工序尺寸確定

1、1. 表面加工方法的選擇(列表）,機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計中的幾個主要定性問題,定位基準(zhǔn)的選擇,選擇加工方法的具體做法就是根據(jù)被加工表面的加工要求、材料性質(zhì)等，選擇合適的加工方法及加工路線。在具體選擇時應(yīng)綜合考慮下列各方面的原則： （ 1 ）所選擇加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度及表面粗糙度應(yīng)滿足被加工表面的要求。 在正常加工條件下（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)等級工人、不延長加工時間）所能保證的加工精度，即經(jīng)濟(jì)加工精度。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，工藝水平的提高，同一種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度也會不斷提高。 （ 2 ）所選擇的加工方法要能保證加工表 面的幾何形狀精度和表面相互位置要求

2、。各種加工方法所能達(dá)到的幾何形狀精度和相互位置精度可參閱有關(guān)機(jī)械加工工藝手冊。 （ 3 ）選擇加工方法要與零件的加工性能、熱處理狀況相適應(yīng)。對于硬度低、韌性較高的金屬材料，如有色金屬等不宜采用磨削加工，而淬火鋼、耐熱鋼等材料多用磨削加工。 （ 4 ）所選擇的加工方法要與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。大批量生產(chǎn)可采用高效機(jī)床和先進(jìn)加工方 法，如平面和內(nèi)孔的拉削，軸類零件可用半自動液壓仿形車；而小批生產(chǎn)則用通用車床、通用工藝裝備和一般的加工方法。 （ 5 ）所選擇的加工方法要與工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件相適應(yīng)，不能脫離現(xiàn)有設(shè)備狀況和工人技術(shù)水平，要充分利用現(xiàn)有設(shè)備，挖掘生產(chǎn)潛力。,2. 加工階段的劃分,對于加工質(zhì)量要求

3、較高或比較復(fù)雜的零件，整個工藝路線常劃分為幾個階段來進(jìn)行： （ 1 ）粗加工階段 主要任務(wù)是切除各加工表面上的大部分加工余量，并作出精基準(zhǔn)。其關(guān)鍵問題是提高生產(chǎn)率。 （ 2 ）半精加工階段 任務(wù)是減少粗加工留下的誤差，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備（控制精度和適當(dāng)余量），并完成一些次要表面的加工（如鉆孔、攻螺紋、銑鍵槽等）。 （ 3 ）精加工階段 任務(wù)是保證各主要表面達(dá)到圖樣規(guī)定要求，主要問題是如何保證加工質(zhì)量。 （ 4 ）光整加工階段 主要任務(wù)是提高表面本身的精度（表面粗糙度和精度），不糾正幾何形狀和相互位置誤差。常用加工方法有金鋼鏜、研磨、 珩磨、 鏡面磨、拋光等。,劃分加工階段的原因是： （

4、 1 ）保證加工質(zhì)量 粗加工時切削余量大，切削力、切削熱、夾緊力也大，毛坯本身具有內(nèi)應(yīng)力，加工后內(nèi)應(yīng)力將重新分布，工件會產(chǎn)生較大變形。劃分加工階段后，粗加工產(chǎn)生 的誤差和變形，通過半精加工和精加工予以糾正，并逐步提高零件的精度和表面質(zhì)量。 （ 2 ）及時發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷 粗加工時去除了加工表面的大部分余量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有缺陷是可及時報廢或修補(bǔ)，可避免精加工工時的損失。 （ 3 ）合理使用設(shè)備 粗加工可采用精度一般，功率大、高效率設(shè)備；精加工則采用精度高的精密機(jī)床；發(fā)揮各類機(jī)床的效能，延長機(jī)床的使用壽命。 （ 4 ）便于組織生產(chǎn) 各加工階段要求的生產(chǎn)條件不同，如精密加工要求恒溫潔凈的生產(chǎn)環(huán)境。劃分加工階

5、段后，可在各階段之間安排熱處理工序。對精密零件，粗加工后安排去應(yīng)力時效處理，可減少內(nèi)應(yīng)力對精加工的影響；半精加工后安排淬火不僅容易達(dá)到零件的性能要求，而且淬火變形可通過精加工工序予以消除。 （ 5 ）精加工安排在最后，可防止或減少已加工表面的損傷。 應(yīng)當(dāng)指出，加工階段的劃分不是絕對的。對于那些剛性好、余量小、加工要求不高或內(nèi)力影響不大的工件，如有些重型零件的加工，可以不劃分加工階段。,三、機(jī)床與工藝裝備的選擇 1. 機(jī)床的選擇 選擇機(jī)床設(shè)備的原則是： (1) 機(jī)床的主要規(guī)格尺寸應(yīng)與被加工零件的外廓尺寸相適應(yīng)； (2) 機(jī)床的精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng)； (3) 機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與被加工零件

6、的生產(chǎn)類型相適應(yīng)； (4) 機(jī)床的選擇應(yīng)適應(yīng)工廠現(xiàn)有的設(shè)備條件。 如果需要改裝或設(shè)計專用機(jī)床，則應(yīng)提出設(shè)計任務(wù)書，闡明與加工工序內(nèi)容有關(guān)的參數(shù)、生產(chǎn)率要求，保證零件質(zhì)量的條件以及機(jī)床總體布置形式等。,2. 工藝裝備的選擇 選擇工藝裝備，即確定各工序所用的刀具、夾具、量具和輔助工具等。 （ 1 ）夾具的選擇 單件小批生產(chǎn)，應(yīng)盡量選用通用工具，如各種卡盤、虎鉗和回轉(zhuǎn)臺等，為提高生產(chǎn)率可積極推廣和使用成組夾具或組合夾具。大批大量生產(chǎn)可采用高效的液壓氣動等專用工具。夾具的精度應(yīng)與工件的加工精度要求相適應(yīng)。 （ 2 ）刀具的選擇 一般采用通用刀具或標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時也可采用高效復(fù)合刀具及其它專用刀具。刀具

7、的類型、規(guī)格和精度應(yīng)符合零件的加工要求。 （ 3 ）量具的選擇 單件小批量生產(chǎn)應(yīng)采用通用量具，大批大量生產(chǎn)中采用各種量規(guī)和一些高效的檢驗工具。選用的量具精度應(yīng)與零件的加工精度相適應(yīng)。 如果需要采用專用的工藝裝備時，則應(yīng)提出設(shè)計任務(wù)書。,四、切削用量的確定,應(yīng)當(dāng)從保證工件加工表面的質(zhì)量、生產(chǎn)率、刀具耐用度以及機(jī)床功率等因素來考慮選擇切削用量。,1. 粗加工切削用量的選擇 粗加工毛坯余量大，加工的精度與表面的粗糙度要求不高。因此，粗加工切削用量的選擇應(yīng)在保證必要的刀具耐用度的前提下，盡可能提高生產(chǎn)率和降低成本。,在選擇粗加工切削用量時，應(yīng)首先選用盡可能大的背吃刀量 a p ，其次選用較大的進(jìn)給量

8、f ，最后根據(jù)合理的刀具耐用度，用計算法或查表法確定合適的切削速度 v 。,（ 1 ）切削深度的選擇 粗加工時，其由工件加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度決定。在保留后續(xù)工序加工余量的前提下，盡可能將粗加工余量一次切除掉；若總余量太大，可分幾次走刀。 （ 2 ）進(jìn)給量的選擇 限制進(jìn)給量的主要因素是切削力。在工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度良好的情況下，可用較大的 f 值。具體可用查表法，參閱機(jī)械加工工藝手冊，根據(jù)工件材料和尺寸大小、刀桿尺寸和初選的切削深度 a p 選取。 （ 3 ）切削速度的選擇 切削速度主要受刀具耐用度的限制，在 a p 及 f 選定后， v 可按公式計算得到。切削用量 a p 、 、 f 和

9、v 三者決定切削功率，確定 v 時應(yīng)考慮機(jī)床的許用功率。,2. 精加工時切削用量的選擇 在精加工時，加工精度和表面粗糙度的要求都較高，加工余量小而均勻。因此，在選擇精加工的切削用量時，著重是考慮保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率。 （ 1 ） 背吃刀量 的選擇 由粗加工后留下的余量決定，一般 a p 不能太大，否則會影響加工質(zhì)量。 （ 2 ）進(jìn)給量的選擇 限制進(jìn)給量的主要因素是表面粗糙度。應(yīng)根據(jù)加工表面的粗糙度要求、刀 尖圓弧半徑 r 、工件材料、主偏角 及副偏角 等選取 f 。參見機(jī)械加工工藝人員手冊的有關(guān)表格。,（ 3 ）切削速度的選擇 主要考慮表面粗糙度要求和工件的材料種類。當(dāng)表面

10、粗糙度要求較高時，切削速度也較大。,加工余量及其確定方法,1. 前一工序產(chǎn)生的表面粗糙度 R a 和表面缺 陷層深度 H a,2. 加工前或上道工序的尺寸公差 T a 本工序應(yīng)切除上道工序尺寸公差中包含的各種誤差。待加工表面存在各種幾何形狀誤差，如圓度、圓柱度等，其包含在前工序公差范圍內(nèi)。,3. 加工前和上工序各表面間的相互位置誤差 a 包括軸線、平面的本身形狀誤差（如彎曲、偏斜等）及其相互位置誤差（如偏移、平行度、垂直度、同軸度誤差等）。,4. 本工序的裝夾誤差 b 包括定位誤差、夾緊誤差以及夾具本身的誤差。,加工外圓和孔時： Z b = T a 2( H a R a ) 2 （ 8-3 ）

11、 加工平面時： Z b = T a ( H a R a ) （ 8-4 ）,三、確定余量的方法 1 分析計算法 在已知各個影響因素的情況下，計算法是比較精確的。在應(yīng)用 式（ 8-3 ）和（ 8-4 ）時，要針對具體情況對其加以分析、簡化。例如， （ 1 ）在無心外圓磨床上加工零件，裝夾誤差可忽略不計，故 Z b = T a 2( H a R a a ) （ 8-5 ） （ 2 ）當(dāng)用浮動鉸刀、鉸孔以及拉孔（工作端面用浮動支承）時，空間偏差對余量無影響，也無裝夾誤差的影響，故 Z b = T a 2( H a R a ) （ 8-6 ） （ 3 ）超精加工、研磨及拋光時，主要是為了改善工件的表面

12、粗糙度，故 Z b = T a 2 R a （ 8-7 ）,2 經(jīng)驗估計 多用于多件小批生產(chǎn)，主要用來確定總余量。由一些有經(jīng)驗的工程技術(shù)人員根據(jù)經(jīng)驗確定余量的大小。一般地，由經(jīng)驗法確定加工余量往往偏大。 3 查表法 根據(jù)通用的機(jī)械加工工藝人員手冊 30 或工廠制成的經(jīng)驗數(shù)據(jù)表格，可以查出各種工序余量或加工總余量，并結(jié)合實際加工情況加以修正，確定加工余量。此法方便、迅速， 生產(chǎn)中被廣泛采用。,加工工藝尺寸的計算,例 8-1 材料為 45 鋼的法蘭盤零件上有一個 60 +0.03 0 mm 圓孔，表面粗糙度 R a 值為 0.08 m ；需淬硬，毛坯為鍛件。孔的機(jī)械加工工藝過程是粗鏜半精鏜熱處理磨

13、孔。加工過程中，使用同一基準(zhǔn)完成該孔的各次加工，即基準(zhǔn)不變。在分析中可忽略不同裝夾中定位誤差對加工精度的影響。試確定各加工工序的工序尺寸及其上、下偏差。,（ 1 ）根據(jù)工藝手冊 30 ，查得加工孔各工序的直徑加工余量為： 磨孔余量： Z 0 =0.5mm ； 半精鏜余量： Z 1 =1.0mm ； 粗鏜余量： Z 2 = 3.5mm 。,求解過程如下：,（ 2 ）確定各個工序的尺寸 磨削后應(yīng)達(dá)到零件圖上規(guī)定的設(shè)計尺寸，故磨削工序尺寸為： D =60mm ； 為了留出磨削加工余量，半精鏜后孔徑的基本尺寸應(yīng)為： D 1 =60 0.5 59.5mm ； 為了留出半精鏜加工余量，粗鏜后孔徑的基本尺寸

14、應(yīng)為： D 2 =59.5 1.0=58.5mm ； 為了留出粗鏜加工余量，毛坯孔徑的基本尺寸應(yīng)為： D 3 =58.5 3.5=55mm 。,（ 3 ）確定各工藝尺寸的公差 這時要考慮獲得工序尺寸的經(jīng)濟(jì)加工精度，又要保證各工序有足夠的最小加工余量。為此各加工工序的加工精度等級不宜相差過大。根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊，查找確定各工序尺寸的精度公差為：,磨削： IT7=0.03mm 半精鏜： IT10=0.12m 粗鏜： IT13=0.46mm 毛坯： IT18=4.00mm,（ 5 ）確定各工序尺寸的偏差 各工序尺寸的偏差，按照常規(guī)加以確定，即加工尺寸按“單向入體原則”標(biāo)注極限偏差，毛坯尺寸按 “1/3 2/3 入體原則 ” 標(biāo)注偏差，如圖 8-26 所示。,（ 6 ）校核各工序的加工余量是否合理 圖 8-27 半精鏜孔余量尺寸鏈,在初定各工序尺寸及其偏差之后，應(yīng)驗算各工序的加工余量，校核最小加工余量是否足夠，最大加工余量是否合理。為此，需利用有關(guān)工序尺寸的加