5.5+机械加工工序设计.ppt

1 5 5机械加工工序设计 5 5 1机床与工艺装备的选择1 机床的选择原则 机床的加工范围应与工件的外廓尺寸相适应 机床的精度应与工序加工要求的精度相适应 机床的生产率应与零件的生产纲领相适应单批小批生产一般选择通用机床大批大量生产广泛采用专用机床和组合机床 2 2 工艺装备的选择 夹具单件小批生产应尽量选用通用夹具和组合夹具中 大批量生产应设计制造专用夹具采用成组工艺应设计使用成组夹具 刀具主要取决于工序所采用的加工方法 加工表面的尺寸 工件材料 所要求的加工精度和表面粗糙度 生产率及经济性等一般应尽可能采用标准刀具必要时可采用复合刀具和其它专用刀具 量具主要是根据生产类型和要求检验的精度单件小批生产尽量采用通用量具量仪大批大量生产应采用各种专用量规和高生产率的专用检验仪器和检验夹具等 3 复合刀具 在加工主轴承档的两个侧面时 采用的是复合加工刀具 即将多片3面刃铣刀安装在机床刀具主轴上 可以在一次进给中 完成多档主轴承孔两个侧平面的加工 4 5 5 2加工余量及工序尺寸的确定 1 有关尺寸和加工余量的概念 1 设计尺寸 工艺尺寸和工序尺寸 设计尺寸 标注在零件图上 为加工的最终要求工艺尺寸 工艺规程中给出 在工艺过程中使用工序尺寸 某工序加工中应达到的尺寸要求不仅与设计尺寸有关 还与加工过程有关 5 2 有关尺寸和加工余量的概念 加工余量 在加工过程中从被加工表面上切除的金属层厚度 单边余量平面加工即实际切除的金属层厚度 双边余量轴 孔加工实际切除的金属层厚度为加工余量的一半 工序 步 余量 工序 步 余量 加工总余量 6 平面和回转面加工时的工序余量 7 以外表面加工为例 试切原理 极值法 本工序的基本余量本工序的最大余量本工序的最小余量本工序余量的公差 单件或小批量生产时多用极值法计算较大批量生产和生产稳定时可用调整法计算 8 2 加工余量的确定方法 1 经验法根据工厂的加工经验确定余量往往偏大 故一般多用于单件小批生产 2 查表法查阅有关工艺设计手册中的加工余量表是目前工厂中广泛应用的方法 3 分析计算法在了解和分析影响加工余量基本因素的基础上加以综合计算来确定余量的大小 9 3 工序尺寸与公差的确定 各工序定位基准与设计基准重合时的表面的多次加工 工序尺寸和公差的计算较简单 例题 当基准不重合时 或零件在加工过程中需要多次转换工序基准时 或工序尺寸尚需从继续加工的表面标注时 计算较复杂 需要应用尺寸链原理进行分析和计算 10 3 工序尺寸的确定 工艺尺寸链 在零件加工过程中 由同一零件有关工序尺寸所形成的尺寸链 1 工艺尺寸链及其组成环 封闭环 11 组成环及封闭环的确定 组成环 互不影响而各自独立的直接尺寸 封闭环 由各组成环所共同形成的尺寸 12 工序尺寸的极值解法 掌握 公差计算式 基本尺寸计算式 偏差计算式 极限尺寸计算式 2 工艺尺寸链的计算式 13 尺寸按对称分布形式标注时 由 增环平均尺寸 增环为 即有 封闭环为 减环平均尺寸 减环为 14 工序尺寸的概率解法 统计法 了解 公差计算式 平均尺寸计算式 15 解 得 A0 9 95 0 17 例图示尺寸链 已知 A1 15 0 09mm A2 A3 用概率法求解封闭环A0 A0 A3 A2 A1 16 3 简单工序尺寸的确定 同一表面需要经过多次加工时的工序尺寸计算 确定该加工表面的总余量 再根据加工路线确定各工序的基本余量 并核对第一道序的加工余量是否合理 自终加工工序起 即从设计尺寸开始 至第一道工序 逐次加上 对被包容面 或减去 对包容面 各工序的基本余量 便可得到各道工序的基本工序尺寸 除终加工工序外 根据各工序的加工方法及其经济加工精度 确定其工序公差和表面粗糙度 按 入体原则 以单向偏差方式标注工序尺寸 并作适当调整 17 例 某连杆大头孔的设计尺寸为 表面粗糙度 毛坯为锻件 采用的加工路线为 粗镗 半精镗 精镗 细镗 滚压 试确定各工序尺寸 解 1 确定总余量查表并根据大头孔为剖分孔这一特点 确定大头孔直径总余量为4 5mm 毛坯尺寸偏差为 2 确定工序余量滚压工序余量 根据试验定为0 003mm 细镗余量 查表确定为0 3mm 精镗余量 由该厂资料定为0 7mm 半精镗余量 剖分孔 合装前余量定得较大 1 5mm 粗镗余量 为 18 例 某连杆大头孔的设计尺寸为 表面粗糙度 毛坯为锻件 采用的加工路线为 粗镗 半精镗 精镗 细镗 滚压 试确定各工序尺寸 解 3 确定各工序的加工经济精度滚压 目的是降低表面粗糙度 细镗 尺寸精度应达到设计要求 取工序公差为0 018mm 精镗 由细镗余量表 精镗必须达到IT9 公差0 046mm 半精镗 查表 其加工经济精度为IT11 公差0 19mm 粗镗 查表 其加工经济精度为IT12 公差0 4mm 4 确定工序尺寸根据以上数据 从最后工序向前推算各工序尺寸 并将工序公差以入体原则标注 视情况再作调整 19 计算 调整 20 4 用工艺尺寸链原理解算工序尺寸 1 基准不重合时的工序尺寸计算 定位基准与设计基准不重合 测量基准与设计基准不重合 2 加工过程中的中间工序尺寸计算 工序基准是尚待加工的设计基准时的中间工序尺寸计算 多工序加工的工序尺寸计算 3 有表面处理时的工序尺寸计算 21 例 批量加工B面 最后工序 已有 设计要求 求对刀尺寸A2 1 基准不重合时的工序尺寸计算 定位基准与设计基准不重合 22 题3 图a是零件的各轴向尺寸 钻径向孔为最后工序 试计算采用图b d各定位方案时的工序尺寸 b c 得 d 得 解法提示 23 测量基准与设计基准不重合 例 图示零件 设计尺寸为mm和mm 因尺寸mm不便测量 拟改测尺寸x 以下分析确定尺寸x的数值和公差 分析 可解得 如果测量尺寸x在40 40 19mm范围内 即可证实加工是符合设计尺寸mm要求的 没有超差 若测量尺寸超出x范围 则一定是废品吗 不一定 24 测量基准与设计基准不重合 例 图示零件 设计尺寸为mm和mm 因尺寸mm不便测量 拟改测尺寸x 以下分析确定尺寸x的数值和公差 例如 若x 40 36mm 超出其允许范围 似乎应是废品 但如果零件总长度为50mm 则并不是废品 只要测量尺寸x超差量小于或等于其他组成环公差之和时 就可能出现假废品 25 测量基准与设计基准不重合 例 图示零件 设计尺寸为mm和mm 因尺寸mm不便测量 拟改测尺寸x 以下分析确定尺寸x的数值和公差 为减少假废品的出现 可采用专用量具进行检验 如图b 制造并使用高精度的x2 通过检测x1间接确定尺寸10的加工是否达到要求 26 例 工序1为镗内孔至D1 工序2为插键槽保证尺寸A1 工序3为磨内孔至图样设计要求D2 由此完成设计尺寸H的加工 若已知磨孔与镗孔的同轴度误差为e 求工序尺寸A1 2 加工过程中的中间工序尺寸计算 工序基准是尚待加工的设计基准时的中间工序尺寸计算 注意 当尺寸链中的尺寸取原尺寸的一半时 基本尺寸及其公差 偏差 均取一半 27 多工序加工的工序尺寸计算 例 图a所示为某零件轴向尺寸简图 前工序已加工尺寸 图b c为后两序加工的装夹图 试计算并标注工序尺寸H1 H2 28 解1 偏差计算法 建立尺寸关系如图 由尺寸链1 尺寸为封闭环 由尺寸链1中各尺寸的偏差关系知 即 得 故 即 得 采用同样方法可确定尺寸为链2的封闭环 根据尺寸链1中计算关系知 并可计算得 29 解2 极限尺寸计算法 建立尺寸关系如图 由尺寸链1 尺寸为封闭环 由尺寸链1中各尺寸的公差关系知 即 得 即 得 故 采用同样方法可进一步计算得 根据尺寸链1中计算关系知 30 解3 竖式法计算 以H2为例 环的名称 基本尺寸 上偏差 下偏差 增环50 减环H2 25 50 0 0 1 0 0 3 25 在等号线以上将 各增环尺寸按基本尺寸 上偏差 下偏差从左至右依次排列 各减环尺寸按基本尺寸 下偏差 上偏差从左至右依次排列 并变正负号 根据尺寸链计算关系列表如下 因此 31 题4 加工图示一批零件 有关的加工过程如下 1 以A面及 60外圆定位 车 40外圆及端面D B 保证尺寸mm 2 调头 以D面及 40外圆定位 车A面 保证零件总长为 钻 20通孔 镗 25孔 用测量方法保证孔深为mm 3 以D面定位磨削A面 用测量方法保证 25孔深尺寸为mm 求工序尺寸 32 题5 图示轴套零件 最后工序在铣床上用调整法加工缺口 要求保证尺寸和 试求工序尺寸 33 3 有表面处理时的工序尺寸计算 表面处理分渗入类和镀层类两种 渗入类表面处理通常在精加工以前完成 精加工后应是渗入层厚度符合设计要求 故设计要求的渗入层厚度为封闭环 镀层类表面处理在大多数情况下是通过控制电镀工艺参数来保证镀层厚度的 故最后获得的电镀后的零件尺寸为封闭环 34 例 图示圆环零件的外圆表面要求镀铬 其工艺过程是 磨削工件外圆至尺寸 镀铬 控制镀层厚度双边为0 05 0 08mm 并获得设计尺寸mm 试计算磨削工序尺寸 解 按单边尺寸建尺寸链如右图 镀层直接控制 是组成环 设计尺寸由镀铬后间接获得 是封闭环 可解得单边尺寸 得 35 切削用量选择原则及时间定额计算 1 切削用量的选择 效益原则 在保证加工精度和不超过限制条件下 尽量增大切削用量 以达到提高生产率的目的 36 2 时间定额计算 基本时间 机动时间 辅助时间 工作地服务时间 生理需要时间 时间定额 37 成批生产时的时间定额为 大量生产时的时间定额为 38 机械加工工艺规程设计举例 拔叉零件图 件号 831003 读图 理清结构 精度关系 确