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機(jī)械制造工藝學(xué)第一章工藝規(guī)程的制訂主講教師:書名作者出版時(shí)間出版單位機(jī)械制造工藝學(xué)(第2版)王先逵2004.7機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械制造工藝學(xué)(第2版)鄭修本1999.7機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)(第2版)李碩2008.3國(guó)防工業(yè)出版社機(jī)械制造工藝學(xué)王先逵1998.11機(jī)械工業(yè)出版社參考文獻(xiàn)第一部分:機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)第二部分:機(jī)械加工精度第三部分:機(jī)械加工表面質(zhì)量第四部分:典型零件加工工藝第五部分:裝配工藝基礎(chǔ)課程內(nèi)容提要基本概念零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析確定毛坯定位基準(zhǔn)的選擇工藝路線的擬定確定加工余量、工序尺寸與公差本章內(nèi)容提要時(shí)間定額與生產(chǎn)率工藝尺寸鏈我國(guó)制造業(yè)的現(xiàn)狀、面臨的形勢(shì)和任務(wù)我國(guó)制造業(yè)的現(xiàn)狀
制造業(yè)面臨的形勢(shì)制造業(yè)的任務(wù)(九五期間的目標(biāo))研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化國(guó)民經(jīng)濟(jì)重大工程所需的成套技術(shù)裝備和技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化汽車產(chǎn)品規(guī)模生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化先進(jìn)的制造技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化綜合自動(dòng)化技術(shù)和工程研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化環(huán)境保護(hù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術(shù)與裝備機(jī)械制造學(xué)科的主要內(nèi)容機(jī)械制造學(xué)科的主要內(nèi)容切削加工技術(shù)特種加工技術(shù)精密加工和超精密加工技術(shù)裝配技術(shù)機(jī)械制造系統(tǒng)的自動(dòng)化制造中的計(jì)量與測(cè)試制造過(guò)程的工況監(jiān)測(cè)與故障診斷制造設(shè)備的性能與試驗(yàn)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性是研究機(jī)械制造過(guò)程中的基本規(guī)律和基本理論及其應(yīng)用的一門技術(shù)性學(xué)科。它所研究的基本規(guī)律和基本理論包括以下方面:工藝過(guò)程的典型化和工藝規(guī)程的編制方法加工精度理論機(jī)械加工的表面質(zhì)量機(jī)械零件間及其加工過(guò)程中的尺寸聯(lián)系和尺寸鏈機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)原理和方法先進(jìn)制造技術(shù)機(jī)械制造工藝學(xué)的性質(zhì)機(jī)械制造工藝學(xué)的研究對(duì)象和研究問(wèn)題研究對(duì)象:零部件制造、裝配中的工藝問(wèn)題研究范圍:零件的機(jī)械加工和產(chǎn)品的裝配研究問(wèn)題:質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性現(xiàn)代制造要求:T、Q、C、S、E機(jī)械制造工藝學(xué)是以機(jī)械制造中的工藝問(wèn)題為研究對(duì)象的一門應(yīng)用性制造技術(shù)學(xué)科。是使各種原材料、半成品成為產(chǎn)品的方法和過(guò)程內(nèi)容包括零件的毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理、產(chǎn)品裝配等課程的目的和要求掌握機(jī)械制造工藝的基本理論(定位和基準(zhǔn)理論、尺寸鏈理論、加工精度和誤差分析理論、表面質(zhì)量和機(jī)械振動(dòng)理論)初步具備制訂工藝規(guī)程、主管產(chǎn)品工藝的能力樹立生產(chǎn)制造系統(tǒng)的觀點(diǎn),了解行業(yè)最新成就總之,應(yīng)初步具備分析和解決工藝技術(shù)問(wèn)題的能力;具備自學(xué)工藝?yán)碚摵托鹿に?、新技術(shù)的能力課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法實(shí)踐性強(qiáng)涉及面廣,內(nèi)容豐富靈活多變廣義制造的成因之一——設(shè)計(jì)制造一體化3、虛擬現(xiàn)實(shí)工業(yè)生產(chǎn)階段:其目的是快速響應(yīng)市場(chǎng)需求,縮短交貨期。制造技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合,采用集成制造、并行工程、虛擬制造、協(xié)同制造等,設(shè)計(jì)與制造高度結(jié)合。2、大工業(yè)生產(chǎn)階段:設(shè)計(jì)與工藝分開;加工方法多樣化;流水線出現(xiàn)。1、手工業(yè)生產(chǎn)階段:靠工匠的手藝完成。采用個(gè)體小作坊式生產(chǎn)方式。體腦結(jié)合,設(shè)計(jì)與制造一體,技術(shù)水平取決于工人的經(jīng)驗(yàn)制造技術(shù)三階段廣義制造的成因之二——材料成形機(jī)理的擴(kuò)展分類加工機(jī)理加工方法去除加工力學(xué)加工切削加工、磨削加工、磨粒流加工、磨料噴射加工、液體噴射加工電物理加工電火花加工、電火花線切割、等離子體加工、電子束加工、離子束加工電化學(xué)加工電解加工物理加工超聲波加工、激光加工化學(xué)加工化學(xué)銑削、光刻加工復(fù)合加工電解磨削、超聲電解磨削、超聲電火花電解磨削、化學(xué)機(jī)械拋光結(jié)合加工附著加工物理加工物理氣相沉積、離子鍍熱物理加工蒸鍍、熔化鍍化學(xué)加工化學(xué)氣相沉積、化學(xué)鍍電化學(xué)加工電鍍、電鑄注入加工物理加工離子注入、離子束外延熱物理加工晶體生長(zhǎng)、分子束外延、滲碳、摻雜、燒結(jié)化學(xué)加工滲氮、氧化、活性化學(xué)反應(yīng)電化學(xué)加工陽(yáng)極氧化連接加工激光焊接、化學(xué)粘接、快速成形制造、卷繞成形制造變形加工冷、熱流動(dòng)加工鍛造、輥鍛、軋制、輥壓、液態(tài)模鍛、粉末冶金粘滯流動(dòng)加工金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造、熔模鑄造、殼型鑄造分子定向加工液晶定向廣義制造的成因之三——制造技術(shù)的綜合性機(jī)、電、光、聲、化學(xué)、電化學(xué)和計(jì)算機(jī)的結(jié)合新材料的問(wèn)世促進(jìn)了加工工藝的革新管理技術(shù)融入制造技術(shù)中,與制造相結(jié)合制造技術(shù)與美學(xué)、藝術(shù)的結(jié)合→工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)廣義制造的成因之四——制造模式的發(fā)展計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)(CIMS)的出現(xiàn)推動(dòng)了制造模式的進(jìn)一步發(fā)展。將設(shè)計(jì)、制造和工藝三者集成和整合起來(lái)。體現(xiàn)了制造模式發(fā)展過(guò)程中“合-分-合”的螺旋式上升過(guò)程。CIMS是制造技術(shù)和信息技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。首先強(qiáng)調(diào)信息集成:即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造和計(jì)算機(jī)輔助管理的集成。CIMS的集成分為多個(gè)層次和方面:功能集成、信息集成、過(guò)程集成等。CIMS將制造作為一個(gè)大系統(tǒng)來(lái)加以研究,總的思想是從相互聯(lián)系的角度去統(tǒng)一解決問(wèn)題。在CIMS基礎(chǔ)上進(jìn)一步出現(xiàn)了柔性制造、敏捷制造、虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)制造、智能制造和協(xié)同制造等多種制造模式柔性銑削制造系統(tǒng)模擬柔性制造機(jī)器人廣義制造的成因之四——制造模式的發(fā)展CIMS體系結(jié)構(gòu)圖CIMS體系結(jié)構(gòu)指以信息的觀點(diǎn)建立的企業(yè)模型框架(或功能模型)。CIMS功能模型通常由5個(gè)分系統(tǒng)組成返回CIMS結(jié)構(gòu)圖廣義制造的成因之四——制造模式的發(fā)展廣義制造的成因之五——產(chǎn)品的全壽命周期制造的范疇從過(guò)去單純強(qiáng)調(diào)加工、裝配發(fā)展為產(chǎn)品的全生命周期,包括市場(chǎng)調(diào)研、設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢測(cè)、銷售、維修和報(bào)廢處理等。廣義制造的成因之五——產(chǎn)品的全壽命周期廣義制造的成因之五——產(chǎn)品的全壽命周期在PLM的作用下,產(chǎn)品生命周期曲線可以被重新塑造,在產(chǎn)品生命周期的各個(gè)階段都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的作用,從總體上為企業(yè)帶來(lái)巨大的效益。協(xié)同化產(chǎn)品研發(fā)方式的引入流程的改進(jìn)早期模擬工廠運(yùn)作準(zhǔn)備大規(guī)模生產(chǎn)充分集成供應(yīng)商和合作伙伴。大量進(jìn)行客戶化研究,增加變形設(shè)計(jì),減少物理樣件,保持市場(chǎng)份額提高產(chǎn)品的靈活性和適用性,擴(kuò)大由于競(jìng)爭(zhēng)而被壓縮的利潤(rùn)空間。衍生出新的用途和使用方法,力圖進(jìn)入新的銷售市場(chǎng)。廣義制造的成因之五——產(chǎn)品的全壽命周期圖3表示了以一個(gè)更有效的途徑來(lái)思考產(chǎn)品的生命和對(duì)智力資產(chǎn)財(cái)富的再利用(而不僅僅是只考慮產(chǎn)品的生命)連續(xù)創(chuàng)新的想法被動(dòng)態(tài)化地反映在新的培育、成長(zhǎng)、學(xué)習(xí)和充分利用等各個(gè)階段,而且,在完整的PLM“ACTIOrdquo”戰(zhàn)略框架之中重建成長(zhǎng)。廣義制造的成因之六——豐富的軟硬件工具、平臺(tái)和支撐環(huán)境現(xiàn)代制造技術(shù)包括硬件和軟件兩大方面。需要強(qiáng)大的硬軟件工具、平臺(tái)和支撐環(huán)境的支持。詳見圖1-3生產(chǎn)過(guò)程將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^(guò)程原材料、半成品和成品(產(chǎn)品)的運(yùn)輸和保管生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作(產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)與制造、各種生產(chǎn)資料的準(zhǔn)備及生產(chǎn)組織準(zhǔn)備)毛坯制造(鑄、鍛、沖、焊)零件的機(jī)械加工、熱處理、表面處理部件和產(chǎn)品的裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、試驗(yàn)、油漆和包裝考慮到現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜性,為便于組織生產(chǎn),目前廣泛采用組織專業(yè)化生產(chǎn)的方式進(jìn)行。生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)處理決策機(jī)構(gòu)生產(chǎn)計(jì)劃研究開發(fā)工藝調(diào)度技術(shù)設(shè)計(jì)市場(chǎng)供銷制造過(guò)程市場(chǎng)測(cè)定性能測(cè)定決策層計(jì)劃管理層生產(chǎn)技術(shù)層政策原材料產(chǎn)品動(dòng)機(jī)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)能量產(chǎn)品23工藝過(guò)程及其組成工藝過(guò)程:是直接生產(chǎn)過(guò)程。即改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì),使其成為成品或半成品的過(guò)程鑄造工藝過(guò)程鍛造工藝過(guò)程機(jī)械加工工藝過(guò)程熱處理工藝過(guò)程裝配工藝過(guò)程采用機(jī)械加工的方法,直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等,使其成為零件的過(guò)程。直接生產(chǎn)過(guò)程:機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機(jī)械加工、熱處理、裝配、涂裝等。其中與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過(guò)程,稱直接生產(chǎn)過(guò)程,是生產(chǎn)過(guò)程的主要部分。輔助生產(chǎn)過(guò)程:指與原材料變?yōu)楫a(chǎn)品間接有關(guān)的過(guò)程,如生產(chǎn)準(zhǔn)備、運(yùn)輸、保管、機(jī)床與工藝裝備的維修等。直接機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程可以大致可分為毛坯制造、零件機(jī)械加工與熱處理、機(jī)器裝配和調(diào)試等階段。工藝過(guò)程及其組成工藝過(guò)程及其組成機(jī)械加工工藝過(guò)程工序1工序2工序n安裝1安裝2工位1工位2工步1工步2工步1工步2工步1工步1工步2走刀1走刀2走刀1走刀2???工序工序n工序i工序2工序1
一個(gè)或一組工人,在一個(gè)工作地對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部份工藝過(guò)程工序工序劃分工序的主要依據(jù)是工作地是否變動(dòng)和工作是否連續(xù)只要工人、工作地點(diǎn)、工作對(duì)象之一發(fā)生變化或不是連續(xù)完成,則應(yīng)成為另一工序工序是工藝過(guò)程的基本單元,也是生產(chǎn)計(jì)劃、成本核算的基本單元一個(gè)零件的加工過(guò)程需要包含哪些工序,由被加工零件的復(fù)雜程度、加工精度要求及其產(chǎn)量等因素決定。分別按照單件生產(chǎn)、小批量生產(chǎn)、大批量生產(chǎn)三種生產(chǎn)類型劃分工藝過(guò)程工藝過(guò)程劃分舉例工序工序內(nèi)容機(jī)床夾具1車大斷面,車大外圓及倒角;調(diào)頭安裝,車小端面,車小外圓及倒角車床三爪卡盤2銑平面,去毛刺銑床平口鉗表1-1單件生產(chǎn)的工藝過(guò)程工藝過(guò)程劃分舉例工序工序內(nèi)容機(jī)床夾具1車大端面,打中心孔;調(diào)頭安裝,車小端面,打中心孔車床三爪卡盤2車大外圓及倒角;調(diào)頭安裝,車小外圓及倒角車床專用夾具3銑平面,去毛刺銑床平口鉗表1-2小批生產(chǎn)的工藝過(guò)程工藝過(guò)程劃分舉例工序工序內(nèi)容機(jī)床夾具1同時(shí)銑兩端面,同時(shí)打中心孔組合機(jī)床多工位專用夾具2車大外圓及倒角車床專用夾具3車小外圓及倒角車床專用夾具4銑平面銑床專用夾具5去毛刺鉗工臺(tái)平口鉗表1-3大批量生產(chǎn)的工藝過(guò)程工藝過(guò)程劃分舉例分別按照小批量生產(chǎn)、大批量生產(chǎn)兩種生產(chǎn)類型劃分工藝過(guò)程表1-4小批量生產(chǎn)的工藝過(guò)程工序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備1車端面,鉆中心孔車床2車外圓,車槽和倒角車床3銑鍵槽,去毛刺銑床4磨外圓磨床表1-5大批量生產(chǎn)的工藝過(guò)程工藝過(guò)程劃分舉例工序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備1兩邊同時(shí)銑端面,鉆中心孔銑端面鉆中心孔機(jī)床2車一端外圓,車槽和倒角車床3車另一端外圓,車槽和倒角車床4銑鍵槽銑床5去毛刺鉗工臺(tái)6磨外圓磨床安裝確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置的過(guò)程定位定位后,固定工件,使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作夾緊將工件在機(jī)床上或夾具中定位、夾緊的過(guò)程裝夾安裝安裝:工件(或裝配單元)經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序內(nèi)容安裝的概念原指工件在機(jī)床上的固定和夾緊,在工藝學(xué)中,安裝的概念被賦予新的內(nèi)涵:其內(nèi)容是一部分工序內(nèi)容。表1-1中工序1是兩次安裝,表1-2中工序1和工序2都是兩次安裝,而表1-3中各工序都是一次安裝在大批量生產(chǎn)中,減少工序中安裝數(shù)目,將增加工件每次裝夾中完成的加工內(nèi)容,有助于提高和保證加工精度。增加工序中安裝數(shù)目,將簡(jiǎn)化工件每次裝夾中完成的加工內(nèi)容,可以提高機(jī)械加工的專業(yè)化分工,以提高生產(chǎn)率。安裝舉例如圖,齒輪毛坯經(jīng)一次定位夾緊后,在工件沒(méi)有取下來(lái),所進(jìn)行的切削加工(銑齒)內(nèi)容。工位工位:在一個(gè)安裝中,通過(guò)分度或移動(dòng)裝置,使工件相對(duì)于機(jī)床床身變換加工位置,則把每一個(gè)加工位置上的一部分安裝內(nèi)容稱為工位。在工藝學(xué)中,工位概念是機(jī)床夾具的工位概念的轉(zhuǎn)義,專指在某工位上完成的工藝過(guò)程,其內(nèi)容是一部分工序內(nèi)容。右圖為一多工位加工的例子:一個(gè)安裝包含4個(gè)工位。依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn),夾具具有4個(gè)工位,在每一個(gè)工位完成一定的工序內(nèi)容。工位1:裝夾與卸下工件工位2:鉆孔工位3:擴(kuò)孔工位4:鉸孔工位實(shí)例表1-5中的工序1銑端面、鉆中心孔,就是兩個(gè)工位:工件裝夾后,先銑端面,然后移動(dòng)到另一位置鉆中心孔。銑端面、鉆中心孔兩工位實(shí)例工步工步:指在加工表面、刀具和切削用量(不包括背吃刀量)均保持不變的情況下所完成的那一部分工序內(nèi)容。在多刀車床、轉(zhuǎn)塔車床的加工中,為了提高生產(chǎn)效率,經(jīng)常出現(xiàn)用幾把刀具同時(shí)分別加工幾個(gè)表面的工步,這種工步稱為復(fù)合工步。在工藝文件上,復(fù)合工步也被視為一個(gè)工步。圖用兩把車刀和一個(gè)鉆頭同時(shí)加工外圓和孔的復(fù)合工步工步圖立軸轉(zhuǎn)塔車床回轉(zhuǎn)刀架復(fù)合工步加工工步圖刨平面復(fù)合工步圖鉆孔、擴(kuò)孔復(fù)合工步工步圖組合銑刀銑平面復(fù)合工步輔助工步輔助工步:由人或設(shè)備連續(xù)完成的一部分工序,該部分工序不改變工件的形狀、尺寸和表面粗糙度,但它是完成工步所必需的,如更換刀具等。引入輔助工步是為了精確計(jì)算工步工時(shí)。走刀(行程)走刀(行程):在一個(gè)工步內(nèi),因加工余量較大,需用同一刀具在同一轉(zhuǎn)速及進(jìn)給量的情況下對(duì)同一表面進(jìn)行多次切削,每次切削稱為一次走刀。走刀是構(gòu)成機(jī)械加工過(guò)程的最小單元??兆叩叮ɑ蚩招谐蹋旱毒咭苑羌庸みM(jìn)給速度相對(duì)工件所完成一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的工步內(nèi)容。下圖所示的加工示意圖中,加工包括兩個(gè)工步:第1工步只有一次走刀,第2工步包括兩次走刀。機(jī)械加工工藝過(guò)程工序1工序2工序n安裝1安裝2工位1工位2工步1工步2工步1工步2工步1工步1工步2走刀1走刀2走刀1走刀2???工藝過(guò)程及其組成生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)批量生產(chǎn)綱領(lǐng):企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。計(jì)劃期通常為一年,所以生產(chǎn)綱領(lǐng)也稱年產(chǎn)量。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是設(shè)計(jì)或修改工藝規(guī)程的重要依據(jù),是車間或工段設(shè)計(jì)的基本文件。零件年產(chǎn)量產(chǎn)品年產(chǎn)量每臺(tái)產(chǎn)品中,該零件的數(shù)量備品的百分率廢品的百分率生產(chǎn)批量:一次投入或產(chǎn)出的同一產(chǎn)品(或零件)的數(shù)量。確定生產(chǎn)批量的大小應(yīng)考慮的因素:資金周轉(zhuǎn)要快零件加工調(diào)整費(fèi)用要少保證裝配和銷售有必要的儲(chǔ)備量每批零件數(shù)量零件應(yīng)儲(chǔ)備的天數(shù)一年中的天數(shù)生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型:企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。單件生產(chǎn):指單個(gè)生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和尺寸的產(chǎn)品,產(chǎn)品生產(chǎn)很少重復(fù)甚至不重復(fù)的生產(chǎn)類型。特點(diǎn):產(chǎn)品的種類較多,而同一產(chǎn)品的產(chǎn)量很小,工作地點(diǎn)的加工對(duì)象經(jīng)常改變。大量生產(chǎn):指同一產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量很大,大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常按一定節(jié)奏重復(fù)進(jìn)行某一零件的某一工序加工的生產(chǎn)類型。特點(diǎn):同一產(chǎn)品的產(chǎn)量大,工作地點(diǎn)較少改變,加工過(guò)程重復(fù)。成批生產(chǎn):指一年中分批輪流制造幾種不同的產(chǎn)品,每種產(chǎn)品均有一定的數(shù)量,工作地點(diǎn)的加工對(duì)象周期性地重復(fù)的生產(chǎn)類型。特點(diǎn):產(chǎn)品的種類較少,有一定的生產(chǎn)數(shù)量,加工對(duì)象周期性地改變,加工過(guò)程周期性地重復(fù)。根據(jù)批量的大小又可分為大批量生產(chǎn)、中批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)。生產(chǎn)類型劃分各種生產(chǎn)類型的工藝特點(diǎn)獲得加工精度的方法和工件的裝夾方式試切法:通過(guò)試切——測(cè)量——調(diào)整——再試切,反復(fù)進(jìn)行到被加工尺寸達(dá)到要求為止的加工方法。配作是試切法的一種類型,它以已加工工件為基準(zhǔn),加工與其相配的另一工件,或?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上工件組合在一起進(jìn)行加工的方法。配作中最終被加工尺寸達(dá)到的要求是以與已加工工件的配合要求為準(zhǔn)的。調(diào)整法:先調(diào)整好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置,并在一批零件的加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變,以保證工件被加工尺寸的方法。定尺寸刀具法:用刀具的相應(yīng)尺寸來(lái)保證工件被加工部位尺寸的方法。主動(dòng)測(cè)量法:在加工過(guò)程中,邊加工邊測(cè)量加工尺寸,并將所測(cè)量結(jié)果與設(shè)計(jì)要求的尺寸比較后,或使機(jī)床繼續(xù)工作,或使機(jī)床停止工作。自動(dòng)控制法:該法把測(cè)量、進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)組成一個(gè)自動(dòng)加工系統(tǒng),加工過(guò)程依靠系統(tǒng)自動(dòng)完成。1、獲得尺寸精度的方法刀尖軌跡法:依靠刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡獲得形狀精度的方法。刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡取決于刀具和工件的相對(duì)成形運(yùn)動(dòng),因而所獲得的形狀精度取決于成形運(yùn)動(dòng)的精度,如普通車削、銑削、刨削和磨削。仿形法:刀具按照仿形裝置進(jìn)給對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。成形法:利用成形刀具對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。展成法(滾切法)2、獲得形狀精度的方法獲得加工精度的方法和工件的裝夾方式3、獲得位置尺寸和位置精度的方法——工件的裝夾方式用夾具裝夾:定位精度高,裝夾效率高,廣泛用于中、大批量生產(chǎn)中。劃線找正裝夾:用劃針根據(jù)毛坯或半成品上所劃的線為基準(zhǔn)找正它在機(jī)床上的正確位置。定位精度不高,費(fèi)時(shí),需高水品技工;用于批量不大、形狀復(fù)雜而笨重的工件或毛坯尺寸公差很大而無(wú)法用夾具裝夾的工件。直接找正裝夾:用劃針和百分表或通過(guò)目測(cè)直接在機(jī)床上找正工件位置的裝夾方法。效率低,需高水品技工,用于單件小批生產(chǎn)。獲得加工精度的方法和工件的裝夾方式獲得加工精度的方法和工件的裝夾方式目的:保證小齒輪齒圈與內(nèi)孔的同軸度要求(間接實(shí)現(xiàn))前提:齒坯外圓和內(nèi)孔的同軸度較好直接保證:齒坯外圓和工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心同軸直接找正裝夾獲得加工精度的方法和工件的裝夾方式夾具裝夾劃線找正裝夾獲得加工精度的方法和工件的裝夾方式工藝規(guī)程概念作用類型格式規(guī)定產(chǎn)品或零件制造工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件專用工藝規(guī)程工藝過(guò)程卡生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃的依據(jù)生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的依據(jù)新建擴(kuò)建車間的依據(jù)通用工藝規(guī)程典型工藝規(guī)程成組工藝規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程工序卡標(biāo)準(zhǔn)或典型零件工藝過(guò)程卡自動(dòng)車床調(diào)整卡工序操作指導(dǎo)卡檢驗(yàn)卡工藝過(guò)程卡片格式例:南京浦鎮(zhèn)-杭州地鐵動(dòng)、拖車轉(zhuǎn)向架機(jī)加工工藝卡片工藝過(guò)程卡片格式工藝過(guò)程卡片格式工序卡片格式工序卡片格式工序卡片格式保證零件圖紙上所有技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)。在規(guī)定的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)批量下,追求工藝成本最低化。提高生產(chǎn)率。降低勞動(dòng)強(qiáng)度。制訂工藝規(guī)程的基本要求制訂工藝規(guī)程所需的原始資料產(chǎn)品裝配圖、零件圖產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和資料:毛坯的生產(chǎn)條件和協(xié)作關(guān)系工裝制造能力車間的設(shè)備和工裝條件工人技術(shù)水平各種工藝資料和標(biāo)準(zhǔn)國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的有關(guān)工藝資料制訂工藝規(guī)程的步驟閱讀裝配圖和零件圖工藝審查熟悉和確定毛坯擬定機(jī)械加工工藝路線確定滿足各工序要求的工藝裝備確定各工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法確定加工余量、工序尺寸和公差確定切削用量和時(shí)間定額填寫工藝文件了解產(chǎn)品用途、性能和工作條件,熟悉零件在產(chǎn)品中的地位和作用審查圖紙尺寸、技術(shù)要求是否正確完整,審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性熟悉毛坯特點(diǎn),如分型面、澆口、冒口的位置,拔模斜度是制訂工藝規(guī)程的核心,要考慮的主要問(wèn)題是:怎樣選擇定位基準(zhǔn)、如何確定加工方法、怎樣安排加工順序、熱處理及檢驗(yàn)等工序。對(duì)需要改裝或重新設(shè)計(jì)的專用工裝應(yīng)提出具體的設(shè)計(jì)任務(wù)書。對(duì)單件小批生產(chǎn),切削用量由操作者自行決定。中大批生產(chǎn),為保證生產(chǎn)的合理性和節(jié)奏的均衡,必須規(guī)定切削用量。零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)零件在能滿足使用要求的前提下,制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。結(jié)構(gòu)工藝性要根據(jù)具體的生產(chǎn)條件和生產(chǎn)類型進(jìn)行分析,具有相對(duì)性。審查分析零件圖樣的主要內(nèi)容:零件在機(jī)器中的裝配位置、裝配方法及零件的作用;零件圖的視圖、尺寸、公差、粗糙度及技術(shù)要求是否齊全、正確所規(guī)定的加工質(zhì)量指標(biāo)從零件的作用分析是否合理;所選用的材料從加工工藝角度看是否恰當(dāng)。零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析可從尺寸和公差標(biāo)注、零件的組成要素和整體結(jié)構(gòu)三方面衡量。用滾齒和電子束焊代替插齒零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析材料:T8A零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析合理標(biāo)注零件的尺寸、公差和粗糙度。按加工順序標(biāo)注尺寸,避免多尺寸同時(shí)保證不合理,工藝尺寸鏈換算會(huì)增加零件的精度要求無(wú)多尺寸同時(shí)保證問(wèn)題,不必進(jìn)行工藝尺寸鏈換算,不增加零件的加工難度零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析合理標(biāo)注零件的尺寸、公差和粗糙度。由定位基準(zhǔn)或調(diào)整基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸,避免基準(zhǔn)不重合誤差應(yīng)從左端面定位基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸從調(diào)整基準(zhǔn)(某臺(tái)肩)標(biāo)注尺寸注:調(diào)整基準(zhǔn)主要用于調(diào)整刀具的位置優(yōu)點(diǎn):可避免基準(zhǔn)不重合誤差零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析合理標(biāo)注零件的尺寸、公差和粗糙度。由形狀簡(jiǎn)單和易接近的輪廓要素為基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸,避免尺寸換算各要素的形狀盡量簡(jiǎn)單,面積盡量小,規(guī)格盡量標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一能采用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工,刀具易進(jìn)入、退出和順利通過(guò)加工表面加工面與非加工面應(yīng)明顯分開,加工面之間也應(yīng)明顯分開零件要素的結(jié)構(gòu)工藝性要求零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析零件結(jié)構(gòu)要素的工藝性分析舉例零件結(jié)構(gòu)要素的工藝性分析舉例零件結(jié)構(gòu)要素的工藝性分析舉例零件結(jié)構(gòu)要素的工藝性分析舉例零件結(jié)構(gòu)要素的工藝性分析舉例零件結(jié)構(gòu)要素的工藝性分析舉例零件整體的結(jié)構(gòu)工藝性零件整體結(jié)構(gòu)的工藝性要求盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件通用件相似件有便于裝夾的基準(zhǔn)有位置要求或同方向的表面能在一次裝夾中加工出來(lái)零件要有足夠的剛性,便于采用高速和多刀切削節(jié)省材料,減輕重量車床小刀架零件結(jié)構(gòu)工藝性的評(píng)定指標(biāo)
加工精度系數(shù)
結(jié)構(gòu)繼承性系數(shù)
結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)
結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一化系數(shù)
材料利用系數(shù)DFMDFD并行工程DFA保證零件結(jié)構(gòu)工藝性的新技術(shù)確定毛坯毛坯的種類鑄件(砂鑄生產(chǎn)率低、精度低、機(jī)械加工量大、耗材)鍛件(自由鍛、錘上模鍛、胎模鍛、壓力機(jī)上模鍛)焊接件(連接性能好、省工省料、成本低、工藝簡(jiǎn)化)型材(力學(xué)性能指標(biāo)較好)選擇毛坯時(shí)考慮的因素零件的材料及其力學(xué)性能零件的形狀和尺寸生產(chǎn)類型具體生產(chǎn)條件(現(xiàn)場(chǎng)毛坯制造能力、外協(xié)的可能性)新工藝、新技術(shù)和新材料的應(yīng)用基準(zhǔn)的概念及其分類基準(zhǔn)是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線和面。一個(gè)幾何關(guān)系就有一個(gè)基準(zhǔn)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)
工藝基準(zhǔn)
工序基準(zhǔn)
裝配基準(zhǔn)
測(cè)量基準(zhǔn)
定位基準(zhǔn)
粗基準(zhǔn)
精基準(zhǔn)
輔助基準(zhǔn)
設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)(國(guó)標(biāo)中僅指零件圖樣上所采用的基準(zhǔn),不包括裝配圖樣上采用的基準(zhǔn))。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是可逆的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)工藝過(guò)程中采用的基準(zhǔn)分類工序基準(zhǔn)工序圖上用來(lái)確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)——即工序圖上的基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)在加工中用作定位的基準(zhǔn)。用夾具裝夾時(shí),定位基準(zhǔn)就是工件上直接與夾具的定位元件相接觸的點(diǎn)、線、面測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)裝配時(shí)用來(lái)確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)各種基準(zhǔn)實(shí)例工序基準(zhǔn)也是某一工序加工表面所要達(dá)到的加工尺寸(即工序尺寸)的起點(diǎn)下圖為某工序圖,G1表面和G2表面是工序基準(zhǔn)。各種基準(zhǔn)實(shí)例零件在加工時(shí),定位基準(zhǔn)可以有多種選擇(如下圖):a圖:用三爪卡盤夾持工件,定位基準(zhǔn)為軸線W1b圖:表示用V形塊定位,定位基準(zhǔn)為軸線W2c圖:用虎鉗夾持工件大圓柱體,用支承釘定位,定位基準(zhǔn)為母線W3d圖:用虎鉗夾持工件小圓柱體,用支承釘定位,定位基準(zhǔn)為母線W4各種基準(zhǔn)實(shí)例如果需要用于加工定位的工件表面是斜面或曲面等不便于定位的表面,為了加工工件時(shí)定位方便,在工件上專門加工出定位面作為定位基準(zhǔn),這樣的定位基準(zhǔn)稱為附加基準(zhǔn)。相應(yīng),利用零件原有表面作定位基準(zhǔn),稱為固有基準(zhǔn)。舉例:軸類零件用于加工定位的頂尖孔就是典型的附加基準(zhǔn);三爪卡盤夾持零件時(shí),用于定位的圓柱表面是典型的固有基準(zhǔn)各種基準(zhǔn)實(shí)例采用不同的測(cè)量方法(如上圖所示),零件的測(cè)量基準(zhǔn)可以有多種:a圖:以軸線C1為測(cè)量基準(zhǔn)b圖:表示用量規(guī)檢測(cè)時(shí),以母線C2為測(cè)量基準(zhǔn)c圖:用卡尺檢測(cè)時(shí),以母線C3為測(cè)量基準(zhǔn)各種基準(zhǔn)實(shí)例下圖是某裝配結(jié)構(gòu)圖的局部,Z1圓柱表面和Z2端面是齒輪在軸上的裝配基準(zhǔn)各種基準(zhǔn)及其相互關(guān)系dDC平面III的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是含D尺寸段的軸線設(shè)計(jì)圖加工工序圖加工測(cè)量圖圓度儀基準(zhǔn)分析注意事項(xiàng)基準(zhǔn)是客觀存在的(包括輪廓要素和中心要素)基準(zhǔn)要確切要分清是圓柱面還是圓柱面的軸線,替代后應(yīng)引入替代后的誤差;分清軸線的區(qū)段。工件加工時(shí)的定位與基準(zhǔn)六點(diǎn)定位原理一個(gè)物體在空間可以有六個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng),稱為六個(gè)自由度。采用六個(gè)按照一定規(guī)則布置的約束點(diǎn),可以限制工件的六個(gè)自由度,實(shí)現(xiàn)完全定位。實(shí)際應(yīng)用中,常常采用定位元件代替約束點(diǎn)限制工件的自由度。工件加工時(shí)的定位與基準(zhǔn)YZXzYxYzx典型定位元件的定位分析典型定位元件的定位分析典型定位元件的定位分析完全定位與不完全定位完全定位:限制六個(gè)自由度的定位不完全定位:限制自由度個(gè)數(shù)小于六個(gè)的定位完全定位與不完全定位注意:有時(shí)為了使定位元件幫助承受切削力、夾緊力或?yàn)榱吮WC一批工件的進(jìn)給長(zhǎng)度一致,常常對(duì)無(wú)位置尺寸要求的自由度也加以限制。欠定位與過(guò)定位欠定位:根據(jù)工件加工面位置尺寸要求必須限制的自由度沒(méi)有得到全部限制,或者說(shuō)在完全定位和不完全定位中,約束點(diǎn)不足。欠定位是不允許的。欠定位與過(guò)定位過(guò)定位:工件在定位時(shí),同一個(gè)自由度被兩個(gè)或兩個(gè)以上約束點(diǎn)約束的情況。過(guò)定位是否允許,要視具體情況而定。通常,如果工件的定位面為沒(méi)有經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的毛坯面,或雖經(jīng)過(guò)了機(jī)械加工,但仍很粗糙,這時(shí)過(guò)定位是不允許的。采用過(guò)定位的目的之一是增強(qiáng)加工時(shí)支承的剛性,減小工件的受力變形。過(guò)定位的解決措施也可通過(guò)提高定位基面的位置精度,消除過(guò)定位過(guò)定位的解決措施XYXYZXXYYZ長(zhǎng)銷:XXYY平面:XYZ加工大孔,要求保證大小孔軸線平行.當(dāng)工件定位孔與定位端面垂直度誤差較大,而且孔與銷的間隙又很小時(shí),則產(chǎn)生定位干涉
解決方案:1)短銷+平面2)長(zhǎng)銷+小平面3)長(zhǎng)銷自位平面問(wèn)題:哪一種定位方法較好?過(guò)定位的解決措施把定位支承銷3撤消,增加一個(gè)輔助支承,既消除了過(guò)定位,也增加了工件的裝夾剛度。過(guò)定位的解決措施組合定位——一面兩銷ZYXAA向固定頂尖:活動(dòng)頂尖:XYZ
YZ組合定位定位合理性的考慮因素研究滿足工件加工面位置度要求所必須限制的自由度。從承受切削力、設(shè)置夾緊機(jī)構(gòu)以及提高生產(chǎn)率的角度分析在不完全定位中還需限制哪些自由度。在定位方案中,是否有欠定位和過(guò)定位問(wèn)題,能否允許過(guò)定位的存在。粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)粗基準(zhǔn):用未經(jīng)加工的毛坯表面作定位基準(zhǔn)精基準(zhǔn):用加工過(guò)的表面作定位基準(zhǔn)精基準(zhǔn)的選擇總則:保證加工精度;裝夾方便可靠。原則1——基準(zhǔn)重合原則:采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),避免基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差:由于加工時(shí),定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合,引入的一個(gè)從定位基準(zhǔn)到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)之間的尺寸的誤差。注意:定位過(guò)程中的基準(zhǔn)不重合誤差是在用夾具裝夾、調(diào)整法加工一批工件時(shí)產(chǎn)生的。若用試切法加工,每一個(gè)箱體都可以直接測(cè)量尺寸B,從直接保證尺寸B,此時(shí)就不存在基準(zhǔn)不重合誤差。精基準(zhǔn)的選擇原則2——基準(zhǔn)統(tǒng)一原則:在工件加工過(guò)程中,盡可能采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。特點(diǎn):減少夾具種類、簡(jiǎn)化夾具結(jié)構(gòu)、減少裝夾次數(shù)及工件搬動(dòng)翻轉(zhuǎn)次數(shù),廣泛用于自動(dòng)線生產(chǎn)中。輔助基準(zhǔn):為滿足工藝需要,在工件上專門設(shè)計(jì)的定位面。最佳情況:既符合基準(zhǔn)重合原則又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。若統(tǒng)一的基準(zhǔn)面和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不一致,遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則時(shí),加工面之間的位置精度雖不如基準(zhǔn)重合時(shí)那樣高,即增加一個(gè)由輔助基準(zhǔn)到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)之間的基準(zhǔn)不重合誤差,但是仍比基準(zhǔn)多次轉(zhuǎn)換時(shí)的精度高,因?yàn)槎啻无D(zhuǎn)換基準(zhǔn)會(huì)有多個(gè)基準(zhǔn)不重合誤差。用孔作定位基準(zhǔn)加工外圓、端面和齒面步驟1、以內(nèi)止口為基準(zhǔn)加工所有表面(基準(zhǔn)統(tǒng)一);步驟2、以活塞外圓定位加工活塞銷孔,保證外圓與銷孔的位置精度。(基準(zhǔn)重合)例:活塞加工常見工藝步驟若采用一次裝夾加工多個(gè)表面,則多個(gè)表面間的位置尺寸及精度和定位基準(zhǔn)的選擇無(wú)關(guān),而是取決于加工多個(gè)表面的各主軸及刀具間的位置精度和調(diào)整精度。如箱體類工件上孔系的加工。當(dāng)采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則后,無(wú)法保證表面間位置精度時(shí),往往是先用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,然后在最后工序用基準(zhǔn)重合原則保證表面間的位置精度。精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇原則3——自為基準(zhǔn)原則:當(dāng)某些表面精加工要求加工余量小而均勻時(shí),選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。常見的自為基準(zhǔn)加工方法:拉孔、浮動(dòng)鏜刀鏜孔、浮動(dòng)鉸刀鉸孔、衍磨孔注意:遵循自為基準(zhǔn)原則時(shí),不能提高加工面的位置精度,只能提高加工面本身的精度。精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇原則4——互為基準(zhǔn)原則:為了使加工面間有較高的位置精度,小而均勻的加工余量,可采取反復(fù)加工、互為基準(zhǔn)原則。原則5——保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便的原則:精基準(zhǔn)應(yīng)是精度較高、表面光潔、支承面積較大的表面。原則6——便于裝夾原則:應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。精密齒輪加工精基準(zhǔn)的選擇注意:上述5條原則中,前4條均有其各自的應(yīng)用條件,唯有最后兩條,即便于裝夾原則是始終不能違反的。在考慮工件如何定位的同時(shí),必須認(rèn)真分析工件夾緊,遵守夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則。粗基準(zhǔn)的選擇總體選擇要求:保證加工面與非加工面的位置要求合理分配各加工面的余量為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)原則1——為了保證加工面與非加工面之間的位置要求,應(yīng)選擇非加工面為粗基準(zhǔn)。當(dāng)工件上有多個(gè)非加工面與加工面之間有位置要求時(shí),應(yīng)以其中要求較高的非加工面為粗基準(zhǔn)。為了實(shí)現(xiàn)加工后壁厚均勻?yàn)榱藢?shí)現(xiàn)加工余量均勻粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇原則2——合理分配加工余量為了保證各加工面都有足夠的加工余量,應(yīng)選擇毛坯余量最小的面為粗基準(zhǔn)為了保證重要加工面的余量小而均勻,應(yīng)選擇重要加工面為粗基準(zhǔn)。當(dāng)工件上有多個(gè)重要加工面都要求保證余量均勻時(shí),應(yīng)選余量要求最嚴(yán)的面為粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇原則3——粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。在同一尺寸方向上,通常只允許使用一次。原則4——選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整光潔,要避開鍛造飛邊、鑄造澆口、冒口、分型面、毛刺等缺陷部位,以保證定位準(zhǔn)確,夾緊可靠。原則5——用夾具裝夾時(shí),應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。錯(cuò)誤:以毛坯面B定位加工表面A和C后果:A與C表面的軸線產(chǎn)生較大的同軸度誤差粗基準(zhǔn)的選擇總結(jié)上述粗基準(zhǔn)選擇的四條原則,每一原則都只說(shuō)明一個(gè)方面的問(wèn)題。在實(shí)際應(yīng)用中,劃線找正裝夾有時(shí)可兼顧這四條原則,而夾具裝夾則不能同時(shí)兼顧,須分清問(wèn)題的主次,要在保證加工質(zhì)量的前提下,結(jié)合具體生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件,靈活運(yùn)用各條原則。工藝路線的擬定內(nèi)容選擇定位基準(zhǔn)選擇加工表面的加工方法安排工序的先后順序確定工序集中與分散的程度選擇設(shè)備和工藝裝備……工藝路線的擬定——加工方法的選擇ABΔjQj成本Q加工誤差Δ圖加工誤差(或加工精度)和成本的關(guān)系——負(fù)指數(shù)函數(shù)曲線經(jīng)濟(jì)精度范圍工藝路線的擬定——加工方法的選擇加工經(jīng)濟(jì)精度——指在正常條件下(采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人,不延長(zhǎng)加工時(shí)間)所能保證的加工精度。經(jīng)濟(jì)表面粗糙度——指在正常的加工條件下所能保證的表面粗糙度。各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和經(jīng)濟(jì)表面粗糙度等級(jí),可參看有關(guān)資料或工藝手冊(cè)。表1-6外圓加工方法的適用范圍工藝路線的擬定——加工方法的選擇序號(hào)加工方法經(jīng)濟(jì)精度經(jīng)濟(jì)粗糙度適用范圍1粗車IT11~IT1212.5~50淬硬鋼以外的各種金屬2粗車-半精車IT8~IT103.2~6.33粗車-半精車-精車IT6~IT70.8~1.64粗車-半精車-精車-滾壓(或拋光)IT5~IT60.025~0.25粗車-半精車-磨削IT6~IT70.4~0.8鋼或鑄鐵6粗車-半精車-粗磨-精磨IT5~IT60.1~0.47粗車-半精車-粗磨-精磨-超精加工(或輪式超精磨)IT5~IT60.012~0.18粗車-半精車-精車-精細(xì)車(金剛車)IT5以上0.025~0.4有色金屬9粗車-半精車-粗磨-精磨-超精磨(或鏡面磨)IT5以上0.006~0.025極高精度的外圓加工10粗車-半精車-粗磨-精磨-研磨IT5~IT60.006~0.1表1-7平面加工方法的適用范圍工藝路線的擬定——加工方法的選擇序號(hào)加工方法經(jīng)濟(jì)精度經(jīng)濟(jì)粗糙度適用范圍1粗車IT11~IT1312.5~50端面2粗車-半精車IT8~IT103.2~6.33粗車-半精車-精車IT7~IT80.8~1.64粗車-半精車-磨削IT6~IT80.2~0.85粗刨(或粗銑)IT11~IT136.3~25一般不淬硬平面6粗刨(或粗銑)-精刨(或精銑)IT8~IT101.6~6.37粗刨(或粗銑)-精刨(或精銑)-刮研IT6~IT70.1~0.8精度要求較高的不淬硬平面,批量大時(shí)宜采用寬刃精刨8以寬刃精刨代替上述刮研IT70.2~0.89粗刨(或粗銑)-精刨(或精銑)-磨削IT70.2~0.8大量生產(chǎn),較小的平面10粗刨(或粗銑)-精刨(或精銑)-粗磨-精磨IT6~IT70.025~0.411粗銑-拉IT7~IT90.2~0.8高精度平面12粗銑-精銑-磨削-刮研IT5級(jí)以上0.006~0.1工藝路線的擬定——加工方法的選擇序號(hào)加工方法經(jīng)濟(jì)精度經(jīng)濟(jì)粗糙度適用范圍1鉆IT11~IT1312.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實(shí)心毛坯和有色金屬??讖?lt;15~20mm2鉆-鉸IT8~IT101.6~6.33鉆-粗鉸-精鉸IT7~IT80.8~1.64鉆-擴(kuò)IT10~IT116.3~12.5同上5鉆-擴(kuò)-鉸IT8~IT91.6~3.26鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸IT70.8~1.67鉆-擴(kuò)-粗鉸-手鉸IT6~IT70.2~0.48鉆-擴(kuò)-拉IT7~IT90.1~1.6大批大量生產(chǎn)9粗鏜(或擴(kuò)孔)IT11~IT136.3~12.5除淬火鋼外的各種材料,毛坯有鑄出孔或鍛出孔10粗鏜(粗?jǐn)U)-精鏜(精擴(kuò))IT9~IT101.6~3.211粗鏜(粗?jǐn)U)-半精鏜(精擴(kuò))-精鏜(鉸)IT7~IT80.8~1.612粗鏜(粗?jǐn)U)-精鏜(精擴(kuò))-精鏜-浮動(dòng)鏜刀精鏜IT6~IT70.4~0.8表1-8孔加工方法的適用范圍工藝路線的擬定——加工方法的選擇表-孔加工方法的適用范圍序號(hào)加工方法經(jīng)濟(jì)精度經(jīng)濟(jì)粗糙度適用范圍13粗鏜(擴(kuò))-半精鏜-磨孔IT7~IT80.2~0.8主要用于鋼材,不宜用于有色金屬14粗鏜(擴(kuò))-半精鏜-粗磨-精磨IT6~IT70.1~0.215粗鏜-半精鏜-精鏜-精細(xì)鏜(金剛鏜)IT6~IT70.05~0.4精度要求高的有色金屬16鉆-(擴(kuò))-粗鉸-精鉸-絎磨鉆-(擴(kuò))-拉-絎磨粗鏜-半精鏜-精鏜-絎磨IT6~IT70.025~0.2精度要求很高的孔17以研磨代替上述方法中的絎磨IT5~IT60.006~0.118鉆(或粗鏜)-擴(kuò)(半精鏜)-精鏜-金剛鏜-脈沖滾擠IT6~IT70.1成批大量生產(chǎn)的有色金屬件的小孔表1-8孔加工方法的適用范圍(續(xù))工藝路線的擬定——加工方法的選擇表1-9軸線平行的孔的位置精度(經(jīng)濟(jì)精度)工藝路線的擬定——加工方法的選擇表1-10軸線垂直的孔的位置精度(經(jīng)濟(jì)精度)工藝路線的擬定——加工方法的選擇選擇加工方法時(shí)考慮的因素通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或查表來(lái)確定加工方法,但滿足同樣精度要求的加工方法往往有多種,決策時(shí)應(yīng)考慮一下因素:工件材料的性質(zhì)(淬火鋼——磨削;有色金屬精加工——精細(xì)車、精細(xì)鏜或金剛鏜)工件的形狀和尺寸(思考:IT7級(jí)的孔可用什么方法加工?)生產(chǎn)類型、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性具體生產(chǎn)條件充分利用新工藝、新技術(shù)滿足某些特殊要求,如表面紋路方向。工藝路線的擬定——加工順序的安排機(jī)加工順序的安排原則原則1:先加工基準(zhǔn)面——選為精基準(zhǔn)的表面應(yīng)安排在起始工序先進(jìn)行加工,以盡快為后續(xù)工序的加工提供精基準(zhǔn)。原則2:先粗后精——對(duì)于精度和表面質(zhì)量要求較高的零件,其粗、精加工應(yīng)分開。即按粗加工——半精加工——精加工、光整加工的順序進(jìn)行。原則3:先主后次——先安排主要表面的加工,后安排次要表面的加工。次要表面加工應(yīng)放在主要表面半精加工后、精加工前完成。原則4:先面后孔當(dāng)零件上有較大的平面可作定位基準(zhǔn)時(shí),可先加工出來(lái)用作定位面,以面定位,加工孔。在毛坯面上鉆孔,容易使鉆頭引偏,若該平面需要加工,則應(yīng)在鉆孔之前先加工平面。對(duì)于箱體、支架和連桿等工件應(yīng)先加工平面后加工孔。指設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面,主要工作面指鍵槽、螺孔工藝路線的擬定——加工順序的安排綜上,一般機(jī)械加工的順序是:加工精基準(zhǔn)→粗加工主要表面→精加工主要表面→光整加工主要表面→超精密加工主要表面。次要表面的加工穿插在各階段之間進(jìn)行。工藝路線的擬定——加工順序的安排劃分加工階段各加工階段的主要任務(wù)粗加工:從坯料上切出較多余量半精加工:在粗加工和精加工之間進(jìn)行精加工:從工件上切出較少余量,能獲得較高的精度和表面粗粗度光整加工:精加工后進(jìn)行,從工件不切出或切出極薄的金屬層,以獲得很光潔的表面或強(qiáng)化表面。一般不用來(lái)提高位置精度。超精密加工:按照超穩(wěn)定、超微量切除等原則,實(shí)現(xiàn)加工尺寸誤差和形狀誤差在0.1um以下的加工技術(shù)。劃分加工階段劃分加工階段的原因保證加工質(zhì)量合理使用設(shè)備便于安排熱處理工序及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷精加工、光整加工安排在后,可保護(hù)精加工過(guò)的表面少受磕碰或損壞。工藝路線的擬定——加工順序的安排工藝路線的擬定——加工順序的安排熱處理工序的安排最終熱處理工序(調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳淬火、液體碳氮共滲、滲碳)目的:提高力學(xué)性能安排:精加工前后說(shuō)明:變形大的熱處理,如滲碳淬火應(yīng)安排在精加工磨削前進(jìn)行,以糾正熱處理變形;調(diào)質(zhì)也應(yīng)安排在精加工前進(jìn)行。變形小的熱處理,如滲氮,應(yīng)安排在精加工后進(jìn)行。表面裝飾性鍍層和發(fā)藍(lán)處理,機(jī)加工完畢后進(jìn)行。預(yù)備熱處理(正火、退火、時(shí)效處理)目的:改善加工性能,為最終熱處理作準(zhǔn)備,消除殘余應(yīng)力安排:粗加工前后或需要消除應(yīng)力處說(shuō)明:放在粗加工前,可改善加工時(shí)材料的加工性能,并減少車間之間的運(yùn)輸工作量;放在粗加工后,有利于粗加工后殘余應(yīng)力的消除。調(diào)質(zhì)安排在粗加工后。工藝路線的擬定——加工順序的安排輔助工序的安排(檢驗(yàn)、去毛刺、倒掕、清洗、防銹、去磁、平衡等)安排時(shí)機(jī):粗加工階段結(jié)束后重要工序前后送往外車間加工的前后,如熱處理工序前后全部加工工序完成后工藝路線的擬定——加工順序的安排確定工序集中和分散的程度工序分散:將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行。每道工序的加工內(nèi)容很少工序集中:將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成組織集中
指采用人為的組織措施實(shí)現(xiàn)集中,如臥式車床的順序加工。機(jī)械集中指采用技術(shù)上的措施集中,如多刀、多刃和多軸機(jī)床、自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心.工藝路線的擬定——加工順序的安排工序集中的特點(diǎn)采用高效專用設(shè)備和工藝裝備、生產(chǎn)率高裝夾次數(shù)少,易于保證表面間位置精度,減少工序間運(yùn)輸量工序數(shù)目少,可減少機(jī)床數(shù)量、工人數(shù)、生產(chǎn)面積,簡(jiǎn)化生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作投資大,調(diào)整維修復(fù)雜,生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大,轉(zhuǎn)換新產(chǎn)品比較費(fèi)時(shí)。工序分散的特點(diǎn)設(shè)備、工藝裝備簡(jiǎn)單調(diào)整維修方便,生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少,易于平衡工序時(shí)間,適應(yīng)產(chǎn)品更換可采用合理的切削用量,減少基本時(shí)間設(shè)備數(shù)量多,操作工人多,占地面積大工藝路線的擬定——加工順序的安排工序集中和分散的選用單件小批:組織集中,即采用人為的組織措施集中,以便簡(jiǎn)化生產(chǎn)組織工作。如臥式車床的順序加工。大批大量:機(jī)械集中(多刀、多軸機(jī)床、組合機(jī)床、自動(dòng)機(jī))成批生產(chǎn):工序適當(dāng)集中,辦法:采用高效機(jī)床,如轉(zhuǎn)塔車床、多刀半自動(dòng)車床、數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單產(chǎn)品:可采用分散原則,如軸承重型零件:工序適當(dāng)集中剛性差且精度高的精密零件:工序適當(dāng)分散。發(fā)展趨勢(shì):工序集中。工藝路線的擬定——設(shè)備與工裝選用設(shè)備的選擇機(jī)床精度與工件精度相適應(yīng)機(jī)床的規(guī)格與工件的外形尺寸相適應(yīng)與現(xiàn)有加工條件相適應(yīng)工裝的選擇夾具的選擇刀具的選擇量具的選擇加工余量、工序尺寸和公差的確定加工余量:指加工過(guò)程中所切去的金屬層厚度。加工總余量Z0:毛坯尺寸與零件尺寸之差。工序余量Zi:每一工序所切除的金屬層厚度。1-1工序余量Zi:相鄰兩工序基本尺寸之差。加工余量、工序尺寸和公差的確定單邊余量(用于非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱表面)雙邊余量(用于對(duì)稱結(jié)構(gòu)的對(duì)稱表面)加工余量、工序尺寸和公差的確定余量公差的大小工序尺寸的公差按“入體原則”標(biāo)注。毛坯尺寸公差按雙向?qū)ΨQ偏差形式標(biāo)注。被包容面的工序尺寸取上偏差為零;包容面的工序尺寸取下偏差為零加工余量、工序尺寸和公差的確定加工余量的影響因素上工序的各種表面缺陷和誤差表面粗糙度Ra和表面缺陷層深度Da上工序的尺寸公差Ta上工序的形位公差ρa(bǔ)位置精度簡(jiǎn)圖加工余量位置精度簡(jiǎn)圖加工余量對(duì)稱度2e2e位置度x=Ltan?y=aL2xx=bD加工余量的影響因素加工余量的影響因素本工序的裝夾誤差εb定位誤差?yuàn)A緊誤差?yuàn)A具在機(jī)床上的裝夾誤差加工余量、工序尺寸及公差的確定加工余量的基本計(jì)算公式加工余量計(jì)算的幾種特殊情況無(wú)心磨床加工小軸、浮動(dòng)鉸(鏜)刀或拉刀加工孔時(shí),因采用自為基準(zhǔn),所以不計(jì)εb光整加工(研磨、絎磨、超精磨、拋光)若主要是為了改善表面粗糙度,當(dāng)不需提高尺寸和形狀精度時(shí)光整加工需提高尺寸和形狀精度時(shí)確定加工余量的方法查表法(注意:粗加工工序余量不能用查表法得到,而是由總余量減去其他各工序余量而得到)經(jīng)驗(yàn)估算法(單件小批)分析計(jì)算法確定工序尺寸及其公差——基準(zhǔn)重合時(shí)指工序基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合,表面多次加工時(shí),工序尺寸及其公差的計(jì)算。如外圓與孔的多工序加工。工序尺寸及其公差與工序余量的關(guān)系如圖:計(jì)算步驟:確定各工序余量的基本尺寸由后往前逐個(gè)工序推算,即由零件的設(shè)計(jì)尺寸開始,由最后一道工序開始向前工序推算,直到毛坯尺寸。工序尺寸的公差都按經(jīng)濟(jì)精度確定,并按“入體原則”確定上下偏差。例1-1
某軸直徑為Φ50mm,其尺寸精度要求為IT5,表面粗糙度要求為Ra0.04um,并要求高頻淬火,毛坯為鍛件。其工藝路線擬定為:粗車-半精車-高頻淬火-粗磨-精磨-研磨。計(jì)算各工序的工序尺寸及公差。確定工序尺寸及其公差——基準(zhǔn)重合時(shí)解1、用查表法確定加工余量由工藝手冊(cè)查得:研磨余量:0.01mm精磨余量:0.1mm粗磨余量:0.3mm半精車余量:1.1mm粗車余量:4.5mm確定工序尺寸及其公差——基準(zhǔn)重合時(shí)由1-1式:取加工總余量為:6mm修正粗車余量為:4.49mm2、計(jì)算各工序基本尺寸研磨后,工序基本尺寸為:50mm(設(shè)計(jì)尺寸)精磨:50+0.01=50.01mm粗磨:50.01+0.1=50.11mm半精車:50.11+0.3=50.41mm粗車:50.41+1.1=51.51mm毛坯:50.51+4.49=56mm確定工序尺寸及其公差——基準(zhǔn)重合時(shí)3、確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和粗糙度由表1-6查得:研磨后:IT5,Ra0.04um(零件的設(shè)計(jì)要求)精磨后:IT6,Ra0.16um粗磨后:IT8,Ra1.25um半精車后選定為:IT11,Ra2.5um粗車后選定為:IT13,Ra16um由以上經(jīng)濟(jì)精度查公差表,將差得的公差數(shù)值按“入體原則”標(biāo)注在工序基本尺寸上。查工藝手冊(cè)可得鍛造毛坯公差:±2mm確定工序尺寸及其公差——基準(zhǔn)重合時(shí)工序名稱工序間余量(mm)工序間工序間尺寸(mm)工序間經(jīng)濟(jì)精度(mm)粗糙度(um)尺寸、公差(mm)粗糙度(um)研磨0.01h5(0,-0.011)Ra0.0450Φ50(0,-0.011)Ra0.04精磨0.1h6(0,-0.016)Ra0.1650+0.01=50.01Φ50.01(0-0.016)Ra0.16粗磨0.3h8(0,-0.039)Ra1.2550.01+0.1=50.11Φ50.11(0-0.039)Ra1.25半精車1.1h11(0,-0.16)Ra2.550.11+0.3=50.41Φ50.41(0,-0.16)Ra2.5粗車4.49h13(0,-0.39)Ra1650.41+1.1=51.51Φ51.51(0-0.39)Ra16鍛造±251.51+4.49=56Φ56±2基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及公差的確定方法——工藝尺寸鏈尺寸鏈的基本概念定義:由相互連接的尺寸所形成的封閉尺寸組。組成:環(huán)——列入尺寸鏈中的每一尺寸封閉環(huán)——尺寸鏈中在裝配過(guò)程或加工過(guò)程最后形成的一環(huán)組成環(huán)——對(duì)封閉環(huán)有影響的所有環(huán)增環(huán)——該環(huán)的變動(dòng)引起封閉環(huán)同向變動(dòng)減環(huán)——該環(huán)的變動(dòng)引起封閉環(huán)反向變動(dòng)補(bǔ)償環(huán)——尺寸鏈中預(yù)先選定的某一組成環(huán),可以通過(guò)改變其大小或位置,使封閉環(huán)達(dá)到規(guī)定要求。多用于裝配尺寸鏈。A0A2A1ABA0(A2)A1尺寸鏈的特性封閉性:一個(gè)封閉環(huán)有一個(gè)尺寸鏈關(guān)聯(lián)性:封閉環(huán)隨所有組成環(huán)的變動(dòng)而變動(dòng)傳遞系數(shù)ξ:表示組成環(huán)對(duì)封閉環(huán)影響的大小A0A2A1ABA0(A2)A1對(duì)增環(huán):ξ>0對(duì)減環(huán):ξ<0若組成環(huán)與封閉環(huán)平行:∣ξi∣=1若組成環(huán)與封閉環(huán)不平行:-1<ξi<1工藝尺寸鏈尺寸鏈圖尺寸鏈形式按環(huán)的幾何特征分:長(zhǎng)度尺寸鏈和角度尺寸鏈按應(yīng)用場(chǎng)合分:裝配尺寸鏈、工藝尺寸鏈、零件尺寸鏈按各環(huán)所處空間位置分:直線尺寸鏈、平面尺寸鏈、空間尺寸鏈工藝尺寸鏈工藝尺寸鏈計(jì)算方法求解內(nèi)容:計(jì)算封閉環(huán)與組成環(huán)的基本尺寸、公差及偏差方法:極值法:求解環(huán)數(shù)較少的尺寸鏈概率法:求解環(huán)數(shù)較多的尺寸鏈工藝尺寸鏈計(jì)算方法一、極值法封閉環(huán)基本尺寸封閉環(huán)公差T0——增環(huán)——減環(huán)對(duì)于直線尺寸鏈工藝尺寸鏈計(jì)算方法封閉環(huán)上偏差ES0封閉環(huán)下偏差EI0工藝尺寸鏈計(jì)算方法封閉環(huán)的極限尺寸二、概率法將極限尺寸換算成平均尺寸工藝尺寸鏈計(jì)算方法圖尺寸鏈中各參數(shù)的關(guān)系將極限偏差換算成中間偏差組成環(huán)中間偏差封閉環(huán)中間偏差組成環(huán)相對(duì)不對(duì)稱系數(shù)若組成環(huán)在公差帶內(nèi)對(duì)稱分布時(shí),ei=0,則(直線尺寸鏈)工藝尺寸鏈計(jì)算方法組成環(huán)傳遞系數(shù)工藝尺寸鏈計(jì)算方法封閉環(huán)統(tǒng)計(jì)公差正態(tài)分布時(shí),k=1組成環(huán)平均公差工藝尺寸鏈計(jì)算形式正計(jì)算:已知各組成環(huán)的基本尺寸、公差和極限偏差,求封閉環(huán)的基本尺寸、公差和極限偏差。計(jì)算結(jié)果唯一,用于設(shè)計(jì)的校驗(yàn)。反計(jì)算:已知封閉環(huán)的基本尺寸、公差和極限偏差,求各組成環(huán)的基本尺寸、公差和極限偏差。分配方案不唯一,存在最佳方案,用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中間計(jì)算形式:已知封閉環(huán)和部分組成環(huán)的基本尺寸、公差和極限偏差,求其他組成環(huán)的基本尺寸、公差和極限偏差。工藝尺寸鏈多屬此種計(jì)算形式。工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法一、工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)A1A2ZT1T2分析:如圖示,上工序尺寸A1、本工序尺寸A2和工序基本余量Z形成三環(huán)工藝尺寸鏈。其中,A1在本工序加工前已經(jīng)形成,一般情況下,A2是本工序控制的工序尺寸它們都是組成環(huán),只有工序基本余量是最后形成的環(huán),即封閉環(huán)。說(shuō)明:若加工時(shí)直接控制工序余量,而不是直接控制工序尺寸,如靠火花磨削,則工序余量就成為組成環(huán),而本工序的工序尺寸是最后形成的封閉環(huán)。指操作者根據(jù)磨削火花的大小,憑經(jīng)驗(yàn)直接磨去一定厚度的金屬,磨掉金屬的多少與前道工序和本道工序的工序尺寸無(wú)關(guān)。二、工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)測(cè)量尺寸的換算測(cè)量尺寸的換算例2:圖示套筒零件,設(shè)計(jì)圖樣上根據(jù)裝配要求標(biāo)注尺寸500-0.17、和100-0.36
,大孔深度尺寸未標(biāo)注。零件上設(shè)計(jì)尺寸A1、A2和大孔的深度尺寸形成尺寸鏈,如a圖所示。大孔深度尺寸A0是最后(a)(b)工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法(a)(b)形成的封閉環(huán)。對(duì)(a)圖,應(yīng)用尺寸鏈公式得:A0=40+0.36-0.17(大孔設(shè)計(jì)要求尺寸)加工時(shí),由于100-0.36測(cè)量困難,改用深度游標(biāo)測(cè)量大孔深度,此時(shí)100-0.36為最后獲得的尺寸,成為(b)圖所示工藝尺寸鏈的封閉環(huán)A‘0。組成環(huán)為A’1=50-0.17和A‘2?!郃‘2=40+0.19(大孔測(cè)量尺寸)工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法結(jié)論1:由于測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合,需進(jìn)行尺寸換算,換算的結(jié)果明顯提高了對(duì)測(cè)量尺寸的要求。結(jié)論2:實(shí)際加工中,由于測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合,因而要換算測(cè)量尺寸。如果零件換算后的測(cè)量尺寸超差,只要它的超差量小于或等于另一組成環(huán)的公差,則該零件有可能是假?gòu)U品,應(yīng)對(duì)該零件進(jìn)行復(fù)檢,逐個(gè)測(cè)量并計(jì)算出零件的實(shí)際尺寸,由零件的實(shí)際尺寸來(lái)判斷合格與否。假?gòu)U品分析設(shè)計(jì)工藝裝備來(lái)保證設(shè)計(jì)尺寸在成批和大量生產(chǎn)中,可設(shè)計(jì)相應(yīng)的工裝來(lái)輔助進(jìn)行加工和測(cè)量,雖仍要進(jìn)行尺寸換算,所不同的是工藝尺寸鏈中的組成環(huán)用夾具尺寸替代零件尺寸,從而可適當(dāng)降低對(duì)測(cè)量尺寸的精度要求。工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法設(shè)計(jì)尺寸測(cè)量尺寸鏈公差壓縮公差由0.1縮小到0.08換算后的測(cè)量尺寸精度高于原設(shè)計(jì)要求定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及公差的換算ABC定位基準(zhǔn)頂面F設(shè)計(jì)基準(zhǔn)底面D圖定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的換算孔的軸線工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法工序尺寸及公差的換算方法:先找出以設(shè)計(jì)尺寸為封閉環(huán)、以工序尺寸為組成環(huán)的工藝尺寸鏈,再按尺寸鏈反計(jì)算形式分配工序尺寸及公差?;鶞?zhǔn)不重合誤差:設(shè)計(jì)基準(zhǔn)到定位基準(zhǔn)之間的尺寸的誤差工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法從待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)標(biāo)注工序尺寸時(shí)工序尺寸及公差換算分析:從待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)標(biāo)注工序尺寸,因?yàn)榇庸さ脑O(shè)計(jì)基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)兩者差一個(gè)余量,所以它仍然是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合的問(wèn)題例3:圖示為齒輪孔的局部簡(jiǎn)圖。設(shè)計(jì)尺寸是:孔徑Φ40+0.05須淬硬,鍵槽尺寸深度為46+0.3。孔和鍵槽的加工順序是:1、鏜孔至Φ39.6+0.12、插鍵槽,工序尺寸為A;3、熱處理淬火;4、磨孔至Φ40+0.05、同時(shí)保證46+0.3
,(假設(shè)磨孔和鏜孔的同軸度誤差很小,可忽略)求:插鍵槽的工序尺寸及公差。工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法解:1、建立工藝尺寸鏈,確定封閉環(huán),判別組成環(huán)兩尺寸鏈串聯(lián)起來(lái)工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法2、計(jì)算工序尺寸及公差①
按基本尺寸公式求尺寸A∵∴②
按上偏差公式求ESA∵∴③
按下偏差公式求EIA∵∴兩尺寸鏈串聯(lián)起來(lái)工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法所以,插鍵槽的工序尺寸及其偏差為:按“入體”原則標(biāo)注偏差,并圓整得:小結(jié):從待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)標(biāo)注工序尺寸時(shí)的工序尺寸換算和定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)的工序尺寸換算類似,都是先找出以設(shè)計(jì)尺寸為封閉環(huán)和以工序尺寸為組成環(huán)的工藝尺寸鏈,然后再按尺寸鏈的計(jì)算公式,以“反計(jì)算”或“中間計(jì)算”形式確定所求工序尺寸及其公差例4:圖a所示為軸套零件及其軸向設(shè)計(jì)尺寸:50-0.34mm、10-0.3mm、15±0.2mm。加工順序是:1、鏜孔及車端面,工序尺寸為L(zhǎng)1,如圖b;2、車外圓及端面,工序尺寸為L(zhǎng)2和L3,如圖c;3、鉆孔,工序尺寸為L(zhǎng)4,如圖d;4、磨外圓及臺(tái)肩,工序尺寸為L(zhǎng)5,如圖e。試確定各軸向工序尺寸及其公差。解:1、確定基準(zhǔn)重合時(shí)表面多次加工的工序尺寸及公差工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法分析:工序尺寸L1和L2及L3和L5均屬基準(zhǔn)重合時(shí)表面多次加工的工序尺寸。其中,最后工序的尺寸L2和L5應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,即前工序的工序尺寸L1和L3要先查出工序余量再計(jì)算確定。經(jīng)查得,車削余量為1mm,磨臺(tái)肩面余量為0.4mm,∴工序尺寸公差按經(jīng)濟(jì)精度確定,查得按“入體原則”標(biāo)注,得2、確定基準(zhǔn)不重合時(shí)的工序尺寸及公差L4是從待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)標(biāo)注的工序尺寸,其求解步驟:1)建立工藝尺寸鏈分析:設(shè)計(jì)尺寸15±0.2和工序尺寸僅差磨削時(shí)的工序余量Z,所以尺寸15±0.2、L4和Z形成三環(huán)的工藝尺寸鏈,如下圖a所示:其中設(shè)計(jì)尺寸15±0.2是封閉環(huán):此外,磨削余量Z又是基準(zhǔn)重合時(shí)表面兩次加工后工序尺寸L3和工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法L5的封閉環(huán),三個(gè)尺寸形成上圖b所示的尺寸鏈。工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法把圖a和圖b兩個(gè)三環(huán)尺寸鏈串聯(lián)成一個(gè)四環(huán)尺寸鏈如圖c所示:其中:組成環(huán):工序尺寸L3、L4和L5增環(huán):L3、L4減環(huán):L5封閉環(huán):設(shè)計(jì)尺寸15±0.22)計(jì)算或校驗(yàn)各工序尺寸及其公差由封閉環(huán)的極值公差公式,按“反計(jì)算”形式分配各組成環(huán)公差由基準(zhǔn)重合、表面多次加工時(shí),求得的,代入上式可知實(shí)際加工誤差已超過(guò)零件設(shè)計(jì)要求?!啾仨殙嚎s有關(guān)工序尺寸的公差?,F(xiàn)定為:按“入體原則”標(biāo)注偏差,得:∴工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法小結(jié)1:兩例的第4道工序磨削都是同時(shí)保證兩個(gè)設(shè)計(jì)尺寸,其中一個(gè)設(shè)計(jì)尺寸是直接獲得的,另一個(gè)設(shè)計(jì)尺寸是最后自然形成的封閉環(huán)。因此,也有人把“從待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)標(biāo)注工序尺寸的工藝尺寸鏈計(jì)算”稱為“多尺寸同時(shí)保證的工藝尺寸鏈計(jì)算”。事實(shí)上,它們都是定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的工藝尺寸鏈計(jì)算的特例。小結(jié)2:尺寸鏈換算的結(jié)果明顯地提高了加工要求,因此要避免尺寸鏈換算,就要盡量避免定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合避免從待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)標(biāo)注工序尺寸避免多尺寸同時(shí)保證。工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法三、工序尺寸的圖解法工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法在工序較多、工序的工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)又不重合,且各工序的工藝基準(zhǔn)需多次轉(zhuǎn)換時(shí),工序尺寸及公差的換算會(huì)很復(fù)雜,難以迅速建立尺寸鏈,且易出錯(cuò)。采用把全部工序尺寸、工序余量畫在一張圖標(biāo)上的圖解法,可直觀地建立工藝尺寸鏈,也便于利用計(jì)算機(jī)輔助建立和計(jì)算尺寸鏈。例5:圖示軸套零件的軸向有關(guān)表面的工藝安排為:
1、軸向以D面定位粗車A面,又以A面為基準(zhǔn)(測(cè)量基準(zhǔn))粗車C面,保證工序尺寸L1和L2;2、軸向以A面定位,粗車和精車B面,保證工序尺寸L3;又以B面為基準(zhǔn)粗車D面,保證工序尺寸L43、軸向以B面定位,精車A面,保證工序尺寸L5;又以A為基準(zhǔn),精車C面,保證尺寸L6;工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法4、用靠火花磨削法磨B面,控制磨削余量Z7。解:1、繪加工過(guò)程尺寸聯(lián)系圖按適當(dāng)比例將工件簡(jiǎn)圖繪于圖表左上方,標(biāo)注出與計(jì)算有關(guān)的軸向設(shè)計(jì)尺寸。從與計(jì)算有關(guān)的各個(gè)端面向下(向表內(nèi))引豎線,每條豎線代表不同加工階段中有余量差別的不同加工表面。在表的左邊,按加工過(guò)程從上到下,嚴(yán)格地排出加工順序;在表的右邊列出需要計(jì)算的項(xiàng)目。工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法1、繪加工過(guò)程尺寸聯(lián)系圖然后按加工順序,在對(duì)應(yīng)的加工階段中畫出規(guī)定的加工符號(hào):箭頭指向加工表面;箭尾用圓點(diǎn)畫在工藝基準(zhǔn)上(測(cè)量基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn));加工余量用帶剖面線的符號(hào)示意,并畫在加工區(qū)“入體”位置上;對(duì)于加工過(guò)程中間接保證的設(shè)計(jì)尺寸(稱結(jié)果尺寸,即尺寸鏈的封閉環(huán))注在其它工藝尺寸的下方,兩端均用圓點(diǎn)標(biāo)出(圖表中的L01和L02);對(duì)于工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合,不需要進(jìn)行工藝尺寸換算的設(shè)計(jì)尺寸,用方框框出(圖中L6)。作圖過(guò)程歸納:①加工順序不能顛倒,與計(jì)算有關(guān)的加工內(nèi)容不能遺漏②箭頭要指向加工面,箭尾圓點(diǎn)落在定位基準(zhǔn)上;③加工余量按“入體”位置示意,被余量隔開的上方豎線為加工前的待加工面。工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法2、工藝尺寸鏈查找(1)確定封閉環(huán)封閉環(huán)一般有兩種:(2)按每個(gè)封閉環(huán)查找其組成環(huán)除“靠火花”磨削余量外的各工序余量(“靠火花”磨削時(shí),該工序尺寸則是封閉環(huán));間接形成的設(shè)計(jì)尺寸在尺寸聯(lián)系圖中,從結(jié)果尺寸的兩端出發(fā)向上查找,遇到圓點(diǎn)不拐彎繼續(xù)往上查找,遇到箭頭拐彎,逆箭頭方向水平找加工基準(zhǔn)面,遇到加工基準(zhǔn)面再向上拐,重復(fù)前面的查找法,直至兩條查找路線匯交為止。查找路線路經(jīng)的尺寸是組成環(huán),結(jié)果尺寸是封閉環(huán)。工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法本例中:沿結(jié)果尺寸L01兩端向上查找,得尺寸鏈1:L01、Z7和L5沿結(jié)果尺寸L02兩端向上查找,得尺寸鏈2:L02、L4和L5除Z7以外,沿Z4、Z5、Z6兩端分別往上查找,可得另外三個(gè)以加工余量為封閉環(huán)的尺寸鏈,如圖c,d,e所示。工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法因?yàn)榭炕鸹ハ魇遣僮髡吒鶕?jù)磨削火花的大小,憑經(jīng)驗(yàn)直接磨去一定厚度的金屬,磨掉金屬的多少與前道工序和本道工序的工序尺寸無(wú)關(guān)。所以靠火花磨削余量Z7在由L01、Z7和L5組成的尺寸鏈中是組成環(huán),不是封閉環(huán)。3、計(jì)算欄目的填寫圖表右邊列出了一些計(jì)算項(xiàng)目的表格,該表格是為計(jì)算有關(guān)工藝尺寸而專門門設(shè)計(jì)的,其填寫過(guò)程及步驟如下:工藝尺寸鏈的應(yīng)用和解算方法①初步選定工序公差Ti,必要時(shí)可調(diào)整。確定工序最小余量Zimin;②根據(jù)工序
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