7-5撥叉加工41第五節(jié)工序內(nèi)容確定工序設(shè)計(jì)的內(nèi)容:為每一工序選擇機(jī)床和工藝裝備;確定加工余量、工序尺寸和公差;確定切削用量;確定工時定額及工人技術(shù)等級。第五節(jié)工序內(nèi)容確定工序設(shè)計(jì)的內(nèi)容:42一、機(jī)床與工藝裝備選擇1.機(jī)床的選擇選擇機(jī)床應(yīng)遵循如下原則:1)機(jī)床的加工范圍應(yīng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng);2)機(jī)床的精度應(yīng)與工序加工要求的精度相適應(yīng);3)機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。一、機(jī)床與工藝裝備選擇432.工藝裝備的選擇工藝裝備包括夾具、刀具和量具,其選擇原則如下:1)夾具的選擇單件小批生產(chǎn),應(yīng)盡量選用通用夾具和機(jī)床自帶的卡盤和鉗臺、轉(zhuǎn)臺等。大批量生產(chǎn)時,應(yīng)根據(jù)工序加工要求采用或設(shè)計(jì)制造高效率專用夾具,積極推廣氣、液傳動與電控結(jié)合的專用夾具。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,應(yīng)采用成組夾具、組合夾具。2.工藝裝備的選擇442)刀具的選擇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、工件材料、加工精度和表面粗糙度、生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性等,在選擇時一般應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。采用組合機(jī)床加工時,考慮到加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求,可采用專用的復(fù)合刀具。自動線和數(shù)控機(jī)床刀具選擇應(yīng)考慮刀具壽命期內(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)。2)刀具的選擇453)量具的選擇量具的選擇主要是根據(jù)生產(chǎn)類型和要求檢驗(yàn)的精度。在單件小批生產(chǎn)中,應(yīng)盡量采用通用量具量儀,而大批大量生產(chǎn)中則應(yīng)采用各種量規(guī)和高生產(chǎn)率的檢驗(yàn)儀器和檢驗(yàn)夾具等。3)量具的選擇463.機(jī)床與工藝裝備的選擇舉例1)加工端面、鉆中心孔(兩頭):2)粗、精加工外圓,切槽、倒角
:3)加工鍵槽、去毛刺:
3.機(jī)床與工藝裝備的選擇舉例47二、加工余量確定1.加工余量概念
加工余量是指在加工過程中,從被加工表面上切除的金屬層厚度。
工序余量相鄰兩工序的工序尺寸之差稱為工序余量:Z=︱La-Lb︱
加工總余量:毛坯尺寸與零件圖的設(shè)計(jì)尺寸之差稱為加工總余量(毛坯余量Zm=︱Lm-Ll︱),其值等于各工序的工序余量總和。
(7-1)二、加工余量確定1.加工余量概念(7-1)482.影響加工余量的影響因素1)加工表面上的表面粗糙度H1a和表面缺陷層的深度H2a2)加工前或上工序的尺寸公差Ta3)加工前或上工序各表面間相互位置的空間偏差Ea工件上有一些形狀和位置誤差不4)本工序加工時的裝夾誤差εb2.影響加工余量的影響因素493.加工余量的確定方法1)理論分析計(jì)算法最小工序余量的選取,應(yīng)保證切除的金屬層恰好能夠切除和修正前工序的各種誤差和表面缺陷,獲得一個完整的新的加工表面。從理論上講,最小余量可以通過對前述加工余量的相關(guān)因素的分析計(jì)算確定。但這種方法操作不方便,目前很少實(shí)際應(yīng)用。常用的方法是:2)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法常用于單件、小批生產(chǎn)。3)查表修正法常用于成批生產(chǎn)3.加工余量的確定方法504.加工余量的確定舉例(經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法)1)車端面、鉆中心孔(兩頭)2)粗、精車外圓,切槽、倒角
3)銑鍵槽、去毛刺4)磨外圓4.加工余量的確定舉例(經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法)51三、切削用量確定切削用量確定是工序設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容,是機(jī)床調(diào)整的依據(jù),對加工質(zhì)量、加工效率、生產(chǎn)成本有著非常重要的影響。確定切削用量就是要確定切削工序的背吃刀量ap、進(jìn)給量?、切削速度υc及刀具壽命T。三、切削用量確定521.切削用量的選擇原則切削用量三要素對切削生產(chǎn)率、刀具壽命和加工質(zhì)量都有很大的影響:1)切削生產(chǎn)率金屬切除率與切削用量三要素aP、υc、?
均保持線性關(guān)系,2)刀具壽命首先選擇盡可能大的背吃刀量,其次選擇加工條件和加工要求限制下允許的進(jìn)給量,最后按刀具壽命的要求確定合適的切削速度。3)加工表面粗糙度半精、精加工應(yīng)注意控制進(jìn)給量、避開切削速度的積屑瘤形成區(qū)域及防止切削振動。1.切削用量的選擇原則532.刀具壽命合理選擇刀具的最高生產(chǎn)率壽命TP比最低成本壽命TC低。一般情況下,多采用最低成本壽命,并依此確定切削用量;只有當(dāng)生產(chǎn)任務(wù)緊迫或生產(chǎn)中出現(xiàn)不平衡的薄弱環(huán)節(jié)時,才選用最高生產(chǎn)率壽命。在具體確定刀具壽命時,刀具壽命計(jì)算可采用表7-9中近似公式。在下列情形下,刀具壽命可規(guī)定的高一些:刀具材料切削性能差;刀具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造刃磨成本高;刀具裝卸、調(diào)整復(fù)雜;大件精加工刀具。常用刀具壽命推薦值見表7-10:2.刀具壽命合理選擇54
表7-10常見刀具壽命的推薦值(單位:min)刀具類型刀具壽命刀具類型刀具壽命可轉(zhuǎn)位車刀10~15高速鋼鉆頭80~120硬質(zhì)合金車刀20~60齒輪刀具200~300高速鋼車刀30~90自動線上刀具240~480高速鋼成形車刀110~130硬質(zhì)合金端銑刀120~180表7-553切削用量的合理制定(以車削為例)1)背吃刀量的選擇粗加工(表面粗糙度為Ra50~12.5μm)時,一次走刀應(yīng)盡可能切除全部余量,在中等功率機(jī)床上,背吃刀量可達(dá)8~10mm)。在下列情況下,粗車可能要分幾次走刀:(1)加工余量太大時,一次走刀會使切削力太大,會產(chǎn)生機(jī)床功率不足或刀具強(qiáng)度不夠;(2)工藝系統(tǒng)剛性不足,或加工余量極不均勻,以致引起很大振動時,如加工細(xì)長軸和薄壁工件;(3)斷續(xù)切削,刀具會受到很大沖擊而造成打刀時。在上述情況下,如需分兩次走刀,也應(yīng)將第一次走刀的背吃力量盡量取大些,第二次走刀的背吃刀量盡量取小些。半精加工(表面粗糙度為Ra6.3~3.2μm)時,背吃刀量取為0.5~2mm。精加工(表面粗糙度為Ra1.6~0.8μm)),背吃刀量取為0.1~0.4mm。3切削用量的合理制定(以車削為例)562)進(jìn)給量的選擇粗加工時:進(jìn)給量受到下列一些因素的限制:機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、車刀刀桿的強(qiáng)度和剛度、硬質(zhì)合金或陶瓷刀片的強(qiáng)度和工件的裝夾剛度等。半精加工和精加工時:最大進(jìn)給量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。當(dāng)粗糙度要求一定時,增大刀尖園弧半徑、提高切削速度,可以選擇較大的進(jìn)給量。工廠中:進(jìn)給量常常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。粗加工時,根據(jù)被加工工件材料、車刀刀桿尺寸、工件直徑及已確定的背吃刀量按表7-11來選擇進(jìn)給量;半精、精加工進(jìn)給量按表7-12選取:2)進(jìn)給量的選擇57表7-11硬質(zhì)合金車刀粗車外圓及端面的進(jìn)給量工件材料車刀刀桿尺寸mm工件直徑mm背吃刀量aP/mm≤3>3~5>5~8>8~12>12進(jìn)給量f/mm·r-1碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼及耐熱鋼16×25200.3~0.4————400.4~0.50.3~0.4———600.5~0.70.4~0.60.3~0.5——1000.6~0.90.5~0.70.5~0.60.4~0.5—1400.8~1.20.7~1.00.6~0.80.5~0.6—20×3025×25200.3~0.4————400.4~0.50.3~0.4———600.6~0.70.5~0.70.4~0.6——1000.8~1.00.7~0.90.5~0.70.4~0.7—4001.2~1.41.0~1.20.8~1.00.6~0.90.4~0.6鑄鐵及銅合金16×25400.4~0.5————600.6~0.80.5~0.80.4~0.6——1000.8~1.20.7~1.00.6~0.80.5~0.7—4001.0~1.41.0~1.20.8~1.00.6~0.8—20×3025×25400.4~0.5————600.6~0.90.5~0.80.4~0.7——1000.9~1.30.8~1.20.7~1.00.5~0.8—4001.2~1.81.2~1.61.0~1.30.9~1.10.7~0.9表7-11硬質(zhì)合金車刀粗車外圓及端面的進(jìn)給量車刀刀桿尺寸工583)切削速度的確定根據(jù)選定的背吃刀量aP、進(jìn)給量f及刀具壽命T,按表7-13中公式及表7-14中系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。生產(chǎn)中常將表7-15作為確定速度的依據(jù)。切削速度vc確定后,機(jī)床轉(zhuǎn)速n(r/mm)為(7-13)所選定轉(zhuǎn)速n應(yīng)按機(jī)床說明書最后確定。3)切削速度的確定59確定切削速度注意點(diǎn):1)精加工時應(yīng)盡量避開積屑瘤和鱗刺產(chǎn)生區(qū)域;2)斷續(xù)切削時,應(yīng)適當(dāng)降低切削速度,避免切削力沖擊和切削熱沖擊;3)在易發(fā)生振動的情況下,所確定的切削速度應(yīng)避開自激振動的臨界區(qū)域;4)加工大件、細(xì)長件和薄壁件時,所確定的切削速度應(yīng)適當(dāng)降低。降低切削速度的意義,對于大件是為了延長刀具壽命,避免加工時中途換刀;對于細(xì)長件和薄壁件是為了減小可能引發(fā)的振動,這樣,可有效地保證加工精度。5)加工帶有鑄造或鍛造外皮的工件時,切削速度應(yīng)適當(dāng)降低。切削用量選定后,應(yīng)校核機(jī)床的功率和扭矩。確定切削速度注意點(diǎn):604).切削用量選擇舉例例7-1工件材料45鋼(熱軋),σb=637MPa,毛坯尺寸,裝夾如圖7-21所示。要求車外圓至44mm,表面粗糙度Ra3.2mm,加工長度
=300mm。試確定外圓車削時,擬采用的機(jī)床、刀具,以及切削用量。圖7-21外圓車削尺寸圖4).切削用量選擇舉例圖7-21外圓車削尺寸圖61解機(jī)床:根據(jù)工件尺寸及加工要求,選用CA6140車床,刀具:焊接式硬質(zhì)合金外圓車刀,材料為YT15,刀桿截面尺寸16mm×25mm,幾何參數(shù):γo=15°,αo=8°,κr=75°,κr,=10°,λs=6°,rε=1mm,b’γ1=0.3mm,γ’o=15°解機(jī)床:根據(jù)工件尺寸及加工要求,選用CA6140車床,62切削用量選擇:因粗糙度有一定要求,故分粗車和半精車兩道工步加工。(1)粗車工步1)背吃刀量aP單邊加工余量為3mm,粗車取aP1=2.5mm,半精車aP2=0.5mm。2)確定進(jìn)給量f從表7-9中查得f=0.4~0.5mm/r。按機(jī)床說明書實(shí)有的進(jìn)給量,取f=0.51mm/r。切削用量選擇:因粗糙度有一定要求,故分粗車和半精車兩道工步加633)確定切削速度vc:
切削速度可以由表7-11中的公式計(jì)算,也可查表得到。現(xiàn)根據(jù)已知條件,查表7-13,得vc
=90m/min;然后由式(7-13)求出機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為:N=573r/min按機(jī)床說明書選取實(shí)際機(jī)床轉(zhuǎn)速為:560r/min,故實(shí)際切削速度為:Vc=87.9m/min3)確定切削速度vc:64(2)半精車工步1)確定背吃刀量aPaP
=0.5mm。2)確定進(jìn)給量f根據(jù)表面粗糙度Ra3.2mm,rε=1mm,從表7-10中查得(估計(jì)v>50m/min)f=0.3~0.35mm/r。按機(jī)床說明書實(shí)有的進(jìn)給量,取f=0.30mm/r。3)確定切削速度vc查表7-13,得vc
=130m/min,然后由式(7-13)求出機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為n=920r/min按機(jī)床說明書選取實(shí)際機(jī)床轉(zhuǎn)速為900r/min,故實(shí)際切削速度為Vc=127.2m/min(2)半精車工步65第六節(jié)工序尺寸計(jì)算零件機(jī)械加工工藝過程中,各工序的工序尺寸及工序余量在不斷地變化,其中一些工序尺寸在零件圖上往往不標(biāo)出或不存在,需要在制定工藝過程時予以確定。而這些不斷變化的工序尺寸之間又存在著一定的聯(lián)系,需要掌握它們的變化規(guī)律,正確地計(jì)算出各工序的工序尺寸。計(jì)算工序尺寸的方法:工藝尺寸鏈法和加減法
第六節(jié)工序尺寸計(jì)算零件機(jī)械加66
一、工藝尺寸鏈1工藝尺寸鏈定義、組成及判別工藝尺寸是根據(jù)加工的需要,在工藝附圖或工藝規(guī)程中所給出的尺寸。尺寸鏈?zhǔn)腔ハ嗦?lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組。工藝尺寸鏈?zhǔn)窃诹慵庸み^程中的各有關(guān)工藝尺寸所組成的尺寸組。尺寸鏈中的每一個工藝尺寸稱為環(huán)。封閉環(huán)、組成環(huán):零件加工過程中最終形成或間接得到的環(huán)稱為封閉環(huán);尺寸鏈的其余各環(huán)稱為組成環(huán)。組成環(huán)分二類,一類叫增環(huán)、減環(huán):增環(huán)是本身的變動引起封閉環(huán)同向變動,即該環(huán)增大(其余組成環(huán)不變)時,封閉環(huán)增大;反之,該環(huán)減小時封閉環(huán)也減小。減環(huán)是本身的變化引起封閉環(huán)反向變動,即該環(huán)增大時封閉環(huán)減小或該環(huán)減小時封閉環(huán)增大。圖7-22所示為一工藝尺寸鏈?zhǔn)纠?一、工藝尺寸鏈1工藝尺寸鏈定義、組成及判別67
圖7-22工藝尺寸鏈圖7-22工藝尺寸鏈682尺寸鏈分類尺寸鏈按鏈中各環(huán)所處的空間位置及幾何特征分成以下四類:平面尺寸鏈尺寸鏈全部尺寸位于同一平面內(nèi),但其中有一個或幾個尺寸不平行:直線尺寸鏈尺寸鏈全部尺寸位于同一平面,且相互平行如圖7-22、圖7-23所示;角度尺寸鏈尺寸鏈的各環(huán)均為角度量??臻g尺寸鏈尺寸鏈的全部尺寸不在同一平面內(nèi),并且相互不平行。尺寸鏈中最基本的形式是簡單的直線尺寸鏈,因此,此處主要介紹直線尺寸鏈的計(jì)算方法。2尺寸鏈分類693.尺寸鏈計(jì)算計(jì)算尺寸鏈有兩種方法:極值法、概率法1)極值法極值法解工藝尺寸鏈?zhǔn)菑某叽珂湼鳝h(huán)均處于極值條件來求解封閉環(huán)尺寸與組成環(huán)尺寸之間關(guān)系的。此法簡便、可靠,但當(dāng)封閉環(huán)公差小、組成環(huán)數(shù)較多時,會使組成環(huán)的公差過于嚴(yán)格。此方法通常情況下優(yōu)先選用。2)概率法,概率法解尺寸鏈?zhǔn)沁\(yùn)用概率論理論來求解封閉環(huán)尺寸與組成環(huán)尺寸之間關(guān)系的。此法允許組成環(huán)相對于極值法時的公差大一些,易于加工,但會出現(xiàn)極少量廢品。此方法在尺寸鏈環(huán)數(shù)較多,以及大批大量自動化生產(chǎn)中采用。3.尺寸鏈計(jì)算704.尺寸鏈計(jì)算公式1)極值法計(jì)算公式4.尺寸鏈計(jì)算公式712)概率法計(jì)算公式2)概率法計(jì)算公式72二、基準(zhǔn)重合時工序尺寸計(jì)算(加減法)計(jì)算公式:外表面Zb=La–Lb(7-2a)
La=Zb+Lb內(nèi)表面Zb=Lb
–La(7-2b)
La=Lb-Zb二、基準(zhǔn)重合時工序尺寸計(jì)算(加減法)計(jì)算公式:73計(jì)算舉例:例7-2某一鋼制零件上一內(nèi)孔加工。其設(shè)計(jì)尺寸為72.5+0.03mm,表面粗糙度為Ra0.4μm。毛坯為鍛件孔預(yù)制。工藝路線定為:粗鏜—半精鏜—精鏜—粗磨—精磨。試確定各工序的工序尺寸及公差。
La=Lb-ZbLn-1=Ln-Zn=72.5-0.1=72.4;Tn=0.03
Ra0.4μm……(見下表7-16)計(jì)算舉例:74工序名稱工序加工余量mm工序尺寸mm尺寸公差mm表面粗糙度μm精磨0.1φ72.5(設(shè)計(jì)尺寸)+0.030.4粗磨0.472.5-0.1=φ72.4H81.6精鏜1.572.4-0.4=φ72H93.2半精鏜2.072-1.5=φ70.5H106.3粗鏜4.070.5-2=φ68.5H1212.5
毛坯68.5-4=φ64.5±1表7-16工序名稱工序加工余量工序尺寸尺寸公差表面粗糙度精磨0.1φ775例7-2-1:大批量45鋼軸類零件外圓加工。其設(shè)計(jì)直徑尺寸為50h6,表面粗糙度為Ra0.4μm。毛坯為型材,直徑55mm。試確定工藝路線及各工序的工序尺寸及公差。工藝路線定為:粗車—半精車—粗磨—精磨。計(jì)算公式:Ln-1=Ln+Zn(計(jì)算結(jié)果見下表)
工序名稱工序加工余量mm工序尺寸mm尺寸公差mm表面粗糙度μm精磨0.1φ50(設(shè)計(jì)尺寸)h6Ra0.4粗磨0.450+0.1=φ50.1h8Ra1.6半精車0.550.1+0.4=φ50.5h10Ra6.3粗車4.050.5+0.5=φ51h12Ra12.5
毛坯55±1例7-2-1:大批量45鋼軸類零件外圓加工。其設(shè)計(jì)直76三、基準(zhǔn)不重合時工序尺寸計(jì)算1.定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時的工序尺寸計(jì)算例7-3如圖7-25a所示零件,A、B及C面已加工?,F(xiàn)進(jìn)行鏜孔作業(yè),由于裝夾原因,選A面為工序定位基準(zhǔn)。但原該孔設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為C面,出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合,故需對該工序尺寸A3進(jìn)行計(jì)算。圖7-25定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時的工序尺寸計(jì)算三、基準(zhǔn)不重合時工序尺寸計(jì)算1.定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時的77根據(jù)尺寸之間相互關(guān)系建立尺寸鏈如圖7-25b所示。尺寸A1、A2和A3均為前面及本工序直接得到的尺寸,屬于組成環(huán),A0為最后間接獲得的尺寸,屬于封閉環(huán)。從尺寸鏈簡圖可判斷,A2和A3是增環(huán),A1是減環(huán)。為計(jì)算方便,本題采用平均尺寸計(jì)算。由前述計(jì)算公式可得:A3m=100+280.05-79.97=300.08mmT3=0.3-0.10-060=0.14mmA3=(300.08±0.07)mm機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)概述課件782.測量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時的工序尺寸計(jì)算
例7-4如圖7-26a所示的套筒零件。如果按設(shè)計(jì)要求建立設(shè)計(jì)尺寸鏈如圖7-26b所示,大孔深度尺寸未知,為封閉環(huán),以A0表示,尺寸10和50為組成環(huán)。不難求得A0等于40。這說明從設(shè)計(jì)角度看,大孔深度在此范圍內(nèi)都是合理的。而在實(shí)際加工中,尺寸10不便測量,用大孔深度測量來代替,大孔深度A1作為工序尺寸直接獲得。因此,在工藝尺寸鏈圖7-26c中,尺寸10間接保證,為封閉環(huán)。可以求得:A1=
40+0.19
a)b)c)圖7-26測量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時的工序尺寸計(jì)算a)零件圖b)設(shè)計(jì)尺寸鏈c)工藝尺寸鏈
2.測量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時的工序尺寸計(jì)算79【?】A1不等于40+0.19的問題例:A1=39.95合格否?(不合格)A2=49.85(合格)A0=49.85-39.95=9.9(合格)上述A1=39.95(判不合格為假不合格)【?】A1不等于40+0.19的問題例:A1=39.95803.一次加工滿足多個設(shè)計(jì)尺寸時工序尺寸計(jì)算例7-5如圖7-27a所示為一帶鍵槽的內(nèi)孔需淬火及磨削。內(nèi)孔及鍵槽的加工順序是:1)鏜內(nèi)孔至φ39.6mm;2)插鍵槽至尺寸A;3)熱處理:淬火;4)磨內(nèi)孔至φ40mm,間接保證鍵槽深度43.6mm。試確定工序尺寸A及其公差圖7-27零件上內(nèi)孔及鍵槽加工的工藝尺寸鏈3.一次加工滿足多個設(shè)計(jì)尺寸時工序尺寸計(jì)算圖7-27零件上81解根據(jù)尺寸關(guān)系,可以建立整體尺寸鏈如圖b所示,其中43.6mm是封閉環(huán)。A和20mm(內(nèi)孔半徑)為增環(huán),19.8mm(鏜孔φ39.6mm的半徑)為減環(huán)。則A=(43.6+19.8–20)mm=43.4mmES(A)=(0.34–0.025)mm=0.315mmEI(A)=(0+0.05)mm=0.05mm所以A=43.4mm=43.45mm。解根據(jù)尺寸關(guān)系,可以建立整體尺寸鏈如圖b所示,其中43.82四、平面尺寸鏈的工序尺寸換算例7-9如圖7-31a所示為箱體零件孔系加工的工序簡圖。O1孔的坐標(biāo)位置為x1、y2,試確定O2及O3孔相對于O1孔的坐標(biāo)位置。解先求O2孔相對于O1孔的位置坐標(biāo)。從圖可知:O1、O2孔中心距L=100±0.1mm,水平夾角α=30o。O2孔位置可以用相對坐標(biāo)尺寸Lx和Ly表示:圖7-31箱體鏜孔工序尺寸計(jì)算四、平面尺寸鏈的工序尺寸換算圖7-31箱體鏜孔工序尺寸計(jì)算83圖7-31箱體鏜孔工序尺寸計(jì)算由幾何關(guān)系可知Lx=Lcos30=86.6mmLy=Lsin30=50mm因L=Lxcosα+Lysinα故T(L)=T(Lx)cosα+T(Ly)sinα設(shè)T(Lx)=T(Ly)則T(Lx)=T(Ly)=mm=0.146mm所以得到鏜O2孔的工序尺寸為Lx=86.6±0.073mmLy=50±0.073mm同理,可計(jì)算O3孔的相對尺寸。圖7-31箱體鏜孔工序尺寸計(jì)算84第七節(jié)提高機(jī)械加工生產(chǎn)率的工藝措施勞動生產(chǎn)率是指工人在單位時間內(nèi)制造合格產(chǎn)品的數(shù)量或指用于制造單件產(chǎn)品所消耗的勞動時間。提高生產(chǎn)率與保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本同等重要。顯然,采取合適的工藝措施,縮減各工序的單件時間,是提高勞動生產(chǎn)率的有效途徑。根據(jù)公式(7-14)單件時間的組成,可以從以下幾個方面提高勞動生產(chǎn)率:第七節(jié)提高機(jī)械加工生產(chǎn)率的工藝措施勞動生產(chǎn)率是指工人在單位851.縮減基本時間1)提高切削用量采用新型刀具材料及高速切削和磨削技術(shù);適當(dāng)改善工件材料的切削加工性,改善冷卻潤滑條件;改進(jìn)刀具結(jié)構(gòu),提高刀具制造質(zhì)量。2)合并工步用幾把刀具或是用一把復(fù)合刀具對一個零件的幾個表面同時加工,可將原來需要的幾個工步集中合并為一個工步,從而使需要的基本時間全部或部分地重合,縮短了工序基本時間。如龍門銑床上多軸組合銑削床身零件各個表面如圖7-34所示。1.縮減基本時間86圖7-34用組合銑刀銑削床身零件圖7-34用組合銑刀銑削床身零件873)減少工件加工長度采用多刀加工,使每把刀具的加工長度縮短;采用寬砂輪磨削,變縱磨為切入法磨削等均是減少工件加工長度而提高生產(chǎn)率的例子。4)多件加工將多個工件置于一個夾具上同時進(jìn)行加工,可以減少刀具的切入切出時間。將多個工件置于機(jī)床上,使用多把刀具或多個主軸頭進(jìn)行同時加工,可以使各零件加工的基本時間重合而大大減少分?jǐn)偟矫恳涣慵系幕緯r間。如圖7-35a所示為多件順序加工,即在一次刀具行程中順序切削多個工件;圖b為平行多件加工,即在一次行程中同時加工多個并行排列的工件;圖c平行順序加工,為上述兩種方法的綜合應(yīng)用,適用于工件較小、批量較大的情況。3)減少工件加工長度采用多刀加工,使每把刀具的加工長度縮88圖7-35順序多件、平行多件和平行順序多件加工圖7-35順序多件、平行多件和平行順序多件加工89
5)改變加工方法,采用新工藝、新技術(shù)在大批量生產(chǎn)中用拉削、滾壓代替銑、鉸、磨削,在成批生產(chǎn)中用精刨、精磨或金剛鏜代替刮研,難加工材料或復(fù)雜型面采用特種加工技術(shù),都可以明顯提高生產(chǎn)率。毛坯制造時,采用冷擠壓、粉末冶金、精密鑄造、壓力鑄造、精密鍛造等先進(jìn)工藝提高毛坯制造精度,減少機(jī)械加工余量,以縮短基本時間,有時甚至無需再進(jìn)行機(jī)械加工,可以大幅度提高生產(chǎn)效率。5)改變加工方法,采用新工藝、新技術(shù)在大批量生產(chǎn)中用拉削902.縮短輔助時間
1)直接縮減輔助時間采用先進(jìn)的高效夾具,如氣動、液壓及電動夾具或成組夾具等,不僅可減輕工人勞動強(qiáng)度,而且能縮減許多裝卸時間。采用主動測量法或在機(jī)床上配備數(shù)顯裝置等,可以減少加工中需要的停機(jī)測量時間。采用具有轉(zhuǎn)位刀架(如六角車床)、多位多刀架(如多刀半自動車床)的機(jī)床進(jìn)行加工,可以縮短刀具更換和調(diào)整時間。采用快換刀夾及快換夾頭是縮短更換刀具時間的重要方法。2.縮短輔助時間
1)直接縮減輔助時間采用先進(jìn)的高效91
2)間接縮短輔助時間使輔助時間和基本時間全部或部分地重合,可間接縮短輔助時間。采用多工位回轉(zhuǎn)工作臺機(jī)床或轉(zhuǎn)位夾具加工,在大量生產(chǎn)中采用自動線等均可使裝卸工件時間與基本時間重合,使生產(chǎn)率得到提高。如圖7-36所示雙軸端面磨床對工件進(jìn)行粗、精磨加工,工件裝卸時間與加工時間重合。2)間接縮短輔助時間使輔助時間和基本時間全部或部分地重92圖7-36連續(xù)磨削加工圖7-36連續(xù)磨削加工933.縮短布置工作地時間
縮短布置工作地時間的方法主要是:縮減每批零件加工前或刀具磨損后的刀具調(diào)整或更換時間,提高刀具或砂輪的耐用度以便在一次刃磨或修整后加工更多的零件。采用刀具微調(diào)裝置、專用對刀樣板或?qū)Φ秹K等,可減少刀具的調(diào)整、裝卸、聯(lián)接和夾緊等工作所需的時間。采用專職人員在刀具預(yù)調(diào)儀上事先精確調(diào)整好刀具和刀桿,減少刀具調(diào)整和試切時間。使用不重磨刀片也可使換刀時間大大縮短。3.縮短布置工作地時間
縮短布置工作地時間的方法主要是:944.縮短準(zhǔn)備與終結(jié)時間
縮短準(zhǔn)備與終結(jié)時間的途徑有二:通過零件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化或采用成組技術(shù)擴(kuò)大產(chǎn)品生產(chǎn)批量,以相對減少分?jǐn)偟矫總€零件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時間;直接減少準(zhǔn)備與終結(jié)時間。單件小批生產(chǎn)復(fù)雜零件時,其準(zhǔn)備終結(jié)時間以及樣板、夾具等的制備時間都很長。而數(shù)控機(jī)床、加工中心機(jī)床或柔性制造系統(tǒng)則很適合這種單件小批復(fù)雜零件的生產(chǎn)。這時程序編制可以在機(jī)外由專職人員進(jìn)行,加工中自動控制刀具與工件間的相對位置和加工尺寸,自動換刀,使工序可高度集中,從而獲得高的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定的加工質(zhì)量。4.縮短準(zhǔn)備與終結(jié)時間
縮短準(zhǔn)備與終結(jié)時間的途徑有二:通過955.進(jìn)行高效及自動化加工大批大量生產(chǎn),可采用專用的組合機(jī)床和自動線;對于機(jī)械加工中常見的中小批量的加工,主要零件用加工中心;中型零件用數(shù)控機(jī)床、流水線或非強(qiáng)制節(jié)拍的自動線;小型零件則視情況不同,可用電-液控制自動機(jī)及簡易程控機(jī)床。5.進(jìn)行高效及自動化加工96第七節(jié)典型零件的加工工藝(實(shí)習(xí))
一、軸類零件加工工藝1.概述(1)軸類零件及技術(shù)要求軸類零件是機(jī)械加工中經(jīng)常遇到的典型零件之一。在機(jī)器中它主要用來支承傳動零件、傳遞運(yùn)動和扭矩。軸類零件是回轉(zhuǎn)體零件,其長度大于直徑,加工表面通常有內(nèi)外圓柱面、圓錐面以及螺紋、花鍵、鍵槽、橫向孔、溝槽等。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀特點(diǎn),可將軸分為光滑軸、階梯軸、空心軸和異形軸(包括曲軸、凸輪軸、偏心軸和十字軸等)。軸類零件的主要技術(shù)要求有:第七節(jié)典型零件的加工工藝(實(shí)習(xí))
一、軸類零件加工工藝97
1)尺寸精度和幾何形狀精度軸頸是軸類零件的主要表面。軸頸尺寸精度按照配合關(guān)系確定,軸上非配合表面及長度方向的尺寸要求不高,通常只規(guī)定其基本尺寸。軸頸的幾何形狀精度是指圓度、圓柱度。這些誤差將影響其與配合件的接觸質(zhì)量。一般軸頸的幾何形狀精度應(yīng)限制在直徑公差范圍之內(nèi),對幾何形狀精度要求較高時,要在零件圖上規(guī)定形狀公差。
1)尺寸精度和幾何形狀精度軸頸是軸類零件的主要表面。軸982)相互位置精度保證配合軸頸(裝配傳動件的軸頸)對于支承軸頸(裝配軸承的軸頸)的同軸度,是軸類零件相互位置精度的普遍要求,其次對于定位端面與軸心線的垂直度也有一定要求。這些要求都是根據(jù)軸的工作性能制定的,在零件圖上注有位置公差。普通精度的軸,配合軸頸對支承軸頸的徑向圓跳動一般為0.01~0.03mm,高精度軸為0.001~0.005mm。3)表面粗糙度支承軸頸表面粗糙度比其它軸頸要求嚴(yán)格,取Ra0.63~0.16μm,其它軸頸Ra2.5~0.63μm。
2)相互位置精度保證配合軸頸(裝配傳動件的軸頸)對于支承99(2)軸類零件的材料軸類材料一般常用45號鋼,并根據(jù)不同的工作條件采用不同的熱處理工藝,以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。對中等精度、轉(zhuǎn)速較高的軸類零件,可選用40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼,經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后,具有較高的綜合機(jī)械性能。精度較高的軸可選用軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn及低變形的CrMn或CrWMn等材料,通過調(diào)質(zhì)和表面淬火及其它冷熱處理,具有更高的耐磨、耐疲勞或結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能。對于高速、重載荷等條件下工作的軸可選用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低合金鋼或38CrMoAl氮化鋼。低合金鋼經(jīng)滲碳淬火處理后,具有很高的表面硬度、耐沖擊韌性及心部強(qiáng)度,但熱處理變形大。氮化鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后,具有很高的心部強(qiáng)度,優(yōu)良的耐磨性能及耐疲勞強(qiáng)度,熱處理變形卻很小。
(2)軸類零件的材料100(3)軸類零件的毛坯軸類零件最常用的毛坯是軋制圓棒料和鍛件。只有某些大型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸,才采用鑄件。因毛坯經(jīng)過加熱鍛造后,能使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布,從而獲得較高的抗拉、抗彎及扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度,所以除光軸、直徑相差不大的階梯軸可使用熱軋圓棒料和冷拉圓棒料外,一般比較重要軸大都采用鍛件毛坯。其中,自由鍛造毛坯多用于軸的中小批量生產(chǎn),模鍛毛坯則只適用于軸的大批量生產(chǎn)。
(3)軸類零件的毛坯101(4)軸類零件的熱處理軸的鍛造毛坯在機(jī)械加工前需進(jìn)行正火或退火處理,以使晶粒細(xì)化、消除鍛造內(nèi)應(yīng)力、降低硬度和改善切削加工性能。要求局部表面淬火的軸要在淬火前安排調(diào)質(zhì)處理或正火。毛坯余量較大時,調(diào)質(zhì)放在粗車之后半精車之前進(jìn)行;毛坯余量較小時,調(diào)質(zhì)可安排在粗車之前進(jìn)行。表面淬火一般放在精加工之前,可使淬火變形得到糾正。對于精度高的軸,在局部淬火或粗磨后需進(jìn)行低溫時效處理,以消除磨削內(nèi)應(yīng)力、淬火內(nèi)應(yīng)力和繼續(xù)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的殘余奧氏體,保持加工后尺寸的穩(wěn)定。對于氮化鋼需在氮化前進(jìn)行調(diào)質(zhì)和低溫時效處理,不僅要求調(diào)質(zhì)后獲得均勻細(xì)致的索氏體組織,而且要求離表面8~10mm層內(nèi)鐵素體含量不超過5%,否則會造成氮化脆性,導(dǎo)致軸的質(zhì)量低劣。從此可見,軸的精度越高,對其材料及熱處理要求越高,熱處理次數(shù)也越多。(4)軸類零件的熱處理1023)軸類零件的一般加工工藝路線軸類零件的加工主要是軸頸表面的加工,常見工藝路線有:滲碳鋼軸類零件:備料→鍛造→正火→鉆中心孔→粗車→半精車、精車→滲碳(或碳氮共滲)→淬火、低溫回火→粗磨→次要表面加工→精磨。整體淬火軸類零件:備料→鍛造→正火(退火)→鉆中心孔→粗車→調(diào)質(zhì)→半精車、精車→次要表面加工→整體淬火→粗磨→低溫時效→精磨。軸類零件加工工藝過程及分析3)軸類零件的一般加工工藝路線103圖7-42車床主軸圖7-42車床主軸104臥式車床主軸大批量生產(chǎn)的加工工藝過程序號工序名稱工序內(nèi)容加工設(shè)備1備料2精鍛立式精鍛機(jī)3熱處理正火4鋸頭5銑端面打中心孔專用機(jī)床6荒車各外圓面臥式車床7熱處理調(diào)質(zhì)220~240HB8車大端各部臥式車床9仿形車小端各部仿形車床10鉆中心通孔深孔深孔鉆床11車小端內(nèi)錐孔臥式車床12車大端內(nèi)錐孔、外短錐及端面臥式車床臥式車床主軸大批量生產(chǎn)的加工工藝過程10513鉆鉆、锪大端端面各孔立式鉆床14熱處理高頻淬火φ90g5,莫氏6號錐孔及短錐15精車精車外圓各段并切槽數(shù)控車床16粗磨粗磨A、B外圓外圓磨床17粗磨粗磨莫氏錐孔內(nèi)圓磨床18銑粗、精銑花鍵花鍵銑床19銑銑鍵槽銑床20車車大端內(nèi)惻面及三段螺紋臥式車床21磨粗、精磨各外圓及兩定位端面外圓磨床22磨組合磨三圓錐面及短錐端面組合磨床23精磨精磨莫氏錐孔主軸錐孔磨床24檢查按圖紙要求檢查13鉆鉆、锪大端端面各孔立式鉆床106二、箱體類零件加工工藝
1.概述(1)箱體類零件功用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)箱體零件是機(jī)器及其部件的基礎(chǔ)件。通過它將機(jī)器部件中的軸、軸承、套和齒輪等零件按一定的位置關(guān)系裝配在一起,按規(guī)定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)地運(yùn)動。它的加工質(zhì)量對機(jī)器精度、性能和壽命都有直接的關(guān)系。箱體零件結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜,整體結(jié)構(gòu)呈封閉或半封閉狀,壁厚不均勻,以平面和孔為主,軸承支承孔和基準(zhǔn)面精度要求高,其它支承面及緊固用孔等要求較低。二、箱體類零件加工工藝
1.概述107圖7-44某普通車床主軸箱簡圖圖7-44某普通車床主軸箱簡圖108(2)箱體類零件的技術(shù)要求(以如圖7-44所示車床主軸箱為例)1)支承孔的尺寸精度、幾何形狀精度及表面粗糙度主軸支承孔的尺寸精度為IT6級,表面粗糙度Ra為0.4~0.8μm,其他各支承孔的尺寸精度為IT6~I(xiàn)T7級,表面粗糙度Ra均為1.6μm;孔的幾何形狀精度(如圓度、圓柱度)一般不超過孔徑公差的一半。2)支承孔的相互位置精度各支承孔的孔距公差為土0.025~土0.06mm,中心線的不平行度公差取0.012~0.021mm,同中心線上的支承孔的同軸度公差為其中最小孔徑公差值的一半。(2)箱體類零件的技術(shù)要求(以如圖7-44所示車床主軸箱為例1093)主要平面的形狀精度、相互位置精度和表面粗糙度主要平面(箱體底面、頂面及側(cè)面)的平面度公差為0.04mm,表面粗糙度Ra≤1.6μm;主要平面間的垂直度公差為0.1mm/300mm。4)孔與平面間的相互位置精度主軸孔對裝配基面M、N的平行度允差為0.1mm/600mm。3)主要平面的形狀精度、相互位置精度和表面粗糙度主要平面110(3)箱體類零件的材料、毛坯及熱處理鑄鐵的鑄造工藝性好,易切削,價格低,且抗振性和耐磨性好,多數(shù)箱體采用鑄鐵制造。一般為HT200或HT250灰鑄鐵;當(dāng)載荷較大時可采用HT300、HT350高強(qiáng)度灰鑄鐵。對于承受沖擊載荷的箱體,一般選用ZG25、ZG35鑄鋼件。對于批量小、尺寸大、形狀復(fù)雜的箱體,采用木模砂型地坑鑄造毛坯;尺寸中等以下,采用砂箱造型;批量較大,選用金屬模造型;對一受力大,或受沖擊載荷的箱體,應(yīng)盡量采用整體鑄件作毛坯。單件小批情況,為了縮短生產(chǎn)周期,箱體也可采用鑄一焊、鑄一鍛一焊、鍛一焊、型材焊接等結(jié)構(gòu)。(3)箱體類零件的材料、毛坯及熱處理111箱體零件的熱處理,根據(jù)生產(chǎn)批量,精度要求及材料性能,有不同的方法。通常在毛坯未進(jìn)行機(jī)械加工之前,為消除毛坯內(nèi)應(yīng)力,對鑄鐵件、鑄鋼件、焊接結(jié)構(gòu)件須進(jìn)行人工時效處理。批量不大的生產(chǎn),人工時效處理可安排在粗加工之后進(jìn)行。對大型毛坯和易變形、精度要求高的箱體,在機(jī)械加工后可安排第二次時效處理。箱體零件的熱處理,根據(jù)生產(chǎn)批量,精度要求及材料性能,有不同的112(4)箱體類零件的一般加工工藝路線中小批量生產(chǎn):鑄造毛坯→時效→油漆→劃線→粗、精加工基準(zhǔn)面→粗、精加工各平面→→粗、半精加工各主要孔→精加工各主要孔→粗、精加工各次要孔→加工各螺孔、緊固孔、油孔等→去毛刺→清銑→檢驗(yàn)。大批量生產(chǎn):毛坯鑄造→時效→油漆→粗、半精加工精基準(zhǔn)→粗、半精加工各平面→精加工精基準(zhǔn)→粗、半精加工各主要孔→精加工各主要孔→粗、精加工各次要孔(螺孔、緊固孔、油孔等)→精加工各平面→去毛刺→清銑→檢驗(yàn)。(4)箱體類零件的一般加工工藝路線113箱體零件的加工工藝分析箱體零件的加工主要是平面和孔的加工,平面加工相對容易,故支承孔本身加工及孔與孔之間、孔與面之間位置精度保證是加工的重點(diǎn)?,F(xiàn)以圖7-43所示車床主軸箱體為例,進(jìn)行箱體零件加工工藝過程研究分析。車床箱體工藝過程按照生產(chǎn)類型的不同,可以分成兩種不同的工藝方案,分別如表7-21和表7-22所示。箱體零件的加工工藝分析114表7-21中小批量生產(chǎn)某車床主軸箱的工藝過程序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)1鑄造2時效3漆底漆4劃線5粗、半精加工頂面R按劃線找正,支承底面M6粗、半精加工底面M及側(cè)面支承頂面R并校正主軸孔的中心線7粗、半精加工兩端面底面M8精加工頂面R底面M表7-21中小批量生產(chǎn)某車床主軸箱的工藝1159精加工底面M頂面R10粗、半精加工各縱向孔底面M11精加工各縱向孔底面M12粗、半精加工各橫向孔底面M13精加工主軸孔底面M614加工螺孔及緊固孔15清洗16檢驗(yàn)9精加工底面M頂面R116表7-22大批大量生產(chǎn)某車床主軸箱的工藝過程序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)1鑄造2時效3漆底漆4銑頂面RⅥ軸和Ⅰ軸鑄孔5鉆、擴(kuò)、鉸頂面兩定位工藝孔,加工固定螺孔頂面R、Ⅵ軸孔及內(nèi)壁一端6銑底面M及各平面頂面R及兩工藝孔7磨頂面R底面及側(cè)面8粗鏜各縱向孔頂面R及兩工藝孔表7-22大批大量生產(chǎn)某車床主軸箱的工藝過程序號工序內(nèi)容1179精鏜各縱向孔頂面R及兩工藝孔10半精、精鏜主軸三孔頂面R及兩工藝孔11加工各橫向孔頂面R及兩工藝孔12鉆、锪、攻螺紋各平面上的孔13滾壓主軸支承孔頂面R及兩工藝孔14磨底面、側(cè)面及端面15鉗工去毛刺16清洗17檢驗(yàn)9精鏜各縱向孔頂面R及兩工藝孔118三、齒輪加工工藝圖7-47高精度齒輪三、齒輪加工工藝圖7-47高精度齒輪119
1.概述(1)齒輪的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)齒輪是各類機(jī)械中廣泛應(yīng)用的重要零件,其功用是按規(guī)定的速比傳遞運(yùn)動和動力。齒輪結(jié)構(gòu)由于使用要求不同而具有不同的形狀,但從工藝角度可將其看成是由齒圈和輪體兩部分構(gòu)成。按照齒圈上輪齒的分布形式,齒輪可分為直齒、斜齒和人字齒輪等;按照輪體的結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn),齒輪可大致分為盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪、內(nèi)齒輪、扇形齒輪和齒條等。其中以盤形齒輪應(yīng)用最廣。
1.概述120(2)圓柱齒輪的技術(shù)要求國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10095-1988將齒輪各項(xiàng)公差分成三組,規(guī)定12個等級。3~4級為超精密級,5~6級為精密級,7~8級為普通級,8級以下為低精度級。齒輪傳動精度包括四個方面,即傳遞運(yùn)動的準(zhǔn)確性(運(yùn)動精度)、傳動的平穩(wěn)性、載荷分布的均勻性(接觸精度)及適當(dāng)?shù)膫?cè)隙。齒坯加工要求按照齒輪的精度等級確定。(2)圓柱齒輪的技術(shù)要求121(3)齒輪的材料與毛坯
齒輪材料根據(jù)齒輪的工作條件和失效形式確定。中碳結(jié)構(gòu)鋼(如45鋼)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火,常用于低速、輕載或中載的普通精度齒輪。中碳合金結(jié)構(gòu)鋼(如40Cr)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火.適用于制造速度較高、載荷較大、精度較高的齒輪。滲碳鋼(如20Cr、20CrMnTi等)經(jīng)滲碳后淬火,齒面硬度可達(dá)58~63HRC,而芯部又有較好的韌性,既耐磨又能承受沖擊載荷。這種材料適于制作高速、中載或具有沖擊載荷的齒輪。氮化鋼(如38CrMoAlA)經(jīng)氮化處理后,比滲碳淬火齒輪具有更高的耐磨性與耐蝕性。由于變形小,可以不磨齒,常用于制作高速傳動的齒輪。鑄鐵及其他非金屬材料(如膠木與尼龍等),這些材料強(qiáng)度低,容易加工,適于制造輕載荷的傳動齒輪。(3)齒輪的材料與毛坯122齒輪的毛坯齒輪毛坯的制造形式取決于齒輪的材料、結(jié)構(gòu)形狀;尺寸大小、使用條件及生產(chǎn)類型等因素。齒輪毛坯形式有軋鋼件、鍛件和鑄件。一般尺寸較小、結(jié)構(gòu)簡單而且對強(qiáng)度要求不高的鋼制齒輪可采用軋制棒料做毛坯。強(qiáng)度、耐磨性和耐沖擊性要求較高的齒輪多采用鍛鋼件,生產(chǎn)批量小或尺寸大的齒輪采用自由鍛造,批量較大的中小齒輪采用模鍛。尺寸較大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的齒輪,常采用鑄造毛坯。小尺寸且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的齒輪常采用精密鑄造或壓鑄方法制造毛坯。齒輪的毛坯123(4)齒輪加工工藝路線齒輪根據(jù)其結(jié)構(gòu)、精度等級及生產(chǎn)批量的不同,工藝路線有所不同,但基本工藝路線大致相同,即:備料→毛坯制造→毛坯熱處理→齒坯加工→齒形加工→齒部淬火→精基準(zhǔn)修正→齒形精加工→終檢。滲碳鋼齒輪淬火前作滲碳處理。(4)齒輪加工工藝路線124表7-23高精度齒輪加工工藝過程
序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)1毛坯鍛造2正火3粗車各部分,留加工余量1.5~2mm外圓及端面4精車各部分,內(nèi)孔至φ84.8H7,總長留加工余量0.2mm,其余至尺寸外圓及端面5檢驗(yàn)6滾齒(齒厚留磨削余量0.10~0.15mm)內(nèi)孔及A面7倒角內(nèi)孔及A面表7-23高精度齒輪加工工藝過程
序號工序內(nèi)容1258鉗工去毛刺9齒部高頻淬火,硬度52HRC10插鍵槽內(nèi)孔(找正用)及A面11磨內(nèi)孔至φ85H5分度圓和A面12靠磨大端A面內(nèi)孔13平面磨B面至總長尺寸A面14磨齒內(nèi)空及A面15總檢入庫8鉗工去毛刺126課外作業(yè)P280:7-10;7-11;7-15;7-16:試確定上題中孔Ф32H8加工工序、工序余量、工序尺寸、公差及偏差標(biāo)注課外作業(yè)P280:1271、每一個成功者都有一個開始。勇于開始,才能找到成功的路。12月-2212月-22Sunday,December11,20222、成功源于不懈的努力,人生最大的敵人是自己怯懦。18:03:0818:03:0818:0312/11/20226:03:08PM3、每天只看目標(biāo),別老想障礙。12月-2218:03:0818:03Dec-2211-Dec-224、寧愿辛苦一陣子,不要辛苦一輩子。18:03:0818:03:0818:03Sunday,December11,20225、積極向上的心態(tài),是
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