機械制造基礎(chǔ)-機械加工工藝與夾具

第十五章機械加工工藝及夾具§1加工工藝根底知識一、生產(chǎn)過程與工藝過程生產(chǎn)過程：原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。工藝過程：在生產(chǎn)過程中直接改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性能等，使之成為半成品或成品的過程。機械加工工藝過程：利用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和相對位置和性能等，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返倪^程。二、機械加工工藝過程的組成工序、工步、走刀、安裝、工位1.工序：是指一個或一組工人，在一個工作地點對同一個或同時對幾個工件進行加工，所連續(xù)完成的那一局部工藝過程。劃分依據(jù)：①工作地〔或機床〕是否變動②加工是否連續(xù)。舉例：車軸階梯軸的機械加工工藝過程工序I．車端面、鉆中心孔工序Ⅱ：車外圓、車兩端臺階工序Ⅲ：銑兩個對稱的鍵槽二、機械加工工藝過程的組成工序Ⅱ：車外圓、車兩端臺階安裝I：車外圓、車一端臺階安裝Ⅱ：車另一端臺階2.安裝：安裝是指工件在一次裝夾下完成的那局部工藝過程。二、機械加工工藝過程的組成3.工步：在一個工序中，當加工外表不變、切削工具不變、切削用量中的進給量和切削速度不變的情況下所完成的那局部工藝過程。以上三種因素中任一因素改變后，即成為新的工步。如：工序I．車端面、鉆中心孔含2個工步。4、走刀：一個工步中，用同一刀具在相同轉(zhuǎn)速和進給量下對同一外表進行屢次切削，每切削一次，就是一次走刀。5、工位：零件在機床上占據(jù)的待加工位置。P277三、生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型1.生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)生產(chǎn)綱領(lǐng)指企業(yè)應(yīng)當生產(chǎn)的產(chǎn)品的年產(chǎn)量。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。2.生產(chǎn)類型：單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)〔包括小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)〕大量生產(chǎn)表15—1各種生產(chǎn)類型的特征項目單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)加工對象經(jīng)常變換周期性變換固定不變毛坯木模鑄造或自由鍛部分采用金屬模造型和模鍛廣泛采用金屬模，機器造型，模鍛及其它高生產(chǎn)率方法設(shè)備通用機床通用機床或部分采用專用刀具和量具廣泛使用高效專用機床和自動機床工藝裝備一般刀具，通用量具和萬能夾具廣泛使用專用夾具，部分采用專用刀具和量具廣泛使用高效專用夾具，專業(yè)刀具和量具對工人技術(shù)要求需要技術(shù)熟練工人，邊試切邊度量需要比較熟練工人，在調(diào)整好的機床上工作操作工技術(shù)要求較低，使用調(diào)整好的自動化程度高的機床或自動線工藝文件編寫簡單工藝過程卡詳細編寫工藝卡詳細編寫工藝卡和工序卡四、機械加工工藝規(guī)程§2夾具簡介工件的安裝工件的安裝方式直接找正安裝定義：利用千分表、劃針等工具直接找正某些外表進行定位。缺點：生產(chǎn)率低用途：單件、小批量劃線找正安裝定義：工件裝在機床上后，按事先所劃的線進行找正定位。缺點：多一道工序、精度不高。用途：批量較小、毛坯精度較低、不易用夾具的大型工件的粗加工。工件的安裝工件的安裝方式采用夾具安裝定義：一批工件逐一安裝在已預(yù)先調(diào)整好位置的夾具上，依靠夾具在機床上與刀具間正確的相對位置定位。優(yōu)點：批量生產(chǎn)時，不必逐個找正定位、省事省時。用途：成批、大量生產(chǎn)。夾具的定義及組成夾具的概念在機械加工過程中，依據(jù)工件的加工要求，使工件相對機床、刀具占有正確的位置，并能迅速、可靠地夾緊工件的機床附加裝置，稱為機床夾具，簡稱為夾具。夾具的定義及組成夾具的組成定位元件：保證工件在夾具中處于正確位置的元件。夾緊裝置：保持工件在加工過程中不因外力而改變其正確位置的裝置，包括夾緊機構(gòu)和動力源。導(dǎo)向元件：保證刀具與工件加工外表有準確的相對位置的元件。夾具體：連接夾具各個組成局部為一整體，并使各元件間具有正確相互位置的根底件。夾具的定義及組成定位元件夾緊裝置夾具體導(dǎo)向元件夾具的分類按使用特點分類通用夾具指與通用機床配套，并作為其附件的夾具，如車床的三爪自定心卡盤、銑床的平口虎鉗、分度頭等。專用夾具

為某一工件的某道工序?qū)ｉT設(shè)計制造的夾具，專用夾具適用于產(chǎn)品固定、工藝相對穩(wěn)定、批量大的加工過程。組合夾具在夾具零部件標準化的根底上，針對不同的加工對象和加工要求，拼裝而成的夾具。組合夾具組裝迅速，周期短，能重復(fù)使用，適用于多品種、小批量生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制?？烧{(diào)夾具隨行夾具機床夾具的作用保證加工精度對工件形狀復(fù)雜、加工精度要求高時，設(shè)計專用機床夾具就能很順利地到達加工精度要求。提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)本錢使用專用機床夾具可以提高單位時間的產(chǎn)量，降低單件工時，減少輔助時間，可大大提高生產(chǎn)效率。擴大機床的工藝范圍使用專用機床夾具可以完成機床本身所不能完成的任務(wù)，如以車代鏜，在普通銑床上使用靠?？纱婵磕ｃ姶布庸こ尚瓮獗?。工件的定位工件定位使工件在機床上〔或夾具中〕占有加工所要求的正確的位置，也就是使它相對于刀具有正確的相對位置。工件定位的根本原理工件的“六點定位原那么〞要使工件完全定位〔即工件在空間的位置被唯一地確定〕，就必須限制工件在空間的六個自由度。定位與夾緊的區(qū)別定位是限制工件的自由度，使工件在機床上〔或夾具中〕獲得加工所要求的正確位置。夾緊是使工件在外力作用下不能運動，以便在加工過程中保持原有的位置。夾緊并不意味著工件的所有自由度都被限制。常用定位元件所能限制的自由度常用定位元件所能限制的自由度常用定位元件所能限制的自由度常用定位元件所能限制的自由度在定位分析中的幾類情況完全定位限制了工件全部六個自由度，稱為工件的“完全定位〞。不完全定位工作中允許的少于六點的定位稱為“不完全定位〞，或“局部定位〞。在定位分析中的幾類情況欠定位工件的定位支承點數(shù)少于應(yīng)限制的自由度數(shù)，稱為“欠定位〞，欠定位是不允許的。在定位分析中的幾類情況過定位工件的某一個自由度同時被兩個或更多的定位支承點重復(fù)限制，稱為“過定位〞，也叫“重復(fù)定位〞。實例分析分析以下各定位方案中各定位元件所消除自由度實例分析實例分析§3定位基準的選擇在零件圖上或?qū)嶋H的零件上，用來確定一些點、線、面位置時所依據(jù)的那些點、線、面稱為基準。1、基準的分類1〕設(shè)計基準設(shè)計人員在零件圖上標注尺寸或相互位置關(guān)系時所依據(jù)的那些點、線、面稱為設(shè)計基準。2〕工藝基準零件在加工或裝配過程中所使用的基準，稱為工藝基準(也稱制造基準)。工藝基準按用途又可分為：

定位基準的選擇(1)定位基準工件在機床上加工時，在工件上用以確定被加工外表相對機床、夾具、刀具位置的點、線、面稱為定位基準見圖5.3(c)加工軸類零件時，常以頂尖孔為定位基準。加工盤類零件時，常以孔和端面為定位基準。見圖5.4。(2)測量基準在工件上用以測量己加工外表位置時所依據(jù)的點、線、面稱為測量基準，見圖5.3(d)。(3)裝配基準在裝配時，用來確定零件或部件在機器中的位置時所依據(jù)的點、線、面稱為裝配基準。如齒輪裝在軸上，內(nèi)孔是它的裝配基準；軸裝在箱體孔上，那么軸頸是裝配基準；主軸箱體裝在床身上，那么箱體的底面是裝配基準。定位基準的選擇圖5．3各種基準例如圖5．4定位基準例如定位基準的選擇定位基準的分類2、定位基準的選擇定位基準又分為粗定位基準、精定位基準分別簡稱為粗基準、精基準。粗基準：以未加工過的外表進行定位的基準稱粗基準，也就是第一道工序所用的定位基準為粗基準。精基準：以已加工過的外表進行定位的基準稱精基準。

粗基準的選擇1〕粗基準的選擇原那么(1)選擇要求加工余量小而均勻的重要外表為粗基準，以保證該外表有足夠而均勻的加工余量。(此原那么簡稱：余量均勻原那么)例如，導(dǎo)軌面見圖5.9圖5．9床身加工粗基準的選擇粗基準的選擇粗基準的選擇(2)某些外表不需加工，那么應(yīng)選擇其中與加工外表有相互位置精度要求的外表為粗基準。(此原那么簡稱：相互位置原那么)見以下圖及圖5.10余量不均勻同軸零件余量均勻不同軸粗基準的選擇(3)選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的外表為粗基準。該外表不允許有澆、冒口的殘跡和飛邊，以確保平安、可靠、誤差小。(此原那么簡稱：光滑平整原那么)(4)粗基準在同一定位方向上只允許在零件加工工序中使用一次，不允許重復(fù)使用。(此原那么簡稱：一次使用原那么)因為粗基準的精度和粗糙度都很差，如果重復(fù)使用，那么不能保證工件相對刀具的位置在重復(fù)使用粗基準的工序中都一致，因而影響加工精度。

精基準的選擇2〕精基準的選擇選擇精基準時主要考慮保證加工精度并使工件裝夾得方便、準確、可靠。因此，要遵循以下幾個原那么：(1)基準重合的原那么盡量選擇設(shè)計基準為定位基準。這樣可以減少由于定位基準轉(zhuǎn)化引起的加工誤差。圖5.7(a)是在鉆床上成批加工工件孔的工序簡圖。假設(shè)選N面為尺寸B的定位基準[見圖5.7(b)]，鉆頭相對1面位置已調(diào)整好且固定不動，那么加工這一批工件時尺寸B不受尺寸A變化的影響。假設(shè)選擇M面為定位基準[見圖5.7(c)]，鉆頭相對2面已調(diào)整好且固定不動，那么加工的尺寸B要受到尺寸A變化的影響，使尺寸B精度下降。圖5．7工序基準與定位基準的關(guān)系精基準的選擇

精基準的選擇(2)基準統(tǒng)一的原那么盡可能使各個工序的定位基準相同。如軸類多以兩個頂尖孔為定位基準；齒輪加工以內(nèi)孔和端面為定位基準；箱體加工以平面和兩個銷孔為定位基準(3)盡可能選擇尺寸較大的外表作為精基準，以提高安裝的穩(wěn)定性和精確性。

§4零件的結(jié)構(gòu)工藝性

一、零件結(jié)構(gòu)工藝性的根本概念零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指這種零件制造的難易程度。設(shè)計零件結(jié)構(gòu)時，在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量遵循以下原那么：1．加工外表的幾何形狀應(yīng)盡量簡單，盡可能布置在同一平面上或同一軸線上。2．有相互位置精度(如同軸度、垂直度、平行度等)要求的外表，最好能在一次安裝中加工出來。