數控加工工藝一2(機械加工工藝規(guī)程設計部分)新

1、如圖同時鉆兩孔，采用b)、c)兩種鉆模，試分別進行定位誤差分析；判斷其加工精度能否滿足加工要求？（v型塊夾角為90）,內 容 回 顧,和p69題2-10同類型,外圓支撐定位,完成p69題2-11圖a,為保證削邊銷的強度，常用的削邊銷結構形狀有三種。,為避免過定位，需要將另一銷“改造”！,一面兩孔組合定位組合定位,工件一面兩孔定位時的誤差,完成p69題2-11圖b,思 考 題,內孔定位,工件在夾具中的夾緊,1.夾緊裝置的組成及基本要求,組 成,（1）力源裝置 （2）中間傳力機構 （3）夾緊元件,作 用,1）改變作用力的方向； 2）改變作用力的大小； 3）使夾緊實現自鎖。,1）夾緊時不破壞工件定位

2、后的正確位置； 穩(wěn) 2）夾緊力大小要適當； 牢 3）夾緊動作要迅速、可靠； 快 4）結構緊湊，易于制造與維修。,基 本 要 求,2.夾緊力的確定,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點 (1)夾緊力方向的確定 1）主要夾緊力方向應垂直于主要定位面,2）夾緊力的作用方向應使所需夾緊力最小,3）夾緊力的作用方向應使工件變形盡可能小,()夾緊力作用點的確定,1）夾緊力應作用在剛度較好部位,2）夾緊力作用點應正對支承元件或位于支承元件形成的支承面內,3）夾緊力作用點應盡可能靠近加工表面,()夾緊力大小的估算,夾緊力的大小根據切削力、工件重力的大小、方向和相互位置關系具體計算，并乘以安全系數k

3、，一般精加工k =1.52，粗加工k = 2.53。,3.常用夾緊機構(只介紹一種),這種機構要求能自鎖，即當q去掉后不致因切削力和工件自重而退出。 此時要求f1rx。,鋼、鐵的靜摩擦系數f=0.10.15 即tg0.10.15，,f1=wtg1 rx=wtg(-2),1-2 1+2 令1=2 自鎖條件2,零件表面用什么方法加工？,加工方法確定后又如何安排加工順序？,問題：,毛坯,零件,加工,理 論 依 據,學習單元5：機械加工工藝規(guī)程設計,5-1機械加工工藝規(guī)程及制定,5-2零件圖的工藝分析、毛坯及加工余量,5-3工序尺寸及公差的確定,5-4 軸、套類零件機械加工,本單元內容,5-5箱體零件

4、機械加工,5-6習題及小測驗(四),一、生產過程和工藝過程,二、工藝過程的組成,三、生產綱領,四、生產類型以及工藝特征,本堂課內容,5-1機械加工工藝規(guī)程及制定,五、制定工藝規(guī)程的基本要求及方法與步驟,鑄鐵 廢鋼 鋁錠 輔助材料 ,熱處理,機械加工,部件裝配,鑄 造,鐵粉 碳粉 ,粉末冶金 燒結,粉末冶金件,鑄件,鍛件,鋼板,沖 壓,鉚、焊接,裝 配,油 漆,缸體 曲軸 變速箱殼體 齒輪 ,發(fā)動機 變速器 轉向器 驅動橋 ,協作件、電器系統 輪胎 其它部件,總裝配,試 車,汽 車,圖 汽車生產過程,一、生產過程和工藝過程,將原材料轉變成機械產品的全部勞動過程。,生產過程,被加工對象的尺寸、形狀

5、或性能產生一定的變化。,直接生產過程：,如：零件的機械加工、熱處理、裝配等。,間接生產過程：,不使加工對象產生直接變化。,如：工裝夾具的制造、工件的運輸、設備的維護等。,工藝過程,改變生產對象的形狀、尺寸、相互位置和性質，使其成為成品或半成品的過程。,毛坯制造工藝過程,用機械加工的方法，改變毛坯的形狀、尺寸、表面質量，使其成為合格品的過程。又稱工藝路線或工藝流程。,機械加工工藝過程,機器裝配工藝過程,將合格的機器零件和外購件、標準件裝配成組件、部件和機器的過程。,原材料,毛坯,是機械產品生產過程的一部分，加工一合格零件的全部勞動；,本門課程只研究機械加工工藝過程,毛坯,工件,工件,產品,工藝過

6、程,二、工藝過程的組成,工藝過程的組成,一個或一組工人、同一地點對同一或幾個工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。,工序,一組（個）工人 一個工作地（指機床） 連續(xù)地加工,工序三要素,嚴格來講：三要素任何一個改變都將視為不同工序。,標準=堅持,劃分工序的主要依據：,工作地（或設備）是否變動； 工作是否連續(xù)。,對于連續(xù)的理解，是劃分工序的關鍵！,生產規(guī)模不同，工序的劃分不一樣。,強調：,工件經一次裝夾后所完成的那一部分工序；,安裝,工件加工前，使其在機床或夾具中相對刀具占據正確位置并給予固定的過程，稱為裝夾。（裝夾包括定位和夾緊兩過程）,需要三個安裝,工位,為了完成一定的工序內容，一次裝夾后，工件與夾

7、具（或設備）的可動部分一起相對刀具（或設備）的固定部分所占據的某一個位置。, 減少工件的安裝次數,可實現加工時間與輔助時間重疊。, 減少輔助時間，縮短工時，提高效率。,多工位加工的好處：,加工表面、切削刀具不變的情況下所連續(xù)完成的那部分工序 ；,工步,工步是構成工序的基本單元。,工步三要素,加工表面不變（可以是單個表面或組合表面）,工具不變,連續(xù)性,為了提高生產率，用幾把刀具同時加工幾個表面，這也可看作一個工步，稱為復合工步。,組合銑刀銑平面復合工步,鉆、擴孔復合工步,立軸轉塔車床回轉刀架上的復合工步,刨平面復合工步,復合工步,走刀,在一個工步中，若被加工表面需切去的金屬層很厚，就可分幾次切削

8、，每切削一次為一次走刀。,工藝規(guī)程中常不包含走刀，但對加工量影響大的場合，應規(guī)定走刀（余量）。,走刀亦稱進給,工序與安裝、工位及工步、進給之間的關系,三、生產類型以及工藝特征,生產綱領,生產綱領是指企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。計劃期常定為1年，所以生產綱領常稱為年產量。,生產類型,指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產專業(yè)化程度的分類。,小批生產： 生產特點與單件生產基本相同。 中批生產： 生產特點介于小批生產和大批生產之間。 大批生產： 生產特點與大量生產相同。,單件生產,大量生產,成批生產,分類,產品做得少，只做一件或數件；一個工作地進行多工序和多品種的作業(yè)；重型機器、大

9、型船舶，新樣機制造屬此類型。,產品生產數量大，需連續(xù)不斷地進行生產；一個工作地重復不斷地進行某工序的加工；如汽車通用件（軸承、螺栓）自行車等屬此類生產類型。,產品生產數量較多，周期地成批投入生產；一個工作地順序地、分批地完成不同工件的某些工序；通用機床，數量需求不大，但常更新產品就屬此類型。,p74表3-3 生產類型和生產綱領的關系,劃分生產類型的意義,大批、大量生產 宜用高產專用機床和自動化生產系統，降低成本，提高競爭力。 剛性 單件、小批生產 宜通用性好的機床進行生產，從而降低成本。,有利于進行生產的規(guī)劃和管理。,數控機床，加工中心 適用于當今產品多品種，少批量生產自動化的要求。,“柔性”

10、,生產類型以及工藝特征,p74 表3-4,一）工藝規(guī)程的作用,工藝規(guī)程,工藝規(guī)程是指導生產的主要技術文件；,作用,把零件加工的全部工藝過程按一定格式 寫成書面文件就叫做工藝規(guī)程。,定義,合理的工藝規(guī)程在總結實踐經驗的基礎上，依據科學的理論和必要的工藝試驗后制訂的，反映了加工中的客觀規(guī)律。,工藝規(guī)程是組織生產和管理的基本依據；,工藝規(guī)程是新建、擴建工廠（車間）的基本資料;,工藝規(guī)程是進行技術交流的重要文件。,完整性,規(guī)范性,四、制定工藝規(guī)程的基本要求及方法與步驟,二）工藝規(guī)程的類型及格式,1)機械加工工藝過程卡片,以工序為單元，簡要說明工件加工過程的工藝文件！,目前各廠所用的工藝規(guī)程的具體格式雖

11、不統一，但內容大同小異！,？,列出了加工零件所經過的工藝路線（毛坯制造、機械加工、熱處理）！,簡單零件單件小批量生產中，（具體每工序參數等操作者掌握）可使用與生產！,因內容不具體，主要不用于指導生產，主要用于生產管理和調度使用；,2)機械加工工藝卡片,按機械加工工藝階段編制的一種工藝文件！,詳細說明工件在工藝階段中的工序號、工序名稱、工序內容、工藝參數、操作要求及采用的設備和工裝等！,可以指導工人操作和幫助車間管理人員掌握零件加工全過程！ 廣泛用于中小批量生產中的重要零件加工！,3)機械加工工序卡片,在工藝過程卡或工藝卡片的基礎上，以工步為單元按工序編制的一種工藝文件！,一般具有工序簡圖,用定

12、位夾緊符號表示定位基準、夾壓位置和夾壓方式；,詳細說明該工序各工步的加工內容、工藝參數、操作要求及采用的設備和工裝等！,用加粗實線指出本工序的加工表面，標明工序尺寸、公差及技術要求。,零件加工批量較大時，可采用這種卡片?。ㄒ驗榛究梢篮J畫瓢，照方抓藥）,對于數控加工，要求更加嚴格,需要在此基礎上至少有數控加工工序卡、刀具卡（依樣本寫出規(guī)格）、走刀路線卡（工件坐標原點、刀具將移動的軌跡）、工件裝夾卡（定位方式）,數控加工工序卡,數控加工刀具卡片,根據加工要求選擇合適的刀片和相應的刀桿（iso1832-1991）,刀桿代號示例,根據刀架尺寸、刀片類型和尺寸選擇刀桿,從相應的刀片資料中查找切削用量

13、的推薦值,確定工件材料和加工類型（外圓、孔或螺紋）,根據粗、精加工要求和加工條件確定刀片的牌號和幾何槽形,切削用量修正系數,刀具,刀座,刀架,將刀桿安裝到刀架上，保證刀桿方向正確！,進給路線卡,用一個簡單的例子說明,數控加工工件安裝和零點設定卡,三）制定工藝規(guī)程的步驟,（一）制訂工藝規(guī)程的方法和主要依據（即原始資料）,（1）產品整套裝配圖和零件工作圖；（2）產品年產量；（3）本廠生產條件：設備、工裝、工人技術水平等情況；（4）毛坯生產和供應條件；（5）產品的驗收質量標準；,(1)方法：,認真研究、分析原始資料。參照國內外文獻、結合現場實際編程。虛心征求工人意見。,(2)原始資料：,（二）對待工

14、藝規(guī)程的態(tài)度,工藝規(guī)程是經過逐級審批的，因而也是工廠生產中的工藝紀律，有關人員必須嚴格執(zhí)行。,1）嚴格遵守,2）允許修改,隨著科學技術的進步和生產的發(fā)展，工藝規(guī)程會出現某些不相適應的問題，因而工藝規(guī)程應定期整頓，及時吸取合理化建議、技術革新成果、新技術和新工藝。使工藝規(guī)程更加完善和合理。,即保證質量、提高效率、節(jié)約成本,立足于本企業(yè)實際,減輕工人的勞動強度、與時俱進,（三）一般步驟,(1)研讀圖樣資料,(2)確定毛坯類型,(3)擬定工藝路線,(4)確定設備工裝,(5)確定加工余量,(6)指定時間定額,(7)確定工序要求,(8)填寫工藝文件,5-2零件圖的工藝分析、毛坯及加工余量,一、零件圖的工

15、藝分析,熟悉產品用途、基本結構、技術性能、工作條件、質量標準、生產綱領；,1分析零件圖和產品裝配圖,(1) 檢查零件圖的完整性和正確性,檢查視圖是否足夠、正確、齊全，表達是否直觀、清楚；（尺寸有無矛盾） 繪制是否符合國家標準；（p233圖7-40誤）,前提：了解零件形狀和結構；,在制訂工藝規(guī)程時，首先必須對零件圖進行認真分析。,零件圖是制訂工藝規(guī)程最主要的原始依據。,按結構特征將產品逐級分解成零件，掌握裝配關系和連接方式；,以裝配關系為主線，確定加工中的關鍵技術問題！,若出現錯誤，按規(guī)定程序予以改正,零件的技術要求的內容：,(2) 零件的技術要求分析,分析零件技術要求的目的：,一、決定主要表面

16、的加工方法（尺寸精度、表面質量）及工藝措施（位置決定裝夾、熱處理決定加工過程）； 二、檢查技術要求的合理性（過高難加工、過低不能使用）。,（1）加工表面的尺寸精度； （2）形狀精度； （3）相互位置精度； （4）表面粗糙度以及表面質量方面要求； （5）熱處理要求及其它要求（如動平衡等）。,(3) 零件的材料分析,意義：通過零件的材料分析可判斷其加工的難易程度，為選擇刀具材料和切削用量提供依據。 原則：所選的零件材料應經濟（立足國情）合理（不妨礙使用），切削性能好，滿足使用性能的要求。,材料為t8a，2的要求裝配時進行鉆、鉸因長度只有15，淬硬方頭時，要保證8不變硬很難 ；,若改為20cr局部滲

17、碳，對2h7處進行鍍銅或用其它方法保護，這就可行了。,(4) 合理的標注尺寸,零件圖上的重要尺寸應直接標注,非加工面與加工面之間只能有一個聯系尺寸。,零件圖上標注的尺寸應便于尺寸控制,2、零件的結構工藝性分析,所設計的產品在能滿足使用要求的前提下，制造的可行性和經濟性。,為了滿足不同的使用要求，盡管機械零件形狀、幾何尺寸、技術要求很龐雜，但是從幾何角度出發(fā)不難發(fā)現：不同零件只是構成零件的表面形狀、尺寸和組合形式不同而已！,1.工件應便于機床或夾具上裝夾，并盡量減少裝夾次數。 2.刀具易于接近加工部位，便于進刀、退刀、越程和測量，以及便于觀察切削情況等。 3.盡量減少刀具調整和走刀次數。 4.盡

18、量減少加工面積及空行程，提高生產率。 5.便于采用標準刀具，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，必要時應便于采用多刀、多件加工。 8.有適宜的定位基準、且定位基準至加工面的標柱尺寸應便于測量。,所謂合理的結構工藝性是指：,因此，從形體入手弄清零件結構，有助于確定加工方法和控制成本！,結構工藝性,結構工藝性舉例,結構工藝性與加工方法有關,從普通車床或磨床的切削方式進行工藝性判斷，a型的工藝性最好，b型次之，c型最差。,刀具制造困難，切削抗力比較大，刀具磨損后不易重磨,若改用數控機床加工c型工藝性最好，b型次之，a型最差。,試分析習圖示零件在結構工

19、藝性上有哪些缺陷？如何改進？,結構工藝性練習, 螺紋左端無倒角，右端無退刀槽。應增加倒角和退刀槽。, 錐面與圓柱面連接處應加退刀槽。, 右端圓柱面右端應加倒角，與大圓柱面右端面連接處應加退刀槽。, 兩鍵槽寬度應一致，且方位也應一致。,修改前見圖,修改后見圖,零件是由毛坯按照其技術要求經過各種加工而最后形成的。毛坯選擇的正確與否，不僅影響產品質量，而且對制造成本也有很大的影響。因此，正確地選擇毛坯有著重大的技術經濟意義。,二、毛坯的種類和選擇,毛坯種類,鑄件,適用于形狀復雜的毛坯。 薄壁零件，不可用砂型鑄造； 尺寸大的鑄件宜用砂型鑄造； 中、小型零件可用較先進的鑄造方法。,鍛件,適用于強度較高、

20、形狀較簡單的零件。 尺寸大的零件一般用自由鍛； 中、小型零件選模鍛； 形狀復雜的鋼質零件不宜自由鍛。,常用毛坯的種類有鑄、鍛、壓制、沖壓、焊接、型材和板材等 。,熱軋型材的尺寸較大，精度低，多用作一般零件的毛坯； 冷軋材尺寸較小，精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中、小零件，適用于自動機床加工,對于大件來說，焊接件簡單、方便，特別是單件小批生產可大大縮短生產周期。 但焊接后變形大，需經時效處理,適用于形狀復雜的板料零件，多用于中、小尺寸件的大批大量生產,焊接件,冷沖壓件,毛坯種類,型材,大型齒輪毛坯,工業(yè)汽輪機葉片毛坯,連桿毛坯,毛坯種類選擇,零件材料及機械性能 零件的功能 生產類型 具體生產

21、條件,毛坯形狀、尺寸選擇,總的要求是：毛坯的形狀和尺寸應盡量與零件接近，以便減少機械加工量、力求實現少切削或無切削加工。,零件的尺寸和形狀決定著毛坯的形狀和尺寸（臺階軸）,為使加工時工件安裝穩(wěn)定可靠，有些鑄件需鑄出工藝搭子，工藝搭子在加工后一般均應切除。,電動機端蓋毛坯,將一些分離件合成一個鑄件，待加工到一定階段后再切開，以保證加工質量和加工方便。,為了提高生產率和加工過程中便于裝夾，可以將一些小零件多件合成一個毛坯，加工到一定階段后再切開分離。,毛坯零件綜合圖,選定毛坯后，即應設計、繪制毛坯圖。,常用材料的毛坯生產方法,注：表中“”表示材料適宜或可以采用的毛坯生產方法。,如何回答？,三、加工

22、余量的確定,零件加工實例,不加工表面,加工余量,用去除材料方法制造機器零件時，一般都要從毛坯上切除一層層材料之后才能制得符合圖樣規(guī)定要求的零件。,加工余量,加工過程中，所切去的金屬層厚度!,加工余量的分類,加工余量,雙邊余量:對于外圓內圓等對稱表面加工余量用雙邊余量2zb表示,工序余量,相鄰兩工序的工序尺寸之差,加工總余量,毛坯尺寸與零件圖樣的設計尺寸之差,加工余量,總余量z0與工序余量zi 的關系：,單邊余量:對于非對稱表面，其加工余量用單邊余量 zb 表示,單邊余量: zb =la-lb,雙邊余量: 外圓表面 2 zb =da-db 內圓表面 2 zb =db-da,工序尺寸公差一般按“入

23、體原則”標注,由于各工序尺寸都有偏差，故實際切除的余量是變化的。 工序余量又分為公稱余量zb、最大余量zmax、最小余量zmin 對于被包容面，本工序的公稱余量: zb =la-lb,zmax= la (lb tb)= zb + tb zmin =( la ta ) lb= zb ta,a.機加工中、工序公差按入體原則 即：.對軸類： 單向負偏差.對孔類： 單向正偏差,b.毛坯制造偏差取對稱正負偏差,最大工序余量： z2max=d1max-d2min =z2+2最小工序余量： z2min=d1min-d2max=z2-1工序余量公差：z2=z2max-z2min=1+2,1) 對軸類尺寸：工序

24、中：,最大工序余量： z2max=d2max-d1min=z2+2最小工序余量： z2min=d2min-d1max=z2-1工序余量公差： z2=z2max-z2min=1+2,2)對孔類尺寸：工序中：,驗證了用入體的好處。,加工余量和工序尺寸的關系：,包容件的加工余量及公差圖,被包容件的加工余量及公差圖,加工方向,加工方向,加工余量的大小對于工件的加工質量和生產率均有較大的影響。 加工余量過大，增加消耗、成本。 加工余量過小，不能消除各種缺陷和誤差，造成廢品。 因此，應當合理地確定加工余量。,工序余量的影響因素,又,而zi= 最小加工余量+前工序公差， 即：zb=zbmin+ta；,要想合

25、理確定加工余量zb，必須先分析影響最小加工余量zbmin的因素。,例如，要車一個零件的內孔（圖a）：前工序（鉆）產生的形位誤差放大為圖b,若要將本孔前工序的形狀誤差及表面層缺陷切除，車孔的單邊最小加工余量應包括上述誤差及缺陷的數值。,1)上工序表面粗糙度ra,2)上工序表面缺陷層da,影響余量的主要因素,3)上工序表面尺寸公差和形狀誤差ta,4）上工序的相互位置誤差,軸的彎曲對加工余量的影響,5)本工序加工時的安裝誤差,確定加工余量的方法,查表法,根據各工廠的生產實踐和試驗研究積累的數據，先制成各種表格，再匯集成手冊。確定加工余量時，查閱這些手冊，再結合工廠的實際情況進行適當修改后確定,經驗估

26、計法,根據實際經驗確定加工余量。一般情況，為防止因余量過小而產生廢品，經驗估計的數值總是偏大,分析計算法,根據上述的加工余量計算公式和一定的試驗資料，對影響加工余量的各項因素進行分析，并計算確定加工余量,非對稱加工 zbta+ra+ha+a+b 對稱加工 2zbta+2（ra+ha）+2a+b,研磨等精整加工2zb=2ra,用這種方法確定加工余量比較經濟合理，但必須有比較全面和可靠的試驗資料。目前，只在材料十分貴重，以及軍工生產或少數大量生產的工廠中采用。,單件小批生產中加工中、小零件，其單邊加工余量參考數據如下： 總加工余量 (手工造型)鑄件 3.57mm 自由鍛件 2.57 mm 模鍛件

27、1.53 mm 圓鋼料 1.52.5 mm 工序余量 粗車 11.5 mm 半精車 0.81 mm 高速精車 0.40.5 mm 低速精車 0.10.15 mm 磨削 0.150.25 mm 研磨 0.0050.002 mm 粗鉸 0.150.35 mm 精鉸 0.050.15 mm 珩磨 0.020.15 mm,經驗估計法,粗基準：選用毛坯表面來定位的基準。（在第一道工序中只能選用毛坯表面來定位）精基準：采用已加工過的表面來定位的基準。（在第一道工序之后的各工序中）,輔助基準：(有時遇到這種情況)，工件上沒有能作為定位基準用的恰當表面，而在工件上專門設置或加工出定位表面。常用的有工藝孔和工藝

28、搭子。,輔助基準在零件上不起定位作用，純粹是為了工藝上的需要。加工完畢后，若有需要（如有礙外觀等）可予以去除。,四、定位基準的選擇,“過河拆橋”,a）正面,b）反面,注意：銑削外形時，應使工件與工藝凸臺之間留有l(wèi)mm左右的材料連接，最后鉗工去除工藝凸臺。,粗基準和精基準所起作用不同，兩者的選擇原則并不一樣。,(1)粗基準的選擇原則,1)兩個出發(fā)點： a.保證各加工表面有足夠余量。 b.保證不加工表面的尺寸和位置符合圖紙要求。,若工件必須首先保證加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應選不加工表面為粗基準，以達到壁厚均勻，外形對稱等要求。,不加工表面原則,2)選取原則：,特別的：若ab，應選b面

29、，否則選a面。,合理分配加工面的余量原則（包括兩個方面）,若工件必須首先保證某重要表面余量均勻，則應選該表面為粗基準。,若工件上每個表面都要加工，則應以余量最小的表面作為粗基準，以保證各表面都有足夠余量。,粗基準表面應盡可能平整光潔不能有飛邊，澆口，冒口或其它缺陷,以便使定位準確、夾緊可靠。,粗基準盡量避免重復使用，在同一尺寸方向上通常只允許使用一次。,粗基準究竟是毛坯表面比較粗糙，重復定位精度低。,2)原則:,基準重合原則：盡可能選用設計基準作為精基準，避免基準不重合誤差。,如圖，加工中，為了保證尺寸a，應如何進行定位？,(2) 精基選擇原則：,1)出發(fā)點：應考慮減少定位誤差，安裝方便準確。

30、,如圖，圖b方案：夾具簡單，但孔中心距a難于保證。為保證尺寸a需提高尺寸c的制造精度。圖 (c)方案則相反。,基準統一原則,盡可能選用統一的定位基準加工各表面，以保證各表面間的位置精度。,基準統一的好處：a.有利于保證各加工表面的相互位置要求，避免基準轉換帶來的誤差。b.可簡化夾具的設計與制造，縮短生產準備周期。典型方案：軸類零中加工采用中心孔和箱體類零中加工采用一面兩孔。,注意：基準統一原則常常會帶來基準不重合的問題，此時應綜合考慮。,對于某些精加工或光整加工工序，因為這些工序要求余量小而均勻，以保證表面加工的質量并提高生產率，此時應選擇加工表面本身作為精基準。,典型的采用自為基準加工的方法

31、有：珩磨、高速自由鏜浮動鏜等。,注意：采用自為基準僅能提高表面質量，不能提高形位精度，該加工表面與其它表面之間形位精度則應由先行工序保證。,自為基準原則,如：（無心磨？）,互為基準的原則,保證工件定位準確、夾緊可靠、操作方便的原則,對于某些位置度要求很高的表面，常采用互為基準反復加工的辦法來達到位置度要求。,如車床主軸前后支承軸頸與前錐孔有很高的同軸度要求。,措施：接觸面積和分布面積盡可能大。,五、工藝路線的擬定,其實質就是：選擇合適的定位基準的基礎上，選擇個加工表面的加工方法、安排加工的先后順序、確定工序的集中與分散程度以及選擇則設備與工裝。,1、加工方法的選擇,加工經濟精度和經濟粗糙度的概

32、念,經濟精度（經濟表面粗糙度）,在正常加工條件下（采用符合質量標準的設備、工藝裝備和標準技術等級的工人，不延長加工時間）所能達到的加工精度（表面粗糙度）。,選擇加工方法時考慮的因素,為正確選擇，應了解各加工方法的特點，并掌握經濟精度和經濟粗糙度的概念！,工藝路線的擬定是制定工藝規(guī)程的關鍵性一步。,工件材料的性質。 例如，淬火鋼精加工用磨削，有色金屬的精加工要用高速精細車或精細鏜（金剛鏜）。,p84p87表3-5、6、7、8,例如，it7的孔可用鏜（箱體上的大孔）； 拉（大量生產中的中小件）； 鉸（小孔）； 磨（淬火后的孔）。 又如，平面，可用銑（大平面）； 刨（窄長平面，垂直精度要求高的）；

33、磨（精度要求高的、表面粗糙度小的、淬火后的）。,工件的形狀和尺寸。,例如，平面和孔大量生產中采用拉削加工。單件小批生產則采用刨削、銑削平面和鉆、擴、鉸孔。 又如由于大批大量生產能選用精密毛坯，如用粉末冶金制造油泵齒輪，精鍛錐齒輪，精鑄中、小零件等，因而可簡化機械加工，毛坯制造后，直接進入磨削加工。,生產類型及考慮生產率和經濟性問題。,要充分利用現有設備,挖掘企業(yè)潛力，發(fā)揮職工的積極性和創(chuàng)造性。,本廠現有設備、技術不應一謂追求高精設備,如表面紋路方向的要求，鉸削和鏜削孔的紋路方向與拉削的紋路方向不同，應根據設計的特殊要求選擇相應的加工方法。,特殊要求。,2、加工階段的劃分,（1）按加工性質和作用

34、不同，工藝路線可分成如下幾個階段。,粗加工,切除毛坯大部分余量，接近成品的形狀和尺寸,半精加工,主要表面留下精加工余量并達到一定的精度，完成一些次要表面的加工,光整加工,保證主要表面精度和表面粗糙度,精加工,獲得很高的尺寸精度、降低表面粗糙度或使其表面得到強化,加工階段的劃分,當加工質量要求較高時，應劃分加工階段。一般可分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。當加工精度和表面質量要求特別高時，可增設光整加工和超精密加工,對it6 以上，ra0.2的表面進行加工,荒加工毛壞余量特別大，表面極其粗糙。在粗加工前進行去皮加工。,保證加工質量,有利于合理使用設備,便于安排熱處理工序,便于及時發(fā)現毛坯缺陷

35、,精加工和光整加工過的表面少受磕碰損壞,（2）劃分加工階段的理由,粗加工，切削余量大，工藝單位受力，熱變形，粗加工與精加工分開，可實現自然時效。,a.粗加工：功率大，切削效率高。b.精加工：精度高，受力小，有利于延長等精度機床的壽命,粗加工之后去應力時效； 精加工后淬火； 精加工后：冰冷處理及低溫回火。,及時報廢或修補，避免造成更大浪費,（3）不劃分加工階段的情況,加工要求不高，工件剛性足夠，毛坯質量高，切削余量小時，為減小夾緊力的影響，粗加工后應松開，以較小力重新夾緊。再進行精加工。有些重型零件中，為減少安裝運輸費用。,3、工序的集中與分散,確定了加工方法和劃分加工階段之后，零件加工的內容也

36、就確定了。 將如何劃分工序呢？,工序劃分的方法,按所用刀具劃分,按裝夾次數劃分,按粗精加工劃分,按加工部位劃分,加工中心常用,加工內容不多常用,加工變形大常用,加工復雜工件常用,1）工序集中的特點優(yōu)點： 零件各加工表面的加工集中在少數幾道工序內完成，各工序內容多，工步多。有利于采用高效的專用設備和工藝裝備，生產效率高。生產面積和操作工人數減少，工藝路線短?？珊喕a計劃和生產組織工作。工件裝夾次數減少，輔助時間縮短，加工表面間的位置精度易于保證。缺點： 設備工藝裝備投資大、調整、維護復雜，生產準備工作量大，更換新產品困難，柔性差。,2）工序分散的特點: 工序多，工藝過程長，各工序加工內容少，有

37、的情況只有一個工步。 所使用的設備和工藝裝備較簡單，易于調整，掌握。有利于選用合理的切削用量，減少工序基本時間。設備數量多，生產面積大，人員多，但不易于適應新產品的生產。,工序集中與分散的選擇,工序的集中與分散程度必須根據生產規(guī)模、零件的結構特點和技術要求、機床設備等具體生產條件進行綜合分析確定。如：a.單件小批：在通用數控機床上實現工序集中b.大批大量生產：宜采用專機來實現工序集中c.成批生產：集中為宜，不宜采用昂貴設備和工藝裝備使工序集中，而是采用多刀多工位進行工序集中。,5、加工順序安排,（1）遵循四個原則: a.先粗后精 精度逐步提高；b.先主后次 先行裝配基面和主要工作面的加工，與主

38、要表面有聯系的槽、孔等，介于半精加工與精加工之間。c.基面先行 即首先應加工出選作定位基準的精基準表面，然后再以精基準定位加工其它表面。如打中心孔。d.先面后孔 平面輪廓大、定位穩(wěn)定可靠。 （配套加工） 當部件精度很高時，某些表面精加工應安排在部件裝配或總裝過程中進行，否則將導致零件精度過高而無法加工。,（2）熱處理工序安排,熱處理目的：,改變材料的性能，消除內應力。,最終熱處理： 目的： 提高材料的強度和硬度。 安排： 在半精和精加工之間， 包括：淬火、滲碳、氮化、調質等 。,預備熱處理： 目的：改善切削性能，消除毛坯內應力。安排：在加工之前。包括：退火、正火和調質等。應用： a.含碳0.5

39、%，退火 降低硬度；b.含碳0.5%，正火 增大硬度，使不粘刀；c.調質，細化組織,應用： 淬火：強度，塑性、鋼性，組織不穩(wěn)定，易變形，淬火后應進行回火。滲碳：強度變動加大 氮化：氮化前后都應進行磨削加工， a.前者：使氮化層厚度均勻。 b.后者：降低表面粗糙度ra。調質：用以獲得強度高，鋼性好的綜合性能要求。,去應力處理 目的：消除應力，減小變形方法：人工時效、退火、高溫去應力等應用： a.一般鑄件：在粗加工后進行； b.精度要求高的鑄件：在半精加工之后，進行第二次 c.高精度的絲桿、軸等，在粗車、粗磨、半精磨之后均需進行時效處理，為穩(wěn)定尺寸。還需進一步進行冰冷處理（-70-80攝氏度，12

40、小時）,人工時效：就是將鑄件以50100/小時的速度加熱到500550，保溫35h,然后以2050/h的速度隨爐冷卻。 自然時效：就是將鑄件在露天放置幾個月到幾年時間，讓鑄件在自然界經受日曬雨淋的“錘煉”，使材料組織內部應力松弛并逐漸趨于穩(wěn)定。,基準先行,先主后次,先粗后精,先面后孔,切削加工工序,熱處理工序,預備熱處理,消除殘余應力處理,最終熱處理,表面裝飾性鍍層和發(fā)蘭處理,一般安排在粗加工前,粗加工、半精加工和精加工之間,一般安排在精加工前,一般都安排在機械加工完畢后,輔助工序,自檢 重要工序的前后 送往外車間加工之前 全部加工工序完成,淬火工序之前全部加工工序完成,5-3工序尺寸及公差的

41、確定,零件圖樣的設計尺寸往往需要多道機加工序得到！,每道工序完成后應保證的尺寸稱為該工序的工序尺寸；,與其相應的公差稱為該工序的工序公差；,工序尺寸及公差取決于：,設計尺寸,加工精度,表面質量,定位方式,所以，計算工序尺寸以及公差應視情況而定！,據此查詢余量,一、基準重合時工序尺寸以及公差的確定,具體操作：由最后一道工序往前推!,此時，工序尺寸及公差直接由各工序的加工余量和所能達到的精度確定！,包容件的加工余量及公差圖,被包容件的加工余量及公差圖,加工方向,加工方向,擬定加工路線：,粗車,半精車,淬火,粗磨,精磨,研磨,確定各工序的加工余量：,查表法：,研磨：0.01mm，粗磨：0.3mm，精

42、磨：0.1mm 半精車：1.1mm，粗車：4.5mm 可得：z總=6.01mm,圓整取： z總= 6 mm 則取粗車余量：4.49 mm,當基準重合時，工序尺寸的計算舉例,3.確定各工序的經濟精度及表面粗糙度: 按“入體原則”分配偏差,查表: 研磨：,精磨：,粗磨：,半精車：,粗車：,毛坯：2mm,4.計算工序間尺寸、公差,研磨：50,精磨：50+0.01=50.01,粗磨：50.01+0.1=50.11,半精車：50.11+0.3=50.41,粗車：50.41+1.1=51.51,鍛造毛坯：51.51+4.49=56,確定工序尺寸一般方法,5）毛坯余量（由毛坯圖給出）故第1工序余量由計算確定

43、。,所需資料準備,機械加工工序余量表,機械加工公差表,執(zhí)行步驟,1）確定各工序余量和總余量；（查表獲得）,2）獲取各工序基本尺寸；（遞推公式）,對于被包容面：,對于被包容面：,設計尺寸-工序余量=工序基本尺寸,設計尺寸+工序余量=工序基本尺寸,3）公差確定,最終加工工序公差（直接獲得）,其余工序公差用 （加工方法所對應的加工經濟精度確定）,4）標注工序尺寸公差,最終工序（直接獲得）,其余工序按“入體原則”標注,例如，某車床的主軸箱，材料為ht200，鑄件精度2級，最大尺寸為850510?，F在準備加工100js6,ra0.8的主軸孔。選定的加工方法為粗鏜半精鏜精鏜浮動鏜。試計算工序尺寸。計算列表

44、如下：,二、基準不重合時工序尺寸以及公差的確定,如圖零件，a1、和a0為設計尺寸。先以底面a為定位基準加工上表面，得尺寸a1，當用調整法加工臺階b面時，為定位穩(wěn)定，并簡化夾具，仍然以底面a定位，但此時定位基準和設計基準不重合，所以尺寸a0無法直接獲得！,一、引題：,但是，通過仔細觀察，發(fā)現尺寸a2可以直接得到！不難發(fā)現，a0+ a2=a1，即：通過控制尺寸a2，在已知a1的基礎上，間接的得到尺寸a0。,把通過這種方式得到工序尺寸以及公差的方法，叫做解尺寸鏈！,在零件加工或機器裝配過程中，由相互依賴且首尾相接的尺寸形成的封閉尺寸組。,二、尺寸鏈（dimensional chain ）：,尺寸鏈的

45、含義包含兩層意思： (1)封閉性：尺寸鏈的各尺寸應構成封閉形式（并且是按照一定順序首尾相接的。(2)關聯性：尺寸鏈中的任何一個尺寸變化都將直接影響其它尺寸的變化。,尺寸鏈的性質,3、尺寸鏈的有關術語,尺寸鏈的環(huán),構成尺寸鏈的每一個尺寸都稱為“環(huán)”。,組成,在零件加工或機器裝配過程中，最后自然形成（即間接獲得或間接保證）的尺寸。 表示方法：下標加，如a、l。,封閉環(huán),(1) 由于封閉環(huán)是最后形成的，因此在加工或裝配完成前,它是不存在的。 (2) 封閉環(huán)的尺寸自己不能保證，是靠其它相關尺寸來保證的。,封閉環(huán)的特點,封閉環(huán)的重要性,(1) 若封閉環(huán)判斷錯誤，則全部分析計算之結論也必然是錯誤的。(2)

46、 工藝尺寸鏈中封閉尺寸通常是精度較高，往往是產品技術規(guī)范或零件工藝要求決定的尺寸，且往往是已知標注尺寸。 裝配尺寸鏈中，封閉環(huán)往往代表裝配中精度要求的尺寸；,一個尺寸鏈中，除封閉環(huán)以外的其他各環(huán)，都是“組成環(huán)”。 按其對封閉環(huán)的影響可分為增環(huán)和減環(huán)。 表示為：ai 、li i=1,2,3,增環(huán)：在尺寸鏈中，當其余組成環(huán)不變的情況下，將某一組成環(huán)增大，封閉環(huán)也隨之增大，該組成環(huán)即稱為“增環(huán)”。,增環(huán),組成環(huán),減環(huán)：在尺寸鏈中，當其余組成環(huán)不變的情況下，將某一組成環(huán)增大，封閉環(huán)卻隨之減小，該組成環(huán)即稱為“減環(huán)”。,減環(huán),第一步：繪制尺寸鏈圖； 第二步:用首尾相接的單箭頭線順序表示各環(huán)。,增減環(huán)的快

47、速判斷,與封閉環(huán)箭頭方向相同的環(huán)即為減環(huán)； 與封閉環(huán)箭頭方向相反的環(huán)即為增環(huán)。,(2) 裝配尺寸鏈：在機器設計成裝配中，由機器或部件內若干個相關零件構成互相有聯系的封閉尺寸鏈。包含零件尺寸、間隙、形位公差等。(3) 工藝系統尺寸鏈：在零件生產過程中某工序的工藝系統內，由工件、刀具、夾具、機床及加工誤差等有關尺寸所形成的封閉尺寸鏈。,三、尺寸鏈的分類,1.按不同生產過程來分(1) 工藝尺寸鏈：在零件加工工序中，由有關工序尺寸、設計尺寸或加工余量等所組成的尺寸鏈。,2按照各構成尺寸所處的空間位置，可分為:,(1) 直線尺寸鏈：尺寸鏈全部尺寸位于兩根或幾根平行直線上，稱為線性尺寸鏈。,(2) 平面尺

48、寸鏈: 尺寸鍵全部尺寸位于一個或幾個平行平面內。,(3) 空間尺寸鏈: 尺寸鏈全部尺寸位干幾個不平行的平面內。,3按照構成尺寸鏈各環(huán)的幾何特征，可分為：(1) 長度尺寸鏈：所有構成尺寸的環(huán)，均為直線長度量。(2) 角度尺寸鏈：構成尺寸鏈的各環(huán)為角度量，或平行度、垂直度等。,例如齒輪減速箱裝配后，要求軸承左端面與左端軸套之間的間隙為l 。此尺寸可通過事先檢驗零件的實際尺寸l1、l2、l3、l4、l5 ，就可預先知l的實際尺寸是否合格?,1已知組成環(huán)，求封閉環(huán) 根據各組成環(huán)基本尺寸及公差（或偏差），來計算封閉環(huán)的基本尺寸及公差（或偏差），稱為“尺寸鏈的正計算”。這種計算主要用在審核圖紙，驗證設計的

49、正確性。,四、尺寸鏈的計算方法,有正計算、反計算和中間計算三種類型。,2已知封閉環(huán)，求組成環(huán),如齒輪零件軸向尺寸加工，采用的工序如圖，現需控制幅板厚度10土0.15，如何控制l1、l2、l3,工序1；車外圓，車兩端面后得l1=40 工序2；車一端幅板，至深度l2. 工序3：車另一端幅板，至深度l3。并保證10士0.15。 由上述工序安排可知，幅板厚度10士0.15是按尺寸l1、l2、l3加工后間接得到的。因此,為了保證10士15，勢必對l1，l2，l3的尺寸偏差限制在一定范圍內。即已知封閉環(huán)l =10士0.15，求出各組成環(huán)l1，l2，l3尺寸的上下偏差。,3.已知封閉環(huán)及部分組成環(huán)，求其余組

50、成環(huán) 根據封閉環(huán)和其他組成環(huán)的基本尺寸及公差（或偏差）來計算尺寸鏈中某一組成環(huán)的基本尺寸及公差（或偏差）。,其實質屬于反計算的一種，也可稱作“尺寸鏈的中間計算”。,尺寸鏈計算的基本公式,(1) 極值解法,(2) 概率解法：又叫統計法。,封閉環(huán)的基本尺寸,封閉環(huán)的極限尺寸,極小值,極大值,封閉環(huán)的尺寸偏差,上偏差,下偏差,封閉環(huán)的公差,解尺寸鏈實例？,尺寸鏈的解算步驟,繪制尺寸鏈簡圖,封閉環(huán)的判定,增環(huán)和減環(huán)的簡易判斷,解封閉環(huán),唯一性,已知性,間接獲得性,依次繪出各有關尺寸，排列出封閉尺寸,凡與封閉環(huán)箭頭方向相同的環(huán)即為減環(huán)； 與封閉環(huán)箭頭方向相反的環(huán)即為增環(huán)。,計算,驗算,測量基準與設計基準

51、不重合的尺寸換算在生產實際中是經常遇到的。如圖所示：,圖中要加工三個圓弧槽，設計基準為與50同心圓上的交點,若為單件小批生產，通過試切法獲得尺寸時，顯然在圓弧槽加工后，尺寸就無法測量，因此，在擬定工藝過程時，就要考慮選用圓柱表面或選用內孔上母線為測量準來換算出尺寸。,設計基準,一）測量基準與設計基準不重合時的尺寸換算,五、實例計算,解：以50下母線為測量基準時，可畫出如下尺寸鏈：,在該尺寸鏈中，外徑是由上道工序加工直接保證的，尺寸t應在本測量工序中直接獲得，均為組成環(huán)；而r5是最后自然形成且滿足零件圖設計要求的封閉環(huán)。,故該尺寸鏈中，外徑是增環(huán)，t是減環(huán)。,求基本尺寸：,t 45,求t 的上、

52、下偏差 ：,x t0,s t+0.2,故測量尺寸t為：,驗算：t5=t50+t45，即0.3=0.1+0.2,同理，以選內孔上母線c為測量基準時，可畫出如下尺寸鏈：,這時，外圓半徑為增環(huán)，內孔半徑及尺寸h為減環(huán)，r5仍為封閉環(huán)。,計算后可得h的測量尺寸為 ：,例、右圖加工活塞銷孔時，常以底面及止口b作定位基準，因為有基準不重合誤差。,為保證尺寸460.06mm的精度，可求出從底面到銷孔的工藝尺寸a2來間接保證尺寸a0（460.06）。,多工序尺寸換算,工序1 : 鏜內孔至工序2 ：插鍵槽至尺寸a；工序3 ：熱處理；工序4 ：磨內孔至 。,如圖所示的某一帶鍵糟的齒輪孔，按使用性能，要求有一定耐磨性，工藝上需淬火后磨削，則鍵槽深度的最終尺寸不能直接獲得；,因其設計基準內孔要繼續(xù)加工，所以插鍵槽時的深度只能作加工中間的工序尺寸，擬訂工藝規(guī)程時應把它計算出來。,從待加工的設計基準標注尺寸時的計算,尺寸鏈專題,解尺寸鏈,繪制尺寸鏈簡圖,依次繪出各有關尺寸，排列