04 质量培训PPT 自由度

1、,第三章 机械加工工艺规程设计,第一节 机械加工工艺规程设计方法,一、机械加工工艺规程的作用,把机械加工工艺过程用文件的形式固定下来，就称之为工艺规程。,机械加工工艺规程：,生产计划、调度，工人操作、质量检查等活动的依据； 生产准备工作的依据； 新建或扩建车间的原始依据。,作用,第三章 机械加工工艺规程设计,二、机械加工工艺规程的格式,1）在单件小批生产中，一般只编写 简单的机械加工工艺过程卡片； 2）在中批生产中，多采用机械加工 工艺卡片； 3）在大批大量生产中，则要求有详 细和完整的工艺文件，要求各工 序都要有机械加工工序卡； 4）对半自动及自动机床，则要求有 机床调整卡，对工序则要求有检

2、 验工序卡等。,第三章 机械加工工艺规程设计,第三章 机械加工工艺规程设计,第三章 机械加工工艺规程设计,第三章 机械加工工艺规程设计,第三章 机械加工工艺规程设计,第三章 机械加工工艺规程设计,三、机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内容,T、Q、C 减轻劳动强度、保证安全,设计原则,阅读装配图和零件图 了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用。,步骤和内容,第三章 机械加工工艺规程设计,零件工艺性审查 审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一； 找出主要技术要求和分析关键的技术问题； 审查零件的结构工艺性。,第三章 机械加工工艺规程设计,确定毛坯,考虑： 生产

3、纲领、零件作用及本身的结构,常用毛坯的种类有： 铸件、锻件、型材、焊接件等,铸件,包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。铸件毛坯的形状可以相当复杂，尺寸可以相当大，且吸振性能较好，但铸件的机械性能较低，一般壳体零件的毛坯多用铸件。,锻件,机械性能较好，有较高的强度和冲击韧性，但毛坯的形状不宜复杂，如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻件。,型材,包括圆形、方形、六角形及其它断面形状的棒料、管料及板料。棒料常用在普通车床、六角车床及自动和半自动车床上加工轴类、盘类及套类等中小型零件。冷拉棒料比热轧棒料精度高且机械性能好，但直径较小。板料常用冷冲压的方法制成零件，但毛坯的厚度不宜过大。,焊接件,对尺寸较

4、大、形状较复杂的毛坯，可采用型钢或锻件焊接成毛坯，但焊接件吸振性能差，容易变形，尺寸误差大。,工程塑料,它是近年来在机械制造业中普遍推广的一种毛坯，其形状可以很复杂，尺寸精度高，但机械性能差。,第三章 机械加工工艺规程设计,第三章 机械加工工艺规程设计,确定满足工序要求工艺装备,确定各主要工序的技术要求和检验方法,确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差,确定切削用量,确定时间定额,填写工艺文件,拟定机械加工工艺路线,选择定位基准、确定加工方法、安排加工顺序以及热处理、检验和其它工序等。,第三章 机械加工工艺规程设计,第二节 零件的结构工艺性分析,加工表面的形状应与采用的加工方法特点一致。 零

5、件结构应满足高生产率加工方法要求。如拉孔孔壁不能太薄。 零件加工部位的结构应便于刀具正确地进出，不发生干涉。 减少加工表面面积或尺寸。 便于安装、有足够的刚性和定位表面，尽量减少装夹次数。 加工表面的尺寸尽可能统一。 加工时便于观察。,零件结构工艺性分析,第三章 机械加工工艺规程设计,第三章 机械加工工艺规程设计,第三章 机械加工工艺规程设计,第三章 机械加工工艺规程设计,第三章 机械加工工艺规程设计,第三章 机械加工工艺规程设计,第三章 机械加工工艺规程设计,1）键槽设置在阶梯轴90方向上，需两次装夹加工。 将两个键槽设计在同一方向上，一次装夹即可。 2）车螺纹时，螺纹根部易打刀；且不能清根

6、。 留有退刀槽，可使螺纹清根；操作相对容易，可避免打刀。 3) 两端轴颈须磨削加工，因砂轮圆角而不能清根。 留有退刀槽，磨削时可以清根。,工艺性分析,第三章 机械加工工艺规程设计,第三节 工件加工时的定位及基准,装夹：定位+夹紧 定位：是指确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程。 夹紧：是指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。,1工件的装夹,一、工件的定位,第三章 机械加工工艺规程设计,第三节 工件加工时的定位及基准,装夹方法： 夹具装夹 直接找正装夹 划线找正装夹,第三章 机械加工工艺规程设计,夹具装夹,第三章 机械加工工艺规程设计,第三节 工件加工时的定位及基准,

7、直接找正定位的装夹 工件的定位由人工直接在机床上利用千分表等工具，找正某些有相互位置要求的表面，然后夹紧工件，称之为直接找正装夹。,找正精度与工具有关： 划针找正：0.5mm 百分表：0.02mm 千分表：0.005-0.01mm,第三章 机械加工工艺规程设计,第三节 工件加工时的定位及基准,磨内孔,四爪卡盘,第三章 机械加工工艺规程设计,第三节 工件加工时的定位及基准,直接找正装夹,第三章 机械加工工艺规程设计,第三节 工件加工时的定位及基准,直接找正装夹的特点： 效率低 精度较高 适合于单件小批量生产、修配 定位精度要求特别高的场合 形状简单零件 对工人水平有要求,第三章 机械加工工艺规程

8、设计,第三节 工件加工时的定位及基准,划线找正装夹： 按照图纸要求，使用划针按工件上预先划出的找正线找正工件，然后夹紧工件。,第三章 机械加工工艺规程设计,第三节 工件加工时的定位及基准,第三章 机械加工工艺规程设计,第三节 工件加工时的定位及基准,划线找正装夹的特点： 效率低 定位精度低（0.1mm) 不需要其它专门设备，通用性好 适用于单件，批量小 形状复杂毛坯公差大，精度要求低，表面粗糙，大型工件的粗加工工序。,第三章 机械加工工艺规程设计,第三节 工件加工时的定位及基准,夹具装夹 工件按照定位原理在夹具中定位和夹紧。不需要划线和找正，直接由夹具来保证工件的定位精度。,特点： 操作简单，

9、装卸方便，效率较高 容易保证加工精度要求（由夹具保证 一般用于批量生产中 费用高（夹具成本），对操作工要求低,第三章 机械加工工艺规程设计,第三节 工件加工时的定位及基准,2工件定位原理 1）六点定位原理,一个物体在空间可以有六个独立的自由度：,三个移动：,三个转动：,x,y,z,第三章 机械加工工艺规程设计,一个物体在空间可以有六个独立的运动，若适当安排6个约束点，就可限制工件的6个自由度，使工件完全定位。,六点定位原理,第三章 机械加工工艺规程设计,用定位元件代替约束点限制自由度 支承钉；支承板，长销，短销，长V形块，短V形块，长定位套，短定位套，固定锥销，浮动锥销等。 分析定位元件限制自

10、由度的方法 直接分析法 间接分析法,第三章 机械加工工艺规程设计,完全定位和不完全定位,完全定位： 6个自由度全部限制 不完全定位：限制少于六个自由度 （仅需如此）,a）Z方向移动自由度（球体铣平面） b）X,Y方向移动自由度（球体钻通孔）,c） X,Y方向转动自由度,Z方向移动自由度 （长方体上通铣平面）,d）X，Z方向移动自由度,X，Z方向转动自由度 （圆轴上通铣键槽）,e）X, Z方向移动自由度，X, Y, Z方向转动自由度 （长方体上通铣槽）,f）X, Y, Z方向移动自由度，X, Y, Z方向转动自由度 （长方体上铣不通槽）,球体上通铣平面限制3个自由度,第三章 机械加工工艺规程设计

11、,欠定位和过定位,欠定位： 必需限制的自由度没有全部限制。欠定位不稳定，是不允许的。,第三章 机械加工工艺规程设计,过定位 同一个自由度被限制两次或两次以上。,过定位是否允许，应根据具体情况进行具体分析: 毛坯面不允许； 定位面精度很高，允许。 产生问题：工件或定位元件变形、工件位置不确定、工件无法安装,分析应限制的自由度：,第三章 机械加工工艺规程设计,关键问题：,满足加工面要求的自由度限制分析 从承受切削力、夹紧设置等考虑应限制那些自由度 有无欠定位和过定位 欠定位不允许 过定位存在是否合理,第三章 机械加工工艺规程设计,二、基准,1）定义 基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依

12、据的那些点，线或面。,设计基准,工艺基准,设计图样上标注设计尺寸所依据的基准,基准,定位基准,测量基准,装配基准,2）分类,工序基准,零件在加工工艺过程中所采用的基准。,作为基准的点、线、面在工件上不一定能找到（抽象基准），而由某些具体表面来体现-基面,工序基准=定位基准 =设计基准,工序基准=定位基准,第三章 机械加工工艺规程设计,工序基准选择注意点： 工序基准=设计基准 工序基准应尽可能是定位和测量基准； 设计基准为工序基准有困难时，才另选工序基准。,第三章 机械加工工艺规程设计,粗基准 精基准 附加基准,粗基准：未经机械加工的定位基准 精基准：经过机械加工的定位基准,辅助基准：根据机加工

13、艺需要而专门设计的定位基准。,如：轴类零件顶尖孔定位,定位基准,第三章 机械加工工艺规程设计,在制定零件工艺规程时总是考虑选择怎样的精基准把各个表面加工出来，而后考虑选择怎样的粗基准把精基准加工出来。,第四节 工艺路线的制定,如何选择定位基准?怎样确定加工方法?怎样安排加工顺序?怎样安排热处理等其它工序?,制定工艺路线应考虑的主要问题:,第三章 机械加工工艺规程设计,一、定位基准的选择,1粗基准的选择,粗基准选择一般应遵循的原则： 保证相互位置要求的原则 保证加工表面加工余量合理分配的原则 便于工件装夹的原则 粗基准一般不得重复使用的原则,第三章 机械加工工艺规程设计,第三章 机械加工工艺规程

14、设计,第三章 机械加工工艺规程设计,各主要表面有足够的余量。 为保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面的毛坯面为粗基准。,第三章 机械加工工艺规程设计,以不加工表面为粗基准,选择毛坯上余量最小表面为粗基准,选择零件上重要表面为粗基准,粗基准应平整，无浇冒口、飞边等，以使定位可靠,粗基准只能使用一次,一般性原则： 选择最大尺寸的表面为安装面，选择最长距离的表面为导向面，选择最小尺寸的表面为支承面；,首先考虑保证位置精度，再考虑保证尺寸精度；,应尽量选择零件的主要表面为定位基准；,定位基准应便于夹紧，在加工中稳定可靠。,粗基准：,第三章 机械加工工艺规程设计,一般原则： 基准重合原则(=设计基

15、准） 基准统一原则 互为基准原则 自为基准原则 便于装夹原则,2精基准的选择,基准重合原则（不重合，产生定位误差）,第三章 机械加工工艺规程设计,第三章 机械加工工艺规程设计,定位基准与工序基准不重合,定位基准与工序基准重合,第三章 机械加工工艺规程设计,基准统一原则 当工件以某一精基准定位，可以较方便地加工大多数（或所有）其它表面，则应尽早加工该精基准。这称之为基准统一原则。 优点： 简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数，在数控机床中有广泛应用。减少了工艺路线，工序相对集中。提高了位置精度 缺点：基准不重合。,第三章 机械加工工艺规程设计,第三章 机械加工工艺规程设计,互为基准原则 某些位置

16、度要求很高的表面，常采用互为基准反复加工的办法来达到位置度要求。,例如: 精密齿轮高频淬火后磨削： 齿面定位磨内孔，内孔定位磨齿面,主轴颈和锥孔加工,第三章 机械加工工艺规程设计,自为基准原则 （类似与加工余量均匀的粗基准选择） 以加工面本身为基准进行加工 可以减小表面粗糙度，减小加工余量和保证加工余量均匀，提高尺寸精度。不能保证位置精度,例如：导轨面磨削、拉孔、推孔、铰孔、珩磨孔、浮动镗刀块镗削、光整加工,床身导轨面自为基准定位,工件,调整用锲铁,找正百分表,第三章 机械加工工艺规程设计,便于装夹原则 应能保证定位准确、可靠、夹紧机构简单，操作方便。,二、表面加工方法的选择,1加工经济精度及

17、表面粗糙度,在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工装、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。,加工经济精度,第三章 机械加工工艺规程设计,精心操作 细心调整,精度提高 粗糙度降低,时间增加、成本提高,第三章 机械加工工艺规程设计,加工精度发展趋势,第三章 机械加工工艺规程设计,2加工方法的选择,考虑因素： 零件的精度（包括尺寸精度，形状精度和位置精度）以及表面粗糙度要求； 考虑本单位现有工艺条件； 考虑加工经济精度； 材料的可加工性； 考虑生产类型。,第三章 机械加工工艺规程设计,三、典型表面的加工路线,外圆表面的加工工艺路线 孔的加工工艺路线 平面的加工工

18、艺路线,外圆表面的加工工艺路线,粗车 IT1213 Ra1080,半精车 IT1011 Ra2.510,精车 IT79 Ra1.255,粗磨 IT89 Ra1.2510,精磨 IT67 Ra0.161.25,金刚石车 IT56 Ra0.021.25,滚压 IT67 Ra0.161.25,研磨 IT5 Ra0.0080.32,精密磨削 IT5 Ra0.0080.08,超精加工 IT5 Ra0.10.01,砂带磨削 IT65 Ra0.010.16,抛光 Ra0.0081.25,孔的加工工艺路线,第三章 机械加工工艺规程设计,注：铰孔只能保证尺寸和形状精度，降低粗糙度，不能纠正位置误差。自为基准加工

19、,钻-扩-铰-手铰,（中小孔）,钻或粗镗半精镗精镗浮动镗或金刚镗 （大孔、箱体、位置精度高）,钻粗拉拉（大批量）,不能提高位置精度,钻（或粗镗）粗磨半精磨精磨研磨或珩磨 （淬火、高精度）,第三章 机械加工工艺规程设计,金刚镗是指在精密镗头上安装刃磨质量较好的金刚石刀具或硬质合金刀具进行高速、小进给精镗孔加工,对以微米为单位的特小孔加工，需要采用特种加工方法，例如：电火花打孔、激光打孔、电子束打孔等。,平面的加工路线,第三章 机械加工工艺规程设计,铣削加工用得最多(生产率高),粗铣一半精铣一精铣,高速铣,IT67,Ra0.161.25m,表面粗糙度：,加工精度：,第三章 机械加工工艺规程设计,粗

20、刨一半精刨一精刨一宽刀精刨、刮研或研磨,用于窄长面加工（效率较低）,宽刀精刨多用于大平面或机床床身导轨面加工。,粗铣（刨）-半精铣（刨）-粗磨-精磨-研磨、精密磨、砂带磨或抛光,第三章 机械加工工艺规程设计,粗拉-精拉 主要在大批大量生产中采用。生产率高，尤其对有沟槽或台阶的表面，拉削加工的优点更加突出。,粗车-半精车-精车-金刚石车 主要用于有色金属零件加工。,第三章 机械加工工艺规程设计,四、工序顺序的安排,工序顺序的安排原则 热处理工序及表面处理工序的安排 其他工序的安排,基准先行 先面后孔（便于定位，防止引偏） 先主后次 先粗后精 装配后加工,1工序顺序的安排原则,第三章 机械加工工艺规程设计,2. 热处理工序及表面处理工序的安排,热处理目的： 提高材料综合机械性能 改善切削加工性能 消除内应力,退火（缓慢冷却）：降低硬度、提高塑性、细化晶粒、消除应力 正火（空气冷却）：提高或保持合适的硬度，便于切削 淬火（快速冷却）：获得马氏体，提高硬度和耐磨性 回火：在淬火后，消除应力，降低脆性、稳定尺寸 调质：淬火+高温回火,热处理方法：,第三章 机械加工工艺规程设计,改善切削性能（如退火、正火、调质等）切削加工前。 去应力（如人工时效、退火、正火等）粗加工之后。 增硬耐磨（淬火-回火，渗碳-淬火）精加工前 表面处理（镀铬、阳极化、发蓝） 最后,热处理工序的安排：,第三章 机械