04第一章 机械加工工艺规程设计(4)

返回总目录第1章机械加工工艺规程设计1.1基本概念1.2工件的安装、定位与基准1.3机械加工工艺规程的制订1.4制订工艺规程要解决的几个问题1.5工序尺寸及其公差的确定1.6机械加工的生产率与经济性分析工艺线路的指定要考虑的问题:1)如何选择定位基准?2)如何确定加工方法?3)如何安排加工顺序?4)如何选择热处理?5)如何进行检验?一、定位准的选择粗基准的选择原则：1）保证相互位置要求——如果必须保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应该以不加工面做为粗基准。三爪自定心2）保证加工表面加工余量合理分配好不好3）便于工件装夹要定位准确、夹紧可靠、便于操作，要求选用的粗基准尽可能平整、光洁和有足够大的尺寸，不允许有飞边、浇冒口等。4）粗基准一般不得重复使用B、C错误B、d正确限转动允许精基准的选择：1）基准重合原则——尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准；2）统一基准原则——尽可能找出能照顾大多加工面的基准；3）互为基准原则——对某些要求很高的表面，应该尽量采用互为基准，反复加工；4）自为基准原则——主要为减小表面粗糙度，减小加工余量和保证加工余量均匀；5）便于装夹原则统一基准可以大大简化夹具设计,可以减少工件搬动和翻转次数,在自动化生产中有广泛应用.统一基准常常会带来基准不重合的问题,应根据具体问题在满足设计要求的前提下决定最终的精基准.互为基准互为基准采用反复加工的办法来达到位置度要求,常用于某些位置度要求很高的表面.3-7为互为基准自为基准以导轨面作基准加工导轨面加工精度与加工方法的选择各种加工方法(车、铣、刨、磨、钻、镗、铰）所能达到的加工精度和表面粗糙度是在一定的范围的。典型表面的加工路线外圆表面加工路线最广的路线特别适合半精车后有淬火者适合有色金属（不好磨）研磨剂一般为氧化铝、碳化硅、金刚石、碳化硼、氧化铁、氧化铬微粉可获表面粗糙度至0.02微米可获表面粗糙度至0.02微米孔的加工路线最广的路线适用大批量生产适用小批量生产最多的路线效率高也很广泛的路线淬火安排大批量生产有色金属加工工序安排1）先加工基准面，再加工其他面；2）先加工平面，后加工孔；3）先加工主要面，后加工次要面；4）先安排粗加工，后安排精加工。热处理工序和表面处理工序1）为改善切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火、调质），应该安排在切削加工之前；2）为消除内应力而安排的热处理（如人工时效、退火、正火等），最好安排在粗加工之后；3）为改善材料力学物理性质，半精加工之后精加工之前安排淬火、淬火-回火、渗碳淬火等，对于热变形小的热处理工序如高频感应加热淬火有时允许安排在精加工之后进行；其他工序的安排：包括检查、检验、去毛刺、平衡、清洗等。检查、检验：安排在零件加工完毕之后、转移车间之时、工时较长或非常重要的关键工序；内容包括外观、尺寸、位置、探伤等。采用磁力夹具夹紧的工件还要进行去磁处理。工序的集中与分散：同一个工件，同样的加工内容，可以安排两种不同形式的工艺规程：工序集中、工序分散所谓工序集中，是使每一个工序中包括尽可能多的工步内容，使总的工序数目减少，夹具的数目和工件的安装次数也相应减少；所谓工序分散，是将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去完成，因此每道工序的工步少，工艺路线长。工序分散的特点：1）机床与工装比较简单，便于调整；2）容易适应产品的变换；3）可以采用最合理的切削用量，减少机动时间；4）有利于加工阶段的划分；5）减少安置次数，缩短辅助时间。适用：1)大批大量生产有集中也有分散2)单件生产一般多用工序集中工序集中有利于保证各加工面之间的相互位置精度要求，节省装夹工件的时间，减少工件搬动的次数，生产效率较高，多采用高效自动化机床，贵，不易转产；工序分散可使设备和夹具简单，调整、对刀容易，操作水平要求较低。传统的流水线、自动线多有采用。加工阶段的划分与安排：１）粗加工——以高生产效率去除加工面多余的金属。进刀大切削多表面质量差。２）半精加工——减少粗加工留下的误差，使加工面达到一定的精度，为精加工做准备。３）精加工——达到零件设计要求的尺寸、形状、位置和表面粗糙度。４）精密、超精密或光整加工——对特殊要求的加工面进行，采用珩磨、研磨、超精加工、金刚石车和镗等。加工顺序的安排（1）切削加工顺序安排原则1)先粗后精按照粗加工—半精加工—精工—光整加工顺序。2)先主后次①主要表面加工容易出废品。②次要表面安排在半精加工后。3)先面后孔平面大而平整容易定位，利于保证相互位置精度。4)先基面后其它(2)热处理工序安排1)预备热处理一般安排在粗加工之前目的:①消除内应力②改善切削性能③为最终热处理作准备方法：正火含C＜0.5%提高硬度退火含C＞0.5%降低硬度调质淬火+高温回火细化晶粒，提高机械性能时效消除内应力2)最终热处理目的：提高硬度及耐磨性方法：淬火（安排在精加工之前）渗碳淬火、渗氮（安排在精加工之后）第四节加工余量、工序间尺寸及公差的确定(1)基本概念1)总加工余量—从毛坯表面切去全部多余的金属层厚度2)工序余量—完成某一工序所切除的金属层厚度即前后两工序尺寸之差。返回本章目录最终加工余量精加工余量R1503.20.8毛坯尺寸粗加工尺寸精加工尺寸轴的最终尺寸粗加工余量毛坯加工余量孔的最终尺寸精加工尺寸粗加工尺寸毛坯尺寸R1503.20.8粗加工余量毛坯加工余量最终加工余量精加工余量图1加工余量和加工尺寸分布图返回本章目录abbazba)b)dadbZbZbZbdadbZbc)d)Zb图2加工余量返回本章目录返回本章目录双边余量轴（图2c）孔（图2d）—上工序表面直径—本工序表面直径单边余量对外表面（图2a）对内表面（图2b）式中—工序余量—上工序所得到的工序尺寸—本工序多得到的工序尺寸abZbaZbbbaZbbabddZ2abbddZ2badd工序余量的另一种表达3)余量公差基本加工余量=上工序基本尺寸－本工序基本尺寸最小加工余量=上工序最小尺寸－本工序最大尺寸最大加工余量=上工序最大尺寸－本工序最小尺寸余量公差=最大加工余量-最小加工余量=（上工序最大尺寸-上工序最小尺寸）+（本工序最大尺寸-本工序最小尺寸）=上工序尺寸公差+本工序尺寸公差返回本章目录加工方向上工序基本尺寸本工序基本尺寸本工序尺寸公差上工序尺寸公差最小加工余量基本加工余量最大加工余量图3加工余量及其公差返回本章目录返回本章目录4表面粗糙度和缺陷层（2）加工余量的确定影响余量的主要因素1)上工序表面粗糙度Ra2)上工序表面缺陷层Da破坏层正常层DaRa表面加工RaDaRaDaRaDa外圆粗车精车磨500～10040～605～4530～401.7～1515～25内孔粗镗精镗磨25～22530～50钻粗铰精铰45～22540～6025～10025～308.5～2510～20平面粗刨精刨磨15～10040～505～4525～401.5～1520～30粗铣精铣研磨15～22540～605～4525～400～1.63～5表7-11各种加工方法的Ra和Da的数据返回本章目录返回本章目录3)上工序表面尺寸公差和形状误差Tadmaxdmin图5上工序留下的形状误差的影响4）上工序的相互位置误差2R2(R-δ)R2δR-δδ2)(2222RRrRZba图6轴的弯曲对加工余量的影响返回本章目录5)本工序加工时的安装误差2ee旋转轴中心线工件中心线图7三爪卡盘的安装误差b返回本章目录余量计算公式为：对于单边余量：对于双边余量：在无心磨床,安装误差可不计:在自为基准方法加工时,(如浮动镗刀,拉刀,铰刀等)无相互位置误差和安装误差:在超精加工和抛光时:||)(baaaabDRTZ||2)(22baaaabDRTZaaaabDRTZ2)(22)(22aaabDRTZabRZ22返回本章目录（3）加工余量确定方法1)计算法用上述公式进行计算，大批大量生产中用。2)经验估算法凭经验确定，余量偏大。3)查表修正法查手册修正，应用广泛。至第七章4返回本章目录某轴直径５０ｍｍ，其尺寸精度要求ＩＴ５，表面粗糙度Ｒａ０.０４μｍ，要求高频淬火，毛胚为锻件。工艺路线：粗车—半精车—高频淬火—粗磨—精磨—研磨。查手册：研磨余量０.０１ｍｍ、精磨余量０.１ｍｍ、粗磨余量—０.３ｍｍ、半精车余量１.１ｍｍ、粗车余量４.５ｍｍ。总余量＝６.０１ｍｍ，定位６.０ｍｍ，把粗车改４.４９ｍｍ