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文檔簡介
1、YCF正版可修改PPT(中職)機械制造技術項目五機械加工工藝規(guī)程的制定ppt電子課件機械制造技術項目五機械加工工藝規(guī)劃的制定機械加工工藝規(guī)定的制定機械加工企業(yè)大多以產(chǎn)品為主線組織生產(chǎn)經(jīng)營活動。由于機械產(chǎn)品各有不同的加工要素,因而工人往往會使用不同的機器來加工。企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)設備配置、產(chǎn)品生產(chǎn)批量大小等因素都決定著生產(chǎn)活動的不同。圖5-1 所示為小型企業(yè)與大型企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場。圖5-1 小型企業(yè)與大型企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場同時,隨著現(xiàn)代制造技術的快速發(fā)展,各類現(xiàn)代化數(shù)控機床正在迅速普及,從而使傳統(tǒng)加工工藝也發(fā)生了很大變化,企業(yè)對產(chǎn)品的適應性更強、生產(chǎn)率更高。那么,現(xiàn)代企業(yè)應該按照什么規(guī)律來組織生產(chǎn)?怎樣配
2、置生產(chǎn)設備對產(chǎn)品進行加工更經(jīng)濟、更高效?加工過程中各要素如何統(tǒng)籌兼顧?工人依據(jù)什么標準來判斷產(chǎn)品加工質(zhì)量是否合格?這些都是機械加工工藝需要解決的問題。機械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等工藝文件,即按工藝規(guī)程有關內(nèi)容編寫成的文件和表格,經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。因此,要求機械加工工藝規(guī)程設計者必須具備豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗和扎實的機械制造工藝基礎理論知識。1任務一工藝規(guī)程2任務二零件圖分析3任務三定位基準的選擇4任務四擬定工藝規(guī)程5任務五加工余量的確定6任務六工藝尺寸鏈7任務七機床及工藝裝備的選擇8任務八切削用量的確定任務一 夾具概述任務分析作為企業(yè)的相關生產(chǎn)工藝人員,在編制產(chǎn)
3、品的加工工藝之前必須熟悉加工工藝過程的基本組成要素,了解各種生產(chǎn)類型及其特征,并且能夠依據(jù)這些專業(yè)知識和本企業(yè)的生產(chǎn)專業(yè)化水平、生產(chǎn)能力等要素,合理編制產(chǎn)品的機械加工工藝。機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等工藝文件。工藝規(guī)程是機械制造廠最主要的技術文件之一。其內(nèi)容主要包括工件加工的工藝路線、各工序的具體加工內(nèi)容、切削用量、工時定額及各工序所采用的設備及工藝裝備等。1知識鏈接要制定機械加工工藝規(guī)程,先要學習機械加工工藝規(guī)程的相關概念。一、機械加工工藝規(guī)程的作用一般來說大批大量生產(chǎn)類型要求有細致和嚴密的組織工作,因此要求有比較詳細的機械加工工藝規(guī)程。單件或小批量生產(chǎn)由于分工比較
4、粗,因此機械加工工藝規(guī)程可以簡單一些。(1)生產(chǎn)的計劃、調(diào)度,工人的操作、質(zhì)量檢查等都是以機械加工工藝規(guī)程為依據(jù),一切生產(chǎn)人員都不得隨意違反機械加工工藝規(guī)程。(2)機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備和生產(chǎn)管理的基本依據(jù)。產(chǎn)品生產(chǎn)前,可以依據(jù)機械加工工藝規(guī)程進行技術準備工作和生產(chǎn)準備工作,它也是生產(chǎn)調(diào)度部門安排生產(chǎn)計劃、進行生產(chǎn)成本核算的依據(jù)。(3)機械加工工藝規(guī)程是新建、擴建工程或車間的基本資料,是提出生產(chǎn)面積、廠房布局、人員編制、購置設備等的各項工作依據(jù)。機械加工工藝規(guī)程還是工藝技術交流的主要形式。機械加工工藝規(guī)程的修改與補充是一項嚴肅的工作,必須經(jīng)過認真討論和嚴格的審批手續(xù),只有不斷地修改與補充才
5、能進一步完善,保持其合理性。二、機械加工工藝規(guī)程制定的原則機械加工工藝規(guī)程制定的原則是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本,即在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,爭取最好的經(jīng)濟效益。制定工藝規(guī)程時,應注意以下問題。(1)技術上的先進性。在制定工藝規(guī)程時,要了解國內(nèi)外本行業(yè)的工藝技術進展,通過必要的工藝試驗,積極采取適用的先進工藝和工藝裝備。(2)經(jīng)濟上的合理性。在一定的生產(chǎn)條件下,可能會有幾種能夠保證零件技術要求的工藝方案,此時應通過成本核算或評比,選擇經(jīng)濟上最合理的方案,使產(chǎn)品的能源消耗、材料消耗和生產(chǎn)成本最低。(3)有良好的勞動條件。在制定工藝規(guī)程時,要注意保證工人操作時有良好而安全的勞動條件,因此,在工藝方案上要注意
6、采取機械化或自動化措施,以降低工人的勞動強度。同時,要求符合國家環(huán)境保護法的有關規(guī)定,避免環(huán)境污染。三、機械加工工藝規(guī)程的格式及內(nèi)容將工藝規(guī)程的內(nèi)容填入一定格式的卡片,即成為生產(chǎn)準備和施工依據(jù)的工藝文件。常用的工藝文件格式有下列幾種。1. 機械加工工藝過程卡片機械加工工藝過程卡片是以工序為單位,簡要地列出整個零件加工所經(jīng)過的工藝路線(包括毛坯制造、機械加工和熱處理等)。它是制定其他工藝文件的基礎,也是生產(chǎn)準備、編排作業(yè)計劃和組織生產(chǎn)的依據(jù)。在這種卡片中,由于工序的說明不夠具體,故一般不直接指導工人操作,而作為生產(chǎn)管理方面使用。但在單位小批生產(chǎn)中,由于通常不編制其他較詳細的工藝文件,就以這種卡片
7、指導生產(chǎn)。機械加工工藝過程卡片如表5-1 所示。(工廠名)機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱及型號零件名稱零件圖號材料名稱毛坯種類零件質(zhì)量毛重第 頁牌名尺寸凈重共 頁性能每料件數(shù)每臺件數(shù)每批件數(shù)工序號工序內(nèi)容加工車間設備名稱及編號工藝裝備名稱及編號技術等級時間定額夾具刀具量具單件始終更多內(nèi)容編制抄寫校對審核批準表5-1機械加工工藝過程卡片2. 機械加工工藝卡片機械加工工藝卡片是以工序為單位,詳細地說明整個工藝過程的一種工藝文件。它是用來指導工人生產(chǎn)和幫助車間管理人員與技術人員掌握整個零件加工過程的一種主要技術文件,廣泛應用于成批生產(chǎn)的零件和重要零件的小批生產(chǎn)中。機械加工工藝卡片內(nèi)容包括零件的材料、毛
8、坯種類、工序號、工序內(nèi)容、工藝參數(shù)、工藝裝備名稱及編號等。機械加工工藝卡片如表5-2 所示。(工廠名)產(chǎn)品名稱及型號零件名稱零件圖號材料名稱毛坯種類零件質(zhì)量毛重第 頁牌名尺寸凈重共 頁性能每料件數(shù)每臺件數(shù)每批件數(shù)工序安裝工步工序內(nèi)容同時加工零件數(shù)切削用量設備名稱及編號工藝名稱及編號技術等級時間定額背吃刀量進給量切削速度切削速度夾具刀具量具單件始終更多內(nèi)容編制抄寫校對審核批準表5-2 機械加工工藝卡片3. 機械加工工序卡片機械加工工序卡片是根據(jù)加工工藝卡片為每一道工序制定的。它更詳細地說明整個零件各個工序的要求,是用來具體指導工人操作的工藝文件,在這種卡片上要畫工序簡圖,說明該工序每個工步的內(nèi)容
9、、工藝參數(shù)、操作要求以及所用的設備及工藝裝備。機械加工工序卡片一般用于大批大量生產(chǎn)的零件。機械加工工序卡如表5-3 所示。(工廠名)產(chǎn)品型號零件名稱共 頁產(chǎn)品名稱零件工號第 頁材料牌號毛坯種類毛坯外形尺寸毛坯件數(shù)每臺件數(shù)備注(工序簡圖)車間工序號工序名稱材料牌號毛坯種類毛坯外形尺寸每臺件數(shù)每臺件數(shù)設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)夾具編號夾具名稱切削液工序工時準終單件工序號工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速/(rmin-1)切削速度/(mmin-1)進給量/(mmr-1)背吃刀量/mm進給次數(shù)工時定額機動輔助編制抄寫校對審核批準日期表5-3 機械加工工序卡四、制定工藝規(guī)程的原始資料制定工藝規(guī)程,必須具
10、備以下原始資料。(1)產(chǎn)品全套裝配圖和零件圖。(2)產(chǎn)品驗收的質(zhì)量標準。(3)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(年產(chǎn)量)。(4)毛坯資料。毛坯資料包括各種毛坯制造方法的技術經(jīng)濟特征和各種型材的品種、規(guī)格、毛坯圖等。在無毛坯圖的情況下,需實地了解毛坯的形狀、尺寸及力學性能。(5)現(xiàn)場的生產(chǎn)條件。為了使制定的工藝規(guī)程切實可行,一定要考慮現(xiàn)場的生產(chǎn)條件,如毛坯的生產(chǎn)能力及水平,現(xiàn)場加工設備、工藝裝備及使用狀況,專用設備、工裝的制造能力及工人的技術水平等。(6)有關手冊、標準及指導性文件。(7)國內(nèi)外先進工藝及生產(chǎn)技術發(fā)展的情況。五、制定工藝規(guī)程的步驟工藝規(guī)程的步驟如下。(1)計算年生產(chǎn)綱領,確定生產(chǎn)類型。(2)分析研
11、究產(chǎn)品的裝配圖和零件圖,對零件進行工藝分析。(3)確定毛坯,包括選擇毛坯類型及制造方法,繪制毛坯圖,計算總余量毛坯尺寸和材料利用率等。(4)擬定工藝路線。其主要工作是:選擇定位基準,確定各表面的加工方法,安排加工順序,確定工序分散與集中的程度,安排熱處理以及檢驗等輔助工序。(5)確定各工序的加工余量,計算工序尺寸及公差。(6)確定各工序所采用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。(7)確定切削用量及時間定額。(8)確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。(9)評價各種工藝方案,確定最佳工藝路線。(10)填寫工藝文件。2任務二 零件圖分析任務分析零件圖是表達單個零件形狀、大小和特征的圖樣,也是在制造和
12、檢驗機械零件時所用的圖樣,在生產(chǎn)過程中,根據(jù)零件圖樣和圖樣的技術要求進行生產(chǎn)準備、加工制造及檢驗。因此,它是指導零件生產(chǎn)的重要技術文件。我們通過對零件圖的分析了解零件的相關結(jié)構(gòu)及加工要求,進而為我們進行工藝性分析做好準備。知識鏈接要分析零件圖,先要學習零件圖的相關概念。一、 零件圖的識讀在識讀零件圖過程中,應把握以下內(nèi)容,從而方便加工時的工藝分析。1. 尺寸標注零件圖中的圖形只是用來表達零件的形狀,而零件各部分的真實大小及相對位置,則靠標注尺寸來確定。零件圖上所標注的尺寸不但要滿足設計要求,還應滿足生產(chǎn)要求。零件圖上的尺寸要標注得完整、清晰,符合國際規(guī)定等要求。2. 尺寸基準度量尺寸的起點稱為
13、尺寸基準。在選擇尺寸基準時,必須根據(jù)零件在機械中的作用、裝配關系、零件的加工方法、測量方法等情況來確定。毛坯面之間的尺寸應直接標注,不能標注成封閉尺寸鏈。零件圖的尺寸標注示例如圖5-2所示。每個零件都有長、寬、高三個方向的尺寸,每個方向都應有一個主要基準。標注尺寸時,既要考慮設計要求,又要考慮工藝要求。圖5-2 零件圖的尺寸標明示例3. 技術要求零件圖的技術要求是指制造和檢驗該零件時應達到的質(zhì)量要求。分析技術要求就是分析以下內(nèi)容。(1)零件的材料及毛坯要求。(2)零件的表面粗糙度要求。(3)零件的尺寸公差、形狀和位置公差。(4)零件的熱處理、涂鍍、修飾、噴漆等要求。(5)零件的檢測、驗收、包裝
14、等要求。二、零件的工藝性分析在制定零件的機械加工工藝規(guī)程時,除了要先分析產(chǎn)品裝配圖及零件圖,明確零件在產(chǎn)品中的位置、作用及相關零件的位置關系,還要著重對零件圖中零件的結(jié)構(gòu)進行工藝性分析。在研究零件的結(jié)構(gòu)時,還應注意審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性。零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指在保證使用要求的前提下,能否以較高的生產(chǎn)率和較低的成本而方便地制造出來的特性,表5-4 所示為零件機械加工工藝性實例。零件技術要求分析是制定工藝規(guī)程的重要環(huán)節(jié),通過認真仔細地分析零件的技術要求,確定零件的主要加工表面和次要加工表面,從而確定整個零件的加工方案。除結(jié)合前面講到的零件圖識讀中涉及的相關技術要求的分析外,還應注意以下幾個方面。(1)
15、精度分析:被加工表面的尺寸精度、形狀精度和相互位置精度的分析。(2)表面粗糙度及其他質(zhì)量的要求。(3)熱處理要求和其他方面要求(如動平衡、去磁等)的分析。分析零件的技術要求時,還要結(jié)合零件在產(chǎn)品中的作用,審查技術要求是否合理、有無遺漏和錯誤。如發(fā)現(xiàn)不妥之處,及時與設計人員協(xié)商解決。序號零件結(jié)構(gòu)工藝不合理性工藝合理性1孔離箱壁太近,鉆頭在圓角處易引偏;箱壁高度尺寸大,需加可加工加長箱耳,不需要長鉆頭,只要使用上允許將箱耳設計在某一端, 不加長箱耳也可方便加工2車螺紋時,螺紋根部易打刀且不能清根留有退刀槽, 可使螺紋清根并避免打刀3插齒無退刀空間,小齒輪無法加工對大齒輪可進行滾齒或插齒, 對小齒輪
16、可進行插齒表5-4 零件機械加工工藝性實例序號零件結(jié)構(gòu)工藝不合理性工藝合理性4兩端軸頸需磨削加工,因齒輪圓角而不能清根 留有砂輪越程槽,磨削時可以清根5斜面鉆孔,鉆頭易引偏只要結(jié)構(gòu)允許留出平臺, 可直接加工, 否則要加工孔的部位先加工出平面6錐面加工時易碰傷圓柱表面,且不能清根可方便地對錐面加工續(xù)表序號零件結(jié)構(gòu)工藝不合理性工藝合理性7加工面高度不同,需兩次調(diào)整刀具進行加工,影響生產(chǎn)率加工面高度相等, 一次調(diào)整刀具即可加工兩個平面8三個退刀槽的寬度不等,需要三把不同寬度的刀具加工同一寬度尺寸的退刀槽, 使用一把刀具即可加工9加工面大,加工時間長,平面度誤差大加工面減少, 節(jié)省工時, 減少刀具磨損
17、并易保證平面度要求續(xù)表序號零件結(jié)構(gòu)工藝不合理性工藝合理性10內(nèi)壁孔出口處有階梯面,鉆孔時孔易鉆偏或鉆頭折斷內(nèi)壁孔出口處平整,鉆孔方便,易保證孔中心位置度11鍵槽設置在階梯軸相差90的方向上,需兩次裝夾加工將階梯軸的兩個鍵槽設計在同一方向上, 一次裝夾可完成兩個鍵槽的加工12鉆孔過深,加工時間長,鉆頭損耗大,且鉆頭易偏斜鉆孔的一端留空刀,鉆孔時間短,鉆頭壽命長,且不易偏斜續(xù)表3任務三 定位基準的選擇任務分析擬訂加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準選擇不當,往往會增加工序,或使工藝路線不合理,或使夾具設計困難,甚至達不到零件的加工精度(特別是位置精度)要求。正確選擇定位基準對保證加工表面的尺寸
18、精度和相互位置精度,確定各表面加工順序和夾具結(jié)構(gòu)的設計都有很大影響,因此,必須重視定位基準的選擇。知識鏈接要選擇工件的定位基準,先要學習定位基準選擇的相關概念。一、粗基準的選擇在起始工序中,工件定位只能選擇未加工的毛坯表面,這種定位表面稱為粗基準。選擇粗基準時,主要考慮兩個問題:一是合理地分配加工面的加工余量;二是保證加工面與不加工面之間的相互位置關系。粗基準選擇的原則如下。(1)選加工余量小、較準確的、光潔的、面積較大的毛面做粗基準。避免選有毛刺的分型面等做粗基準。(2)選重要表面為粗基準,因為重要表面一般都要求余量均勻。(3)選不加工的表面做粗基準,這樣就可以保證加工表面和不加工表面之間的
19、相對位置要求,同時可以在一次安裝下加工更多的表面,如圖5-3 所示。(4)粗基準一般只能使用一次。因為粗基準為毛面,定位基準位移誤差較大,若重復使用,將造成較大的定位誤差,不能保證加工要求。因此,在指定工藝規(guī)程時,第一、第二道工序一般都是為了加工出后面工序的精基準。在實際應用中,劃線安裝有時可以兼顧這四條原則。夾具安裝則不能兼顧,這就應根據(jù)具體情況,抓住主要矛盾,解決主要問題。圖5-3 選不加工表面為粗基準二、 精基準的選擇選擇精基準的總原則為:保證零件的加工精度,同時考慮裝夾方便可靠,使零件的制造較為經(jīng)濟、簡單。1. 基準重合原則在工件的加工過程中,以設計基準作為定位基準,從而避免產(chǎn)生基準不
20、重合誤差,這一原則稱為基準重合原則。如圖5-4 所示,在一平面上鉆孔的工序中,其工序基準為A、B 端面。此時,宜選A、B 端面為其定位基準,避免基準不重合誤差的產(chǎn)生。圖5-4 基準重合原則2. 基準統(tǒng)一原則在工件的加工過程中盡可能地采用統(tǒng)一的一組定位基準稱為基準統(tǒng)一原則。采用這一原則可以有效地保證各表面間的相互位置精度,同時可以簡化夾具的設計和制造。例如,軸類零件常采用頂尖孔作為同一基準,箱體常用一面雙控作為精基準,盤類零件常用一端面和一短孔為精基準。3. 互為基準原則對于相互位置精度要求高的表面,可以采用加工面間互為基準、反復加工的方法。例如,要保證精密齒輪齒圈跳動精度,在齒面淬硬后,先以齒
21、面定位磨內(nèi)孔,再以內(nèi)孔定位磨齒面,從而保證位置精度。為了保證車床主軸的支承軸頸與主軸內(nèi)錐面的同軸度要求,當選擇精基準時,也是根據(jù)互為基準的原則進行加工來達到的,如圖5-5 所示。圖5-5 床身導軌面為基準磨削 4. 自為基準原則 當精加工或光整加工工序要求余量小而均勻,應選擇加工表面本身作為定位基準。例如,導軌面的磨削,就是以導軌面自身為基準找正定位。此外,拉孔、浮動鉸孔、浮動鏜孔、無心磨外圓及珩磨等都是自為基準的例子。圖5-6 所示為磨削床身導軌面, 為了保證導軌面上耐磨層的一定厚度及均勻性,則可用導軌面自身找正定位進行磨削。浮動鏜刀鏜孔、圓拉刀拉孔、珩磨及無心磨床磨外圓都是采用自為基準原則
22、進行零件表面加工的。圖5-5床身導軌面自為基準磨削圖5-6 葉片和活塞的輔助定位基準 5. 裝夾方面原則工件要定位穩(wěn)定,夾緊可靠,操作方便,夾具結(jié)構(gòu)簡單。以上論述了定位基準選擇的原則,在實際生產(chǎn)中要根據(jù)具體情況,靈活運用。4任務四 擬定工藝規(guī)程任務分析工藝路線的擬定是制定工藝規(guī)程的關鍵,所擬定的工藝路線是否合理,直接影響到工藝規(guī)程的合理性、科學性和經(jīng)濟性。工藝路線擬定的主要任務是選擇各個表面的加工方法和加工方案、確定各個表面的加工順序以及工序集中與分散的程度、合理選用機床和刀具、定位與夾緊方案的確定等。設計時一般應提出幾種方案,通過分析對比,從中選擇最佳方案。知識鏈接要擬定工件的工藝路線,先要
23、學習零件加工工藝路線的相關概念。機械加工工藝規(guī)程的制定可分為兩部分:一是擬定零件加工的工藝路線,二是確定各道工序尺寸及公差、所用設備、切削規(guī)范和時間定額等。擬定零件加工路線是制定工藝規(guī)程的關鍵。主要任務是選擇各個表面的加工方法、加工方案、確保各個表面的加工先后順序及整個工藝過程中工序數(shù)目多少等。 一、加工方法的選擇為了正確選擇表面加工方法,首先應了解各種加工方法的特點和掌握加工精度的概念。任何一種加工方法可以獲得的加工精度和表面粗糙度均有一個較大的范圍。例如,精細的操作、選擇低的切削用量可以獲得較高的質(zhì)量,但又會降低生產(chǎn)率,提高成本;若增大切削用量提高生產(chǎn)率,雖然成本降低了,但質(zhì)量也降低了。因
24、此,對一種加工方法,只有在一定的精度范圍內(nèi)才是經(jīng)濟的,這一定范圍的精度是指在正常的加工條件下(采用符合質(zhì)量的標準設備、工藝裝備和標準技術等級的工人,不延長加工時間)所能保證的加工精度。這一范圍的精度稱為經(jīng)濟精度。相應的粗糙度稱為經(jīng)濟表面粗糙度。各種加工方法所能達到的經(jīng)濟精度、表面粗糙度、各種典型表面的加工方案在機械加工手冊中都能查到。表5-5、表5-6 和表5-7 中分別摘錄了外圓、平面和孔的加工方案。應該指出的是,加工經(jīng)濟精度的數(shù)值并不是一成不變的,隨著科學技術的發(fā)展、工藝技術的改進,加工經(jīng)濟精度會逐步提高。序號加工方式經(jīng)濟精度(公差等級表示)表示粗糙度值Ra /m適用范圍1粗車半精車IT1
25、0 IT9 3.2 6.3 端面2粗車半精車精車IT8 IT7 0.8 1.63粗車半精車磨削IT7 IT6 0.2 0.84粗刨(粗銑)精刨(精銑) IT10 IT8 1.6 6.3加工不淬火鋼、鑄鐵、有色金屬等材料5粗刨(粗銑)精刨(精刨)刮研IT7 IT5 0.1 0.86粗刨(粗銑)精刨(精銑)寬刀細刨IT7 IT6 0.2 0.87粗刨(粗銑)精刨(精銑)磨削IT7 IT6 0.2 0.8加工不淬火鋼、鑄鐵、有色金屬等材料8粗刨(粗銑)精刨(精銑)粗磨精磨IT6 IT5 0.1 0.49粗銑精銑磨削研磨IT5 以上0.006 0.1(或RZ 0.05)10拉削IT7 IT6 0.2
26、0.8大量生產(chǎn),較小的平面(精度以拉刀精度來確定)表5-5 外圓柱面加工方案表 5-6平面加工方案序號加工方式經(jīng)濟精度(公差等級表示)表示粗糙度值Ra /m適用范圍1粗車IT13 IT11 10 50適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車半精車IT10 IT8 2.5 6.33粗車半精車精車滾壓(或拋光)IT8 IT7 0.8 1.64粗車半精車精車滾壓(或拋光)IT8 IT7 0.025 0.2適用于淬火鋼以外的各種金屬5粗車半精車磨削IT8 IT7 0.4 0.8主要用于淬火鋼, 也可用于未淬火鋼, 但不宜加工有色金屬6粗車半精車粗磨精磨IT7 IT6 0.1 0.47粗車半精車粗磨精磨超精加工
27、(或輪式超精磨)IT50.012 0.1(或Rz 0.1)8粗車半精車精車精細車(金鋼車)IT7 IT6 0.025 0.4主要用于要求較高的有色金屬加工9粗車半精車粗磨精磨超精磨(或鏡面磨)IT50.006 0.025(或Rz 0.05)極高精度的外圓加工10粗車半精車粗磨精磨研磨IT50.006 0.1(或Rz 0.05)序號加工方式經(jīng)濟精度(公差等級表示)表示粗糙度值Ra /m適用范圍1鉆IT13 IT11 12.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯,也可用于加工有色金屬, 孔徑小于15 20 mm2鉆鉸IT10 IT8 1.6 6.33鉆粗鉸IT8 IT7 0.8 1.64鉆擴IT11 IT
28、10 6.3 12.5鑄鐵的實心毛坯,也可用于加工有色金屬, 孔徑小于15 20 mm5鉆擴鉸IT9 IT8 1.6 3.26鉆擴粗鉸精校IT7 0.8 1.67鉆擴機鉸手鉸IT7 IT6 0.2 0.48鉆擴拉IT9 IT7 0.1 1.6大批大量生產(chǎn)(精度由拉刀的精度而定)表5-7 孔加工方案序號加工方式經(jīng)濟精度(公差等級表示)表示粗糙度值Ra /m適用范圍9粗鏜(或擴孔) IT13 IT11 6.3 12.5除淬火鋼外各種材料, 毛坯有鑄出孔或鍛出孔10粗鏜(粗擴)半精鏜(精擴) IT10 IT9 1.6 3.211粗鏜(粗擴)半精鏜(精擴)精鏜(鉸)IT8 IT7 0.8 1.612粗
29、鏜(粗擴)半精鏜(精擴)精鏜浮動鏜刀精鏜IT7 IT6 0.4 0.813粗鏜(擴)半精鏜磨孔IT8 IT7 0.2 0.8 主要用于淬火鋼,也可用于未淬火鋼,但不宜用于有色金屬14粗鏜(擴)半精鏜粗磨精磨IT8 IT7 0.1 0.215粗鏜半精鏜精鏜精鏜精細鏜(金剛鏜)IT7 IT6 0.05 0.4主要用于精度要求高的有色金屬16鉆(擴)粗鉸精鉸珩磨;鉆(擴)拉珩磨;粗鏜半精鏜、精鏜珩磨IT7 IT6 0.025 0.2精度要求很高的孔17以研磨代替珩磨IT6 IT5 0.006 0.1續(xù)表擬定工藝路線時,首先要確定各表面的加工方法。零件由不同表面組成,每一種幾何表面都有一系列加工方法與
30、之相對應,可供選擇。各種加工方法所能達到的精度和表面粗糙度可從有關工藝手冊中查到。所以我們應充分了解各種加工方法所能達到的經(jīng)濟精度,便于選擇最佳方案,降低零件的制造成本。選擇加工方法時,還應綜合考慮以下因素。(1)選擇相應能獲得經(jīng)濟精度的加工方法。例如,加工精度為IT7,表面粗糙度為Ra=0.4 m的外圓柱表面,通過精車可以達到要求,但不如磨削經(jīng)濟。(2)工件材料的性質(zhì)。例如,淬硬鋼的精加工要用磨削,非鐵金屬零件的精加工為避免磨削時堵塞砂輪,則要用高速精細車或精細鏜(金剛鏜)等加工方法。(3)工件的結(jié)構(gòu)和尺寸。例如,對于IT7 級精度的孔,常采用拉銷、鉸削、鏜削和磨削等加工方法,但箱體上的孔,
31、一般不宜采用拉或磨,而常常選擇鏜孔(大孔)或鉸孔(小孔)。(4)結(jié)合生產(chǎn)類型考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。大批量生產(chǎn)時,應采用生產(chǎn)率高和質(zhì)量穩(wěn)定的加工方法。例如,平面和孔可采用拉削,同時加工幾個表面的組合銑削和磨削等;單間小批量生產(chǎn)則采用刨削、銑削平面和鉆、擴、鉸孔。避免盲目地采用高效加工方法和專用設備而造成經(jīng)濟損失。(5)本廠的現(xiàn)有設備和技術條件。應充分利用現(xiàn)有設備,挖掘潛力,發(fā)揮人的積極性和創(chuàng)造性。二、加工階段擬定零件的加工質(zhì)量要求較高時,應把整個加工過程劃分為以下幾個階段。(1)粗加工階段。其主要任務是切除大部分余量,使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品。因此,應著重考慮如何獲得高的生產(chǎn)率,同時要為半
32、精加工提供精基準,并留有充分均勻的加工余量,為后續(xù)工序創(chuàng)造有利條件。(2)半精加工階段。達到一定的精度要求,并保證留有一定的加工余量,為主要表面的精加工做好準備,同時完成一些次要表面的加工(緊固孔的鉆削、攻螺母、銑鍵槽等)。(3)精加工階段。各主要表面達到圖紙規(guī)定的質(zhì)量要求。(4)光整加工階段。對于精度要求在IT6 級以上、表面粗糙度值小于Ra=0.2 m 的零件,需安排光整加工階段,光整加工可進一步提高尺寸精度和降低表面粗糙度。三、工序的集中與分散為了便于組織生產(chǎn),常將工藝路線劃分為若干工序,劃分的原則可采用工序的集中或分散的原則。1. 工序集中原則工序集中原則是指零件的加工集中在少數(shù)工序內(nèi)
33、完成,而每道工序的加工內(nèi)容較多。工序集中的特點如下。(1)工序數(shù)目少,縮短了工藝路線,從而簡化了生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作,降低了生產(chǎn)成本。(2)減少了設備數(shù)量,相應地減少了操作工人和生產(chǎn)面積。(3)減少了零件的安裝次數(shù),不僅縮短了輔助時間,而且在一次安裝下能加工較多的表面,也易于保證這些表面的相對位置精度。(4)有利于采用高生產(chǎn)率的專用設備和工藝裝備,如采用多刀多刃、多軸機床、數(shù)控機床和加工中心等,從而大大提高生產(chǎn)率。(5)輔助時間長,操作調(diào)整和維修費時費事。數(shù)控技術的發(fā)展為工序的高度集中奠定了基礎。2. 工序分散原則工序分散指的是整個工藝過程的工藝數(shù)目多,而每道工序的加工內(nèi)容卻較少。工序分散的
34、特點如下。(1)設備和工藝裝備機構(gòu)都比較簡單,調(diào)整、維修方便。(2)容易適應生產(chǎn)產(chǎn)品的變換。(3)可采用最有力的切削用量,減少機動時間。(4)設備數(shù)量多,操作工人多,占用生產(chǎn)面積大。在確定工序集中或分散問題時,應考慮零件的結(jié)構(gòu)和技術要求、零件的生產(chǎn)綱領、工廠實際生產(chǎn)條件等因素,綜合考慮后再確定。在一般情況下,單件小批生產(chǎn)時,多將工序集中;大批量生產(chǎn)時,既可采用多刀、多刃等高效率機床將工序集中,也可將工序分散后組織流水線生產(chǎn)。目前的發(fā)展趨勢是傾向于工序集中。四、加工順序的安排加工順序就是指工序的排列次序。它對保證加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本有著重要的作用。一般考慮以下幾個原則。1. 基面先行選作精基準
35、的表面一般應先加工,以便為其他表面的加工提供基準。2. 先粗后精零件在切削加工時應先安排各表面的粗加工,中間安排半精加工,最后安排精加工和光整加工。3. 先主后次先加工零件上的裝配基面和工作表面等主要表面,后加工鍵槽、緊固用的光孔和螺紋孔等次要表面。由于次要表面加工面積小,又常與主要表面有位置精度要求,因而次要表面一般安排在主要表面半精加工后加工。4. 先面后孔對于箱體、支架、連桿等類零件,由于平面的輪廓尺寸較大,用它定位比較穩(wěn)定可靠,因而應選平面做精基準來加工孔,應該先加工平面,然后以平面定位加工孔,這樣有利于保證孔的加工精度。5. 進給路線短數(shù)控加工中,應盡量縮短道具移動距離,減少空行程時
36、間。6. 減少換刀次數(shù)使用加工中心,每換一次刀具后,應將所能加工的表面全部加工,以減少換刀次數(shù),縮短輔助時間。7. 工件剛性好數(shù)控銑削中,先銑加強肋,后銑腹板,有利于提高工件剛性,防止振動。五、熱處理工序及輔助工序的安排常用的熱處理方法有退火、正火、時效處理和調(diào)質(zhì)處理等。熱處理的目的主要是提高材料的力學性能,改善材料的加工性能和消除內(nèi)應力。1. 退火和正火退火和正火是為了改善切削加工性能和消除毛坯的內(nèi)應力,一般安排在毛坯制造之后、粗加工之前。2. 時效處理時效處理主要用于消除毛坯制造和機械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應力,一般安排在粗加工前后,對于精密零件進行多次時效處理。目前一般采用人工時效處理,以保證徹
37、底清除毛坯應力,縮短生產(chǎn)周期。3. 調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理及淬火后的高溫回火,能獲得均勻細致的索氏體組織,改善材料力學性能,一般安排在粗加工后進行。7. 輔助工序的安排(1)檢驗工序的安排是主要的輔助工序,是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施。除了各工序操作者自檢外,在粗加工之后、重要工序前后、送往其他車間加工前后及零件全部加工結(jié)束之后,一般均應安排檢驗工序。(2)表面裝飾工序的安排表面裝飾鍍層、發(fā)藍、發(fā)黑處理,一般都安排在機械加工完畢后進行。此外去毛刺、倒鈍銳邊、去磁、動平衡及清洗等都是不可缺少的輔助工序,在擬定工藝規(guī)程時切不可輕視。4. 淬火淬火處理的目的主要是提高零件材料的硬度和耐磨性。一般安排在半精加工
38、與精加工之間進行,淬火后,需進行磨削和研磨,以修正淬火后的變形。在淬火前,需將銑鍵槽、鉆螺紋底孔、車螺紋、攻螺紋等次要表面的加工進行完畢,防治淬硬后不能加工。5. 滲碳淬火滲碳淬火適合低碳鋼和低碳合金鋼,其目的是使零件表層含碳量增加,從而提高零件表面的硬度和耐磨性,由于滲碳淬火變形大,一般放在精加工之前進行6. 氮化、氰化等熱處理工序可根據(jù)零件的加工要求安排在粗、精磨之間或精磨之后進行。六、擬定軸類零件加工工藝(1)圖5-7 所示為機床傳動軸,其各主要部分的作用及技術要求如下。在 24 的軸段上裝一個雙聯(lián)齒輪,為傳遞運動和動力,軸上開有鍵槽。軸上左、右兩端 22 、 24 和 20 為軸頸,支
39、承在溜板箱箱體的軸承孔中。 22 、 24 和 20 等配合面對軸線A 的徑向圓跳動允差為0.02 mm。端面C 和B 對軸線A 的端面跳動允差不大于0.0 3 mm。件材料為45 號鋼,兩端軸頸淬火硬度為4045 HRC。(2)基準選擇。為保證各主要外圓表面和端面的相互位置精度,選用兩端的中心孔作為粗、精加工定位基準。這樣,符合基準統(tǒng)一和基準重合原則,也可提高生產(chǎn)率。(3)生產(chǎn)類型。單件小批生產(chǎn),選用 35 圓鋼料作毛坯。+0.015+0.002-0.020-0.041 +0.015+0.002 -0.020-0.041 -0.020-0.041 +0.015+0.002 -0.020-0.
40、041(4)工藝分析。該零件各加工面,均有一定的尺寸精度、位置精度和粗糙度要求。軸上的鍵槽,可在立式銑床上使用鍵槽刀銑出。其余各加工表面,根據(jù)技術要求,可采用“粗車半精車粗磨精磨”的加工順序,其加工工藝過程如表5-8 所示。圖5-9 機床傳動軸工序號工序名稱工序內(nèi)容工序簡圖設備1車(1)車一端面,鉆中心孔。(2)切斷,長度為157 mm。(3)車另一端面至長度155 mm,鉆中心孔臥式車床2車(1) 粗車一端外圓分別至 2398, 2430。(2) 半精車該端外圓分別至 3094, 22.40-0.210 31。(3)車槽 213。(4)倒角C1.2(5) 粗車另一端外圓分別至2664, 22
41、27。(6)半精車該端外圓分別至 24.40-0.210 65 20.40-0.210 28。(7)車槽分別至 223, 193。(8)倒角C1.2臥式車床表5-8 傳動軸機械加工工藝過程工序號工序名稱工序內(nèi)容工序簡圖設備3鉗劃鍵槽線4銑銑粗、精銑鍵槽至80-0.03620.20 -0.228 立式銑床5熱處理兩端軸頸高頻淬火,回火40 45 HRC6鉗鉗修研兩端中心孔鉆床鉆床工序號工序名稱工序內(nèi)容工序簡圖設備7磨(1)粗磨一端外圓至 22.10 -0.033。(2)精磨該端外圓至 22 -0.020 。(3)粗磨另一端外圓分別至 24.10-0.0210 、 20.10-0.0330 。(4
42、) 精磨該端外圓分別至 24 +0.015 、 20 -0.020磨床8檢按圖紙要求檢驗注:圖中粗實線為該工序加工表面,圖中 符號所指為定位基準+0.002-0.041-0.0415任務五 加工余量的確定任務分析擬定零件加工工藝路線之后,需要進一步確定各工序的工序尺寸。工序尺寸的確定與工序的加工余量有著密切的關系。知識鏈接要確定零件的加工余量,先要學習加工余量的相關概念。一、加工余量的概念加工余量是指在機械加工過程中從加工表面切除的金屬層厚度。加工余量分為工序加工余量和總加工余量。工序加工余量是指相鄰兩個工序的工序尺寸之差??偧庸び嗔渴侵该鞒叽缗c零件圖設計尺寸之差,又稱毛坯余量。加工總余量與
43、工序余量的關系如圖5-8 所示,總加工余量等于各工序加工余量之和,即Z0 = Zi式中, Z0 為總加工余量, Zi 為第i 道工序的加工余量,n 為形成該表面的工序總數(shù)。n i =1圖5-8 加工總余量與工序總余量的關系由于工序尺寸有公差,因而實際切除的余量大小不等,出現(xiàn)最小加工余量和最大加工余量。圖5-9 所示為工序余量與工序尺寸及其公差的關系圖5-9 工序余量與工序尺寸及其他公差的關系由圖可知,工序余量的基本尺寸(公稱余量或基本余量)可按下式計算:對于被包容面(軸),有 Z=a-b對于包容面(孔),有 Z=b-a式中,Z 為本工序余量的基本尺寸;a 為前道工序的基本尺寸;b 為本道工序基
44、本尺寸。為了便于加工,工序尺寸都按“入體原則”標注極限偏差,即被包容面的工序尺寸取上偏差為零,包容面的工序尺寸取下偏差為零。毛坯尺寸則按雙向布置上、下偏差。工序余量和工序尺寸公差按下式計算: Z = Zmin + Ta Zmax =Z + Tb = Zmin+ Tb+Ta 。式中, Zmin 為最小工序余量; Zmax 為最大工序余量; Ta 為前工序尺寸的公差; Tb 為本工序尺寸的公差。加工余量有單邊余量和雙邊余量之分。平面的加工余量是單邊余量,它等于實際切削的金屬層厚度。對于回轉(zhuǎn)表面(外圓和孔等),加工余量指雙邊余量,即以直徑方向計算,實際切削的金屬為加工余量數(shù)值的一半二、影響加工余量的
45、因素加工余量的大小對工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率有較大影響。加工余量過大,會浪費工時,增加刀具、金屬材料及電力的消耗;加工余量過小,既不能消除上工序留下的各種缺陷和誤差,也不能補償本工序的裝夾誤差,造成廢品。因此,應合理地確定加工余量。確定加工余量的基本原則是在保證加工質(zhì)量的前提下,越小越好,影響加工余量的因素如下。1. 前工序的尺寸公差由于工序尺寸有公差,上工序的實際工序尺寸有可能出現(xiàn)最大或最小極限尺寸。為了使上工序的實際工序尺寸在極限尺寸的情況下,本工序也能將上工序留下的表面粗糙度和缺陷層切除,本工序的加工余量應包括上工序的尺寸公差。2. 前工序的形位誤差當工件上有些形狀和位置偏差不包括在尺寸公
46、差的范圍內(nèi)時,這些誤差又必須在本工序加工糾正,則在本工序的加工余量中必須包括它。3. 工序的表面粗糙度和缺陷層為了保證加工質(zhì)量,本工序必須將上工序留下的表面粗糙度和缺陷層切除。4. 本工序的安裝誤差安裝誤差包括工件的定位誤差和夾緊誤差,若用夾具裝夾,夾具在機床上會產(chǎn)生裝夾誤差。這些誤差會使工件在加工時的位置發(fā)生偏移,所以加工余量還必須考慮安裝誤差的影響。例如,圖5-10 所示為三爪自定心卡盤裝夾誤差對加工余量的影響,當用三爪自定心卡盤夾持工件外圓加工孔時,若工件軸心線偏離主軸旋轉(zhuǎn)軸線e 值,造成孔的切削余量不均勻,為了確保上下工序各項誤差和缺陷的切除,孔的直徑余量應增加2e。圖5-10 三抓自
47、定心卡盤裝夾誤差對加工余量的影響1. 分析計算法本方法是根據(jù)有關加工余量計算公式和一定的試驗資料,對影響加工余量的各項因素進行分析和綜合計算來確定加工余量。用這種方法確定加工余量比較經(jīng)濟合理,但必須有比較全面和可靠的試驗資料。目前,只在材料十分貴重及軍工生產(chǎn)或少數(shù)大量生產(chǎn)的工廠中采用。2. 查表修正法根據(jù)工藝手冊或工廠中的統(tǒng)計經(jīng)驗資料查表,并結(jié)合具體情況加以修正來確定加工余量,此法在實際生產(chǎn)中廣泛應用。3. 經(jīng)驗估算法依靠實際經(jīng)驗來確定加工余量。為防止因余量過小而產(chǎn)生廢品,所估余量一般偏大,此法只可用于單件小批生產(chǎn)。三、確定加工余量的方法確定加工余量的方法有三種:分析計算法、查表修正法和經(jīng)驗估
48、算法。6任務六 工藝尺寸鏈任務分析加工過程中,工件的尺寸是不斷變化的,由毛坯尺寸到工序尺寸,最后達到滿足零件性能要求的設計尺寸。一方面,由于加工的需要,在工序圖以及工藝卡上要標注一些專供加工用的工藝尺寸,工藝尺寸往往不是直接采用零件圖上的尺寸,而是需要另行計算;另一方面,當零件加工時,有時需要多次轉(zhuǎn)換基準,因而引起工序基準、定位基準或測量基準與設計基準不重合。這時,需要利用工藝尺寸鏈原理來進行工藝尺寸及其公差的計算。知識鏈接一、工藝尺寸鏈的概念1. 尺寸鏈的定義在機器裝配或零件加工過程中,由相互聯(lián)系的尺寸形成封閉尺寸組,稱為尺寸鏈。如圖5-11(a)所示,用零件的表面1 來定位加工表面尺寸2,
49、得尺寸A1 定位加工表面3,保證尺寸A2,于是A1-A2-A0 連接成一個封閉的尺寸組,如圖5-11(b)所示,形成尺寸鏈。2. 工藝尺寸鏈的組成在機械加工過程中,同是一個工件的各有關工藝尺寸組成的尺寸鏈,稱為工藝尺寸鏈。工藝尺寸鏈的組成如下。(1)環(huán)。組成工藝尺寸鏈的各個尺寸都成為工藝尺寸鏈的環(huán)。如圖5-11 中的尺寸A1、A2、A0都是工藝尺寸鏈的環(huán)。(2)封閉環(huán)。工藝尺寸鏈中間接得到的環(huán)稱為封閉環(huán)。圖5-11 中的尺寸A0 是加工后間接獲得的,因此是封閉環(huán),每個尺寸鏈是一個封閉環(huán)。(3)組成環(huán)。除封閉環(huán)以外的其他環(huán)都稱為組成環(huán)。圖5-11 中尺寸A1、A2 都是組成環(huán),組成環(huán)分增環(huán)和減環(huán)
50、兩種。(4)增環(huán)。在組成環(huán)中,那些自身增大會使封閉環(huán)也隨之增大的組成環(huán)稱為增環(huán),圖5-11 中尺寸A1 為增環(huán),用A1 表示。(5)減環(huán)。在組成環(huán)中,那些自身增大會使封閉環(huán)隨之減小的組成環(huán)稱為減環(huán),圖5-11 中尺寸A2 為減環(huán),用A2 表示。圖5-11 加工尺寸鏈形式3. 增、減環(huán)的判定方法為了正確地判斷增環(huán)與減環(huán),可在尺寸鏈圖上,先給封閉環(huán)任意定出方向并畫出箭頭,然后沿此方向環(huán)繞尺寸鏈回路,依次給每一個組成環(huán)畫出箭頭。凡箭頭方向與封閉相反的為增環(huán),相同的則為減環(huán),如圖5-12 所示。圖5-12 增、減環(huán)的簡易判斷4. 工藝尺寸鏈的特征(1)關聯(lián)性。組成工藝尺寸鏈的各尺寸之間必然存在一定關系
51、,工藝尺寸鏈中的每一個組成環(huán)不是增環(huán)就是減環(huán)。(2)封閉性。尺寸鏈必須是一組首尾相接并構(gòu)成一個封閉圖形的尺寸組合,其中應包含一個間接得到的尺寸,不構(gòu)成封閉圖形的尺寸組合就不是尺寸鏈。5. 建立工藝尺寸鏈的步驟(1)確定封閉環(huán),即加工后間接得到的尺寸。(2)查找組成環(huán)。從封閉環(huán)一端開始,按照尺寸之間的聯(lián)系,首尾相連,依次畫出對封閉環(huán)有影響的尺寸,直到封閉環(huán)的另一端,形成一個封閉圖形,就構(gòu)成一個工藝尺寸鏈。(3)判斷增減環(huán)按照各組成環(huán)對封閉環(huán)的影響確定增環(huán)或減環(huán)。二、工藝尺寸鏈計算的基本公式尺寸鏈的計算方法有兩種:極值法與概率法。目前生產(chǎn)中多采用極值法計算,下面僅介紹極值法計算的基本公式。極值法是
52、按誤差綜合的兩個不利情況,即各增環(huán)皆為最大極限尺寸而各減環(huán)皆為最小極限尺寸,以及各增環(huán)皆為最小極限尺寸而各減環(huán)皆為最大極限尺寸,來計算封閉環(huán)極限尺寸的方法。該方法簡便、可靠,但對組成環(huán)的公差要求過于嚴格。工藝尺寸鏈多用極值法計算,用極值法計算尺寸鏈的基本公式如下:(1)封閉環(huán)的基本尺寸等于各增環(huán)尺寸之和減去環(huán)尺寸之和,即 A0= Ai- Ai式中,A0 為密封環(huán)基本尺寸,Ai 為增環(huán)的基本尺寸,Ai 為減環(huán)的基本尺寸,n 為增環(huán)的環(huán)數(shù),m 為組成環(huán)的環(huán)數(shù)。ni=1mi=n+1ni=1(2)封閉環(huán)的最大值等于各增環(huán)的最大值減去各減環(huán)最小值之和。封閉環(huán)的最小值等于各增環(huán)最小值之和減去各減環(huán)最大值之
53、和,即A0max= Aimax- AiminA0max= Aimax- Aimin(3)封閉環(huán)的上偏差等于各增環(huán)上偏差之和減去各減環(huán)最小值之和。封閉環(huán)的最小值等于各增環(huán)最小值之和減去各減環(huán)的上偏差之和,即ES0= ESi EIiEI0= EIi ESi(4)封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)公差之和,即 T0 = Timi=n+1ni=1mi=n+1ni=1mi=n+1ni=1mi=n+1ni=1mi=1三、計算工藝尺寸鏈的步驟工藝尺寸鏈的計算一般有下面兩種情況:已知全部組成環(huán)的尺寸,求封閉環(huán)的尺寸,稱為正計算,多用于驗算、校核設計的正確性;已知封閉環(huán)的尺寸,求組成環(huán)的尺寸,稱為反計算,多用于工序設計。
54、計算工藝尺寸鏈問題的步驟如下。(1)根據(jù)題意,按照零件各表面間的相互聯(lián)系,繪出尺寸鏈簡圖。(2)確定封閉環(huán)。(3)判斷增、減環(huán)。(4)按入體尺寸標注尺寸公差。對軸的工序尺寸,其上偏差為零;對孔的工序尺寸,其下偏差為零;對長度尺寸,可按軸也可按孔分布。四、工藝尺寸鏈的應用1. 基準不重合時的工序尺寸及公差的確定在零件加工中,有時會遇到一些表面加工之后,按設計尺寸不便或無法直接測量的情況。因此需要在零件上另選一易于測量的表面做測量基準進行加工,以間接保證設計尺寸要求。此時,即需要進行工藝換算。另外,當加工表面的定位基準與設計基準不重合時,也要進行一定的尺寸換算。【例】圖5-13 所示的零件中,當C
55、、B 面均加工完,現(xiàn)需加工D 面,由于D 面的設計基準是C 面(保證尺寸A1),但采用C 面定位時加工不便,若采用調(diào)整法加工時,以B 面為定位基準需控制A3 尺寸,而控制A3 尺寸需要通過尺寸鏈計算。已知A1=150.12 mm,A3=30 0- 0.2 mm,求A3 尺寸。圖5-13 基準不重合時尺寸換算【解】采用調(diào)整法加工時,定位基準B 面需要控制尺寸為A3,A2 尺寸在前一道工序中已保證,所以A1 為封閉環(huán)。畫尺寸鏈簡圖,即因為A1 為封閉環(huán),A2 為增環(huán),A3 為減環(huán),所以其尺寸鏈為增環(huán)。根據(jù)公式計算如下:由A1=A2-A3 得A3=A2-A1=30-15=15 mm。由ES1=ES2
56、-EI3 得EI3=ES2-ES1=0-0.12=-0.12 mm。由EI3=EI2-EI1 得ES3=EI2-EI1=-0.12-(-0.12)=-0.08 mm。則 A3=15-0.08 14.920-0.04 mm(入體分布)-0.12 如果基準不轉(zhuǎn)換,只要保證加工尺寸精度為0.24 mm 即可,但轉(zhuǎn)換基準后,要保證加工尺寸精度為0.04 mm,提高了本工序的加工精度,因此運用極值法計算工序尺寸和公差應注意可能有假廢品出現(xiàn)。為避免假廢品的出現(xiàn),對換算后工序尺寸超差的零件,應按設計尺寸再進行復量和核算。2. 多環(huán)尺寸鏈的工序尺寸及公差的確定(1)從尚需繼續(xù)加工表面標注工序尺寸及公差的確定。
57、在零件加工中,有些加工表面的測量基準或定位基準是一些還需要繼續(xù)加工的表面,造成這些表面在最后一道加工工序中出現(xiàn)需要同時控制兩個尺寸的需求,其中一個尺寸是直接控制由測量獲得,而另一個尺寸變成間接獲得,形成了尺寸鏈系統(tǒng)中的封閉環(huán)?!纠繄D5-14 所示為內(nèi)孔鍵槽加工尺寸換算,其加工工藝過程如下。工序:鏜內(nèi)孔至A1=39.6+ 0.100mm。工序:插鍵槽至尺寸A2。工序:淬火。工序:磨內(nèi)孔至A3= 40 +0.0250 mm,同時間接保證鍵槽深度A4=46+0.30mm。求插鍵槽深度A2。判斷增減環(huán)。A4 為封閉環(huán),A2、A3 / 2 為增環(huán),A1 / 2 為減環(huán)。根據(jù)公式計算由 得 【解】 畫尺
58、寸鏈簡圖,如圖5-14 所示。根據(jù)工藝過程可知,磨削內(nèi)孔時保證A3 尺寸的同時也間接保證了A4 尺寸,且A4 尺寸隨其他尺寸變化而變化,所以A4 是封閉環(huán)。由于孔和磨孔尺寸及公差的一半對封閉環(huán)有影響,因而做出如圖5-14 所示尺寸鏈簡圖。圖5-14 內(nèi)孔健槽加工尺寸換算(2)零件進行表面處理時的工序尺寸計算。某些零件表面需要進行滲碳、滲氮或表面鍍鉻等工序,且在精加工后還需保持其一定的厚度時,也涉及尺寸鏈的計算問題。【例】圖5-15所示零件的 F表面要求鍍銀,鍍銀層為0.2 + 0.10 mm, F 的最終尺寸為 63+0.030 mm,該表面的加工順序為:磨內(nèi)孔至尺寸A1 ;鍍銀;磨內(nèi)孔至尺寸
59、A2,并保證鍍銀層厚度0.2 + 0.10 mm。問鍍層尺寸A1 為多少才能保證要求?圖5-15 表面處理層尺寸換算【解】畫尺寸鏈圖。因鍍層是單邊的,因此應把 63 換成半徑方向為 31.5 mm。判斷增減環(huán):A1 為增環(huán),A2 為減環(huán),A0 為封閉環(huán)。計算如下:由A0=A1-A2 得A1=A0+A2=(0.2+31.5)mm=31.7 mm。由ES0= ES1-EI2 得 ES1=ES0+EI2=(0.1+0)mm=0.1 mm。由EI0= EI1-ES2 得 EI1=EI0+ES2=(0+0.015)mm=0.015 mm。則A1 = 31.7 mm 31.715 mm換算成直徑方向上的尺
60、寸為 63.43 mm。+0.030+0.0150 +0.1+0.015+0.0850+0.170 同時,隨著現(xiàn)代制造技術的快速發(fā)展,各類現(xiàn)代化數(shù)控機床正在迅速普及,從而使傳統(tǒng)加工工藝也發(fā)生了很大變化,企業(yè)對產(chǎn)品的適應性更強、生產(chǎn)率更高。那么,現(xiàn)代企業(yè)應該按照什么規(guī)律來組織生產(chǎn)?怎樣配置生產(chǎn)設備對產(chǎn)品進行加工更經(jīng)濟、更高效?加工過程中各要素如何統(tǒng)籌兼顧?工人依據(jù)什么標準來判斷產(chǎn)品加工質(zhì)量是否合格?這些都是機械加工工藝需要解決的問題。機械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等工藝文件,即按工藝規(guī)程有關內(nèi)容編寫成的文件和表格,經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。因此,要求機械加工工藝規(guī)程設
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