数控加工工艺一2(机械加工工艺规程设计部分)新ppt.ppt

如图同时钻两孔，采用b)、c)两种钻模，试分别进行定位误差分析；判断其加工精度能否满足加工要求？（V型块夹角为90）,内 容 回 顾,和P69题2-10同类型,外圆支撑定位,完成P69题2-11图a,为保证削边销的强度，常用的削边销结构形状有三种。,为避免过定位，需要将另一销“改造”！,一面两孔组合定位组合定位,工件一面两孔定位时的误差,完成P69题2-11图b,思 考 题,内孔定位,工件在夹具中的夹紧,1.夹紧装置的组成及基本要求,组成,（1）力源装置（2）中间传力机构（3）夹紧元件,作用,1）改变作用力的方向；2）改变作用力的大小；3）使夹紧实现自锁。,1）夹紧时不破坏工件定位后的正确位置；稳2）夹紧力大小要适当；牢3）夹紧动作要迅速、可靠；快4）结构紧凑，易于制造与维修。,基本要求,2.夹紧力的确定,必须合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点(1)夹紧力方向的确定 1）主要夹紧力方向应垂直于主要定位面,2）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小,3）夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小,()夹紧力作用点的确定,1）夹紧力应作用在刚度较好部位,2）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件形成的支承面内,3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面,()夹紧力大小的估算,夹紧力的大小根据切削力、工件重力的大小、方向和相互位置关系具体计算，并乘以安全系数K，一般精加工K=1.52，粗加工K=2.53。,3.常用夹紧机构(只介绍一种),这种机构要求能自锁，即当Q去掉后不致因切削力和工件自重而退出。此时要求F1Rx。,钢、铁的静摩擦系数f=0.10.15 即tg0.10.15，,F1=Wtg1 Rx=Wtg(-2),1-21+2 令1=2自锁条件2,零件表面用什么方法加工？,加工方法确定后又如何安排加工顺序？,问题：,毛坯,零件,加工,理 论 依 据,学习单元5：机械加工工艺规程设计,5-1机械加工工艺规程及制定,5-2零件图的工艺分析、毛坯及加工余量,5-3工序尺寸及公差的确定,5-4 轴、套类零件机械加工,本单元内容,5-5箱体零件机械加工,5-6习题及小测验(四),一、生产过程和工艺过程,二、工艺过程的组成,三、生产纲领,四、生产类型以及工艺特征,本堂课内容,5-1机械加工工艺规程及制定,五、制定工艺规程的基本要求及方法与步骤,铸铁废钢铝锭辅助材料,热处理,机械加工,部件装配,铸 造,铁粉碳粉,粉末冶金烧结,粉末冶金件,铸件,锻件,钢板,冲 压,铆、焊接,装 配,油 漆,缸体曲轴变速箱壳体齿轮,发动机变速器转向器驱动桥,协作件、电器系统 轮胎其它部件,总装配,试 车,汽 车,图 汽车生产过程,一、生产过程和工艺过程,将原材料转变成机械产品的全部劳动过程。,生产过程,被加工对象的尺寸、形状或性能产生一定的变化。,直接生产过程：,如：零件的机械加工、热处理、装配等。,间接生产过程：,不使加工对象产生直接变化。,如：工装夹具的制造、工件的运输、设备的维护等。,工艺过程,改变生产对象的形状、尺寸、相互位置和性质，使其成为成品或半成品的过程。,毛坯制造工艺过程,用机械加工的方法，改变毛坯的形状、尺寸、表面质量，使其成为合格品的过程。又称工艺路线或工艺流程。,机械加工工艺过程,机器装配工艺过程,将合格的机器零件和外购件、标准件装配成组件、部件和机器的过程。,原材料,毛坯,是机械产品生产过程的一部分，加工一合格零件的全部劳动；,本门课程只研究机械加工工艺过程,毛坯,工件,工件,产品,工艺过程,二、工艺过程的组成,工艺过程的组成,一个或一组工人、同一地点对同一或几个工件连续完成的那一部分工艺过程。,工序,一组（个）工人一个工作地（指机床）连续地加工,工序三要素,严格来讲：三要素任何一个改变都将视为不同工序。,标准=坚持,划分工序的主要依据：,工作地（或设备）是否变动；工作是否连续。,对于连续的理解，是划分工序的关键！,生产规模不同，工序的划分不一样。,强调：,工件经一次装夹后所完成的那一部分工序；,安装,工件加工前，使其在机床或夹具中相对刀具占据正确位置并给予固定的过程，称为装夹。（装夹包括定位和夹紧两过程）,需要三个安装,工位,为了完成一定的工序内容，一次装夹后，工件与夹具（或设备）的可动部分一起相对刀具（或设备）的固定部分所占据的某一个位置。,减少工件的安装次数,可实现加工时间与辅助时间重叠。,减少辅助时间，缩短工时，提高效率。,多工位加工的好处：,加工表面、切削刀具不变的情况下所连续完成的那部分工序；,工步,工步是构成工序的基本单元。,工步三要素,加工表面不变（可以是单个表面或组合表面）,工具不变,连续性,为了提高生产率，用几把刀具同时加工几个表面，这也可看作一个工步，称为复合工步。,组合铣刀铣平面复合工步,钻、扩孔复合工步,立轴转塔车床回转刀架上的复合工步,刨平面复合工步,复合工步,走刀,在一个工步中，若被加工表面需切去的金属层很厚，就可分几次切削，每切削一次为一次走刀。,工艺规程中常不包含走刀，但对加工量影响大的场合，应规定走刀（余量）。,走刀亦称进给,工序与安装、工位及工步、进给之间的关系,三、生产类型以及工艺特征,生产纲领,生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期常定为1年，所以生产纲领常称为年产量。,生产类型,指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。,小批生产：生产特点与单件生产基本相同。中批生产：生产特点介于小批生产和大批生产之间。大批生产：生产特点与大量生产相同。,单件生产,大量生产,成批生产,分类,产品做得少，只做一件或数件；一个工作地进行多工序和多品种的作业；重型机器、大型船舶，新样机制造属此类型。,产品生产数量大，需连续不断地进行生产；一个工作地重复不断地进行某工序的加工；如汽车通用件（轴承、螺栓）自行车等属此类生产类型。,产品生产数量较多，周期地成批投入生产；一个工作地顺序地、分批地完成不同工件的某些工序；通用机床，数量需求不大，但常更新产品就属此类型。,P74表3-3 生产类型和生产纲领的关系,划分生产类型的意义,大批、大量生产 宜用高产专用机床和自动化生产系统，降低成本，提高竞争力。刚性 单件、小批生产 宜通用性好的机床进行生产，从而降低成本。,有利于进行生产的规划和管理。,数控机床，加工中心 适用于当今产品多品种，少批量生产自动化的要求。,“柔性”,生产类型以及工艺特征,P74 表3-4,一）工艺规程的作用,工艺规程,工艺规程是指导生产的主要技术文件；,作用,把零件加工的全部工艺过程按一定格式写成书面文件就叫做工艺规程。,定义,合理的工艺规程在总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必要的工艺试验后制订的，反映了加工中的客观规律。,工艺规程是组织生产和管理的基本依据；,工艺规程是新建、扩建工厂（车间）的基本资料;,工艺规程是进行技术交流的重要文件。,完整性,规范性,四、制定工艺规程的基本要求及方法与步骤,二）工艺规程的类型及格式,1)机械加工工艺过程卡片,以工序为单元，简要说明工件加工过程的工艺文件！,目前各厂所用的工艺规程的具体格式虽不统一，但内容大同小异！,？,列出了加工零件所经过的工艺路线（毛坯制造、机械加工、热处理）！,简单零件单件小批量生产中，（具体每工序参数等操作者掌握）可使用与生产！,因内容不具体，主要不用于指导生产，主要用于生产管理和调度使用；,2)机械加工工艺卡片,按机械加工工艺阶段编制的一种工艺文件！,详细说明工件在工艺阶段中的工序号、工序名称、工序内容、工艺参数、操作要求及采用的设备和工装等！,可以指导工人操作和帮助车间管理人员掌握零件加工全过程！广泛用于中小批量生产中的重要零件加工！,3)机械加工工序卡片,在工艺过程卡或工艺卡片的基础上，以工步为单元按工序编制的一种工艺文件！,一般具有工序简图,用定位夹紧符号表示定位基准、夹压位置和夹压方式；,详细说明该工序各工步的加工内容、工艺参数、操作要求及采用的设备和工装等！,用加粗实线指出本工序的加工表面，标明工序尺寸、公差及技术要求。,零件加工批量较大时，可采用这种卡片！（因为基本可依葫芦画瓢，照方抓药）,对于数控加工，要求更加严格,需要在此基础上至少有数控加工工序卡、刀具卡（依样本写出规格）、走刀路线卡（工件坐标原点、刀具将移动的轨迹）、工件装夹卡（定位方式）,数控加工工序卡,数控加工刀具卡片,根据加工要求选择合适的刀片和相应的刀杆（ISO1832-1991）,刀杆代号示例,根据刀架尺寸、刀片类型和尺寸选择刀杆,从相应的刀片资料中查找切削用量的推荐值,确定工件材料和加工类型（外圆、孔或螺纹）,根据粗、精加工要求和加工条件确定刀片的牌号和几何槽形,切削用量修正系数,刀具,刀座,刀架,将刀杆安装到刀架上，保证刀杆方向正确！,进给路线卡,用一个简单的例子说明,数控加工工件安装和零点设定卡,三）制定工艺规程的步骤,（一）制订工艺规程的方法和主要依据（即原始资料）,（1）产品整套装配图和零件工作图；（2）产品年产量；（3）本厂生产条件：设备、工装、工人技术水平等情况；（4）毛坯生产和供应条件；（5）产品的验收质量标准；,(1)方法：,认真研究、分析原始资料。参照国内外文献、结合现场实际编程。虚心征求工人意见。,(2)原始资料：,（二）对待工艺规程的态度,工艺规程是经过逐级审批的，因而也是工厂生产中的工艺纪律，有关人员必须严格执行。,1）严格遵守,2）允许修改,随着科学技术的进步和生产的发展，工艺规程会出现某些不相适应的问题，因而工艺规程应定期整顿，及时吸取合理化建议、技术革新成果、新技术和新工艺。使工艺规程更加完善和合理。,即保证质量、提高效率、节约成本,立足于本企业实际,减轻工人的劳动强度、与时俱进,（三）一般步骤,(1)研读图样资料,(2)确定毛坯类型,(3)拟定工艺路线,(4)确定设备工装,(5)确定加工余量,(6)指定时间定额,(7)确定工序要求,(8)填写工艺文件,5-2零件图的工艺分析、毛坯及加工余量,一、零件图的工艺分析,熟悉产品用途、基本结构、技术性能、工作条件、质量标准、生产纲领；,1分析零件图和产品装配图,(1)检查零件图的完整性和正确性,检查视图是否足够、正确、齐全，表达是否直观、清楚；（尺寸有无矛盾）绘制是否符合国家标准；（P233图7-40误）,前提：了解零件形状和结构；,在制订工艺规程时，首先必须对零件图进行认真分析。,零件图是制订工艺规程最主要的原始依据。,按结构特征将产品逐级分解成零件，掌握装配关系和连接方式；,以装配关系为主线，确定加工中的关键技术问题！,若出现错误，按规定程序予以改正,零件的技术要求的内容：,(2)零件的技术要求分析,分析零件技术要求的目的：,一、决定主要表面的加工方法（尺寸精度、表面质量）及工艺措施（位置决定装夹、热处理决定加工过程）；二、检查技术要求的合理性（过高难加工、过低不能使用）。,（1）加工表面的尺寸精度；（2）形状精度；（3）相互位置精度；（4）表面粗糙度以及表面质量方面要求；（5）热处理要求及其它要求（如动平衡等）。,(3)零件的材料分析,意义：通过零件的材料分析可判断其加工的难易程度，为选择刀具材料和切削用量提供依据。原则：所选的零件材料应经济（立足国情）合理（不妨碍使用），切削性能好，满足使用性能的要求。,材料为T8A，2的要求装配时进行钻、铰因长度只有15，淬硬方头时，要保证8不变硬很难；,若改为20Cr局部渗碳，对2H7处进行镀铜或用其它方法保护，这就可行了。,(4)合理的标注尺寸,零件图上的重要尺寸应直接标注,非加工面与加工面之间只能有一个联系尺寸。,零件图上标注的尺寸应便于尺寸控制,2、零件的结构工艺性分析,所设计的产品在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。,为了满足不同的使用要求，尽管机械零件形状、几何尺寸、技术要求很庞杂，但是从几何角度出发不难发现：不同零件只是构成零件的表面形状、尺寸和组合形式不同而已！,1.工件应便于机床或夹具上装夹，并尽量减少装夹次数。2.刀具易于接近加工部位，便于进刀、退刀、越程和测量，以及便于观察切削情况等。3.尽量减少刀具调整和走刀次数。4.尽量减少加工面积及空行程，提高生产率。5.便于采用标准刀具，尽可能减少刀具种类。6.尽量减少工件和刀具的受力变形。7.改善加工条件，便于加工，必要时应便于采用多刀、多件加工。8.有适宜的定位基准、且定位基准至加工面的标柱尺寸应便于测量。,所谓合理的结构工艺性是指：,因此，从形体入手弄清零件结构，有助于确定加工方法和控制成本！,结构工艺性,结构工艺性举例,结构工艺性与加工方法有关,从普通车床或磨床的切削方式进行工艺性判断，a型的工艺性最好，b型次之，c型最差。,刀具制造困难，切削抗力比较大，刀具磨损后不易重磨,若改用数控机床加工c型工艺性最好，b型次之，a型最差。,试分析习图示零件在结构工艺性上有哪些缺陷？如何改进？,结构工艺性练习,螺纹左端无倒角，右端无退刀槽。应增加倒角和退刀槽。,锥面与圆柱面连接处应加退刀槽。,右端圆柱面右端应加倒角，与大圆柱面右端面连接处应加退刀槽。,两键槽宽度应一致，且方位也应一致。,修改前见图,修改后见图,零件是由毛坯按照其技术要求经过各种加工而最后形成的。毛坯选择的正确与否，不仅影响产品质量，而且对制造成本也有很大的影响。因此，正确地选择毛坯有着重大的技术经济意义。,二、毛坯的种类和选择,毛坯种类,铸件,适用于形状复杂的毛坯。薄壁零件，不可用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用砂型铸造；中、小型零件可用较先进的铸造方法。,锻件,适用于强度较高、形状较简单的零件。尺寸大的零件一般用自由锻；中、小型零件选模锻；形状复杂的钢质零件不宜自由锻。,常用毛坯的种类有铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材等。,热轧型材的尺寸较大，精度低，多用作一般零件的毛坯；冷轧材尺寸较小，精度较高，多用于毛坯精度要求较高的中、小零件，适用于自动机床加工,对于大件来说，焊接件简单、方便，特别是单件小批生产可大大缩短生产周期。但焊接后变形大，需经时效处理,适用于形状复杂的板料零件，多用于中、小尺寸件的大批大量生产,焊接件,冷冲压件,毛坯种类,型材,大型齿轮毛坯,工业汽轮机叶片毛坯,连杆毛坯,毛坯种类选择,零件材料及机械性能零件的功能 生产类型 具体生产条件,毛坯形状、尺寸选择,总的要求是：毛坯的形状和尺寸应尽量与零件接近，以便减少机械加工量、力求实现少切削或无切削加工。,零件的尺寸和形状决定着毛坯的形状和尺寸（台阶轴）,为使加工时工件安装稳定可靠，有些铸件需铸出工艺搭子，工艺搭子在加工后一般均应切除。,电动机端盖毛坯,将一些分离件合成一个铸件，待加工到一定阶段后再切开，以保证加工质量和加工方便。,为了提高生产率和加工过程中便于装夹，可以将一些小零件多件合成一个毛坯，加工到一定阶段后再切开分离。,毛坯零件综合图,选定毛坯后，即应设计、绘制毛坯图。,常用材料的毛坯生产方法,注：表中“”表示材料适宜或可以采用的毛坯生产方法。,如何回答？,三、加工余量的确定,零件加工实例,不加工表面,加工余量,用去除材料方法制造机器零件时，一般都要从毛坯上切除一层层材料之后才能制得符合图样规定要求的零件。,加工余量,加工过程中，所切去的金属层厚度!,加工余量的分类,加工余量,双边余量:对于外圆内圆等对称表面加工余量用双边余量2Zb表示,工序余量,相邻两工序的工序尺寸之差,加工总余量,毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差,加工余量,总余量Z0与工序余量Zi 的关系：,单边余量:对于非对称表面，其加工余量用单边余量 Zb 表示,单边余量:Zb=la-lb,双边余量:外圆表面 2 Zb=da-db内圆表面 2 Zb=Db-Da,工序尺寸公差一般按“入体原则”标注,由于各工序尺寸都有偏差，故实际切除的余量是变化的。工序余量又分为公称余量Zb、最大余量Zmax、最小余量Zmin对于被包容面，本工序的公称余量:Zb=la-lb,Zmax=la(lb Tb)=Zb+Tb Zmin=(la Ta)lb=Zb Ta,a.机加工中、工序公差按入体原则 即：.对轴类：单向负偏差.对孔类：单向正偏差,b.毛坯制造偏差取对称正负偏差,最大工序余量：Z2max=D1max-D2min=Z2+2最小工序余量：Z2min=D1min-D2max=Z2-1工序余量公差：z2=Z2max-Z2min=1+2,1)对轴类尺寸：工序中：,最大工序余量：Z2max=D2max-D1min=Z2+2最小工序余量：Z2min=D2min-D1max=Z2-1工序余量公差：z2=Z2max-Z2min=1+2,2)对孔类尺寸：工序中：,验证了用入体的好处。,加工余量和工序尺寸的关系：,包容件的加工余量及公差图,被包容件的加工余量及公差图,加工方向,加工方向,加工余量的大小对于工件的加工质量和生产率均有较大的影响。加工余量过大，增加消耗、成本。加工余量过小，不能消除各种缺陷和误差，造成废品。因此，应当合理地确定加工余量。,工序余量的影响因素,又,而Zi=最小加工余量+前工序公差，即：Zb=Zbmin+Ta；,要想合理确定加工余量Zb，必须先分析影响最小加工余量Zbmin的因素。,例如，要车一个零件的内孔（图a）：前工序（钻）产生的形位误差放大为图b,若要将本孔前工序的形状误差及表面层缺陷切除，车孔的单边最小加工余量应包括上述误差及缺陷的数值。,1)上工序表面粗糙度Ra,2)上工序表面缺陷层Da,影响余量的主要因素,3)上工序表面尺寸公差和形状误差Ta,4）上工序的相互位置误差,轴的弯曲对加工余量的影响,5)本工序加工时的安装误差,确定加工余量的方法,查表法,根据各工厂的生产实践和试验研究积累的数据，先制成各种表格，再汇集成手册。确定加工余量时，查阅这些手册，再结合工厂的实际情况进行适当修改后确定,经验估计法,根据实际经验确定加工余量。一般情况，为防止因余量过小而产生废品，经验估计的数值总是偏大,分析计算法,根据上述的加工余量计算公式和一定的试验资料，对影响加工余量的各项因素进行分析，并计算确定加工余量,非对称加工 ZbTa+Ra+Ha+a+b对称加工 2ZbTa+2（Ra+Ha）+2a+b,研磨等精整加工2Zb=2Ra,用这种方法确定加工余量比较经济合理，但必须有比较全面和可靠的试验资料。目前，只在材料十分贵重，以及军工生产或少数大量生产的工厂中采用。,单件小批生产中加工中、小零件，其单边加工余量参考数据如下：总加工余量(手工造型)铸件 3.57mm 自由锻件 2.57 mm 模锻件 1.53 mm 圆钢料 1.52.5 mm工序余量 粗车 11.5 mm 半精车 0.81 mm 高速精车 0.40.5 mm 低速精车 0.10.15 mm 磨削 0.150.25 mm 研磨 0.0050.002 mm 粗铰 0.150.35 mm 精铰 0.050.15 mm 珩磨 0.020.15 mm,经验估计法,粗基准：选用毛坯表面来定位的基准。（在第一道工序中只能选用毛坯表面来定位）精基准：采用已加工过的表面来定位的基准。（在第一道工序之后的各工序中）,辅助基准：(有时遇到这种情况)，工件上没有能作为定位基准用的恰当表面，而在工件上专门设置或加工出定位表面。常用的有工艺孔和工艺搭子。,辅助基准在零件上不起定位作用，纯粹是为了工艺上的需要。加工完毕后，若有需要（如有碍外观等）可予以去除。,四、定位基准的选择,“过河拆桥”,a）正面,b）反面,注意：铣削外形时，应使工件与工艺凸台之间留有lmm左右的材料连接，最后钳工去除工艺凸台。,粗基准和精基准所起作用不同，两者的选择原则并不一样。,(1)粗基准的选择原则,1)两个出发点：a.保证各加工表面有足够余量。b.保证不加工表面的尺寸和位置符合图纸要求。,若工件必须首先保证加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应选不加工表面为粗基准，以达到壁厚均匀，外形对称等要求。,不加工表面原则,2)选取原则：,特别的：若AB，应选B面，否则选A面。,合理分配加工面的余量原则（包括两个方面）,若工件必须首先保证某重要表面余量均匀，则应选该表面为粗基准。,若工件上每个表面都要加工，则应以余量最小的表面作为粗基准，以保证各表面都有足够余量。,粗基准表面应尽可能平整光洁不能有飞边，浇口，冒口或其它缺陷,以便使定位准确、夹紧可靠。,粗基准尽量避免重复使用，在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。,粗基准究竟是毛坯表面比较粗糙，重复定位精度低。,2)原则:,基准重合原则：尽可能选用设计基准作为精基准，避免基准不重合误差。,如图，加工中，为了保证尺寸a，应如何进行定位？,(2)精基选择原则：,1)出发点：应考虑减少定位误差，安装方便准确。,如图，图b方案：夹具简单，但孔中心距a难于保证。为保证尺寸a需提高尺寸c的制造精度。图(c)方案则相反。,基准统一原则,尽可能选用统一的定位基准加工各表面，以保证各表面间的位置精度。,基准统一的好处：a.有利于保证各加工表面的相互位置要求，避免基准转换带来的误差。b.可简化夹具的设计与制造，缩短生产准备周期。典型方案：轴类零中加工采用中心孔和箱体类零中加工采用一面两孔。,注意：基准统一原则常常会带来基准不重合的问题，此时应综合考虑。,对于某些精加工或光整加工工序，因为这些工序要求余量小而均匀，以保证表面加工的质量并提高生产率，此时应选择加工表面本身作为精基准。,典型的采用自为基准加工的方法有：珩磨、高速自由镗浮动镗等。,注意：采用自为基准仅能提高表面质量，不能提高形位精度，该加工表面与其它表面之间形位精度则应由先行工序保证。,自为基准原则,如：（无心磨？）,互为基准的原则,保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则,对于某些位置度要求很高的表面，常采用互为基准反复加工的办法来达到位置度要求。,如车床主轴前后支承轴颈与前锥孔有很高的同轴度要求。,措施：接触面积和分布面积尽可能大。,五、工艺路线的拟定,其实质就是：选择合适的定位基准的基础上，选择个加工表面的加工方法、安排加工的先后顺序、确定工序的集中与分散程度以及选择则设备与工装。,1、加工方法的选择,加工经济精度和经济粗糙度的概念,经济精度（经济表面粗糙度）,在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能达到的加工精度（表面粗糙度）。,选择加工方法时考虑的因素,为正确选择，应了解各加工方法的特点，并掌握经济精度和经济粗糙度的概念！,工艺路线的拟定是制定工艺规程的关键性一步。,工件材料的性质。例如，淬火钢精加工用磨削，有色金属的精加工要用高速精细车或精细镗（金刚镗）。,P84P87表3-5、6、7、8,例如，IT7的孔可用镗（箱体上的大孔）；拉（大量生产中的中小件）；铰（小孔）；磨（淬火后的孔）。又如，平面，可用铣（大平面）；刨（窄长平面，垂直精度要求高的）；磨（精度要求高的、表面粗糙度小的、淬火后的）。,工件的形状和尺寸。,例如，平面和孔大量生产中采用拉削加工。单件小批生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔。又如由于大批大量生产能选用精密毛坯，如用粉末冶金制造油泵齿轮，精锻锥齿轮，精铸中、小零件等，因而可简化机械加工，毛坯制造后，直接进入磨削加工。,生产类型及考虑生产率和经济性问题。,要充分利用现有设备,挖掘企业潜力，发挥职工的积极性和创造性。,本厂现有设备、技术不应一谓追求高精设备,如表面纹路方向的要求，铰削和镗削孔的纹路方向与拉削的纹路方向不同，应根据设计的特殊要求选择相应的加工方法。,特殊要求。,2、加工阶段的划分,（1）按加工性质和作用不同，工艺路线可分成如下几个阶段。,粗加工,切除毛坯大部分余量，接近成品的形状和尺寸,半精加工,主要表面留下精加工余量并达到一定的精度，完成一些次要表面的加工,光整加工,保证主要表面精度和表面粗糙度,精加工,获得很高的尺寸精度、降低表面粗糙度或使其表面得到强化,加工阶段的划分,当加工质量要求较高时，应划分加工阶段。一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。当加工精度和表面质量要求特别高时，可增设光整加工和超精密加工,对IT6 以上，Ra0.2的表面进行加工,荒加工毛坏余量特别大，表面极其粗糙。在粗加工前进行去皮加工。,保证加工质量,有利于合理使用设备,便于安排热处理工序,便于及时发现毛坯缺陷,精加工和光整加工过的表面少受磕碰损坏,（2）划分加工阶段的理由,粗加工，切削余量大，工艺单位受力，热变形，粗加工与精加工分开，可实现自然时效。,a.粗加工：功率大，切削效率高。b.精加工：精度高，受力小，有利于延长等精度机床的寿命,粗加工之后去应力时效；精加工后淬火；精加工后：冰冷处理及低温回火。,及时报废或修补，避免造成更大浪费,（3）不划分加工阶段的情况,加工要求不高，工件刚性足够，毛坯质量高，切削余量小时，为减小夹紧力的影响，粗加工后应松开，以较小力重新夹紧。再进行精加工。有些重型零件中，为减少安装运输费用。,3、工序的集中与分散,确定了加工方法和划分加工阶段之后，零件加工的内容也就确定了。将如何划分工序呢？,工序划分的方法,按所用刀具划分,按装夹次数划分,按粗精加工划分,按加工部位划分,加工中心常用,加工内容不多常用,加工变形大常用,加工复杂工件常用,1）工序集中的特点优点：零件各加工表面的加工集中在少数几道工序内完成，各工序内容多，工步多。有利于采用高效的专用设备和工艺装备，生产效率高。生产面积和操作工人数减少，工艺路线短。可简化生产计划和生产组织工作。工件装夹次数减少，辅助时间缩短，加工表面间的位置精度易于保证。缺点：设备工艺装备投资大、调整、维护复杂，生产准备工作量大，更换新产品困难，柔性差。,2）工序分散的特点:工序多，工艺过程长，各工序加工内容少，有的情况只有一个工步。所使用的设备和工艺装备较简单，易于调整，掌握。有利于选用合理的切削用量，减少工序基本时间。设备数量多，生产面积大，人员多，但不易于适应新产品的生产。,工序集中与分散的选择,工序的集中与分散程度必须根据生产规模、零件的结构特点和技术要求、机床设备等具体生产条件进行综合分析确定。如：a.单件小批：在通用数控机床上实现工序集中b.大批大量生产：宜采用专机来实现工序集中c.成批生产：集中为宜，不宜采用昂贵设备和工艺装备使工序集中，而是采用多刀多工位进行工序集中。,5、加工顺序安排,（1）遵循四个原则:a.先粗后精 精度逐步提高；b.先主后次 先行装配基面和主要工作面的加工，与主要表面有联系的槽、孔等，介于半精加工与精加工之间。c.基面先行 即首先应加工出选作定位基准的精基准表面，然后再以精基准定位加工其它表面。如打中心孔。d.先面后孔 平面轮廓大、定位稳定可靠。（配套加工）当部件精度很高时，某些表面精加工应安排在部件装配或总装过程中进行，否则将导致零件精度过高而无法加工。,（2）热处理工序安排,热处理目的：,改变材料的性能，消除内应力。,最终热处理：目的：提高材料的强度和硬度。安排：在半精和精加工之间，包括：淬火、渗碳、氮化、调质等。,预备热处理：目的：改善切削性能，消除毛坯内应力。安排：在加工之前。包括：退火、正火和调质等。应用：a.含碳0.5%，退火 降低硬度；b.含碳0.5%，正火 增大硬度，使不粘刀；c.调质，细化组织,应用：淬火：强度，塑性、钢性，组织不稳定，易变形，淬火后应进行回火。渗碳：强度变动加大 氮化：氮化前后都应进行磨削加工，a.前者：使氮化层厚度均匀。b.后者：降低表面粗糙度Ra。调质：用以获得强度高，钢性好的综合性能要求。,去应力处理目的：消除应力，减小变形方法：人工时效、退火、高温去应力等应用：a.一般铸件：在粗加工后进行；b.精度要求高的铸件：在半精加工之后，进行第二次 c.高精度的丝杆、轴等，在粗车、粗磨、半精磨之后均需进行时效处理，为稳定尺寸。还需进一步进行冰冷处理（-70-80摄氏度，12小时）,人工时效：就是将铸件以50100/小时的速度加热到500550，保温35h,然后以2050/h的速度随炉冷却。自然时效：就是将铸件在露天放置几个月到几年时间，让铸件在自然界经受日晒雨淋的“锤炼”，使材料组织内部应力松弛并逐渐趋于稳定。,基准先行,先主后次,先粗后精,先面后孔,切削加工工序,热处理工序,预备热处理,消除残余应力处理,最终热处理,表面装饰性镀层和发兰处理,一般安排在粗加工前,粗加工、半精加工和精加工之间,一般安排在精加工前,一般都安排在机械加工完毕后,辅助工序,自检重要工序的前后送往外车间加工之前全部加工工序完成,淬火工序之前全部加工工序完成,5-3工序尺寸及公差的确定,零件图样的设计尺寸往往需要多道机加工序得到！,每道工序完成后应保证的尺寸称为该工序的工序尺寸；,与其相应的公差称为该工序的工序公差；,工序尺寸及公差取决于：,设计尺寸,加工精度,表面质量,定位方式,所以，计算工序尺寸以及公差应视情况而定！,据此查询余量,一、基准重合时工序尺寸以及公差的确定,具体操作：由最后一道工序往前推!,此时，工序尺寸及公差直接由各工序的加工余量和所能达到的精度确定！,包容件的加工余量及公差图,被包容件的加工余量及公差图,加工方向,加工方向,拟定加工路线：,粗车,半精车,淬火,粗磨,精磨,研磨,确定各工序的加工余量：,查表法：,研磨：0.01mm，粗磨：0.3mm，精磨：0.1mm半精车：1.1mm，粗车：4.5mm可得：Z总=6.01mm,圆整取：Z总=6 mm则取粗车余量：4.49 mm,当基准重合时，工序尺寸的计算举例,3.确定各工序的经济精度及表面粗糙度:按“入体原则”分配偏差,查表:研磨：,精磨：,粗磨：,半精车：,粗车：,毛坯：2mm,4.计算工序间尺寸、公差,研磨：50,精磨：50+0.01=50.01,粗磨：50.01+0.1=50.11,半精车：50.11+0.3=50.41,粗车：50.41+1.1=51.51,锻造毛坯：51.51+4.49=56,确定工序尺寸一般方法,5）毛坯余量（由毛坯图给出）故第1工序余量由计算确定。,所需资料准备,机械加工工序余量表,机械加工公差表,执行步骤,1）确定各工序余量和总余量；（查表获得）,2）获取各工序基本尺寸；（递推公式）,对于被包容面：,对于被包容面：,设计尺寸-工序余量=工序基本尺寸,设计尺寸+工序余量=工序基本尺寸,3）公差确定,最终加工工序公差（直接获得）,其余工序公差用（加工方法所对应的加工经济精度确定）,4）标注工序尺寸公差,最终工序（直接获得）,其余工序按“入体原则”标注,例如，某车床的主轴箱，材料为HT200，铸件精度2级，最大尺寸为850510。现在准备加工100Js6,Ra0.8的主轴孔。选定的加工方法为粗镗半精镗精镗浮动镗。试计算工序尺寸。计算列表如下：,二、基准不重合时工序尺寸以及公差的确定,如图零件，A1、和A0为设计尺寸。先以底面A为定位基准加工上表面，得尺寸A1，当用调整法加工台阶B面时，为定位稳定，并简化夹具，仍然以底面A定位，但此时定位基准和设计基准不重合，所以尺寸A0无法直接获得！,一、引题：,但是，通过仔细观察，发现尺寸A2可以直接得到！不难发现，A0+A2=A1，即：通过控制尺寸A2，在已知A1的基础上，间接的得到尺寸A0。,把通过这种方式得到工序尺寸以及公差的方法，叫做解尺寸链！,在零件加工或机器装配过程中，由相互依赖且首尾相接的尺寸形成的封闭尺寸组。,二、尺寸链（dimensional chain）：,尺寸链的含义包含两层意思：(1)封闭性：尺寸链的各尺寸应构成封闭形式（并且是按照一定顺序首尾相接的。(2)关联性：尺寸链中的任何一个尺寸变化都将直接影响其它尺寸的变化。,尺寸链的性质,3、尺寸链的有关术语,尺寸链的环,构成尺寸链的每一个尺寸都称为“环”。,组成,在零件加工或机器装配过程中，最后自然形成（即间接获得或间接保证）的尺寸。表示方法：下标加，如A、L。,封闭环,(1)由于封闭环是最后形成的，因此在加工或装配完成前,它是不存在的。(2)封闭环的尺寸自己不能保证，是靠其它相关尺寸来保证的。,封闭环的特点,封闭环的重要性,(1)若封闭环判断错误，则全部分析计算之结论也必然是错误的。(2)工艺尺寸链中封闭尺寸通常是精度较高，往往是产品技术规范或零件工艺要求决定的尺寸，且往往是已知标注尺寸。装配尺寸链中，封闭环往往代表装配中精度要求的尺寸；,一个尺寸链中，除封闭环以外的其他各环，都是“组成环”。按其对封闭环的影响可分为增环和减环。表示为：Ai、Li i=1,2,3,增环：在尺寸链中，当其余组成环不变的情况下，将某一组成环增大，封闭环也随之增大，该组成环即称为“增环”。,增环,组成环,减环：在尺寸链中，当其余组成环不变的情况下，将某一组成环增大，封闭环却随之减小，该组成环即称为“减环”。,减环,第一步：绘制尺寸链图；第二步:用首尾相接的单箭头线顺序表示各环。,增减环的快速判断,与封闭环箭头方向相同的环即为减环；与封闭环箭头方向相反的环即为增环。,(2)装配尺寸链：在机器设计成装配中，由机器或部件内若干个相关零件构成互相有联系的封闭尺寸链。包含零件尺寸、间隙、形位公差等。(3)工艺系统尺寸链：在零件生产过程中某工序的工艺系统内，由工件、刀具、夹具、机床及加工误差等有关尺寸所形成的封闭尺寸链。,三、尺寸链的分类,1.按不同生产过程来分(1)工艺尺寸链：在零件加工工序中，由有关工序尺寸、设计尺寸或加工余量等所组成的尺寸链。,2按照各构成尺寸所处的空间位置，可分为:,(1)直线尺寸链：尺寸链全部尺寸位于两根或几根平行直线上，称为线性尺寸链。,(2)平面尺寸链:尺寸键全部尺寸位于一个或几个平行平面内。,(3)空间尺寸链:尺寸链全部尺寸位干几个不平行的平面内。,3按照构成尺寸链各环的几何特征，可分为：(1)长度尺寸链：所有构成尺寸的环，均为直线长度量。(2)角度尺寸链：构成尺寸链的各环为角度量，或平行度、垂直度等。,例如齿轮减速箱装配后，要求轴承左端面与左端轴套之间的间隙为L。此尺寸可通过事先检验零件的实际尺寸L1、L2、L3、L4、L5，就可预先知L的实际尺寸是否合格?,1已知组成环，求封闭环 根据各组成环基本尺寸及公差（或偏差），来计算封闭环的基本尺寸及公差（或偏差），称为“尺寸链的正计算”。这种计算主要用在审核图纸，验证设计的正确性。,四、尺寸链的计算方法,有正计算、反计算和中间计算三种类型。,2已知封闭环，求组成环,如齿轮零件轴向尺寸加工，采用的工序如图，现需控制幅板厚度10土0.15，如何控制L1、L2、L3,工序1；车外圆，车两端面后得L1=40 工序2；车一端幅板，至深度L2.工序3：车另一端幅板，至深度L3。并保证10士0.15。由上述工序安排可知，幅板厚度10士0.15是按尺寸L1、L2、l3加工后间接得到的。因此,为了保证10士15，势必对L1，L2，L3的尺寸偏差限制在一定范围内。即已知封闭环L=10士0.15，求出各组成环L1，L2，L3尺寸的上下偏差。,3.已知封闭环及部分组成环，求其余组成环 根据封闭环和其他组成环的基本尺寸及公差（或偏差）来计算尺寸链中某一组成环的基本尺寸及公差（或偏差）。,其实质属于反计算的一种，也可称作“尺寸链的中间计算”。,尺寸链计算的基本公式,(1)极值解法,(2)概率解法：又叫统计法。,封闭环的基本尺寸,封闭环的极限尺寸,极小值,极大值,封闭环的尺寸偏差,上偏差,下偏差,封闭环的公差,解尺寸链实例？,尺寸链的解算步骤,绘制尺寸链简图,封闭环的判定,增环和减环的简易判断,解封闭环,唯一性,已知性,间接获得性,依次绘出各有关尺寸，排列出封闭尺寸,凡与封闭环箭头方向相同的环即为减环；与封闭环箭头方向相反的环即为增环。,计算,验算,测量基准与设计基准不重合的尺寸换算在生产实际中是经常遇到的。如图所示：,图中要加工三个圆弧槽，设计基准为与50同心圆上的交点,若为单件小批生产，通过试切法获得尺寸时，显然在圆弧槽加工后，尺寸就无法测量，因此，在拟定工艺过程时，就要考虑选用圆柱表面或选用内孔上母线为测量准来换算出尺寸。,设计基准,一）测量基准与设计基准不重合时的尺寸换算,五、实例计算,解：以50下母线为测量基准时，可画出如下尺寸链：,在该尺寸链中，外径是由上道