《机械加工工艺》-模块一

模块一机械加工工艺规程设计制定机械加工工艺规程是机械制造企业工艺技术人员的主要工作内容。机械加工工艺规程的制定与生产实际有着密切联系。它要求工艺规程制定者具有一定的生产实践知识和专业基础知识。在实际生产中。由于零件的结构形状、几何精度、技术条件和生产数量等要求不同。一个零件往往要经过一定的加工过程才能将其由图样变成成品零件。因此。机械加工工艺人员必须从工厂现有的生产条件和零件的生产数量出发。根据零件的具体要求。在保证加工质量、较高生产效率和较低生产成本的前提下。为零件上的各加工表面选择适宜的加工方法。合理地安排加工顺序。科学地拟订加工工艺过程。才能获得合格的机械零件。下一页返回模块一机械加工工艺规程设计本模块首先介绍制定机械加工工艺规程的步骤和方法。然后重点讨论机械加工工艺过程设计中的主要问题。包括定位基准的选择、加工路线的拟订、工序尺寸及偏差的确定等。最后对工艺过程的经济性分析进行简要说明。学习本模块内容。应牢牢把握机械加工工艺规程设计的基本原理、原则和方法(如选择定位基准的原则。选择加工方法的原则。工序划分及工序顺序安排的原则。确定余量的原则和方法。工序尺寸及偏差的确定方法。工艺尺寸链原理及应用等)。并通过一定的实践掌握制定机械加工工艺规程的步骤和方法。上一页下一页返回模块一机械加工工艺规程设计制定零件机械加工工艺规程是一件经验性和综合性很强的工作。除应密切联系生产实际外。综合运用所学知识也是十分必要的。工艺尺寸链是分析加工精度、确定工序尺寸及偏差的重要工具。学生应掌握其原理和计算方法。并能正确地应用它来分析和解决实际工艺问题。上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

任务引入如图１－１所示的阶梯轴。根据加工是否连续和变换机床的情况。分析工艺规程。【任务说明】１。划分机械加工的生产类型。２。确定不同批量机械加工的工艺特征。３。掌握编制机械加工工艺规程的原则。【知识点、技能点】了解机械加工的生产类型及工艺特征。掌握编制机械加工工艺规程的原则。下一页返回项目一工艺规程设计认知

任务分析编写阶梯轴小、大批量工艺过程表。【课题任务】能对制造活动有一个总体、全面的了解与把握。能掌握机械加工与机械制造工艺的基本原理和基础知识。熟悉各种加工方法和常用设备。【课题分析】机械加工工艺规程是零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。它是机械制造厂最主要的技术文件之一。按照工艺规程组织生产。可以保证产品的质量、较高的生产效率和经济效益。因此。上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

生产中应严格执行既定的工艺规程。工艺规程必须不断地改进和完善。以便更好地指导生产。因此。机械制造专业的从业人员必须对机械工艺规程有正确的认识。相关知识本项目以零件的加工原理、制造方法及所用设备和工艺装备为主要研究对象。探讨在各种生产条件下。如何以较低成本、较高的劳动生产率生产出优质的产品。零件的加工是在由机床、夹具、刀具、工件所组成的工艺系统上完成的。加工质量、成和效率在很大程度上取决于加工方法及由此而选用的机床、夹具和刀具等。上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

一、生产过程和工艺过程１.生产过程生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。产品的生产过程分为以下几个主要阶段。(１)毛坯制造:如铸造、锻造、冲压和焊接等。(２)零件的机械加工、热处理和其他表面处理等。(３)生产和技术准备工作。(４)部件和产品的装配、调整、检验、试验、油漆和包装等。上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

２。工艺过程工艺过程是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等。使其成为半成品或成品的过程。工艺过程可分为毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、产品的装配等。采用机械加工的方法。直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量使其成为零件的过程。称为机械加工工艺过程。在航空、航天产品的制造过程中。机械加工在总劳动量中占的比重最大(约为６０％)。而且它是获得复杂形状和高精度零件的主要手段。近年来。由于科学技术的飞速发展。对产品的精度要求也就越来越高。因此。机械加工工艺过程在产品生产的整个过程中占有最重要的地位。上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

机械加工工艺过程是由按一定顺序排列的若干个工序组成的。一个或一组工人在一个工作地点对一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那部分工艺过程。称为工序。工序是工艺过程的基本组成单元。生产规模和加工条件不同。其工艺过程及工序的划分也不同。如图１－２所示键轴。当单件小批量生产时。其工艺过程见表１－１。当中批量生产时。其工艺过程见表１－２。机械加工工艺过程中的每一道工序均由装夹、工位、工步和走刀组成。１)装夹上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

在加工前。应先使工件在机床上或夹具中占有正确的位置。这一过程称为定位。工件定位后。将其固定。使其在加工过程中保持定位位置不变的操作称为夹紧。将工件在机床或夹具中定位、夹紧一次所完成的那一部分工序内容称为装夹。一道工序中。工件可能被装夹一次或多次。２)工位一次装夹工件后。工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。为了减少由于多次装夹带来的误差和时间损失。加工中常采用回转工作台、回转夹具或移动夹具。使工件在一次装夹中先后处于几个不同的位置进行加工。称为多工位加工。上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

图１－３所示为多工位加工。即利用回转工作台。在一次装夹中依次完成装卸、钻孔、扩孔和铰孔四个工位的加工。３)工步加工表面、切削刀具及切削用量中的进给量和切削速度基本保持不变的情况下所连续完成的那部分工序内容。称为工步。为了提高生产率。常将几个待加工表面用几把刀具同时加工。这种将刀具合并起来加工的工步。称为复合工步。如图１－４所示。复合工步在工艺规程中也作为一个工步。采用复合工步可以提高生产效率。４)走刀上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

有些工步由于余量较大或其他原因。需要用同一刀具对同一表面进行多次切削。则刀具对工件每进行一次切削就是一次走刀(行程)。走刀是工步的一部分。一个工步可以包括一次或多次走刀。二、生产纲领和生产类型不同的机械产品。其结构、技术要求不同。但其制造工艺却存在着很多共同的特征。这些共同的特征由企业的生产纲领来决定。零件的机械加工工艺过程与生产类型密切相关。在制定机械加工工艺规程时。首先要确定生产类型。而生产类型主要与生产纲领有关。１。生产纲领生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

计划期通常为一年。所以生产纲领也称为年产量。对于零件而言。产品的产量除了制造机器所需要的数量之外。还包括一定的备品和废品。零件的生产纲领应按下式计算:式中。Ｎ———零件的年产量(件/年)。Ｑ———产品的年产量(台/年)。ｎ———每台产品中该零件的数量(件/台)。ａ％———该零件的备品率。ｂ％———该零件的废品率。上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

２。生产类型生产类型是指企业生产专业化程度的分类。人们按照产品的生产纲领及其重量等。可将生产分为单件生产、批量生产和大量生产三种类型。１)单件生产单个生产不同结构和尺寸的产品。很少重复甚至不重复。这种生产称为单件生产。其特点是:生产的产品种类较多。而同一产品的产量很小。工作地点和加工对象经常改变。２)大量生产同一产品的生产数量很大。大多数工作地点经常按一定节奏重复进上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

行某一零件某一工序的加工。这种生产称为大量生产。其特点是:同一产品的产量大。工作地点较少改变。加工过程重复。３)批量生产一年中分批轮流制造几种不同的产品。每种产品均有一定的数量。工作地点的加工对象周期性地重复。这种生产称为批量生产。其特点是:产品的种类较少。有一定的生产数量。加工对象周期性地改变。加工过程周期性地重复。根据前面公式计算的零件生产纲领。参考表１－３即可确定生产类型。不同生产类型的制造工艺有不同的特征。见表１－４。上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

三、机械加工工艺规程的作用和设计步骤１。机械加工工艺规程的作用(１)机械工艺规程是指导生产的主要技术文件。机械加工车间生产的计划、调度。工人的操作。零件的加工质量检验。加工成本的核算。都是以工艺规程为依据的。处理生产中的问题。也常以工艺规程作为共同依据。如处理质量事故。应按工艺规程来确定各有关单位和人员的责任。(２)机械工艺规程是生产准备工作的主要依据。车间要生产新零件时。首先要制定该零件的机械加工工艺规程。再根据工艺规程进行生产准备。如新零件加工工艺中关键工序的分析研究。准备所需的刀具、夹具、量具(外购或自行制造)。原材料及毛坯的采购或制造。上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

新设备的购置或旧设备改装等。均必须根据工艺规程来进行。(３)机械工艺规程是新建机械制造厂(车间)的基本技术文件。新建(扩建)批量或大批量机械加工车间(工段)时。应根据工艺规程确定所需机床的种类和数量及其在车间的布置。再由此确定车间的面积大小、动力和吊装设备配置以及所需工人的工种、技术等级、数量等。２。加工工艺规程的设计步骤(１)分析零件工作图和产品装配图。阅读零件图和产品装配图。以了解产品的用途、性能及工作条件。明确零件在产品中的位置、功能及其主要的技术要求。(２)工艺审查。主要审查零件图上的视图、尺寸和技术要求是否完整、正确。分析各项技术要求制定的依据。上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

找出其中的主要技术要求和关键技术问题。以便在设计工艺规程时采取措施予以保证。审查零件的结构工艺性。(３)确定毛坯的种类及其制造方法。常用机械零件的毛坯有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材以及冷挤压件、粉末冶金等。零件的毛坯种类有的已在图纸上明确。如焊接件。有的随着零件材料的选定而确定。如选用铸铁、铸钢、青铜、铸铝等。此时毛坯必为铸件。且除了形状简单的小尺寸零件选用铸造型材外。均选用单件造型铸件。对于材料为结构钢的零件。除了重要零件如曲轴、连杆明确是锻件外。大多数只规定了材料及其热处理要求。这就需要工艺规程设计人员根据零件的作用、尺寸和结构形状来确定毛坯种类。作用一般的阶梯轴。若各阶梯的直径差较小。上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

则可直接以圆棒料为毛坯。重要的轴或直径差大的阶梯轴。为了减少材料消耗和切削加工量。则宜采用铸件毛坯。常用毛坯的特点及适用范围见表１－５。(４)拟订机械加工工艺路线。这是机械加工工艺规程设计的核心部分。其主要内容包括:选择定位基准。确定加工方法。安排加工顺序以及安排热处理、检验和其他工序等。(５)确定各工序所需的机床和工艺装备。工艺装备包括夹具、刀具、量具、辅具等。机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下。与生产批量和生产节拍相适应。并应优化考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件。以降低生产准备费用。上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

对必须改装或重新设计的专用机床、专用或成组工艺装备。应在进行经济性分析和论证的基础上提出设计任务书。(６)确定各工序的加工余量。计算工序尺寸和公差。(７)确定切削用量。(８)确定各工序工时定额。(９)评价工艺路线。对所制定的工艺方案应进行技术经济分析。并对多种工艺方案进行比较。或采用优化方法。以确定出最优工艺方案。(１０)填写或打印工艺文件。上一页下一页返回项目一工艺规程设计认知

任务实施根据阶梯轴加工是否连续和变换机床的情况。编写工艺过程。１。阶梯轴小批量工艺过程编制单件小批量生产时。可划分为表１－６所示的三道工序。２。阶梯轴大批量工艺过程编制大批大量生产时。则可划分为表１－７所示的五道工序。上一页返回项目二工艺规程准备任务引入【任务说明】１。完成机械加工工艺规程设计的准备工作。２。选择不同类型零件的毛坯。【知识点、技能点】１。机械加工工艺规程的设计原则。２。零件内容分析及工艺性分析方法。３。毛坯的选择方法。任务分析零件毛坯选择与机械加工工艺性分析报告。下一页返回项目二工艺规程准备

【课题任务】利用原始资料进行机械加工工艺规程的设计。根据零件图选择毛坯并对零件进行内容和工艺分析。【课题分析】零件机械加工工艺规程的内容:工艺路线。各工序的具体加工内容、要求及说明。切削用量。时间定额及使用的机床设备与工艺装备等。其中工艺路线是指产品或零、部件在生产过程中。由毛坯准备到成品包装入库。经过企业各部门或工序的先后顺序。工艺装备(工装)是产品制造过程中所用的各种工具的总称。包括刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具、钳工工具和工位器具等。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

相关知识工艺规程应能在一定的生产条件下。以最快的速度、最少的劳动量和最低的费用。可靠地加工出条例要求的零件。同时。还应在充分利用本企业现有生产条件的基础上。尽可能采用国内外先进的工艺技术和经验。并保证有良好的劳动条件。工艺规程是直接指导生产和操作的重要文件。在编制时还应做到正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单位和编号都要符合相应的标准。一、机械加工工艺规程的设计原则及所需的原始资料１。机械加工工艺规程的设计原则(１)编制工艺规程应以保证零件加工质量、达到设计图纸规定的各项技术要求为前提。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

(２)在保证加工质量的基础上。应使工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。(３)应充分考虑和利用现有生产条件。尽可能做到平衡生产。(４)尽量减轻工人劳动强度。保证安全生产。创造良好、文明的劳动条件。(５)积极采用先进技术和工艺。力争减少材料和能源消耗。并应符合环境保护要求。２。制定机械加工工艺规程所需的原始资料制定零件的机械加工工艺规程时。需具备下列原始资料:(１)产品的全套装配图及零件图。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

(２)产品的验收质量标准。(３)产品的生产纲领及生产类型。(４)零件毛坯图及毛坯生产情况。零件毛坯图通常由毛坯车间技术人员设计。机械加工工艺人员应研究毛坯图并了解毛坯的生产情况。如了解毛坯的余量、结构工艺性、铸件的分型面和浇冒口位置、模锻件的起模斜度和飞边位置等。以便正确选择零件加工时的装夹部位和装夹方法。合理确定工艺过程。(５)工厂(车间)的生产条件。应全面了解工厂(车间)设备的种类、规格和精度状况。工人的技术水平。现有的刀具、夹具、量具规格。以及专用设备、工艺装备的设计制造能力等。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

(６)各种相关手册、标准等技术资料。(７)国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况。二、零件内容分析及工艺性分析零件图是制定工艺规程最主要的原始资料。在制定零件的机械加工工艺规程之前。对零件设计及零件图进行内容和工艺性分析。提出修改意见。是制定工艺规程的重要工作。１。零件图的内容分析首先应熟悉零件在产品中的作用、位置、装配关系和工作条件。搞清楚各项技术要求对零件装配质量和使用性能的影响。找出主要和关键的技术要求。然后对零件图样进行分析。零件图的研究包括以下两项内容。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

１)检查零件图的完整性和正确性主要检查零件视图是否表达直观、清晰、充分。尺寸、公差、技术要求是否合理、齐全。如有错误或遗漏。应提出修改意见。如图１－５所示的孔中心距的标注中。已标注了孔距尺寸ａ±δａ和角度α±δα。则ｘ。ｙ轴的坐标尺寸就不能随便标注。有时为了方便加工。可按尺寸链计算出来。并标在圆括号内。作为加工时的参考尺寸。２)分析零件的技术要求零件的技术要求包括零件加工表面的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度、表面加工质量以及热处理等要求。分析零件的这些技术要求在保证使用性能的前提下是否经济合理。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

在本企业现有生产条件下是否能够实现。如图１－６所示的汽车钢板弹簧吊耳。内侧面要求是不接触的。所以吊耳侧面的表面粗糙度可由原设计的Ｒａ2.５μｍ降低为Ｒａ１０μｍ。这样就可以在铣削时增大进给量。提高生产效率。２。零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计的零件在不同类型的具体生产条件下。零件毛坯的制造、零件的加工与产品装配所具备的可行性和经济性。零件结构工艺性与材料的性能、制造工艺过程、生产条件、生产批量及经济性等因素有关。必须全面综合地分析。零件的结构对机械加工工艺过程的影响很大。不同结构的两个零件尽管可能都满足使用要求。但它们的加工方法和制造成本却可能有很大的差别。工艺性良好的零件结构。应是在不同生产类型的具体生产条件下。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

零件毛坯的制造、零件的加工和产品的装配。都能以较高的生产率、最低的成本及采用较经济的方法进行。并能满足使用性能的结构。制定机械加工工艺规程时。主要需对零件切削加工工艺性进行分析。三、毛坯的选择选择毛坯。主要是确定毛坯的种类、制造方法及其制造精度。毛坯的形状、尺寸越接近成品。切削加工余量就越少。从而可以提高材料的利用率和生产效率。然而这样往往会使毛制造困难。需要采用昂贵的毛坯制造设备。从而增加毛坯的制造成本。所以选择毛坯时应从机械加工和毛坯制造两方面出发。综合考虑。以求最佳效果。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

１。毛坯的种类毛坯的种类很多。同一种毛坯又有多种制造方法。１)铸件铸件适用于形状复杂的零件毛坯。根据铸造方法的不同。铸件可分类如下。(１)砂型铸造的铸件。(２)金属型铸造的铸件。(３)离心铸造的铸件。(４)压力铸造的铸件。(５)精密铸造的铸件。２)锻件锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

自由锻造锻件是在锻锤或压力机上用手工操作而成型的锻件。它的精度低。加工余量大。生产率也低。适用于单件小批生产及大型锻件。模锻件是在锻锤或压力机上。通过专用锻模锻制成型的锻件。它的精度和表面粗糙度均比自由锻好。可以使毛坯形状更接近工件形状。加工余量小。同时。由于模锻件的材料纤维组织分布好。故锻制件的机械强度高。模锻的生产效率高。但需要专用的模具。且锻锤的吨位也要比自由锻造大。主要适用于批量较大的中小型零件。３)焊接件焊接件是根据需要将型材或钢板焊接而成的毛坯件。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

它制作方便、简单。但需要经过热处理才能进行机械加工。适用于单件小批生产中制造大型毛坯。其优点是制造简单。加工周期短。毛坯重量轻。缺点是抗振动性差。机械加工前需经过时效处理以消除内应力。４)冲压件冲压件是通过冲压设备对薄钢板进行冷冲压加工而得到的零件。它可以非常接近成品要求。冲压零件可以作为毛坯。有时还可以直接成为成品。冲压件的尺寸精度高。适用于批量较大而零件厚度较小的中小型零件。５)型材型材主要通过热轧或冷拉而成。热轧的精度低。价格较冷拉便宜。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

用于一般零件的毛坯。冷拉的尺寸小。精度高。易于实现自动送料。但价格贵。多用于批量较大且在自动机床上进行加工的情形。按其截面形状。型材可分为圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢以及其他特殊截面的型材。６)冷挤压件冷挤压件是在压力机上通过挤压模加工而成的。冷挤压生产效率高。毛坯精度高。表面粗糙值小。可以不再进行机械加工。但要求材料塑性好。主要为有色金属和塑性好的钢材。其适用于大批量生产中制造形状简单的小型零件。７)粉末冶金件粉末冶金件是以金属粉末为原料。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

在压力机上通过模具压制成型后经高温烧结而成的。其生产效率高。零件的精度高。表面粗糙度值小。一般可不再进行精加工。但金属粉末成本较高。适用于大批大量生产中压制形状简单的小型零件。２。确定毛坯时应考虑的因素１)零件的材料及其力学性能当零件的材料选定以后。毛坯的类型就大体确定了。例如。材料为铸铁的零件。自然应选择铸造毛坯。而对于重要的钢质零件。力学性能要求高时。可选择锻造毛坯。２)零件的结构和尺寸形状复杂的毛坯常采用铸件。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

但形状复杂的薄壁件一般不能采用砂型铸造。一般用途的阶梯轴。如果各段直径相差不大、力学性能要求不高。则可选择棒料作毛坯。倘若各段直径相差较大。为了节省材料。应选择锻件。３)生产类型当零件的生产批量较大时。应采用精度和生产率比较高的毛坯制造方法。这时毛坯制造增加的费用可由材料耗费减少的费用以及机械加工减少的费用来补偿。４)现有生产条件毛坯类型要结合本企业的具体生产条件。如现场毛坯制造的实际水平和能力、外协的可能性等进行选择。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

５)充分考虑利用新技术、新工艺和新材料的可能性为了节约材料和能源。减少机械加工余量。提高经济效益。只要有可能。就必须尽量采用精密铸造、精密锻造、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等新工艺、新技术和新材料。３。确定毛坯时的几项工艺措施实现少切屑、无切屑加工是现代机械制造技术的发展趋势。但是。由于毛坯制造技术的限制。加之现代机器对零件精度和表面质量的要求越来越高。为了保证机械加工能达到质量要求。毛坯的某些表面仍需留有加工余量。加工毛坯时。由于一些零件形状特殊。安装和加工不大方便。故必须采取一定的工艺措施才能进行机械加工。下面列举几种常见的工艺措施。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

(１)为了便于安装。有些铸件毛坯需铸出工艺搭子。工艺搭子在零件加工完毕后一般应切除。如对使用和外观没有影响。也可保留在零件上。(２)装配后需要形成同一工作表面的两个相关偶件。为了保证加工质量并使加工方便。常常将这些分离零件先制作成一个整体毛坯。加工到一定阶段后再切割分离。(３)对于形状比较规则的小型零件。为了便于安装和提高机械加工的生产率。可将多件合成一个毛坯。加工到一定阶段后再分离成单件。然后再对单件进行加工。上一页下一页返回项目二工艺规程准备

任务实施机械加工结构工艺性正误对比与分析。１.零件机械加工结构工艺性正误对比两个使用性能完全相同的零件。因结构稍有不同。其制造成本有很大的差别。上一页返回项目三工艺路线设计任务引入选择如图１－７所示摇杆零件的定位基准。零件材料为ＨＴ２００。毛坯为铸件。生产批量为５０００件。【任务说明】１。选择基准及定位基准。划分加工阶段。２。选择零件表面加工经济精度和加工方法。３。安排加工顺序。４。安排热处理工序和辅助工序。【知识点、技能点】下一页返回项目三工艺路线设计１。基准及定位基准的概念。２。切削加工顺序的安排原则。３。工序集中与工序分散原则。任务分析摇杆工艺路线表。【课题任务】拟订工艺路线时。应充分确保产品质量。并以最经济的方法达到所要求的生产纲领。即应该做到技术上先进、经济上合理。并有良好、安全的劳动条件。【课题分析】上一页下一页返回项目三工艺路线设计拟订工艺路线是制定工艺规程的关键步骤。其主要内容包括选择定位基准、确定各表面的加工方法、安排工序的先后顺序、确定工序集中与分散程度等。设计时一般应提出几种方案。通过分析对比。从中选择最佳方案。但是。目前还没有一套通用而完整的工艺路线拟订方法。只是总结出了一些综合性原则。在具体运用这些原则时要根据具体条件综合分析。相关知识机械加工工艺规程的制定。在具体工作中应该在充分调查研究的基础上。提出多种工艺路线进行分析比较。工艺路线不但会影响加工的质量和生产效率。而且会影响到工人的劳动强度、设备投资、车间面积和生产成本等。工艺路线的拟订是制定工艺规程的总体布局。上一页下一页返回项目三工艺路线设计其主要任务是选择各个加工表面的加工方法和加工方案。确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程中工序的多少等。关于工艺路线的拟订。目前还没有一套普遍而完整的方法。但经过多年来的生产实践。已总结出一些综合性原则。在应用这些原则时。要结合生产实际。分析具体条件。避免生搬硬套。一、基准及定位基准的选择１。基准的概念及分类零件上用以确定其他点、线、面的位置所依据的那些点、线、面称为基准。根据其功用的不同。可分为设计基准和工艺基准两大类。１)设计基准在零件图上用以确定其他点、线、面的基准。称为设计基准。上一页下一页返回项目三工艺路线设计２)工艺基准零件在加工、测量、装配等工艺过程中使用的基准统称工艺基准。工艺基准又可分为以下类型:(１)工序基准。图１－８所示为一个工序基准简图。图中端面Ｃ是端面Ｔ的工序基准。端面Ｔ是端面Ａ、Ｂ的工序基准。孔中心线为外圆Ｄ和内孔ｄ的工序基准。为减少基准转换误差。应尽量使工序基准和设计基准重合。(２)定位基准。用于确定工件在机床上或夹具中正确位置所依据的基准称为定位基准。作为基准的点、线、面有时在工件上并不一定实际存在(如孔和轴的轴线、某两面之间的对称中心面等)。在定位时一般是通过有关具体表面来起定位作用的。这些表面称定位表面。上一页下一页返回项目三工艺路线设计例如。在车床上用顶尖拨盘安装一根长轴。实际的定位表面(面)是顶尖的锥面。但它体现的定位基准是这根长轴的轴线。因此。选择定位基准。实际上就是选择恰当的定位基面。例如。在图１－７中。工件被夹持在三爪卡盘上车外圆Ｄ和镗内孔ｄ。此时Ｄ和ｄ的设计基准与定位基准皆为中心线。而定位基准则为外圆面Ｅ。如图１－９所示的钻套零件。用内孔装在心轴上磨削外圆表面时。内孔就是定位基准。(３)测量基准。用以测量工件已加工表面所依据的基准。例如。以内孔定位用百(千)分表测量外加工表面的径向跳动时。内孔就是测量外圆表面径向跳动的测量基准。上一页下一页返回项目三工艺路线设计(４)装配基准。在零件或部件装配时用以确定其在机器中相对位置的基准。２。定位基准的选择定位基准的选择对于保证零件的尺寸精度和位置精度以及合理安排加工顺序都有很大的影响。当使用夹具安装工件时。定位基准的选择还会影响夹具结构的复杂程度。因此。定位基准的选择是制定工艺规程时必须认真考虑的一个重要工艺问题。定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工的表面作为定位基准。则这种基准被称为粗基准。若选择已加工的表面作为定位基准。则这种基准被称为精基准。粗基准考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量。而精基准考虑的重点是如何减少误差。上一页下一页返回项目三工艺路线设计１)粗基准的选择(１)余量均匀原则。为了保证重要加工表面加工余量均匀。应选择重要加工表面作为粗基准。如图１－１０所示。为保证导轨面有均匀的组织和一致的耐磨性。应使其加工余量均匀。因此选择导轨面为粗基准加工底面。然后再以底面为基准加工导轨面。当工件上有多个重要加工表面要求保证余量均匀时。则应选余量要求最严的表面为粗基准。(２)相互位置要求原则。为了保证非加工表面与加工表面之间的相对位置精度要求。一般选择非加工表面作为粗基准。如图１－１１所示的毛坯。铸造时孔Ｂ和外圆Ａ有偏心。若采用非加工表面外圆Ａ为粗基准加工孔Ｂ。则内外圆是同轴的。但孔Ｂ的加工余量不均匀。上一页下一页返回项目三工艺路线设计如果零件上同时具有多个非加工面。则应选择与加工面位置精度要求最高的非加工表面作为粗基准。(３)不得重复使用原则。粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。(４)便于装夹原则。选作粗基准的表面应平整光洁。有一定面积。无飞边、浇口、冒口。以保证定位稳定、夹紧可靠。２)精基准的选择(１)基准重合原则。应尽可能选择加工表面的设计基准作为定位基准。这样可以避免基准不重合引起的误差。图１－１２所示为采用调整法加工Ｃ面。则尺寸ｃ的加工误差Ｔｃ不仅包含本工序的加工误差Δｊ。上一页下一页返回项目三工艺路线设计而且还包括基准不重合带来的设计基准与定位基准之间的尺寸误差Ｔａ。如果采用如图１－１３所示的方式安装工件。则可消除基准不重合误差。(２)基准统一原则。应尽可能采用同一个定位基准加工工件上的各个表面。采用基准统一原则。可以简化工艺规程的制定。减少夹具数量。节约了夹具设计和制造费用。同时由于减少了基准的转换。故更有利于保证各表面间的相互位置精度。如图１－１４所示。在扇形工件上钻三个孔时。工件以内孔和端面为基准。在定位销５和分度盘８的平面上定位。并以一个侧面为基准在挡销１３上做角向定位。用开口垫圈３和螺母４将工件压紧在分度盘上。当钻好一个孔要变换工位时。可用手柄９松开分度盘。上一页下一页返回项目三工艺路线设计再拉动捏手１１拔出分度销１。然后转动分度盘到下一个工位。再插入分度销１。用手柄９把分度盘锁紧。依次钻出三个径向孔。(３)互为基准原则。对工件上两个相互位置精度要求比较高的表面进行加工时。可以利用两个表面互相作为基准。反复进行加工。以保证位置精度要求。如图１－１５所示。在加工精密齿轮时。齿面高频淬火后需要进行磨齿。因其淬硬层较薄。故应使磨削余量小而均匀。所以要先以齿面为其基准磨内孔。再以孔为基准磨齿面。可保证齿面磨削余量均匀。(４)自为基准原则。某些加工表面加工余量小而均匀时。可选择加工表面本身作为定位基准。图１－１６所示为镗连杆小头孔时。以加工表面小头孔作为定位基准的夹具。上一页下一页返回项目三工艺路线设计工件除以大头孔中心线和端面为定位基准外。还以小头孔中心线为定位基准。用削边销定位。消除绕大头孔轴线的转动自由度。并在小头孔两侧用浮动夹紧装置夹紧后拔出定位销。伸入镗杆对小头孔进行加工。其能保证加工余量小而均匀。(５)便于装夹原则。所选基准应保证工件定位准确、安装可靠。夹具设计简单、操作方便。无论是粗基准还是精基准。上述原则都不可能同时满足。有时甚至互相矛盾。因此选择基准时。必须具体情况具体分析。权衡利弊。保证零件的主要设计要求。二、零件表面加工经济精度和加工方法的选择表面加工方法的选择。就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。在选择时。上一页下一页返回项目三工艺路线设计一般先根据表面的精度和表面粗糙度要求选择最终加工方法。然后再确定精加工前期工序的加工方法。１。加工经济精度加工经济精度是指在正常加工条件下(采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人。不延长加工时间)所能保证的加工精度和表面粗糙度。各种典型表面的加工方法及其所能达到的经济精度和表面粗糙度等级均已制定表格。在机械加工工艺手册中都能查到。２。加工方法的选择１)工件的加工精度、表面粗糙度和其他技术要求在分析研究零件图的基础上。上一页下一页返回项目三工艺路线设计根据各加工表面的加工质量要求。选择与之相符合的加工经济精度对应的加工方法。２)工件材料的性质工件材料是影响加工方法选择的重要因素。例如。有色金属精加工。因材料过软容易堵塞砂轮而不宜采用磨削。一般采用高速精车或金刚镗。淬火钢的精加工。为了提高效率则采用磨削。３)工件的结构形状和尺寸例如。对于ＩＴ７级精度的孔。采用镗、铰、拉和磨削等可达到要求。但箱体上的孔一般不宜采用拉削或磨削。大孔时宜选择镗孔。小孔时则宜选择铰孔。４)工件的生产类型上一页下一页返回项目三工艺路线设计大批大量生产时。应采用高效率设备和专用工艺装备。例如平面和孔采用拉削加工。单件小批生产时。则只能采用通用设备和工艺装备。如刨、铣平面和钻、扩、铰孔。５)本厂现有的设备情况和技术条件应充分利用企业的现有设备和工艺手段。节约资源。发挥工人的创造性。挖掘企业潜力。同时应重视新技术、新工艺。设法提高企业的工艺水平。三、加工顺序的安排复杂零件的机械加工要经过切削加工、热处理和辅助工序。在拟订工艺路线时必须将三者统筹考虑。合理安排顺序。上一页下一页返回项目三工艺路线设计切削加工工序安排的总原则是:前期工序必须为后续工序创造条件。做好基准准备。具体原则如下:１。基准先行零件加工一开始总是先加工精基准。然后再用精基准定位加工其他表面。因此。任何零件的加工过程。总是先对定位基准进行粗加工和半精加工。必要时还要进行精加工。例如。对于箱体零件。一般是以主要孔为粗基准加工平面。再以平面为精基准加工孔系。对于轴类零件。一般是以外圆为粗基准加工中心孔。再以中心孔为精基准加工外圆、端面等其他表面。如果有几个精基准。则应该按照基准转换的顺序与逐步提高加工精度的原则来安排基面和主要表面的加工。上一页下一页返回项目三工艺路线设计２。先主后次零件的主要表面一般都是加工精度或表面质量要求比较高的表面。它们的加工质量好坏对整个零件的质量影响很大。其加工工序往往也比较多。因此应先安排主要表面的加工。再将其他表面加工适当安排在它们中间穿插进行。通常将装配基面、工作表面等视为主要表面。而将键槽、紧固用的光孔和螺孔等视为次要表面。３。先粗后精一个零件通常由多个表面组成。各表面的加工一般都需要分阶段进行。在安排加工顺序时。应先集中安排各表面的粗加工。中间根据需要依次安排半精加工。最后安排精加工和光整加工。对于精度要求较高的工件。为了减小因粗加工引起的变形对精加工的影响。上一页下一页返回项目三工艺路线设计通常粗、精加工不应连续进行。而应分阶段、间隔适当时间进行。４。先面后孔对于箱体、支架和连杆等工件。应先加工平面后加工孔。因为平面的轮廓平整、面积大。先加工平面再以平面定位加工孔。既能保证加工时孔有稳定可靠的定位基准。又有利于保证孔与平面间的位置精度要求。此外。在毛坯面上钻孔或镗孔。容易使钻头引偏或打刀。此时也应先加工平面再加工孔。以避免上述情况发生。四、工序集中和工序分散安排了加工顺序后。就可以将各加工表面的各次加工。按不同的加工阶段和先后顺序组合成若干工序。工序的组合可采用工序分散和工序集中两个原则。上一页下一页返回项目三工艺路线设计１.工序集中工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成。每道工序的加工内容较多。２.工序分散工序分散则是将工件的加工分散在较多的工序内完成。每道工序的加工内容很少。有时机械加工工艺甚至每道工序只有一个工步。五、加工阶段的划分１.加工阶段的分类为了保证零件的加工质量和合理地使用设备、人力。零件往往不可能在一个工序内完成全部加工工作。而必须将整个加工过程划分为粗加工、半精加工和精加工三大阶段。上一页下一页返回项目三工艺路线设计对零件上精度和表面粗糙度要求特别高的表面还应在精加工后增加光整加工。称为光整加工阶段。１)粗加工阶段在这一阶段中要切除大部分加工余量。使毛坯在形状和尺寸上接近成品。其目的是尽量提高生产效率。２)半精加工阶段这一阶段的主要任务是消除粗加工留下的误差。为主要表面的精加工做准备。并完成一些次要表面的加工(钻孔、攻丝、铣键槽等)。３)精加工阶段这一阶段的任务是从工件上切除少量余量。保证各主要表面达到图纸规定的质量要求。上一页下一页返回项目三工艺路线设计２。划分加工阶段的主要原因:１)保证零件加工质量、２)合理使用设备、３)及时发现毛坯缺陷、４)避免损伤已加工表面、５)便于安排必要的热处理工序六、热处理工序和辅助工序的安排１。热处理工序的安排热处理工序在工艺路线中的安排。主要取决于零件的材料和热处理的目的。根据目的不同。热处理工艺一般可分类如下。１)预备热处理预备热处理的目的是改善金属材料的切削加工性能。消除毛坯制造过程中产生的内应力。属于预备热处理的有调质、退火、正火等。对于含碳量超过０.５％的碳钢。一般采用退火。以降低硬度。上一页下一页返回项目三工艺路线设计含碳量不大于０.５％的碳钢。一般采用正火。以提高材料的硬度。使切削时切屑不粘刀。表面较光滑。调质处理能得到组织细致、均匀的回火索氏体。能减小淬火和氮化时的变形。因此。调质有时也用做预备热处理。预备热处理一般安排在粗加工前、后。安排在粗加工前。可改善材料的切削加工性能。安排在粗加工后。有利于消除残余内应力。２)最终热处理最终热处理的目的是提高金属材料的力学性能。如提高零件的硬度和耐磨性等。属于最终热处理的有淬火—回火、渗碳淬火—回火、渗氮等。对于仅仅要求改善力学性能的工作。有时正火、调质等也作为最终热处理。最终热处理一般应安排在精加工的前后。上一页下一页返回项目三工艺路线设计变形较大的热处理。如渗碳淬火、调质等。应安排在精加工前进行。以便在精加工时纠正热处理的变形。变形较小的热处理。如渗氮等。则可安排在精加工之后进行。３)去应力处理去应力处理包括时效处理、退火等。其目的是消除内应力。减少工件变形。去应力处理一般安排在粗加工之后、精加工之前。一般精度的零件在粗加工之后安排一次人工时效处理。消除制造毛坯和粗加工时产生的内应力。减少后续加工的变形。精度要求较高的零件可在半精加工之后再安排一次时效处理。精度要求特别高的零件。在粗加工、半精加工过程中要经过多次去应力退火。在粗、精磨过程中还要经过多次人工时效处理。上一页下一页返回项目三工艺路线设计４)表面处理为了表面防腐或表面装饰。有时需要对表面进行涂镀或发蓝等处理。涂镀是指在金属、非金属基体上沉积一层所需的金属或合金的过程。发蓝处理是一种钢铁的氰化处理。是指将钢件放入一定温度的碱性溶液中。使零件表面生成０.６~０.８μｍ致密而牢固的Ｆｅ３Ｏ４氧化膜的过程。依处理条件的不同。该氧化膜呈现亮蓝直至亮黑色。所以又称为发黑处理。表面处理通常安排在工艺过程的最后。２。辅助工序的安排辅助工序包括工件的检验、去毛刺、清洗、去磁和防锈等。辅助工序也是机械加工的必要工序。安排不当或遗漏。会给后续工序和装配带来困难。上一页下一页返回项目三工艺路线设计影响产品质量甚至机器的使用性能。例如。未去毛刺的零件装配到产品中会影响装配精度或危及工人安全。机器运行一段时间后。毛刺变成碎屑后混入润滑油中。将影响机器的使用寿命。用磁力夹紧过的零件如果不安排去磁。则可能将微细切屑带入产品中。同时也会严重影响机器的使用寿命。甚至还可能造成不必要的事故。因此。必须重视辅助工序的安排。检验是最主要的辅助工序。它对保证产品质量有重要的作用。检验工序应安排在以下时期。(１)粗加工阶段结束后。(２)转换车间的前后。特别是进入热处理工序的前后。上一页下一页返回项目三工艺路线设计(３)重要工序之前或加工工时较长的工序前后。(４)特种性能检验。如磁力探伤、密封性检验等之前。(５)全部加工工序结束之后。任务实施实例训练。１。摇杆定位基准选择训练１)粗基准的选择本例中零件毛坯为一般铸件。ϕ２０Ｈ７孔及ϕ１２Ｈ７孔均较小。一般不铸出。故不存在重要加工面加工余量均匀问题。此时应着重考虑加工面与不加工面的位置要求。上一页下一页返回项目三工艺路线设计本例中ϕ２０Ｈ７孔要求与ϕ４０外圆同轴。因此在加工ϕ２０Ｈ７孔时。应以ϕ４０外圆为粗基准。２)精基准的选择该零件的设计基准是ϕ２０Ｈ７孔及端面Ａ。根据基准重合原则。应选ϕ２０Ｈ７孔及端面Ａ作为定位精基准。从基准统一的原则出发。以ϕ２０Ｈ７孔及端面Ａ定位可以方便地加工其他表面。在本例中基准重合与基准统一原则相一致。２。摇杆加工工艺路线训练摇杆零件工艺路线见表１－１２。上一页返回项目四工序内容确定任务引入【任务说明】１。选择设备及工艺装备。２。综合应用工艺尺寸链计算尺寸。３。选择切削用量【知识点、技能点】１。设备与工艺装备选择原则。２。加工余量概念与确定方法。３。工序尺寸和偏差计算方法。下一页返回项目四工序内容确定

任务分析计算过程与结果。【课题任务】能分析完整工艺尺寸链中各组成环的性质。并能综合应用工艺尺寸链确定工序尺寸及偏差。熟悉工序内容、加工余量和切削用量等概念。【课题分析】在机械产品的设计制造过程中。设计人员根据某一部件或总成品的使用性能要求。规定必要的装配精度。为了保证装配精度。制定各组成零部件的尺寸公差和几何公差就显得尤为重要。这就需要运用工艺尺寸链的原理来解决。上一页下一页返回项目四工序内容确定

相关知识零件的工艺路线确定以后。就应进行工序设计。工序设计的内容是为每一工序选择机床和工艺装备。确定加工余量、工序尺寸和公差。确定切削用量、工时定额及工人技术等级等。在零件的加工和产品的装配过程中。总有一些相互关联的尺寸问题。这些尺寸问题彼此之间有着一定的内在联系。往往一个尺寸的变化会引起其他尺寸的变化。或是一个尺寸的获得要靠其他一些尺寸来保证。尺寸链理论是解决机械制造中相关尺寸问题的有效手段。设备及工艺装备的选择１。设备的选择上一页下一页返回项目四工序内容确定

确定了工序集中或工序分散的原则后。基本上也就确定了设备的类型。如采用工序集中。则宜选用高效自动加工设备。若采用工序分散。则加工设备可较简单。此外。选择设备时还应考虑以下内容。(１)机床精度与工件精度相适应。(２)机床规格与工件的外形尺寸、本工序的切削用量相适应。(３)机床的生产率与零件的生产类型相适应。(４)选择的设备尽可能与工厂现有条件相适应。如果没有现成设备供选用。经过方案的技术经济分析后。也可提出专用设备的设计任务书或改装旧设备。上一页下一页返回项目四工序内容确定

２。工艺装备的选择工艺装备选择的合理与否。将直接影响工件的加工精度、生产效率和经济效益。应根据生产类型、具体加工条件、工件结构特点和技术要求等选择工艺装备。１)夹具的选择单件小批生产应首先采用各种通用夹具和机床附件。如卡盘、机床用平口虎钳、分度头等。对于大批大量生产。为提高生产率。应采用专用高效夹具。多品种中、小批量生产可采用可调夹具或成组夹具。２)刀具的选择上一页下一页返回项目四工序内容确定

一般优先采用标准刀具。若采用工序集中方式。则可采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。３)量具的选择单件小批生产应广泛采用通用量具。如游标卡尺、百分尺和千分表。大批大量生产应采用极限量块与高效的专用检验夹具和量具等。量具的精度必须与加工精度相适应。二、确定加工余量１。加工余量的基本概念加工余量是指在加工中被切去的金属层厚度。加工余量有工序余量和总余量之分。上一页下一页返回项目四工序内容确定

１)工序余量工序余量是指某一表面在一道工序中被切除的金属层厚度。其大小等于相邻两道工序的工序尺寸之差。对于非对称表面。若是属于外表面。如图１－２１(ａ)所示。则其工序余量为如果非对称表面为内表面。如图１－２１(ｂ)所示。则其工序余量为式中。Ｚｉ———本道工序的工序余量(ｍｍ)。ｌｉ－１。ｌｉ———上道工序的工序尺寸和本道工序的工序尺寸(ｍｍ)。如图１－２１(ｃ)所示。被包容面的工序余量为上一页下一页返回项目四工序内容确定

式中。ｄｉ－１。ｄｉ———上道工序的加工直径和本道工序的加工直径(ｍｍ)。如图１－２１(ｄ)所示。若回转表面属于包容面。则工序式中。Ｄｉ－１。Ｄｉ———上道工序的加工直径和本道工序的加工直径(ｍｍ)。显然。非对称表面的工序余量是单边余量。它等于实际切除的金属层厚度。而回转表面的工序余量则是双边余量。也就是说。实际切除的金属层厚度是加工余量的一半。上一页下一页返回项目四工序内容确定

结合图１－２０(ａ)和图１－２１。由于工序尺寸ｌｉ－１和ｌｉ存在公差。故实际切除的余量大小不等。因此。工序余量Ｚｉ也必然在某一公差范围内变化。称为余量公差ＴＺｉ。当工序尺寸用基本尺寸计算时。所得的加工余量称为基本余量或者公称余量。而工序余量的最小值、最大值则分别称为最小余量Ｚｉｍｉｎ和最大余量Ｚｉｍａｘ。根据式(１－２)可知。工序余量和工序尺寸及偏差的关系式为上一页下一页返回项目四工序内容确定

由此可知。余量公差ＴＺｉ可表示为式中。Ｔｉ－１———上道工序尺寸的公差(ｍｍ)。Ｔｉ———本道工序尺寸的公差(ｍｍ)。ＴＺｉ———本道工序的余量公差(ｍｍ)。２)总余量总余量是指工件由毛坯到成品的整个加工过程中某一表面被切除金属层的总厚度。其值等于某一表面的毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。也等于该表面各工序余量之和。即上一页下一页返回项目四工序内容确定

式中。Ｚ———加工总余量(ｍｍ)。Ｚ１。Ｚ２，Ｚｎ———各道工序余量(ｍｍ)。２。加工余量的影响因素加工余量的大小对于零件的加工质量、生产效率和生产成本均有较大的影响。加工余量过大。不仅会增加机械加工的劳动量。降低生产效率。而且会增加材料、工具和电力的消耗。使加工成本增高。但是加工余量过小又不能保证消除上道工序的各种误差和表面缺陷。甚至产生废品。因此。应当合理地确定加工余量。为了合理地确定加工余量。必须了解影响加工余量的各项因素。上一页下一页返回项目四工序内容确定

影响加工余量的因素主要有以下几个方面。１)上道工序的表面缺陷和误差(１)上道工序的表面粗糙度Ｒａ和表面缺陷层Ｄａ。本道工序必须把上道工序留下的表面粗糙度Ｒａ全部切除。并切除上道工序在表面留下的缺陷层Ｄａ。(２)上道工序的尺寸公差Ｔａ。由于上道工序加工后。表面存在尺寸误差和几何误差。而这些误差一般包括在工序尺寸公差中。所以为了使加工后工件表面不残留上道工序这些误差。本道工序加工余量应比上道工序的尺寸公差值大。上一页下一页返回项目四工序内容确定

(３)上道工序的形位公差ρａ。当上道工序形位公差按独立原则或最大实体原则给出时。几何公差ρａ不受(或不全部受)工序尺寸公差所控制。此时本道工序加工余量应考虑ρａ的影响。ρａ具有矢量性质。如图１－２４(ａ)所示轴销工序简图。外圆的工序尺寸为ϕ２００－０。０３ｍｍ。其轴线的直线度公差ϕ０.０１ｍｍ是按外圆在最大实体条件下给出的。当轴销外径加工到最小实体尺寸ϕ１９.９７ｍｍ。轴线直线度公差为０.０４ｍｍ时。零件仍合格。若干道工序为了纠正其轴线直线度误差。其工序加工余量在直径方向上至少应为２×(０.０１＋０.０３)＝０.０８(ｍｍ)。其中０.０２ｍｍ是因为上道工序的形状误差按最大实体原则给出的。上一页下一页返回项目四工序内容确定

考虑本道工序加工余量时的增加值。若不考虑其他误差的影响。则本道工序最大加工轴销为ϕ１９.９７－ϕ０.０８＝ϕ１９.８９(ｍｍ)。如图１－２３(ｂ)所示。２)本道工序的装夹误差εｂ图１－２４三爪卡盘上的装夹误差装夹误差εｂ包括工件的定位误差和夹紧误差。这些误差会使工件在加工时的位置发生偏移。所以确定工序加工余量还必须考虑装夹误差的影响。εｂ具有矢量性质。如图１－２４所示。用三爪卡盘装夹工件外圆磨内孔。由于三爪卡盘定心不准。故使工件轴线偏离主轴轴线ｅ值。造成孔的磨削余量不均匀。为了确保加工质量。孔的直径余量应增加２ｅ。上一页下一页返回项目四工序内容确定

３。加工余量的确定方法１)分析计算法根据对影响加工余量的各项因素进行分析。通过计算来确定加工余量。综上所述。加工余量必须满足:Ｚ为对称余量Ｚ为单边余量这种方法较合理。但需要全面可靠的试验资料。计算也较复杂。一般只在材料十分贵重或少数大批、大量生产中采用。上一页下一页返回项目四工序内容确定

２)查表法根据有关手册提供的加工余量数据。再结合本厂生产实际情况加以修正后确定加工余量。这是各工厂广泛采用的方法。３)经验估计法根据工艺人员本身积累的经验确定加工余量。一般为了防止余量过小而产生废品。所估计的余量总是偏大。常用于单件、小批量生产三、确定工序尺寸及公差工件上的设计尺寸一般都要经过几道工序的加工才能得到。每道工序所应保证的尺寸称为工序尺寸。编制工艺规程的一个重要工作就是要确定每道工序的工序尺寸及偏差。在确定工序尺寸及偏差时。存在工艺基准与设计基准重合和不重合两种情况。上一页下一页返回项目四工序内容确定

１。基准重合时工序尺寸及其公差的计算当工序基准、定位基准或测量基准与设计基准重合时。工序尺寸及其公差的计算相对来说比较简单。应先确定各工序中加工方法所要求的基本余量及其所能达到的加工经济精度。再由最后一道工序逐个向前推算。即由零件图上的设计尺寸开始。一直推算到毛坯图上的尺寸。工序尺寸的公差均按各工序的加工经济精度确定。并按入体原则确定上、下偏差。所谓入体原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注。但对于磨损后无变化的尺寸。一般标注双向偏差。工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按入体原则标注为单向公差。对于轴。其尺寸越加工越小:其尺寸上偏差取０。上一页下一页返回项目四工序内容确定

下偏差为负是为入体(即入材料体)。对于孔。其尺寸越加工越大:其尺寸下偏差为０。上偏差为正是为入体。２。基准不重合时工序尺寸及其公差的计算加工过程中。工件的尺寸是不断变化的。即由毛坯尺寸到工序尺寸。最后达到满足零件性能要求的设计尺寸。一方面。由于加工的需要。在工序图以及工艺卡上要标注一些专供加工用的工艺尺寸。工艺尺寸往往不是直接采用零件图上的尺寸。而需要另行计算。另一方面。当零件加工时。有时需要多次转换基准。因而会引起工序基准、定位基准或测量基准与设计基准不重合。这时。需要利用工艺尺寸链原理来进行工序尺寸及其公差的计算。上一页下一页返回项目四工序内容确定

３。工序尺寸与加工余量计算图表法对于同一方向上具有较多设计尺寸。加工时定位基准又需多次转换的零件。由于工序尺寸关系复杂。又有余量确定问题。此时采用图表跟踪法比较方便。１)跟踪图绘制按适当比例将工件简图绘制于图表左上方。标注与计算有关的轴向设计尺寸。从与计算有关的各个端面向下引竖线。每条竖线代表各加工阶段中有余量差别的不同加工表面。在表的左边。按加工过程从上到下严格地排出加工顺序。在表的右边列出需要计算的项目。然后按加工顺序。在相应的加工阶段中画出规定的加工符号:箭头指向加工表面。箭尾处用圆点表示工艺基准(测量基准或定位基准)。上一页下一页返回项目四工序内容确定

加工余量用剖面线表示。并画在加工区入体位置上。对于加工过程中间接保证的设计尺寸(也称结果尺寸。即尺寸链的封闭环)注在其他工艺尺寸的下方。两端均用圆点标出。对于工艺基准和设计基准重合。不需要进行工艺尺寸换算的设计尺寸用方框框出２)工艺尺寸链查找在尺寸链图中。从结果尺寸的两端出发向上查找。遇到圆点不拐弯继续向上查找。遇到箭头则拐弯。逆箭头方向水平找加工基准面。遇到加工基准再向上拐。直至两条查找路线汇交为止。查找路线经过的尺寸是组成环。结果尺寸是封闭环。在图１－３３中。沿结果尺寸Ａ０１(封闭环)。可得到由Ａ０１、Ｚ７、Ａ５组成的工艺尺寸链。如图１－３４(ａ)所示。在该尺寸链中。上一页下一页返回项目四工序内容确定

结果尺寸Ａ０１是封闭环。Ｚ７是减环(由于靠火花磨削是操作者根据磨削火花的大小。凭经验直接磨去一定厚度的金属。磨掉金属的多少与上道工序和本道工序的工序尺寸无关。所以靠火花磨削余量Ｚ７是组成环。而不是封闭环)。Ａ５是增环。沿结果尺寸Ａ０２两端向上查找。可得到由Ａ０２、Ａ４和Ａ５组成的另一个工艺尺寸链。Ａ０２是封闭环。Ａ４和Ａ５均为增环。如图１－３４(ｂ)所示。除Ｚ７(靠火花磨削余量)之外。沿Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６两端分别往上查找。可得到如图１－３４(ｃ)~图１－３４(ｅ)所示的三个以加工余量为封闭环的工艺尺寸链。３)计算方法与步骤首先。初步选定工序公差Ｔｉ。必要时适当调整。确定工序公差时。上一页下一页返回项目四工序内容确定

若工序尺寸就是设计尺寸。则该工序公差取图纸标注的公差。如图１－３３中工序尺寸Ａ６。中间工序尺寸的公差可按加工经济精度或根据实际经验初步确定。将初拟工序尺寸公差代入结果尺寸链中(见图１－３４(ａ)和图１－３４(ｂ))。当全部组成环公差之和小于或等于图纸规定的结果尺寸公差(封闭环的公差)时。则初拟公差可以确定下来。否则需对初拟公差进行修正。修正的原则之一是缩小公共环的公差。原则之二是考虑实际加工可能性。优先缩小那些不会给加工带来很大困难的组成环的公差。在图１－３４(ａ)和图１－３４(ｂ)所示尺寸链中。按初拟工序公差验算。结果尺寸Ａ０１和Ａ０２均超差。考虑到Ａ５是两个尺寸链的公共环。先缩小Ａ５公差至±０。０８ｍｍ。并将压缩后的公差分别代入两个尺寸链中重新验算。Ａ０１不超差。上一页下一页返回项目四工序内容确定

Ａ０２仍超差。在Ａ０２所在的尺寸链中。考虑到缩小Ａ４的公差不会给加工带来很大困难。故将Ａ４的公差缩小至±０.２３ｍｍ。再将其代入Ａ０２所在尺寸链中验算。不超差。于是。各工序尺寸公差便可确定下来。其次。计算工序余量的变动量ＴＺｉ(即余量公差)。再次。计算工序余量平均值ＺｉＭ。最后。通过尺寸链计算各工序尺寸的平均值ＡｉＭ。四、确定切削用量１。切削用量三要素切削用量是指切削速度、进给量和背吃刀量三者的总称。上一页下一页返回项目四工序内容确定

这三者又称切削用量三要素。如图１－３５所示。切削用量是调整机床。计算切削力、切削功率、时间定额。以及核算工序成本等所必需的参量。２。切削用量的选择切削用量对于保证加工质量、提高刀具切削效率、保证刀具耐用度和降低加工成本有着重要的影响。在机床、刀具和工件条件一定的情况下。切削用量的选择具有较大的灵活性和潜力。为了取得最大的技术经济效益。应当根据具体的加工条件。确定切削用量三要素(ａｐ、ｆ、ｖｃ)的合理组合。所谓合理的切削用量。是指充分利用刀具的切削性能和机械性能(功率、扭矩等)。在保证加工质量的前提下。获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。上一页下一页返回项目四工序内容确定

１)选择切削用量时应考虑的因素(１)加工质量。(２)切削加工生产率。(３)刀具耐用度２)选择切削用量的原则由以上分析可见。选择切削用量就是要选择切削用量三要素的最佳组合。即在保持刀具合理耐用度的前提下。使ａｐ、ｆ、ｖｃ三者的乘积最大。以获得最高的生产率。根据切削用量对加工质量和刀具耐用度及生产效率的影响规律。选择切削用量的原则是:首先选尽可能大的背吃刀量ａｐ。其次根据机床动力和刚性限制条件或已加工表面粗糙度的要求。选取尽可能大的进给量ｆ。最后根据刀具耐用度要求确定合适的切削速度ｖｃ。上一页下一页返回项目四工序内容确定

３)切削用量参数值的确定(１)背吃刀量ａｐ的选择。背吃刀量要尽可能取得大些。背吃刀量根据加工余量确定。不论粗加工还是精加工。最好一次走刀切除该工序全部的加工余量。粗加工时。在中等功率机床上。背吃刀量可取８~１０ｍｍ。半精加工时。背吃刀量可取０.５~２ｍｍ。精加工时。背吃刀量可取０.１~０.４ｍｍ。可分几次走刀的情况:①加工余量太大。一次走刀切削力太大。会导致机床功率不足或刀具强度不够。上一页下一页返回项目四工序内容确定

②工艺系统刚性不足或加工余量均匀。引起很大振动时。如加工细长轴和薄壁工件。③断续切削。刀具受到很大的冲击而造成打刀。④有时半精加工和精加工为了保证加工精度和表面质量。也可采用二次走刀。多次走刀时。应尽量将第一次走刀的背吃刀量取大些。一般为总加工余量的２/３~３/４。切削表层有硬皮的铸锻件或切削不锈钢等冷硬较严重的材料时。应尽量使背吃刀量超过硬皮或冷硬层硬度。以防刀尖过早磨损或破损。(２)进给量的选择。粗加工时。对工件表面质量没有太高要求。这时切削力往往很大。上一页下一页返回项目四工序内容确定

合理的进给量应是工艺系统所能承受的最大进给量。这一进给量要受到下列一些因素的限制:机床进给机构的强度、刀杆的强度和刚度、刀片(硬质合金或陶瓷)的强度及工件的装夹刚度等。半精加工和精加工时。合理进给量的大小主要受加工精度和表面粗糙度的限制。(３)切削速度ｖｃ的选择。背吃量和进给量选定后。可根据合理的刀具耐用度计算或查表确定切削速度。车削速度可按下述公式计算:式中。上一页下一页返回项目四工序内容确定

Ｃｖ———切削速度系数。与切削条件有关。Ｃｖ、ｘｖ、ｙｖ及ｍ值见表１－１４。Ｔ———刀具耐用度。Ｋｖ———切削速度修正系数。Ｋｖ＝ＫＭｖＫｓｖＫｔｖＫｋｒｖＫｋ′ｒｖＫｒεｖＫＢｖ。其中。ＫＭｖ、Ｋｓｖ、Ｋｔｖ、Ｋｋｒｖ、Ｋｋ′ｒｖ、Ｋｒεｖ、ＫＢｖ分别表示工件材料、毛坯表面状态、刀具材料、主偏角、副偏角、刀尖圆弧半径及刀杆尺寸对切削速度的修正系数。其值见表１－１５。切削速度的具体数值也可以从切削用量手册等资料中查出。其部分内容摘列于表１－１５和表１－１６。上一页下一页返回项目四工序内容确定

加工时。由于切削力一般较大。故切削速度主要受机床功率的限制。如果依据刀具耐用度选定的切削速度。使切削功率超过机床许用值。则应当适当降低切削速度。精加工时。切削力较小。切削速度主要受刀具耐用度的限制。切削速度确定之后。机床转速为计算出的转速ｎ应按机床转速系列最后确定。４)提高切削用量的途径从提高加工生产率来考虑。要尽量提高切削用量。提高切削用量的途径很多。从切削原理角度来看。主要包括以下几个方面。(１)采用切削性能更好的新型刀具材料。上一页下一页返回项目四工序内容确定

(２)改善工件材料的加工性。(３)改进刀具结构和选用合理的刀具几何参数。(４)提高刀具的刃磨质量。(５)采用新型的、性能优良的切削液和高效率的冷却方法。五、制定时间定额１。时间定额与提高劳动生产率的工艺措施确定劳动定额是工序设计中的内容之一。劳动定额是生产率的指标。其可用产量定额(在一定生产条件下。规定每个工人在单位时间内完成的合格品数量)或时间定额(在一定生产条件下。规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间)来表示。目前工厂常用时间定额作为劳动定额指标。上一页下一页返回项目四工序内容确定

定额是安排生产计划、核算生产成本的重要依据。也是设计、扩建工厂或车间时计算设备和工人数量的依据。时间定额由下列部分组成。１)基本时间Ｔｂ直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置与表面质量或材料性质等工艺过程所消耗的时间。对机械加工而言。就是切除金属所耗的时间(包括刀具切入、切出的时间)。时间定额中的基本时间可以根据切削用量和行程长度来计算。２)辅助时间Ｔａ为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作消耗的时间。它包括装卸工件。上一页下一页返回项目四工序内容确定

开、停机床。改变切削用量。试切和测量工件。进刀和退刀等所消耗时间。３)操作时间ＴＢ基本时间与辅助时间之和称为操作时间ＴＢ。它是直接用于制造产品或零、部件所消耗的时间。４)布置工作场地时间Ｔｓω为使加工正常进行。工人管理工作场地和调整机床(如更换、调整刀具。润滑机床。清理切屑。收拾工具等)所需的时间。一般按操作时间的２％~７％(以百分率α表示)计算。上一页下一页返回项目四工序内容确定

。收拾工具等)所需的时间。一般按操作时间的２％~７％(以百分率α表示)计算。５)生理和自然需要时间Ｔｒ工人在工作班内为恢复体力和满足生理需要等消耗的时间。一般按操作时间的２％~４％(以百分率β表示)计算。Ｔｂ、Ｔａ、Ｔｓω、Ｔｒ的总和称为单件时间Ｔｐ。即上一页下一页返回项目四工序内容确定

６)准备与终结时间Ｔｅ准备和终结时间。简称准终时间。指工人在加工一批产品、零件时。进行准备和结束工作所消耗的时