零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程

第6章零件的機(jī)械加工工藝過(guò)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(shí)定6.6工藝尺寸鏈6.7變速箱體機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)6.1.1消費(fèi)過(guò)程和工藝過(guò)程消費(fèi)過(guò)程：從原資料〔或半廢品〕開(kāi)場(chǎng)直到廢品的一切相互關(guān)聯(lián)的勞動(dòng)過(guò)程總和就稱為消費(fèi)過(guò)程。包括：⑴技術(shù)預(yù)備過(guò)程⑵工藝過(guò)程⑶輔助消費(fèi)過(guò)程⑷消費(fèi)效力過(guò)程6.1根本概念工藝過(guò)程指直接改動(dòng)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(guò)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(jī)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(guò)程稱為機(jī)械加工工藝過(guò)程(簡(jiǎn)稱為工藝過(guò)程)。6.1.2工藝過(guò)程的組成⒈工序一個(gè)或一組工人，在一臺(tái)機(jī)床上或在同一個(gè)任務(wù)地點(diǎn)對(duì)一個(gè)或一組個(gè)工件延續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程，稱為工序。劃分工序的根據(jù)是任務(wù)地點(diǎn)能否變化和任務(wù)能否延續(xù)。工序號(hào)工種工序內(nèi)容工作地點(diǎn)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(yàn)。檢驗(yàn)臺(tái)⒉安裝工件在機(jī)床或夾具中定位并夾緊的過(guò)程稱為裝夾。在一個(gè)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(gè)安裝過(guò)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(jìn)給量都堅(jiān)持不變的條件下所完成的那一部分工藝過(guò)程。在大批量消費(fèi)中，尤其在公用設(shè)備中，為提高消費(fèi)率，用幾把刀具或復(fù)合刀具同時(shí)加工一個(gè)工件的幾個(gè)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(gè)工步。⒋工位相對(duì)刀具或設(shè)備的固定部分，工件所占有的每一個(gè)加工位置稱為工位。工位Ⅰ—裝卸工件；工位Ⅱ—鉆孔工位Ⅲ—擴(kuò)孔；工位Ⅳ—鉸孔；工位Ⅴ—走刀6.1.3消費(fèi)綱領(lǐng)和消費(fèi)類型⒈消費(fèi)綱領(lǐng)消費(fèi)綱領(lǐng)是指企業(yè)在方案期內(nèi)該當(dāng)消費(fèi)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度方案。方案期常定為一年，所以消費(fèi)綱領(lǐng)也稱年產(chǎn)量。零件的消費(fèi)綱領(lǐng)要計(jì)入備品和廢品的數(shù)量，可按式計(jì)算，即式中：N—某零件的消費(fèi)綱領(lǐng)(件／年)；Q—產(chǎn)品的消費(fèi)綱領(lǐng)(臺(tái)／年)；n—每臺(tái)產(chǎn)品中該零件數(shù)(件／臺(tái))；—備品的百分率；—廢品的百分率。⒉消費(fèi)類型單件消費(fèi)、批量消費(fèi)、大量消費(fèi)。生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺(tái)/年或件/年）小型機(jī)械或輕型零件中型機(jī)械或中型零件重型機(jī)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(fèi)類型及工藝過(guò)程的關(guān)系項(xiàng)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(zhǎng)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(jī)器造型、壓力鑄造等高效方法毛坯精度高、余量小機(jī)床設(shè)備及布局通用機(jī)床，部分采用數(shù)控機(jī)床機(jī)群式分布通用機(jī)床和部分專用機(jī)床及高效自動(dòng)機(jī)床零件類別分工段分布廣泛采用自動(dòng)機(jī)床、專用機(jī)床自動(dòng)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(dòng)測(cè)量零件的互換性配對(duì)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(jiǎn)單的工藝路線卡片編制較詳細(xì)的工藝及工序卡片編制詳細(xì)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(duì)操作人員的技術(shù)要求高較高對(duì)人員的技術(shù)要求較低，對(duì)調(diào)整人員的技術(shù)要求較高6.1.4機(jī)械加工工藝規(guī)程機(jī)械加工工藝規(guī)程簡(jiǎn)稱工藝規(guī)程，它是規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件，即把較成熟的工藝過(guò)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(fèi)綱領(lǐng)確定消費(fèi)類型；②對(duì)零件進(jìn)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(jì)算工序尺寸及公差；⑥選擇或設(shè)計(jì)各工序所采用的機(jī)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(shí)定額；⑧確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法；⑨工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jī)械消費(fèi)工藝過(guò)程卡片機(jī)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(dòng)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(gè)過(guò)程。6.3.2六點(diǎn)定位原理恣意一個(gè)剛體，在空間直角坐標(biāo)系中有6個(gè)方向活動(dòng)的能夠性，沿3個(gè)坐標(biāo)軸方向的挪動(dòng):

繞3個(gè)坐標(biāo)軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng):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(gè)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(dú)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(diǎn)的數(shù)目可以少于六個(gè)。有些自在度對(duì)加工要求有影響，有些自在度對(duì)加工要求無(wú)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(méi)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(guò)定位：工件的一個(gè)或幾個(gè)自在度被不同的定位元件反復(fù)限制的定位稱為過(guò)定位。當(dāng)過(guò)定位導(dǎo)致工件或定位元件變形，影響加工精度時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)禁采用。但當(dāng)過(guò)定位并不影響加工精度，反而對(duì)提高加工精度有利時(shí)，也可以采用。各類鉗加工和機(jī)加工都會(huì)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(diǎn)、線、面的位置時(shí)所根據(jù)的點(diǎn)、線、面，即基準(zhǔn)是零件本身上的一些面、線或點(diǎn)，根據(jù)這些面、線或點(diǎn)來(lái)確定零件上的另一些面、線或點(diǎn)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(jì)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(jì)基準(zhǔn)在零件圖上，確定其它點(diǎn)、線、面的位置所根據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。(2)工藝基準(zhǔn)①定位基準(zhǔn)在加工時(shí)，工件在機(jī)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(shí)用來(lái)確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對(duì)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(gè)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(gè)外表的工序內(nèi)容，然后把各個(gè)工序按順序陳列起來(lái)。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(jī)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(shí)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(shí)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(shí)定：⑴基準(zhǔn)重合時(shí)，工序尺寸及其公差的計(jì)算6.5加工余量和工序尺寸確實(shí)定6.6.1工藝尺寸鏈的定義由單個(gè)零件在工藝過(guò)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(gè)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(jiān)持不變時(shí)，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(jiān)持不變時(shí)，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(jì)算公式⒈封鎖環(huán)根本尺寸計(jì)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(jìn)展丈量：丈量基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是重合第二種是A面為丈量基準(zhǔn)進(jìn)展丈量，這時(shí)丈量基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)是重合的，但和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合能夠會(huì)出現(xiàn)“假?gòu)U品〞景象。案例1中箱體屬批量消費(fèi)，需求建立公用零件加工消費(fèi)線。箱體工藝內(nèi)容的安排要根據(jù)消費(fèi)線的要求來(lái)設(shè)計(jì)，工藝分析如下：1.毛坯的選擇HT