機械制造工藝學 第二章 機械加工工藝規(guī)程設計

機械制造工藝學第二章機械加工工藝規(guī)程設計§2.1概述一、機械加工工藝規(guī)程的作用二、機械加工工藝規(guī)程的格式作用:1.依據(jù)2.準備3.交流常見的三種卡:表4-1工藝過程卡表4-2機械加工工藝卡表4-3機械加工工序卡第二章機械加工工藝規(guī)程設計三、工藝規(guī)程的設計原則、步驟和內(nèi)容（一）機械加工工藝規(guī)程的設計原則原則:1、保證零件圖紙上的要求2、工藝成本最低3、充分利用現(xiàn)有條件4、文明生產(chǎn)，保障安全，減輕工人勞動強度（二）設計工藝規(guī)程的步驟和內(nèi)容1）閱讀裝配圖和零件圖2）工藝審查3）熟悉或確定毛坯4）擬訂機械加工工藝路線5）確定滿足各工序要求的工藝裝備6）確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗方法7）確定各工序加工余量、計算工序尺寸和公差8）確定切削用量9）確定時間定額10）填寫工藝文件附表:常用材料相對比價材料相對價格系數(shù)鑄鐵1鋼1.75鋁8.05鋅8.27鉛8.05紫銅10.04黃銅11.5青銅14.2§2.2工藝路線的制訂一、定位基準的選擇（一）粗基準的選擇在選擇粗基準時，一般應遵循下列原則：1.保證互相位置要求的原則2.保證加工表面加工余量合理分配的原則3.便于工件裝夾的原則4.粗基準一般不得重復使用的原則例1:

保證互相位置要求的原則(1)結(jié)論:

有加工面和不加工面應選不加工面作為粗基準方案1方案2例2:保證互相位置要求的原則(2)

?54?1145?50?100方案1方案2結(jié)論:如工件上每個表面都要加工,則選余量最小的表面作為粗基準例3:保證加工表面加工余量合理分配的原則方案1方案2工序1工序1工序2工序2結(jié)論:選重要表面作為粗基準例4:

便于工件裝夾的原則工藝搭子小刀架例5:粗基準一般不得重復使用的原則零件圖車端面,鏜內(nèi)孔工序6.4?18?3048256.4301×450?48?663-?7均布?16H76.4鉆孔工序改進方案（二）精基準的選擇2.統(tǒng)一基準原則3.互為基準原則4.自為基準原則5.便于裝夾原則1.基準重合原則在選擇精基準時，一般應遵循下列原則：C12-0.07030-0.03ABL1L0L2零件圖例1:設計基準與定位基準不重合例2:

應盡可能選用設計基準作為精基準?30H7孔,B面都已加工好,現(xiàn)要鉆2-?18H11孔,如何定位?A--AAABR30ha2-?18H11?30H7其余bb

906.3方案A工件C工件a方案B例3:應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準加工各表面中心孔一面兩銷例4:自為基準的原則例5:安裝應可靠穩(wěn)定0.10.3bab0.1a0.03方案A方案B注意:

綜合考慮這些原則，達到定位精度高，夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便的要求?；鶞蔬x擇的各項原則有時是相互矛盾的,必須根據(jù)實際條件和生產(chǎn)類型分析比較。二、加工經(jīng)濟精度與加工方法的選擇

（一）加工經(jīng)濟精度

ABδS成本加工誤差0在正常加工條件下，所能保證的加工精度和表面粗糙度。（二）加工方法的選擇4）本廠的工藝能力和現(xiàn)有加工設備的加工經(jīng)濟精度如何。選擇加工方法時應考慮的主要問題有四點：1）所選擇的加工方法能否達到零件精度的要求；2）零件材料的可加工性能如何。3）生產(chǎn)率對加工方法有無特殊要求。三、典型表面的加工路線

（一）外圓表面的加工路線粗車半精車精車粗磨精磨金剛石車滾壓研磨超精加工砂帶磨拋光精密磨削外圓表面的加工路線鉆粗鏜擴孔半精鏜粗拉鉸孔粗磨精鏜推精拉手鉸精磨滾壓金剛鏜珩磨研磨（二）孔的加工路線粗銑粗刨粗車粗拉半精刨半精銑半精車精拉精銑粗磨高速精銑精刨精車精磨寬刀精刨刮研拋光研磨導軌磨砂帶磨精密磨金剛石車（三）平面的加工路線四、工序順序的安排（一）工序順序的安排原則（三）其他工序的安排（二）熱處理工序及表面處理工序的安排1.先加工基準面，后加工其他表面2.先加工平面，后加工孔3.先加工主要表面，后加工次要表面4.先安排粗加工工序，后安排精加工工序五、工序的集中與分數(shù)

工序分散:

是將工藝路線中的工步內(nèi)容分散在更多的工序中去完成。工序集中:

是指每個工序中包括盡可能多的工序內(nèi)容。六、加工階段的劃分4.精密,超精密或光整加工階段理由：1.2.3.4.5.p164-165加工階段可劃分:1.粗加工階段2.半精加工階段3.精加工階段例:綜合練習

(習題集P64-65）

試分析并擬定大批生產(chǎn)時,加工調(diào)速杠桿的機械加工工藝路線,并確定各工序的定位基準,夾壓位置。毛坯為球鐵鑄件。技術(shù)條件：1.未注鑄造圓角為R2~42.鑄坯不有裂紋、砂眼、冷隔、縮孔等鑄造缺陷。3.正火處理,硬度HB240~280,A面淬火,硬度HRC40~50零件圖3±0.13.26+0.0250.05M?12+0.027M1×450兩端?207547?206182061±0.153250-0.38M8×11121281112±0.270.05M0.033128+0.126?1818ABCD一.加工對象的分析:1.設計基準:孔?12+0.027及端面B2.主要工作表面:槽6+0.025保證位置尺寸12±0.2C面:保持尺寸61±0.15A面:保持尺寸3±0.1

3.結(jié)構(gòu)特點:細長桿件,形狀不規(guī)則,剛性差4.毛坯:球鐵鑄件正火處理0.05M3.20.030.05M機械加工工藝過程卡序號工序內(nèi)容10鑄坯-----正火-------檢驗20鉆?11.8,倒角1×45,鉸孔?12+0.027锪端面D,保證12.95+0.430車端面B,保證50-0.3倒角1×4540檢驗50銑A面,保證3±0.160去毛刺70銑兩側(cè)面C,D至8,保證61±0.1580粗銑槽至尺寸5,保證12±0.390精銑槽至尺寸6+0.025,保證12±0.2100槽兩側(cè)倒角1×45并修毛刺110檢驗序號工序內(nèi)容120锪平?18搭子面,保證尺寸11,鉆孔?6.7,攻絲M8130熱處理,表面淬火A面HRC40~50140檢驗150160工序10:鑄坯-----正火-------檢驗工序20:鉆?11.8,倒角1×450,鉸孔至?12+0.027锪端面D,保證尺寸12.95+0.4D1×450?12+0.02712.95+0.414工序30:車端面B,保證50-0.3倒角1×45050-0.31×4504工序40:檢驗工序50:銑A面,保證3±0.13.23±0.14工序60:去毛刺工序70:銑兩側(cè)面C,D至8,保證61±0.1561±0.15CE84工序80:粗銑槽至尺寸5,保證12±0.312±0.311254工序90:精銑槽至尺寸6+0.025,保證12±0.212±0.31126+0.0254工序100:槽兩側(cè)倒角1×450并修毛刺411?6.7M8工序120:锪平?18搭子面,保證尺寸11,鉆孔?6.7,攻絲M8工序110:檢驗工序130:熱處理,表面淬火A面HRC40~50工序140:檢驗§2.3加工余量、工序間尺寸及公差的確定一般情況下，工序尺寸的公差按“入體原則”標注。一、加工余量的概念（一）加工總余量（毛坯余量）與工序余量毛坯尺寸與零件設計尺寸之差稱為加工總余量。例:單邊與雙邊余量及入體標注工序尺寸:本道工序中,定位基準至加工面之間的尺寸。每道工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量LLDdlZ1lz1z1dZ1Z1DZ1Z1單邊余量Z1=L-l外圓2Z1=D-d內(nèi)孔2Z1=D-d單邊與雙邊余量及入體標注雙邊余量2Z1=L-

l

工件余量示意圖T坯/2Z1Z2Z3T1d1T2d2毛坯d坯Z0d3T3Z0Z1Z2Z3T坯/2D1T1D2T2T3孔軸D坯D3總余量Z0=Z1+Z2+Z3=∑Zi（二）工序余量的影響因素工序余量主要有以下幾個方面的影響因素:1.上道工序的尺寸公差Ta2.上道工序產(chǎn)生的表面粗糙度Ry和缺陷層深度Ha3.上道工序留下的需要單獨考慮的空間誤差ea4.本道工序的裝夾誤差εbZmin=Ta+Ry

+Ha

+︱ea+εb︱Zmin=Ta/2+Ry

+Ha

+︱ea+εb︱﹙單邊﹚﹙雙邊﹚余量計算：二、加工余量的確定方法有三種：計算法、查表法和經(jīng)驗法。1.計算法

比較準確,但必須一定的測量手段和掌握必要的統(tǒng)計分析資料。2.查表法

方便、迅速，應用廣泛，但必須具有生產(chǎn)實踐和實驗研究積累的經(jīng)驗為基礎。3.經(jīng)驗法根據(jù)有經(jīng)驗的工人或技術(shù)人員的經(jīng)驗確定，但往往余量偏大。多用于單件小批量生產(chǎn)?！督饘偾邢骷庸すに嚾藛T手冊》三、工序尺寸與公差的確定某軸直徑為?50mm,其尺寸精度要求為IT5,表面粗糙度要求為Ra0.04μm,并要求高頻淬火,毛坯為鍛件。其工藝路線為:粗車－半精車－高頻淬火－粗磨－精磨－研磨?，F(xiàn)要計算各工序的工序尺寸及公差。例:查表:?50(IT5)=?50-0.011工序間尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定工序名稱工序間余量mm經(jīng)濟精度mm工序間尺寸mm工序間尺寸、公差表面粗糙度μm研磨0.01H5(-0.011)50?50-0.011Ra0.04精磨0.1H6(-0.016)50+0.01=50.01?50.01-0.016Ra0.16粗磨0.3H8(-0.039)50.01+0.1=50.11?50.11-0.030Ra1.25半精車1.1H11(-0.16)50.11+0.3=50.41?50.41-0.16Ra2.5粗車4.49H13(-0.39)50.41+1.1=51.51?51.51-0.30Ra16鍛造±251.51+4.49=56?56±2§2.4工藝尺寸鏈L0——封閉環(huán)的基本尺寸Li——組成環(huán)的基本尺寸一、直線尺寸鏈的基本計算公式（一）極值法計算公式主要介紹直線尺寸鏈在工藝過程中的應用和求解。1.封閉環(huán)的基本尺寸等于各組成環(huán)基本尺寸的代數(shù)和：L0=∑Li基本概念:尺寸鏈封閉環(huán)增環(huán)減環(huán)2.封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)的公差之和：T0——封閉環(huán)的公差Ti——組成環(huán)的公差T0=∑Ti3.封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)的上偏差之和減去所有減環(huán)的下偏差之和：

ES0——封閉環(huán)的上偏差

ESP——增環(huán)的上偏差

EIq——減環(huán)的下偏差ES0=∑ESP-∑EIq4.封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差之和：EI0——封閉環(huán)的下偏差

EIP——增環(huán)的下偏差

ESq——減環(huán)的上偏差EI0=∑EIP-∑ESq例:尺寸鏈的計算增環(huán):L2,L4減環(huán):L1,L3求L∑ES0=∑ESP-∑EIq

=0.05+0.2-(-0.10-0.15)=0.5L0=∑Li=45+105-(30+95)=25EI0=∑EIP-∑ESq

=0+0-(0.1+0)=-0.1L∑=25+0.5-0.1驗算:T0=∑Ti=0.2+0.05+0.15+0.2=0.6∑L1L2L3L495-0.1545+0.0530±0.10105+0.20所謂“封閉環(huán)”就是最終、間接、自然得到的尺寸。（二）概率法計算公式1.平均尺寸LΔLΔ=(Lmax+Lmin)/22.中間偏差Δ

Δ=(ES+EI)/23.封閉環(huán)中間偏差T0Q=(ΣTi2)1/2二、直線尺寸鏈在工藝過程中的應用（四）余量校核（一）工藝基準和設計基準不重合時工藝尺寸的計算

1.測量基準和設計基準不重合2.定位基準和設計基準不重合（二）一次加工滿足多個設計尺寸要求的工藝尺寸計算（三）表面淬火、滲碳層深度及鍍層、涂層厚度工藝尺寸鏈例1:測量基準和設計基準不重合的尺寸換算∑L0--------

封閉環(huán)

∑L1,L2,L3--------增環(huán)

求:L2??65+0.0300?65+0.0300127±0.07ABL1L2L3L0AB解:驗算:T0=∑Ti

T0=0.03/2+0.03/2+0.11=0.14L0=∑Li127=65/2+65/2+L2L2=127–65=62(mm)ESL0=∑ESP-∑EIq0.07=0.03/2+0.03/2+ESL2ESL2=0.07-0.03=0.04

EIL0=∑EIP-∑ESq-0.07=0+0+EIL2EIL2=-0.07L2=62+0.04

-0.07L1L2L3L0ABL0=127±0.07L1=L3=(65+0.03)/2求:L2C12-0.07030-0.03ABL1L0L2零件圖例1:定位基準和設計基準不重合的尺寸換算(1)∑12=30-L2L2=180=0-EIL2EIL2=0-0.07=-0.03-ESL2ESL2=0.04∴L2=18+0.04解：求加工C面時的工序尺寸。例2:定位基準和設計基準不重合的尺寸換算(2)350±0.30600±0.20零件圖600±0.20A加工示意圖∑600±0.02A350±0.03A=250±0.014.選擇其他加工方法.1.協(xié)商,修改設計基準.2.修改定位基準.3.將600±0.02提高600±0.005A=250±0.005若350±0.01,如何處理?例3

圖（a）為軸套零件圖（b）為車削工序圖（c）為鉆孔時三種定位方案的加工簡圖。鉆孔時為保證設計尺寸10±0.1，試計算三種定位方案的工序尺寸A1,A2,A3？8-0.0510±0.138-0.18-0.0538-0.1ab鉆孔方案一:鉆孔方案三:鉆孔方案二:A1A2A3基準重合:

A1=10±0.1基準不重合8-0.0510±0.1A2Σ10±0.18-0.05A338-0.1Σ基準不重合A2=180.05

-0.1A3=20-0.05?50+0.03053.8+0.30例4:一次加工滿足多個設計尺寸要求的工藝尺寸計算50+0.03053.8+0.30L2零件圖加工工藝過程?49.8+0.046?50+0.03053.8+0.30L2?49.8+0.046L253.8+0.30?49.8/2?50/2∑53.8=25+L2-49.8/2L2=53.70.30=0.030/2+ESL2–0ESL2=0.2850=0+EIL2-0.046/2EIL2=0.023檢驗:T0=∑Ti0.30=0.015+0.023+0.262

L2=53.7+0.285

+0.023若考慮到鏜孔與磨孔的同軸度公差0.05mm,怎么辦?L253.8+0.30?49.8/2?50/2∑?50/2L253.8+0.30?49.8/2∑0±0.025?50/2L253.8+0.30?49.8/2∑0±0.025例5:

表面淬火、滲碳層深度及鍍層、涂層厚度工藝尺寸鏈?38.4-0.11.精車外圓,保證尺寸?38.4-0.1mm4.求滲碳深度L2?38.4-0.1/2L2?38-0.016/2∑L22.滲碳處理,控制滲碳深度L2L0?38-0.0163.精磨外圓,保證尺寸?38-0.016mm,同時保證滲碳層深度0.5~0.8mm。?38.4-0.1/2L2?38-0.016/2∑驗算:T0=∑TiT0=0.016/2+(0.25-0.008)+0.1/2=0.3L0=∑Li0.5=38/2+L2

–38.4/2L2=0.7(mm)ESL0=∑ESP-∑EIq0=-0.008+EIL2-0EIL2=0.008EIL0=∑EIP-∑ESq0.3=0+ESL2–(-0.05)ESL2=0.25L2=0.7+0.25

+0.0080.5~0.8(0.5+0.3)例6:余量校核30±0.02AB工藝安排:10:精車A面,保證L1=31±0.1L120:精車B面,保證L2=30.4±0.05精車余量Z2L2Z230:磨A面,保證L3=30.15±0.02磨削余量Z3L3Z340:磨B面,保證L4=30±0.02磨削余量Z4L4Z4校核余量Z2Z3Z4L1Z2L2L2L3Z3L3L4Z4分解成三個基本尺寸鏈,其中,加工余量Z間接獲得,是封閉環(huán)。解三個尺寸鏈，得：Z2=0.6±0.15Z3=0.25±0.07Z4=0.15±0.04關于封閉環(huán)的幾點說明:1.在解工藝尺寸鏈或裝配尺寸鏈時,封閉環(huán)是最終、間接、自然得到的。不能任意選擇。2.本道工序的工序尺寸一定是直接得到的,是組成環(huán)。4.封閉環(huán)的公差比任何組成環(huán)的公差都大。5.在零件設計時,設計人員應該選擇最不重要的環(huán)作為封閉環(huán)。3.已有的尺寸或已得到的尺寸是組成環(huán)。P87題1-25ΣA2=10.4-0.110-0.140.3-0.1Σ=39.9+0.1

-0.2

=40-0.3A4=30-0.3

40-0.310+0.4Σ①40-0.3→40+0.1②40-0.3不變30-0.3

-0.4Z52-0.522-0.3Ⅰ20.5-0.1Ⅱ50-0.220-0.1ⅢΣZ=52+20.5-50-22=0.5ESZ=0+0-(-0.2)-(-0.3)=0.5EIZ=-0.5-0.1-0-0=-0.6Z=0.5+0.5Zmin=-0.1-0.6調(diào)整52-0.5→52-0.3

22-0.3→21.7-0.2Zmax=1.2Zmin=0.4習題集P97第24題解：§2.5時間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑二、提高生產(chǎn)率的工藝途徑一、時間定額主要內(nèi)容:一、時間定額

（1）基本時間t基 （2）輔助時間t輔

基本