零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程-2

第6章零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程基本概念零件的工藝分析工件定位與基準(zhǔn)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(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)6.1.1生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程：從原材料（或半成品）開(kāi)始直到成品的所有相互關(guān)聯(lián)的勞動(dòng)過(guò)程總和就稱為生產(chǎn)過(guò)程。包括：⑴技術(shù)準(zhǔn)備過(guò)程⑵工藝過(guò)程⑶輔助生產(chǎn)過(guò)程⑷生產(chǎn)服務(wù)過(guò)程6.1

基本概念工藝過(guò)程指直接改變?cè)牧匣虬氤善返某叽?、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(guò)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(jī)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(guò)程稱為機(jī)械加工工藝過(guò)程

(簡(jiǎn)稱為工藝過(guò)程)。6.1.2工藝過(guò)程的組成⒈工序一個(gè)或一組工人，在一臺(tái)機(jī)床上或在同一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)一個(gè)或一組個(gè)工件連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程，稱為工序。劃分工序的依據(jù)是工作地點(diǎn)是否變化和工作是否連續(xù)。工序號(hào)工種工序內(nèi)容工作地點(diǎn)0下料下料鋸床5車(chē)車(chē)兩端面，鉆中心孔車(chē)床10車(chē)粗車(chē)、精車(chē)大外圓和小外圓；掉頭車(chē)另一小外圓。車(chē)床15銑銑鍵槽銑床20磨磨大外圓、小外圓，調(diào)頭磨另一小外圓。磨床25檢檢驗(yàn)。檢驗(yàn)臺(tái)⒉安裝工件在機(jī)床或夾具中定位并夾緊的過(guò)程稱為裝夾。在一個(gè)工序內(nèi)，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(chē)右端面、中心孔、車(chē)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(jīng)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(gè)安裝過(guò)程。⒊工步與復(fù)合工步工步是指加工表面、切削刀具、切削速度和進(jìn)給量都保持不變的條件下所完成的那一部分工藝過(guò)程。在大批量生產(chǎn)中，尤其在專用設(shè)備中，為提高生產(chǎn)率，用幾把刀具或復(fù)合刀具同時(shí)加工一個(gè)工件的幾個(gè)表面的工步稱為復(fù)合工步。工藝文件上，復(fù)合工步記為一個(gè)工步。⒋工位相對(duì)刀具或設(shè)備的固定部分，工件所占有的每一個(gè)加工位置稱為工位。工位Ⅰ—裝卸工件；工位Ⅱ—鉆孔工位Ⅲ—擴(kuò)孔；工位Ⅳ—鉸孔；工位Ⅴ—走刀6.1.3生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類(lèi)型⒈生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(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)劃期常定為一年，所以生產(chǎn)綱領(lǐng)也稱年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)要計(jì)入備品和廢品的數(shù)量，可按式計(jì)算，即式中：N—某零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)(件／年)；

Q—產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)(臺(tái)／年)；

n—每臺(tái)產(chǎn)品中該零件數(shù)(件／臺(tái))；—備品的百分率；—廢品的百分率。⒉生產(chǎn)類(lèi)型單件生產(chǎn)、批量生產(chǎn)、大量生產(chǎn)。生產(chǎn)類(lèi)型生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺(tái)/年或件/年）小型機(jī)械或輕型零件中型機(jī)械或中型零件重型機(jī)械或重型零件單件生產(chǎn)100105批量生產(chǎn)小批生產(chǎn)＞100～500＞10～150＞5～100中批生產(chǎn)＞500～5000＞150～500＞100～300大批生產(chǎn)＞5000～50000＞500～5000＞300～1000大量生產(chǎn)＞50000＞5000＞10003．生產(chǎn)類(lèi)型及工藝過(guò)程的關(guān)系項(xiàng)目單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)加工產(chǎn)品經(jīng)常變換周期性變換長(zhǎng)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(jī)器造型、壓力鑄造等高效方法毛坯精度高、余量小機(jī)床設(shè)備及布局通用機(jī)床，部分采用數(shù)控機(jī)床機(jī)群式分布通用機(jī)床和部分專用機(jī)床及高效自動(dòng)機(jī)床零件類(lèi)別分工段分布廣泛采用自動(dòng)機(jī)床、專用機(jī)床自動(dòng)線分布夾具及尺寸保證通用夾具、標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)量具專用或標(biāo)準(zhǔn)刀具、量具專用刀具、量具，自動(dòng)測(cè)量零件的互換性配對(duì)制造，互換性低，多采用鉗工修配多數(shù)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(jiǎn)單的工藝路線卡片編制較詳細(xì)的工藝及工序卡片編制詳細(xì)的工藝、工序和調(diào)整卡片生產(chǎn)效率低中等高成本較高中等低對(duì)操作人員的技術(shù)要求高較高對(duì)人員的技術(shù)要求較低，對(duì)調(diào)整人員的技術(shù)要求較高6.1.4機(jī)械加工工藝規(guī)程機(jī)械加工工藝規(guī)程簡(jiǎn)稱工藝規(guī)程，它是規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件，即把較成熟的工藝過(guò)程的有關(guān)內(nèi)容，編寫(xiě)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(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)類(lèi)型；②對(duì)零件進(jìn)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(jì)算工序尺寸及公差；⑥選擇或設(shè)計(jì)各工序所采用的機(jī)床設(shè)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(shí)定額；⑧確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法；⑨工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析；⑩填寫(xiě)工藝文件。⒋工藝規(guī)程的類(lèi)型與格式表6-4

機(jī)械生產(chǎn)工藝過(guò)程卡片機(jī)械加工工序卡片6.2.1零件圖的技術(shù)要求分析零件技術(shù)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(zhì)量；⑤熱處理要求及其它要求(如動(dòng)平衡等)。6.2

零件的工藝分析6.2.2零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析工件的定位工件的裝夾包括定位和夾緊兩個(gè)過(guò)程。六點(diǎn)定位原理任意一個(gè)剛體，在空間直角坐標(biāo)系中有6個(gè)方向活動(dòng)的可能性，沿3個(gè)坐標(biāo)軸方向的移動(dòng):繞3個(gè)坐標(biāo)軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng):6.3

工件的定位與基準(zhǔn)的選擇工件的定位完全定位:

工件的六個(gè)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(jù)工件加工表面的不同加工要求，定位支承點(diǎn)的數(shù)目可以少于六個(gè)。有些自由度對(duì)加工要求有影響，有些自由度對(duì)加工要求無(wú)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(yīng)該限制的自由度沒(méi)有被限制的定位稱為欠定位。欠定位是不允許的。因?yàn)榍范ㄎ槐ＷC不了加工要求過(guò)定位：工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被不同的定位元件重復(fù)限制的定位稱為過(guò)定位。當(dāng)過(guò)定位導(dǎo)致工件或定位元件變形，影響加工精度時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)禁采用。但當(dāng)過(guò)定位并不影響加工精度，反而對(duì)提高加工精度有利時(shí)，也可以采用。各類(lèi)鉗加工和機(jī)加工都會(huì)用到。6.3.3定位基準(zhǔn)的選擇⒈基準(zhǔn)的概念基準(zhǔn)就是確定零件（或部件）上某些點(diǎn)、線、面的位置時(shí)所依據(jù)的點(diǎn)、線、面，即基準(zhǔn)是零件本身上的一些面、線或點(diǎn)，根據(jù)這些面、線或點(diǎn)來(lái)確定零件上的另一些面、線或點(diǎn)的位置。⒉基準(zhǔn)的分類(lèi)按其作用的不同，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)，工藝基準(zhǔn)又可分為定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)又可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在零件圖上，確定其它點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)①定位基準(zhǔn)在加工時(shí)，工件在機(jī)床或夾具中定位用的基準(zhǔn)。②測(cè)量基準(zhǔn)：用于測(cè)量被加工表面的尺寸和位置的基準(zhǔn)。③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)⒊定位基準(zhǔn)的選擇⑴粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)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(zhǔn)選擇①基準(zhǔn)重合原則。②基準(zhǔn)統(tǒng)一原則③自為基準(zhǔn)原則④互為基準(zhǔn)原則擬訂工藝路線就是根據(jù)零件每個(gè)

加工表面（特別是主要表面）的精度、粗糙度及技術(shù)要求，確定每個(gè)表面的

工序內(nèi)容，然后把各個(gè)工序按順序排

列起來(lái)。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(jī)械加工工序的安排⑴基準(zhǔn)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(yù)備熱處理⑵時(shí)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(zhǔn)重合時(shí)，工序尺寸及其公差的計(jì)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(gè)零件在工藝過(guò)程中的有關(guān)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(jù)尺寸鏈的封閉性，最終被間接保證精度的那個(gè)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(shí)，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(shí)，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(lián)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(jì)算公式⒈封閉環(huán)基本尺寸計(jì)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(cè)量基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量：測(cè)量基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是重合第二種是A面為測(cè)量基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，這時(shí)測(cè)量基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)是重合的，但和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合可能會(huì)出現(xiàn)“假?gòu)U品”現(xiàn)象。案例1中箱體屬批量生產(chǎn)，需要建立專用零件加工生產(chǎn)線。箱體工藝內(nèi)容的安排要根據(jù)生產(chǎn)線的要求來(lái)設(shè)計(jì)，工