第六章 機(jī)制工藝1

§6外圓、內(nèi)圓、平面加工方案的選擇前幾節(jié)介紹了外圓、內(nèi)圓和平面的加工方法，本節(jié)總結(jié)前幾節(jié)的內(nèi)容，分析介紹外圓、內(nèi)圓和平面的加工方法的綜合應(yīng)用。一、根據(jù)表面的尺寸精度和表面粗糙度的要求選擇加工方案例如：加工圖示外圓A。φ30h7(-00.021)、Ra1.6加工方案：粗車(chē)—半精車(chē)—精車(chē)①粗磨②＊根據(jù)表面的尺寸精度和表面粗糙度的要求選擇加工方案是選擇加工方案的基本出發(fā)點(diǎn)二、選擇加工方案應(yīng)考慮零件的材料和熱處理要求材料：有色金屬不宜采用磨削，一般采用精車(chē)。有些難加工材料，精車(chē)時(shí)刀具磨損大，達(dá)不到要求，可采用磨削。熱處理：零件淬火、滲碳、滲氮后，由于硬度高，一般刀具切削困難，目前通用的加工工藝是采用磨削。注：采用陶瓷刀具和PCBN刀具也可以精車(chē)（精銑）淬火零件，但目前使用的不多。三、選擇加工方案應(yīng)考慮生產(chǎn)批量的大小仍以前例說(shuō)明，若材料為45鋼、不淬火，若加工數(shù)量1～5件，加工方案可選擇：粗車(chē)—半精車(chē)—精車(chē)由于數(shù)量少，可在車(chē)床上精車(chē)，省去工序轉(zhuǎn)換時(shí)間和磨床的加工準(zhǔn)備時(shí)間。若加工數(shù)量多，幾十件、幾百件。加工方案可選擇：粗車(chē)—半精車(chē)—粗磨IT7Ra1.6技術(shù)要求對(duì)磨床來(lái)說(shuō)是“低精度”，此時(shí)加工成本相對(duì)比精車(chē)低。加工孔φ30H7(＋00.021)、Ra1.6、45鋼、不淬火。加工方案選擇：加工孔φ30H7(＋00.021)、Ra1.6、45鋼、不淬火。加工方案選擇：加工方案選擇：數(shù)量５件，鉆—粗鏜—半精鏜—精鏜100件～幾百件，鉆—擴(kuò)—鉸幾萬(wàn)件～更多，鉆—拉四、選擇加工方案應(yīng)考慮零件類型和使用的機(jī)床軸類、盤(pán)套類零件上的外圓、內(nèi)圓，可在車(chē)床和磨床完成。因?yàn)檐?chē)床、磨床上適合加工這類表面。加工孔φ30H7(＋00.021)、Ra1.6、45鋼、不淬火。箱體類零件上的外圓、內(nèi)圓，主要在銑床、鏜床和鉆床完成，不適合在車(chē)床、磨床上加工這類表面（裝夾和切削不便）。因此箱體類零件上的外圓、內(nèi)圓即使精度很高也不采用磨削加工。平面加工也和上述一樣，軸類、盤(pán)套類零件上和軸線垂直的平面，可在車(chē)床和磨床完成；箱體類零件上的平面和軸類、盤(pán)套類零件上與軸線平行的平面，主要在銑床、鏜床、刨床上完成。五、選擇加工方案應(yīng)考慮零件加工工藝的全過(guò)程例：某高精度齒輪，內(nèi)孔要求：IT6Ra0.4，齒面要求滾齒、磨齒。內(nèi)孔加工方案：查表5-2粗鏜—半精鏜—粗磨—半精磨—精磨齒形加工（滾齒）時(shí)要用零件的內(nèi)孔和端面定位，才能保證齒形加工的精度，要求零件在齒形加工前，內(nèi)孔與端面垂直，內(nèi)孔與心軸配合要有很高的精度。為保證垂直，內(nèi)孔與端面應(yīng)在一次安裝中加工完成。因此在滾齒前，對(duì)內(nèi)孔和端面應(yīng)在一次安裝中精鏜內(nèi)孔、精車(chē)端面。在磨齒前對(duì)內(nèi)孔進(jìn)行精磨，進(jìn)一步提高內(nèi)孔的精度，保證磨齒的精度。所以，內(nèi)孔加工方案改成：粗鏜—半精鏜—精鏜—精磨六、選擇加工方案應(yīng)考慮本車(chē)間（本廠）現(xiàn)有設(shè)備、技術(shù)條件、工人水平，要注意新技術(shù)的發(fā)展。中國(guó)必須向德國(guó)和日本學(xué)習(xí)。德國(guó)和日本的工業(yè)在中國(guó)的產(chǎn)業(yè)鏈上游，令他們的人均收入是中國(guó)的10倍。他們擁有的是專有技術(shù)和工藝，而不是知識(shí)產(chǎn)權(quán)。中國(guó)必須做德國(guó)和日本正在做的，讓其人均收入增加兩倍。第六章機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本知識(shí)第六章機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本知識(shí)§1基本概念一、工藝過(guò)程

直接改變?cè)牧希ɑ蛎鳎┑男螤?、尺寸或性能，使之變?yōu)槌善返倪^(guò)程，稱為工藝過(guò)程。二、工序

工序的定義中表明只要“工作地點(diǎn)”、“工件”、“連續(xù)加工”這三個(gè)條件任一個(gè)發(fā)生變化，就不是同一個(gè)工序。

在一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)一個(gè)或一組工件所連續(xù)加工完成的那部分工藝過(guò)程，稱為工序。例如：圖示半聯(lián)軸器的加工可分為三個(gè)工序。工序I：在車(chē)床上車(chē)外圓，車(chē)端面，鏜孔和內(nèi)孔倒角；工序Ⅱ：在鉆床上鉆6個(gè)φ20孔；工序Ⅲ：在插床上插鍵槽。工序?qū)嶋H是對(duì)工藝過(guò)程的進(jìn)一步細(xì)分。工序本身再進(jìn)一步細(xì)分，又可分成“安裝”。三、安裝工件在一次裝夾中所完成的那部分工序內(nèi)容，稱為安裝。安裝Ⅰ：用三瓜卡盤(pán)夾住φ102外圓，車(chē)端面C，鏜內(nèi)孔φ60，內(nèi)孔倒角，車(chē)φ223外圓；例如：工序I：在車(chē)床上車(chē)外圓，車(chē)端面，錐孔和內(nèi)孔倒角；可分以下兩個(gè)安裝。四、生產(chǎn)類型依據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)劃分的生產(chǎn)過(guò)程，稱為生產(chǎn)類型。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指某工廠一年制造的合格產(chǎn)品數(shù)量稱為（即年產(chǎn)量）。安裝Ⅱ：調(diào)頭用三爪卡盤(pán)夾住φ223外圓，車(chē)端面A和B，車(chē)內(nèi)孔倒角。生產(chǎn)類型可大致按下表劃分為：多品種小批量生產(chǎn)：從一年里看是大批量生產(chǎn)，從短時(shí)間(幾天～幾十天)看是小批量生產(chǎn)。這是目前常見(jiàn)的生產(chǎn)類型，它需要高水平的現(xiàn)代管理體系，先進(jìn)的制造設(shè)備?！?工件的安裝和夾具安裝即裝夾工件，它直接影響工件的尺寸精度、位置精度和形狀精度。一、工件的安裝方式1.直接找正安裝利用量具（劃針、百分表、人的眼睛等）在機(jī)床上直接找正工件的某個(gè)表面，或在工件上事先劃線，找正劃線來(lái)確定工件是否處于正確的位置。②找正面或劃線就是定位基準(zhǔn)；③找正費(fèi)時(shí)，效率低，主要用于單件小批生產(chǎn)，使用的夾具多為通用夾具。特點(diǎn)：①找正精度（定位精度）可高可低，取決于量?jī)x和工人;2.專用夾具安裝工件安裝在為其加工專門(mén)設(shè)計(jì)和制造的夾具中。特點(diǎn)：不需找正，效率高，投資大，適應(yīng)性差。二、夾具簡(jiǎn)介三、工件安裝原理工件安裝過(guò)程實(shí)質(zhì)是工件在夾具（或機(jī)床）上定位和夾緊的過(guò)程。定位：加工前使工件在夾具（或機(jī)床）上占有一個(gè)正確的位置。夾緊：對(duì)定位的工件施加力，使其在加工中能保持正確的位置。

工件定位的實(shí)質(zhì)就是限制工件的自由度，所以工件定位的原理就是六點(diǎn)定位原理。1.六點(diǎn)定位原理物體在空間無(wú)約束狀態(tài)下共有六個(gè)自由度。六點(diǎn)定位原理：用設(shè)想的6個(gè)(或3、4、5)支承點(diǎn)，分別限制工件的6個(gè)(或3、4、5)自由度。加工中具體要限制幾個(gè)自由度，應(yīng)根據(jù)加工要求而定。定位時(shí)有以下四種情況：用六個(gè)支承，限制了六個(gè)獨(dú)立的自由度的定位，稱為完全定位。沒(méi)有完全限制六個(gè)獨(dú)立的自由度的定位，稱為不完全定位。沒(méi)有限制應(yīng)該限制的自由度的定位，稱為欠定位。欠定位必須避免。同一個(gè)自由度，被兩個(gè)以上的支承重復(fù)限制，稱為過(guò)(超)定位。①基準(zhǔn)：在零件的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，要確定一些點(diǎn)、線或面的位置，必須以一些指定的點(diǎn)、線或面作為依據(jù)，這些作為依據(jù)的點(diǎn)、線或面稱為基準(zhǔn)。2.定位基準(zhǔn)零件的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中有兩類基準(zhǔn)：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn):工件在機(jī)床或夾具定位時(shí)所依據(jù)的基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的作用：主要用于保證尺寸精度和位置精度。因此定位基準(zhǔn)應(yīng)從有位置要求的表面中選擇。②定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)又分為：粗基準(zhǔn)—以未加工過(guò)的毛坯面為定位基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)—以已加工過(guò)的工件表面為定位基準(zhǔn)。A.粗基準(zhǔn)選擇原則a.選擇不加工的表面作粗基準(zhǔn)b.選擇要求加工余量均勻的表面作粗基準(zhǔn)。c.對(duì)所有表面都要加工的零件，應(yīng)選擇余量和公差最小的表面作粗基準(zhǔn)作粗基準(zhǔn)。d.選擇光潔、平整、面積足夠大的表面作粗基準(zhǔn)。e.粗基準(zhǔn)在加工的同一方向上盡可能只使用一次。A.精基準(zhǔn)選擇原則a.基準(zhǔn)重合原則:盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免基準(zhǔn)不重合誤差。例：在某道工序中加工A孔，已知工件的上下平面在上道工序中已加工完成。基準(zhǔn)重合：加工A孔的最大位置尺寸誤差δ=±0.05=0.1mm?；鶞?zhǔn)不重合：A孔定位的位置受到450±0.05尺寸的影響。450.75－300=150.75需要保證的尺寸150的變化范圍∴150.75－149.25=1.5mm假設(shè)A孔本工序的位置尺寸加工到300，沒(méi)有加工誤差。449.25－300=149.25由前道工序引起的最大的定位誤差：

ε定位＝±0.75mm＝1.5mm再考慮A孔尺寸300本身加工的誤差，450.75－299.95=150.8449.25－300.05=149.2∴150.8－149.2=1.6mm基準(zhǔn)重合只有加工誤差,沒(méi)有定位誤差(ε定位＝0)。δ=δ加工＋ε定位基準(zhǔn)不重合即有加工誤差，又有定位誤差。δ=δ加工＋ε定位必須使用基準(zhǔn)不重合時(shí)的措施b.基準(zhǔn)同一原則：有位置精度要求的一些表面加工時(shí)，盡可能選用同一的定位基準(zhǔn)。例：軸的外圓表面加工?；鶞?zhǔn)同一原則的優(yōu)點(diǎn)，易保證零件的位置精度要求，簡(jiǎn)化了專用夾具的設(shè)計(jì)、制造?！?機(jī)加工工藝規(guī)程的制定零件機(jī)加工工藝規(guī)程就是零件加工的方法和實(shí)施步驟。制定零件機(jī)加工工藝規(guī)程的過(guò)程，就是一個(gè)填寫(xiě)“機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片”的過(guò)程。怎樣制定零件機(jī)加工工藝規(guī)程，以下列典型零件為例逐步說(shuō)明。一、零件的工藝分析1.研究零件圖及其技術(shù)要求目的：熟悉零件的用途和工作條件。即零件的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度、表面粗糙度、材料、熱處理要求等。同時(shí)檢查設(shè)計(jì)的合理性。結(jié)合實(shí)例用途：傳動(dòng)軸，傳遞運(yùn)動(dòng)和力矩。軸上可以裝齒輪、軸承、皮帶輪等傳動(dòng)件。結(jié)構(gòu)：臺(tái)階軸，有外圓、軸肩、鍵槽、退刀槽、倒角組成。主要表面的技術(shù)要求：△軸頸(外圓)兩處，安裝軸承用。IT7，Ra0.8，0.02mmIT6，Ra0.8，0.02mm△安裝齒輪的外圓兩處?！麈I槽兩處。△材料：45鋼。傳動(dòng)軸的常用材料是45鋼、40Cr，材料的綜合機(jī)械性能好，價(jià)格便宜?！鳠崽幚硪螅捍慊?0～45HRC?！魃a(chǎn)類型(數(shù)量)：?jiǎn)渭∨a(chǎn)。2.工藝分析工藝分析重點(diǎn)解決三個(gè)問(wèn)題:加工方案選擇；精基準(zhǔn)選擇；熱處理工序安排。①加工方案選擇：軸的四個(gè)外圓：IT6、IT7；Ra0.8；淬火。加工方案粗車(chē)—半精車(chē)—粗磨—精磨淬火②精基準(zhǔn)選擇：本例中軸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)有兩個(gè)方向：＊直徑方向以公共軸線為基準(zhǔn)；＊長(zhǎng)度方向以右端為基準(zhǔn)。如果采用公共軸線作為精基準(zhǔn)，可以同時(shí)滿足基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)同一原則。所以采用兩端打中心孔來(lái)定位。③熱處理工序安排機(jī)加工工藝過(guò)程中熱處理工序通常如下安排：毛坯粗加工半精加工精加工退火或正火調(diào)質(zhì)淬火時(shí)效二、選擇毛坯選擇毛坯要根據(jù)零件的工作條件、形狀、尺寸、批量、加工條件、價(jià)格等來(lái)決定。常用的毛坯種類：鑄件、焊接件、鍛件、沖壓件、型材等。本例的傳動(dòng)軸，各外圓直徑相差不大，加工數(shù)量不多，選用型材最好?？紤]到切削余量選用φ35圓鋼料。三、擬定工藝路線擬定工藝路線的內(nèi)容是合理安排零件各表面的加工工序內(nèi)容和工序之間的順序。擬定工藝路線應(yīng)遵循以下四個(gè)原則。1.基準(zhǔn)先行原則（基準(zhǔn)面先加工）這條原則的含義：安排加工內(nèi)容時(shí)，應(yīng)先安排加工精基準(zhǔn)面，為后續(xù)加工提供精基準(zhǔn)，保證后續(xù)加工順利進(jìn)行。因此，一般零件加工工藝中頭一、二道工序內(nèi)容主要是加工精基準(zhǔn)。2.先主后次原則（主要表面先加工？）這條原則的含義：先考慮安排主要表面的加工，后考慮安