机械加工工艺基本知识介绍PPT教案

1、会计学1机械加工工艺基本知识介绍机械加工工艺基本知识介绍生产过程特征要求生产过程特征要求不同产品的生产过程大不一样，同一产品在不同厂家生产其生产过程也各有特点，不完全一样。虽然各个厂家的生产过程各不一样，但有一点是共同的：就是在满足生产质量前提下，使生产效率最高，生产费用最低。实现优质、高效、低成本的有效措施实现优质、高效、低成本的有效措施 采用多个工厂联合协作，有利于组织专业化的生产，有利于达到这一目的。一个工厂的生产过程是为了便于组织生产和管理，常分为各个车间或分厂的生产过程。一个车间或分厂生产成品，往往又是其它车间或分厂车间的原材料。第1页/共188页 如：铸造和锻造车间的成品就是机械加

2、工车间的毛坯；机械加工车间的成品，又是装配车间的原材料。第2页/共188页首先来看生产系统的两个子系统，机械加工工艺系统和机械制造系统。它们彼此关联，相互影响，满足特定加工要求的系统。机械加工工艺系统的组成（1）机械加工工艺系统）机械加工工艺系统 金属切削机床刀具夹具工件第3页/共188页该系统的目的：是在特定的生产条件下，适应环境的要求，各要素间相互关联，相互影响，在保证质量和产量前提下，采用合理的工艺过程，降低该工艺的加工成本。 要求：从机床、刀具、夹具、工件四个要素的整体出发，综合分析、研究各种有关问题，实现系统的最佳化方案。机械加工工艺系统中的流 物质流物质流能量流能量流信息流信息流如

3、坯料在各工序间流动加工中机床要耗费电力资源控制着系统中物质要素的动作和流动的工艺文件和数控程序。第4页/共188页 机械加工工艺系统中，坯料经一工序加工，检验后，然后作为本工序加工完成的零件输到下一工序。这样一来，系统中存在物质的流动，我们称之为“物质流物质流”，同时在加工中，机床要耗费电力资源，也就是说系统中存在着“能量流能量流”。另外，当今电子计算机和自动控制等技术广泛深入到机械加工领域中，如工艺文件通过数控程序和适应性控制模型控制着系统中物质要素的动作和流动。这种要素我的称之为信息流信息流。 一个工序很优秀，并不一定能获得零件最低加工成本。必须全盘考虑组成零件加工的各道加工工序，才能实现

4、零件加工的最佳化。这样综合的结果就是机械制造系统。 第5页/共188页 机械制造系统是以整个机械加工车间为更高一级的系统来考虑问题，其整体目的是使该车间能最有效地全面完成全部零件的机械加工任务。它由各机械加工工艺系统要素组成。其中信息流除机械加工工艺系统中工艺参数信息外，还有计划、调度、管理等方面的信息。 第6页/共188页生产系统是以整个制造工厂为整体来看待的。工厂是社会生产的基层单位，在工厂进行的所有生产活动的总和就构成了一个典型的具有输入和输出的生产系统。 工厂（企业）是一个复杂的非线性大动力学系统，为了有效地经营并获得最高的经济效益，就不仅要把原材料，毛坯制造、机械加工、热处理、装配油

5、漆、试车、运输和保管等属于物质范畴的要素进行考虑，而且还必须把技术情报，经营管理，劳动力调配，市场动态等信息作为影响系统效果的要素来考虑。 第7页/共188页 由此可见，生产系统是包含制造系统更高一级的系统，制造系统是生产系统中比较重要的子系统。 我们之所以要来分析系统的概念，就是要用系统工程技术的观点来分析所研究的系统及其组成，树立树立局部局部服从服从整体整体，整体整体融于融于局部局部的观点，的观点，以实现整个生产系统的以实现整个生产系统的最佳化。最佳化。 第8页/共188页1.工艺过程工艺过程生产过程包含了工艺过程和辅助过程:工艺过程：在生产过程中工艺过程：在生产过程中直接改变工件形状、尺

6、寸、位量、性质;辅助过程：辅助过程：运输、保管、刃磨、设备维护等。工艺过程工艺过程：生产过程中，按一定顺序逐渐改变生产对象的形状（铸造、锻造等）、尺寸（机械加工）、位置（装配）和性质（热处理），使其成为预期产品的主要过程；或者与原材料变为成品直接有关的过程。可具体的分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、电镀、装配等工艺过程。本课程主要是研究机械加工工艺过程中的系列问题。 第9页/共188页同一零件（产品）可以采用不同的加工过程，零件依次通过的全部加工过程称之工艺路线或工艺流程；它是制定工艺过程和进行车间分工的重要依据。工艺规程：工艺规程：技术人员根据工件要求、设备条件和工人技术情况等，

7、确定采用的工艺过程，并将其写成工艺文件。 工艺规程的形式：工艺规程的形式： 机械加工工艺过程：由毛坯机加工变为成品的过程。 机械加工工艺规程：将合理的机械加工过程以文件的形式写出。第10页/共188页工序工序可分为若干个安装、工位、工步、走刀工序：一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。它是组成工艺过程的基本单元。 一组（个）工人一个工作地（指机床）一个工件（同时几个工件）连续地加工工序包括四要素 四要素任何一个改变都将视为不同工序。（如热处理后再一次回到同一工作地）。第11页/共188页200.07216.3阶梯轴3240250.07350-0.017

8、0.80.8354030550150其余倒角1453.221flashflash第12页/共188页2134图2-4 多工位加工1：装卸工件 2：钻孔 3：扩孔 4：绞孔flash第13页/共188页工步：在加工表面（或装配时的连接表面）不变、加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。加工表面不变（可以是单个表面或组合表面）工具不变（四角刀架，换刀）连续性（一个工序通常包含几个工步）。工步包括三要素 第14页/共188页走刀：(工作行程) 在一个工步中，有时材料要分几次去除，则其切去一层材料称为一次走刀。工艺规程中常不包含走刀，但对加工量影响大的场合，应规定走刀（余量） 。 加

9、工方案一加工方案一小批量生产：车铣、去毛刺加工方案二加工方案二大批量生产：1、粗车小端面、外圆、倒角2、粗车大端面、外圆、倒角3、精车小外圆4、精车大外圆5、铣键槽、去毛刺第15页/共188页 为简化工艺文件，对于那些连续进行的若干个相同的工步，通常都看作一个工步。如图加工的零件，在同一工序中，连续钻四个 5mm的孔，就可看作一个工步。 为了提高生产率，用几把刀具同时参与切削几个表面，这也可看作一个工步，称为复合工步。端面或钻两端中心孔，它们都是复合工步。例如：铣端面、钻中心孔，每个工位都是用两把刀具同时铣两第16页/共188页立轴转塔车床回转刀架上的复合工步刨平面复合工步第17页/共188页

10、组合铣刀铣平面复合工步钻、扩孔复合工步第18页/共188页提示： 小批量生产：产量少效率不是主要问题，主要应减少设备使的台数及人员分配，所以不宜采取工序分散的办法。 大批大量生产：主要问题是要提高生产率，所以宜采用高效专业用设备，工序也较多。第19页/共188页生产纲领：生产纲领：根据国家计划，市场需要和企业的生产能力编制企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。产量的组成：需求产品数量，备品数量、废品数量。因此：年生产纲领N可由下式计算：N=Qn(1+%)(1+%) - 年产量（台/年） n - 每台产品所需该零件数量（件/台）- 备品率- 废品率 本生产纲须确定后，就可以根据车间的具体情

11、况按一定期限分批投产，每批投产的零件数量称为批量。第20页/共188页产品有大有小，小到螺钉，大至收音机，船舶。其特征有的复杂，有的简单，批量和生产纲须也各不相同。1单件、小批生产特征：产品做得少，只做一件或数件； 一个工作打进行多工序和多品种的作业； 重型机器、大型船舶，新样机制造属此类型。 根据产品的大小、特征、批量和生产纲领，我们通常将产品的生产分成三种生产类型：生产类型生产类型单件、小批生产成批生产 大批、大量生产 第21页/共188页2成批生产特征： 产品生产数量较多，周期地成批投入生产； 一个工作地顺序地、分批地完成不同工件的某些工序； 通用机床，数量需求不大，但常更新产品就属此类

12、型。3. 大批、大量生产特征： 产品生产数量大，需连续不断地进行生产； 一个工作地重复不断地进行某工序的加工； 如汽车通用件（轴承、螺栓等）自行车等属此类生产类型。第22页/共188页生产类型不仅决定于生产纲须，而且和产品的大小和复杂程度有关。 划分依据可参照下表：表3-1生产类型与生产纲领（年产量）的关系- -生产类型 重型机械 中型机械小型机械单件生产 5 20 5000 50000- - - 第23页/共188页 划分生产类型有利于进行生产的规划和管理。 大批、大量生产 宜广泛采用高产专用机床和自动化生产系统，按流水线或自动生产线排列进行生产，可大大提高生产率，从而降低成本，提高竞争力。

13、单件、小批生产 宜采用通用性好的机床进行生产，以减少设备投资，从而降低成本。划分生产类型的意义划分生产类型的意义第24页/共188页 随着科技的发展和人民生产水平的提高，人们对产品的样式要求越来越高，而同一样式的数量越来越少，同一产品获取较高利润；“有效寿命”愈来愈短，因此要求制造系统具有高效生产。能力又具快速转产的“柔性柔性”特性。 传统的专用机和生产线，对一种产品有较高的生产效率，但很难适应新产品的需要。因此，它是有很大的刚性刚性 。（即专用性） 而数控机床，加工中心能很好地适用于当今产品多品种，少批量生产自动化的要求。第25页/共188页一、工艺规程及其作用一、工艺规程及其作用 1.工艺

14、规程工艺规程: 把零件加工的全部工艺过程按一定格式写成书面文件就叫做工艺规程。2.工艺规程的作用工艺规程的作用 工艺规程是在总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必工艺规程是在总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必要的工艺试验后制订的，反映了加工中的客观规律。要的工艺试验后制订的，反映了加工中的客观规律。因此，工艺规程是（1）指导工人操作和用于生产、工艺管理工作的主要技术文件，（2）又是新产品投产前进行生产准备和技术准备的依据和新建、扩建车间或工厂的原始资料，（3）此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。 第二节第二节 工艺规程和工艺文件工艺规程和工艺文件完整性 规范性 第26页

15、/共188页3.对工艺规程的要求对工艺规程的要求(1)保证可靠地达到产品图纸所提出的全部技术要求。(2)能获得高质量、高生产效率。(3)有利于节约原材料和工时消耗，不断降低成本。(4)有利于减轻工人劳动强度，保证安全和良好的工作条件。4.工艺文件的形式：工艺文件的形式：多种多样，区别很大，主要决定于生产类型。在单件小批生产中一般只编制综合工艺过程卡综合工艺过程卡。在成批生产中多采用机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片。大批大量生产中则要求完整和详细的文件，一般是工艺过工艺过程卡、工序卡片，程卡、工序卡片，有时甚至包括操作卡、调整卡操作卡、调整卡以及检验卡检验卡。各工厂采用的工艺文件并无须统一格式，

16、但基本内容大同小异。 第27页/共188页第28页/共188页第29页/共188页第30页/共188页1）严格遵守 工艺规程是经过逐级审批的，因而也是工厂生产中的工艺纪律，有关人员必须严格执行。2）允许修改 工艺规程也不是一成不变的，随着科学技术的进步和生产的发展，工艺规程会出现某些不相适应的问题，因而工艺规程应定期整顿，及时吸取合理化建议、技术革新成果、新技术和新工艺。使工艺规程更加完善和合理。第31页/共188页第32页/共188页第33页/共188页(3)步骤：步骤：计算零件的生产纲领，确定生产类型；计算零件的生产纲领，确定生产类型；分析研究产品的装配图和零件图分析研究产品的装配图和零件

17、图,进行工艺审查进行工艺审查;熟悉产品熟悉产品,性性能能,用途和工作条件用途和工作条件,零件在产品中的作用；零件在产品中的作用；了解零件图上各项技术条件的依据,确定关键性技术问题。检查尺寸,视图及技术条件是否合理,主要:a.审查各项技术要求是否合理；过高的精度,表面粗糙度及其他要求会使工艺过程复杂化，成本提高;b.审查零件的结构工艺性是否好；便于加工的安装，尽可能减少加工和转配的劳动量； c.审查材料选用是否恰当；第34页/共188页确定毛坯的种类和尺寸；确定毛坯的种类和尺寸；(应考虑生产批量，零件材料及毛坯生产条件）a.一般采用：铸件、锻件、焊接件；b.毛坯精度提高，材料利用率提高，大大节约

18、机械加工工时，但毛坯精度过高往往使毛坯制造困难。因此，毛坯种类和制造方法的选择要根据生产类型和具体生产条件而定。达到高质量，降低生产产品生产成本。拟定零件加工工艺路线；拟定零件加工工艺路线；订出全部由粗到精的加工工序，内容包括选择定位基准，定位夹紧方案，各表面加工方法；可提出几个方案对比。 第35页/共188页选择和确定机床设备，刀具，及工时定额，对于专用工艺设备，应提出设计任务书。确定工序尺寸及其公差；确定切削用量；确定时间定额；填写工艺文件； 第36页/共188页第37页/共188页(2)制定装配工艺规程的步骤及其内容产品分析a.研究产品装配技术要求；b.对产品结构进行尺寸分析；根据某些装

19、配精度要求进行工艺尺寸链分析计算，规定达到装配精度的方法。c.装配工分析，将产品分解成可以独立进行装配的装配单元，以便组织装配工作的平行流水作业。装配组织形式的确定与生产类型有关；分大批大量生产，单件小批生产，成批生产； 第38页/共188页确定装配工艺过程；a.根据机械结构及其装配技术要求规定装配工作项目，工作规范，相应的设备及工，夹，量具。b.确定装配工作顺序，选定装配单元的基准件；(4)计算各装配工作的工时定额；(5)填写装配工艺规程文件； 第39页/共188页一、结构和工艺的联系一、结构和工艺的联系1、结构工艺性、结构工艺性第40页/共188页 因齿间的轴向距离很小、因而小齿圈不能用滚

20、齿加工、只能用插齿加工；又因插斜齿需专用螺旋导轨，因而它的结构工艺性不好。若能采用电子束焊，先分别滚切两个齿轮，再将它们焊成一体，这样的制造工艺就较好，且能缩短齿轮间的轴向尺寸。 例如双联斜齿轮的加工焊接处整体结构 由此可见，结构对工艺有着重要由此可见，结构对工艺有着重要的影响。的影响。第41页/共188页 产品的加工量、生产成本及材料消耗。具体分析比较下述各项特征：a.机器或零件结构的通用化，标准化程度；b.老产品零部件的重复利用程度；c.平均加工精度和表面粗糙度系数;d.关键零件工艺的复杂程度e.材料利用率f.采用自动化加工方法的可能性 1、结构工艺性衡量的主要依据、结构工艺性衡量的主要依

21、据第42页/共188页 必须对毛坯制造,机械加工到装配调试的整个工艺过程进行综合分析比较,全面评价。 2、结构工艺性具有综合性、结构工艺性具有综合性 不同生产规模,不同生产条件的工厂 来说,对产品结构工艺性的要求是不同的。3、结构工艺性又具有相对性、结构工艺性又具有相对性第43页/共188页二、毛坯结构工艺性二、毛坯结构工艺性机械零件广泛采用铸件，占70% 85%；其次是锻件、冲压件、各种型材和焊件。(1)铸造毛坯的工艺性主要考虑一下因素铸造毛坯的工艺性主要考虑一下因素:锻件形状尽量简单;避免不规则分型面铸件的垂直壁或筋否应有拔模斜度,内表面斜度大于外表面;应防止浇注不足,铸件壁厚过渡不能太大

22、。防止挠曲变形，尽量采用对称截面布置。第44页/共188页缩孔壁厚力求均匀，以免产生缩孔减少大的水平面，便于杂质和气体排除，减少内应力。铸件局部凸台应连成一片铸造毛坯的工艺性第45页/共188页分型面应尽量少上下中下上铸件结构不应阻碍材料收缩起模方向应有脱模斜度细长件收缩时易产生弯曲，应采用对称截面或合理布置加强筋铸造毛坯的工艺性第46页/共188页适用于各种生产批量和毛坯形状尺寸的场合。大批量模锻 单批、小批自由锻锻造毛坯的工艺性要素：锻造毛坯形状应简单、对称、避免主体部分交贯和主要表面上有不规则凸台。最大尺寸在分型面。 锻造毛坯应有拔模斜度和圆角; 毛坯形状不应引起模具侧向移动，使上下模错

23、位 ;零件壁厚差不能太大。 (2)锻造毛坯的工艺性：锻造毛坯的工艺性：第47页/共188页分型面分型面形状不对称，上下模易错位，影响锻件质量截面形状变化过大，模具寿命降低最大尺寸应在分型面上，以利于金属填充毛坯在半模内成型，有利于提高质量，降低成本锻造毛坯的工艺性第48页/共188页第49页/共188页1和2采用冲压件代替铸件，可节省材料和工时采用轧制型材，减少直径，节省材料减轻零件重量第50页/共188页(2)保证加工的可能性和经济性保证加工的可能性和经济性第51页/共188页0.40.4保证加工的可能性和经济性底座有凸台，加工面积、加工量 、平面不平度误差 、接触精度 。进、排气（油）孔设

24、在外圆上，加工相对容易，且易保证槽间距减少深螺纹孔的加工，使用更为方便减少配合表面的长度第52页/共188页2333 尺寸一致：加工尺寸应能采用标准刀具加工。减少刀具规格，避免专门制备工具。3) 零件尺寸规格标准化零件尺寸规格标准化工艺性差 工艺性好工艺性差 工艺性好第53页/共188页cabacb1.6第54页/共188页加工面积应尽量小减少加工量、材料消耗和工具磨损避免钻孔入端和出端是斜面避免刀具磨损、提高钻孔精度和加工效率避免斜孔简化夹具结构、使多个平行孔同时加工、减少孔的加工余量第55页/共188页孔的位置距离壁太近 封闭平面应有与刀具尺寸和刀具形状相适应的过渡面槽与沟的表面不应与其它

25、加工表面重合第56页/共188页好处：a.以便于组织平行的流水装配作业，缩短装配期。b.组件和具有独立功能的部件可单独进行检验和试车调整，更好地保证总装质量并减少装配时间和装配的劳动强度。结构应能分解成独立装配单元；结构应能分解成独立装配单元；第57页/共188页DdDdD d传动轴的装配工艺性第58页/共188页应使装配操作和调整方便，减轻装配劳动；应使装配操作和调整方便，减轻装配劳动；第59页/共188页旁开工艺孔，便于装配采用双头螺柱开辟装配空间，方便拆卸第60页/共188页要有利于达到和提高装配质量。要有利于达到和提高装配质量。为简化结构并使装配容易，装配结构中，必要的零件数目和规格应

26、减至最少为简化结构并使装配容易，装配结构中，必要的零件数目和规格应减至最少。第61页/共188页第62页/共188页1.基准(1)基准概念：我们知道零件总是由若干表面组成，各表面之间总有一定的尺寸和相互位置要求。 基准：确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。第63页/共188页(2)定位基准对工艺规程的影响。直接影响： a.工序的数目；b.夹具结构的复杂程度；c.零件的精度是否易于保证（如基准重合）；第64页/共188页拟定多种定位方案，进行比较择优。(3)选定基准的方法：(4)基准分类：设计基准工艺基准按其作用的不同分为：工艺基准有可分为:工序基准定位基准测量基准装配基准

27、 第65页/共188页 工序基准 在机加工中，用来确定本工序加工表面加工后尺寸、形状、位置的基准 定位基准：在加工时使工件在机床或夹具上占有正确位置所采用的基准。定位基准可分为：粗、精、辅助基准。 装配基准：装配时用来确定零件或部件在机器上位置的表面。工艺基准：在加工和装配中使用的基准。 测量基准：检验时用来确定被测零件在度量工具上位置的表面。第66页/共188页各种基准DdC加工面设计基准定位基面定位基准工序基准测量基准C+d/(2*sin(a/2)第67页/共188页第68页/共188页第69页/共188页第70页/共188页第71页/共188页以上均以长度尺寸关系讨论基准的问题，对于位置

28、要求，如平行度、垂直度等均具有同样的基准关系。(5)对基准的两点说明第72页/共188页二、二、 装夹又称安装，包括定位和夹紧两项内容 使工件在机床或夹具上占有正确位置 对工件施加一定的外力，使其已确定的位置 在加工过程中保持不变第73页/共188页直接找正安装flash毛坯孔加工线找正线划线找正安装flash第74页/共188页工件在夹具上装夹（滚齿夹具）第75页/共188页第76页/共188页第77页/共188页第78页/共188页六点定位原理XZY 要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度 将 6 个支承抽象为6个“点”，6个点限制了工件的6 个自由度，这就是六点定位原理。 任何一个

29、物体在空间直角坐标系中都有 6 个自由度用 表示cbaZYX,第六节 六点定位原则和定位基准的选择第79页/共188页 ：“点”的含义 对自由度的限制，与实际接触点不同 与理论力学、机构学自由度概念差别 位置不定度 夹紧与定位概念分开 工件、夹具是弹性体工件以平面3点定位XYZ第80页/共188页工件的6个自由度均被限制，称为完全定位。工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制，称为不完全定位。不完全定位主要有两种情况： 工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则工件绕此点、线旋转的自由度无法被限制（即使被限制也无意义）。例如球体绕过球心轴线的转动，圆柱体绕自身轴线的转动等。 工件加工要求不需要

30、限制某一个或某几个自由度。如加工平板上表面，要求保证平板厚度及与下平面的平行度，则只需限制 3 个自由度就够了。完全定位与不完全定位二、由工件加工要求确定工件应限制的自由度二、由工件加工要求确定工件应限制的自由度第81页/共188页ZYXa）ZYXb）ZYXc）ZYXd） e）ZYXf）ZYX工件应限制的自由度第82页/共188页欠定位示例XZYa）BBb）B第83页/共188页第84页/共188页 （桌子与三角架）第85页/共188页b）ZYYXa）ZYXYc）ZYXY过定位示例第86页/共188页XYa）ZYb）ZYXY过定位示例第87页/共188页D1D2d2d1lTl21LTL21lT

31、l21LTL21min1min22 LlTTDb一面两孔定位分析第88页/共188页 4A0.02 A间隙配合刚性心轴过定位示例第89页/共188页过定位引起夹紧变形第90页/共188页过定位处理分析第91页/共188页 a）YXZb）XZYXc）XZYX第92页/共188页a）YXZa1）YXZa2）YXZa3）YXZ过定位示例分析第93页/共188页b）XZYXb1）XZYXXZb2）YXXZb3）YX过定位示例分析第94页/共188页c）XZYXc）XZYX过定位示例分析c1）YXXZ第95页/共188页ZXYZXYZXYZXY工件以平面定位平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有

32、支承钉、支承板、夹具支承件和夹具体的凸台及平面等。图给出了平面定位的几种情况。ZXYZXY定位方法与定位元件定位方法与定位元件第96页/共188页工件以圆孔定位多属于定心定位（定位基准为圆柱孔轴线）。常用定位元件是定位销和心轴。定位销有圆柱销、圆锥销、菱形销等形式；心轴有刚性心轴（又有过盈配合、间隙配合和小锥度心轴等）、弹性心轴之分。工件以圆孔定位所限制的自由度见图 。XYZXYZXYZXYZXYZXYZ第97页/共188页工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位两种形式：定心定位和支承定位。工件以外圆柱面定心定位的情况与工件以圆孔定位的情况相仿（用套筒和卡盘代替心轴或柱销）。工件以外圆柱面支承定

33、位的元件常采用V型块，短V型块限制2个自由度，长V型块（或两个短V型块组合）限制4个自由度。XYZXYZXYZXYZXYZ第98页/共188页XZY工件在两顶尖上定位X Y Z 、X Y、第99页/共188页三、定位基准的选择三、定位基准的选择第100页/共188页b.若工件必须首先保证加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应选不加工表面为粗基准，以达到壁厚均匀，外形对称等要求。又如图，若AB，应选B面，否则选A面。21AABBBA第101页/共188页c.若工件上每个表面都要加工，则应以余量最小的表面作为粗基准，以保证各表面都有足够余量。 如图如图若以大端为粗基准，由于大小端外圆偏心有5毫米

34、，则上侧单边为34，下侧单边为24,加工余量不足。分析：毛坯：单边29，零件：单边25； 由于偏移5，则一边为24，另一边为34，24的一边加工不到。第102页/共188页e.粗基准只允许使用一次。粗基准究竟是毛坯表面比较粗糙，重复定位精度低。d.粗基准表面应尽可能平整光洁不能有飞边，浇口，冒口或其它缺陷,以便使定位准确、夹紧可靠。 若粗基准表面有飞边，浇口，冒口等缺陷，在应用前应将其去除。第103页/共188页(2) 精基选择原则：精基选择原则：1)出发点：出发点：应考虑减少定位误差，安装方便准确。基准重合原则：基准重合原则：尽可能选用设计基准作为精基准，避免基准不重合误差。 2)原则原则:

35、 如图如图，加工中，为了保证尺寸a，应如何进行定位第104页/共188页如图如图，图b方案：夹具简单，但孔中心距a难于保证。为保证尺寸a需提高尺寸c的制造精度。图 (c)方案则相反。图b图c第105页/共188页 基准统一的好处：a.有利于保证各加工表面的相互位置要求，避免基准转换带来的误差。b.可简化夹具的设计与制造，缩短生产准备周期。典型方案：轴类零中加工采用中心孔和箱体类零中加工采用一面两孔。 基准统一原则基准统一原则 尽可能选用统一的定位基准加工各表面，以保证各表面间的位置精度。注意：基准统一原则常常会带来基准不重合的问题，此时应综合考虑。第106页/共188页自为基准原则自为基准原则

36、 对于某些精加工或光整加工工序，因为这些工序要求余量小而均匀，以保证表面加工的质量并提高生产率，此时应选择加工表面本身作为精基准。如：注意：采用自为基准仅能提高表面质量，不能提高形位精度，该加工表面与其它表面之间形位精度则应由先行工序保证。典型的采用自为基准加工的方法有：珩磨、高速自由镗等。第107页/共188页便于装夹的原则便于装夹的原则应满足定位准、稳定可靠，夹紧机构简单，操作方便的要求。互为基准的原则互为基准的原则 指的是：对于某些位置度要求很高的表面，常采用互为基准反复加工的办法来达到位置度要求。如车床主轴前后支承轴颈与前锥孔有很高的同轴度要求。措施：接触面积和分布面积尽可能大。第10

37、8页/共188页第109页/共188页定位误差HOAO1O2DWNoImage为工件加工公差时，KKD31第110页/共188页1）由于工件定位表面或夹具定位元件制作不准确引起的定位误差，称为基准位移误差，如前图所示例子。2）由于工件的工序基准与定位基准不重合而引起的定位误差，称为基准不重合误差。bDWa由于基准不重合引起的定位误差工序基准 定位基准第111页/共188页在采用调整法加工时，工件的定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。因此计算定位误差，首先要找出工序尺寸的工序基准，然后求其在工序尺寸方向上的最大变动量即可。用几何方法计算定位误差通常要画出工件的定位简图，并在图

38、中夸张地画出工件变动的极限位置；然后运用三角几何知识，求出工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量，即为定位误差。第112页/共188页基 准 不 重 合 产 生 的 定 位 误 差改 进 工 序 二(d)(c) 工 序 二 （ b)工 序 一(a) 工 作4321+-C-+AA-+A-+A-+SSSSSSSSB 工序二：工序二：加工平面1时，图纸要求的设计尺寸为AA，而加工时刀具调整尺寸C，定位基准为底面3，设计基准与定位基准不重合。因此，即使不考虑本工序的加工误差，这种定位方法也将可能使加工尺寸A发生变化（在工序一留下的误差 范围S内波动），因而也就产生了定位误差 。 工序一：工序一：加工平面

39、2时，定位基准与设计基准重合，其图纸的设计尺寸 与加工时刀具调整控制尺寸 （对一批工件说，可看作为常量不变）两者一致，则定位误差 =0 。 图中零件，底面3与侧面4已加工好，需加工平面1、2，均用底面及侧面定位。BB尺寸公差）即S2(2ASSB第113页/共188页B上述的误差完全是由于定位基准和设计基准不重合引起的，可称这类定位误差为“基准不符误差基准不符误差”。为提高定位精度，设计夹具时尽量使定位基准与加工表面之设计基准重合。但定位精度虽然提高了，有时使得夹具结构复杂，工件安装不便, 稳定性和可靠性变差。生产中只要在满足工艺的要求前提下，如果能降低工序成本，基准不重合的定位方案，也允许选用

40、。 尺寸公差）即S2(2ASSB第114页/共188页当设计基准的变动方向与加工尺寸方向有一夹角 时，基准不重合误差等于定位基准与设计基准间距离尺寸公差在加工尺寸方向上的投影 即 式中 -定位基准与设计基准之间各相关尺寸的公差mm; - 的方向与加工尺寸方向之间的夹角，（ ）。n1iiiBcosiii上式是基准不重合误差 的一般计算式。B第115页/共188页（二）（二） 基准位移误差和计算基准位移误差和计算1、工件以平面定位工件以平面定位工件以平面定位时，定位基面的位置可以看成是不变动的，因此基准位移误差为零。即0Y2、工件以圆孔在圆柱销、圆柱心轴上定位工件以圆孔在圆柱销、圆柱心轴上定位图所

41、示为孔与销间隙配合的情况，若工件的工序基准为孔心，试确定其定位误差。孔与销间隙配合时的定位误差DmaxdminODWO1O2由于定位副配合间隙的影响，会使工件上圆孔轴线（定位基准）的位置发生偏移，其中心偏移量在加工尺寸方向上的投影即基准位移误差Y定位基准偏移的方向有两种可能：定位基准偏移的方向有两种可能：（1）在任意方向偏移）在任意方向偏移（2）只能在某一方向上偏移）只能在某一方向上偏移第116页/共188页在任一方向上偏移在任一方向上偏移mindDminmaxmaxYXdDXDd式中 工件定位孔的直径公差，mm； 圆柱销或圆柱心轴的直径公差，mm； 定位所需最小间隙（设计时确定），mm。 m

42、inX当基准偏移为单方向时当基准偏移为单方向时孔与销间隙配合固定边接触时定位误差DmaxO1DminODWO2)X(21)dD(21X21mindDminmaxmaxY第117页/共188页如果基准偏移的方向与工件加工尺寸的方向不一致时，应将基准的偏移量如果基准偏移的方向与工件加工尺寸的方向不一致时，应将基准的偏移量向加工尺寸方向上投影。向加工尺寸方向上投影。当工件用圆柱心轴定位时，定位副的配合间隙还会使工件孔的轴线发生歪斜，当工件用圆柱心轴定位时，定位副的配合间隙还会使工件孔的轴线发生歪斜，并影响工件的位置精度，如图并影响工件的位置精度，如图3-63示，工件除了孔距公差，还有平行度公差，示，

43、工件除了孔距公差，还有平行度公差， = L1/L2L1_加工面长度加工面长度 L2定位孔长度定位孔长度)X(mindDY第118页/共188页3、工件以外圆柱面在、工件以外圆柱面在V块上定位块上定位D(c)(b)(a)CAAOOOFEAaHHH123加工键槽时，一般有两项工序要求：1）尺寸H；2）键槽对工件外圆中心的对称度。标注键槽设计尺寸H时，有三种不同的标注方法：(a)要求保证上母线到加工面尺寸H1；(b)要求保证下母线到加工面尺寸H2；(c)要求保证上母线到加工面尺寸H3。若忽略工件的圆度误差和V形块角度误差，可认为工件外圆中心在水平方向上的位置变动量为零第119页/共188页2sin2

44、2sinadaOEOA )2(sin42cos)(2sin21)(2aadddaOAd 已知：工件外圆直径为d，公差为 ，V形块两斜面夹角为 ，求各种标准方式下的定位误差？解： 首先：写出O点（工件基准点）至加工尺寸方向上某固定点（通常取点A）的距离再对上式求全微分dAO1O2r21r第120页/共188页2sin2oo21dTddh)2(sin42cos2sin212d 用微小增量代替微分，并将尺寸误差视为微小增量，且考虑到尺寸误差可正可负，各项误差应取绝对值，故定位误差为：若使用同一夹具进行加工，则 0所以T90d21707. 0oo当时，如工件加工尺寸方向与Z方向同，则Yd21707.

45、0oo如他们之间有一夹角，则cos707. 0cosood21Y第121页/共188页 工艺路线的拟定是拟定工艺规程的关键性一步。其实质就是选择合适的加工方法和加工方案。1、方法：、方法：在具体工作中，应该在充分调查研究的基础上，提出多种方案进行分析比较。 视工艺路线对加工质量和加工效率的影响。对工人劳动强度的影响。 对设备投资，车间面积和生产成本的影响。2、工艺路线优越性判断依据：、工艺路线优越性判断依据：第122页/共188页1、合理选择定位基准2、加工方法的选择3、加工阶段的划分4、工序的集中与分散5、加工顺序安排 1、合理选择定位基准 如前面所述。第123页/共188页2、加工方法的选

46、择(1)内容：根据每个加工表面的技术要求，确定其加工方法及分几次加工。(2)具体应考虑的因素各加工方法：各加工方法：经济精度和表面粗糙度与表面加工技术要求相当。最好不低于加工技术要求，否则要进行特别处理，改进工艺措施。同时要注意：a、表中数据为一般情况下的数值，在某些条中下会发生变化。b、在大批大量生产中，为保证高的生产率和高的成品率。常把原用于高光洁度的加工方法用于获得较差的表面粗糙度。如：连杆孔表面粗糙度要求为Ra为0.8m，采用Ra可达0.040.32的珩磨加工方法，用以获得高质、高效率。第124页/共188页本厂现有设备、技术不应一谓追求高精设备本厂现有设备、技术不应一谓追求高精设备

47、要充分利用现有设备,挖掘企业潜力，发挥职工的积极性和创造性。 生产类型生产类型 反映的是生产率与经济性关系。大批高效加工方法。 如：采用拉削取代铣、刨、镗孔以获得高效率。又如：农用齿轮直接采用锻造成型，无需切削加工。 材料的性质及可以加工性。材料的性质及可以加工性。如：淬火钢应采用磨削加工，而有色金属磨削困难，一般应采用金刚镗或高速车削来进行精加工。第125页/共188页第126页/共188页 荒加工荒加工毛坏余量特别大，表面极其粗糙。在粗加工前进行去皮加工。 精加工阶段精加工阶段 任务：使各主要表面达到图纸要求。 光整加工阶段光整加工阶段a.主要任务：对IT6 以上，Ra0.5%，退火 降低

48、硬度；b.含碳T300 （即0.800. 60），就无法满足工艺尺寸键的基本计算式的关系，即使本工序的加工误差TA = 0 ，也无法保证获得 360 0.30尺寸在允许范围之内。这时就必须采取措施： (1) 与设计部门协商，能否将孔心线尺寸350要求放低（例如要放大到 T350T600,往往是难以同意的）； (2) 改变定位基准，即用底面定位加工（这时虽定位基准与设计基准重合，但中间导向支承要用吊装式，装拆麻烦）； 分析：分析：第161页/共188页 (3) 提高上工序的加工精度，即缩小600 0.40公差，使T6000, 合适。合适。第171页/共188页跟踪法建尺寸链跟踪法建尺寸链 对于工

49、件形状复杂、工艺过程很长、工艺基对于工件形状复杂、工艺过程很长、工艺基准多次转换、工艺尺寸链环数多时，就不容易迅准多次转换、工艺尺寸链环数多时，就不容易迅速、简便地列出相应的工艺尺寸链来进行工序尺速、简便地列出相应的工艺尺寸链来进行工序尺寸的换算，而且还容易出差错。寸的换算，而且还容易出差错。 采用跟踪法，就能够更直观、更简便地去解采用跟踪法，就能够更直观、更简便地去解工艺尺寸链的问题。而且也便于利用计算机进行工艺尺寸链的问题。而且也便于利用计算机进行辅助工艺设计。辅助工艺设计。 第172页/共188页1 1）建立方法）建立方法（1）画出零件的简图及工艺过程尺寸联系图，把间接保证的设计尺寸和余

50、量作为封闭环找出来；（2）沿封闭环两端面竖线同步向前面各工序追踪查找组成环；（3）在追踪过程中，遇到箭头拐弯，逆加工箭头横向追踪到此尺寸的度量基准；（5）当两边竖线“汇交”到某一个度量基准为止。（4）沿度量基准所在的竖线继续追踪；第173页/共188页2 2）符号说明）符号说明CABA1A2A3A4A5Z为封闭环为封闭环A0余量余量定位基准定位基准封闭环封闭环工序尺寸工序尺寸度量基准度量基准第174页/共188页3 3）举例举例70-0.2CABA1A2A3A4A9Z1为封闭环为封闭环A010-0.250+0.1A5A6A7A8A1050+0.1Z4Z3Z2Z5Z6Z7Z8Z9Z105 粗车粗

51、车C，得，得A1，镗内孔，镗内孔A210 粗车小端粗车小端B，得，得A3，车台阶，车台阶A415 半精车半精车C，得，得A5，半精镗内孔，半精镗内孔A620 精车小端精车小端B，得，得A7，精车台阶，精车台阶A825 磨内孔得磨内孔得A930 磨外圆得磨外圆得A10第175页/共188页 一般情况下，一般情况下，设计要求和加工余量（除设计要求和加工余量（除直接控制余量的加工方式外）往往是工艺直接控制余量的加工方式外）往往是工艺尺寸链的封闭环尺寸链的封闭环，所以应查找出以所有的，所以应查找出以所有的设计要求和加工余量为封闭环的工艺尺寸设计要求和加工余量为封闭环的工艺尺寸链。链。 查找方法为：查找方法为：从封闭环的两端出发，沿从封闭环的两端出发，沿零件表面引线同时垂直向上跟踪，当遇到零件表面引线同时垂直向上跟踪，当遇到尺寸箭头时就沿箭头拐弯，经过该尺寸线尺寸箭头时就沿箭头拐弯，经过该尺寸线到末端后垂直折向继续向