第5章機械加工工

第5章機械加工工藝規(guī)程設(shè)計5.1根本概念5.2工件加工時的裝夾與基準5.3工藝道路的制定5.4零件的工藝性分析與毛坯選擇5.5典型零件加工工藝過程舉例5.1根本概念5.1.1機械產(chǎn)品的消費過程和機械加工工藝過程5.1.2消費綱領(lǐng)和消費類型5.1.3機械加工工藝規(guī)程5.1.1機械產(chǎn)品的消費過程和機械加工工藝過程機械產(chǎn)品的消費過程是指由原資料到消費出廢品的全部勞動過程的總和，它包括原資料運輸、保管、消費預(yù)備、毛坯的制造、機械加工、裝配、檢驗及試車、油漆和包裝等。在消費過程中，直接改動原資料(坯料)的性能、尺寸和外形，使之變?yōu)閺U品的過程稱為機械加工工藝過程。機械加工工藝過程由一系列工序、安裝、工位、工步和走刀等組成。1．工序機械加工工藝過程中，一個或一組工人在一個任務(wù)地點，對一個或一組工件延續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。據(jù)此可知，只需操作者、任務(wù)地點、加工對象和加工的延續(xù)性等要素中有一項發(fā)生改動，那么成為另一工序。同樣的加工內(nèi)容可以有不同的工序安排。如圖5.1所示的階梯軸，根據(jù)消費批量可采用兩種不同的工序安排，在單件小批量消費時可將粗加工和精加工安排在一道工序中完成；而在大批大量消費中那么應(yīng)將粗加工和精加工分在兩道工序中完成。其加工過程見表５-1。圖5－1工序是工藝過程的根本組成部分。由零件加工的工序數(shù)，就可以知道任務(wù)面積的大小、工人的數(shù)量和設(shè)備的數(shù)量。因此，工序是制定勞動定額、配備工人和設(shè)備數(shù)量，安排消費方案和進展質(zhì)量檢驗的根本單元2．安裝安裝是工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那部分工序內(nèi)容。一道工序中工件的安裝能夠是一次，也能夠要裝夾數(shù)次。例如表5.1的方案１中的工序１，在一次裝夾后尚需三次調(diào)頭裝夾，才干完成全部的工序內(nèi)容，因此該工序共有四個安裝；表5.1的方案２的工序２，在一次裝夾中完成全部工序內(nèi)容，故該工序只需一個安裝。由于安裝將會添加零件各加工外表間的位置誤差及裝卸輔助時間，故每一工序中安裝次數(shù)要盡能夠少。3．工位在工件的一次安裝中，工件在相對機床所占據(jù)一固定位置中完成的那部分安裝的內(nèi)容稱為工位。在一次安裝中可以只需一個工位，也能夠有多個工位。圖5－2所示為在三軸鉆床上利用回轉(zhuǎn)夾具，在一次安裝中延續(xù)完成鉆孔、擴孔、鉸孔等工藝過程。采用多工位加工，可減少安裝次數(shù)，縮短輔助時間。圖5－24．工步在不改動加工外表、切削刀具和切削用量的條件下所完成的那部分工位的內(nèi)容稱為工步。如圖5-3所示為在六角自動車床上加工零件的工序，它包括六個工步。用幾把刀同時分別加工幾個外表的工步稱為復合工步。復合工步在工藝規(guī)程中寫作一個工步。5．走刀在一個工步中，當加工外表、刀具和切削用量中的轉(zhuǎn)速與送進量堅持不變時，切去一層金屑的加工過程稱為走刀。一個工步可包括一次或數(shù)次走刀。圖5-4所示為經(jīng)過三次走刀加工出階梯軸的過程圖5－3圖5－45.1.2消費綱領(lǐng)和消費類型1．消費綱領(lǐng)消費綱領(lǐng)是指企業(yè)在方案期內(nèi)該當消費的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度方案。方案期為一年的消費綱領(lǐng)稱為年消費綱領(lǐng)。消費綱領(lǐng)不同，企業(yè)各消費地點的專業(yè)化程度、所用的工藝方法、機床設(shè)備等亦不一樣。年消費綱領(lǐng)的計算如下式：N=Qn(1+a%+b%)〔件/年〕式中：Ｎ－年消費綱領(lǐng)〔件/年〕；Ｑ－產(chǎn)品的年消費綱領(lǐng)〔臺/年〕；n－每臺設(shè)備上該零件的數(shù)量；a%-備品的百分率；b%-廢品的百分率。消費綱領(lǐng)確定以后，還應(yīng)該確定消費批量。消費批量是一次投入或產(chǎn)出的同一零件的數(shù)量。2．消費類型根據(jù)產(chǎn)品零件大小和年消費綱領(lǐng)大小的不同，將企業(yè)〔或車間、工段、班組〕消費分為三種不同的消費類型，即單件消費、成批消費和大量消費，其工藝特點分述如下。1〕單件消費單個地制造不同構(gòu)造或不同尺寸的產(chǎn)品，并且很少反復，甚至完全不反復的消費，稱為單件消費。如重型機械制造廠、大型船舶制造、新產(chǎn)品試制及維修車間的消費等均屬單件消費。單件消費中所用的機床設(shè)備，除了有特殊要求的任務(wù)外，絕大多數(shù)采用普通機床，按機床種類及大小采用“機群式〞陳列。多用規(guī)范附件，極少采用公用夾具，靠劃線及試切法保證尺寸精度。零件的加工質(zhì)量和消費率主要取決于工人的技術(shù)熟練程度。所用的工藝規(guī)程文件比較簡單，普通只需工藝過程綜合卡。2〕成批消費成批制造一樣的工件，消費呈周期性的反復，稱為成批消費。每批制造一樣工件的數(shù)量稱為批量。按批量大小，成批消費又分為大批、中批和小批消費三種。大批消費在工藝方面類似大量消費，小批消費在工藝方面類似單件消費，故實踐消費中，成批消費通常僅指中批消費。成批消費中，既采用通用機床和通用工藝配備，也有公用高效機床和大量的公用工藝設(shè)備。車間中按加工零件類別分工段陳列機床。廣泛采用調(diào)整法加工，部分采用劃線法，因此對工人的操作技術(shù)程度可較單件消費為低。各種零件普通均有較詳細的工藝規(guī)程文件，對于關(guān)鍵零件那么有詳細的工藝規(guī)程卡。3〕大量消費一種產(chǎn)品的消費綱領(lǐng)很大，多數(shù)任務(wù)地點經(jīng)常反復地進展一種工件某一工序的加工，稱為大量消費。如汽車、遷延機、軸承等制造廠都屬大量消費。大量消費中，廣泛采用公用機床、自動機床、自動消費線及公用工藝配備。車間內(nèi)機床設(shè)備按零件加工工藝先后順序陳列，采用流水線消費的組織方式。對工人的技術(shù)程度要求較低。各種加工零件都有詳細的工藝規(guī)程卡。目前，消費類型的劃分尚無嚴厲規(guī)范，表5.2可供參考。5.1.3機械加工工藝規(guī)程把工藝過程的有關(guān)內(nèi)容，用工藝文件的方式寫出來，稱為機械加工工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程的詳細程度與消費類型有關(guān)。1．工藝規(guī)程的種類機械加工工藝規(guī)程被填寫成表格〔卡片〕方式，各廠所用的機械加工工藝規(guī)程的詳細格式雖不一致，但大同小異。單件小批消費中，普通只編制工藝過程卡〔參見配套教材表5.3〕，對于關(guān)鍵零件或復雜零件那么編制較詳細的工藝規(guī)程卡片；在成批消費中多采用機械加工工藝卡〔參見配套教材表5.4〕；在大批大量消費中，那么要求有完好詳細的工藝規(guī)程文件，往往每一個工序都要編制機械加工工序卡片〔參見配套教材表5.5〕。對自動及半自動機床，那么要求有機床調(diào)整卡，對檢驗工序那么要求有檢驗工序卡等。2．機械加工工藝規(guī)程的作用正確的機械加工工藝規(guī)程是根據(jù)長期的消費實際和科學實驗的閱歷總結(jié)，結(jié)合詳細的消費條件而制定的，并經(jīng)過消費實際不斷改良和完善。其作用主要表如今：機械加工工藝規(guī)程是消費的方案、調(diào)度、工人操作、質(zhì)量檢查的根據(jù)。一切消費人員都應(yīng)嚴厲執(zhí)行、仔細貫徹機械加工工藝規(guī)程，不得違反工藝規(guī)程或恣意改動工藝規(guī)程所規(guī)定的內(nèi)容。在新產(chǎn)品投入消費之前，必需根據(jù)工藝規(guī)程進展有關(guān)的技術(shù)預(yù)備和消費預(yù)備任務(wù)。在新建或擴建、改建機械制造廠的任務(wù)中，根據(jù)產(chǎn)品零件的工藝規(guī)程及其他資料，可以統(tǒng)計出所建車間應(yīng)配備的機床設(shè)備的種類和數(shù)量，進一步計算出所需的車間面積和人員數(shù)量，確定車間的平面布置、和廠房基建的詳細要求，從而提出有根據(jù)的籌建、擴建方案。表5.5機械加工工序卡3．制定機械加工工藝規(guī)程的原那么設(shè)計機械加工工藝規(guī)程應(yīng)遵照如下原那么：1〕必需可靠地保證零件圖紙上一切技術(shù)要求的實現(xiàn)。工藝規(guī)程中要充分思索和采用一切必要的措施確保產(chǎn)質(zhì)量量。2〕用最低的工藝本錢獲得規(guī)定的消費綱領(lǐng)。也就是說在滿足消費綱領(lǐng)的前提下，人力、物力耗費最少。3〕盡量減輕工人的勞動強度，保證消費平安，發(fā)明良好、文明的勞動條件。4．制定機械加工工藝規(guī)程所需的原始資料制定零件的機械加工工藝規(guī)程時，應(yīng)具備以下原始資料：1〕產(chǎn)品的一切技術(shù)文件。包括產(chǎn)品的全套圖紙，產(chǎn)品驗收的質(zhì)量規(guī)范，以及產(chǎn)品消費綱領(lǐng)。2〕毛坯圖。單件小批消費時，普通不繪毛坯圖，但需用了解毛坯的外形、尺寸及機械性能。成批、大量消費時，鑄、鍛、焊、沖壓等到毛坯制造都要有毛坯圖。3〕消費條件。假設(shè)是現(xiàn)有工廠，應(yīng)了解工廠的設(shè)備、刀具、夾具、量具、消費面積、工人的技術(shù)程度，以及公用設(shè)備、工藝配備的制造才干等；假設(shè)是新建工廠，那么應(yīng)對國內(nèi)外現(xiàn)有消費技術(shù)，加工設(shè)備和工藝配備的性能規(guī)格有所了解。4〕技術(shù)資料。包括各種有關(guān)手冊、規(guī)范及工藝資料等。5．制定機械加工工藝規(guī)程的步驟1〕分析零件圖和裝配圖。熟習產(chǎn)品的性能、用途和任務(wù)條件；了解零件的各項技術(shù)要求，找出主要的技術(shù)要求和關(guān)鍵技術(shù)問題，并提出必要的改良意見；審查零件的構(gòu)造工藝性。2〕根據(jù)零件的消費綱領(lǐng)決議消費類型。這里主要是指定出零件的消費批量〔在成批消費時〕或消費節(jié)拍〔指消費一個零件的時間，在流水線消費時采用〕。3〕選擇毛坯的種類和制造方法。選擇毛坯的種類和制造方法時，應(yīng)同時思索機械加工本錢和毛坯制造本錢，以到達降低零件消費總本錢的目的。必需充分留意到采用新工藝、新技術(shù)、新資料的能夠性。提高毛坯的質(zhì)量，往往可以大大地節(jié)約機械加工勞動量，比采用某些高消費率的機械加工工藝措施更為有效。4〕擬訂工藝道路。工藝道路的擬訂包括選擇定位基準、確定各零件外表的加工方法、劃分加工階段、合理安排加工順序和組合工序等。5〕工序設(shè)計。包括確定各工序的設(shè)備、刀具、夾具、量具和輔助工具；確定加工余量、計算工序尺寸及其公差、確定切削用量、計算工時定額；確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法。6〕填寫工藝文件。5.2工件加工時的裝夾與基準5.2.1工件的裝夾5.2.2工件的定位5.2.3工件的基準5.2.4工件定位基準的選擇5.2.1工件的裝夾不同零件在不同消費條件下在機床或夾具上有不同的裝夾方法，主要有三種方式。1．直接找正法工件安放在機床任務(wù)臺或夾具上，由操作工人利用劃線盤、角尺、千分表或用眼睛直接找正某些有相互位置要求的外表，然后夾緊工件，稱為直接找正。例如，在四爪卡盤上加工一個有臺階的短軸〔圖5-5〕，要求待加工外表Ｂ與外表Ａ同軸。假設(shè)同軸度要求不高，可用劃線盤找正；假設(shè)同軸度要求較高，那么可用百分表找正，以保證外表Ｂ與外表Ａ同軸要求。直接找正法的定位精度和找正效率取決于要求的加工精度、找正工具和工人技術(shù)程度。其消費率較低，普通僅適于單件小批消費或精度要求較高、外形簡單的零件。圖5－52．劃線找正法對于外形復雜、公差較大的鑄件、鍛件坯料的加工，采用直接找正法往往會顧此失彼，這時可按零件圖在待加工坯料上劃出中心線、對稱線及待加工外表的位置線，然后按此線作基準找正工件在機床上的位置。這種方法能保證工件相關(guān)外表間位置精度，且可經(jīng)過劃線調(diào)整加工余量。但需求有技術(shù)程度較高的劃線工人，且定位精度低〔普通只能到達0.2～0.5mm〕，消費效率低，因此這種方法只適用于單件小批消費，毛坯精度較低，以及大型工件等不宜運用夾具的加工情況中。3．夾具定位法用夾具使工件獲得正確位置的方法。不需找正即可迅速可靠地保證工件在機床上相對刀具有一正確位置。夾具相對于機床和刀具的位置在工件裝夾前已調(diào)整好，所以在裝夾工件時普通不需找正定位，就能保證工件在機床上的定位。夾具定位法定位效率高，也比較容易保證加工精度的要求〔定位精度普通可達0.01mm〕，因此在各種加工類型中都有運用。5.2.2工件的定位工件無論采用哪種方法裝夾，都必需使工件在機床上定位，以保證被加工外表的精度。定位的實際根據(jù)是六點定位原理。1．六點定位原理

任何一個不受任何約束的剛體在空間均有六個獨立的運動。如圖5-6所示物體，可沿空間三個相互垂直的坐標軸x、y、z挪動，和繞x、y、z轉(zhuǎn)動。用Ｘy、Ｙy、Ｚy表示分別表示沿x、y、z三個坐標軸的挪動，用Ｘr、Ｙr、Ｚr表示分別表示沿x、y、z三個坐標軸的轉(zhuǎn)動。上述六個獨立的運動稱為六個自在度。物體的自在度可了解為物體在位置上的不確定。假設(shè)采用約束消除物體的六個自在度，那么物體被完全定位。圖5－6在機械加工中，要完全確定工件的正確位置，必需用六個支承點限制工件的六個自在度，稱為工件的“六點定位原理〞。如圖5-7所示，一個六方體在空間定位時，可在x-y平面上設(shè)置三個不共線的支撐點1，2，3約束Ｘr、Ｙr、Ｚy三個自在度；在x-z平面上設(shè)置二個支撐點４，５約束Ｙy、Ｚr兩個自在度；在z-y平面上設(shè)置一個支撐點６約束Ｘy一個自在度。這就完全約束了物體在空間的六個自在度。圖5－72．六點定位原理的運用1〕定位元件及其約束的自在度在工件的定位中，用詳細定位元件來替代上述約束點。常用的定位元件有：支承釘、支承板、長銷、短銷、菱銷、長Ｖ形塊、短Ｖ形塊、長定位套、短定位套等。分析上述各種定位元件限制自在度的情況，以及這些定位元件的各種組合限制自在度的情況是非常重要的。將各種定位元件及其組合約束自在度的情況列于配套教材表5－6。2〕完全定位和不完全定位在機械加工中，要限制工件的哪些自在度需視加工要求而定，有時需求限制六個自在度，有時只需限制１個或幾個〔少于６個〕自在度。前者稱為完全定位，后者稱為不完全定位。例如圖5-8所示的工序是在銑床上銑削一批工件上的溝槽，除須對稱于軸的中心線、距軸端保證尺寸a外，還須與上道工序加工出的槽b相隔180°。所以，采用兩個Ｖ形塊１、銷２和銷３定位。Ｖ形塊1約束四個自在度Ｘy，Ｚy，Ｘr，Ｚr，銷２約束一個自在度Ｙr，銷３約束一個自在度Ｙy?？梢姶硕ㄎ辉M合按加工要求約束了工件的六個自在度，也就是工件被完全定位。假設(shè)軸上沒有槽b，那么可取消銷２，不約束Ｙr。此時只需約束工件的五個自在度。假設(shè)軸上沒有槽b，也沒有尺寸a的要求，那么可取消銷２和銷３，不用約束Ｙy，Ｙr。此時只需約束工件的四個自在度。這兩種情況均屬不完全定位。3〕過定位和欠定位欠定位工件在定位時，為滿足工件加工精度的要求必需約束的自在度沒有被約束，這樣的定位稱為欠定位。在加工中欠定位是不充許的。如圖5.8中，假設(shè)有尺寸a的要求，而在定位時沒有約束Ｙy，那么工件欠定位，尺寸a的要求無法滿足。過定位工件在定位時，同一自在度被兩個或更多的定位支承點約束，這樣的定位稱為過定位。由于過定位有利于添加工件的剛性或傳送切削運動和動力，所以在實踐消費中時有采用。但過定位會對工件的定位精度產(chǎn)生影響，因此，采用過定位時，工件的定位外表需進展加工；定位元件的尺寸、外形和位置都要做得比較準確，以減小過定位對工件位置尺寸的影響。圖5－8例如圖5-9為平面定位時的過定位情況。按六點定位原理，應(yīng)該采用三點，限制Ｚy、Ｘr、Ｙr３個自在度，但圖中卻采用了四點約束。假設(shè)工件定位面未經(jīng)過加工，外表粗糙，那么實踐上只能夠有三個支撐點與定位面接觸，而實踐是哪些支撐點接觸，將與重力、夾緊力和切削力等要素有關(guān)，定位不穩(wěn)定。假設(shè)靠夾緊力強行讓定位面與４個支撐點接觸，那么工件和支撐點將產(chǎn)生變形，產(chǎn)生加工誤差。為此可以采取下述兩種方案加以改良。第一種方案是消除過定位。將四個支撐點改為三個支撐點并重新布置。也可將四個支撐點之一改為輔助支撐；輔助支撐只起支撐作用，不起定位作用。第二種方案是將工件定位外表先進展加工，并將４個支撐點準確地調(diào)到同一平面內(nèi)，這樣，上述過定位既能保證定位精度又能添加支撐剛度，減小工件的受力變形。圖5－95.2.3工件的基準零件設(shè)計與制造中，需求以一些指定的點、線、面作為根據(jù)，來確定其他點、線、面的位置，這些用來確定消費對象上幾何要素之間相互關(guān)系所根據(jù)的點、線、面稱為基準。按照基準作用不同，可把基準分為設(shè)計基準和工藝基準兩大類。1．設(shè)計基準在設(shè)計零件圖時，根據(jù)零件在裝配構(gòu)造中的裝配關(guān)系以及零件本身構(gòu)造要素之間的相互位置關(guān)系，用以標注尺寸和各外表相互位置關(guān)系時所根據(jù)的點、線、面，稱為設(shè)計基準。簡單地說，設(shè)計圖樣上所采用的基準就是設(shè)計基準。如圖5-10所示，齒輪的內(nèi)孔、外圓和分度圓的設(shè)計基準是齒輪的軸心線。圖5－102．工藝基準零件在加工、檢測和裝配中，用作根據(jù)的點、線、面稱為工藝基準。工藝基準又可分為工序基準、定位基準、丈量基準和裝配基準。1〕工序基準在工序圖上用來確定本工序所加工外表加工后的尺寸、外形、位置的基準，稱為工序基準。2〕定位基準零件加工時，用以確定其在機床上相對刀具正確位置所根據(jù)的點、線、面稱為定位基準。運用夾具安裝時，定位基準為工件上與夾具定位元件相接觸的外表。定位基準還可以進一步分為：粗基準、精基準、附加基準。粗基準和精基準未經(jīng)過機械加工的定位基準稱為粗基準，經(jīng)過機械加工的定位基準稱為精基準。附加基準根據(jù)零件加工要求而專門設(shè)計的定位基準稱為附加基準。3〕丈量基準在加工中或加工后用以丈量已加工外表外形、尺寸及其相對位置誤差所根據(jù)的點、線、面稱為丈量基準。4〕裝配基準在裝配時用以確定零件或部件在產(chǎn)品中的位置所根據(jù)的點、線、面稱為裝配根底。必需指出，作為工藝基準的點、線、面，總是由詳細的外表表達的，該外表稱為基準面如圖5-10所示齒輪孔的軸心線并不詳細存在，而是由內(nèi)孔外表來表達，故內(nèi)孔是齒輪的定位度量、裝配基準面。5.2.4工件定位基準的選擇定位基準選擇得能否合理，對保證零件精度、安排加工順序有著決議性影響。1．粗基準的選擇首先，用圖5-11的例子來闡明粗基準的選擇對加工的影響。圖5-11所示的毛坯，由于在鑄造時內(nèi)孔２與外圓１之間有偏心，假設(shè)選擇外圓１作為粗基準〔用三爪卡盤裝夾外圓〕加工內(nèi)孔，由于此時外圓１的中心線與機床主軸的回轉(zhuǎn)中心線重合，所以加工后的孔２與外圓１同軸，即加工后孔的壁厚是均的，但內(nèi)孔的加工余量是不均勻的，如圖5-11〔a〕所示。相反，假設(shè)選擇內(nèi)孔２作為粗基準〔用四爪卡盤夾持外圓１，然后按內(nèi)孔２找正〕，由于此時內(nèi)孔２的中心線與機床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合，所以孔２的加余量是均勻的，但加工后的內(nèi)孔２與外圓１不同軸，即加工后的壁厚是不均勻的〔見圖5-11〔b〕〕。圖5－11由此可見，粗基準的選擇將影響到加工面與不加工面的相互位置，或影響到加工余量的分配。因此粗基準的選擇應(yīng)遵照如下原那么：1〕保證相互位置要求的原那么當要求保證工件上加工外表與不加工外表的相互位置要求時，應(yīng)選不加工外表作為粗基準。這樣既可使零件加工外表與不加工外表間具有較高位置精度，又可在一次安裝中加工出盡能夠多的加工外表。如圖5-11〔a〕所示，以不加工的外圓外表作為粗基準，可保證各加工外表與外圓外表有較高的同軸度或垂直度，且可在一次安裝中完成絕大部分要加工外表的加工。當零件有兩個以上的不加工外表時，那么應(yīng)選擇與加工外表位置精度要求較高的外表為粗基準。2〕保證加工外表加工余量合理分配的原那么當要求保證工件某重要外表余量均勻時，應(yīng)選取該外表的毛坯面為粗基準，這可保證作為粗基準的外表加工時余量均勻。如機床床身的加工中，其導軌面要求耐磨性好，希望加工時只切去較小而均勻的一層余量，使其表層保管均勻一致的金相組織和較高的物理力學性能。因此，首先選擇導軌面為粗基準加工床腿底平面，然后以床腿底平面為精基準加工導軌面〔圖5-12〔a〕〕。否那么，將呵斥導軌面加工余量不均勻〔圖5-12〔b〕〕圖5－123〕便于裝夾的原那么為保證零件定位精度并可靠夾緊，以及思索到夾具構(gòu)造簡單、操作方便，應(yīng)選擇無毛刺、澆口、冒口的光潔、平整、尺寸比較大、便于裝夾的外表為粗基準。例如圖5-13所示為一活塞外圓的加工。以內(nèi)壁為粗基準，用自動定心安裝來保證工件的壁厚均勻，但因金屬型芯裝配縫隙而在內(nèi)壁上產(chǎn)生飛刺，卡爪經(jīng)常會壓在飛刺上，呵斥工件不能正確定位圖5－134〕粗基準不反復運用原那么因粗基準是未經(jīng)過加工的毛坯面，定位精度較低，假設(shè)在兩次裝夾中反復運用同一粗基準，就會呵斥相當大的定位誤差。因此，假設(shè)有已加工外表可用來定位，那么不應(yīng)再選用粗基準面定位。但是，當毛坯是精細鋳件或精細鍛件時，毛坯的質(zhì)量很高，而加工精度要求不高，這時可以反復運用某一粗基準。又如當定位基準的主要基面是精基面而且可用以保證工件的準確定位，那么用來約束另一些自在度的定位基面可以在選用粗基面。另外，假設(shè)某些自在度的約束沒有精基面時，選用粗基面來約束這些自在度，不屬于反復運用粗基準。2．精基準的選擇精基準的選擇應(yīng)從保證零件的加工精度，特別是加工外表的相互位置精度來思索，同時也要思索裝夾方便，夾具構(gòu)造簡單。其選擇普通應(yīng)遵照如下原那么：1〕基準重合原那么應(yīng)盡量選擇設(shè)計基準為精基準，即定位基準與設(shè)計基準重合。特別是在最后精加工時，更應(yīng)遵照這個原那么。這可防止由于基準不重合產(chǎn)生的定位誤差。如圖5-14所示零件，外表l、3均已加工過。加工外表2時，假設(shè)以外表3作為定位基準〔圖5-14〔a〕〕，那么定位基準與設(shè)計基準重合，無定位誤差；假設(shè)以外表1作為定位基準，將使尺寸Ｂ的總誤差除本身的加工誤差外，還包括尺寸4的公差。這是由于定位基準與設(shè)計基準不重合而產(chǎn)生了定位誤差。因此，精基準應(yīng)盡能夠選擇設(shè)計基準，以防止產(chǎn)生定位誤差。當然，該原那么并非經(jīng)?？梢詫崿F(xiàn)，上例中的零件，采用基準重合原那么，定位、夾緊均不方便，而以外表1定位，裝夾方便可靠，但要計算由此引起的定位誤差。圖5－142〕基準一致原那么當以某精基準定位時能方便地加工零件上大多數(shù)其它外表時，應(yīng)盡早將此外表加工出來，然后以此外表為精基準加工其它外表，以利保證各加工外表間的位置精度。防止因基準變換所產(chǎn)生的誤差，并能簡化夾具的設(shè)計和制造。圖5-15所示的發(fā)動機缸體的加工中，就是采用一致的基準——底面Ａ及底面Ａ上的兩個工藝孔作為精基準來加工缸體上的主軸承座孔、凸輪軸座孔、氣缸孔等加工面。這樣就很好地保證了這些加工外表的相互位置精度。3〕互為基準原那么圖5－15當兩外表間的相互位置精度以及它們本身尺寸和外形精度要求都很高時，那么可采取互為基準原那么。如精細齒輪的精加工通常是在齒面經(jīng)高頻淬火淬硬后再磨削齒面及內(nèi)孔，因淬硬層較薄，磨削余量較小，精加工時以齒面定位磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔定位磨齒面〔圖5-16〕。這樣加工不但保證磨齒余量小而均勻，而且還能保證輪齒基圓對內(nèi)孔有較高的同軸度。圖5－164〕自為基準原那么某些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，在加工時就應(yīng)盡量選擇被加工外表本身作為精基準。即遵照自為基準原那么。如磨削床身導軌面、浮動鉸刀鉸孔、拉刀自在拉削圓孔、無心磨削外圓外表等均以加工外表本身作定位基準。例如，在磨削床身導軌時，為使加工余量小而均勻，以提高導軌面的加工精度和磨削消費率，常在磨頭上安裝百分表，在床身下安裝可調(diào)支承，以導軌面本身為精基準來調(diào)整找正〔圖5-17〕。在實踐消費中，定位基準的選擇要完全符合上述原那么是困難的，往往會出現(xiàn)相互矛盾的情況。例如，保證了基準一致原那么，就不一定符合基準重合原那么。因此，應(yīng)根據(jù)消費實踐的詳細情況，抓住主要問題，綜合思索，選擇合理的定位基準。圖5－175.3工藝道路的制定5.3.1加工方法的選擇5.3.2工序順序的安排5.3.3加工階段的劃分5.3.4工序的集中與分散5.3.1加工方法的選擇零件外表的加工要求通常都不是經(jīng)過一次加工能滿足的，而到達同樣的加工精度要求也可有多種加工方法可供選擇。制定工藝道路，首先要確定工件上各加工外表的加工方法和加工次數(shù)。在進展這一任務(wù)時，要綜合思索下面幾方面的要素：1．加工方法的經(jīng)濟精度及外表粗糙度各種加工方法〔車、銑、刨、磨、鉆、鏜、鉸等〕所能到達的加工精度和外表粗糙度，都是在一定范圍內(nèi)的。一種加工方法其加工精度越高，外表粗糙度值越小，那么其加工本錢也會越高。加工方法的經(jīng)濟精度是指在正常加工條件下〔采用符合質(zhì)量規(guī)范的設(shè)備、工藝配備和規(guī)范技術(shù)等級的工人〕所能保證的加工精度。消費上加工精度的高低是用加工誤差的大小來表示的。統(tǒng)計資料闡明，加工誤差與加工本錢成反比的關(guān)系。如圖5-18所示，當加工精度超越Ａ點后，即使再添加本錢，加工精度也很難再提高；同樣，當加工精度低于Ｂ點后，即使再降低加工精度，加工本錢也降低極少。曲線中的ＡＢ段，加工精度與加工本錢是相順應(yīng)的，屬于經(jīng)濟精度的范圍。而在Ａ點左側(cè)，Ｂ點右側(cè)加工都不經(jīng)濟。圖5－18各種加工方法能到達的經(jīng)濟精度和外表粗糙度可以從機械加工工藝手冊中查到。應(yīng)該指出，隨著機械工業(yè)的開展，各種加工方法所能到達的加工精度也在不斷提高。因此，各種加工方法的經(jīng)濟精度目的是與特定的開展階段相對應(yīng)的。2．加工方法的選擇機械零件都是由一些簡單的幾何外表如外圓、孔、平面或成形外表等組合而成的。根據(jù)這些外表所要求的加工精度的粗糙度以及零件構(gòu)造的特點，選用相應(yīng)的加工方案來予以保證。配套教材中表5.７，表5.８，表5.９分別給出了對不同加工精度和外表粗糙度要求的外圓面、內(nèi)圓面〔孔〕、平面的典型加工工藝道路在選擇加工方法時應(yīng)思索的主要問題有：〔1〕所選擇的加工方法能否到達零件精度的要求。〔2〕零件資料的可加工性如何。硬度很低而韌性較大的金屬資料應(yīng)采用切削加工的方法，而不宜采用磨削加工的方法。淬火鋼、耐熱鋼因硬度高很難切削，故最好采用磨削的方法加工?！?〕消費批量對加工方法的要求。大批大量消費時應(yīng)盡量采用先進的加工方法和高效的機床設(shè)備。在單件小批消費中普通多采用通用機床和常規(guī)加工方法。為了提高企業(yè)的競爭力，也應(yīng)該留意采用數(shù)控機床、柔性加工系統(tǒng)以及成組技術(shù)等先進的技術(shù)和工藝配備?！?〕本廠的工藝才干和現(xiàn)有的加工設(shè)備的加工經(jīng)濟精度。選擇加工方法不能脫離本廠的設(shè)備現(xiàn)狀和工人的技術(shù)程度。既要充分利用現(xiàn)有的設(shè)備，也要留意不斷地對現(xiàn)有設(shè)備進展技術(shù)改造。5.3.2工序順序的安排合理安排加工順序，不但關(guān)系到加工質(zhì)量能否保證，而且對提高消費率、降低加工本錢也有重要影響。1.機械加工工序的安排陳列切削加工工序普通應(yīng)遵照以下原那么：1〕先加工基準外表，后加工其它外表，即基準先行原那么。這條原那么有兩個含義：一是工藝道路開場安排的加工面應(yīng)該是選作定位基準的精基準面。然后再以精基準定位加工其它外表。二是當加工精度要求很高時，精加工前普通應(yīng)先精修一下精基準。例如，精度要求較高的軸類零件〔機床的主軸、絲杠、汽車發(fā)動機的曲軸等〕，其第一道工序就是銑端面打中心孔，然后再以中心孔定位加工其它外表。對于箱體零件〔如機床的主軸箱、汽車發(fā)動機的汽缸體等〕，也是先安排定位基準面的加工〔多為一個大平面，兩銷孔〕。2〕先加工平面，后加工孔，即“先面后孔〞原那么。這條原那么的含義，一是當零件上有較大的平面可作定位基準時，可先加工出來作定位面，以面定位加工孔。這樣可以保證定位的穩(wěn)定、準確，裝夾工件往往也比較方便；二是在毛坯上鉆孔，容易使鉆頭引偏，假設(shè)該平面需求加工，那么應(yīng)安排在鉆孔工序之前。3〕先加工主要外表，后加工次要外表，即“先主后次〞原那么。零件的主要外表指任務(wù)外表、裝配基面等；這些外表普通都是外表質(zhì)量和精度要求比較高的外表，它們的加工工序比較多，而且其加工質(zhì)量對整個零件的加工質(zhì)量影響很大，因此應(yīng)首先安排加工。次要外表指非任務(wù)外表、鍵槽、螺釘孔、螺紋孔等。這些外表的精度要求低，其加工可適當安排在后面加工；與主要外表有位置關(guān)系要求的次要外表的加工，普通應(yīng)安排在相應(yīng)的主要外表半精加工之后，最后精加工或光整加工之前。4〕先安排粗加工，后安排精加工，即“先粗后精，粗精分開〞原那么。加工質(zhì)量要求較高的零件，各個外表的加工順序應(yīng)按照粗加工、半精加工、精加工、光整加工的過程依次安排。2. 熱處置工序的安排1〕預(yù)備處置為改善金屬組織和切削性能而進展的熱處置，如退火、正火等。通常安排在切削加工之前。調(diào)質(zhì)也可作為預(yù)備熱處置，但假設(shè)以提高力學性能為目的，那么應(yīng)放在粗、精加工之間進展。2〕時效處置為消除坯料制造和切削加工中殘留在工件內(nèi)的應(yīng)力對加工精度的影響，需時效處置。大而構(gòu)造復雜的鑄件或要求精度很高的非鑄件類工件，需在粗加工前后各安排一次人工時效；對普通鑄件，只需在粗加工前或后安排一次人工時效。3〕最終處置為提高零件表層硬度或強度進展的熱處置，如淬火、滲氮等處置，普通應(yīng)安排在工藝過程后期，該外表最終加工之前。氮化處置前應(yīng)調(diào)質(zhì)。4〕外表鍍層及發(fā)藍等工序普通應(yīng)在該零件機械加工終了后進展。3. 檢驗工序的安排檢驗是保證質(zhì)量的主要措施，在加工過程中，除每道工序的操作者自檢外，在以下情況下還需安排檢驗工序：1〕零件從一個車間送往另一個車間的前后；2〕粗加工階段之后，精加工前；3〕關(guān)鍵工序前后；4〕全部加工完成后。特種性能檢驗，如Ｘ射線檢查、超聲波探傷檢查等用于檢查工件內(nèi)部質(zhì)量的檢驗，普通安排在工藝過程開場的時候進展；熒光檢查和磁力探傷檢查主要用來檢查工件外表質(zhì)量，通常安排在精加工階段進展；密封性檢查、工件的平衡及分量檢查，普通安排在工藝過程的最后進展。4. 輔助工序的安排輔助工序包括去毛刺、清洗、涂防銹油漆等。輔助工序應(yīng)適當?shù)亟徊嬖诠に囘^程中進展。零件裝配前，普通都應(yīng)安排清洗工序，尤其是在研磨、珩磨等工序之后，要進展清洗，以防止砂粒嵌入工件外表，加劇工件在的磨損。采用磁力夾緊的工序后，應(yīng)安排去磁工序。5.3.3加工階段的劃分1. 加工階段的劃分零件精度要求較高時，往往需求將加工過程按粗精分開的原那么劃分為幾個階段，其它外表的工藝過程根據(jù)同一原那么作相應(yīng)的劃分，并分別安排到由主要外表所確定的各個加工階段中去。普通分為粗加工、半精加工、精加工和光整加工等階段。1〕粗加工階段。粗加工階段的主要義務(wù)是，切除工件各加工外表上的大部分余量，并加工出精基準。粗加工能到達的精度較低，普通在IT12以下、外表粗糙度值較大，Ｒa為50-12.5μm。其主要問題是提高消費率。2〕半精加工階段。此階段的主要義務(wù)是，消除主要外表粗加工后留下的誤差，為精加任務(wù)好預(yù)備。并完成一些次在外表的加工。外表經(jīng)半精加工后，精度可達IT10-IT12級，粗糙度Ra值為6.3-3.2μm.3〕精加工階段。此階段的義務(wù)是，保證各主要加工外表到達圖紙所規(guī)定的質(zhì)量要求。外表經(jīng)精加工后尺寸精度可到達IT7-IT10級和較低的外表粗糙度值〔Ra1.6-0.4μm〕4〕光整加工階段。對于精度要求很高〔IT5級以上〕、外表粗糙度值要求很低的零件，必需有光整加工階段。光整加工的典型方法有珩磨、研磨、超精加工及無屑加工等。這些加工方法不但能提高外表層的物理機械性能、降低外表粗糙度值，而且能提高尺寸精度和外形精度，但普通都不能提高位置精度。2. 劃分加工階段的作用1〕保證加工質(zhì)量工件毛坯都存在內(nèi)應(yīng)力，切削加工也會使工件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，并使工件中的內(nèi)應(yīng)力重新分布引起工件變形。劃分加工階段后，一方面，各加工階段之間有一停頓，可使工件內(nèi)應(yīng)力消除并充分變形，在后續(xù)的工序中逐漸加以修正；另一方面，精加工中工件被切除的金屬層較薄，由此引起的變形也較小。工件粗加工時要切除較厚的金屬層。因切削力大，夾緊力大，切削熱多，工件內(nèi)應(yīng)力大，故變形也大，加工精度不高。因此，必需經(jīng)過精加工等階段提高加工精度，保證加工質(zhì)量。2〕合理運用設(shè)備粗加工可在功率大、精度低、剛性好的機床上進展，充分發(fā)揚設(shè)備潛力，提高勞動消費率。精加工可安排在精度高的機床上進展，以確保零件的加工精度要求；這樣有利于設(shè)備精度的堅持，延伸設(shè)備運用壽命。3〕及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷粗加工切除了各加工外表大部分切削余量，可及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷〔如裂紋、氣孔、夾砂、余量缺乏等〕，以便及時報廢或修補，防止繼續(xù)加工所呵斥的浪費。4〕熱處置工序的需求很多工件在加工過程中需求安排熱處置，熱處置工序的插入，使加工過程自然劃分為不同的階段。普通熱處置工序前安排粗加工，為熱處置提供一定精度的外表；熱處置后安排精加工，以修正熱處置產(chǎn)生的變形。例如，精細主軸的加工中，在粗加工后安排去應(yīng)力時效處置，半精加工后進展淬火，精加工后有冷處置及低溫回火，最后再進展光整加工。應(yīng)該指出，加工階段的劃分是對一種工件的整個加工過程而言的，不能簡單地以某一工序的性質(zhì)或某一外表加工特點來確定。同時，加工階段的劃分并不是絕對的，對加工精度要求不高、批量又小或受設(shè)備條件限制時，往往粗、精加工安排在同一工序；對某些大型零件的加工，思索到運輸、裝夾困難，也常在同一機床上完成某些外表的粗、精加工。5.3.4工序的集中與分散工序集中原那么和工序分散原那么，是制定工藝道路的兩個不同的原那么。工序集中就是一種零件的加工只集中在少數(shù)幾道工序里完成，工藝道路短，而每道工序所包含的加工內(nèi)容卻很多。工序分散那么相反，一種零件的加工分得很細，工序多，工藝道路長，而每道工序所包含的加工內(nèi)容卻很少。工序集中的特點：1．減少工件裝夾次數(shù)。當零件各加工外表相互位置精度要求較高時，最好在一次裝夾中把各個外表都加工出來。這樣既有利于保證這些外表的相互位置精度，又可以減少裝卸工件的輔助時間，并減少工件在機床之間的搬運次數(shù)和任務(wù)量，縮短消費周期。2．減少機床數(shù)量，節(jié)省車間面積。同時還可簡化消費方案和消費組織任務(wù)。工序分散的特點：1．機床設(shè)備及工、夾具比較簡單，調(diào)整比較容易，能較快地順應(yīng)新的消費對象，操作工人易于掌握。2．有利于選擇最合理的切削用量，減少機動時間。3．消費、技術(shù)預(yù)備任務(wù)量小，投產(chǎn)期短，易于變換產(chǎn)品。工序集中和分散各有特點，要根據(jù)消費規(guī)模，零件構(gòu)造特點和技術(shù)要求、機床設(shè)備等詳細消費條件來綜合分析，以便決議按照哪一種原那么來制定工藝過程。在大批大量消費中，既可采取工序集中，也可采取工序分散。工序集中時，廣泛采用多刀車床、單軸多軸自動和半自動車床、多軸龍門銑床、組合機床等高效自動機床。對那些不便于集中加工零件，各個工序可以廣泛采用效率高而構(gòu)造簡單的公用機床和夾具，按照工序分散的原那么制定工藝過程。在成批消費中，應(yīng)盡能夠使工序集中。在單件小批量消費中，為了使消費方案和組織任務(wù)簡化，也應(yīng)盡能夠在一臺機床上加工出零件的更多外表。特別是重型機器的大零件，集中在一個工序中加工盡能夠多的外表，可以大大減少裝卸工件和運輸任務(wù)的勞動量。從今后的開展趨勢看，由于數(shù)控機床、柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)的開展，應(yīng)該提高工序集中的程度。5.4零件的工藝性分析與毛坯選擇5.4.1分析和審查產(chǎn)品裝配圖和零件圖5.4.2分析零件的構(gòu)造工藝性5.4.3毛坯的選擇5.4.1分析和審查產(chǎn)品裝配圖和零件圖1. 檢查圖紙的完好性和正確性檢查圖紙的完好性和正確性主要是看圖紙能否有足夠的視圖，尺寸、公差和技術(shù)要求能否標注齊全、完好合理等。假設(shè)有錯誤和脫漏，應(yīng)提出修正意見。2. 分析零件的技術(shù)要求零件的技術(shù)要求包括以下幾個方面：1〕加工外表的尺寸精度2〕加工外表的幾何外形精度；3〕各加工外表之間的相互位置精度；4〕加工外表的粗糙度以及外表質(zhì)量方面的其他要求；5〕熱處置要求及其他要求。在分析零件的技術(shù)要求時，要了解這些技術(shù)要求的作用，并從中找出主要的技術(shù)要求，以及在工藝上難于到達的技術(shù)要求，特別是對制定工藝方案起決議作用的技術(shù)要求。5.4.2分析零件的構(gòu)造工藝性1．概述零件的構(gòu)造，對加工質(zhì)量、消費效率和經(jīng)濟效益等都有著重要的影響，為了獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟效果，在設(shè)計零件構(gòu)造時，不僅要思索如何滿足運用要求，還應(yīng)思索能否符合加工及裝配的工藝要求，即要思索零件的構(gòu)造工藝性。所謂零件構(gòu)造工藝性，是指零件在滿足運用要求的前提下，其構(gòu)造在詳細消費條件下便于經(jīng)濟的制造，維護。也就是說，假設(shè)所設(shè)計的產(chǎn)品構(gòu)造工藝性好，那么便于運用先進的、消費效率高的工藝過程、工藝方法，因此使產(chǎn)品的制造也是最經(jīng)濟的。零件的構(gòu)造工藝性是一個相對的概念。在空間上，不同消費規(guī)模或具有不同消費條件的工廠，對產(chǎn)品構(gòu)造工藝性的要求不同。例如，某些單件消費的產(chǎn)品，其構(gòu)造在單件消費時也是合理的，但要大批量消費該產(chǎn)品，其零件構(gòu)培育不合理了，必需加以改良。如圖5-19所示的內(nèi)齒構(gòu)造，圖5-19〔a〕適宜在插齒機上加工，但要大批大量消費，那么應(yīng)改為圖5-19〔b〕的構(gòu)造，以便采用拉削方式消費。在時間上，隨著科學技術(shù)的開展，新技術(shù)新工藝不斷出現(xiàn)，一些過去被以為是難加工，甚至是無法加工的構(gòu)造，如今已變得可行，甚至很容易。圖5－20例如圖5-20a所示電液伺服閥套上精細方孔的加工，為了保證方孔之間的尺寸公差要求，過去將閥套分成五個圓環(huán)分別加工．然后再銜接起來，以為這樣的構(gòu)造工藝性好。但是隨著電火花加工精度提高，把原來由五個圓環(huán)組裝改為整體構(gòu)造〔圖5-20b，用四個電極，同時把四個方孔加工出來，也能保證方孔之間的尺寸精度。這樣既減少了勞動量又降低了本錢，所以這種整體構(gòu)造的工藝性也是好的。圖2－20圖2－212．零件構(gòu)造工藝性設(shè)計的普通原那么在進展零件構(gòu)造設(shè)計時，除思索滿足運用要求外，為改善零件構(gòu)造的工藝性，還應(yīng)留意以下幾項原那么：1〕零件加工部位的構(gòu)造應(yīng)便于刀具正確地切人及切出。例如：當箱體凸緣需加工孔時，孔的位置不能靠箱壁太近，以便加工〔見圖5-21〕。圖5-22〔a〕螺紋加工時無法加工到軸肩的根部，應(yīng)設(shè)計退刀槽〔圖5-22〔b〕〕，以便于退刀。圖5-23所示為在零件孔內(nèi)插一段鍵槽，底部無退刀空間容易打刀，應(yīng)在鍵槽頂端設(shè)計一孔或一環(huán)形越程槽〔圖5-23〔b〕〕。圖5-232〕應(yīng)能采用規(guī)范化刀具加工圖5-24所示螺紋設(shè)計時，要采用規(guī)范參數(shù)，這樣才干運用規(guī)范絲錐和板牙加工，也能利用規(guī)范螺紋量規(guī)進展檢驗。3〕零件應(yīng)便于安裝。在必要時應(yīng)添加一些工藝構(gòu)造來滿足此項要求。如添加工藝凸臺，添加輔助安裝面等。圖5-25〔a〕所示零件，在加工上外表時，因底面不平，不便安裝，添加一個工藝凸臺便可方便地安裝。圖2－24圖5-26〔a〕所示的大平板，在加工其上外表時，不易裝夾，假設(shè)添加凸緣便能可靠夾緊〔圖5-26〔b〕)。圖2－25圖2－26圖5-27〔a〕所示的軸承蓋，要加工的外圓及端面，假設(shè)夾在Ａ處，普通卡爪的長度不夠，Ｂ面又不便裝夾。假設(shè)改為圖5-27〔b〕所示構(gòu)造，便可在Ｃ面方便地裝夾，或者改成圖5-27〔c〕所示構(gòu)造，添加一工藝圓柱面Ｄ用于裝夾。4〕防止在箱體內(nèi)或孔內(nèi)加工。圖5-28〔a〕的加工面在箱體內(nèi)，不便于加工；假設(shè)將加工面設(shè)計在箱體外〔圖5-28〔b〕所示〕，加工性能得到改善。圖2－27圖5-29〔a〕所示進排氣通道設(shè)計在孔內(nèi)，加工困難。改為圖5-29〔b〕所示的構(gòu)造，將進排氣通道設(shè)計在軸的外圓上，加工較容易。圖2－28圖2－295〕零件構(gòu)造要有足夠的剛性。零件構(gòu)造要有足夠的剛性，以減小其在夾緊力或切削力作用下的變形，保證加工精度。足夠的剛度也允許采用較大的切削用量，利于提高消費效率。圖5-30〔a〕所示管件的壁厚較薄，易因夾緊力和切削力而變形，增設(shè)凸緣后〔圖5-30〔b〕〕，提高了零件的剛度。圖5-31〔a〕所示箱體構(gòu)造剛度較差，刨削上平面時易因切削力呵斥工件變形。添加肋板后〔圖5-31〔b〕〕,提高了剛度，可以采用較大的切深和進給量加工，易于保證加工工件的質(zhì)量并提高了消費率。圖2－30圖2－316〕盡量減少加工面積。圖5-32〔a〕所示支座零件的底面加工面積較大，改為圖5-32〔b〕的構(gòu)造后，減少了加工面積，從而減少機械加工量，減少了資料和刀具耗費。7〕減少加工面積便于多工件在一同加工。圖5-33〔a〕所示撥叉的溝槽底部為圓弧形，只能單個進展加工。改為圖5-33〔b〕所示的構(gòu)造后，可實現(xiàn)多個工件一同加工，有利于提高消費率。圖3－328〕減少在機床上裝夾的次數(shù)。圖5-34〔a〕所示的軸上設(shè)計的兩個鍵槽的加工需在兩次裝夾中完成，而如5-34〔b〕所示將兩個鍵槽改成同一方向后，兩個鍵槽的加工只需裝夾一次。圖3－33圖3－349〕減少機床的調(diào)整次數(shù)。圖5-35〔a〕所示A、B面的加工需求分別調(diào)整機床；假設(shè)如圖5-35〔b〕所示將Ａ、Ｂ面的高度改成一致，那么可在機床的一次調(diào)整中完成Ａ、Ｂ面的加工。10〕同類參數(shù)盡量一致。圖5-36〔a〕所示的軸上砂輪越程槽寬度、鍵槽寬度設(shè)計成不同尺寸，那么需采用不同尺寸的刀具加工。假設(shè)如圖5-36〔b〕所示將這些槽的寬度改成一樣尺寸，那么可用一把刀具完成一切槽的加工。圖5－35圖3－3611〕有利于保證位置精度。有相互位置精度要求的外表，最好能在一次安裝中加工，這樣既有利于保證加工外表問的位置精度、又可減少安裝次數(shù)及所用的輔助時間，提高消費效率。圖5-37〔a〕所示零件的外圓面與內(nèi)孔有同軸度要求，但圖5-37〔a〕所示構(gòu)造需求經(jīng)過兩次裝夾來分別加工外圓面和內(nèi)孔，難以滿足同軸度精度的要求。假設(shè)改成圖5-37〔b〕所示構(gòu)造，這樣便可在一次裝夾中加工出內(nèi)、外圓外表，容易滿足同軸度要求。12〕便于丈量。圖5-38〔a〕所示，標注尺寸丈量基準為Ａ面，不便丈量，改為圖5-38〔b〕后，尺寸丈量基準為Ｂ面，便于丈量。圖5－3713〕應(yīng)有利于裝配和裝配。應(yīng)防止同一方向兩個平面同時接觸。如圖5-39〔a〕所示，端蓋的兩個軸向外表Ａ、Ｂ同時接觸，這樣不利于加工和裝配。改為圖5-39〔b〕或圖5-39〔c〕的構(gòu)造方式，有利于裝配，并可降低零件上有關(guān)外表加工的尺寸精度和形位精度要求，減少加工和裝配的任務(wù)量。圖3－38圖3－39圖5-40〔a〕所示軸承外圈與軸承座孔的裝配構(gòu)造不利于軸承外圈的裝配，改為圖5-40〔b〕的構(gòu)造后可運用帶螺紋的裝配工具方便的裝配軸承。圖4－405.4.3毛坯的選擇1．毛坯的種類常用的毛坯主要有如下幾種方式：１) 鑄件對于外形復雜的毛坯宜采用鑄件，如箱體、機座等。２) 型材型材有很多的種類。常用型材的斷面有圓形、方形、長方形、六角形，以及管材、板材、帶材等。型材有熱軋和冷拉兩種３) 鍛件鍛件能獲得纖維組織的延續(xù)性和均勻分布，從而提高了零件的強度，所以適用于制造強度要求較高，外形比較簡單的零件毛坯。４) 焊接件將型鋼或鋼板焊接成所需求的構(gòu)造件，其優(yōu)點是構(gòu)造分量輕，制造周期短，但焊接構(gòu)造的抗振性差，零件的熱變形大。５) 沖壓件沖壓件的精度較高，沖壓消費的效率也比較高，適于加工外形復雜，批量較大的中小尺寸板料零件。2．選擇毛坯應(yīng)思索的要素毛坯質(zhì)量的提高，對減少機械加工量，降低加工本錢，提高加工資料的利用率都是非常有利的。但是，在一定的消費技術(shù)的條件下，毛坯質(zhì)量的提高也將伴隨著毛坯制造難度的添加，也就意味著毛坯制造本錢的添加。因此，在選擇毛坯資料和制造方法時，應(yīng)思索如下幾個問題。1〕零件消費綱領(lǐng)的大小當零件產(chǎn)量較大時，應(yīng)選擇精度和消費率比較高的毛坯制造方法。在單件小批消費時，應(yīng)選擇精度較低和消費率較低的毛坯消費方法。2〕毛坯資料及工藝特性毛坯資料的選擇普通是根據(jù)零件在機器中的作用為根據(jù)的。主要是思索機器任務(wù)對零件強度、剛度、韌性、耐磨性、耐腐蝕等方面的要求。在滿足運用要求原前提下，再來思索加工工藝對毛坯資料及工藝性的要求。對機械性能要求高的鋼制零件，應(yīng)選擇鍛造毛坯。對某些資料，如鑄鐵、鑄鋁等，只能采用鑄呵斥形。3〕零件的外形和尺寸零件外形的復雜程度、尺寸的大小對毛坯的制造方法確定有很大的影響。外形復雜的零件，普通不宜采用金屬模鑄造；尺寸較大的毛坯，往往不能采用模鍛、壓鑄、精鑄，而應(yīng)選擇砂型鑄造、自在鍛和焊接等方法制造毛坯。另外，毛坯的制造還必需思索現(xiàn)有的消費條件，充分挖潛，提高毛坯質(zhì)量。5.5典型零件加工工藝過程舉例5.5.1軸類零件加工工藝過程舉例5.5.2箱體類零件加工工藝過程5.5.1軸類零件加工工藝過程舉例1．軸類零件的構(gòu)造特點、功用及技術(shù)要求軸類零件主要用來支承傳動零件和傳送扭矩。軸上的主要構(gòu)造要素有內(nèi)外圓柱面、圓錐面、螺紋、鍵槽等。根據(jù)構(gòu)造外形的不同，可分為光軸、階梯軸、空心軸、異型軸四大類。軸普通都有兩個支承軸頸。支承軸頸是軸的裝配基準，其精度和外表質(zhì)量要求普通較高。除了尺寸精度外，重要的軸還規(guī)定了圓度、圓柱度等外形公差的要求及兩個軸頸之間的同軸度要求等。對于安裝齒輪等傳動件的軸頸，除了本身尺寸精度和外表粗糙度外，還要求其軸線與兩支承軸頸的公共軸線同軸，用于軸向定位的軸肩對軸線的垂直度也有要求。2．軸類零件的資料、熱處置及毛坯根據(jù)軸在運用中的重要程度的不同，軸的資料和熱處置亦有很大的不同。不重要的軸，可采用碳素構(gòu)造鋼Q235A、Q255A等，不經(jīng)熱處置運用。普通的軸，可采用優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼35、45、50鋼等，并根據(jù)不同的要求進展不同的熱處置，以獲得一定的強度、韌性、耐磨性等。對于重要的軸，當精度、轉(zhuǎn)速要求較高時，采用合金構(gòu)造鋼40Cr、軸承鋼GCr15、彈簧鋼65Mn等，進展調(diào)質(zhì)和外表淬火處置，使其具有較高的機械性能、耐磨性；當轉(zhuǎn)速高、載荷大時，可采用低碳合金鋼20Cr、20CrMnTi等進展?jié)B碳淬火處置或氮化鋼38CrMoAlA進展調(diào)質(zhì)和氮化處置。此外，有些外形復雜的，還可采用球墨鑄鐵QT600-2、QT1200-1等，并進展正火、調(diào)質(zhì)或等溫淬火處置。軸的毛坯，對于光軸和直徑相差不大的階梯軸，普通采用圓鋼作為毛坯。直徑相差較大的階梯軸和比較重要的軸，應(yīng)采用鍛件作毛坯。其中大批大量消費采用模鍛；單件小批消費采用自在鍛。對于構(gòu)造復雜的，可采用球墨鑄鐵件或鍛件作為毛坯。3．定位基準的選擇1〕粗基準的選擇軸類零件粗基準普通選擇外圓外表。這樣，一方面可方便裝夾，同時也容易獲得較大的支撐剛度。2〕精基準的選擇軸類零件的精基準在能夠的情況下普通都選擇軸兩端面中心孔。這是由于軸類零件的各主要外表的設(shè)計基準都是軸線，選擇中心孔作精基準，既可滿足基準重合的要求，又可滿足基準一致的要求。當不能選中心孔作為精基準時，可采用軸的外外表或軸的外外表加一中心孔作為精基準。對精度要求不高的軸，為了減少加工工序，添加支撐剛度，普通選擇軸的外圓作精基準。4．工藝道路軸類零件主要外表加工的工藝道路如下：下料〔圓棒料毛坯〕→車端面、打中心孔→粗車各外圓外表→正火或調(diào)質(zhì)→修研中心孔→半精車和精車各外圓外表、車螺紋→銑鍵槽→淬火→修研中心孔→粗、精磨外圓→檢驗。5．加工例如下面給出單件小批量消費圖5-41所示軸的機械加工工藝過程的制定過程。圖5－411〕主要技術(shù)要求1〕Φ22mm兩段軸頸用于安裝軸承；Φ30和Φ20mm段上裝齒輪；上述軸頸的外表粗糙度Ｒa值不大于0.8μm。2〕各外圓柱外表對兩段Φ22mm軸頸的公共軸線的徑向圓跳動公差為0.02mm。3〕資料選擇45鋼，淬火硬度40～45HRC?！?〕工藝分析與軸承孔相配的兩Φ22mm軸頸，其尺寸精度為IT7，外表粗糙度Ｒa值不大于0.8μm；用于安裝齒輪的軸頸尺寸