机械制造工艺与装备(第3章--2).ppt

,加工总余量与工序余量 加工总余量：加工过程中从加工表面切除的金属层总厚度。 工序余量：每一道工序所切除的金属层厚度。,第五节 加工余量与工序尺寸的确定,一、加工余量的确定,1加工余量的概念,加工总余量和工序余量的关系可用下式表示：,工序余量,单边余量,双边余量,Li-1,Li,非对称结构的非对称表面，加工余量一般为单边余量，可表示为：,Li-1,Li,Di-1,Di,孔,余量公差Tz：,公差按“入体原则“标注,“入体原则” 对轴的外径，实体长、宽、高等被包容尺寸，其最大加工尺寸就是基本尺寸，上偏差为零。 对孔的直径、槽的宽度等包容尺寸,其最小加工尺寸就是基本尺寸，下偏差为零。毛坯尺寸公差按双向对称偏差形式标注。,图3-30 工序余量示意图 （a） 被包容体粗、半精、精加工的工序余量 （b） 包容体粗、半精、精加工的工序余量,工序余量的影响因素,Ry：表面粗糙度 Ha：表面缺陷层,前工序的尺寸公差 Ta 前工序的表面质量Ry+Ha 前工序位置关系偏差ea 本工序安装误差b,上工序留下的形状误差,轴的弯曲对加工余量的影响,三爪卡盘上的装夹误差,前工序位置关系偏差,3加工余量的确定,确定加工余量的方法有三种：,分析计算法、查表法和经验法。,二、工序尺寸与公差的确定,工序尺寸指某一工序加工应达到的尺寸。,（当工序基准和设计基准重合时）,确定各加工工序的加工余量,确定各工序基本尺寸（从后往前） Li-1 =Li + Z i,确定公差（按所采用加工方法的加工经济精度确定工序尺寸公差）,步骤,拟定加工路线：,粗车,半精车,淬火,粗磨,精磨,研磨,确定各工序的加工余量：,查表法：,研磨：0.01mm，粗磨：0.3mm，精磨：0.1mm 半精车：1.1mm，粗车：4.5mm 可得：Z总=6.01mm,圆整取： Z总= 6 mm 则取粗车余量：4.49 mm,确定各工序的经济精度及表面粗糙度 按“入体原则”分配偏差,研磨：,精磨：,粗磨：,半精车：,粗车：,毛坯：2mm,查表:,计算工序间尺寸、公差,研磨：50,精磨：50+0.01=50.01,粗磨：50.01+0.1=50.11,半精车：50.11+0.3=50.41,粗 车：50.41+1.1=51.51,锻造毛坯：51.51+4.49=56,Li-1 =Li + Z i,第六节 工艺尺寸链,尺寸链：一组尺寸，首尾相接组成的封闭的链环。,由互相联系的尺寸按一定顺序首尾相接排列成的尺寸封闭图。其中，一个尺寸的精度受其他尺寸的影响。,一、尺寸链的定义、组成及分类,1. 尺寸链的定义、组成,工艺尺寸链,环：组成尺寸链的每一个尺寸。 封闭环：间接保证(自然形成)，是尺寸链中最后形成的环。一个尺寸链只能有一个封闭环。 组成环：直接得到。 判定依据：尺寸获得方法（直接、间接），和零件图纸标注无关。,组成环,增环,减环(可无）,增环(同向变动),封闭环,减环(反向变动),组成环,与封闭环方向相同为减环 与封闭环方向相反为增环,按尺寸链各环的几何特征和所处空间位置：,直线尺寸链 角度尺寸链 平面尺寸链 空间尺寸链,2尺寸链的分类,按尺寸链的形成及应用范围分：,工艺尺寸链,装配尺寸链,平面尺寸链同时具有直线尺寸和角度尺寸，且各尺寸均处于同一个或几个相互平行的平面内。,角度尺寸链,组成环位于几个不平行平面内的尺寸链，称为空间尺寸链。空间尺寸链在空间机构运动分析和精度分析中，以及具有复杂空间关系的零部件设计和加工中会遇到。,尺寸链的主要特征,封闭性：一组有关尺寸首尾相接形成的尺寸封闭链，一个间接保证，其它对此影响且直接保证。 关联性：封闭环的尺寸和精度受组成环支配，且精度必低于组成环。 唯一性：只有一个间接得到的尺寸。,以A定位铣C面,封闭环有如下特征： 1）封闭环是间接保证的尺寸； 2）封闭环的公差值最大，等于各组成环公差之和。,如何找出封闭环?,（极值法）,二、直线尺寸链的计算,1尺寸链的计算方法,1）极值法,封闭环的基本尺寸等于各组成环基本尺寸的代数和,封闭环的公差等于各组成环的公差之和,封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和,封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和,2）概率法,将极限尺寸换算成平均尺寸：,将极限偏差换算成中间偏差,封闭环中间偏差的平方等于各组成环中间偏差平方之和,2尺寸链的计算类型,正计算：已知组成环求封闭环,反计算：已知封闭环和其余组成环求一组成环,混合计算：已知封闭环求若干组成环,Example:,正计算：,极值法：,A0 =50-30=20,ES0 =0-0=0,EI0 =-0.2-0.1=-0.3,A0 =,反计算：,A1,20= A1 - 40,0= ES1 -0,-0.2 = EI0 -0.1,A1 =,极值法：,混合计算：,L2（40）,L1（30）,误差分配问题：,等公差法: T1=T2= 0.2/2=0.1 等精度法：,三、工艺尺寸链在工艺过程中的应用,1工艺基准和设计基准不重合,1）测量基准和设计基准不重合,L2待求测量尺寸,?,假废品现象：,上限,上限,产生假废品的根本原因： 测量基准和设计基准不重合。组成环环数愈多，公差范围愈大，出现假废品的可能性愈大。因此，在测量时应尽量使测量基准和设计基准重合。,测量基准与设计基准不重合的工序尺寸计算,如图所示设计尺寸： 加工时通过测量L1尺寸控制台肩位置。求： L1=？,根据极值解法公式： L1=40-10=30 mm ESL1=EIL2-EIL0=-0.16-(-0.3)=0.14 mm EIL1=ESL2-ESL0=0-0=0 mm,L1MAX=30.14mm， L1MIN=30mm 当测得：L1=30.3 mm时, 如果:L2=40 mm,则:L0=9.7 mm 仍然是合格品。,设计基准与定位基准不重合的工序尺寸计算,根据极值解法公式： L0=L1+L2-L3 10=L1+30-60 L1=40,ESL0=ESL1+ESL2-EIL3 0.18=ESL1+0.04-(-0.05) ESL1=+0.09,EIL0=EIL1+EIL2-ESL3 0=EIL1+0-0.05 EIL1=+0.05, L0=L1L2 L2=L1L0 =3010=20 ESL0=ESL1EIL2 EIL2=ESL1ESL0 =0.040.18=0.14 EIL0=EIL1ESL2 ESL2=EIL1EIL0 = 00 =0,以B面为定位基准时,定位基准和设计基准不重合,L1,L2=,T0=T1+T2,0.1=T1+0.3,减小,A、B已加工，现以A为定位基准加工C面,30,12,0,-0.07,?,定位基准和设计基准不重合,封闭环,30,12,0,-0.07,?,镗内孔-插键槽-淬火-磨内孔,2一次加工满足多个设计尺寸要求的工艺尺寸计算,考虑同轴度的情况,3表面淬火、渗碳层深度及镀层、涂层厚度尺寸链计算,精车P面,渗碳处理,精磨P面,渗碳层深度 0.50.8mm,问：磨前渗碳层深度？,磨削-镀铬（保证直径和镀层）,镀或涂一定厚度材料后，保证相应的精度,加工余量过大：会影响生产率，浪费材料 加工余量过小：可能造成零件表面局部加工不 到，产生废品。,4. 余量校核,车A断B得L1-A定位车B得L2-B定位磨A 得L3-A定位磨B,L1,L2,L3,L4,Z2,Z3,Z4,L1、L2、L3、L4已知，校核余量？,综合举例:,图示零件，轴向设计尺寸分别为A1=50、A2=20、A3=10，加工过程如下： 以C面为基准车A面、D面，余量分别为Z1=3mm、Z2=5mm。 以A为基准车C、B面，余量为Z3=Z4=3mm。 以B为基准磨A面，余量为Z5=0.2mm，保证A1、A2、A3三个尺寸。 求解各工序尺寸。,求基本尺寸： A12=A13+Z5=50.2mm，A30=A3=10mmA21=A22+Z3=A20+Z5+Z3=23.2mm A31=13 mm,图a是零件图，图b是最后精镗内孔及底平面 的工序图。,a),b),30,+0.1,0,已知L1，L2，L3，L3不便直接测量，重新给出 测量尺寸。,题图3-4所示零件的槽深为 mm，该尺寸不便直接测量，为检验槽深是否合格，可直接测量哪些尺寸？试标出它们的尺寸及公差。,10,-0.1,-0.275,9.9,0,-0.175,00.025,85,-0.1,-0.3,84.9,0,-0.2,车端面1和4,以1定位车端面3，直接测量L43,以4定位车端面2，直接测量L12,L0= 为封闭环。根据等公差分配原则：,按入体原则标注： L1= （增环） L2= （减环） 求组成环L3（减环）,代入公式得：L3=,小轴的部分工艺过程为：车外圆至305mm，铣键槽深度为H，热处理，磨外圆至30mm。设磨后外圆与车后外圆的同轴度公差为005mm，求保证键槽深度为4mm的铣槽深度H。,4.25,+0.107,+0.0175,4.2675,+0.0895,0,车外圆,渗碳淬火,071.0mm,渗碳工序渗入深度t？,t,磨外圆,?,?,10.3,+0.1,0,30,-0.3,-0.4,工序:精车小端外圆、端面及台肩； 工序，钻孔； 工序，热处理； 工序，磨孔及底面； 工序，磨小端外圆及肩面。 试求工序尺寸A、B及其偏差。,四、图表跟踪法计算工序尺寸和加工余量,图3-44 某轴套零件的尺寸,（1）以D面定位粗车A面，又以A面为基准粗车C面，保证工序尺寸和； （2）以A面定位，粗车和精车B面，保证工序尺寸；粗车D面，保证工序尺寸； （3）以B面定位，精车A面，保证工序尺寸；精车C面，保证工序尺寸； （4）用靠火花磨削法磨B面，控制磨削余量。,5 粗车大端,9,10,8,7,10 粗车小端,5,6,15 细车大端,20 细车小端,25 磨内孔,25 磨外径,3,4,2,1,工序号,工序内容,35,30,25,20,15,10,粗车大端,粗车小端,细车大端,细车小端,磨内孔,磨外圆,工序尺寸,工序余量,L,TL/2,Z, Z/2,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1,50.05,59.95,10.2,69.9,59.65,70.4,71.4,12.2,59.65,73.4,0.05,0.05,0.1,0.1,0.1,0.1,0.2,0.2,0.2,0.2,0.3,0.3,1,0.5,1,1,2,0.2,0.15,0.6,0.2,0.6,0.3,0.4,TL/2, Z/2,Z,L,TL/2：从设计尺寸两端向下，箭头拐弯，直至 相交，设计尺寸为封闭环；其余按加工 经济精度。 Z/2：余量对应尺寸两端向下，箭头拐弯， 直至相交，余量为封闭环。 Z：Zmin=Z- Z/20 L：工序尺寸=设计尺寸余量 从要求尺寸两端向上查找，不拐弯，直至 设计尺寸。,第七节 机械加工生产率和技术经济分析,一、生产率分析 1时间定额 1）时间定额的概念,在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。,安排作业计划； 进行成本核算； 确定设备、人员和生产面积。,作用:,基本时间t基（机加） 辅助时间t辅（装卸、 测量等辅助操作） 布置工作地时间t布置 休息和生理需要t休 准备和终结时间t准终,2）时间定额的组成,单件时间：,T单件