《機(jī)械制造工藝學(xué)：工藝講稿 第二章 工藝路線設(shè)計(jì)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械制造工藝學(xué)：工藝講稿 第二章 工藝路線設(shè)計(jì)（53頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第二章第二章 工藝路線設(shè)計(jì)工藝路線設(shè)計(jì) 工藝過程設(shè)計(jì)包括工藝路線設(shè)計(jì)和詳細(xì)的工序設(shè)計(jì)。其中設(shè)計(jì)工藝路線，是設(shè)計(jì)工藝過程的總體布局。主要解決的問題有：確定工序內(nèi)容，工序數(shù)目，工序順序。在講基本內(nèi)容之前，先了解一個(gè)簡單零件的工藝路線設(shè)計(jì)過程。粗車細(xì)車粗車細(xì)車磨粗車細(xì)車粗車細(xì)車粗車細(xì)車鉆孔擴(kuò)孔一個(gè)簡單零件的工藝路線設(shè)計(jì)事例，說明了設(shè)計(jì)的過程和所需要的相關(guān)知識，這一章就圍繞以上的知識點(diǎn)來學(xué)習(xí)。324561D40-0.115+0.1135-0.021AF500.15350.1ECB1.分析零件圖2.選擇各表面加工方法3.定義各工序工序的集中與分散，階段的劃分，基準(zhǔn)的選擇。4.工序排序階段的劃分，基準(zhǔn)的選
2、擇5.熱處理和輔助工序的安排A端面IT12：B外圓IT7：C端面IT12：D外圓IT10：E端面IT12：F端面IT11：2.1 2.1 零件圖的工藝分析零件圖的工藝分析 在對零件圖進(jìn)行工藝分析時(shí)，應(yīng)從構(gòu)形、技術(shù)要求和材料各方面進(jìn)行分析，尤其是對主要表面、重要的技術(shù)條件和主要的位置尺寸標(biāo)注應(yīng)作重點(diǎn)研究，從而掌握零件在加工過程中的工藝關(guān)鍵，以及主要工序的大致情況。整體了解：零件的功用和工作條件 整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及精度要求 材料加工性及熱處理具體分析：零件主要表面的要求及保證的方法 重要的技術(shù)要求及保證的方法 表面位置尺寸的標(biāo)注（坐標(biāo)式傳統(tǒng)加工；連接式數(shù)控加工）下面以某航空發(fā)動(dòng)機(jī)的軸套零件為例，進(jìn)行零
3、件的工藝分析。 技術(shù)條件。級檢驗(yàn)。自由尺寸容差按IT12 。磁力探傷。氧化材料：40CrNiMoA硬度：HB=285321 其余 整體了解：整體了解： 1.軸套零件在中溫（約300）和高速（1000015000轉(zhuǎn)/分）條件下工作。軸套的內(nèi)圓柱面A1和G1及端面N和渦輪軸配合，表面B1和D1和封嚴(yán)環(huán)配合，表面C1和D和滾動(dòng)軸承配合，軸套內(nèi)腔及端面N上的八個(gè)槽是冷卻空氣的通道，八個(gè)10的孔，用以通過螺釘和渦輪軸連接。 2.從構(gòu)形來看，是一個(gè)剛性很差的薄壁件，最小壁厚只有2mm。3.精度方面看，主要工作表面的精度是IT5-8級，C1的圓柱度為0.005mm，位置精度均在0.01-0.02mm之間。4
4、.材料:是40CrNiMoA，要進(jìn)行淬火后回火，HB285321。 具體分析：具體分析： 軸套的主要表面主要表面是外圓表面外圓表面B1、C1和D1，精度為IT8、IT5和IT7，最后加工方法應(yīng)選用磨削，而在此之前的準(zhǔn)備工序應(yīng)選粗車及細(xì)車。內(nèi)圓柱表面內(nèi)圓柱表面G1為108H6，A1為72.5H7，所以應(yīng)選粗鏜、細(xì)鏜和磨削的加工方法來保證這些要求。 重要的技術(shù)要求重要的技術(shù)要求軸套上表面A1對G1的圓跳動(dòng)為0.02mm，則加工A1和G1時(shí)最好是在一次安裝中加工出來。還有B1，C1和D1對一組基準(zhǔn)A1-G1有0.02mm的圓跳動(dòng)要求，故最好以這一組表面作基準(zhǔn)來加工B1,C1和D1三個(gè)外圓柱表面。 分
5、析零件圖的目的：分析零件圖的目的： 工藝性審查、制造成本評估。工藝性審查、制造成本評估。 2.2 2.2 加工方法的選擇加工方法的選擇 零件各表面加工方法的選擇，不但要影響加工質(zhì)量，而且也要影響生產(chǎn)率和制造成本。除了金屬切削方法以外，還有各種特殊加工方法。影響加工方法選擇的因素：影響加工方法選擇的因素：1 1表面的形狀和尺寸表面的形狀和尺寸 工件表面的形狀應(yīng)與所選擇的加工方法的成形特性相適應(yīng)，如孔可用鉆、鏜等加工方法，表面尺寸的大小也影響加工方法的選擇，如小孔可選擇鉆、鉸和拉削等加工方法，而大孔，則一般采用鏜和磨削。2 2表面的精度與粗糙度表面的精度與粗糙度經(jīng)濟(jì)加工精度：經(jīng)濟(jì)加工精度：任何一種
6、加工方法，在正常生產(chǎn)條件下所能達(dá)到的加工精度。工件表面加工方法的選擇，應(yīng)與經(jīng)濟(jì)加工精度相適應(yīng)。3.3.工件的材料與熱處理工件的材料與熱處理 如硬度很低而韌性較大的材料，如有色金屬一般不能采用磨削加工。4 4工件的整體構(gòu)形與重量工件的整體構(gòu)形與重量 某些工件的表面，不能只從表面本身的特性來考慮加工方法的選擇，如孔有阻擋或是盲孔，則就不能用鉸或拉的方法加工。5. 5. 產(chǎn)量和生產(chǎn)類型產(chǎn)量和生產(chǎn)類型 選擇加工方法時(shí)，不但要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，還要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)在大批大量生產(chǎn)時(shí)，一般均采用高效先進(jìn)的加工方法，在單件小批生產(chǎn)中，大多采用通用設(shè)備和常規(guī)的加工方法。6 6現(xiàn)場生產(chǎn)條件現(xiàn)場生產(chǎn)條件選擇加工
7、方法，應(yīng)基于現(xiàn)場的生產(chǎn)設(shè)備。 在選擇各表面的加工方法時(shí)，應(yīng)綜合考慮各方面的工藝因素影響。有時(shí)還要考慮各表面間加工方法的協(xié)調(diào)。另外，在選擇加工方法時(shí)，首先應(yīng)選定主要表面的最后加工方法，然后再選定最后加工以前的一系列準(zhǔn)備工序的加工方法。最后才選定次要表面的加工方法。 車削的典型加工方法車削的典型加工方法銑削的典型加工方法銑削的典型加工方法序號序號加工方法加工方法經(jīng)濟(jì)精度經(jīng)濟(jì)精度( (公差等級公差等級) )經(jīng)濟(jì)粗糙度經(jīng)濟(jì)粗糙度RaRa值值/m/m使用范圍使用范圍1粗車IT13IT115012.5適用于淬火鋼以2粗車-半精車IT10IT86.33.2外的其它金屬3粗車-半精車-精車IT8IT71.60
8、.84粗車-半精車-精車-滾壓IT8IT70.20.02555粗車-半精車-磨削IT8IT70.80.4主要用于淬火鋼,6粗車-半精車-粗磨-精磨IT7IT60.40.1也可用于未淬火鋼,7粗車-半精車-粗磨-精磨-超精加工(或輪式超精磨)IT50.10.012 (或Rz0.1)但不適用于有色金屬。8粗車-半精車-精車-精細(xì)車(金剛車)T7IT60.40.025用于有色金屬9粗車-半精車-粗磨-精磨-超精磨(或鏡面磨)IT5以上0.0250.006(或Rz0.1)極高精度的外圓加10粗車-半精車-粗磨-精磨-研磨IT5以上0.10.012 (或Rz0.1)工外圓表面加工方案序號序號加工方案加工
9、方案經(jīng)濟(jì)精度級經(jīng)濟(jì)精度級表面粗糙度表面粗糙度RaRa值值/m/m適用范圍適用范圍1鉆IT12IT1112.5加工未淬火鋼及鑄鐵實(shí)心毛坯，也可加工有色金屬（但表面粗糙度稍粗糙，孔徑小于1520mm）2鉆-鉸IT93.21.63鉆-鉸-精鉸IT8IT71.60.84鉆-擴(kuò)IT11IT1012.56.3同上，但孔徑大于1520mm5鉆-擴(kuò)-鉸IT9IT83.21.66鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸IT71.60.87鉆-擴(kuò)-機(jī)鉸-手鉸IT7IT60.40.18鉆-擴(kuò)-拉IT9IT71.60.1大批大量生產(chǎn)（精度由拉刀精度決定）內(nèi)圓表面加工方案序號序號加工方案加工方案經(jīng)濟(jì)精度級經(jīng)濟(jì)精度級表面粗糙度表面粗糙度RaR
10、a值值/m/m適用范圍適用范圍9粗鏜（或擴(kuò)孔）IT12IT1112.56.3除淬火鋼外各種材料，毛坯有鑄出孔或鍛出孔10粗鏜（粗?jǐn)U）-半精鏜（精擴(kuò)） IT9IT83.21.611粗鏜（擴(kuò)）-半精鏜（精擴(kuò)）-精鏜（鉸）IT8IT71.60.812粗鏜（擴(kuò)）-半精鏜（精擴(kuò)）-精鏜-浮動(dòng)鏜刀精鏜IT7IT60.80.413粗鏜（擴(kuò)）-半精鏜-磨孔IT8IT70.80.2主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜用于有色金屬14粗鏜（擴(kuò)）-半精鏜-粗磨-精磨IT7IT60.20.115粗鏜-半精鏜-精鏜-金剛鏜IT7IT60.40.05主要用于精度要求高的有色金屬加工16鉆-（擴(kuò)）-粗鉸-精鉸-珩磨；鉆
11、-（擴(kuò)）-拉-珩磨；粗鏜-半精鏜-精鏜-珩磨；IT7IT60.20.025精度要求很高的孔17以研磨代替上述方案中珩磨IT6級以上內(nèi)圓表面加工方案（續(xù)上表）數(shù)控銑削加工數(shù)控銑削加工的的加工方法選擇加工方法選擇1平面加工方法的選擇在數(shù)控銑床和加工中心上加工平面主要采用端銑刀和立銑刀加工。經(jīng)粗銑的平面，尺寸精度可達(dá)IT1214（指兩平面之間的尺寸），表面粗糙度Ra值可達(dá)12.525m；經(jīng)粗、精銑的平面，尺寸精度可達(dá)IT79，表面粗糙度Ra值可達(dá)1.63.2m。2平面輪廓加工方法的選擇平面輪廓多由直線和圓弧或各種曲線構(gòu)成，通常采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床進(jìn)行兩軸半坐標(biāo)加工。 3斜面加工方法的選擇 （1）曲率變
12、化小，選用X、Y、Z和A四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床，采用立銑刀以插補(bǔ)方式擺角加工。 （2）曲率變化大，用四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工難以滿足加工要求，最好用X、Y、Z、A和B（或C轉(zhuǎn)軸）的五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床，以圓弧插補(bǔ)方式擺角加工。數(shù)控銑床加工變斜角面a）四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)b）五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)4曲面輪廓加工方法的選擇（1）對曲率變化不大和精度要求不高的曲面的精加工，常用兩軸半坐標(biāo)行切法加工。（2）對曲率變化較大和精度要求較高的曲面的精加工，常用三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的行切法加工。 （3）對像葉輪、螺旋槳這樣的零件，因其葉片形狀復(fù)雜，刀具容易與相鄰表面發(fā)生干涉，常用五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工。 兩軸半坐標(biāo)行切法加工曲面 兩軸半坐標(biāo)行切法加工曲面的切削點(diǎn)
13、軌跡 三軸聯(lián)動(dòng)行切法加工曲面的切削點(diǎn)軌跡 一些新的加工方法和加工手段一些新的加工方法和加工手段 航空航天領(lǐng)域大量采用高溫合金、高強(qiáng)度鋼、鈦合金等材料。這些材料的切削加工性都很差。需要做大量的切削實(shí)驗(yàn)，研究各種方法改善其切削加工性能。同時(shí)也出現(xiàn)了各種新的加工方法。如：1. 車銑加工，2. 插銑加工。車銑加工：車銑加工：車銑加工是一種特殊的金屬加工操作，即在工件旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，使用一把旋轉(zhuǎn)著的銑刀進(jìn)行切削。 有時(shí)將配備有旋轉(zhuǎn)刀具功能的車削加工中心稱為車銑中心。 車銑加工的特點(diǎn)：車銑加工的特點(diǎn)：1. 與車削相比，理論上講，銑削能夠在刀具承受很小壓力的情況下切削零件，因此可以減小工件加工變形。2. 在難加
14、工材料切削中，一把車刀的使用壽命很短，而銑刀因?yàn)槭峭ㄟ^多刃切削而分配切削載荷，所以能使用很長時(shí)間。由于銑刀有較長的使用壽命，所以能夠省去切削中間多次換刀的麻煩。 插銑加工插銑加工又稱為Z軸銑削法，是實(shí)現(xiàn)高切除率金屬切削最有效的加工方法之一。側(cè)向進(jìn)給插銑加工的加工路徑側(cè)向進(jìn)給插銑加工的加工路徑山高的R22079-8160-40插銑刀 插銑刀插銑刀一種新型側(cè)向切削銑刀插銑加工具有以下優(yōu)點(diǎn)：插銑加工具有以下優(yōu)點(diǎn)：1. 可減小工件變形；2. 可降低作用于銑床的徑向切削力，3. 刀具懸伸長度較大，這對于工件凹槽的銑削加工十分有利；4. 能實(shí)現(xiàn)對高溫合金材料的切槽加工。 一般來說，插銑技術(shù)一直是粗加工應(yīng)用
15、領(lǐng)域中的一種加工方法。 插銑法非常適合模具型腔的粗加工，并被推薦用于航空零部件的高效加工。其中一個(gè)特殊用途就是在三軸或四軸銑床上插銑加工渦輪葉片，這種加工通常 需要在專用機(jī)床上進(jìn)行。插銑渦輪葉片時(shí)，可從工件頂部向下一直銑削到工件根部，通過X-Y平面的簡單平移，即可加工出極其復(fù)雜的表面幾何形狀。 水輪發(fā)電機(jī)葉片的插銑加工水輪發(fā)電機(jī)葉片的插銑加工 水輪發(fā)電機(jī)（長江三峽、葛洲壩等大型水利工程水電機(jī)組）葉片的銑加工一直是影響葉片加工效率的瓶頸，由于葉片毛坯為鑄件，尺寸大，而且葉片裙邊都是扭曲曲面結(jié)構(gòu)。一般都要在五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控龍門銑上加工，原工藝方法采用玉米銑刀 側(cè)銑加工，加工效率很低，一般加工一個(gè)葉片
16、需要一、二天的時(shí)間。而且由于機(jī)床價(jià)格昂貴等原因，五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控龍門銑床數(shù)量少，工時(shí)費(fèi)用高，更加大了葉片的加 工成本。 葉片的材料通常為1Cr13等馬氏體不銹鋼。葉片裙邊的加工量有5070mm左右。刀盤采用直徑160mm的R220.79-8160- 40)插銑刀，刀片用SCET120612T-M14，T250M和SCET120612T-M14，620470兩種牌號刀片組合使用，切削參數(shù)是： Vc=200 m/min。fz=0.1mm/t、ap=30mm、ae=70 mm。 2 XKA2140 X 80A數(shù)控龍門銑床 采用插銑加工,不但提高了葉片的加工效率，而且在三軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控龍門銑床上加工，大大
17、地降低了葉片的加工成本。現(xiàn)在采用山高的R220.79-8160-40插銑刀加工時(shí)間縮短到56個(gè)小時(shí)。2.3 2.3 階段的劃分階段的劃分 零件的機(jī)械加工過程是逐步地改變毛坯的狀態(tài)，使之成為產(chǎn)品。而工藝路線按工序的性質(zhì)不同，一般可劃分成幾個(gè)加工階段：即粗加工階段，細(xì)加工階段和精加工階段。粗加工階段：粗加工階段：這個(gè)階段的主要任務(wù)是切除大部分余量，其特點(diǎn)是加工用量大。主要問題是如何提高生產(chǎn)率。細(xì)加工階段：細(xì)加工階段：這個(gè)階段的任務(wù)是達(dá)到一般的技術(shù)要求，即各次要表面達(dá)到最終要求，并為主要表面的精加工作準(zhǔn)備。特點(diǎn)是加工余量較小。精加工階段：精加工階段：這個(gè)階段的主要任務(wù)是達(dá)到零件的全部技術(shù)要求。特點(diǎn)是
18、加工余量較小，加工精度高。主要問題是如何保證質(zhì)量。 對要求特別高的表面，在精加工以后還要超精加工超精加工?？紤]因素：考慮因素：工件變形對精度的影響程度。對于剛性好，或精度要求不高或余量不大的工件，則不一定要?jiǎng)澐蛛A段或嚴(yán)格劃分階段。階段劃分的優(yōu)點(diǎn)：階段劃分的優(yōu)點(diǎn)：1階段劃分有利于消除或減小變形對精度的影響；2全部表面先進(jìn)行粗加工，便于及早發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷；3在安裝及搬運(yùn)過程中，可使已加工好的表面減少損傷的機(jī)會。注意：注意：工藝路線的劃分階段，是指整個(gè)工件的加工過程來說的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)來判斷。2.4 2.4 工序的集中與分散工序的集中與分散 當(dāng)選定了各表面的加工方法和確定了階段
19、劃分以后，就可以將同一階段中的各加工表面組合成若干工序。組合時(shí)可采用集中或分散的原則。工序集中原則：工序集中原則：是使每個(gè)工序包括盡可能多的內(nèi)容，因而使總的工序數(shù)目減少。工序分散與此相反。 工序集中的特點(diǎn)：工序集中的特點(diǎn)：組織工作簡單；設(shè)備少，生產(chǎn)面小；安裝次數(shù)少，運(yùn)輸路線短；便于使用高生產(chǎn)率設(shè)備，特別是數(shù)控機(jī)床和加工中心等，可提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率。設(shè)備成本費(fèi)高，調(diào)整、維修費(fèi)時(shí)，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間較長。工序分散的特點(diǎn)與此相反。工序分散的特點(diǎn)與此相反。 考慮因素：考慮因素： 1生產(chǎn)量的大小: 產(chǎn)量較小時(shí)，為簡化計(jì)劃選取工序集中原則，當(dāng)產(chǎn)量很大時(shí)，可按分散原則，以利于組織流水生產(chǎn)。 2工件的尺寸和重量:
20、 尺寸和重量較大的工件，由于安裝和運(yùn)輸困難，一般宜采用集中原則組織生產(chǎn)。 3工藝設(shè)備的條件: 工序集中需要用高效和先進(jìn)的設(shè)備。目前，國外都在發(fā)展高效和先進(jìn)的設(shè)備，在生產(chǎn)自動(dòng)化基礎(chǔ)上的工序集中，是機(jī)械加工的發(fā)展方向之一。 2.5 2.5 基準(zhǔn)選擇基準(zhǔn)選擇 在設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)，重要問題之一是要考慮位置精度的保證問題。零件圖中通過設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)尺寸來表達(dá)各表面的位置要求，而工藝上是通過原始基準(zhǔn)及原始尺寸來保證這些位置要求的。而用自動(dòng)獲得精度法加工時(shí)，原始尺寸方向上的位置，又是加工時(shí)由定位基準(zhǔn)來確定的。加工后工件上各表面的位置是通過測量基準(zhǔn)來進(jìn)行檢驗(yàn)的。因此，基準(zhǔn)選擇與零件的表面位置精度有密切關(guān)系。 一
21、、原始基準(zhǔn)的選擇一、原始基準(zhǔn)的選擇 最終工序：最終工序：最終保證某一設(shè)計(jì)尺寸要求的工序，稱為這一設(shè)計(jì)尺寸要求的最終工序。 中間工序：中間工序：除最終工序以外的工序。 對兩種不同原始基準(zhǔn)分別討論。1最終工序的原始基準(zhǔn)選擇最終工序的原始基準(zhǔn)選擇例：軸承套的零件圖以及最后四個(gè)工序簡圖。以最后一道工序?yàn)槔庸面時(shí)，有多種尺寸的標(biāo)注方法，但哪種標(biāo)注方法最好呢？原始尺寸的標(biāo)注就是原始基準(zhǔn)的選擇。60+0.169.9+0.169.6+0.260+0110.3-01.280-0.281-0.210-0.280-0.2ABCD零件圖工序15工序20工序25工序30工序30 是60+0.1的最終工序。 建立原
22、則：建立原則：1. 尺寸線上的箭頭代表加工面；小圓點(diǎn)代表原始基準(zhǔn)。2. 由后往前畫，后加工放在上面，先加工放在下面。尺寸鏈查找方法（尺寸鏈查找方法（參與保證設(shè)計(jì)尺寸） 從設(shè)計(jì)尺寸的兩端向下找，遇到箭頭就沿著尺寸線拐彎，遇到圓點(diǎn)又向下，直到兩端相遇。所有經(jīng)過的尺寸組成一個(gè)尺寸鏈。原始尺寸關(guān)系圖原始尺寸關(guān)系圖69.9+0.110.3-0.1260+0.160+0.181-0.269.6+0.2工序30工序20工序25工序1580-0.2選擇選擇C C作原始基準(zhǔn)：作原始基準(zhǔn)：與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，可按設(shè)計(jì)尺寸標(biāo)注。選擇選擇D D作原始基準(zhǔn)：作原始基準(zhǔn)：則60+0.1這一設(shè)計(jì)尺寸的公差就由1，2，4三個(gè)尺寸
23、來保證。三個(gè)尺寸的公差之和應(yīng)小于0.1 ，造成公差壓縮，ABCD最終工序的原始基準(zhǔn)選擇原則：最終工序的原始基準(zhǔn)選擇原則：1) 原始基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以避免尺寸換算而壓縮公差；2) 便于作測量基準(zhǔn)。注意：多尺寸保證問題：注意：多尺寸保證問題： 如上例工序30也是凸緣厚度尺寸10-0.2的最終工序。在加工過程中，一個(gè)加工表面在同一方向上只能標(biāo)注一個(gè)原始尺寸，因此，當(dāng)標(biāo)尺寸60+0.1時(shí)，10-0.2是通過有關(guān)尺寸的換算而間接保證的。一般來說在多尺寸保證的情況下，原始基準(zhǔn)的選擇時(shí)應(yīng)直接保證公差最小的設(shè)計(jì)尺寸。2中中間工序的原始基準(zhǔn)選擇間工序的原始基準(zhǔn)選擇 例：一個(gè)簡單的零件圖，以及最后的加工工序。
24、 設(shè)計(jì)圖中的20-0.1是直接保證的，而50-0.3尺寸是間接保證的，中間工序可以給出I,II兩個(gè)原始尺寸，解尺寸鏈計(jì)算一下I,II尺寸的大小。 由于中間工序原始基準(zhǔn)選擇的不同，造成尺寸鏈環(huán)數(shù)不同，所以使每個(gè)工序的公差大小也不同一樣。II20-0.150.2-0.150-0.320-0.1II29.8+0.250-0.320-0.1II20-0.150-0.350.2-0.120-0.1例：例：假設(shè)該工序的經(jīng)濟(jì)加工精度是0.2，最后工序的余量是0.4，計(jì)算一下I,II的尺寸以及余量的變化。Z20.4+-00.1.2II13.6+0.114+0.1I26.4-0.240-0.214+0.1Z10
25、.4+-00.3.2I=26.4-0.2，II=13.6+0.2Z1=0.20.7Z2=0.20.5I40-0.240-0.214+0.114+0.1II中間工序原始基準(zhǔn)的選擇，還要影響余量的變化量，因此，在中間工序的原始基準(zhǔn)選擇時(shí)，要盡量保證余量變化最小。中間工序原始基準(zhǔn)的選擇原則：中間工序原始基準(zhǔn)的選擇原則：1)當(dāng)原始尺寸參與間接保證零件的設(shè)計(jì)尺寸時(shí)，選擇原始基準(zhǔn)應(yīng)使有關(guān)尺寸鏈的環(huán)數(shù)要少。2)要使精加工時(shí)的余量變化量小。3)便于作測量基準(zhǔn)。注意：在選擇原始基準(zhǔn)時(shí)，不論是最終工序，還是中間工序，都不能孤立地只考慮一個(gè)尺寸，或一個(gè)工序，應(yīng)該對整個(gè)加工過程進(jìn)行分析。二、二、定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)
26、的選擇1定位基準(zhǔn)選擇原則定位基準(zhǔn)選擇原則各加工階段對定位基準(zhǔn)的要求1)粗加工階段粗加工階段保證工件在安裝時(shí)穩(wěn)定可靠。（主要任務(wù)是切除大部分余量，考慮能用較大的切削用量）2)細(xì)加工階段細(xì)加工階段要較多地考慮位置精度的保證。（原因是一些表面要達(dá)到最終要求，而另一些是為精加工做準(zhǔn)備或作為精加工的定位基準(zhǔn)面）3)精加工階段精加工階段保證有高的位置精度。 因此在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)因此在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)該使定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠，并使夾具的構(gòu)造比較簡單， 另外還要考慮定位基準(zhǔn)和原始基準(zhǔn)關(guān)系。定位基準(zhǔn)如果與原始基準(zhǔn)不重合，則要產(chǎn)生定基誤差。定基誤差：定基誤差：是由于定位基準(zhǔn)與原始基準(zhǔn)不重合而引起的原始尺寸誤差，其
27、數(shù)值的大小等于從原始基準(zhǔn)到定位基準(zhǔn)之間距離的公差值。 例：例：（a）為工序10車外圓及端面的加工簡圖，（b）、（c）、（d）為工序15鉆孔三種定位基準(zhǔn)選擇方案。30-0.16定位B100.11100.11100.11ABCABCABC定位A定位C8-0.09(a)(b)(c)(d)l方案方案1（定位基準(zhǔn)為（定位基準(zhǔn)為B）定位基準(zhǔn)與原始基準(zhǔn)重合，沒有定基誤差。l方案方案2（定位基準(zhǔn)為（定位基準(zhǔn)為A）定位基準(zhǔn)與原始基準(zhǔn)不重合，兩者之間的位置尺寸是8-0.09，由于定基誤差的存在，允許的加工誤差就要比工序公差來的小。l方案方案3（定位基準(zhǔn)為（定位基準(zhǔn)為C）定基誤差0.16mm，比方案2的定基誤差還要
28、大。89.890.22工序公差0.09定基誤差8-0.09100.11ABC定位A10.117.910.13加工誤差定位基準(zhǔn)選擇的原則：定位基準(zhǔn)選擇的原則：(1). 定位基準(zhǔn)應(yīng)力求與原始基準(zhǔn)重合；(2). 應(yīng)使定位準(zhǔn)確和穩(wěn)定可靠，并使夾具結(jié)構(gòu)簡單。2輔助定位基準(zhǔn)輔助定位基準(zhǔn)在加工過程中，有時(shí)會找不到合適的表面作定位基準(zhǔn)，為了便于安裝和易于獲得所需要的加工精度，可以在工件上特意做出在工件上特意做出供定位用的表面，或把工件上原有的某些表面，提高它的加工精供定位用的表面，或把工件上原有的某些表面，提高它的加工精度，這類用作定位的表面，稱之為輔助定位基準(zhǔn)。度，這類用作定位的表面，稱之為輔助定位基準(zhǔn)。如
29、：中心孔，有時(shí)零件本身并不要求有中心孔，是為了定位而加工的。還例如有的葉片加工，端面增加一個(gè)工藝凸臺，利用凸臺上的平面和小孔來進(jìn)行定位。3初次定位基準(zhǔn)初次定位基準(zhǔn)當(dāng)工件由毛坯進(jìn)行初次加工時(shí)，所用的定位表面稱為初次定位初次定位基準(zhǔn)基準(zhǔn)。一般只使用一次。一般只使用一次。選擇初次定位基準(zhǔn)應(yīng)注意的幾個(gè)方面注意的幾個(gè)方面：1)對于不需要加工全部表面的零件，應(yīng)選取始終不加工的表面對于不需要加工全部表面的零件，應(yīng)選取始終不加工的表面作初次定位基準(zhǔn)作初次定位基準(zhǔn)。若零件上有很多不加工表面時(shí)，應(yīng)選擇其中與加工表面有較高相對位置精度要求的。這主要是為了保證加工表面組和不加工表面組之間有較高的位置精度。2)對于要加
30、工全部表面的零件，則應(yīng)選擇加工余量小的表面對于要加工全部表面的零件，則應(yīng)選擇加工余量小的表面作初次定位基準(zhǔn)。作初次定位基準(zhǔn)。這主要是由于毛坯上各表面的本身精度和各表面間的位置精度都很低，所以首先要使余量小的表面余量均勻，以避免加工不出來。3）特別要注意定位和夾緊的穩(wěn)定和可靠。特別要注意定位和夾緊的穩(wěn)定和可靠。由于初次定位基準(zhǔn)的精度不高，加之粗加工時(shí)的切削用量大。4. 4. 定位基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換定位基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換 在設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)，選擇定位基準(zhǔn)不能只考慮一個(gè)工序的要求，應(yīng)該對整個(gè)加工過程中的定位基準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行分析。特別是航空航天產(chǎn)品的構(gòu)形復(fù)雜，位置精度要求很高，一般均不能在一次安裝或只用一個(gè)定位基準(zhǔn)來完成全部加
31、工。因此，定位基準(zhǔn)在整個(gè)零件的加工過程中就產(chǎn)生了轉(zhuǎn)換問題。舉一個(gè)例子舉一個(gè)例子：如先車外圓A以外圓B為定位基準(zhǔn)，符合定位基準(zhǔn)與原始基準(zhǔn)重合，但最后磨外圓B時(shí)以兩頂尖為定位基準(zhǔn)，這時(shí)還能保證外圓B與外圓A的同軸度嗎？0.02ABA保證位置精度一般常用的四種方法保證位置精度一般常用的四種方法：1)1)一次安裝一次安裝: : 有位置精度要求的各表面，在一次安裝中同時(shí)加工出來。加工的各表面間的位置精度，主要取決于設(shè)備的精度，而與定位精度無關(guān)。能保證很高的位置精度。定位誤差：定位誤差：定位基準(zhǔn)對其規(guī)定位置的最大可能位移稱作定位誤差。 2)2)互為基準(zhǔn)互為基準(zhǔn): :有位置精度要求的兩個(gè)表面，在加工時(shí)，用其
32、中任何一個(gè)表面作為定位基準(zhǔn)來加工另一個(gè)表面，用這種方法來保證位置精度，稱為互為基準(zhǔn)法。 由于這種方法的定位基準(zhǔn)與原始基準(zhǔn)重合，不產(chǎn)生定基誤差，只有一次定位誤差的影響，這種方法只要使定位準(zhǔn)確，也能保證較高的位置精度。 3)同一基準(zhǔn)同一基準(zhǔn): :有位置精度要求的兩個(gè)表面，在加工時(shí)，都采用另一個(gè)表面作為定位基準(zhǔn)。用這種方法來保證這兩個(gè)表面間的位置精度，稱為同一基準(zhǔn)。 這種方法有定位誤差和定基誤差的影響，因而只能保證一定的準(zhǔn)確度。但是當(dāng)有位置精度要求的兩個(gè)表面均不適宜作定位基準(zhǔn)，且不能在一次安裝中進(jìn)行加工時(shí)，則只能采用同一基準(zhǔn)的方法進(jìn)行加工。若能減小定位誤差，也能達(dá)到較高的位置精度。為此，有時(shí)采用的輔
33、助定位基準(zhǔn)，一般都采用簡單的表面，以減小定位誤差。4)4)不同基準(zhǔn)不同基準(zhǔn): :有位置精度要求的兩個(gè)表面，在加工時(shí)，采用兩個(gè)不同的表面作為各自的定位基準(zhǔn)。用這種方法來保證這兩個(gè)表面間的位置精度，稱為不同基準(zhǔn)法。 這種方法不但有定位誤差的影響，而且有很大的定基誤差的影響，因此，這種方法只能保證較低的位置精度。 示例說明示例說明 2.6 2.6 熱處理工序的安排熱處理工序的安排 由于航空、航天產(chǎn)品要求重量輕，強(qiáng)度高，所以常采用優(yōu)質(zhì)材料，并廣泛地進(jìn)行熱處理。熱處理工序的性質(zhì)，特別是熱處理工序在工藝路線中的位置，對機(jī)械加工工序的內(nèi)容，數(shù)目和順序有很大的影響。 熱處理的目的有：熱處理的目的有： 1 1）
34、 提高材料的機(jī)械性能提高材料的機(jī)械性能 在毛坯制造以后，其硬度，強(qiáng)度以及其它機(jī)械性能一般都不能滿足產(chǎn)品提出的要求。因此，常采用一些熱處理方法，淬火，調(diào)質(zhì)，化學(xué)處理等。 2 2）改善材料的加工性）改善材料的加工性 金屬的切削加工性一般用切削速度，切削力，加工能達(dá)到的表面粗糙度表示。一般用退火或正火等使硬度降低，組織均勻。在加工韌性較大的材料時(shí)，則用熱處理來提高其硬度，以改善其加工性。如鋁合金采用淬火時(shí)效的方法來提高其硬度。 3 3）消除內(nèi)應(yīng)力）消除內(nèi)應(yīng)力 在毛坯制造和機(jī)械加工的過程中，工件要產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力的平衡條件遭到破壞時(shí)，內(nèi)應(yīng)力就要重新分布，使工件變形，從而影響加工精度。常安排消除內(nèi)應(yīng)
35、力的熱處理工序。 常用熱處理：常用熱處理：1)1) 退火與正火：退火與正火：退火與正火的目的是消除組織的不均勻，提高加工性，高碳合金鋼用退火降低硬度，低碳合金鋼用正火提高硬度。 2) 2) 調(diào)質(zhì)：調(diào)質(zhì)：調(diào)質(zhì)是為了獲得組織均勻細(xì)致的回火索氏體組織。使零件不僅有一定的強(qiáng)度和硬度，而且還有良好的沖擊韌性，綜合機(jī)械性能好。 3)3)淬火：淬火：淬火是為了提高工件的硬度，滿足零件最終的性能要求。4 4）滲碳：）滲碳：對于低碳合金鋼的零件，要求表面硬度高，而內(nèi)部韌性好的時(shí)候，常采用滲碳處理。一般是局部滲碳，因而需要對不要求滲碳的表面采取保護(hù)措施。保護(hù)法：保護(hù)法： （1 1）余量保護(hù)法）余量保護(hù)法 ： （2 2）鍍銅保護(hù)法）鍍銅保護(hù)法 ： 5 5）氮化）氮化 ：氮化工藝可獲得比滲碳更高的表面硬度和耐磨性。常用的熱處理方法在工藝路線中的位置：常用的熱處理方法在工藝路線中的位置： 粗加工階段 細(xì)加工階段 精加工階段退火與正火滲碳淬火氮化調(diào)質(zhì)輔助工序的安排請自學(xué)輔助工序的安排請自學(xué)軸套工藝路線軸套工藝路線
機(jī)械制造工藝學(xué)：工藝講稿 第二章 工藝路線設(shè)計(jì)
