機(jī)械制造技術(shù)_吉衛(wèi)喜_編_第九章_機(jī)械加工工藝規(guī)程.ppt

第九章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 第一節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程制定的原則 步驟及原始資料 一機(jī)械加工工藝規(guī)程制定的原則 1 必須可靠地保證零件圖樣上所有技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn) 2 工藝方案的分析對(duì)比 3 充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件 少花錢 多辦事 4 良好勞動(dòng)條件 5 先進(jìn)工藝和工藝裝備 二機(jī)械加工工藝規(guī)程制定的步驟 1 閱讀裝配圖和零件圖 2 工藝性分析 3 選擇毛坯 4 擬定機(jī)械加工工藝路線 5 確定滿足各工序要求的工裝與設(shè)備 6 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法 7 確定各工序的加工余量 計(jì)算工序尺寸及其公差 8 確定各工序的切削用量 9 確定時(shí)間定額 10 進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 選擇最佳方案 11 填寫工藝文件 產(chǎn)品整套裝配圖 零件圖質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)類型毛坯情況本廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件先進(jìn)技術(shù) 工藝有關(guān)手冊(cè) 圖冊(cè) 定義 零件結(jié)構(gòu)的工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足要求的前題下 制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性 功能相同的零件 其結(jié)構(gòu)工藝性可以有很大差異 良好的結(jié)構(gòu)工藝性是指在現(xiàn)有工藝條件下既能方便制造 又有較低的制造成本 零件結(jié)構(gòu)工藝性的分析 包括零件尺寸和公差的標(biāo)注 零件的組成要素和整體結(jié)構(gòu)等方面的分析 第二節(jié)零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 鑄件 便于造型 拔模斜度璧厚均勻 無(wú)尖邊 尖角鍛件 形狀簡(jiǎn)單 無(wú)尖邊 尖角 飛刺 便于出模 在毛坯制造方面 在裝配方面 便于裝配 減少修配量 結(jié)構(gòu)工藝性內(nèi)容 在加工方面 合理標(biāo)注零件的技術(shù)要求便于加工 減少加工數(shù)控加工工藝性分析 機(jī)械加工對(duì)零件局部結(jié)構(gòu)工藝性的要求例 2保證刀具正常工作 例如圖a所示結(jié)構(gòu) 孔的入口端和出口端都是斜面或曲面 鉆孔時(shí)鉆頭兩個(gè)刃受力不均 容易引偏 而且鉆頭也容易損壞 宜改用圖b所示結(jié)構(gòu) 圖c所示孔結(jié)構(gòu) 入口是平的 但出口都是曲面 宜改用圖d所示結(jié)構(gòu) 3盡量減少加工面積下圖所示箱體零件耳座結(jié)構(gòu) 圖b 圖c所示結(jié)構(gòu)不但省料而且生產(chǎn)效率高 它的工藝性就優(yōu)于圖a所示結(jié)構(gòu) 4統(tǒng)一或減少尺寸種類右圖2軸上槽寬尺寸統(tǒng)一 可減少刀具種類 減少換刀時(shí)間 5有位置要求或同方向的表面能在一次裝夾中加工出來(lái) 例如 第三節(jié)毛坯的選擇 毛坯選用是否合適 對(duì)零件的質(zhì)量 材料消耗和加工工時(shí)都有很大的影響 顯然 毛坯的尺寸和形狀越接近成品零件 機(jī)械加工的勞動(dòng)量就越少 但是毛坯的制造成本就越高 所以應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng) 綜合考慮毛坯制造和機(jī)械加工的費(fèi)用來(lái)確定毛坯 以取得最好的經(jīng)濟(jì)效益 一 毛坯種類的選擇 機(jī)械加工常用的毛坯有鑄件 鍛件和型材等 選用時(shí)應(yīng)考慮下列因素 1 零件的材料及其力學(xué)性能 2 零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸 3 生產(chǎn)類型 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 對(duì)于大批大量生產(chǎn) 應(yīng)選擇高精度的毛坯制造方法 以減少機(jī)械加工 節(jié)省材料 4 毛坯車間的生產(chǎn)條件 要考慮現(xiàn)有的毛坯制造水平和設(shè)備能力 5 利用新工藝 新技術(shù) 新材料的可能性 1 鑄造毛坯 適合做形狀復(fù)雜零件的毛坯 2 鍛造毛坯 適合做形狀簡(jiǎn)單零件的毛坯 3 型材 適合做軸 平板類零件的毛坯 4 焊接毛坯 適合板料 框架類零件的毛坯 舉例 1 軸類零件 車床主軸 45號(hào)鋼模鍛件 階梯軸 直徑相差不大 棒料 2 箱體 鑄造件或焊接件 3 齒輪 小齒輪 棒料 大多數(shù)中型齒輪 模鍛件 大型齒輪 鑄鋼件 二 毛坯的形狀與尺寸 毛坯的精化可使其形狀與尺寸盡量接近零件 從而實(shí)現(xiàn)少屑或無(wú)屑加工 毛坯制造尺寸與零件圖樣尺寸的差值稱為毛坯加工余量 毛坯制造尺寸的公差稱為毛坯公差 二者都與毛坯的制造方法有關(guān) 其值可參閱有關(guān)的工藝手冊(cè)選取 第四節(jié)定位基準(zhǔn)選擇 定位基準(zhǔn)的選擇直接影響零件的加工精度能否保證 加工順序的安排以及夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等 所以它是制訂工藝規(guī)程中的一個(gè)十分重要的問(wèn)題 一 基準(zhǔn)基準(zhǔn)的定義 在零件圖上或?qū)嶋H的零件上 用來(lái)確定其它點(diǎn) 線 面位置時(shí)所依據(jù)的那些點(diǎn) 線 面 稱為基準(zhǔn) 從設(shè)計(jì)和工藝兩方面看基準(zhǔn) 可把基準(zhǔn)分為兩大類 即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn) 1 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)零件時(shí) 根據(jù)零件在裝配結(jié)構(gòu)中的裝配關(guān)系以及零件本身結(jié)構(gòu)要素之間的相互位置關(guān)系 確定標(biāo)注尺寸 或角度 的起始位置 2 工藝基準(zhǔn)零件在加工和裝配過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn)又可進(jìn)一步分為 工序基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn) 測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn) 1 工序基準(zhǔn)在工序圖上用來(lái)確定本工序所加工表面加工后的尺寸 形狀 位置的基準(zhǔn) 稱為工序基準(zhǔn) 在設(shè)計(jì)工序基準(zhǔn)時(shí) 主要應(yīng)考慮以下三個(gè)方面的問(wèn)題 1 首先考慮用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn) 2 所選工序基準(zhǔn)應(yīng)盡可能用于工件的定位 工序尺寸的檢驗(yàn) 3 當(dāng)采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)有困難時(shí) 可另選工序基準(zhǔn) 但必須可靠地保證零件設(shè)計(jì)尺寸的技術(shù)要求 2 定位基準(zhǔn)在加工時(shí)用于工件定位的基準(zhǔn) 稱為定位基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)是獲得零件尺寸的直接基準(zhǔn) 其還可以進(jìn)一步分為 粗基準(zhǔn) 精基準(zhǔn)及輔助基準(zhǔn) 1 粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)未經(jīng)機(jī)械加工的定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn) 經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn) 2 輔助基準(zhǔn)零件上根據(jù)機(jī)械加工工藝需要而專門設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn) 稱為輔助基準(zhǔn) 例如 軸類零件常用頂尖孔定位 頂尖孔就是專為機(jī)械加工工藝而設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn) 3 測(cè)量基準(zhǔn)在加工中或加工后用來(lái)測(cè)量工件的形狀 位置和尺寸誤差時(shí)所采用的基準(zhǔn) 稱為測(cè)量基準(zhǔn) 4 裝配基準(zhǔn)在裝配時(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) 稱為裝配基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn) 1 粗基準(zhǔn)2 精基準(zhǔn) 二定位基準(zhǔn)選擇 采用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn) 采用經(jīng)過(guò)加工的表面作為定位基準(zhǔn) 各工序定位基準(zhǔn)的選擇 應(yīng)先棱據(jù)工件定位要求來(lái)確定所需定位基準(zhǔn)的個(gè)數(shù) 再按基準(zhǔn)選擇原則來(lái)選定每個(gè)定位基準(zhǔn) 一 精基準(zhǔn)選擇 重點(diǎn)考慮 減少定位誤差保證加工精度 舉例 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn) 若本道工序的加工精度為 則只要 A2 即可滿足加工要求 例 圖示零件加工臺(tái)階面 切削平面 本道工序加工精度 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn) 若要滿足加工精度必須有 稱為基準(zhǔn)不重合誤差 有利于保證各加工表面間的相互位置關(guān)系 避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的誤差 簡(jiǎn)化夾具的設(shè)計(jì)與制造 加工軸類零件時(shí) 一般都采用兩個(gè)頂尖孔作為統(tǒng)一精基準(zhǔn)來(lái)加工軸類零件上的所有外圓表面和端面 這樣可以保證各外圓表面間的同軸度和端面對(duì)軸心線的垂直度 導(dǎo)軌面自為基準(zhǔn) 以加工表面自身做為定位基準(zhǔn)的原則 加工表面和定位表面互相轉(zhuǎn)換的原則 一般適用于精加工和光磨加工中 例如 車床主軸前后支承軸頸與主軸錐孔間有嚴(yán)格的同軸度要求 常先以主軸錐孔為基準(zhǔn)磨主軸前 后支承軸頸表面 然后再以前 后支承軸頸表面為基準(zhǔn)磨主軸錐孔 最后達(dá)到圖紙上規(guī)定的同軸度要求 二 粗基準(zhǔn)選擇 1 選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn) 若有幾個(gè)不加工表面 選其中與加工表面位置精度要求高的一個(gè) 以保證兩者的位置精度 重點(diǎn)考慮 加工表面與不加工表面的相對(duì)位置精度 各加工表面有足夠的余量 舉例 圖7 10用不需加工的外圓作粗基準(zhǔn) 圖7 11床身加工粗基準(zhǔn)的兩種方案比較 2 為保證某重要表面余量均勻 則選擇該重要表面本身作為粗基準(zhǔn) 圖 圖7 12階梯軸粗基準(zhǔn)的選擇 3 若每個(gè)表面都加工 則以余量最小的表面作為粗基準(zhǔn) 以保證各表面都有足夠的余量 4 粗基準(zhǔn)應(yīng)平整 光滑 無(wú)澆冒口 飛邊等 定位 夾緊可靠 5 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用 在同一尺寸方向上 粗基準(zhǔn)通常只允許使用一次 以免產(chǎn)生較大的定位誤差 階梯軸的加工 第五節(jié)機(jī)械加工工藝路線的擬定 一 表面加工方法選擇 1 加工方法的經(jīng)濟(jì)精度 表面粗糙度與加工表面的技術(shù)要求相適應(yīng) 2 加工方法與被加工材料的性質(zhì)相適應(yīng) 3 加工方法與生產(chǎn)類型相適應(yīng) 4 加工方法與本廠條件相適應(yīng) 舉例 要求孔的加工精度為IT7級(jí) 粗糙度Ra 1 6 3 2 m 確定孔的加工方案 可有下面四種加工方案 鉆 擴(kuò) 粗鉸 精鉸 粗鏜 半精鏜 精鏜 粗鏜 半精鏜 粗磨 精磨 鉆 擴(kuò) 拉 加工方法的選擇 方案 用得最多 在大批 大量生產(chǎn)中常用在自動(dòng)機(jī)床或組合機(jī)床上 在成批生產(chǎn)中常用在立鉆 搖臂鉆 六角車床等連續(xù)進(jìn)行各個(gè)工步加工的機(jī)床上 該方案一般用于加工小于80mm的孔徑 工件材料為未淬火鋼或鑄鐵 不適于加工大孔徑 否則刀具過(guò)于笨重 方案 用于加工毛坯本身有鑄出或鍛出的孔 但其直徑不宜太小 否則因鏜桿太細(xì)容易發(fā)生變形而影響加工精度 箱體零件的孔加工常用這種方案 方案 適用于淬火的工件 方案 適用于成批或大量生產(chǎn)的中小型零件 其材料為未淬火鋼 鑄鐵及有色金屬 加工方法的選擇舉例 二 加工階段的劃分 切除大量多余材料 主要提高生產(chǎn)率 完成次要表面加工 鉆 攻絲 銑鍵槽等 主要表面達(dá)到一定要求 為精加工作好余量準(zhǔn)備安排在熱處理前 主要表面達(dá)到圖紙要求 進(jìn)一步提高尺寸精度降低粗糙度 但不能提高形狀 位置精度 劃分加工階段的主要目的 1 保證加工質(zhì)量粗加工余量大 較大夾緊力 切削力 切削熱 工件產(chǎn)生較大變形和加工誤差 通過(guò)半精 精加工逐步糾正 2 合理使用設(shè)備有利于按照不同要求選不同精度 剛性 功率的機(jī)床 3 便于安排熱處理工序熱處理常穿插在加工階段之間 也便于組織生產(chǎn) 4 及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷以決定零件的報(bào)廢或修補(bǔ) 避免盲目加工造成的浪費(fèi) 三 工序的集中與分散 工序集中的特點(diǎn) 1 在工件的一次裝夾中 可以加工多個(gè)表面 這樣 可以減少安裝誤差 較好地保證這些表面之間的位置精度 同時(shí)可以減少裝夾工件的次數(shù)和輔助時(shí)間 2 可以減少機(jī)床的數(shù)量 并相應(yīng)地減少操作工人 節(jié)省車間面積 簡(jiǎn)化生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作 3 由于要完成多種加工 機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜 精度高 成本也高 工序分散的特點(diǎn) 1 機(jī)床設(shè)備 工裝 夾具等工藝裝備的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單 調(diào)整比較容易 能較快地更換 生產(chǎn)不同的產(chǎn)品 2 對(duì)工人的技術(shù)水平要求較低 四 加工順序的安排 退火 用于高碳鋼 合金鋼等 降低硬度 便于切削 正火 用于低碳鋼 提高硬度 便于切削 調(diào)質(zhì) 淬火后高溫回火 淬火 滲碳 氮化等 自然時(shí)效人工時(shí)效 熱處理工序的安排1 預(yù)備熱處理 為了改善工件材料機(jī)械性能和切削加工性能的熱處理 正火 退火 調(diào)質(zhì) 應(yīng)安排在粗加工以前或粗加工以后 半精加工之前進(jìn)行 2 時(shí)效處理 為了消除工件內(nèi)應(yīng)力的熱處理 安排在粗加工以后 精加工以前進(jìn)行 3 最終熱處理 為了提高工件表面硬度的淬硬處理 一般都安排在半精加工之后 磨削等精加工之前進(jìn)行 熱處理工序的安排4 當(dāng)工件需要滲碳淬火時(shí) 由于高溫滲碳會(huì)使工件產(chǎn)生較大的變形 故常將滲碳工序放在次要表面加工之前進(jìn)行 待次要表面加工完畢之后再進(jìn)行淬火 以減少次要表面的位置誤差 5 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(jìn)行 6 表面裝飾性鍍層 發(fā)蘭 發(fā)黑處理 一般