工程机械偏心轴加工.

工程机械生产过程工艺计划与实施2偏心轴机械加工工艺计划与实施任务描述常见的外圆表面定位的定位方法外圆表面的定位误差分析合理制定切削用量车削工序设计偏心轴偏心加工安装调整实施工艺计划，完成偏心轴的加工教学总结评价工程机械生产过程工艺计划与实施任务描述任务描述在工程机械中，输出轴是一种常见的传动零件，下图是某工程机械变速箱中的一根动力偏心轴。由于其需要承受较大的交变载荷，其零件材料采用45钢变调质。根据生产厂目前的订单，该工程机械的年生产量为1万台。请根据该厂的实际生产能力，编制偏心轴的机械加工工艺，并组织实施。具体要求如下：1）设计偏心轴的毛坯，并绘制毛坯图；2）编制偏心轴的加工工艺过程卡；3）编制偏心轴车削加工工序卡；4）按单件小批生产加工出偏心轴；5）完成引导文提出的相关问题；6）对学习情境作出评价，填写学习评价表；7）把毛坯图、工艺过程卡、车削加工工序卡、以及工作任务单、评价表按顺序装订归档。工程机械生产过程工艺计划与实施技术要求：1.材料:45,倒角1×45°；2.铸造毛坯。比例图号件数偏心轴制图审核工程机械生产过程工艺计划与实施计划1.任务分析，集体讨论。2.任务分工，明确职责。3.指导学生理顺学习过程，了解工作任务单，制订学习实施计划。工程机械生产过程工艺计划与实施工件定位与六点定位原理1.六点定位原则用合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度，从而使工件的位置完全确定的原则称为六点定位原则。①在空间直角坐标系中的一个尚未定位的工件，其位置是不确定的，它具有六个方向活动的可能性，即沿三个坐标轴方向的移动，分别用符号、、表示，和绕三个坐标轴方向的转动，分别用符号、、表示。习惯上把工件在空间坐标系中某个方向活动的可能性称为一个自由度，那么该工件共有六个自由度。②工件要正确定位就要限制工件的自由度，在夹具中通常用一个支承点限制工件的一个自由度，如图5-3所示设置六个支承点，长方体工件的三个面分别与这些点保持接触，它的六个自由度均被限制了。其中XOY平面上呈三角形分布的三点1、2、3限制了，，三个自由度；YOZ平面内的水平放置的两个点4和5限制了，两个自由度；XOZ平面内的一点6限制了一个移动自由度。这种用合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度，从而使工件的位置完全确定的原则称为六点定位原则。xxxyzyzzyxzy工程机械生产过程工艺计划与实施工件定位与六点定位原理工程机械生产过程工艺计划与实施定位要求与工件自由度限制的数量2．工件定位要限制必要的自由度工件定位时，影响加工精度要求的自由度必须限制，不影响加工精度要求的自由度可以限制也可以不限制。加工时工件的定位需要限制多少个自由度，完全由工件的加工精度要求所决定。例如图5-4所示在工件上铣槽，为保证槽底面与A面的距离尺寸和平行度要求，必须限制、、三个自由度；为确保槽侧面与B面的距离尺寸和平行度要求，必须限制工件、两个自由度。这时根据工件的加工要求，工件在定位时必须限制、、、、这五个自由度。zxyxzxzxyz工程机械生产过程工艺计划与实施定位要求与工件自由度限制的数量图5-4在工件上铣槽工程机械生产过程工艺计划与实施定位要求与工件自由度限制的数量完全定位工件的六个自由度都被限制的定位称为完全定位。如图5-3中的长方体工件的定位为完全定位。当工件在X、Y、Z三个坐标轴方向上均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这种定位方式。不完全定位工件被限制的自由度少于六个，但能满足加工要求的定位称为不完全定位。如图5-4中工件铣槽工序的定位只需限制五个自由度即可，为不完全定位。工程机械生产过程工艺计划与实施定位要求与工件自由度限制的数量欠定位根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位，称为欠定位。欠定位无法保证加工要求，是绝对不允许的。如图5-4在工件上铣槽，如果没有被限制，就不能保证槽底面与A面的距离尺寸要求；如果、没有被限制，就不能保证槽底面与A面的平行度要求。过定位夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同一个自由度，称为过定位，又叫重复定位。工程机械生产过程工艺计划与实施定位要求与工件自由度限制的数量图5-5插齿时齿坯的定位1—心轴2—工作台3—支承凸台4—工件5—压垫6—垫圈7—压紧螺母工程机械生产过程工艺计划与实施定位要求与工件自由度限制的数量当出现过定位时，应采取有效措施消除或减小过定位的不良影响，一般有如下两种措施：第一，改变定位元件的结构，使定位元件重复限制自由度的部分不起定位作用。如在图5-5中的工件与支承凸台之间增设球面垫圈，以消除、两个自由度的重复限制，避免了过定位的不良影响，如图5-6所示。第二，提高工件定位基准面之间以及定位元件工作表面之间的位置精度。这样也可消除因过定位而引起的不良后果，仍能保证工件的加工精度，而且有时还可以使夹具制造简单，使工件定位稳定，刚性增强。如图5-5中插齿时齿坯的定位出现了过定位，如果在齿坯加工时工艺上保证了作为定位基准用的内孔和端面具有很高的垂直度，夹具制造时定位心轴与支承凸台之间也保证了很高的垂直度，即使存在极小的垂直度误差，还可以利用心轴和工件内孔间的配合间隙来补偿，那么此时的过定位便可合理应用，且还能提高齿坯在加工中的刚性和稳定性，有利于保证加工精度工程机械生产过程工艺计划与实施定位要求与工件自由度限制的数量图5-6通过改变定位元件结构避免过定位工程机械生产过程工艺计划与实施定位基准的选择1．基准及其分类任何机械零件都是由基本几何元素（点、线、面）构成的，其上任何一个点、线、面的位置总是用它与另外一些点、线、面的相互关系（如尺寸、平行度、垂直度、同轴度等）来确定的。用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面就叫做基准。根据基准的作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准是指设计图样上所采用的基准。如图a)所示，对尺寸30而言，B面是A面的设计基准，或者A面是B面的设计基准，它们是互为设计基准的。图b)所示零件，外圆和内孔的设计基准是它们的轴线；端面A是端面B、C的设计基准；内孔D的轴线是ф25h6外圆径向圆跳动的设计基准。图c)所示零件，对于尺寸60而言，键槽底面的设计基准是圆柱面的下素线D。工程机械生产过程工艺计划与实施定位基准的选择；工程机械生产过程工艺计划与实施定位基准的选择；工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准，按其用途不同可分为定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。（1）定位基准在加工中用作定位的基准，称为定位基准，分为粗基准和精基准两类。定位基准一般由工艺人员选定，它对于获得零件加工后的尺寸和位置精度，起着重要的作用。关于这方面的内容，下面将作详细介绍。（2）工序基准在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准称为工序基准。如图2-14所示是钻孔工序的工序图，工序基准为A面，相对应的图示尺寸20±0.1叫工序尺寸。工序基准应当尽量与设计基准重合，与测量基准重合，一般来说，定位基准就是工序基准。（3）测量基准测量基准也叫测量起点，是指测量时所采用的基准。如图2-13b)所示，工件以内孔套在心轴上测量外圆ф25h6的径向圆跳动，则内孔为外圆的测量基准；用卡尺测量尺寸15mm和40mm，则表面A是表面B、C的测量基准。（4）装配基准装配基准是指装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。如图2-15所示的齿轮装配在轴上，则齿轮的内孔A及端面B为装配基准。工程机械生产过程工艺计划与实施定位基准的选择图2-14工序基准图2-15装配基准工程机械生产过程工艺计划与实施定位基准的选择2．定位基准的选择（1）粗基准的选择在机械加工的第一道工序中，只能使用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。选择粗基准时应重点考虑两个问题：一是保证各加工面与不加工面之间的相互位置精度；二是保证各加工表面有足够的余量。工程机械生产过程工艺计划与实施定位基准的选择图2-16选择不加工的表面为粗基准①为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选择不加工表面作为粗基准。如图2-16所示零件，加工套的外圆柱表面，为了保证壁厚均匀，应选择不加工的孔及内端面为粗基准。当零件上有多个不加工表面，且与加工表面有位置要求时，则应以其中与加工表面相互位置精度要求最高的不加工表面为粗基准。图2-17阶梯轴加工的粗基准选择②对于全部表面都需加工的零件，应选择加工余量最小的表面作为粗基准。例如，图2-17所示阶梯轴，因ф55mm外圆的余量较小，故应选ф55mm外圆为粗基准。如果选择ф110mm外圆为粗基准加工ф55mm外圆时，由于两外圆有3mm的偏心，则可能因ф50mm的余量不足而使工件报废。工程机械生产过程工艺计划与实施定位基准的选择③应选择零件的重要表面为粗基准，以保证其加工余量均匀和表面组织性能一致。例如车床床身导轨面是重要表面，不仅精度和表面表面质量要求很高，而且要求导轨表面的耐磨性好。④粗基准应尽量避免重复使用，特别是在同一尺寸方向上只允许装夹使用一次。⑤为了使定位稳定、夹紧可靠，应选毛坯尺寸和位置比较可靠且平整光洁的表面作粗基准。作为粗基准的表面应无飞边、浇口、冒口或其他缺陷；用夹具装夹时，还应使夹具结构简单，操作方便。工程机械生产过程工艺计划与实施定位基准的选择图2-16选择不加工的表面为粗基准图2-17阶梯轴加工的粗基准选择图2-18车床床身导轨面加工粗基准选择的比较工程机械生产过程工艺计划与实施定位基准的选择图2-19汽车变速器壳体顶面加工的粗基准工程机械生产过程工艺计划与实施定位基准的选择（2）精基准的选择着重考虑的是如何减少工件的定位误差，保证工件的加工精度，并使工件装夹可靠、方便，夹具结构简单，一般应遵循下列原则：①基准重合原则所谓基准重合原则是指应尽可能选用加工表面的设计基准作为定位精基准，这样可以避免因基准不重合而产生的误差。②基准统一原则当零件上有许多表面需要进行多道工序加工时，在各个工序的加工中应尽可能选用同一组定位基准来精加工各个表面，这就是基准统一原则。基准统一可较好地保证各个加工表面间的相互位置精度，同时各工序所用夹具定位方式统一，夹具结构相似，因而可以减少夹具的数量和工件的装夹次数，降低成本，提高生产效率。工程机械生产过程工艺计划与实施定位基准的选择③自为基准原则图2-22机床床身导轨面自为基准加工某些精加工工序，要求加工余量小而均匀，以保证加工质量和提高生产率，采用加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。④互为基准原则图2-23轴承座零件图当两个表面相互位置精度要求高，并且它们自身的尺寸和形状精度都要求很高时，可采用互为基准、反复加工的原则进行精加工。⑤装夹方便原则图2-25锻压机立柱精基准的选择所选定位基准应能使工件定位稳定、夹紧可靠、操作方便，夹具结构简单，因此精基准应该是精度较高、表面粗糙度值小、支承面积大的表面。工程机械生产过程工艺计划与实施定位基准的选择工程机械生产过程工艺计划与实施定位基准的选择工程机械生产过程工艺计划与实施外圆表面的定位误差分析1.定位误差及其产生的原因（1）基准不重合误差ΔＢ由于定位基准与工序基准（通常工序基准与设计基准重合）不重合而造成的加工误差，称为基准不重合误差，用ΔＢ表示。图5-25基准不重合误差如图5-25所示，图（a）为工序简图，在工件上加工缺口，保证工序尺寸A和B。图（b）为加工示意图，工件以底面和Ｅ面定位，Ｃ是确定夹具与刀具相互位置的对刀尺寸，在以调整法加工一批工件的过程中，Ｃ的大小是不变的。对于工序尺寸Ａ而言，工序基准是Ｆ面，定位基准是Ｅ面，两者不重合。当一批工件逐个在夹具上定位时，由于尺寸Ｓ±（δs/2）的影响，工序基准Ｆ面的位置是变动的，而Ｆ面的变动引起了尺寸Ａ的变化，给尺寸Ａ造成误差，这就是基准不重合误差。工程机械生产过程工艺计划与实施外圆表面的定位误差分析工程机械生产过程工艺计划与实施外圆表面的定位误差分析ΔＢ＝Ａmax-Ａmin＝Ｓmax-Ｓ