《机械制造工艺学 教学课件 ppt 作者 王凤平 项目二 机械加工工艺规程设计（三）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造工艺学 教学课件 ppt 作者 王凤平 项目二 机械加工工艺规程设计（三）（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课题三 机械加工工艺路线的拟定,知识点,基准及其分类 定位基准的选择 表面加工方法的确定 加工顺序的安排,技能点,机械加工工艺路线的拟定,项目2 机械加工工艺规程设计,一. 课题分析,工艺路线的拟定需要做好定位基准选择、加工表面方法的确定、加工顺序的安排等内容，然后才能编制机械加工工艺过程卡片，作为组织生产、指导生产的工艺文件。因此，机械加工工艺路线的拟定是编制机械加工工艺规程的最核心内容。,基准是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。它是几何要素之间位置尺寸标注、计算和测量的起点。根据基准的应用场合和功用的不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。,（一） 基准及其分类,
2、二. 相关知识,1设计基准 设计图样上所采用的基准称为设计基准。设计基准是根据零件(或产品)的工作条件和性能要求而确定的。在设计图样上，以设计基准为依据，标出一定的尺寸或相互位置要求。如图4-9所示的轴套零件，各外圆和孔的设计基准是零件的轴线，左端面是阶台端面和右端面的设计基准，孔D的轴线是外圆表面径向圆跳动的设计基准。,图4-9轴套的设计基准,对于一个零件来说，在各个方向往往只有一个主要的设计基准。如图4-10所示的零件，径向的主要设计基准是外圆mm的轴线，轴向的主要设计基准是端面M。习惯上把标注尺寸最多的点、线、面作为零件的主要设计基准。,图4-10主要设计基准,2工艺基准 工艺过程中所采
3、用的基准称为工艺基准。在机械加工中，按其用途不同，工艺基准分为工序基准、定位基准和测量基准。 （1）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。图4-11所示为某零件钻孔工序的工序简图，图和b分别选用端面M及N作为确定被加工孔轴线位置的工序基准。由于工序基准不同，工序尺寸也不同。,图4-9 轴套的设计基准,（2）定位基准 在加工中用作定位的基准称为定位基准，确定工件在机床上或夹具中的正确位置。在使用夹具时，其定位基准就是工件与夹具定位元件相接触的点、线、面。 图4-12所示为镗削某发动机机体轴承孔时的两种定位情形：按图所示定位时，表面B-B是定位基准
4、；按图b所示定位时，表面A-A是定位基准。,图4-12 镗削发动机机体轴承孔时的定位基准,（3）测量基准 测量时所采用的基准称为测量基准。它是以已加工表面的某些点、线、面作为测量尺寸的起始点。图4-13所示为测量被加工平面的位置时，分别以小圆柱面的上素线A和大圆柱面的下素线B作为测量基准。选择测量基准与工序尺寸标注的方法关系密切，通常情况下测量基准与工序基准是重合的。,1工件的定位方法 工件在机床上定位有以下三种方法： （1）直接找正法 此法是用百分表、划针或目测在机床上直接找正工件，使其获得正确位置的一种方法。直接找正法的定位精度和找正的快慢，取决于找正精度、找正方法、找正工具和工人的技术水
5、平。用此法找正工件往往要花费较多的时间，故多用于单件和小批生产或位置精度要求特别高的工件。,（二）定位基准的选择,（2）划线找正法 在机床上用划针按已在毛坯或半成品上所划的线对工件进行找正，使其获得正确位置的一种方法。由于受到划线精度和找正精度的限制，此法多用于批量较小、毛坯精度较低以及大型零件等不便使用夹具的粗加工中。,（3）采用夹具定位 将工件装在夹具上，使工件的某一表面与夹具的定位元件相接触，从而使工件被加工表面对机床、刀具保持正确的相对位置,称为用夹具定位。,图4-16工件用夹具定位 1-定位键 2-夹具体 3-对刀块 4-偏心轮5-支承套 6、7-V形块,2定位基准的选择 在各加工工
6、序中，保证被加工表面的尺寸和位置精度的方法是制定工艺过程的重要任务,而定位基准的作用主要是保证工件各表面之间的相互位置精度。因此，在研究和选择各类工艺基准时，首先应选择定位基准。 （1）定位基准选择的基本原则 1）应保证定位基准的稳定性和可靠性,以确保工件相互位置表面之间的精度。 2）力求与设计基准重合，也就是尽可能从相互间有直接位置精度要求的表面中选择定位基准，以减小因基准不重合而引起的误差。 3）应使实现定位基准的夹具结构简单，工件装卸和夹紧方便。,（2）定位基准的分类 按照工序性质和作用不同，定位基准分为粗基准和精基准两类。 在最初的切削工序中，只能采用毛坯上未经加工的表面来定位，这种定
7、位基准称为粗基准。在以后的工序中，均采用已加工表面作为定位基准表面，这种定位基准称为精基准 。,（3）粗基准的选择 选择粗基准，应该保证所有加工表面都有足够的加工余量，而且各加工表面对不加工表面具有一定的位置精度。选择时应遵循下列原则： 1）对于不需加工全部表面的零件，应采用始终不加工的表面作为粗基准，这样可以较好地保证加工表面对不加工表面的相互位置要求，并有可能在一次安装中把大部分表面加工出来。,图4-17 选择不加工表面作粗基准,2)选取加工余量要求均匀的表面作为粗基准，在加工时可以保证该表面余量均匀。例如车床床身(图4-18)要求导轨面耐磨性好，希望在加工时只切除较小且均匀的一层余量，使
8、其表面保留均匀一致的金相组织，具有较高的物理和力学性能。为此应选择导轨面作为粗基准，加工床腿的底平面(图)，然后以床腿的底平面为基准加工导轨面(图)。,图4-18 选择加工余量要求均匀的表面作粗基准,3）对于所有表面都需要加工的零件,应选择加工余量最小的表面作为粗基准,这样可以避免加工余量不足而造成废品。如图4-19所示的零件毛坯，表面的余量比的余量大，因此，应选择外圆表面为粗基准。,图4-19 选择加工余量小的表面,4）选择毛坯制造中尺寸和位置可靠、稳定，平整、光洁，面积足够大的表面作为粗基准，这样可以减小定位误差和使工件装夹可靠稳定。 粗基准只能使用一次，不允许重复使用。,（4）精基准的选
9、择 选择精基准时必须遵循以下原则： 1）基准重合原则 尽可能选用设计基准作为定位基准，以避免因定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差。如图4-20所示某车床主轴箱，设计要求车床主轴中心高为H12050.lmm(主轴支承孔轴线至床头箱底面M的距离），设计基准是底面M。,图4-21 工艺尺寸链,镗削主轴支承孔时，如果以底面M为定位基准，定位基准与设计基准重合，镗孔时高度尺寸H1的误差控制在0.1mm范围内即可。由于主轴箱底面M有凸缘不平整，批量生产时，为方便定位装夹，常以顶面N为定位基准镗孔，这时孔的高度尺寸为H。由于定位基准与设计基准不重合，主轴中心高H1须由主轴箱高度H2和H共同保证。尺寸H
10、1、H2和H之间的关系可通过相关的尺寸链用极值法确定。 因为 H1max=H2max-Hmin H1min=H2min-Hmax 所以 Hmin=H2max-H1max=322.12-205.1117.02mm Hmax=H2min-H1min=322204.9117.1mm 得H的尺寸及其偏差为 mm 计算结果表明：由于设计基准与定位基准不重合而产生的定位误差（即H2的误差0.12mm），使镗孔时H的允许误差必须缩小到0.08mm以下。,2）基准统一原则 即选择同一定位基准来加工尽可能多的表面，以保证各加工表面的相互位置精度，避免产生因基准变换所引起的误差。例如，加工较精密的阶台轴时，通常采
11、用两中心孔作定位基准，这样在同一定位基准下加工的各档外圆表面及端面容易保证高的位置精度，如圆跳动、同轴度、垂直度等。采用同一定位基准，还可以使各工序的夹具结构单一化，便于设计制造。,3）互为基准原则 对于零件上两个相互位置精度要求较高的表面，采取互相作为定位基准、反复进行加工的方法来保证达到精度要求。 4）自为基准原则 以被加工表面本身作为定位基准进行精加工、光整加工，可以使加工余量小而且均匀，易于获得较高的加工质量，但被加工表面的相互位置精度应由前道工序保证。浮动铰孔、珩磨内孔等均采用自为基准的原则。,5）基准不重合误差最小条件 当实际生产中不宜选择设计基准作为定位基准时，则应选择因基准不重
12、合而引起的误差最小的表面作定位基准。 如图4-22所示零件，括号中尺寸为已由前面工序保证，本工序镗孔 mm,孔的设计基准是K面，由于K面位置不合适，且面积较小，不宜用作定位基准，从工件结 构分析适于用作定位基准的表面有 M面和N面，这时选择哪一个面作 定位基准，则应按基准不重合误差 最小条件来判定。如选择M面作为 定位基准，所引起的基准不重合定 位误差为0.2mm；如选N面作为定 位基准，所引起的基准不重合定位 误差为0.20.2=0.4mm。因此应选 择M面作为定位基准。 图4-22 基准不重合误差最小条件,（5）辅助定位基准 生产实际中，有时工件上找不到合适的表面作为定位基准，为便于工件安
13、装和保证获得规定的加工精度，可以在制造毛坯时或在工件上允许的部位增设和加工出定位基准，如工艺凸台、工艺孔、中心孔等，这种定位基准称为辅助定位基准，它在零件的工作中不起作用，只是为了加工的需要(夹紧刚性和加工稳定)而设置的。除不影响零件正常工作而保留的外，增设的辅助定位基准在零件全部加工后，还必须将其切除。,在拟定零件的工艺路线时，首先要确定各个表面的加工方法和加工方案。表面加工方法和方案的选择，应同时满足加工质量、生产率和经济性等方面的要求。 表面加工方法的选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一精度及表面粗糙度的加工方法往往有若干种，实际选择时还要结合零件的结构形状
14、、尺寸大小以及材料和热处理的要求全面考虑。例如对于IT7级精度的孔，采用镗削、铰削、拉削和磨削均可达到加工要求。但箱体上的孔，一般不宜选择拉孔和磨孔，而常选择镗孔或铰孔；孔径大时选镗孔，孔径小时取铰孔。对于一些需经淬火的零件，热处理后应选磨孔；对于有色金属的零件，为避免磨削时堵塞砂轮，则应选择高速镗孔。,（三）表面加工方法的确定,表面加工方法的选择，除了首先保证质量要求外，还须考虑生产率和经济性的要求。 大批量生产时，应尽量采用高效率的先进工艺方法，如内孔与平面的拉削、同时加工几个表面的组合铣削或磨削等。这些方法都能大幅度的提高生产率，取得很好的经济效果，但是在年产量不大的生产条件下，如盲目采
15、用高效率的加工方法及专用设备，则会因设备利用率低，造成经济上的较大损失。 此外，任何一种加工方法，可以获得的加工精度和表面质量均有一个相当大的范围，但只有在一定的精度范围内才是经济的，这种一定范围的加工精度即为该种加工方法的经济精度。选择加工方法时，应根据工件的精度要求选择与经济精度相适应的加工方法。例如，对于IT7级精度、表面粗糙度为0.4m的外圆，通过精心车削虽也可以达到要求，但在经济上就不及磨削合理。表面加工方法的选择还要考虑现场的实际情况，如设备的精度状况、设备的负荷以及工艺装备和工人技术水平等。,表4-8 外圆加工方案,表4-9 孔加工方案,表4-10 平面加工方案,选择表面的加工方
16、法应从以下几方面加以考虑： （1）首先根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及分几次加工。一般可按表4-8表4-10选择较合理的加工方案。 （2）考虑被加工材料的性质。如经淬火的钢制件，精加工必须采用磨削的方法加工，而有色金属制件则采用精车、精铣、精镗、滚压等方法，很少采用磨削进行精加工。 （3）根据生产类型，即考虑生产率和经济性等问题。单件小批量生产，一般采用通用设备和工艺装备及一般的加工方法；大批量生产，尽可能采用专用的高效率设备和专用工艺装备，毛坯生产也应采用高效的方法制造，如压铸、模锻、热轧、精密铸造、粉末冶金等。 （4）根据本企业(或本车间)的现有设备情况和技术水平，充分利用现有设备，挖掘企业潜力。,1加工阶段的划分 对于加工精度要求较高、结构和形状较复杂、刚性较差的零件，其切削加工过程常应划分阶段。一般分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段。 （1）各加工阶段主要任务 1）粗加工阶
