《機械制造工藝與機床夾具》 課件 第1、2章 機械加工過程與工藝規(guī)程、典型表面與典型零件的加工工藝

第一章機械加工過程與工藝規(guī)程1.11.61.21.31.41.51.7機械制造工藝與機床夾具1.81.9結束

教學導航知識目標

1．熟悉機械加工的生產(chǎn)過程和工藝過程，了解生產(chǎn)綱領和生產(chǎn)類型的基本概念。

2．理解工藝規(guī)程的基本概念，掌握制訂工藝規(guī)程的原則、依據(jù)、步驟和需要解決的問題。

3．熟悉零件的工藝分析、毛坯的選擇，掌握定位基準的概念及其選擇，掌握工藝路線的擬訂和工序內(nèi)容的設計。

4．熟悉機械加工生產(chǎn)率和技術經(jīng)濟分析方法，熟悉裝配工藝規(guī)程基礎知識：

能力目標

1．初步具備制訂機械加工工藝規(guī)程的能力。

2．初步具備擬訂機械零件加工工藝路線的能力。學習重點

1．工藝路線的擬訂。

2．工序尺寸及其公差的確定和工藝尺寸鏈的解算。學習難點

1．機械零件加工工藝規(guī)程的制訂。

2．工藝尺寸鏈的分析與解算。

第一節(jié)機械加工過程的基本概念機械制造工藝與機床夾具——第一章案例

在實際生產(chǎn)中，由于零件的結構形狀、幾何精度、技術條件和生產(chǎn)數(shù)量等要求不同，一個零件往往要經(jīng)過一定的加工過程才能將其由圖樣變成成品零件。

機械加工工藝人員必須從工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和零件的生產(chǎn)數(shù)量出發(fā)，根據(jù)零件的具體要求，在保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本的前提下，對零件上的各加工表面選擇適宜的加工方法，合理地安排加工順序，科學擬定加工工藝過程，才能獲得合格的機械零件。實例φ加工過程對于機器的制造而言，生產(chǎn)過程包括生產(chǎn)過程與工藝過程生產(chǎn)過程機械產(chǎn)品制造時，將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的所有勞動過程生產(chǎn)技術準備過程毛坯的制造和處理過程零件的機械加工、熱處理和其他表面處理部件或產(chǎn)品的裝配、調(diào)試、檢驗和油漆等原材料和成品的運輸與保管工藝過程在生產(chǎn)過程中，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)，使其成為半成品或成品的過程，亦即生產(chǎn)過程中由毛坯制造起到油漆為止的過程工藝過程包括毛坯制造過程熱處理過程機械加工工藝過程裝配工藝過程指用機械加工的方法直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使之成為零件或部件的生產(chǎn)過程，它包括機械加工工藝過程和機器裝配工藝過程機械加工工藝過程劃分工序的主要依據(jù)由一個或若干個順序排列的工序組成工序一個（或一組）工人，在一個工作地點（或一臺機床上），對同一個零件（或一組零件）進行加工所連續(xù)完成的那部分工藝過程工作地點（或機床）是否改變加工是否連續(xù)工藝過程的組成實例小批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)安裝加工前，使工件在機床上（或夾具中）定位后（即占據(jù)正確位置）然后夾緊（即保持位置不變）的過程工位工件在機床上所占據(jù)的每一個待加工位置（在一次安裝中先后對工件處于不同的位置進行加工稱為多工位加工）工步在一道工序中，當加工表面不變、切削工具不變、切削用量中的進給量和切削速度不變的情況下所完成的那部分工藝過程工序劃分不同，工步可能相同，也可能不同一次安裝中連續(xù)進行的若干相同多工位加工的工步，通常算作一個工步用幾把不同刀具或復合刀具同時加工一個零件的幾個表面的工步，也看作一個工步，稱為復合工步走刀切削刀具在工件表面上每切削去一層金屬所完成的那部分工藝過程一個工步可以包括一次或幾次走刀多工位加工多工位加工復合工步復合工步生產(chǎn)綱領與生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃，即一年中制造產(chǎn)品的數(shù)量零件的生產(chǎn)綱領還應包括備品和廢品，可按下式計算：N=Qn(1+a%)(1+b%)生產(chǎn)類型企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類單件生產(chǎn)單個生產(chǎn)不同結構和尺寸的產(chǎn)品，很少重復甚至不重復特點是：品種多；產(chǎn)量??；工作地點的加工對象經(jīng)常改變大量生產(chǎn)同一產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點按一定節(jié)奏重復進行某一零件的某道工序的加工特點是：產(chǎn)量大；工作地點的加工對象較少改變；加工過程重復生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領的關系以及各種生產(chǎn)類型的工藝特點參見表1-4、1-5批量生產(chǎn)一年中分批輪流制造幾種不同的產(chǎn)品，每種產(chǎn)品均有一定的數(shù)量，工作地點的加工對象周期性重復（同一產(chǎn)品每批投入的數(shù)量稱為批量）特點是：有一定的生產(chǎn)數(shù)量；加工對象周期性改變；加工過程周期性重復返回第二節(jié)機械加工工藝規(guī)程概述機械制造工藝與機床夾具——第一章工藝規(guī)程的分類

工藝規(guī)程機械加工工藝過程卡機械加工工藝卡機械加工工序卡按一定的格式，用文件的方式規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法等的技術文件概念它是機械制造廠最主要的技術文件之一，是生產(chǎn)一線的法規(guī)性文件。新工藝是衡量生產(chǎn)部門技術力量的標志，是產(chǎn)品設計和技術革新的內(nèi)容之一指導生產(chǎn)的主要技術文件組織和管理生產(chǎn)的基本依據(jù)新建和擴建工廠的基本資料交流和推廣經(jīng)驗的基本文件工藝規(guī)程的作用制訂工藝規(guī)程的原則保證產(chǎn)品質(zhì)量提高勞動生產(chǎn)率降低成本充分利用本企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件采用國內(nèi)外先進工藝技術保證良好的勞動條件制訂工藝規(guī)程的原則和依據(jù)制訂工藝規(guī)程的主要依據(jù)產(chǎn)品的整套裝配圖和零件工作圖產(chǎn)品驗收的質(zhì)量標準產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領和生產(chǎn)類型現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和資料（包括毛坯生產(chǎn)條件、協(xié)作關系、工藝裝備、工人技術狀態(tài)等）工廠的發(fā)展前景國內(nèi)外的生產(chǎn)技術發(fā)展狀態(tài)等分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖選擇毛坯選擇定位基準擬定工藝路線確定各工序的設備、工裝制訂工藝規(guī)程的步驟確定各工序的加工余量，計算工序尺寸和公差確定各主要工序的技術要求及檢驗方法確定切削用量和工時定額進行經(jīng)濟分析，選擇最佳方案填寫工藝文件零件圖的研究和工藝分析毛坯的選擇定位基準的選擇工藝路線的擬定工序內(nèi)容的設計包括機床設備及工裝的選擇；加工余量和工序尺寸的確定；切削用量的確定；熱處理工序的安排；工時定額的確定制訂工藝規(guī)程時要解決的主要問題返回第三節(jié)

零件圖的研究和工藝分析機械制造工藝與機床夾具——第一章通過零件圖的研究和分析，了解產(chǎn)品的性能、用途和工作條件，明確各零件的相互裝配位置和作用，了解零件的主要技術要求，找出關鍵技術問題零件圖的研究檢查產(chǎn)品圖樣的完整性和正確性分析零件材料選擇是否恰當分析零件的技術要求零件結構工藝性的主要要求零件的結構工藝性分析零件圖的尺寸標注應適應機械加工工藝和檢驗的要求盡可能減少機械加工量，提高生產(chǎn)率提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量減少裝夾次數(shù)，縮短輔助時間結構應適應刀具要求保證裝配的方便和可拆性主次表面的區(qū)分和主要表面加工的保證零件的技術要求分析零件工藝性分析應重點研究的問題加工表面的尺寸精度主要加工表面的形狀精度主要加工表面之間的位置精度加工表面的粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其它要求熱處理要求其它要求，如平衡、探傷、氣密性試驗零件圖上表面位置尺寸的標注返回第四節(jié)毛坯的選擇機械制造工藝與機床夾具——第一章毛坯的種類毛坯的種類選擇毛坯的基本任務選定毛坯的制造方法及其制造精度鑄件鍛件焊接件沖壓件型材冷擠壓件粉末冶金件砂型、金屬型、離心、壓力、精密鑄造自由鍛和模鍛確定毛坯時應考慮的因素零件的材料及機械力學性能要求零件的結構形狀與尺寸生產(chǎn)綱領及生產(chǎn)類型現(xiàn)有生產(chǎn)條件充分考慮利用新技術、新工藝、新材料的可能性為了便于安裝，有些鑄件毛坯需鑄出工藝搭子確定毛坯時的幾項工藝措施裝配后需要形成同一工作表面的兩個相關偶件，為了保證加工質(zhì)量并使加工方便，常常將這些分離零件先制成一個整體毛坯對于形狀比較規(guī)則的小型零件，為了便于安裝和提高機械加工的生產(chǎn)率，可將多件合成一個毛坯，加工到一定階段后再分離成單件毛坯的圖示返回第五節(jié)

定位基準的選擇機械制造工藝與機床夾具——第一章基準是確定零件上某些點、線、面位置時所依據(jù)的那些點、線、面（或者說是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面）分為設計基準和工藝基準基準的概念及其分類零件圖上用以確定其它點、線、面位置的基準零件加工、測量、裝配過程中采用的基準定位基準工序基準測量基準裝配基準加工時用以確定零件在機床夾具中的正確位置所采用的基準用以標定被加工表面位置（或者說確定某加工精度）的基準用以測量已加工表面尺寸和位置的基準裝配時用以確定零件在機器中位置的基準設計基準實例定位基準實例工序基準實例裝配基準實例測量基準實例基準問題的分析基準是制訂工藝依據(jù)，因此必然客觀存在，但不一定具體存在：有的是輪廓要素，可直接接觸；有的是中心要素，不可觸摸當作為基準的要素無法觸及時，常常由某些具體存在的基面來體現(xiàn)基準可以是沒有面積的點以及面積很小的面，但工件上的基面必定有接觸面積表示位置關系的基準與表示尺寸的一樣

選擇定位基準，應符合兩點要求定位基準的選擇各加工表面應有足夠的加工余量，非加工表面的尺寸、位置應符合設計要求定位基準應有足夠大的接觸面積和分布面積，以保證能承受切削力，保證定位穩(wěn)定可靠

定位基準分為粗基準和精基準未加工表面作為定位基準者已加工表面作為定位基準者粗基準重點考慮如何保證各加工表面有足夠的余量精基準重點考慮如何減少誤差，提高定位精度選擇定位基準通常從精基準到粗基準

精基準的選擇基準重合原則基準統(tǒng)一原則自為基準原則互為基準原則選擇設計基準為定位基準采用同一基準加工盡可能多的表面精加工某些余量小而均勻的重要表面時，以其自身作為基準加工位置精度要求高的兩表面以二表面互相作為基準反復進行加工準確可靠原則保證定位準確，夾緊可靠，設計簡單，操作方便基準不重合誤差示例基準重合工件安裝示例自為基準實例

粗基準的選擇選有技術要求、加工余量小的重要非加工表面作為粗基準加工表面與非加工表面間有位置要求時，應選非加工表面作為粗基準選尺寸、位置可靠，平整光潔，有一定面積，方便夾緊的表面作基準粗基準在同一尺寸方向只能用一次選擇粗、精基準時，如上述原則互相矛盾，應具體情況具體分析，權衡利弊，保證主要要求床身加工粗基準選擇粗基準選擇實例返回第六節(jié)

工藝路線的擬訂機械制造工藝與機床夾具——第一章工藝路線的制訂工藝路線不但影響加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，而且影響工人的勞動強度，影響設備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等。是制訂工藝規(guī)程的關鍵一步。表面加工方法的選擇先根據(jù)技術要求確定加工方案以及分幾次加工應考慮材料的性質(zhì)應考慮生產(chǎn)類型應考慮本廠的現(xiàn)有設備及技術條件應考慮工件的形狀、重量、物理特性應作加工經(jīng)濟精度和經(jīng)濟粗糙度分析還應考慮其他特殊要求外圓表面的典型加工路線孔的典型加工路線平的典型加工路線平面輪廓和曲面輪廓的加工方法平面輪廓可用數(shù)控銑、線切割和磨削曲面輪廓可用數(shù)控銑和加工中心工藝過程的四個加工階段加工階段的劃分粗加工階段半精加工階段精加工階段光整階段切除各表面大部分余量；考慮勞動效率完成次要表面的加工；為精加工作準備保證達到圖紙要求提高尺寸精度，降低粗糙度劃分加工階段應考慮的因素保證加工質(zhì)量粗加工切削力、切削熱、夾緊力、變形都大，不可能達到高精度合理利用機床設備合理安排熱處理和檢驗工序及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，及時修補或報廢精加工應放在最后，避免損傷已加工表面復雜工件的機械加工工藝路線通常要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序切削加工安排順序四原則加工順序的安排基準先行先粗后精先主后次先面后孔便于定位防止變形避免浪費保證孔的位置精度熱處理工序的安排退火，正火，調(diào)質(zhì)，時效處理人工時效，自然時效，退火，冰冷處理（0~-80℃，1~2小時淬火-回火，滲碳淬火，滲氮，正火，調(diào)質(zhì)涂鍍、發(fā)藍、發(fā)黑預熱處理去應力處理最終熱處理表面處理輔助工序的安排包括：檢驗、去毛刺、倒棱、清洗、防銹、表面強化、退磁、平衡等檢驗是主要的輔助工序，一般安排在粗加工之后，精加工之前重要工序前后零件轉(zhuǎn)換車間前特殊性能檢驗前（如磁力探傷）零件全部加工完畢，入庫之前擬定工藝路線時，選定了各表面的加工工序和劃分加工階段之后，就可以將同一階段中的各加工表面組合成若干工序工序的集中與分散工序集中工序分散即將工件的加工，集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成即將工件的加工，分散在較多的工序內(nèi)完成工序集中的特點采用高效專用設備及工裝，生產(chǎn)效率高減少設備數(shù)量，相應減少操作工人和生產(chǎn)面積減少工序數(shù)目，簡化生產(chǎn)計劃減少安裝次數(shù)，縮短輔助時間，保證位置精度縮短加工時間，減少運輸工作量，縮短生產(chǎn)周期設備結構復雜，投資大，調(diào)整、維修困難，轉(zhuǎn)換產(chǎn)品費時工序分散的特點設備簡單，調(diào)整、維修方便對工人技術要求低，培訓時間短生產(chǎn)準備量小，易于平衡工序時間可采用合理的切削用量，縮短基本時間易更換產(chǎn)品設備數(shù)量多，操作工人多，占地面積大工序集中與工序分散的選擇應根據(jù)企業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品類型、現(xiàn)有條件、零件結構特點和技術要求、工序節(jié)拍選擇返回第七節(jié)

工序內(nèi)容的設計機械制造工藝與機床夾具——第一章

設備的選擇設備及工藝裝備的選擇工序集中時，應選高效自動加工設備；組織集中時，應選通用設備工序分散時，應選簡易設備機床精度與工件精度應相適應機床規(guī)格與工件的外形尺寸應相適應應與現(xiàn)有加工條件相適應

工藝裝備的選擇影響加工精度、生產(chǎn)效率、勞動強度、經(jīng)濟性應根據(jù)生產(chǎn)類型、具體加工條件、工件結構特點、技術要求等選擇夾具的選擇單件、小批生產(chǎn)采用通用夾具和附件大批、大量生產(chǎn)應采用專用高效夾具多品種、小批量可采用可調(diào)夾具或成組夾具刀具的選擇優(yōu)先選用標準刀具機械（工序）集中時，應采用高效專用夾具、復合刀具、多刃刀具刀具類型、規(guī)格、精度等級應符合加工要求量具的選擇單件、小批生產(chǎn)采用通用量具大批、大量生產(chǎn)應采用極限量規(guī)和高效專用檢驗量儀量具精度必須與加工精度相適應加工余量的確定

加工余量的基本概念加工余量工序余量加工時從加工表面切去的金屬層厚度相鄰兩工序的工序尺寸之差（或某一表面在一道工序中切除的金屬層厚度）

加工余量的計算工序余量等于前后兩道工序尺寸之差以上為非對稱的單邊余量，旋轉(zhuǎn)表面的加工余量為對稱的雙邊余量工步余量為相鄰兩工步尺寸之差，它是某工步在表面上切除的金屬層厚度加工余量工序基本余量、最大余量、最小余量、余量公差的概念加工余量是個變動值（毛坯制造和各個工序尺寸都存在誤差）基本余量最大余量最小余量余量公差工序尺寸用基本尺寸計算時所得的加工余量該工序余量的最大值保證該工序加工表面的精度和質(zhì)量所需切除的金屬層最小厚度前工序與本工序的工序尺寸公差之和入體原則：指工序間公差帶的取向規(guī)定：被包容面（軸、鍵寬等）工序間公差帶取上偏差為零，加工后基本尺寸和最大極限尺寸相等包容面（孔、鍵槽寬等）工序間公差帶取下偏差為零，加工后基本尺寸和最小極限尺寸相等為了便于加工，規(guī)定工序尺寸按“入體原則”標注極限偏差，毛坯按“雙向”布置上、下偏差加工余量與工序間公差的關系對于被包容面而言工序間余量=上工序基本尺寸-本工序基本尺寸最大工序間余量=上工序最大極限尺寸-本工序最小極限尺寸最小工序間余量=上工序最小極限尺寸-本工序最大極限尺寸

對于包容面而言工序間余量=本工序基本尺寸–上工序基本尺寸最大工序間余量=本工序最大極限尺寸–上工序最小極限尺寸最小工序間余量=本工序最小極限尺寸–上工序最大極限尺寸總余量等于該表面各工序余量之和總余量指零件從毛坯變?yōu)槌善窌r從某一表面所切除的金屬層總厚度。即毛坯尺寸與零件圖樣的設計尺寸之差總加工余量對工藝過程的影響總余量不夠，質(zhì)量得不到保證總余量太大，增加勞動量、消耗、成本總余量與毛坯精度、生產(chǎn)類型、批量大小有關

影響加工余量的因素上道工序的表面質(zhì)量（包括表面粗糙度Ha和表面破壞層深度Sa）前道工序的工序尺寸公差（Ta）前道工序的位置誤差（ρa

）本工序工件的安裝誤差（εb）用于雙邊余量Z≥2（Ha+Sa）+Ta+2|ρa+εb|單邊余量Z≥Ha+Sa+Ta+|ρa+εb|本工序的加工余量必須滿足下式

確定加工余量的方法經(jīng)驗估算法查表修正法分析計算法根據(jù)工藝人員的經(jīng)驗確定加工余量（適應于單件、小批量生產(chǎn)）先查手冊，然后根據(jù)實際情況進行適當修正（查工藝手冊，廣泛采用）分析各項因素，根據(jù)關系式計算（貴重材料，大批生產(chǎn)；需要資料，較少采用）工序尺寸及其公差的確定

基準重合時，工序尺寸及其公差的計算當工序基準、定位基準或測量基準與設計基準重合，表面多次加工時，計算順序是由最后一道工序開始，即由設計尺寸開始向前推算到毛坯尺寸計算步驟定毛坯總余量和工序余量定工序公差求工序基本尺寸標注工序尺寸公差

基準不重合時，工序尺寸及其公差的計算當零件加工過程中多次轉(zhuǎn)換工藝基準，引起測量基準、定位基準或工序基準與設計基準不重合時，需利用工藝尺寸鏈原理進行工序尺寸及其公差的計算工藝尺寸鏈的基本概念尺寸鏈的定義尺寸鏈工藝尺寸鏈環(huán)由相互聯(lián)系的尺寸按一定順序首尾相接排列成的尺寸封閉圖形由單個零件在工藝過程中的有關尺寸所形成的尺寸鏈組成尺寸鏈的各個尺寸尺寸鏈的組成封閉環(huán)組成環(huán)增環(huán)減環(huán)最終被間接保證精度的那個環(huán)（必有且只有一個）除封閉環(huán)之外的所有其他環(huán)當其余各組成環(huán)不變，而該環(huán)增大時使封閉環(huán)也增大者當其余各組成環(huán)不變，而該環(huán)增大時使封閉環(huán)反而減小者作法：首先確定間接保證的尺寸，定為封閉環(huán)；然后從封閉環(huán)起，畫出各組成環(huán)；尺寸首尾相接，順一個方向畫箭頭，構成封閉圖形尺寸鏈圖

將尺寸鏈中各相應的環(huán)，用尺寸或符號標注在示意圖上，這種尺寸圖稱為尺寸鏈圖尺寸鏈的形式工藝尺寸鏈的構成，取決于工藝方案和加工方法，確定封閉環(huán)是關鍵一個尺寸鏈只能解一個封閉環(huán)請注意箭頭方向：

與封閉環(huán)同向者為減環(huán)與封閉環(huán)異向者為增環(huán)按環(huán)的幾何特征分：長度、角度、組合尺寸鏈按應用場合分：裝配、工藝、零件尺寸鏈按各環(huán)所處空間位置分：直線、平面、空間尺寸鏈尺寸鏈的特性封閉性關聯(lián)性尺寸鏈必是一組有關尺寸首尾相接所形成的尺寸封閉圖。其中應包含一個間接保證的尺寸和若干個對此有影響的直接獲得的尺寸尺寸鏈中間接保證的尺寸即精度直接保證的尺寸精度支配，且間接保證的尺寸精度必然低于直接獲得的尺寸精度封閉環(huán)的基本尺寸=

組成環(huán)基本尺寸的代數(shù)和尺寸鏈的計算公式封閉環(huán)的極限尺寸封閉環(huán)的公差封閉環(huán)的上、下偏差尺寸鏈的計算豎式口訣：增環(huán)上下偏差照抄；減環(huán)上下偏差對調(diào)、反號加工軸承座測量基準與設計基準不重合時的工序尺寸計算機座鏜孔定位基準與設計基準不重合時的工序尺寸計算分析題意可知，t0=0.3+0.2mm是間接獲得，為封閉環(huán)保證滲氮、滲碳層深度的工藝計算加工過程為：磨內(nèi)孔至Φ144.76+0.04mm；滲氮，深度t1；磨內(nèi)孔至Φ145+0.04mm，并保持滲氮層深度t0=0.3~0.5mm。返回第八節(jié)機械加工生產(chǎn)率和技術經(jīng)濟分析機械制造工藝與機床夾具——第一章

制訂工藝規(guī)程的根本任務在于保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，提高勞動生產(chǎn)率和降低成本，即做到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗。要達到這一目的，制訂工藝規(guī)程時，還必須對工藝過程認真開展技術經(jīng)濟分析，有效地采取提高機械加工生產(chǎn)率的工藝措施。時間定額機械加工生產(chǎn)率是指工人在單位時間內(nèi)內(nèi)的合格產(chǎn)品的數(shù)量，或者指制造單件產(chǎn)品所消耗的勞動時間。它是勞動生產(chǎn)率指標。時間定額是指在一定的生產(chǎn)條件下，規(guī)定每個工人完成單件合格產(chǎn)品或某項工作所必需的時間。完成零件一道工序的時間定額稱為單件時間。它由下列部分組成基本時間（Tb）輔助時間（Ta）布置工作場地時間（Tsw）生理和自然需要時間（Tr）準備與終結時間（Te）Tc=Tp+Te／n=Tb+Ta+Tsw+Tr+Te／n提高機械加工生產(chǎn)率的工藝措施

勞動生產(chǎn)率是一個綜合技術經(jīng)濟指標，它與產(chǎn)品設計、生產(chǎn)組織、生產(chǎn)管理和工藝設計都有密切關系?？s短基本時間提高切削用量減少或重合切削行程長度采用多件加工縮短輔助時間采用先進高效的機床夾具采用多工位連續(xù)加工采用主動測量或數(shù)字顯示自動測量裝置采用兩個相同夾具交替工作的方法縮短布置工作場地時間縮短準備與終結時間生產(chǎn)成本和工藝成本工藝過程的技術經(jīng)濟分析制造一個零件或一件產(chǎn)品所必需的一切費用的總和，稱為該零件或產(chǎn)品的生產(chǎn)成本可變成本只需分析、評價與工藝過程直接相關的生產(chǎn)費用，即所謂工藝成本不變成本不同工藝方案的經(jīng)濟性比較返回機械制造工藝與機床夾具——第一章第九節(jié)裝配工藝基礎裝配的概念按規(guī)定的技術要求，將零件、組件和部件進行配合和聯(lián)接，使之成為半成品或成品的工藝過程稱為裝配把零件、組件裝配成部件的過程稱為部裝把零件、組件和部件裝配成產(chǎn)品的過程稱為總裝裝配工作清洗聯(lián)接平衡目的是去除零件表面或部件中的油污及機械雜質(zhì)將兩個以上的零件結合在一起對有關旋轉(zhuǎn)零件進行平衡校正、調(diào)整與配作驗收試驗校正就是在裝配過程中通過找正、找平及相應的調(diào)整工作來確定相關零件的相互位置關系；根據(jù)其質(zhì)量驗收標準進行調(diào)整就是調(diào)節(jié)相關零件的相互位置配作是指在裝配過程中的配鉆、配鉸、配刮、配磨等機器裝配精度裝配精度的內(nèi)容尺寸精度位置精度運動精度接觸精度裝配精度與零件精度的關系機器的質(zhì)量是通過裝配質(zhì)量最終得以保證的，裝配工藝方法對保證機器的質(zhì)量有著很重要的作用

如果裝配不當，即使零件的加工質(zhì)量再高，仍可能出現(xiàn)不合格產(chǎn)品

相反，即使零件的加工質(zhì)量不是很高，但在裝配時采用了合適的工藝方法，依然可能使產(chǎn)品達到規(guī)定的精度要求

影響裝配精度的因素零件的加工精度零件之間的配合要求和接觸質(zhì)量零件的變形旋轉(zhuǎn)零件的不平衡工人的裝配技術裝配的類型流水線裝配線自動裝配線變節(jié)奏流水裝配固定流水裝配固定裝配各種生產(chǎn)類型裝配工作的特點參見表12-1機械制造工藝與機床夾具——第一章二、保證裝配精度的工藝方法互換法完全互換法裝配時各配合零件可不經(jīng)挑選、修配及調(diào)整，即可達到規(guī)定的裝配精度的裝配方法其裝配尺寸鏈采用極值法解算部分互換法絕大多數(shù)產(chǎn)品裝配時各組成環(huán)可不需挑選、修配及調(diào)整，裝配后即能達到裝配精度的要求，但可能會有少數(shù)產(chǎn)品成為不能達到裝配精度而需要采取修配措施甚至可能成為廢品其裝配尺寸鏈采用概率法解算選配法直接選配法裝配時，由工人直接從許多待裝配的零件中選擇合適的零件進行裝配將尺寸鏈中組成環(huán)的公差放大到經(jīng)濟加工精度，按此精度對各零部件進行加工，然后再選擇合適零件進行裝配直接選配法當封閉環(huán)精度要求很高時，先使零件按經(jīng)濟加工精度進行加工，然后再按實際測量的尺寸將零件分為若干組，裝配時選擇對應組內(nèi)零件進行裝配復合選配法分組選配法和直接選配法的復合形式修配法將尺寸鏈中各組成環(huán)均按經(jīng)濟精度加工，裝配時去除某一預先確定好的組成環(huán)上的材料，改變其尺寸，從而保證裝配精度被修配的零件稱為修配環(huán)，又稱補償環(huán)其解算裝配尺寸的方法采用極值法分為單件修配法、合并加工修配法和自身加工修配法調(diào)整法在裝配時通過改變產(chǎn)品中可調(diào)零件的位置或更換尺寸合適的可調(diào)零件來保證裝配精度的方法與修配法的實質(zhì)相同分為可動調(diào)整法、固定調(diào)整法和誤差抵消法三種機械制造工藝與機床夾具——第一章三、裝配尺寸鏈裝配尺寸鏈的基本概念及其特征機器裝配過程中，由相關零件的尺寸或相互位置關系所組成的尺寸鏈，稱為裝配尺寸鏈裝配尺寸鏈的特點封閉環(huán)是裝配時要保證的裝配精度或技術要求各組成環(huán)分別屬于不同的零件或部件裝配尺寸鏈的建立應先查明并建立裝配尺寸鏈；然后作出尺寸鏈圖；最后再進行相應的計算并確定保證裝配精度的工藝方法封閉環(huán)的公差為各組成環(huán)公差之和組成環(huán)數(shù)等于相關零件數(shù)，即一件一環(huán)在建立裝配尺寸鏈時，組成環(huán)的數(shù)目應該越少越好，這就是最短路線原則一件一環(huán)原則（b錯）最短路線原則裝配尺寸鏈的計算極值法與解算工藝尺寸鏈的計算公式相同概率法生產(chǎn)實踐表明，在正常生產(chǎn)條件下加工出的一批零件中，絕大多數(shù)零件的尺寸都出現(xiàn)在其平均尺寸左右，只有極少數(shù)零件的尺寸出現(xiàn)在其極限尺寸附近，因此在解算成批、大量生產(chǎn)的多環(huán)尺寸鏈時，應用概率法更為合理概率法的基本計算公式為概率法可將組成環(huán)的平均公差相對于極值法擴大倍，而且組成環(huán)環(huán)數(shù)越多，平均公差增大的也越多，從而使零件加工更容易，成本更低為了計算簡便，在實際計算時常將各環(huán)改寫成平均尺寸，公差按雙向等偏差標注，計算完畢，再按“入體原則”標注四、裝配工藝規(guī)程的制訂機械制造工藝與機床夾具——第一章用文件的形式將裝配內(nèi)容、順序、操作方法和檢驗項目等規(guī)定下來，作為指導裝配工作和組織裝配生產(chǎn)的依據(jù)的技術文件，稱為裝配工藝規(guī)程它對于保證裝配質(zhì)量、提高裝配生產(chǎn)效率、減輕工人勞動強度以及降低生產(chǎn)成本等都有重要的作用制訂裝配工藝的基本原則及原始資料制定裝配工藝的基本原則保證產(chǎn)品的裝配質(zhì)量，力求提高質(zhì)量以延長產(chǎn)品的使用壽命合理安排裝配順序，盡量減少鉗工裝配工作量，縮短裝配周期，提高效率盡量減少裝配占地面積，提高單位面積的生產(chǎn)率，力求降低裝配成本制定裝配工藝的原始資料產(chǎn)品的總裝圖和部件裝配圖，必要時還應有重要零件的零件圖產(chǎn)品的驗收技術標準。它規(guī)定了產(chǎn)品性能的檢驗、試驗的方法和內(nèi)容產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領，它決定裝配生產(chǎn)類型現(xiàn)有生產(chǎn)條件，包括本廠現(xiàn)有的裝配工藝設備、工人技術水平、裝配車間面積等各方面的情況裝配工藝規(guī)程的內(nèi)容和步驟裝配工藝規(guī)程的內(nèi)容分析產(chǎn)品總裝圖，劃分裝配單元，確定各零、部件的裝配順序及裝配方法確定各工序的裝配技術要求、檢驗方法和檢驗工具確定各工序的裝配技術要求、檢驗方法和檢驗工具確定裝配時零、部件的運輸方法及工具確定裝配的時間定額制定裝配工藝規(guī)程的步驟分析產(chǎn)品的原始資料確定裝配方法的組織形式劃分裝配單元確定裝配順序劃分裝配工序編制裝配工藝文件制定產(chǎn)品檢測與試驗規(guī)范確定工序集中與分散程度劃分裝配工序，確定各工序內(nèi)容確定各工序所用設備、工具制定各工序裝配操作規(guī)范制定各工序裝配質(zhì)量要求與檢驗方法確定工序時間定額裝配工藝過程卡裝配工序卡Knowledge

makeshumble,

ignorance

makesproud.博學使人謙遜，無知使人驕傲。返回第二章典型表面與典型零件的加工工藝第一節(jié)第二節(jié)機械制造工藝與機床夾具結束

教學導航知識目標

1．熟悉外圓、孔、平面和成形表面等典型表面的加工方法及加工工藝路線。

2．掌握軸類、箱體類和齒輪等典型零件的加工方法，熟悉其工藝規(guī)程。能力目標

1．具備選擇和制訂典型表面加工工藝路線的能力。

2．初步具備制訂典型零件加工工藝規(guī)程的能力。

教學導航學習重點

1．幾種典型表面的加工方法。

2．幾種典型零件的加工工藝路線。學習難點

1．典型表面加工方法的選擇。

2．制訂典型零件的工藝規(guī)程。

機器零件形狀多種多樣，但都由外圓、內(nèi)圓、平面等這些基本幾何表面組成同一種表面，可選用加工精度、生產(chǎn)率和加工成本各不相同的加工方法進行加工，工程技術人員的任務就是要根據(jù)具體的生產(chǎn)條件選用適當?shù)募庸し椒?，制定出最佳的加工工藝路線，加工出符合圖樣要求的零件，并獲得最佳經(jīng)濟效益

第一節(jié)典型表面的加工工藝機械制造工藝與機床夾具——第二章一、外圓加工機械制造工藝與機床夾具——第二章1、外圓車削依據(jù)毛坯情況和加工要求，分為粗車、半精車、精車和精細車等加工階段。粗車的主要任務是迅速切除毛坯上多余的金屬層。粗車尺寸精度等級較低，表面粗糙度值較大。半精車是在粗車之后進行的，可作為磨削或精車前的預加工；它可進一步提高工件的精度和降低表面粗糙度。

精車一般是指在半精車之后進行的、作為較高精度外圓的終加工或作為光整加工的預加工。常在高精度車床上加工。一般采用很小的背吃刀量和進給量，采用高速鋼車刀進行低速精車或采用硬質(zhì)合金車刀進行高速精車。精細車所用車床應具有很高的精度和剛度，刀具應具有高的耐磨性，通常采用經(jīng)仔細刃磨和研磨后獲得很鋒利刀刃的金剛石或細晶粒硬質(zhì)合金。其加工精度可達IT6以上，表面粗糙度值Ra≤0.4

m。提高外圓表面車削生產(chǎn)率的措施：采用高速車削、強力車削。提高切削用量，即增大切削速度vc、背吃刀量ap和進給量f，這是縮短基本時間、提高外圓車削生產(chǎn)率的最有效措施之一。采用新型刀具材料，如W1、CBN刀片進行高速切削；使用機械夾固式車刀、可轉(zhuǎn)位車刀等，縮短更換和刃磨刀具的時間。采用多刀半自動車床、自動車床、仿形車床，同時對各表面進行切削。采用加熱車削、低溫冷凍車削、激光和水射流等特種加工方法，輔助車削、振動車削等方法加工，減少切削阻力，提高刀具壽命。

2、外圓磨削磨削是外圓表面精加工的主要方法既能加工淬火的黑色金屬零件，也可加工不淬火的黑色金屬和有色金屬零件外圓磨削根據(jù)加工質(zhì)量等級分為粗磨、精磨、精密磨削、超精密磨削和鏡面磨削

外圓磨削加工的應用（1）普通外圓磨削中心磨削：工件以中心孔或外圓定位

縱磨法——磨削時工件隨工作臺作直線往復縱向進給運動，工件每往復一次（或單行程）砂輪橫向進給一次橫磨法——工件不作縱向進給運動，砂輪以緩慢的速度連續(xù)或斷續(xù)地向工件作徑向進給運動直至磨去全部余量為止

綜合磨法——先用橫磨法分段粗磨被加工表面的全長，相鄰段搭接處重疊磨削3~5mm，留下0.01~0.03mm余量，然后用縱橫法進行精磨深磨法——一種生產(chǎn)率高的先進方法，磨削余量一般為0.1~0.35mm，縱向進給長度較?。?~2mm），適用于在大批大量生產(chǎn)中磨削剛性較好的短軸

外圓磨削方式無心磨削：直接以磨削表面定位加工。

與中心磨削相比，無心磨削具有以下工藝特征：無須打中心孔，且安裝工件省時省力，可連續(xù)磨削，故生產(chǎn)效率高尺寸精度較好；但不能改變工件原有的位置誤差支承剛度好，剛度差的工件也可采用較大的切削用量進行磨削容易實現(xiàn)工藝過程的自動化前工序的形狀誤差會影響磨削的加工精度，且不能改善加工表面與工件上其它表面的位置精度，并有一定的棱圓度誤差產(chǎn)生，圓度誤差一般不小于0.002mm所能加工的工件有一定局限，不能磨帶槽的工件，也不能磨內(nèi)外圓同軸度要求較高的工件（2）高效磨削以提高效率為主要目的磨削高速磨削：提高砂輪速度，單位時間內(nèi)參與磨削的磨粒數(shù)增加強力磨削：采用較高的砂輪速度、較大的背吃刀量和較小的軸向進給，直接從毛坯上磨出加工表面的方法，亦即緩進給深切磨削寬砂輪和多砂輪磨削：實質(zhì)上就是用增加砂輪的寬度來提高磨削生產(chǎn)率砂帶磨削：砂帶磨削具有生產(chǎn)效率高、加工質(zhì)量好、發(fā)熱少、設備簡單、應用范圍廣等優(yōu)點

3、外圓光整加工（1）高精度磨削包括精密磨削、超精密磨削、鏡面磨削（2）研磨能達到很高的精度和很小的粗糙度值（3）砂帶鏡面磨削與拋光

（4）超精加工只能提高加工表面質(zhì)量，不能提高尺寸精度、形狀精度和位置精度，用于軸類零件外圓柱面、圓錐面和球面的光整加工。車床上砂帶鏡面拋光外圓超精加工4、外圓加工方法的選擇

選擇外圓的加工方法，除應滿足圖紙技術要求之外，還與零件的材料、熱處理要求、零件的結構、生產(chǎn)綱領及現(xiàn)場設備和操作者技術水平等因素密切相關。外圓加工的主要方法是車削和磨削。對于精度要求高、表面粗糙度值小的工件外圓，還需經(jīng)過研磨、超精加工等才能達到要求；對某些精度要求不高但需光亮的表面，可通過滾壓或拋光獲得。（表2-1）

二、孔（內(nèi)圓）加工機械制造工藝與機床夾具——第二章孔是盤類、套類、支架類、箱體和大型筒體等零件的重要表面之一。根據(jù)零件在機械產(chǎn)品中的作用不同，內(nèi)孔有不同的精度和表面質(zhì)量要求，同時有不同的結構尺寸，如通孔、盲孔、階梯孔、深孔、淺孔、大直徑孔、小直徑孔等?？椎臋C械加工方法較多，中、小型孔一般靠刀具本身尺寸來獲得被加工孔的尺寸，如鉆、擴、鉸、锪、拉孔等；大、較大型孔則需采用其它方法，如立車、鏜、磨孔等。1、鉆、擴、鉸、锪、拉孔（1）鉆孔用鉆頭在工件實體部位加工孔的方法鉆孔屬于孔的粗加工，多用作擴孔、鉸孔前的預加工，或加工螺紋底孔和油孔鉆孔主要在鉆床和車床上進行，也可在鏜床和銑床上進行常用麻花鉆，為改善其加工性能，目前應用群鉆；大批量生產(chǎn)中鉆孔常用鉆模和專用的多軸組合鉆床鉆頭引偏引起的加工誤差標準群鉆結構自帶中心導向鉆的組合鉆頭對于深孔加工，由于排屑、散熱困難，宜采用冷卻液內(nèi)噴麻花鉆、錯齒內(nèi)排屑深孔鉆、噴吸鉆等特殊專用鉆頭。冷卻液內(nèi)噴麻花鉆

下圖所示為單刃外排屑深孔鉆，又稱槍鉆，它主要用來加工小孔

下圖所示為高效、高質(zhì)量加工的內(nèi)排屑深孔鉆，又稱噴吸鉆，它用于加工深徑比小100，直徑為16mm~65mm的孔。（2）擴孔屬于半精加工；作為鉸孔的準備工序，或作為精度要求不高的孔的最終工序擴孔可在一定程度上校正鉆孔的軸線偏斜。其加工質(zhì)量和生產(chǎn)率比鉆孔高當孔徑大于100mm時，一般采用鏜孔而不用擴孔擴孔使用的的機床與鉆孔相同用于鉸孔前的擴孔鉆，其直徑偏差為負值，用于終加工的擴孔鉆，其直徑偏差為正值（3）鉆擴復合加工由于鉆頭材料和結構的進步，可用同一機夾式鉆頭實現(xiàn)鉆、擴、鏜孔加工

鉆孔后偏移X實現(xiàn)擴孔的新型加工鉆、锪、倒角等復合加工（4）鉸孔在擴孔或半精鏜孔等半精加工基礎上進行的一種孔的精加工方法。有手鉸和機鉸兩種方式。機鉸時鉸刀在機床上應采用浮動聯(lián)接。鉸孔一般不能修正孔的位置誤差，孔的位置誤差應由鉸孔前的工序來保證。鉸孔直徑一般不大于80mm，鉸削也不宜用于非標準孔、臺階孔、盲孔、短孔和具有斷續(xù)表面的孔。

（5）锪孔

用锪鉆加工錐形或柱形的沉坑稱為锪孔一般在鉆床上進行目的是為了安裝沉頭螺釘，錐形锪鉆還可用于清除孔端毛刺（6）拉孔拉孔前工件須經(jīng)鉆孔或擴孔在一次行程便可完成全部工作能加工圓孔、成形孔、花鍵孔拉刀是定尺寸刀具，結構復雜、價格昂貴、設計制造周期長，用于大量生產(chǎn)中拉孔工件的支撐2、鏜孔（1）鏜孔的工藝特點

加工箱體、機座、支架等復雜大型件的孔和孔系，通過鏜?；蜃鴺搜b置，容易保證加工精度工藝靈活性大、適應性強，鏜孔可在車床、也可在鏜床或銑床上進行；而鏜床上還可實現(xiàn)鉆、銑、車、攻螺紋工藝工人操作要求高、效率低（2）鏜削的工作方式

工件旋轉(zhuǎn)刀具作進給運動（車）工件不動而刀具作旋轉(zhuǎn)和進給運動（鏜）刀具旋轉(zhuǎn)工件作進給運動（鏜）

鏜床平旋盤帶動鏜刀旋轉(zhuǎn)，工作臺帶動工件作縱向進給運動，利用徑向刀架使鏜刀處于偏心位置（鏜）主軸帶動刀桿和鏜刀旋轉(zhuǎn)，工作臺帶動工件作進給運動（鏜）

鏜孔的幾種運動方式（3）鏜孔的工藝范圍

鏜孔的適用性強，一把鏜刀可以加工一定孔徑和深度范圍的孔，除直徑特別小和較深的孔外，各種直徑的孔都可進行鏜削，可通過粗鏜、半精鏜、精鏜和精細鏜達到不同的精度和表面粗糙度對于孔徑較大（>

80mm），精度要求高和表面粗糙度較小的孔，可采用浮動鏜刀加工，用以補償?shù)毒甙惭b誤差和主軸回轉(zhuǎn)誤差帶來的加工誤差，保證加工尺寸精度，但不能糾正直線度誤差和位置誤差3、磨孔（1）砂輪磨孔

砂輪磨孔是孔的精加工方法之一磨孔的精度可達IT8~IT6，表面粗糙度值達Ra1.6~0.4μm砂輪磨孔可在內(nèi)圓磨床或萬能外圓磨床上進行

磨削方式分三類：普通內(nèi)圓磨削行星式內(nèi)圓磨削無心內(nèi)圓磨削

磨孔適用性比鉸孔廣，還可糾正孔的軸線歪斜及偏移，但磨削的生產(chǎn)率比鉸孔低，且不適于磨削非鐵金屬，小孔和深孔也難以磨削。磨孔主要用于不適宜或無法進行鏜削、鉸削和拉削的高精度孔以及淬硬孔的精加工。磨孔同磨外圓相比，磨孔效率較低，Ra值比磨外圓時大，且磨孔的精度控制較磨外圓時難，主要原因在于：砂輪直徑都很小，且排屑和冷卻不便內(nèi)圓磨頭在懸臂狀態(tài)下工作磨孔時，砂輪與工件孔的接觸面積大，容易發(fā)生表面燒傷磨孔時，容易產(chǎn)生圓柱度誤差，要求主軸剛性好

（2）砂帶磨孔

砂帶磨孔明顯比砂輪磨孔更具靈活性，可以解決許多讓砂輪磨削無法實施的加工難題，加工材料也更為廣泛。

4、孔的光整加工（1）研磨孔

研磨孔是常用的一種孔光整加工方法用于對精鏜、精鉸或精磨后的孔作進一步加工研磨孔的特點與研磨外圓相類似，研磨后孔的精度可達IT7~IT6，Ra值可達0.1~0.008μm，形狀精度亦有相應提高

（2）珩磨孔

利用珩磨頭對孔進行光整加工的方法。主要用于精密孔的最終加工工序，常常對精鉸、精鏜或精磨過的孔在專用的珩磨機上進行光整加工。珩磨可加工鑄鐵件、淬火和不淬火鋼件以及青銅件等，但珩磨不宜加工塑性較大的有色金屬，也不能加工帶鍵槽孔、花鍵孔等斷續(xù)表面

珩磨頭結構珩磨時的運動及切削軌跡5、孔加工方法的選擇（1）加工方法的選擇

加工方案參見表2-2（2）機床的選擇盤、套類零件孔加工的機床選用支架箱體類零件孔加工的機床選用軸類零件孔加工的機床選用

三、平面加工機械制造工藝與機床夾具——第二章1、平面銑削銑削平面一般用臥式銑床、立式銑床、龍門銑床按銑刀的切削方式分為：周銑、端銑周銑端銑周銑分為：逆銑和順銑端銑與周銑的比較端銑的加工質(zhì)量比周銑高端銑的生產(chǎn)率比周銑高端銑分為：對稱銑、不對稱銑2、端面車削用于加工軸、輪、盤、套等回轉(zhuǎn)體零件的端面、臺階面等，也用于其它需要加工孔和外圓零件的端面通常這些面要求與內(nèi)、外圓柱面的軸線垂直一般在車床上與相關的外圓和內(nèi)孔在一次裝夾中加工完成

3、平面刨削多在牛頭刨床、龍門刨床上進行。4、平面拉削一種高效率、高質(zhì)量的平面加工方法。平面拉削的精度可達IT7~IT6，表面粗糙度Ra0.8~0.4μm5、平面磨削對一些平直度、平面之間相互位置精度要求較高、表面粗糙要求小的平面可采用平面磨削加工的方法平面磨削在銑削、刨削、車削后進行隨著高效率磨削的發(fā)展，平面磨削既可作為精密加工，又可代替銑削和刨削進行粗加工有色金屬、不銹鋼、各種非金屬的大型平面、卷帶材、板材可用砂帶磨削

6、平面的光整加工平面刮研平面研磨7、平面加工方法的選擇

常用的平面加工方案見表2-3非配合平面支架、箱體與機座的固定聯(lián)接平面盤、套類零件和軸類零件的端面導向平面較高精度的板塊狀零件韌性較大的非鐵金屬件上的平面大批大量生產(chǎn)中，加工精度要求較高的、面積不大的平面四、成形（異型）面加工機械制造工藝與機床夾具——第二章成形面的種類很多，按照其幾何特征，一般可分為四種類型：

回轉(zhuǎn)成形面直線成形面立體成形面復合運動成形表面1、用簡單刀具加工用手動控制進給加工成形面用靠模裝置加工成形面用數(shù)控機床加工2、用成形刀具加工成形面車削成形面銑削成形面刨削成形面拉削成形面磨削用成形刀具加工成形面，加工精度主要取決于刀具精度，且機床的運動和結構比較簡單，操作簡便，容易保證同一批工件表面形狀、尺寸的一致性和互換性成形砂輪磨削砂帶成型磨削3、展成法加工成形表面齒輪齒面的加工螺紋的加工攻螺紋套螺紋螺紋梳刀銑削螺紋磨削螺紋3、成形面加工方法的選擇成形面的加工方法很多，常用的加工方法詳見表2-4。對于具體零件的成形面應根據(jù)零件的尺寸、形狀、精度及生產(chǎn)批量等來選擇加工方案

返回機械制造工藝與機床夾具——第二章第二節(jié)典型零件加工工藝一、軸類零件的加工機械制造工藝與機床夾具軸類零件的分類及技術要求軸類零件的功用支撐傳動零件承受載荷傳遞扭矩軸類零件的分類光滑軸；階梯軸；空心軸；異形軸（曲軸、齒輪軸、偏心軸、十字軸、凸輪軸、花鍵軸）常見軸的類型軸類零件的特點長度大于直徑加工表面為內(nèi)外圓柱面、圓錐面、螺紋、花鍵、溝槽等有一定的回轉(zhuǎn)精度軸類零件的技術要求尺寸精度幾何形狀精度相互位置精度表面粗糙度其他軸類零件的材料、毛坯及熱處理軸類零件的材料45鋼、40Cr、GCr15、65Mn、球墨鑄鐵、20CrMnTi、20Mn2B、20Cr軸類毛坯圓棒料鍛件鑄件軸類零件的熱處理正火或退火處理鍛造毛坯加工前——細化晶粒，消除鍛造應力，降低硬度，改善切削性能調(diào)質(zhì)粗車后半精車前——改善物理力學性能表面淬火精加工前——提高硬度低溫時效局部淬火或粗磨后軸類零件的裝夾方式采用兩中心孔定位裝夾以重要外圓表面為粗基準定位加工出中心孔，再以軸兩端的中心孔為定位精基準可實現(xiàn)基準重合、基準統(tǒng)一、互為基準采用外圓表面定位裝夾采用三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤采用各種堵頭或拉桿心軸定位裝夾加工空心軸用帶中心孔的堵頭或拉桿心軸堵頭與拉桿心軸軸類零件工藝過程示例CA6140車床主軸的結構特點既是階梯軸，又是空心軸；是長徑比小于12的剛性軸不但傳遞旋轉(zhuǎn)運動和扭矩，而且是工件或刀具回轉(zhuǎn)精度的基礎主要加工表面有內(nèi)外圓柱面、圓錐面，次要表面有螺紋、花鍵、溝槽、端面結合孔等機械加工工藝主要是車削、磨削，其次是銑削和鉆削CA6140車床主軸各主要部分的功用及技術要求支承軸頸支承軸頸是主軸的裝配基準，其精度直接影響主軸的回轉(zhuǎn)精度；主軸上各重要表面又以支承軸頸為設計基準，有嚴格的位置要求支承軸頸為安裝軸承的三支承結構，且跨度大支承軸頸采用錐面(1：12)結構，接觸率≥70%，可用來調(diào)整軸承間隙；圓度誤差為0.005mm，徑向跳動為0.005mm錐孔用來安裝頂尖或刀具錐柄的；是定心表面對錐面的尺寸精度、形狀精度、粗糙度、接觸精度都要求高軸心線應與支承軸頸同軸錐孔對軸頸的徑向圓跳動近軸端為0.005，離軸端300處為0.01，錐面接觸率≥70%，粗糙度值Ra為0.4μm

，硬度為HRC48~50短錐和端面用來安裝卡盤或花盤的；也是定心表面對錐面的尺寸精度、形狀精度、粗糙度、接觸精度都要求高軸心線應與支承軸頸同軸對支承軸頸的徑向圓跳動為0.008；端面圓跳動為0.008粗糙度Ra為0.8μm

，硬度為HRC45~50空套齒輪軸頸與齒輪孔相配合的表面；影響傳動的平穩(wěn)性；可能導致噪聲有同軸度要求，對支承軸頸的徑向圓跳動為0.01~0.015尺寸精度要求為IT5~IT6對支承軸頸的徑向圓跳動為0.008；端面圓跳動為0.008螺紋用來固定零件或調(diào)整軸承間隙螺母的端面圓跳動（應≤0.05）會影響軸承的內(nèi)環(huán)軸線傾斜螺母與軸頸的同軸度誤差≤0.025螺紋精度為6h各表面的表層要求要有較高的耐磨性要有適當?shù)挠捕龋℉RC45以上），以改善其裝配工藝性和裝配精度表面粗糙度值Ra為0.8~0.2μmCA6140主軸加工工藝加工工藝過程生產(chǎn)類型：大批生產(chǎn)；材料牌號：45鋼；毛坯種類：模鍛件工藝過程：分為三個階段（參見表2-5）：粗加工：工序1~6

半精加工：工序7~13（7為預備）精加工：工序14~26（14為預備）工藝問題分析主軸的熱處理毛坯的熱處理：去鍛造應力，細化晶粒切削前正火（預備熱處理）：改善切削加工性能和機械-物理性能；去鍛造應力半精加工前調(diào)質(zhì)：去應力，改善切削加工性能，提高綜合機械性能精加工前局部高頻淬火：提高運動表面耐磨性精加工后定性處理：低溫時效和冰冷處理定位基準的選擇與轉(zhuǎn)換為了保證各主要表面的相互位置精度，選擇定位基準時，應遵循基準重合、基準統(tǒng)一和互為基準的原則一次裝夾中應盡可能多加工幾個表面定位基準通用兩中心孔；但加工過程中，作為定位基準的中心孔因鉆通孔而消失，為須采用帶有中心孔的錐堵或錐套心軸

主要精度指標：同軸度、圓度、徑向跳動主要加工表面加工工序安排CA6140車床主軸主要加工表面是φ75h5、φ80h5、φ90g5、φ105h5軸頸，兩支承軸頸及大頭錐孔

主要加工表面的尺寸精度在IT5~IT6之間，表面粗糙度值Ra為0.4~0.8μm

加工工藝過程可劃分為三個加工階段，即粗加工階段、半精加工階段、精加工階段機械加工工序中間尚需插入必要的熱處理工序

鑒于主軸的技術要求高，毛坯為模鍛件，加工余量大，精度高，故應分階段加工粗、精加工分開有利于去應力并可加入熱處理多次切削有利于消除復映誤差粗、精加工二階段應間隔一定時間粗、精加工二階段應分粗、精加工機床進行，合理利用設備，保護機床主軸加工各主要表面總是循著以下順序進行，即粗車→調(diào)質(zhì)（預備熱處理）→半精車→精車→淬火-回火（最終熱處理）→粗磨→精磨

主軸主要表面的加工順序安排如下：外圓表面粗加工（以頂尖孔定位）→外圓表面半精加工（以頂尖孔定位）→鉆通孔（以半精加工過的外圓表面定位）→錐孔粗加工（以半精加工過的外圓表面定位，加工后配錐堵）→外圓表面精加工（以錐堵頂尖孔定位）→錐孔精加工（以精加工外圓面定位）

主要表面加工順序確定后，再合理地插入次要表面加工工序

保證加工精度的幾項措施主軸的加工質(zhì)量主要體現(xiàn)在主軸支承軸頸的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度，主軸前端內(nèi)、外錐面的形狀精度、表面粗糙度以及它們對支承軸頸的位置精度

支承軸頸的尺寸精度、形狀精度以及表面粗糙度要求，可以采用精密磨削方法保證。磨削前應提高精基準的精度。

主軸前端內(nèi)、外錐面的形狀精度、表面粗糙度同樣應采用精密磨削的方法

磨主軸錐孔夾具主軸錐孔相對于支承軸頸的位置精度靠采用支承軸頸作為定位基準來保證。主軸錐孔的磨削一般采用專用夾具

軸類零件的檢驗檢驗項目表面粗糙度表面硬度尺寸精度相互位置精度表面幾何形狀精度檢驗分類加工中的檢驗加工后的檢驗檢驗順序幾何精度→尺寸精度→位置精度檢驗方法硬度：硬度計表面粗糙度：觸針式表面粗糙度輪廓儀或樣板比較法錐孔：著色法尺寸精度：常規(guī)檢驗儀器（萬能量具）位置精度：專用檢驗裝置軸類零件的檢驗二、箱體類零件的加工機械制造工藝與機床夾具箱體類零件概述箱體類零件的功用、結構特點將機器和部件中的軸、套、齒輪等有關零件連接成一個整體，并使之保持正確的相互位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)規(guī)定運動結構復雜，壁薄且不均勻功用結構特點加工部位多，加工難度大某車床主軸箱箱體類零件的主要技術要求孔徑精度影響回轉(zhuǎn)精度，引起噪聲、振動、徑向跳動，影響壽命孔的尺寸精度和幾何形狀誤差會使軸承與孔配合不良(松、緊、不圓)主軸孔尺寸精度為IT6級，其余孔為IT6~IT7級孔與孔的位置精度引起軸安裝歪斜，致使主軸徑向跳動和軸向竄動，加劇軸承磨損同一軸線上各孔的同軸度誤差孔端面對軸線垂直度誤差孔與孔的位置精度主要是規(guī)定主要孔和主軸箱安裝基面的平行度主要平面的精度影響主軸箱與床身的連接剛度規(guī)定底面和導向面必須平直和相互垂直平面度、垂直度公差等級為5級粗糙度影響連接面的配合性質(zhì)或接觸剛度主軸孔Ra為0.4μm，其它各縱向孔Ra為1.6μm，孔的端面Ra為3.2μm裝配基準面和定位基準面Ra為2.5~0.63μm，其它平面則Ra為10~2.5μm箱體類零件的材料與毛坯材料一般選HT200~400；因為灰鑄鐵成本低，耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性好通常毛坯為鑄件；毛坯余量視生產(chǎn)批量和鑄造方法等而定；澆鑄后應退火某些負荷大的箱體可采用鑄鋼件；對于單件小指生產(chǎn)中的簡單箱體也可采用鋼板焊接結構箱體類零件的結構工藝性分析基本孔可分為通孔、階梯孔、盲孔、交叉孔等通孔工藝性最好；深孔、階梯孔、相貫通的交叉孔工藝性較差；盲孔工藝性最差，應盡量避免同軸孔同一軸線方向孔徑向一個方向遞減鏜孔時鏜桿可從一端伸入，逐個加工或同時加工同一軸線上的幾個孔應避免中間隔壁上孔徑大于外壁上孔徑裝配基面為便于加工、裝配和檢驗，尺寸應盡可能大，形狀應盡可能簡單凸臺應盡可能在同一平面上緊固孔和螺孔尺寸和規(guī)格應盡可能一致肋板、肋條、圓角保證箱體的動剛度和抗振性箱體類零件加工工藝過程及工藝分析擬訂箱體類零件加工工藝規(guī)程的原則加工順序：先面后孔加工階段：粗、精分開基準選擇：選重要孔為粗基準；精基準力求統(tǒng)一工序集中，先主后次工序間安排時效處理工裝設備依批量而定箱體平面的加工方法常用方法有刨、銑、磨削三種刨削加工刀具簡單、調(diào)整方便、通用性好銑削加工多刀同時加工，可保證平面間的相互位置精度，生產(chǎn)效率高，適用于中批量以上的生產(chǎn)磨削加工比刨削、銑削的質(zhì)量都高，適用于大批量生產(chǎn)；為提高效率和相互位置精度，常用組合磨削箱體孔系的加工方法孔系箱體上一系列有相互位置精度要求的孔的組合孔系分類軸線互相平行且孔距也有精度要求的一系列孔平行孔系同一條軸心線上的一系列孔同軸孔系軸心線空間相交的一系列孔交叉孔系平行孔系的加工找正法工人在通用機床上利用輔助工具來找正要加工孔的正確位置的加工方法劃線找正心軸和塊規(guī)找正樣板找正定心套找正劃線找正加工前按照零件圖在毛坯上劃出各孔的位置輪廓線，然后按劃線進行加工心軸和塊規(guī)找正將心軸插入有關軸孔內(nèi)(或直接利用鏜床主軸)，然后根據(jù)孔和定位基準的距離組合一定尺寸的塊規(guī)來校正各軸位置樣板找正利用精度很高的樣板確定孔的加工位置定心套找正先劃線加工好螺釘孔，然后裝上形狀精度高而且表面光潔的定心套鏜模法利用鏜模夾具加工孔系：工件裝在鏜模上，鏜桿支承在鏜模的導套里孔距精度可達±0.05mm適用于中、大批量生產(chǎn)坐標法適用于普通臥式鏜床、坐標鏜床或數(shù)控鏜銑床等設備孔距精度主要取決于坐標測量裝置精度關鍵在于基準孔和鏜孔順序的選擇適用于