機(jī)械加工工藝

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1、機(jī)械加工工藝 .txt 熬夜，是因?yàn)闆](méi)有勇氣結(jié)束這一天；賴(lài)床，是因?yàn)闆](méi)有勇氣開(kāi)始這一天。 朋友，就是將你看透了還能喜歡你的人。一．機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成 1．工序——工人，在工作地對(duì)工件所連續(xù)完成的工藝過(guò)程。 2．安裝——經(jīng)一次裝夾后所完成的工序內(nèi)容 裝夾——定位——加工前工件在機(jī)床或夾具上占據(jù)一正確的位置 夾緊——使正確位置不發(fā)生變化 增加安裝誤差 增加裝夾時(shí)間——應(yīng)盡量減少安裝次數(shù) 3．工位——工件與工裝可動(dòng)部分相對(duì)工裝固定部分所占的位置 多工位加工——提高生產(chǎn)率、保證加工面間的相互位置精度 4．工步——加工表面和加工工具不變條件下所完成的工藝過(guò)程 一次安裝中連續(xù)進(jìn)行的若干相同的

2、工步T 1個(gè)工步 用幾把不同刀具或復(fù)合刀具加工T復(fù)合工步 5．走刀——每進(jìn)行一次切削—— 1 次走刀 二．工藝規(guī)程 1 ．工藝規(guī)程的作用——①指導(dǎo)生產(chǎn) ② 組織生產(chǎn)和管理生產(chǎn) ③ 新建、擴(kuò)建或改建工廠及車(chē)間 2 ?工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則一一①技術(shù)上的先進(jìn)性 ② 經(jīng)濟(jì)上的合理性 ③ 良好的勞動(dòng)條件 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 一.零件的工藝分析 1 ?零件技術(shù)要求分析 ① 加工表面的尺寸精度 ② 主要加工表面的形狀精度 ③ 主要加工表面之間的相互位置精度 ④ 各加工表面粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其他要求 ⑤ 熱處理要求及其它技術(shù)要求（如動(dòng)平衡等） 。 1 ）零件的視圖、技術(shù)要

3、求是否齊全——主要技術(shù)要求和加工關(guān)鍵 2） 零件圖所規(guī)定的加工要求是否合理 3） 零件的選材是否恰當(dāng)，熱處理要求是否合理 2 ?零件結(jié)構(gòu)及其工藝性分析 ① 結(jié)構(gòu)組成一一內(nèi)外圓柱面、圓錐面、平面、螺旋面、齒形面、成形面 ② 結(jié)構(gòu)組合 軸類(lèi)、套筒類(lèi)、盤(pán)環(huán)類(lèi)、叉架類(lèi)、箱體類(lèi) ★分析剛度及其方向 ③ 結(jié)構(gòu)工藝性一一保證使用要求的前提下，能否以高生產(chǎn)率和低成本制造 二?毛坯的選擇 1 ?毛坯種類(lèi)的選擇 鑄件、鍛件、焊接件、型材、沖壓件、粉末冶金件和工程塑料件 2 ?確定毛坯的形狀和尺寸一一盡量與零件接近 毛坯加工余量——毛坯制造尺寸與零件相應(yīng)尺寸的差值——加工總余量 毛坯公差——毛坯制

4、造尺寸的公差 ① 為工件安裝穩(wěn)定，有些毛坯需工藝凸臺(tái) ② 為加工方便，一些零件作整體毛坯一一半圓形零件T合成整圓 小零件（墊圈）7合成 1件 3．選擇毛坯時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題 ① 零件的材料及力學(xué)性能要求一一鑄鐵、有色金屬7鑄 重要件7鍛 ② 零件的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸一一復(fù)雜件7鑄 小臺(tái)階軸7棒料，大臺(tái)階軸7鍛 ③ 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小一一大批量7先進(jìn)方法 ④ 現(xiàn)有生產(chǎn)條件 ⑤ 采用新工藝、新技術(shù)、新材料 三．定位基準(zhǔn)選擇 1 ．基準(zhǔn)的概念——確定其他點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的點(diǎn)、線、面 （1） 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)——零件圖上的基準(zhǔn)——尺寸7尺寸線的起點(diǎn) 相互位置7基準(zhǔn)符號(hào) （2） 工藝基

5、準(zhǔn)——工藝中用的基準(zhǔn)——①工序基準(zhǔn) ② 定位基準(zhǔn) ③ 測(cè)量基準(zhǔn) ④ 裝配基準(zhǔn) 2. 定位基準(zhǔn)的選擇——毛坯面定位7粗基準(zhǔn) 已加工面定位7精基準(zhǔn) （1） 精基準(zhǔn)的選擇——可靠保證主要加工表面間的相互位置精度 1 ）基準(zhǔn)重合原則——選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn) 2） 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則——盡可能在多數(shù)工序中用一組精基準(zhǔn)定位 3） 定位穩(wěn)定準(zhǔn)確，簡(jiǎn)單方便的原則——選面大、精度高的面為精基準(zhǔn) 4） 互為基準(zhǔn)原則——為加工余量均勻，位置精度高——反復(fù)加工 5） 自為基準(zhǔn)原則——要求余量小而均勻——選加工面本身為精基準(zhǔn) ?輔助基準(zhǔn)——人為制造的基準(zhǔn)——工藝需要而作的工藝凸臺(tái)、中心孔 提高精度——

6、一面兩孔定位 （2） 粗基準(zhǔn)選擇——可靠方便地加工精基準(zhǔn) 1 ）保證不加工面與加工面間的位置關(guān)系——選擇不加工面作粗基準(zhǔn) 2）定位穩(wěn)定可靠，簡(jiǎn)單方便——選大面、平整面，無(wú)缺陷 3 ）合理分配各面加工余量 ①應(yīng)保證各加工面有足夠的余量 ②某些重要面使其加工余量均勻 4）同一方向上的粗基準(zhǔn)原則上只允許使用一次 ?基準(zhǔn)選擇——具體情況具體分析，綜合考慮，靈活運(yùn)用，正確選擇 【例】選擇支架零件的精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn) ?零件分析一一加工面一一底面、頂面、0 16H7孔、2- $ 10孔、直槽、圓弧槽 主要加工要求——$ 16H7、對(duì)稱(chēng)度 0.1、32 ± 0.1、28 ± 0.1 ?基準(zhǔn)

7、分析一一底面一一頂面、$ 16H7孔高度方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn) $ 16H7孔軸線一一直槽、圓弧槽、 2- $ 10孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 ?精基準(zhǔn)選擇： 底面——限制 3 個(gè)自由度（ 、 、 ） ① 基準(zhǔn)重合（底面是頂面、$ 16H7孔高度方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)） ② 基準(zhǔn)統(tǒng)一（在大多數(shù)工序中使用） ③ 定位穩(wěn)定可靠、夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（定位面積大且平整） 。 0 16H7孔一一限制2個(gè)自由度（、） ① 基準(zhǔn)重合（直槽、圓弧槽、 2- 0 10孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)） ② 基準(zhǔn)統(tǒng)一（在大多數(shù)工序中使用） ③ 定位穩(wěn)定可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 左邊0 10 孔——限制 1 個(gè)自由度（ ） ① 基準(zhǔn)重合（與0 16

8、H7中心連線是直槽、圓槽、右0 10夾角的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)） ② 基準(zhǔn)統(tǒng)一（在大多數(shù)工序中使用） ③ 定位穩(wěn)定可靠，離0 16H7中心遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)角誤差小，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ?粗基準(zhǔn)的選擇： 0 40 外圓——限制 4 個(gè)自由度（ 、 、 、 ） ① 保證加工面與不加工面間的位置關(guān)系（0 16H7與外圓壁厚均勻） ② 定位穩(wěn)定可靠、夾緊方便（定位面平整光潔、可用三爪卡盤(pán)裝夾） K面一一限制1個(gè)自由度（） ① 保證加工面與不加工面間的位置關(guān)系（保證尺寸 12） ② 定位方便（直接靠在三爪卡盤(pán)卡爪上） 。 左邊R10外緣一一限制1個(gè)自由度（） ① 保證加工面與不加工面間的位置關(guān)系（0 10孔中

9、心與外圓對(duì)稱(chēng)） 四．工藝路線的擬訂 1 ．表面加工方法和加工方案的選擇 （ 1 ）加工面的技術(shù)要求——經(jīng)濟(jì)精度——正常工作條件下所達(dá)到的加工精度 （ 2）工件材料的性質(zhì)及熱處理 （ 3）工件的形狀和尺寸 （ 4）結(jié)合生產(chǎn)類(lèi)型考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性 （ 5 ）現(xiàn)有生產(chǎn)條件 2．加工階段的劃分 粗加工階段——盡快切除余量——高生產(chǎn)率 半精加工階段——繼續(xù)減少加工余量，為精加工作準(zhǔn)備，次要面加工 精加工階段——達(dá)到要求的加工精度和表面粗糙度 光整加工和超精密階段——降低表面粗糙度值 原因：①保證加工質(zhì)量 ② 合理使用設(shè)備 ③ 便于安排熱處理 ④ 及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，保護(hù)精加工表面

10、★加工階段劃分——針對(duì)零件加工的整個(gè)過(guò)程、針對(duì)主要加工面 3．工序集中與工序分散 工序集中——工序少，內(nèi)容多 ——裝夾次數(shù)少，位置精度高，設(shè)備數(shù)量少，工人少 工序分散——工序多，內(nèi)容少 ——設(shè)備工裝簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，切削用量合理；設(shè)備多，工人多 4．加工順序的安排 （1）機(jī)械加工順序的安排一一①先基準(zhǔn)后其它 ②先粗后精 ③ 先主后次、穿插進(jìn)行 ④ 先面后孔 ?基準(zhǔn)加工T主要面粗加工T次要面加工T主要面半精加工T次要面加工T修基準(zhǔn)T主要面 精加工 （2） 熱處理工序的安排 1） 預(yù)備熱處理——正火和退火——粗加工前 時(shí)效處理——粗加工前、后 調(diào)質(zhì)處理——粗加工后，半精加工前 2

11、） 最終熱處理——淬火——精加工、磨削前 滲碳淬火——半精加工后 滲氮——盡量靠后 表面處理（電鍍及氧化）——最后 ?毛坯制造T退火或正火T主要面粗加工T次要面加工 T調(diào)質(zhì)（或時(shí)效）T主要面半精加工T次要面加工 T淬火（或滲碳淬火）7修基準(zhǔn)T主要面精加工 （3） 輔助工序的安排 檢驗(yàn)——粗加工后，精加工 0 前；轉(zhuǎn)車(chē)間前后；重要工序前后，完工后 去毛刺——鉆、銑、刨、拉后，淬火前 輔助工序——清洗、防銹、去磁、平衡等 五．加工余量的確定 1．加工余量的概念 （ 1）工序余量——切除的金屬層厚度——等于前后工序尺寸之差 被包容面： Zb=a-b 包容面： Zb=b-a 外圓

12、表面： 2Zb=da-db 內(nèi)孔表面： 2Zb=db-da （2）總加工余量ZS =各工序加工余量之和 =毛坯尺寸與零件尺寸之差 =毛坯余量 ?單向入體原則——被包容面——基本尺寸為最大極限尺寸，上偏差為零 包容面——基本尺寸為最小極限尺寸，下偏差為零 孔與孔（平面）間距離尺寸——對(duì)稱(chēng)分布 毛坯尺寸——正負(fù)分布 ?工序余量的變動(dòng)范圍 = 前后工序尺寸公差之和 2．影響最小加工余量的因素 （1）前工序的表面粗糙度 Ra和表面缺陷層深度 Ha （ 2）前工序的尺寸公差 Ta （3 ）前工序的相互位置偏差p a （4）本工序加工時(shí)的安裝誤差& b 3 .確定加工余量的方法一一①計(jì)算法

13、 ② 查表修正法 ③ 經(jīng)驗(yàn)估算法 六.工序尺寸的確定 ?余量法 ①確定各工序基本余量及各工序經(jīng)濟(jì)加工精度 ②從后向前推算各工序基本尺寸及毛坯尺寸 ③按“單向入體原則”確定各工序尺寸公差 ?基準(zhǔn)不重合時(shí)，必須用尺寸鏈的原理進(jìn)行分析計(jì)算 七．機(jī)床及工藝裝備的確定 1. 機(jī)床的確定 1）機(jī)床規(guī)格尺寸應(yīng)與工件尺寸相適應(yīng) 2）機(jī)床的精度應(yīng)與加工精度相適應(yīng) 3） 機(jī)床生產(chǎn)率應(yīng)與生產(chǎn)類(lèi)型相適應(yīng)一一單件小批生產(chǎn)t通用設(shè)備 大批量生產(chǎn)t高效專(zhuān)用設(shè)備 4） 機(jī)床的選擇應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況——類(lèi)型，設(shè)備負(fù)荷，排列等 2. 工藝裝備的確定 （1） 夾具的選擇 單件小批生產(chǎn)T通用夾具，組合夾具 大

14、批量生產(chǎn)T高效和自動(dòng)化專(zhuān)用夾具 多品種中小批量生產(chǎn)T可調(diào)夾具、成組夾具 ?夾具的精度一一與工件加工精度相適應(yīng) （2） 刀具的選擇——優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)刀具 高效復(fù)合刀具、專(zhuān)用刀具 ?刀具的類(lèi)型、規(guī)格及精度——與工件加工要求相適應(yīng) （3） 量具的選擇 單件小批量生產(chǎn)——通用量具 大批量生產(chǎn)——高效專(zhuān)用量具 -- 極限量規(guī)、專(zhuān)用量具和測(cè)量?jī)x器 ?量具的量程和精度——與工件結(jié)構(gòu)尺寸和精度相適應(yīng) 八．確定切削用量和時(shí)間定額 1. 切削用量的選擇 單件小批生產(chǎn)——不規(guī)定 批量較大——嚴(yán)格地確定 粗加工——保證高生產(chǎn)率 大的背吃刀量，較大的進(jìn)給量，合理的切削速度 精加工——保證加工精度和表面質(zhì)量

15、 較小的背吃刀量和進(jìn)給量、合理的切削速度。 組合機(jī)床、自動(dòng)機(jī)床——比一般低一些 2．時(shí)間定額— —生產(chǎn) 1件產(chǎn)品或完成 1 道工序所耗的時(shí)間 （ 1）單件時(shí)間定額 Tp ① 基本時(shí)間Tb――直接改變對(duì)象的尺寸形狀、位置、狀態(tài)或性質(zhì)所耗的時(shí)間 直接切除余量所耗時(shí)間（含切入切出時(shí)間） ② 輔助時(shí)間Ta――實(shí)現(xiàn)基本工藝所進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所耗的時(shí)間 裝卸、開(kāi)停機(jī)、進(jìn)退刀、改變切削用量、試切和測(cè)量等 ?基本時(shí)間 +輔助時(shí)間 =作業(yè)時(shí)間 2? 7% ③ 布置工作地時(shí)間 Ts――工作班內(nèi)照管工作地所耗的時(shí)間，作業(yè)時(shí)間 調(diào)整更換刀具、修整砂輪、潤(rùn)滑擦試機(jī)床、清理切屑 ④ 休息與生理需要時(shí)間 Tr

16、 ――工作班內(nèi)滿足生理需要所耗的時(shí)間， 作業(yè)時(shí)間2?4% ⑤ 準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間 Te――為生產(chǎn)一批產(chǎn)品準(zhǔn)備和結(jié)束工作所耗的時(shí)間 Tp =Tb+Ta+Ts+Tr+ （2）提高生產(chǎn)率的措施 1） 縮減基本時(shí)間 Tb 外圓車(chē)削： Tb= ①增大切削用量——硬質(zhì)合金—— 200m/min ，陶瓷刀具—— 500m/min 金剛石、立方氮化硼刀具——普通鋼材—— 900m/min \淬火鋼或高鎳合金鋼 90m/mi n 高速磨削一一80m/s;強(qiáng)力磨削深度一一 6?30mm ② 減少或重合切削行程長(zhǎng)度——多刀多刃加工 多件加工——順序加工 平行加工 平行順序加工 ③ 減小切削加工余

17、量 Z――毛坯精化 粉末冶金、壓力鑄造、精密鑄造、精鍛、冷擠壓、熱擠壓等 冷擠壓齒輪代替剃齒 2）縮短輔助時(shí)間一一直接縮減、間接縮減 ① 直接縮減輔助時(shí)間――大批量生產(chǎn)――先進(jìn)高效夾具 單件小批量生產(chǎn)――成組夾具或通用夾具 主動(dòng)測(cè)量法一一加工過(guò)程中測(cè)量工件實(shí)際尺寸，并主動(dòng)控制 數(shù)字顯示裝置 顯示尺寸變化、刀具位移量 ② 間接縮減輔助時(shí)間――使輔助時(shí)間與基本時(shí)間重合 轉(zhuǎn)位移位工作臺(tái)或多根心軸――加工時(shí)間內(nèi)裝卸工件 主動(dòng)測(cè)量或數(shù)字顯示裝置――使測(cè)量時(shí)間與基本時(shí)間重合 （3） 縮短布置工件地時(shí)間一一減少調(diào)刀對(duì)刀時(shí)間 快換刀夾、刀具微調(diào)機(jī)構(gòu)、專(zhuān)用對(duì)刀樣板、對(duì)刀塊 （4） 縮短準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間

18、一一擴(kuò)大零件批量和減少調(diào)整機(jī)床、工裝的時(shí)間 成批生產(chǎn)一一縮短安裝刀具、調(diào)整機(jī)床的時(shí)間，擴(kuò)大零件批量 中小批生產(chǎn)一一零件通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，或采用成組技術(shù) 十．編制工藝規(guī)程文件 ① 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片――成批生產(chǎn) 工藝路線一一工序名稱(chēng)、內(nèi)容、車(chē)間工段、機(jī)床工藝裝備名稱(chēng)、時(shí)間定額 ② 機(jī)械加工工序卡片一一大批量生產(chǎn)、中批關(guān)鍵件、小批關(guān)鍵工序 工序加工要求——細(xì)實(shí)線畫(huà)工件外形（加工面用粗實(shí)線表示） 本工序尺寸及公差、表面粗糙度及其它技術(shù)要求 定位基準(zhǔn)、夾壓位置和方式 § 3-3 工藝尺寸鏈 一．工藝尺寸鏈的概念 1 ?尺寸鏈的定義一一互相聯(lián)系的，按一定順序排列成的封閉尺寸圖形 ① 封閉性

19、――首尾相接 ② 工藝性――隨工藝方案變化而變 2 ?工藝尺寸鏈的組成：封閉環(huán)一一最后自然形成的尺寸， A0 組成環(huán)――直接獲得的尺寸 \增環(huán) 該環(huán)增大，封閉環(huán)相應(yīng)增大， 減環(huán) 該環(huán)增大，封閉環(huán)相應(yīng)減小， 3．增、減環(huán)的判定方法——設(shè)封閉環(huán)為減環(huán)方向，沿減環(huán)方向繞尺寸鏈順次畫(huà)箭頭， 即為各組成環(huán)方向 4．工藝尺寸鏈的建立 ①封閉環(huán)的確定——間接得到 ②組成環(huán)的查找——從定位面到加工面的尺寸——直接得到 二．工藝尺寸鏈計(jì)算的基本公式 1．封閉環(huán)基本尺寸 =所有增環(huán)基本尺寸之和減去所有減環(huán)基本尺寸之和 2．封閉環(huán)上偏差 =所有增環(huán)上偏差之和減去所有減環(huán)下偏差之和 3．封閉環(huán)下偏

20、差 =所有增環(huán)下偏差之和減去所有減環(huán)上偏差之和 4．封閉環(huán)公差 =各組成環(huán)公差之和 三．工藝尺寸鏈的應(yīng)用 1. 基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及公差的確定 （1）測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)尺寸的換算 【例】尺寸 不便測(cè)量，改測(cè)量孔深 A2，通過(guò) （A1）間接 保證尺寸 （A0）,求工序尺寸 A2及偏差。 解 : ①畫(huà)尺寸鏈 ② 封閉環(huán) A0= ， 增環(huán) A1= ， 減環(huán) A2 ③ 計(jì)算封閉環(huán)基本尺寸： 10 = 50 - A2 ??? A2=40 封閉環(huán)上偏差： 0 = 0 - EI2 ? EI2=0 封閉環(huán)下偏差： 0.36 = -0.17 - ES2 ? ES2=0.19 ④ 驗(yàn)算封閉環(huán)公差 T0=0.36 ， T1+ T2 =0.17+0.19=0.36 計(jì)算正確 （ 2）定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)尺寸的換算 【例】A、B、C面已加工。以 A面定位鏜孔，求工序尺寸及偏差。 解 : ①畫(huà)尺寸鏈 ②封閉環(huán) A0= 增環(huán) A2= ， A3 減環(huán) A1= ? A3=300 ES3=0.15 EI3=0.01 ③計(jì)算封閉環(huán)基本尺寸： 100 = 40 + A3 - 240 封閉環(huán)上偏差： 0.15 = 0 + ES3 - 0 封閉環(huán)下偏差： -0.15 =-0.06+EI3 - 0.1 =300.08 ± 0.07