机械制造工艺学

1、机械制造工艺学 液压支架主零主项 主零包括：缸筒、缸底、活柱、活塞杆、 导向套、活塞、卡键；主要受力销轴、加 长杆、柱帽、柱窝。 主项内容：尺寸公差、形位公差、表面粗 糙度、热处理、表面处理（镀铬、镀锌）。 液压支架主零主项 缸筒(包括立柱、千斤顶) A.缸筒材质机械性能应满足： 抗拉强度 b1000MPa 屈服点 s800MPa 伸长率 512 冲击值 k 4.9105J/m2 B.缸筒加工前进行调质热处理，硬度HB240- 280。 液压支架主零主项 C.缸筒内孔密封面配合尺寸精度不低于H9， 粗糙度为0.4 。 D.视需要缸筒内孔允许镀锡青铜防锈，镀层 厚0.05mm。 E.缸筒安装导向

2、套部位与内孔不同轴度 0.04mm，加工时打表检查控制。首件必须 经专职检验员现场检查。 液压支架主零主项 缸底 A.缸底材质为铸件时，不允许有砂眼、气孔、 裂纹、夹渣等铸造缺陷；材质为锻件时不 允许有裂纹、重皮等缺陷。 B.有缺陷的缸底经评议允许补焊，焊后重新 热处理。 C.缸筒与缸底组焊后对焊缝进行试压，微漏 允许补焊。严重泄露切掉重新焊接。（工 艺稳定并且边界条件无变化时允许组装后 试压） 液压支架主零主项 活柱、活塞杆 A.粗加工后进行热处理。 B.定位中心孔或定位倒角粗糙度不低于1.6 ， 精车前要进行修研定位基准，并保留基准。 C.镀层质量分别按MT313-92或MT97-92标准

3、 进行检查验收。 外观检验应在天然散射光或无反射光的白 色透明光线下进行。 液压支架主零主项 用显微硬度计检镀层硬度。 用分层测厚仪检镀层厚度。 用滴定法检电镀液质量。 用贴滤纸法检查镀层孔隙率。 D.电镀表面，镀前磨削表面粗糙度不低于 ， 圆柱度、镀前尺寸达图纸工艺要求。 液压支架主零主项 导向套、活塞 A.有不同轴度要求部位，尽量在同一工步， 一次装夹完成；否则要打表控制，保证要 求。 B.认真去除本工序产生的毛刺、飞边，未注 尖棱倒钝R0.5或0.545。 C.一次成型切槽注意刀具刃磨安装正确，保 证槽的侧面与中心垂直。 D.槽宽用专用“光滑量规”检查，槽的直径 用0.02mm精度槽卡尺

4、检查。 液压支架主零主项 卡键（包括外卡键、三半环、二半环） A.工艺保证卡键完全互换要求。 B.工艺保证其不同轴度和垂直度要求。 液压支架主零主项 主要受力销轴 A.保留中心孔。 B.材料代用要经过审批，并通知热处理车间 制订热处理工艺，保证销轴机械性能。 C.切有槽的销轴图纸没有要求的槽底，制成 R0.5圆角。 D.销轴严禁补焊。 液压支架主零主项 加长杆 A.粗加工后进行调质处理。 B.球头用样板检查，未注球面半径公差 - 1.5mm-1mm。 C.钻孔用胎具保证其位置度。 D.保留中心孔。 液压支架主零主项 柱帽、柱窝 A.保证材质的化学、机械性能。 B.不允许存在裂纹、缩松、砂眼、气

5、孔等铸 造缺陷。 C.外部缺陷经评议允许补焊，焊后进行热处 理。 D.未注球面半径公差 +1+2mm。 E.以球面为基准加工。 D.刀检表面是否留余量由工艺给定。 液压支架主零主项 安装质量要求 立柱、千斤顶 A.零件安装前要认真清洗风干。 B.安装过程严禁用铁锤直接打击零件，视需 要加垫铜棒或工程塑料棒。 C.配合部位和螺纹部分加少许黄干油。 D.零件安装正确、到位,不允许随意增、减 零件。 E.零件不允许修配，要求完全互换。 液压支架主零主项 F.密封件通过尖楞要圆滑过渡，严防损伤密 封件。视需要准备引套。 G.保证密封件和挡圈安装方向正确。不允许 扭曲，使其处于自由状态。 H.导向环允许

6、锯口；挡圈不允许锯口，应用 刀片按下图要求切开，但不去除材料。 I.试验后立柱的清洁度不能超过MT313标准 3.5条规定，此项作为安装工序的“主项” 进行管理。 液压支架主零主项 J.成组立柱、千斤顶按MT313和MT97标准进 行出厂台架试验。 K.检验合格，活塞杆缩至最短，排尽液体， 加堵。未加工表面喷防锈漆。入库。 第一章 基本概念 1-1 生产过程与工艺过程 一、生产过程：在机械制造中，将原材料 转变成为成品的全过程称为生产过程。 二、工艺过程：生产过程中，改变生产对 象的形状、尺寸、相对位置和性质等使 其成为成品或半成品的过程称为工艺过 程。 l工艺过程的组成工艺过程的组成 工艺过

7、程由一个或若干个顺序排列的工序组工艺过程由一个或若干个顺序排列的工序组 成成 l工序：一个（或一组）工人，在一个工作地一个（或一组）工人，在一个工作地 点（或一台机床上），对同一个零件（或一点（或一台机床上），对同一个零件（或一 组零件）进行加工所连续完成的那部分工艺组零件）进行加工所连续完成的那部分工艺 过程过程 划分工序的主要依据是：划分工序的主要依据是： 工作地点（或机床）是否改变工作地点（或机床）是否改变 加工是否连续加工是否连续 1-2 基准 基准：用来确定生产对象上几何要素间的几 何关系所依据的那些几何要素称为基准。 基准为点、线、面等几何要素。 基准分为设计基准和工艺基准两类。

8、19 一、设计基准：零件设计图样上所采用的基准， 称为设计基准。 一个零件可以有一个或几个设计基准。 二、工艺基准：零件在工艺过程中所采用的基 准，称为工艺基准。 工艺基准包括： 工序基准 定位基准 测量基准 装配基准 1、工序基准：在工序图上，用来确定本工序 所加工表面加工后的尺寸、位置的基准称 为工序基准。 工序基准可以采用工件上的实际点、线、 面，也可以是工件表面的几何中心、对称 面或对称线等。 例： 2、定位基准：工件在机床或夹具中进行加 工时，用于定位的基准称为定位基准。 3、测量基准：在测量时所用的基准，称为 测量基准。 4、装配基准：机器装配时，用来确定零件 或部件在产品中相对位

9、置所采用的基准， 称为装配基准。 定位基准的选择 通常先选择精基准，后选择粗基准。 精基准的选择（减少误差，提高定位精度 ）： 基准重合原则：即选择设计基准作为定位基准重合原则：即选择设计基准作为定位 基准基准 基准统一原则：即采用同一基准加工尽可基准统一原则：即采用同一基准加工尽可 能多的表面能多的表面 定位基准的选择 自为基准原则：即精加工某些余量小而均自为基准原则：即精加工某些余量小而均 匀的重要表面时，以其自身作为基准匀的重要表面时，以其自身作为基准 互为基准原则：即加工位置精度要求高的互为基准原则：即加工位置精度要求高的 两表面时，以二表面互相作为基准，反复两表面时，以二表面互相作为

10、基准，反复 进行加工进行加工 准确可靠原则：即保证定位准确，夹紧可准确可靠原则：即保证定位准确，夹紧可 靠，设计简单，操作方便靠，设计简单，操作方便 定位基准的选择 粗基准的选择（保证加工余量，保证非加 工面符合要求） 选有技术要求、加工余量小的重要非加工选有技术要求、加工余量小的重要非加工 表面作为粗基准表面作为粗基准 加工表面与非加工表面间有位置要求时，加工表面与非加工表面间有位置要求时， 应选非加工表面作为粗基准应选非加工表面作为粗基准 选尺寸、位置可靠，平整光洁，有一定面选尺寸、位置可靠，平整光洁，有一定面 积，方便夹紧的表面作基准积，方便夹紧的表面作基准 粗基准在同一尺寸方向只能用一

11、次粗基准在同一尺寸方向只能用一次 选择粗、精基准时，如上述原则互相矛盾选择粗、精基准时，如上述原则互相矛盾 ，应具体情况具体分析，权衡利弊，保证，应具体情况具体分析，权衡利弊，保证 主要要求主要要求 工艺过程的四个加工阶段 粗加工阶段粗加工阶段切除各表面大部分余量；考切除各表面大部分余量；考 虑劳动效率虑劳动效率 半精加工阶段半精加工阶段完成次要表面的加工；为完成次要表面的加工；为 精加工作准备精加工作准备 精加工阶段精加工阶段保证达到图纸要求。保证达到图纸要求。 光整阶段光整阶段提高尺寸精度，降低粗糙度提高尺寸精度，降低粗糙度 划分加工阶段应考虑的因素 保证加工质量保证加工质量 粗加工切削力

12、、切削热、夹紧力、变形都粗加工切削力、切削热、夹紧力、变形都 大，不可能达到高精度大，不可能达到高精度 合理利用机床设备合理利用机床设备 合理安排热处理和检验工序合理安排热处理和检验工序 及时发现毛坯缺陷，及时修补或报废及时发现毛坯缺陷，及时修补或报废 精加工应放在最后，避免损伤已加工表面精加工应放在最后，避免损伤已加工表面 加工顺序的安排的安排 复杂工件的机械加工工艺路线通常要经过 切削加工、热处理和辅助工序 l 切削加工安排顺序四原则： 基准先行基准先行（便于定位） 先粗后精先粗后精（防止变形） 先主后次先主后次（避免浪费） 先面后孔先面后孔（保证孔的位置精度） 热处理工序的安排 l热处理

13、工序的安排： 预热处理：退火，正火，调质，时效处理预热处理：退火，正火，调质，时效处理 去应力处理：人工时效，自然时效，退火去应力处理：人工时效，自然时效，退火 ，冰冷处理（，冰冷处理（0-80，12小时）小时） 最终热处理：淬火最终热处理：淬火-回火，渗碳淬火，渗氮回火，渗碳淬火，渗氮 ，正火，调质。，正火，调质。 l 辅助工序的安排： 包括：检验、去毛刺、倒棱、清洗、防锈包括：检验、去毛刺、倒棱、清洗、防锈 、表面强化、退磁、平衡等、表面强化、退磁、平衡等 检验是主要的辅助工序，一般安排在：检验是主要的辅助工序，一般安排在： 粗加工之后，精加工之前粗加工之后，精加工之前 重要工序前后重要工

14、序前后 零件转换车间前零件转换车间前 特殊性能检验前（如磁力探伤）特殊性能检验前（如磁力探伤） 零件全部加工完毕，入库之前零件全部加工完毕，入库之前 基准不重合时，工序尺寸及其公差的计算基准不重合时，工序尺寸及其公差的计算 当零件加工过程中多次转换工艺基准，当零件加工过程中多次转换工艺基准， 引起测量基准、定位基准或工序基准与设引起测量基准、定位基准或工序基准与设 计基准不重合时，需利用工艺尺寸链原理计基准不重合时，需利用工艺尺寸链原理 进行工序尺寸及其公差的计算进行工序尺寸及其公差的计算 工艺尺寸链的基本概念工艺尺寸链的基本概念 尺寸链的定义尺寸链的定义 l尺寸链尺寸链由相互联系的尺寸按一定

15、顺序首尾由相互联系的尺寸按一定顺序首尾 相接排列成的尺寸封闭图形。相接排列成的尺寸封闭图形。 l工艺尺寸链工艺尺寸链由单个零件在工艺过程中的有由单个零件在工艺过程中的有 关尺寸所形成的尺寸链。关尺寸所形成的尺寸链。 l环环组成尺寸链的各个尺寸组成尺寸链的各个尺寸 尺寸链的组成 l封闭坏封闭坏最终被间接保证精度的那个环最终被间接保证精度的那个环 l组成环组成环除封闭环之外的所有其他环除封闭环之外的所有其他环 l增环增环当其余各组成环不变，而该环增大当其余各组成环不变，而该环增大 时使封闭环也增大者时使封闭环也增大者 l减环减环当其余各组成环不变，而该环增大当其余各组成环不变，而该环增大 时使封闭

16、环反而减小者时使封闭环反而减小者 尺寸链图 将尺寸链中各相应的环，用尺寸或符号标注在将尺寸链中各相应的环，用尺寸或符号标注在 示意图上，这种尺寸图称为尺寸链图示意图上，这种尺寸图称为尺寸链图 作法：首先确定间接保证的尺寸，定为封闭环首先确定间接保证的尺寸，定为封闭环 ；然后从封闭环起，画出各组成环；尺寸首尾；然后从封闭环起，画出各组成环；尺寸首尾 相接，顺一个方向画箭头，构成封闭图形相接，顺一个方向画箭头，构成封闭图形 l工艺尺寸链的构成，取决于工艺方案和加工工艺尺寸链的构成，取决于工艺方案和加工 方法，确定封闭环是关键；方法，确定封闭环是关键； l一个尺寸链只能解一个封闭环；一个尺寸链只能解

17、一个封闭环； l请注意箭头方向： 与封闭环同向者为减环与封闭环同向者为减环 与封闭环异向者为增环与封闭环异向者为增环 尺寸链的形式 l按环的几何特征分：长度、角度、组合尺寸链按环的几何特征分：长度、角度、组合尺寸链 l按应用场合分：装配、工艺、零件尺寸链按应用场合分：装配、工艺、零件尺寸链 l按各环所处空间位置分：直线、平面、空间尺按各环所处空间位置分：直线、平面、空间尺 寸链寸链 尺寸链的特性 l封闭性：尺寸链必是一组有关尺寸首尾相接所封闭性：尺寸链必是一组有关尺寸首尾相接所 形成的尺寸封闭图。其中应包含一个间接保证的形成的尺寸封闭图。其中应包含一个间接保证的 尺寸和若干个对此有影响的直接获

18、得的尺寸尺寸和若干个对此有影响的直接获得的尺寸 l关联性：尺寸链中间接保证的尺寸即精度直接关联性：尺寸链中间接保证的尺寸即精度直接 保证的尺寸精度支配，且间接保证的尺寸精度必保证的尺寸精度支配，且间接保证的尺寸精度必 然低于直接获得的尺寸精度然低于直接获得的尺寸精度 A1 A2 A 尺 寸 1、尺寸：、尺寸： 用用特定单位特定单位表示长度的数字。表示长度的数字。 2、基本尺寸 基本尺寸是由设计者经过计算或按经验确基本尺寸是由设计者经过计算或按经验确 定后，再按标准选取的标注在设计图上的定后，再按标准选取的标注在设计图上的 尺寸。尺寸。 3、实际尺寸 实际尺寸是通过测量所得的尺寸。实际尺寸是通过

19、测量所得的尺寸。 极限尺寸是允许尺寸变化的两个界限值。极限尺寸是允许尺寸变化的两个界限值。 其中：较大的一个称为最大极限尺寸其中：较大的一个称为最大极限尺寸 较小的一个称为最小极限尺寸较小的一个称为最小极限尺寸 尺寸偏差 1、尺寸偏差 尺寸偏差尺寸偏差=某一尺寸某一尺寸- -基本尺寸基本尺寸 偏差包括：偏差包括： 实际偏差实际偏差=实际尺寸实际尺寸- -基本尺寸基本尺寸 上偏差上偏差=最大极限尺寸最大极限尺寸基本尺寸基本尺寸 下偏差下偏差= 最小极限尺寸最小极限尺寸基本尺寸基本尺寸 尺寸公差 尺寸公差（公差）尺寸公差（公差） 尺寸公差是指尺寸允许的变动量。尺寸公差是指尺寸允许的变动量。 公差公

20、差 = 最大极限尺寸最大极限尺寸最小极限尺寸最小极限尺寸 = 上偏差上偏差下偏差下偏差 直线度公差 1 1）在给定平面内的直线度公差带）在给定平面内的直线度公差带 直线度公差 2 2）在给定一个方向上的直线度公差带）在给定一个方向上的直线度公差带 直线度公差 3 3）在给定相互垂直的两个方向上的直线度）在给定相互垂直的两个方向上的直线度 公差带公差带 平面度公差 平面度公差是实际被测要素对理想平面的平面度公差是实际被测要素对理想平面的 允许变动量，其公差带是距离为公差值允许变动量，其公差带是距离为公差值t t的的 两平行平面之间的区域。两平行平面之间的区域。 圆度公差 实际被测要素对理想圆的允

21、许变动量，其实际被测要素对理想圆的允许变动量，其 公差带是垂直于轴线的任一截面上半径差公差带是垂直于轴线的任一截面上半径差 为公差值为公差值t t的两个同心圆间的区域。的两个同心圆间的区域。 圆柱度公差 实际被测要素对理想圆柱的允许变动量，实际被测要素对理想圆柱的允许变动量， 其公差带是半径差为公差值其公差带是半径差为公差值t t的两同轴圆柱的两同轴圆柱 面之间的区域。面之间的区域。 同轴度公差 要求被测实际要素与基准要素同轴。要求被测实际要素与基准要素同轴。 普通导向套工艺 1、锻造 2、正火 3、粗车 4、调质 5、夹大端。车端面、小端外圆及内圆。 6、掉头，车端面及大外圆。 活塞工艺 1

22、、锻 2、正火 3、粗车 4、调质 5、夹大端。车小端及内圆螺纹。 6、软爪夹小端。打表校正。车大端。 7、铣 活塞杆工艺 1、锻造 2、正火 3、打中心孔 4、粗车 5、调质 6、夹扁部，抱架。平端面，修中心孔 7、一夹一顶。车外圆 8、调头。平端面、车外圆、打中心孔。 活塞杆工艺 9、铣扁 10、钻孔 11、磨 12、镀 缸筒工艺 1、下料 2、调质 3、喷丸 4、一夹一架，校正；平端面，倒内角；掉 头，平端面，倒内角；顶两端内孔，分别 倒外角8X15. 5、粗镗 6、焊接头块、吊环 缸筒工艺 7、精镗 8、顶两端内孔，精车工艺台（主轴端为校 车后锥度为3-5的锥套，另一端为大头 活顶尖。

23、 9、一夹（软三爪）一架，车缸口。 10、掉头，一夹一架，车另一面。 二级缸筒 1、下料 2、除锈、堆焊 3、调质 4、一夹一架，校正；平端面，倒内角；调 头，平端面，倒内角；顶两端内孔，分别 倒外角8X15. 5、粗镗 6、粗车外圆，两端倒外角8X15. 二级缸筒 7、精镗 8、一夹一架，平端面，倒外角（与缸底焊 接处） 二级缸体 1、焊缸底 2、撑内孔、抱架。平端面，钻中心孔 3、一撑一顶。车外圆 4、一夹一架。加工缸底端内圆。 5、一夹一架。车缸口 6、磨 7、镀 活柱工艺 1、锻 2、正火 3、打小端中心孔（柱头部） 4、粗车 5、调质 6、夹柱头部，抱架。打中心孔（柱塞部） 7、夹柱头部，顶柱塞部。车端面、外圆。 8、调头，一夹一架。车端面、外圆。 活柱工艺 9、一夹一架。钻深孔，扩沉孔。 10、加工螺纹接头孔部。 11、柱塞部焊工艺块。并打中心孔。 12、磨 13、去工艺块 14、镀 15、抛光 16、冲洗 17、焊堵 第二章 工件的装夹及夹具设计 2-1 概述 一、装夹的概念 装夹：将工件在机床或夹具上