《机械制造工艺学课程设计 第2版》 课件 2.2 课程设计基础知识 - 工艺

机械制造工艺学

课程设计第二章课程设计基础：工艺第四节 元件装夹和定位基准的选择一工件装夹方法工件的装夹包含两方面的内容：（1）定位（2）夹紧

1．工件的装夹方法（1）找正装夹法1）直接找正：用百分表、划线盘或目测直接在机床上找正工件位置的装夹方法。

直接找正装夹2）划线找正：在毛坯上按照划好的线在机床上用划针找正的装夹方法。

划线找正装夹

（2）夹具装夹法

用夹具装夹对刀或引导元件夹具体定位元件夹紧装置二机床夹具组成（1）定位元件。（2）夹紧装置。（3）联接元件。

（4）对刀或导向元件。（5）夹具体。（6）其他元件及装置。

三定位基准的选择定位基准分为粗基准和基准。

1精基准的选择

1）基准重合原则：尽可能选用加工表面的设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准不重合误差示例3）互为基准原则：当对工件上位置精度要求高的表面进行加工时，需要用两个表面互为基准，反复加工的原则。

4）自为基准原则：某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工面本身作为定位基准，称为自为基准原则。

2）基准统一原则：应尽可能使多个加工表面和加工工序采用同一组定位基准，这就是基准统一原则。

2粗基准的选择1）余量最小原则：为了保证零件各加工面都有足够的加工余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。

2）重要表面原则：为了保证工件上某些重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。床身加工粗基准选择3）非加工表面原则：如果主要要求保证加工面与非加工面间的位置要求，则应选非加工面为粗基准，以求均匀，外形对称。选非加工面为粗基准4）不重复使用原则：粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。或P149图4-4不应重复使用粗基准第五节 工艺路线的拟定一 表面加工方法的选择

1．加工经济精度和经济表面粗糙度

表2-8、表2-9、表2-10摘录了各种加工方法所能达到的经济精度和经济粗糙度及典型的加工方案。（仅供参考）表2-8外圆表面加工方案的加工经济精度和经济表面粗糙度

序号加工方案公差等级表面粗糙度Ra/μm适用范围1粗车IT11~IT1312.5~50适用于淬火钢以外的各种金属2粗车—半精车IT8~IT103.2~6.33粗车—半精车—精车IT7~IT80.8~1.64粗车—半精车—精车—滚压（或抛光）IT7~IT80.025~0.25粗车—半精车—磨削IT7~IT80.4~0.8主要用于淬火钢，也可以用于淬火钢，但不宜加工有色金属6粗车—半精车—粗磨—精磨IT6~IT70.1~0.47粗车—半精车—粗磨—精磨—超精加工（或轮式超精磨）IT50.012~0.18粗车—半精车—精车—精细车（金刚车）IT6~IT70.025~0.4主要用于要求较同的有色金属加工9粗车—半精车—粗磨—精磨—超精磨（或镜面磨）IT5以上0.006~0.025极高精度的外圆加工10精车—半精车—粗磨—精磨—研磨IT5以上0.006~0.1表2-9孔加工方案的加工经济精度和表面粗糙度序号加工方案公差等级表面粗糙度Ra/μm适用范围1钻IT11~IT1312.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径小于15~20mm2钻—铰IT8~IT101.6~6.33钻—粗铰—精铰IT7~IT80.8~1.64钻—扩IT10~IT116.3~12.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，可用于加工有色金属，孔径大于15~20mm5钻—扩—铰IT8~IT91.6~3.26钻—扩—粗铰—精铰IT70.8~1.67钻—扩—机铰—手铰IT6~IT70.2~0.48钻—扩—拉IT7~IT90.1~1.6大批大量生产（精度由拉刀的精度而定）9粗镗（或扩张）IT11~IT136.3~12.5除淬火钢外各种材料，毛坯有预孔10粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）IT9~IT101.6~3.211粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）—精镗（铰）IT7~IT80.8~1.612粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）—精镗—浮动镗刀精镗IT6~IT70.4~0.8序号加工方案公差等级表面粗糙度Ra/μm适用范围13粗镗（扩）—半精镗—磨孔IT7~IT80.2~0.8主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属14粗镗（扩）—半精镗—粗磨—精磨IT6~IT70.1~0.215粗镗—半精镗—精镗—精细镗（金刚镗）IT6~IT70.05~0.4主要用于精度要求高的有色金属加工16钻—（扩）—粗铰—精铰—珩磨；钻—（扩）—拉—珩磨；粗镗—半精镗—精镗—珩磨IT6~IT70.025~0.2精度要求很高的孔（续）表2-10平面工方案的加工经济精度和表面粗糙度序号加工方案公差等级表面粗糙度Ra/μm适用范围1粗车IT11~IT1312.5~50用于加工回转体零件的端面2粗车—半精车IT8~IT103.2~6.33粗车—半精车—精车IT7~IT80.8~1.64粗车—半精车—磨削IT6~IT80.2~0.85粗铣（粗刨）IT11~IT136.3~25一般不淬硬平面（端铣表面粗糙值较小）6粗铣（粗刨）—精铣（精刨）I8~IT101.6~6.37粗铣（粗刨）—精铣（精刨）—刮研IT6~IT70.1~0.8精度要求较高的不淬火钢、铸铁、有色金属等材料8粗铣（粗刨）—精铣（精刨）—宽刀细刨IT60.8~0.2序号加工方案公差等级表面粗糙度Ra/μm适用范围9粗铣（粗刨）—精铣（精刨）—磨削IT60.8~0.2用于加工不淬火钢、铸铁、有色金属等材料10粗铣（粗刨）—精铣（精刨）—粗磨—精磨IT5~IT60.4~0.111粗铣—精铣—磨削—研磨IT4~IT50.4~0.02512拉削IT6~IT90.8~0.2用于大批量生产除淬火钢以外的各种金属（续）2．选择加工方法时应考虑的因素（1）应考虑能获得经济精度的加工方法（2）应考虑工件材料的性质（3）应考虑工件的结构和尺寸（4）应考虑生产率和经济性（5）应考虑现有条件二加工阶段的划分

粗加工阶段光整加工阶段精加工阶段半精加工阶段加工阶段划分加工阶段的原因切除大量多余材料，主要提高生产率。完成次要表面加工(钻、攻丝、铣键槽等)主要表面达到一定要求，为精加工作好余量准备安排在热处理前。主要表面达到图纸要求。进一步提高尺寸精度降低粗糙度，但不能提高形状、位置精度1、保证加工质量2、合理使用设备3、便于安排热处理工序4、便于及时发现毛坯缺陷5、避免重要表面损伤。三 工序的集中与分散

1．工序集中原则主要特点如下：

1）有利于采用高效机床和工艺装备，生产效率高。

2）工序数目少，设备数目少，可相应减少操作工人数和生产面积。

3）工件装夹次数少，不但可缩短了辅助时间，而且有利于保证各加工表面之间的相互位置精度。

4）采用的专业设备和工艺装备较复杂，调整、维修费时，生产准备工作量大。

2．工序分散原则主要特点如下：１）设备、工艺装备相对简单；２）对工人技术水平要求低，转产困难。四工序顺序的安排

基面先行先面后孔先主后次先粗后精1.机械加工顺序的安排进给路线短换刀次数少2.热处理工序的安排其他热处理普通热处理表面热处理热处理退火：改善切削加工性正火：晶粒细化淬火回火：降低钢件的脆性调质：淬火加高温回火，综合性能真空热处理形变热处理激光热处理控制气氛热处理表面淬火—感应加热、火焰加热、电接触加热等化学热处理—渗碳、氮化、碳氮共渗、渗其他元素等退火：用于高碳钢、合金钢等，降低硬度，便于切削；正火：用于低碳钢，提高硬度，便于切削；调质：淬火后高温回火预备热处理位置：粗加工前目的：改善切削性能，消除内应力位置：半精加工后，精加工前目的：提高强度、硬度

位置：粗加工前、后，半精加工后，精加工前目的：消除内应力，防止变形、开裂。淬火、渗碳、氮化等自然时效人工时效3.辅助工序的安排金属镀层非金属镀层氧化膜表面处理工序检验工序其它工序安排位置：工艺过程最后目的：美观

位置：去毛刺、倒钝锐边应在淬火前目的：安全

位置：粗加工后、关键工序后、送往外车间加工前后、零件全部加工结束之后目的：质量控制。质量检验特种检验（无损探伤、磁力探伤、水压、超速试验）去毛刺、倒钝锐边去磁清洗涂防锈油五 加工余量的确定1．加工余量的概念加工余量是指加工过程中从加工表面切去的金属层厚度。加工余量可分为工序余量和总余量。

加工余量

（1）工序余量 金属层厚度（）。对于外表面对于内表面旋转表面的加工余量是对称加工余量对于轴对于孔（2）总加工余量 其值等于某一表面的毛坯尺寸与零件尺寸之差。加工余量和加工尺寸分布图2．影响加工余量的因素影响加工余量的因素如下：（1）前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷层。（2）前工序的工序尺寸公差。（3）前工序产生的开关误差和位置误差。（4）本工序的装夹误差

3．确定加工余量的方法（1）经验估计法（2）查表修正法（3）分析计算法第六节 工序尺寸及其公差的确定一基准重合时工序尺寸及其公差的确定

1）确定各工序的加工余量。

2）根据查得的余量计算各工序尺寸。

3）确定各工序的尺寸公差及表面粗糙度。

4）确定各工序的上、下偏差。内孔工序尺寸计算表2-11工序尺寸及公差的计算

(单位:mm)12345工序名称工序余量工序所能达到的精度等级工序尺寸(最小工序尺寸)工序尺寸及其上、下偏差磨孔0.460半精镗孔1.660-0.4=59.6粗镗孔759.6-1.6=58毛坯孔±258-7=51二 工艺尺寸链

1．工艺尺寸链的定义和特征工艺尺寸链的主要特征如下：（1）封闭性（2）关联性

尺寸链示例2、特征3、组成1、封闭性

2、关联性。环——尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度封闭环——在零件加工或装配过程中间接获得或最后形成的环。组成环——尺寸链中对封闭环有影响的全部环。

组成环又可分为增环和减环。

增环——若该环的变动引起封闭环的同向变动，则该环为增环．

减环——若该环的变动引起封闭环的反向变动。则该环为减环。4、增、减环判别方法在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与封闭环箭头方向相反者为增环,与封闭环箭头方向相同者为减环。A1A0A2A3封闭环减环增环举例：.极值法

（1）极值法各环基本尺寸之间的关系封闭环的基本尺寸A0等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和，即（2）各环极限尺寸之间的关系封闭环的最大极限尺寸A0max等于增环的最大极限尺寸之和减去减环的最小极限尺寸之和，即5、尺寸链计算的基本公式

封闭环的最小极限尺寸A0