零件的機械加工工藝過程-2

第6章零件的機械加工工藝過程基本概念零件的工藝分析工件定位與基準的選擇工藝路線的擬定加工余量和工序尺寸的確定工藝尺寸鏈變速箱體機械加工工藝設計6.1.1生產過程和工藝過程生產過程：從原材料（或半成品）開始直到成品的所有相互關聯的勞動過程總和就稱為生產過程。包括：⑴技術準備過程⑵工藝過程⑶輔助生產過程⑷生產服務過程6.1

基本概念工藝過程指直接改變原材料或半成品的尺寸、形狀、表面的相互位置、表面粗糙度或性能，使之成為成品的過程。它包括：鑄造工藝、鍛造工藝、焊接工藝、沖壓工藝、電鍍工藝、熱處理工藝、機械加工工藝、裝配工藝等。采用金屬切削去除零件表面材料的方式，獲得成品的工藝過程稱為機械加工工藝過程

(簡稱為工藝過程)。6.1.2工藝過程的組成⒈工序一個或一組工人，在一臺機床上或在同一個工作地點對一個或一組個工件連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。劃分工序的依據是工作地點是否變化和工作是否連續(xù)。工序號工種工序內容工作地點0下料下料鋸床5車車兩端面，鉆中心孔車床10車粗車、精車大外圓和小外圓；掉頭車另一小外圓。車床15銑銑鍵槽銑床20磨磨大外圓、小外圓，調頭磨另一小外圓。磨床25檢檢驗。檢驗臺⒉安裝工件在機床或夾具中定位并夾緊的過程稱為裝夾。在一個工序內，工件的加工可能需要裝夾幾次。如表中的工序10，共有兩次裝

夾。第一次裝夾完成車右端面、中心孔、車大外圓和小外圓，第二次裝夾完成另一端面和小外圓的加工。工件(或裝配單元)經一次裝夾后所完成的那一部分工序稱為安裝。上述工序10也是兩

個安裝過程。⒊工步與復合工步工步是指加工表面、切削刀具、切削速度和進給量都保持不變的條件下所完成的那一部分工藝過程。在大批量生產中，尤其在專用設備中，為提高生產率，用幾把刀具或復合刀具同時加工一個工件的幾個表面的工步稱為復合工步。工藝文件上，復合工步記為一個工步。⒋工位相對刀具或設備的固定部分，工件所占有的每一個加工位置稱為工位。工位Ⅰ—裝卸工件；工位Ⅱ—鉆孔工位Ⅲ—擴孔；工位Ⅳ—鉸孔；工位Ⅴ—走刀6.1.3生產綱領和生產類型⒈生產綱領生產綱領是指企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。計劃期常定為一年，所以生產綱領也稱年產量。零件的生產綱領要計入備品和廢品的數量，可按式計算，即式中：N—某零件的生產綱領(件／年)；

Q—產品的生產綱領(臺／年)；

n—每臺產品中該零件數(件／臺)；—備品的百分率；—廢品的百分率。⒉生產類型單件生產、批量生產、大量生產。生產類型生產綱領（臺/年或件/年）小型機械或輕型零件中型機械或中型零件重型機械或重型零件單件生產100105批量生產小批生產＞100～500＞10～150＞5～100中批生產＞500～5000＞150～500＞100～300大批生產＞5000～50000＞500～5000＞300～1000大量生產＞50000＞5000＞10003．生產類型及工藝過程的關系項目單件生產成批生產大量生產加工產品經常變換周期性變換長期加工一種零件毛坯及加工余量鍛件：自由鍛造鑄件：木模、手工造型毛坯精度低，余量大鍛件：模鍛鑄件：手工造型和金屬模造型毛坯精度及余量中等鍛件：模鍛鑄件：機器造型、壓力鑄造等高效方法毛坯精度高、余量小機床設備及布局通用機床，部分采用數控機床機群式分布通用機床和部分專用機床及高效自動機床零件類別分工段分布廣泛采用自動機床、專用機床自動線分布夾具及尺寸保證通用夾具、標準附件或組合夾具；劃線試切保證尺寸通用夾具，專用或成組夾具高效專用夾具刀具和量具通用刀具，標準量具專用或標準刀具、量具專用刀具、量具，自動測量零件的互換性配對制造，互換性低，多采用鉗工修配多數互換，部分試配或修配全部互換，高精度偶件采用分組裝配工藝文件的要求編制簡單的工藝路線卡片編制較詳細的工藝及工序卡片編制詳細的工藝、工序和調整卡片生產效率低中等高成本較高中等低對操作人員的技術要求高較高對人員的技術要求較低，對調整人員的技術要求較高6.1.4機械加工工藝規(guī)程機械加工工藝規(guī)程簡稱工藝規(guī)程，它是規(guī)定產品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件，即把較成熟的工藝過程的有關內容，編寫成文字和表格的形式，使之規(guī)范化。制訂工藝規(guī)程的步驟大致如下：①根據零件的生產綱領確定生產類型；②對零件進行工藝分析；③確定毛坯；④擬定工藝路線；⑤確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差；⑥選擇或設計各工序所采用的機床設備及刀具、夾具、量具等工藝裝備；⑦確定各主要工序的切削用量和工時定額；⑧確定各主要工序的技術要求及檢驗方法；⑨工藝方案的技術經濟分析；⑩填寫工藝文件。⒋工藝規(guī)程的類型與格式表6-4

機械生產工藝過程卡片機械加工工序卡片6.2.1零件圖的技術要求分析零件技術要求一般包括：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加工表面質量；⑤熱處理要求及其它要求(如動平衡等)。6.2

零件的工藝分析6.2.2零件的結構工藝性分析工件的定位工件的裝夾包括定位和夾緊兩個過程。六點定位原理任意一個剛體，在空間直角坐標系中有6個方向活動的可能性，沿3個坐標軸方向的移動:繞3個坐標軸方向的轉動:6.3

工件的定位與基準的選擇工件的定位完全定位:

工件的六個自由度全部被夾具中的定位元件所限制，而在夾具中占有完全確定的惟一位置，稱為完全定位。不完全定位:根據工件加工表面的不同加工要求，定位支承點的數目可以少于六個。有些自由度對加工要求有影響，有些自由度對加工要求無影響，這種定位情況稱為不完全定位。不完全定位是允許的。欠定位：按照加工要求應該限制的自由度沒有被限制的定位稱為欠定位。欠定位是不允許的。因為欠定位保證不了加工要求過定位：工件的一個或幾個自由度被不同的定位元件重復限制的定位稱為過定位。當過定位導致工件或定位元件變形，影響加工精度時，應該嚴禁采用。但當過定位并不影響加工精度，反而對提高加工精度有利時，也可以采用。各類鉗加工和機加工都會用到。6.3.3定位基準的選擇⒈基準的概念基準就是確定零件（或部件）上某些點、線、面的位置時所依據的點、線、面，即基準是零件本身上的一些面、線或點，根據這些面、線或點來確定零件上的另一些面、線或點的位置。⒉基準的分類按其作用的不同，基準可分為設計基準和工藝基準，工藝基準又可分為定位基準、測量基準和裝配基準，定位基準又可分為粗基準和精基準。設計基準在零件圖上，確定其它點、線、面的位置所依據的那些點、線、面稱為設計基準。工藝基準①定位基準在加工時，工件在機床或夾具中定位用的基準。②測量基準：用于測量被加工表面的尺寸和位置的基準。③裝配基準裝配時用來確定零件或部件在產品中的相對位置所采用的基準⒊定位基準的選擇⑴粗基準的選擇粗基準主要影響不加工表面與加工表面的相互位置精度，以及加工表面的余量分配⑵精基準選擇①基準重合原則。②基準統一原則③自為基準原則④互為基準原則擬訂工藝路線就是根據零件每個

加工表面（特別是主要表面）的精度、粗糙度及技術要求，確定每個表面的

工序內容，然后把各個工序按順序排

列起來。6.4

工藝路線的擬定加工階段的劃分⒈粗加工階段⒊精加工階段⒉半精加工階段加工順序的安排⒈機械加工工序的安排⑴基準先行⑷先面后孔⑶先主后次⑵先粗后精⒉熱處理工序的安排⑴預備熱處理⑵時效處理。⑶最終熱處理⒊工序的集中與分散⑴工序集中原則⑵工序分散原則6.5.1加工余量的確定⒈加工余量的概念要使毛坯變成合格零件，從毛坯表面上所切除的金屬層稱為加工余量。加工余量分為總余量和工序余量。⒉工序尺寸及其公差的確定：⑴基準重合時，工序尺寸及其公差的計算6.5

加工余量和工序尺寸的確定6.6.1工藝尺寸鏈的定義由單個零件在工藝過程中的有關工藝尺寸所形成的尺寸鏈，就稱為工藝尺寸鏈。6.6

工藝尺寸鏈6.6.2工藝尺寸鏈的組成⒈封閉環(huán)根據尺寸鏈的封閉性，最終被間接保證精度的那個環(huán)稱為封閉環(huán)。⒉組成環(huán)尺寸鏈中除封閉環(huán)外的其他環(huán)稱為組成環(huán)。增環(huán)：若某環(huán)尺寸增大，其余各環(huán)尺寸保持不變時，封閉環(huán)尺寸也隨之增大減環(huán)：若某環(huán)尺寸增大，其余各環(huán)尺寸保持不變時，封閉環(huán)尺寸反而減小3．工藝尺寸鏈圖從封閉環(huán)出發(fā)，按照零件表面尺寸間的聯系，用首尾相接的單向箭頭順序表示各組成環(huán)，這種尺寸圖就是尺寸鏈圖。6.6.3尺寸鏈的計算公式⒈封閉環(huán)基本尺寸計算⒉封閉環(huán)的極限尺寸⒊封閉環(huán)的上偏差與下偏差⒋封閉環(huán)的公差第一種是C面為測量基準進行測量：測量基準和設計基準是重合第二種是A面為測量基準進行測量，這時測量基準和工藝基準是重合的，但和設計基準不重合可能會出現“假廢品”現象。案例1中箱體屬批量生產，需要建立專用零件加工生產線。箱體工藝內容的安排要根據生產線的要求來設計，工