零件的機械加工工藝過程

第6章零件的機械加工工藝過程6.1根本概念6.2零件的工藝分析6.3工件定位與基準(zhǔn)的選擇6.4工藝道路的擬定6.5加工余量和工序尺寸確實定6.6工藝尺寸鏈6.7變速箱體機械加工工藝設(shè)計6.1.1消費過程和工藝過程消費過程：從原資料〔或半廢品〕開場直到廢品的一切相互關(guān)聯(lián)的勞動過程總和就稱為消費過程。包括：⑴技術(shù)預(yù)備過程⑵工藝過程⑶輔助消費過程⑷消費效力過程6.1根本概念工藝過程指直接改動原資料或半廢品的尺寸、外形、外表的相互位置、外表粗糙度或性能，使之成為廢品的過程。它包括：鑄造工藝、鍛造工藝、焊接工藝、沖壓工藝、電鍍工藝、熱處置工藝、機械加工工藝、裝配工藝等。采用金屬切削去除零件外表資料的方式，獲得廢品的工藝過程稱為機械加工工藝過程(簡稱為工藝過程)。6.1.2工藝過程的組成⒈工序一個或一組工人，在一臺機床上或在同一個任務(wù)地點對一個或一組個工件延續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。劃分工序的根據(jù)是任務(wù)地點能否變化和任務(wù)能否延續(xù)。工序號工種工序內(nèi)容工作地點0下料下料鋸床5車車兩端面，鉆中心孔車床10車粗車、精車大外圓和小外圓；掉頭車另一小外圓。車床15銑銑鍵槽銑床20磨磨大外圓、小外圓，調(diào)頭磨另一小外圓。磨床25檢檢驗。檢驗臺⒉安裝工件在機床或夾具中定位并夾緊的過程稱為裝夾。在一個工序內(nèi)，工件的加工能夠需求裝夾幾次。如表中的工序10，共有兩次裝夾。第一次裝夾完成車右端面、中心孔、車大外圓和小外圓，第二次裝夾完成另一端面和小外圓的加工。工件(或裝配單元)經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序稱為安裝。上述工序10也是兩個安裝過程。⒊工步與復(fù)合工步工步是指加工外表、切削刀具、切削速度和進給量都堅持不變的條件下所完成的那一部分工藝過程。在大批量消費中，尤其在公用設(shè)備中，為提高消費率，用幾把刀具或復(fù)合刀具同時加工一個工件的幾個外表的工步稱為復(fù)合工步。工藝文件上，復(fù)合工步記為一個工步。⒋工位相對刀具或設(shè)備的固定部分，工件所占有的每一個加工位置稱為工位。工位Ⅰ—裝卸工件；工位Ⅱ—鉆孔工位Ⅲ—擴孔；工位Ⅳ—鉸孔；工位Ⅴ—走刀6.1.3消費綱領(lǐng)和消費類型⒈消費綱領(lǐng)消費綱領(lǐng)是指企業(yè)在方案期內(nèi)該當(dāng)消費的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度方案。方案期常定為一年，所以消費綱領(lǐng)也稱年產(chǎn)量。零件的消費綱領(lǐng)要計入備品和廢品的數(shù)量，可按式計算，即式中：N—某零件的消費綱領(lǐng)(件／年)；Q—產(chǎn)品的消費綱領(lǐng)(臺／年)；n—每臺產(chǎn)品中該零件數(shù)(件／臺)；—備品的百分率；—廢品的百分率。⒉消費類型單件消費、批量消費、大量消費。生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺/年或件/年）小型機械或輕型零件中型機械或中型零件重型機械或重型零件單件生產(chǎn)100105批量生產(chǎn)小批生產(chǎn)＞100～500＞10～150＞5～100中批生產(chǎn)＞500～5000＞150～500＞100～300大批生產(chǎn)＞5000～50000＞500～5000＞300～1000大量生產(chǎn)＞50000＞5000＞10003．消費類型及工藝過程的關(guān)系項目單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)加工產(chǎn)品經(jīng)常變換周期性變換長期加工一種零件毛坯及加工余量鍛件：自由鍛造鑄件：木模、手工造型毛坯精度低，余量大鍛件：模鍛鑄件：手工造型和金屬模造型毛坯精度及余量中等鍛件：模鍛鑄件：機器造型、壓力鑄造等高效方法毛坯精度高、余量小機床設(shè)備及布局通用機床，部分采用數(shù)控機床機群式分布通用機床和部分專用機床及高效自動機床零件類別分工段分布廣泛采用自動機床、專用機床自動線分布夾具及尺寸保證通用夾具、標(biāo)準(zhǔn)附件或組合夾具；劃線試切保證尺寸通用夾具，專用或成組夾具高效專用夾具刀具和量具通用刀具，標(biāo)準(zhǔn)量具專用或標(biāo)準(zhǔn)刀具、量具專用刀具、量具，自動測量零件的互換性配對制造，互換性低，多采用鉗工修配多數(shù)互換，部分試配或修配全部互換，高精度偶件采用分組裝配工藝文件的要求編制簡單的工藝路線卡片編制較詳細的工藝及工序卡片編制詳細的工藝、工序和調(diào)整卡片生產(chǎn)效率低中等高成本較高中等低對操作人員的技術(shù)要求高較高對人員的技術(shù)要求較低，對調(diào)整人員的技術(shù)要求較高6.1.4機械加工工藝規(guī)程機械加工工藝規(guī)程簡稱工藝規(guī)程，它是規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件，即把較成熟的工藝過程的有關(guān)內(nèi)容，編寫成文字和表格的方式，使之規(guī)范化。制定工藝規(guī)程的步驟大致如下：①根據(jù)零件的消費綱領(lǐng)確定消費類型；②對零件進展工藝分析；③確定毛坯；④擬定工藝道路；⑤確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差；⑥選擇或設(shè)計各工序所采用的機床設(shè)備及刀具、夾具、量具等工藝配備；⑦確定各主要工序的切削用量和工時定額；⑧確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法；⑨工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟分析；⑩填寫工藝文件。⒋工藝規(guī)程的類型與格式表6-4機械消費工藝過程卡片機械加工工序卡片6.2.1零件圖的技術(shù)要求分析零件技術(shù)要求普通包括：①加工外表的尺寸精度；②主要加工外表的外形精度；③主要加工外表之間的相互位置精度；④加工外表質(zhì)量；⑤熱處置要求及其它要求(如動平衡等)。6.2零件的工藝分析6.2.2零件的構(gòu)造工藝性分析6.3.1工件的定位工件的裝夾包括定位和夾緊兩個過程。6.3.2六點定位原理恣意一個剛體，在空間直角坐標(biāo)系中有6個方向活動的能夠性，沿3個坐標(biāo)軸方向的挪動:

繞3個坐標(biāo)軸方向的轉(zhuǎn)動:6.3工件的定位與基準(zhǔn)的選擇工件的定位

完全定位:工件的六個自在度全部被夾具中的定位元件所限制，而在夾具中占有完全確定的獨一位置，稱為完全定位。

不完全定位:根據(jù)工件加工外表的不同加工要求，定位支承點的數(shù)目可以少于六個。有些自在度對加工要求有影響，有些自在度對加工要求無影響，這種定位情況稱為不完全定位。不完全定位是允許的。

欠定位：按照加工要求應(yīng)該限制的自在度沒有被限制的定位稱為欠定位。欠定位是不允許的。由于欠定位保證不了加工要求過定位：工件的一個或幾個自在度被不同的定位元件反復(fù)限制的定位稱為過定位。當(dāng)過定位導(dǎo)致工件或定位元件變形，影響加工精度時，應(yīng)該嚴(yán)禁采用。但當(dāng)過定位并不影響加工精度，反而對提高加工精度有利時，也可以采用。各類鉗加工和機加工都會用到。

6.3.3定位基準(zhǔn)的選擇⒈基準(zhǔn)的概念基準(zhǔn)就是確定零件〔或部件〕上某些點、線、面的位置時所根據(jù)的點、線、面，即基準(zhǔn)是零件本身上的一些面、線或點，根據(jù)這些面、線或點來確定零件上的另一些面、線或點的位置。⒉基準(zhǔn)的分類按其作用的不同，基準(zhǔn)可分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)，工藝基準(zhǔn)又可分為定位基準(zhǔn)、丈量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)又可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。(1)設(shè)計基準(zhǔn)在零件圖上，確定其它點、線、面的位置所根據(jù)的那些點、線、面稱為設(shè)計基準(zhǔn)。(2)工藝基準(zhǔn)①定位基準(zhǔn)在加工時，工件在機床或夾具中定位用的基準(zhǔn)。②丈量基準(zhǔn)：用于丈量被加工外表的尺寸和位置的基準(zhǔn)。③裝配基準(zhǔn)裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準(zhǔn)⒊定位基準(zhǔn)的選擇⑴粗基準(zhǔn)的選擇⑵精基準(zhǔn)選擇粗基準(zhǔn)主要影響不加工外表與加工外表的相互位置精度，以及加工外表的余量分配①基準(zhǔn)重合原那么。④互為基準(zhǔn)原那么②基準(zhǔn)一致原那么③自為基準(zhǔn)原那么擬訂工藝道路就是根據(jù)零件每個加工外表〔特別是主要外表〕的精度、粗糙度及技術(shù)要求，確定每個外表的工序內(nèi)容，然后把各個工序按順序陳列起來。6.4工藝道路的擬定6.4.1加工階段的劃分⒈粗加工階段⒊精加工階段⒉半精加工階段6.4.2加工順序的安排⒈機械加工工序的安排⑴基準(zhǔn)先行⑷先面后孔⑶先主后次⑵先粗后精⒉熱處置工序的安排⑴預(yù)備熱處置⑵時效處置。⑶最終熱處置⒊工序的集中與分散⑴工序集中原那么⑵工序分散原那么6.5.1加工余量確實定⒈加工余量的概念要使毛坯變成合格零件，從毛坯外表上所切除的金屬層稱為加工余量。加工余量分為總余量和工序余量。⒉工序尺寸及其公差確實定：⑴基準(zhǔn)重合時，工序尺寸及其公差的計算6.5加工余量和工序尺寸確實定6.6.1工藝尺寸鏈的定義由單個零件在工藝過程中的有關(guān)工藝尺寸所構(gòu)成的尺寸鏈，就稱為工藝尺寸鏈。6.6工藝尺寸鏈6.6.2工藝尺寸鏈的組成⒈封鎖環(huán)根據(jù)尺寸鏈的封鎖性，最終被間接保證精度的那個環(huán)稱為封鎖環(huán)。⒉組成環(huán)尺寸鏈中除封鎖環(huán)外的其他環(huán)稱為組成環(huán)。增環(huán)：假設(shè)某環(huán)尺寸增大，其他各環(huán)尺寸堅持不變時，封鎖環(huán)尺寸也隨之增大減環(huán)：假設(shè)某環(huán)尺寸增大，其他各環(huán)尺寸堅持不變時，封鎖環(huán)尺寸反而減小從封鎖環(huán)出發(fā)，按照零件外表尺寸間的聯(lián)絡(luò)，用首尾相接的單向箭頭順序表示各組成環(huán)，這種尺寸圖就是尺寸鏈圖。3．工藝尺寸鏈圖6.6.3尺寸鏈的計算公式⒈封鎖環(huán)根本尺寸計算⒉封鎖環(huán)的極限尺寸⒊封鎖環(huán)的上偏向與下偏向⒋封鎖環(huán)的公差第一種是C面為丈量基準(zhǔn)進展丈量：丈量基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)是重合第二種是A面為丈量基準(zhǔn)進展丈量，這時丈量基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)是重合的，但和設(shè)計基準(zhǔn)不重合能夠會出現(xiàn)“假廢品〞景象。案例1中箱體屬批量消費，需求建立公用零件加工消費線。箱體工藝內(nèi)容的安排要根據(jù)消費線的要求來設(shè)計，工藝分析如下：1.毛坯的選擇HT