《普通机床机械零件加工》-12

12.1定位块零件的磨削加工12.1.1操作准备1.工艺装备准备好M7120D平面磨床、砂轮、精密平口钳、砂布、油石、砂轮修正器、磨头、百分表、杠杆千分尺、千分表、直角仪、900角尺、靠铁、塞铁、切削液、金刚石等。

2.工艺分析(1)此工件是经淬火后的T10A材料，硬度较高，磨削性能比45钢差，磨削时容易烧伤并使工件变形，磨削热甚至造成工件退火，降低了工件的硬度，严重影响工件的质量。因此在磨削前，除应该选择较软、粒度较粗的砂轮外，还要修整好砂轮，使磨粒具有较好的切削性能;适当降低磨削用量;加大切削液的冲洗冷却作用。(2)为防止磨削热变形，粗、精磨削应分开，即先粗磨，待工件冷却至室温后再精磨。下一页返回12.1定位块零件的磨削加工(3)定位块的尺寸精度和位置公差都要求较高，测量三组对边尺寸可使用杠杆千分尺;测量平行度可用千分表在平板上进行;用直角仪或90“角尺测量工件的垂直度，待工件冷却至室温后再测量。(4)定位块的上下平面表面粗糙度Ra值要求不大于0.4μm，两表面在精磨时应精细修整砂轮，适当降低工作台的纵向进给量和砂轮的横向进给量。12.1.2操作过程磨削定位块，在M7120D平面磨床上进行。1.平行面的磨削磨削工件上相互平行的两个平面，是平面磨削中最主要的工作内容。磨削平行面一般有如下要求:两个平面间的平行度、工件的尺寸精度、平面本身的表面粗糙度和平面度。上一页下一页返回12.1定位块零件的磨削加工平行面工件上的工序一般是车削、铣削或刨削等，磨削时可按下列顺序进行。(1)清理工件定位表面。选择表面积较大、表面粗糙度值较小的表面作为定位表面。用砂布、油石或废砂轮清除工件定位基准面的氧化皮、污物等。检查工件磨削余量，如果磨削大批工件时，可根据工件余量不同将其分成若干组，分批磨削。(2)装夹工件、调整机床。将工件整齐排列在磁力吸盘上，接通电源将工件吸牢。开动机床液压泵，快速下降磨头后，手摇垂直进给手轮，调整砂轮距离工件位置约留0.5mm间隙即可;调整工作台纵向进给撞块，使工件纵向移动离开砂轮20~30mm后立即反向行走。上一页下一页返回12.1定位块零件的磨削加工(3)粗磨平面。开启砂轮、冷却泵和纵向走刀，细心摇动垂直进给手轮进刀，见到磨削火花后，再开动磨头横向进给;反复几次，粗磨平面，磨去工件加工余量的2/3左右即可。(4)修整砂轮。将工作台运行到一端的极限位置后，在工作台上放置砂轮修正器，采用磨头连续横向移动修整砂轮，移动速度根据加工类型选择，粗磨时移动速度快，精磨慢些。(5)精磨平面。同粗磨操作方法相同，精磨工件平面。精磨磨削用量S横=(0.05~0.1)B,B为砂轮宽度;ap=0.005~0.01mm，在停止垂直进给后，要光磨1~2个横向走刀全程，以降低表面粗糙度值。上一页下一页返回12.1定位块零件的磨削加工(6)磨削另一个平面。取下工件，测量尺寸，确定余量;将工作台和工件表面擦干净，依次把工件放在磁力吸附盘上吸牢磨削第二面。此时因磨头垂直位置并未移动，也正是砂轮与工件刚好接触的位置。开动机床纵向进给，进人第二面粗磨，粗磨到工件余量尚有0.03~0.04mm时，结束粗磨;修整砂轮后，再将工件精磨至图样尺寸。2.垂直面的磨削用精密平口钳装夹磨削垂直平面。磨削步骤如下:(1)将精密平口钳夹持平面垂直于砂轮走刀运动方向，并用百分表校正钳口的夹紧平面，校正误差在0.05mm之内，开启电源将精密平口钳吸牢。上一页下一页返回12.1定位块零件的磨削加工(2)把待磨工件夹在钳口内，使工件待磨平面略高于钳口平面，要磨的垂直平面在钳口侧面略露出来，用百分表校正工件待磨平面，控制误差在0.03mm之内。(3)调整工作台行程及磨头高度;磨削工件平面至图样要求。

(4)将精密平口钳连同工件翻转900，使精密平口钳侧面被吸牢在磁力吸盘上，磨削工件的垂直面，使其符合图样要求。操作时要注意的事项:①用精密平口钳装夹可以磨削各种材料的工件，不受导磁性的限制，但在装夹时应该防止夹伤工件表面。②经常检验精密平口钳的精度，如发现超差应及时修复，防止因平面的磨损影响工件磨削精度。上一页下一页返回12.1定位块零件的磨削加工③在磨削垂直平面时，因精密平口钳与工件竖立，在磁力台上有一定的高度，必要时应使用靠铁，以提高其装夹可靠性。12.1.3自检与评价(1)平面磨削质量分析。平面磨削过程中出现的各种质量问题，是受多种因素影响的，如受基准面，夹具的校正、调整，砂轮的选择、平衡、修整，角度面的切削用量以及操作工艺、检测方法和机床等因素的影响。各种磨削质量问题和缺陷的产生原因及消除方法如下。①角度不合格。产生原因:基准面不好;加工定位基准选择不当;砂轮修整不合格。上一页下一页返回12.1定位块零件的磨削加工改进措施:返修基准面，已经无返修可能时可考虑将工件报废;加工定位基准的选择及加工调整应认真，做到准确无误，测量基准尽量与加工基准一致，认真测量;重新修整砂轮。②表面粗糙度不合格。产生原因:砂轮选择、平衡和修整不好;机床精度差;加工时吃刀量太大。改进措施:认真选择、平衡和修整好砂轮;检修机床;合理选择磨削用量。③形位公差不合格。产生原因:加工时粗心大意或未认真看图;机床精度差。改进措施:加强工作责任心，认真理解图样;检修机床。④平面呈中凹形。产生原因:进给量过大;砂轮硬度偏高;冷却不充分。改进措施:选用合适的砂轮，改善砂轮的自锐性;注意充分冷却，减小磨削热。上一页下一页返回12.1定位块零件的磨削加工⑤塌角或侧面呈喇叭口。产生原因:主轴轴承间隙过大;砂轮磨钝;进给量过大。改进措施:在工件两端加辅助工件一起磨削。⑥表面波纹(直波纹;两边波纹;菱形波纹)。产生原因:塞铁间隙过大;垂直进给过大;主轴轴承间隙过大;磨头系统刚度较差;砂轮不平衡;砂轮硬度太硬;工作台换向冲击太大;液压系统振动。改进措施:找出振动部位和产生波纹的其他原因，然后采用相应措施消除。⑦线性划伤。产生原因:切削液喷注太少;工件表面排屑不良。上一页下一页返回12.1定位块零件的磨削加工改进措施:加大切削液流量，调整好切削液喷嘴位置。⑧表面走刀痕迹。产生原因:砂轮母线不直;砂轮主轴轴承间隙过大;进给量过大。改进措施:调整机床主轴间隙，并将金刚石安装在工作台上，精细修整砂轮。(2)加工完毕后却下工件，正确选择量具按图仔细检测各部分尺寸。对自己的练习件进行评价(评分标准见表12.1)，对出现的质量问题分析原因，并找出改进措施。(3)将工件送交检验后清点工具，收拾工作场地。上一页返回12.2成组技术与计算机辅助工艺规程设计12.2.1成组技术随着机械工业产品更新换代加快，产品品种增多，75%}80%的产品是以中小批生产方式制造的。一向以大批量生产著称的汽车工业，为了提高竟争力，也出现了向中批量过渡的趋势。为了缩短中小批量产品的制造周期，提高生产率，产生和发展了成组技术。1.成组技术的基本原理成组技术的实质是将工厂产品的所有零件，根据其形状、结构及加工工艺等方面的相似性进行分类编组，对同一组的零件制订统一的加工方案，并在同一机床组中稍加调整后加工出来。这样做可以扩大工艺批量，使大批量生产中行之有效的高效率工艺方法和设备可以应用到中小批生产中去，从而提高中小批生产企业的劳动生产率。下一页返回12.2成组技术与计算机辅助工艺规程设计随着计算机技术和数控技术的发展，成组技术成为发展CAD/CAPP/CAM/FMS等先进制造技术的重要基础。

2.零件分类编码系统零件分类编码是实施成组技术的重要手段。它是用数字表示零件的形状特征和工艺特征，以便采用一定数列的数字码来表示这些零件。目前，国内外的分类编码系统很多，常用的有德国的奥匹兹(OPITZ)零件分类编码系统和我国制定的机械工业成组技术零件分类编码系统(JLBM一1)。图12.2是JLBM一1分类编码系统。JLBM一1分类编码系统的结构形式，由名称类别码、形状及加工码、辅助码三部分共巧个码位组成，每一码包括从0到9的10个特征项。该系统的名称类别主要反映零件的功能和主要形状，由第1,2码位构成，分回转类零件和非回转类零件两大类。第3~9位表示零件的形状与加工特征，用来说明零件外部形状及加工、内部形状及加工、平面端面和辅助加工。上一页下一页返回12.2成组技术与计算机辅助工艺规程设计辅助码用第10~15位六个码位，表示零件的材料、毛坯、热处理、主要尺寸和精度等级等有关信息。其中第15位精度码主要反映不加工、低精度、高精度和超高精度四挡。图12.3是两个零件的编码示例。

3.成组工艺过程设计成组工艺是为一组零件设计的，因此该工艺过程应具有高质量和高覆盖性。目前常用的成组工艺设计方法有以下两种。(1)复合零件法。复合零件法是利用一种所谓的复合零件来设计成组工艺的方法。复合零件既可以是一个零件组中实际存在的某个具体零件，也可以是一个实际上并不存在而纯属人为虚拟的假想零件。不论它是实有的代表零件，还是虚拟的假想零件，作为复合零件都必须拥有同组零件的全部待加工的表面要素。上一页下一页返回12.2成组技术与计算机辅助工艺规程设计所以按复合零件设计的成组工艺，自然能据此加工零件组内所有的零件，只需要从成组工艺中删除某一零件不需用的工序或工步内容，便形成该零件的加工工艺。复合零件法一般适用于回转体零件，图12.4是成组工艺中的各同组零件及其复合零件示例。而对非回转体零件来说，因其形状极不规则，复合零件很难建立，常采用复合工艺路线法。

(2)复合工艺路线法。复合工艺路线法是在零件分类成组的基础上，把同组零件的工艺过程卡收集在一起，然后从中选出组内最复杂也即最长的工艺路线作为代表，再将此代表路线与组内其他零件的工艺路线相比较，将其他零件有的而此代表路线没有的工序一一添入，这样便可最终得出能满足全组零件要求的成组工艺。上一页下一页返回12.2成组技术与计算机辅助工艺规程设计4.成组生产的组织形式(1)单机成组生产单元。它是把一些工序相同或相似的零件组集中在一台机床上进行加工。它的特点是从毛坯到成品多数可以在同一类型的设备上完成，也可仅完成其中某几道工序的加工。

(2)多机成组生产单元。它是指一组或几组工艺上相似的零件的工艺过程由相应的一组机床完成。该组织形式与传统机群式排列相比，缩短工序间的运输距离，从而减少了在制品库的存量;缩短了生产周期、提高了设备利用率、加工质量稳定、效率较高。所以被各企业广泛采用。上一页下一页返回12.2成组技术与计算机辅助工艺规程设计(3)流水成组生产单元。它是成组技术的较高级组织形式。它与一般流水线的主要区别在于生产线上流动的不是一种零件，而是多种相似零件。在流水线上各工序的节拍基本一致，每一种零件不一定经过线上的每台机床，因此它的工艺适应性比较大。12.2.2计算机辅助工艺规程设计(CAPP)1.CAPP的概念计算机辅助工艺规程设计(CAPP)就是在成组技术的基础上，通过向计算机输入被加工零件的几何信息和加工工艺信息，由计算机自动地输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。计算机辅助工艺规程设计不仅可以提高工艺规程的设计质量，而且还可以使工艺人员从繁琐重复的工作中摆脱出来。上一页下一页返回12.2成组技术与计算机辅助工艺规程设计2.LAPP系统的工作原理国内外已经开发和正在研究的CAPP系统，其基本原理可分为三类:派生型、创成形、综合型(半创成形)。(1)派生型。它是建立在成组技术基础上的CAPP系统。即利用成组技术的原理将零件分类成组，设计成组典型工艺，并将其存入计算机数据库中。设计一个新的零件工艺规程时只要输入零件的有关信息，计算机对零件进行编码，或直接输入零件代码，按此代码检索出此零件所属的零件组(族)，并调出相应的标准(典型)工艺，然后再根据零件结构及工艺要求，对标准(典型)工艺进行适当的修改编辑，从而派生出所需要的工艺规程。这类系统针对性很强，一般只适用于特定的企业，移植不方便。但系统结构简单，开发周期短，投资少，易于在生产中取得实效。早期开发系统大多属于这一类型。上一页下一页返回12.2成组技术与计算机辅助工艺规程设计(2)创成形。这种系统是采用决策逻辑的方法开发的，在系统中不存储复合工艺或典型工艺，只存储了若干逻辑算法程序。系统根据输入信息由这些逻辑算法对加工工艺进行决策，自动生成零件的加工工艺规程。创成形系统基本上排除了人的干预，保证了工艺规程的客观性和科学性。完全创成式的系统还处于研究阶段，在生产中实用的尚不多见。(3)综合型(又称半创成形)。这种系统沿用以派生型为主的检索编辑原理，当零件不能归入系统已存在的零件组(族)时，则转向创成形的决策逻辑原理。它具有两种类型系统的优点，部分克服了它们的缺点，效果较好，所以应用十分广泛。我国自行设计开发的CAPP系统大多为这种类型。上一页下一页返回12.2成组技术与计算机辅助工艺规程设计3.CAPP的结构一个比较完整的CAPP系统的组成，大约包括6个模块和若干个库，如图12.5所示。

(1)输入模块:零件的信息可以来自人工输入或者来自现有CAD转换信息接口或直接来自集成环境下统一的产品数据模型。(2)生成工艺规程模块:包括生成表头表尾、毛坯选择、加工方法选择、工序安排、机床刀夹量具的选择、工序图生成及尺寸链计算、刀具加工轨迹生成、NC指令生成、时间与成本计算等子模块。(3)输出模块:可以输出工艺流程卡、工艺规程、时间定额、刀具轨迹模拟显示、NC加工指令、工序图以及其他工艺文件。(4)修改模块:进行现有工艺规程的修改。上一页下一页返回12.2成组技术与计算机辅助工艺规程设计(5)存取模块:再现已有工艺规程与存储新工艺规程。(6)控制模块:控制和管理整个系统。

(7)各类库存信息: