《機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)》

機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)5.5.1機(jī)床與工藝裝備的選擇1．機(jī)床的選擇原則①機(jī)床的加工范圍應(yīng)與工件的外廓尺寸相適應(yīng)②機(jī)床的精度應(yīng)與工序加工要求的精度相適應(yīng)③機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)單批小批生產(chǎn)一般選擇通用機(jī)床大批大量生產(chǎn)廣泛采用專用機(jī)床和組合機(jī)床1精選課件2.工藝裝備的選擇①夾具單件小批生產(chǎn)應(yīng)盡量選用通用夾具和組合夾具中、大批量生產(chǎn)應(yīng)設(shè)計(jì)制造專用夾具采用成組工藝應(yīng)設(shè)計(jì)使用成組夾具②刀具主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的加工精度和表面粗糙度、生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性等一般應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具必要時(shí)可采用復(fù)合刀具和其它專用刀具③量具主要是根據(jù)生產(chǎn)類型和要求檢驗(yàn)的精度單件小批生產(chǎn)盡量采用通用量具量?jī)x大批大量生產(chǎn)應(yīng)采用各種專用量規(guī)和高生產(chǎn)率的專用檢驗(yàn)儀器和檢驗(yàn)夾具等2精選課件復(fù)合刀具在加工主軸承檔的兩個(gè)側(cè)面時(shí)，采用的是復(fù)合加工刀具，即將多片3面刃銑刀安裝在機(jī)床刀具主軸上，可以在一次進(jìn)給中，完成多檔主軸承孔兩個(gè)側(cè)平面的加工3精選課件5.5.2加工余量及工序尺寸的確定1.有關(guān)尺寸和加工余量的概念（1）設(shè)計(jì)尺寸、工藝尺寸和工序尺寸設(shè)計(jì)尺寸——標(biāo)注在零件圖上，為加工的最終要求工藝尺寸——工藝規(guī)程中給出，在工藝過(guò)程中使用工序尺寸——某工序加工中應(yīng)達(dá)到的尺寸要求

不僅與設(shè)計(jì)尺寸有關(guān)，還與加工過(guò)程有關(guān)4精選課件（2）有關(guān)尺寸和加工余量的概念加工余量——在加工過(guò)程中從被加工表面上切除的金屬層厚度單邊余量平面加工即實(shí)際切除的金屬層厚度雙邊余量軸、孔加工實(shí)際切除的金屬層厚度為加工余量的一半工序（步）余量工序（步）余量加工總余量5精選課件平面和回轉(zhuǎn)面加工時(shí)的工序余量6精選課件以外表面加工為例：試切原理（極值法）本工序的基本余量本工序的最大余量本工序的最小余量本工序余量的公差誤差復(fù)映原理（調(diào)整法）本工序的基本余量本工序的最大余量本工序的最小余量本工序余量的公差單件或小批量生產(chǎn)時(shí)多用極值法計(jì)算較大批量生產(chǎn)和生產(chǎn)穩(wěn)定時(shí)可用調(diào)整法計(jì)算7精選課件2.加工余量的確定方法（1）經(jīng)驗(yàn)法根據(jù)工廠的加工經(jīng)驗(yàn)確定余量往往偏大，故一般多用于單件小批生產(chǎn)（2）查表法查閱有關(guān)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)中的加工余量表是目前工廠中廣泛應(yīng)用的方法（3）分析計(jì)算法在了解和分析影響加工余量基本因素的基礎(chǔ)上加以綜合計(jì)算來(lái)確定余量的大小式中：——上工序加工后的表面粗糙度——上工序加工后產(chǎn)生的表面缺陷層厚度——上工序加工后形成的表面形狀及空間位置誤差——本工序工件的裝夾誤差最小余量8精選課件3.工序尺寸與公差的確定◆各工序定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)的表面的多次加工，工序尺寸和公差的計(jì)算較簡(jiǎn)單，例題?！舢?dāng)基準(zhǔn)不重合時(shí)，或零件在加工過(guò)程中需要多次轉(zhuǎn)換工序基準(zhǔn)時(shí)，或工序尺寸尚需從繼續(xù)加工的表面標(biāo)注時(shí)，計(jì)算較復(fù)雜，需要應(yīng)用尺寸鏈原理進(jìn)行分析和計(jì)算。9精選課件3.工序尺寸的確定工藝尺寸鏈——在零件加工過(guò)程中，由同一零件有關(guān)工序尺寸所形成的尺寸鏈直線尺寸鏈角度尺寸鏈平面尺寸鏈空間尺寸鏈分類：（1）工藝尺寸鏈及其組成環(huán)、封閉環(huán)10精選課件組成環(huán)及封閉環(huán)的確定組成環(huán)——互不影響而各自獨(dú)立的直接尺寸封閉環(huán)——由各組成環(huán)所共同形成的尺寸直接尺寸本序中由加工或測(cè)量直接得到的尺寸前序已獲得的尺寸按某條件直接規(guī)定、不再受本鏈中其它環(huán)影響的尺寸在其它鏈中決定的封閉環(huán)11精選課件工序尺寸的極值解法----掌握公差計(jì)算式基本尺寸計(jì)算式偏差計(jì)算式極限尺寸計(jì)算式（2）工藝尺寸鏈的計(jì)算式12精選課件尺寸按對(duì)稱分布形式標(biāo)注時(shí)：由，增環(huán)平均尺寸增環(huán)為即有，封閉環(huán)為減環(huán)平均尺寸則，封閉環(huán)平均尺寸減環(huán)為13精選課件工序尺寸的概率解法(統(tǒng)計(jì)法)—了解公差計(jì)算式平均尺寸計(jì)算式尺寸以雙向?qū)ΨQ偏差形式標(biāo)注：封閉環(huán)組成環(huán)14精選課件1）將已知尺寸改寫成雙向?qū)ΨQ偏差形式：A1=15±0.09mm；A2=9.925±0.075mm；A3=34.875±0.125mm2）求出封閉環(huán)的平均尺寸A0M=A3M–(A1M+A2M)=34.875–9.925–15=9.95mm解：得：A0=9.95±0.17=3）求封閉環(huán)公差假定各環(huán)為正態(tài)分布T0=

≈0.34mm例圖示尺寸鏈，已知：A1=15±0.09mm，A2=，

A3=，用概率法求解封閉環(huán)A0A0A3A2A115精選課件（3）簡(jiǎn)單工序尺寸的確定同一表面需要經(jīng)過(guò)多次加工時(shí)的工序尺寸計(jì)算確定該加工表面的總余量，再根據(jù)加工路線確定各工序的基本余量，并核對(duì)第一道序的加工余量是否合理。自終加工工序起，即從設(shè)計(jì)尺寸開(kāi)始，至第一道工序，逐次加上（對(duì)被包容面）或減去（對(duì)包容面）各工序的基本余量，便可得到各道工序的基本工序尺寸。除終加工工序外，根據(jù)各工序的加工方法及其經(jīng)濟(jì)加工精度，確定其工序公差和表面粗糙度。按“入體原則”以單向偏差方式標(biāo)注工序尺寸，并作

適當(dāng)調(diào)整16精選課件例：某連桿大頭孔的設(shè)計(jì)尺寸為，表面粗糙度，毛坯為鍛件，采用的加工路線為：粗鏜——半精鏜——精鏜——細(xì)鏜——滾壓。試確定各工序尺寸。解：1）確定總余量查表并根據(jù)大頭孔為剖分孔這一特點(diǎn)，確定大頭孔直徑總余量為4.5mm，毛坯尺寸偏差為。2）確定工序余量滾壓工序余量：根據(jù)試驗(yàn)定為0.003mm;細(xì)鏜余量：查表確定為0.3mm；精鏜余量：由該廠資料定為0.7mm；半精鏜余量：剖分孔，合裝前余量定得較大，1.5mm；粗鏜余量：為17精選課件例：某連桿大頭孔的設(shè)計(jì)尺寸為，表面粗糙度，毛坯為鍛件，采用的加工路線為：粗鏜——半精鏜——精鏜——細(xì)鏜——滾壓。試確定各工序尺寸。解：3）確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度滾壓：目的是降低表面粗糙度；細(xì)鏜：尺寸精度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，取工序公差為0.018mm;精鏜：由細(xì)鏜余量表，精鏜必須達(dá)到IT9，公差0.046mm;半精鏜:查表，其加工經(jīng)濟(jì)精度為IT11，公差0.19mm；粗鏜：查表，其加工經(jīng)濟(jì)精度為IT12，公差0.4mm；4）確定工序尺寸根據(jù)以上數(shù)據(jù)，從最后工序向前推算各工序尺寸，并將工序公差以入體原則標(biāo)注，視情況再作調(diào)整。18精選課件滾壓0.003/2精鏜0.7/2半精鏜1.5/2粗鏜2/2毛坯細(xì)鏜0.3/2計(jì)算調(diào)整19精選課件4.用工藝尺寸鏈原理解算工序尺寸1）基準(zhǔn)不重合時(shí)的工序尺寸計(jì)算①定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合②測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合2）加工過(guò)程中的中間工序尺寸計(jì)算①工序基準(zhǔn)是尚待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)時(shí)的中間工序尺寸計(jì)算②多工序加工的工序尺寸計(jì)算3）有表面處理時(shí)的工序尺寸計(jì)算20精選課件例：批量加工B面（最后工序），已有。設(shè)計(jì)要求，求對(duì)刀尺寸A2。1）基準(zhǔn)不重合時(shí)的工序尺寸計(jì)算①定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合21精選課件題3：圖a是零件的各軸向尺寸，鉆徑向孔為最后工序。試計(jì)算采用圖b~d各定位方案時(shí)的工序尺寸。b：c：A2得d：得解法提示A322精選課件②測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合例：圖示零件，設(shè)計(jì)尺寸為mm和mm。因尺寸mm不便測(cè)量，擬改測(cè)尺寸x。以下分析確定尺寸x的數(shù)值和公差。分析：可解得

如果測(cè)量尺寸x在40~40.19mm范圍內(nèi)，即可證實(shí)加工是符合設(shè)計(jì)尺寸mm要求的，沒(méi)有超差。若測(cè)量尺寸超出x范圍，則一定是廢品嗎？不一定！23精選課件②測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合例：圖示零件，設(shè)計(jì)尺寸為mm和mm。因尺寸mm不便測(cè)量，擬改測(cè)尺寸x。以下分析確定尺寸x的數(shù)值和公差。例如，若x=40.36mm，超出其允許范圍，似乎應(yīng)是廢品。但如果零件總長(zhǎng)度為50mm，則并不是廢品。只要測(cè)量尺寸x超差量小于或等于其他組成環(huán)公差之和時(shí)，就可能出現(xiàn)假?gòu)U品。24精選課件②測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合例：圖示零件，設(shè)計(jì)尺寸為mm和mm。因尺寸mm不便測(cè)量，擬改測(cè)尺寸x。以下分析確定尺寸x的數(shù)值和公差。為減少假?gòu)U品的出現(xiàn)，可采用專用量具進(jìn)行檢驗(yàn)，如圖b。制造并使用高精度的x2，通過(guò)檢測(cè)x1間接確定尺寸10的加工是否達(dá)到要求。25精選課件例：工序1為鏜內(nèi)孔至D1，工序2為插鍵槽保證尺寸A1，工序3為磨內(nèi)孔至圖樣設(shè)計(jì)要求D2，由此完成設(shè)計(jì)尺寸H的加工。若已知磨孔與鏜孔的同軸度誤差為e。求工序尺寸A1。2）加工過(guò)程中的中間工序尺寸計(jì)算①工序基準(zhǔn)是尚待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)時(shí)的中間工序尺寸計(jì)算注意：當(dāng)尺寸鏈中的尺寸取原尺寸的一半時(shí)，基本尺寸及其公差（偏差）均取一半。26精選課件②多工序加工的工序尺寸計(jì)算例：圖a所示為某零件軸向尺寸簡(jiǎn)圖，前工序已加工尺寸，圖b、c為后兩序加工的裝夾圖。試計(jì)算并標(biāo)注工序尺寸H1、H2。27精選課件解1：偏差計(jì)算法建立尺寸關(guān)系如圖。由尺寸鏈1，尺寸為封閉環(huán)。由尺寸鏈1中各尺寸的偏差關(guān)系知：，即：，得：故：即：，得：采用同樣方法可確定尺寸為鏈2的封閉環(huán)，根據(jù)尺寸鏈1中計(jì)算關(guān)系知：并可計(jì)算得：1228精選課件解2：極限尺寸計(jì)算法建立尺寸關(guān)系如圖。由尺寸鏈1，尺寸為封閉環(huán)。由尺寸鏈1中各尺寸的公差關(guān)系知：，即：，得：即：得：故：采用同樣方法可進(jìn)一步計(jì)算得：根據(jù)尺寸鏈1中計(jì)算關(guān)系知：1229精選課件解3：豎式法計(jì)算（以H2為例）環(huán)的名稱基本尺寸上偏差下偏差增環(huán)50減環(huán)H225500-0.10-0.325在等號(hào)線以上將：各增環(huán)尺寸按基本尺寸、上偏差、下偏差從左至右依次排列；各減環(huán)尺寸按基本尺寸、下偏差、上偏差從左至右依次排列，并變正負(fù)號(hào)；根據(jù)尺寸鏈計(jì)算關(guān)系列表如下：按列相加得因此建立尺寸關(guān)系如右圖。由尺寸鏈1，尺寸為封閉環(huán)。1230精選課件題4：

加工圖示一批零件，有關(guān)的加工過(guò)程如下：1）以A面及60外圓定位，車40外圓及端面D、B，保證尺寸mm；2）調(diào)頭，以D面及40外圓定位，車A面，保證零件總長(zhǎng)為；鉆20通孔，鏜25孔，用測(cè)量方法保證孔深為mm；3）以D面定位磨削A面，用測(cè)量方法保證25孔深尺寸為mm。求工序尺寸。31精選課件題5：圖示軸套零件，最后工序在銑床上用調(diào)整法加工缺口，要求保證尺寸和。試求工序尺寸。32精選課件3）有表面處理時(shí)的工序尺寸計(jì)算表面處理分滲入類和鍍層類兩種；滲入類表面處理通常在精加工以前完成，精加工后應(yīng)是滲入層厚度符合設(shè)計(jì)要求，故設(shè)計(jì)要求的滲入層厚度為封閉環(huán)；鍍層類表面處理在大多數(shù)情況下是通過(guò)控制電鍍工藝參數(shù)來(lái)保證鍍層厚度的，故最后獲得的電鍍后的零件尺寸為封閉環(huán)。33精選課件例：圖示圓環(huán)零件的外圓表面要求鍍鉻，其工藝過(guò)程是：磨削工件外圓至尺寸；鍍鉻，控制鍍層厚度雙邊為0.05~0.08mm，并獲得設(shè)計(jì)尺寸mm。試計(jì)算磨削工序尺寸。圖5.16圓環(huán)零件及其工藝尺寸鏈解：按單邊尺寸建尺寸鏈如右圖。鍍層直接控制，是組成環(huán)。設(shè)計(jì)尺寸由鍍鉻后間接獲得，是封閉環(huán)?？山獾脝芜叧叽纾旱茫?4精