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1、第一篇 机器制造工艺 （24学时),第一章 机械加工工艺规程的制订 第二章 机械加工质量 第三章 典型零件的加工 第四章 装配工艺 第五章 结构工艺性基础,第一章 机械加工工艺规程的制订（5学时）,1.1 机械加工工艺过程 1.2 工件在加工中的安装、定位及其选择 1.3 各种基准的定义、区别、选择原则及举例 1.4 工艺尺寸链、工艺规程的的制订,第一节 机械加工工艺规程,生产过程和机械加工工艺过程 1、机器的生产过程：从原材料（或半成品）到制成产品，整过劳动过程的总和。 包括：毛坯制造、零件的机械加工、机器的装配 2、工艺：产品制造（加工和装配）的方法和手段。 3、机械加工工艺过程：是用机械
2、加工方法(包括钳工手工操作)按规定顺序把毛坯变成零件 的过程。是机器制造工艺过程的一部分。 4、工艺规程：工艺过程的各项内容写成的文件。 5、机械加工工艺规程：机械加工工艺过程写成的文件。,工艺规程是组织生产和指导生产的依据。 工艺规程的合理与否直接影响到零件加工质量、效率和成本。,二. 机械加工工艺过程的组成,一个零件的机械加工工艺过程往往是比较复杂的。为了便于组织和管 理生产，以保证零件质量，生产中常把机械加工工艺过程分为若干工序， 而工序又可分为工位、工步和走刀等。,1工序,典型零件的 加工工艺 过程,概念： 它是指一个(或一组）工人在一台机床(或一个工作地点)对一个(或几个)工件所连续
3、完成的那一部分工艺过程。,工序是工艺过程的基本单元 一个零件往往要经过多道工序能制成成品 工序是制订时间定额、配备工人、安排作业计划 和进行质量检验的基本单元。,图2-1 活塞式压缩机十字头销,表2-1 十字头销机械加工工艺过程材料:20，渗碳淬火,图2-2 阶梯轴,表2-2 阶梯轴机械加工工艺过程（单件小批生产）,表2-3 阶梯轴机械加工工艺过程（中批生产）,返回,注意： 同一零件工序划分不完全相同 根据零件产量和生产条件决定,安装,概念：安装是指工件加工前，使其在机床(或夹具）上定位和夹紧的整个过程。,图2-3 法兰盘,第一次安装（夹紧）大端外圆,粗加工小端外圆、 端面和粗加工内孔,第二次
4、安装（夹紧）小端外圆,粗加工大端外圆、 端面和精加工内孔,一个工序中可能不止一次安装 安装耗时、增加安装误差，应尽可能减少安装次数 3、安装误差（定位误差、夹紧误差）,3工位,概念：工位是指为了完成一定的工序部分，在一次装夹下，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每一个位置。,图2-4 多工位加工 工位装卸 工位钻孔 工位扩孔 工位铰孔,多工位加工可以减少安装次数，提高生产力,4工步,概念：工步是指加工表面、切削刀具和切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工艺过程。 复合工步：为了提高生产率，经常用几把刀具同时加工几个表面的工步，称为复合工步。,图2-5 复合工步,注
5、意： 1、复合工步可提高生产率 2、工艺文件上复合工步应视为一个工步,5走刀,概念： 在一个工步内，若工件被加工表面需除去的金属层很厚，可分儿次切削，则每切削一 次即为一次走刀。,三. 生产纲领和生产类型,生产纲领：是企业在计划期限内应当生产的产品产量和进度计划。（年产量）,生产类型：1生产类型是企业(或车间、工段、班组、工作地)生产专业化程度的分类， 2由年产量决定。,单件生产,单件生产产品种类较多，而同一产品的数量根少，工作地点的加工对象经常改变。如新产品试制，重型机器制造，大型化工设备制造等。,大量生产,成批生产,大量生产产品数量很多，大多数工作地点经常重复地进行某一零件的某一工序加工。
6、如汽车、拖拉机制造。,一年中分批地制造相同的产品，生产呈周期性的重复，称为成批生产。如机床、压缩机制造。 根据每批制造的相同产品数量的大小（即批量），又可分为大批生产、中批生产和小批生产。,或,表2-4 生产纲领与生产类型的关系,不同生产类型零件的加工工艺有很大不同： 1、产量大、产品固定时，适合采用各种高生产率的专用机床和专用夹具，以提高生产率和降低成本。 2、产量小、产品品种多时，目前多采用通用机床和通用夹具，生产率较低。 3、生产类型对其工艺规程的制订有很大影响。,表2-5 各种生产类型的工艺特征,第二节 工件在机械加工中的安装,一. 安装的概念 1、定位：工件机械加工前，应放在机床夹具
7、或工作台上，使它在被夹紧之前占有某一正确位置，这叫做定位。 2、夹紧：为了使工件在加工过程中保持其正确位置，工件在定位以后必须将它夹牢压紧，这叫做夹紧。 3、安装：工件从定位到夹紧这一过程称为安装。,4、安装误差 定位误差定位不正确，工件在机床或夹具上不能占据正确位置，产生定位误差。 夹紧误差夹紧不合适，使工件产生变形和位移，产生夹紧误差。,工件安装是否正确直接影响到加工精度和表面质量。,图2-6 工件的安装,如图 要求： 套筒零件周向需钻一孔，孔轴线 与端面有尺寸要求。 安装： 工件以内孔和左端面安装在柱销2 的外圆和凸肩上，以实现定位。 用螺母4和开口垫圈5把工件压紧 在夹具上。,二. 工
8、件的安装方式,直接找正安装,按划线找正安装,夹具安装,三. 工件六点定位原则,概念：用六个固定点(实际上是相当于支承点的定位元件)与工件接触，每个固定点限制工件一个自由度，便可将六个自由度完全限制，使工件既不能移动，也不能转动，在空间的位置唯一确定。要使工件完全定位，就需要限制六个自由度，这就是工件的“六点定位原则”。 目的：工件定位的目的是使工件在机床或夹具中占有正确的位置，也就是使它相对于刀具刀刃有正确的相对位置,最终保证尺寸精度和位置精度。,图2-7 工件的六个自由度,图2-8 工件在空间的六点定位,不共线约束点限制,限制,限制,1、六点定位中的点是理论的，实际上是通过球面、平面、圆柱面
9、和它们的组合表面来体现的。 2、限制了某个自由度就是指工件在该方向上只能有一个位置。 3、常用定位元件：支承钉、支承板、长销、短销、长V形块、短V形块，长定位套、短定位套，固定锥销和浮动锥销等。,图2-9 轴在铣键槽时的定位 1V形块 2定位销 3止推销,完全定位,工件的六个自由度全部被限制，在空间占有完全确定的唯一位置。,加工要求： 在轴上铣槽，槽对称于轴中心线，距轴端尺寸a，与上工序铣出的槽b相隔180。,允许小于六点的定位。,不完全定位,图2-10 磨削平面时的定位,加工要求：磨削工件上端面，保证尺寸h和两端面平行度要求。,安装：将工件安装在磁性工作台上,工件定位时应该限制的自由度未被限
10、制，就无法保证该工序所规定的加工要求。,欠定位,图2-11 欠定位,在铣床上铣削通槽，若以底平面定位，仅限制三个自由度，无法保证通槽与侧面的距离和平行度要求。,过定位（定位干涉）,几个定位支承点重复限制同一个自由度，而形成重复定位的现象。,图2-12 平面过定位,图中所示为平面用四个支承钉支承的定位情况，四个点限制了三个自由度，这是过定位。 若工件下平面加工得很平整，且四个支承点在装配后重新修磨过，准确地位于同一平面上，这样支承稳固，刚性好，能减少工件受力变形，这种过定位是允许的。 如果工件定位表面粗糙，应改为三点支承，面且要用球面支承钉，以使接触稳定。,图2-13 连杆的定位,连杆以长销1、
11、支承板2和档销3定位的情况。长销1相当于四点定位，限制工件的四个自由度。支承板2限制了工件的三个自由度。档销3限制一个自由度。其中 和 被重复限制。 若定位销1与支承板2之间和连杆小头孔与其端面之间均保持垂直，则过定位是允许的。实际上工件有误差，尖具定位元件之间和工件定位表面之间都会存在垂直度误差，因此就有可能如图a所示，端面与支承板不完全接触。若用力强迫使它们接触，则会引起销1和连杆弯曲变形，因此应如图b所示，将长销1改为短销1，短销仅限制 和 两个自由度，不会出现过定位。或把支承板2改为小支承板2 (见图c)，只起消除 的作用。,总结 1、欠定位是不允许的 2、在定位基准精度(包括本身精度
12、和定位基准之间的位置精度)和定位件精度(包括本身精度和定位元件之间的位置精度)都很高的情况下，过定位是允许的 3、分析定位时应研究加工精度所必须限制的自由度 4、从受力的角度研究不完全定位中还应限制那些自由度,四. 常用的定位方式,一 以平面定位,应用情况：加工箱体、机座、支架、圆盘、板状类零件的平面和孔时，都用平面为定位基准。,图2-14 平面定位示意图,根据选作定位基准用的 表面是否经过加工，可 分为粗基准和精基准。 因此夹具中所用定位元 件的结构也不尽相同。,图2-14为平面定位示意图，其中图a表 示以粗基准定位，由于定位基面误差 较大，因此只适于采用支承钉支承。 图b表示以精基准定位，
13、此时定位基面 精度较高，一般可采用支承板支承。,在用几个基准组合定位时习惯把限制自由度数最多的定位基面称为第一定 位基面，并依次根据限制自由度数的多少而分为第二、第三定位基面。 箱体零件三个定位基面的安排、以及有关定位元件的布置，一般应遵循下 述原则： 第一定位基面应该是工件上最大的并较精确的平面，在其上布置的三个支承元件（对精基准也可布置四个支承元件)，限制三个自由度。诸支承元件构成了支承面。 见图2-14中的三角形123、长方形1234，其面积应尽可能大，这样做有利于提高定位精度，增加定位稳定 第二定位基面应选择工件上的窄长平而。布置两个定位支承，限制两个自由度。为了提高定位精度，两个定位
14、支承相距应尽量远。 第三定位基面一般选而积较小的平面，布置一个定位支承，限制一个自由度。,二 以圆孔定位,应用：套筒、圆盘、杠杆等类零件是以其主要孔作为定位基准 定位元件： 心轴、定位销 长销定位： 限制4个自由度 短销定位： 限制2个自由度,图2-15 圆孔定位,三 以圆锥孔定位,应用：加工轴类零件或要求精密定心的工件时，常以工件锥孔作为定位基准。,图2-16 圆锥孔在原锥体上定位,锥形套简是以其锥孔在锥形心轴上定位精加工外圆,中心孔在顶针上定位车外圆,这两类都是圆锥面与圆锥面的接触方式。根据接触而相对长度可分 为: 1. 接触面较长的，相当于五个定位支承点 2. 接触面较短的相当于三个定位
15、支承点，限制三个自由度,轴类零件采用左、右中心孔定位，右中心孔用轴向 可移动的后顶针定位，只限制两个自由度。,四 以外圆定位,以其外圆作为定位基准实现定位的工件，根据外圆表面的完整程度和加工要求，可在圆孔、V形块中定位。,图2-17 外圆表面用V形块定位,V形块又称元宝铁，适用于完整的圆柱面定位和非完整的圆柱面定位。 铣削轴类零件键槽时，采用V形块定位尤为合适，当工件直径变动时，键槽对称平面始终与V形块的夹角平分面重合，易于保证键槽对称度要求。,长V形块： 限制4个自由度 短销定位： 限制2个自由度,五 以组合表面定位,组合定位：以两个或两个以上表面作为定位基准。,1. 以一个圆孔和与该孔轴线
16、垂直的平面定位,图2-18 孔平面组合定位,过定位,2. 以一个平面两孔组合定位,图2-19 一面两孔定位,应用：在大批大量生产中，加工箱体、杠杆、盖板等类工件时常采用的组合定位方式。,例：镗连杆小头孔。 工件以端面和大、小头孔定位，用削边定位插销插入小孔，限制x自由度。定位以后，在小头两侧用浮动平衡夹紧装置在图示位置处夹紧，然后拔出定位插销，伸入镗杆，加工小头孔。采用被加工表面作为定位基准的目的是使小头孔获得较均匀的加工余量，以提高孔本身的加工精度。,思考它们对自由度的限制情况？(其它例子见书),图2-20 定位元件对自由度的限制,五. 工件的夹紧 1、夹紧 2、对夹紧装置的要求 3、夹紧力的确定（大小、方向、作用点）,夹紧力的作用方向应垂直主要定位面 夹紧力的作用方向应尽量与工件的最大刚度方向一致 夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力一致,夹紧力的大小通过力学公式估算后乘以安全系数获得。,夹紧力的作用点的位置应正对支撑元件或在支撑面内，避免工件侧翻 夹紧力的作用点的位置在工件刚性较好的部位 夹紧
