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1、机械制造工艺学机械制造工艺学 1.4 工艺路线制定工艺路线制定Determine the Machining Route第第一一章章 机械加工机械加工工艺规程设计工艺规程设计Machining Process Planning1在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。又可进一步分为：1.4.1 定位基准选择定位基准选择使用未经机械加工表面作为定位基准，称为粗基准。零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台等。定位基准概念定位基准概念使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。qq 精基准qq 粗基准qq 附加基准2 工艺凸
2、台A向A小刀架上的工艺凸台1.4.1 定位基准选择定位基准选择3qq 保证相互位置要求原则如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。 1.4.1 定位基准选择定位基准选择粗基准的选择粗基准的选择两个出发点：两个出发点： a.保证各加工表面有足够余量。 b.保证不加工表面的尺寸和位置符合图纸要求。又如图，若AB，应选B面，否则选A面。4qq 余量均匀分配原则如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。 a a）b b）c c）粗基准选择比较1.4.1 定位基准选择定位基准选择5p余量足够的原则余量足够的原则若工件上每个表面都
3、要加工，则应以余量最小的表面作为粗基准，以保证各表面都有足够余量。 如图如图若以大端为粗基准，由于大小端外圆偏心有5毫米，则上侧单边为34，下侧单边为24,加工余量不足。分析：毛坯：单边29，零件：单边25； 由于偏移5，则一边为24，另一边为34，24的一边加工不到。1.4.1 定位基准选择定位基准选择6阶梯轴的加工阶梯轴的加工1.4.1 定位基准选择定位基准选择7床身粗基准选择比较工序1工序1工序2工序2 qq 便于工件装夹原则要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。qq 粗基准一般不得重复使用原则 重复
4、定位精度低1.4.1 定位基准选择定位基准选择Flash81.4.1 定位基准选择定位基准选择a）以不加工外圆面定位加工孔，再以不加工外圆面定位加工螺钉过孔粗基准重复使用错误示例及改进b）以不加工外圆面定位加工孔，再以加工过的孔定位加工螺钉过孔9 qq 基准重合原则选用被加工面的设计基准作为精基准，避免基准不重合误差。 1.4.1 定位基准选择定位基准选择精基准的选择精基准的选择重点考虑：重点考虑： 应考虑减少定位误差，安装方便准确； 保证加工精度。（1）设计基准与定位基准不重合误差只发生在用）设计基准与定位基准不重合误差只发生在用调整法调整法获得加工尺寸的获得加工尺寸的情况。情况。（2）基准
5、不重合误差值等于设计基准与定位基准之间尺寸的变化量。）基准不重合误差值等于设计基准与定位基准之间尺寸的变化量。（3）基准不重合一般发生在下列情况：）基准不重合一般发生在下列情况： 用设计基准定位不可能或不方便；用设计基准定位不可能或不方便； 在选择精基准时优先考虑了基准统一原则。在选择精基准时优先考虑了基准统一原则。（4）设计基准与测量基准不重合也会产生基准不重合误差。）设计基准与测量基准不重合也会产生基准不重合误差。（5）基准不重合误差不仅指尺寸误差，而且对位置误差也要考虑。）基准不重合误差不仅指尺寸误差，而且对位置误差也要考虑。10设计基准（定位基准）设计基准（定位基准） 若本道工序的加工
6、精度为若本道工序的加工精度为，则只要则只要 A2，即可满即可满足加工要求足加工要求例：图示零件加工台阶面例：图示零件加工台阶面切削平面切削平面（本道工序加工精度）本道工序加工精度）1.4.1 定位基准选择定位基准选择11设计基准设计基准定位基准定位基准若要满足加工精度必须有：若要满足加工精度必须有：称为基准不重合误差称为基准不重合误差1.4.1 定位基准选择定位基准选择12如图如图，加工2、3孔，为了保证尺寸a，应如何进行定位1.4.1 定位基准选择定位基准选择12313如图如图，图b方案：夹具简单，但孔中心距a难于保证。为保证尺寸a需提高尺寸c的制造精度。图 (c)方案则相反。图b图c1.4
7、.1 定位基准选择定位基准选择14主轴箱零件精基准选择qq 统一基准原则当工件以某一表面作精基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早将这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全部）工序均以它为精基准进行加工 ，可保证各表面间的位置精度。可保证各表面间的位置精度。1.4.1 定位基准选择定位基准选择15以顶面和两销孔定位 镗孔支架置于箱体中部的吊架支承 吊架1.4.1 定位基准选择定位基准选择16 在实际生产中，经常使用的统一基准形式有： 1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准； 2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准； 3）盘套类
8、零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准； 4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。 采用统一基准原则好处： 1）有利于保证各加工表面之间的位置精度； 2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。 注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。 1.4.1 定位基准选择定位基准选择17qq 互为基准原则 轴径轴径锥孔主轴零件精基准选择【例】主轴零件精基准选择qq 自为基准原则 【例】床身导轨面磨削加工）导轨磨削基准选择1.4.1 定位基准选择定位基准选择以齿形表面定位加工以齿形表面定位加工1卡盘；卡盘；2滚柱；滚柱；3齿轮齿
9、轮18 对于某些精加工或光整加工工序，因为这些工序要求余量小而均匀，以保证表面加工的质量并提高生产率，此时应选择加工表面本身作为精基准。如：注意：采用自为基准仅能提高表面质量，不能提高形位精度，该加工表面与其它表面之间形位精度则应由先行工序保证。典型的采用自为基准加工的方法有：珩磨、高速自由镗等。qq 自为基准原则 1.4.1 定位基准选择定位基准选择19 浮动镗刀块1工件 2镗刀块 3镗杆qq 便于装夹原则所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。接触面积和分布面积尽可能大。外圆研磨示意图【例】铰孔、拉孔、研磨【例】浮动镗刀块镗孔1.4.1 定位基准选择定
10、位基准选择20 摇杆零件图4012H7铸造圆角R3其余倒角145600.059.520H71.63.23.23.21.64018M83.2R127100.1ABDC1545【例 】选择图示摇杆零件的定位基准。零件材料为HT200，毛坯为铸件，生产批量：5000件。 1.4.1 定位基准选择定位基准选择211.4.2 加工方法的选择加工方法的选择加工误差与成本关系C0AB 经济精度随年代增长和技术进步而不断提高经济精度随年代增长和技术进步而不断提高 在在正正常常加加工工条条件件下下（采采用用符符合合质质量量标标准准的的设设备备和和工工艺艺装装备备，使使用用标标准准技技术术等等级级工工人人，不不延
11、延长长加加工工时时间间），一一种种加加工工方方法法所所能能保保证证的的加加工工精度和表面粗糙度（图中精度和表面粗糙度（图中ABAB段）段）加工经济精度加工经济精度 加工误差（m）196010-110-210-319202000102101100年代加工精度与年代的关系 一般加工精密加工超精密加工221.4.2 加工方法的选择加工方法的选择1）零件加工表面的形状和精度及表面粗糙度要求2）零件材料的加工性3）生产批量和生产节拍要求4）企业现有加工设备和加工能力5）经济性加工方法选择加工方法选择pp 在在选选择择加加工工方方法法时时，首首先先根根据据零零件件主主要要表表面面的的技技术术要要求求和和工
12、工厂厂具具体体条条件件，先先选选定定它它的的最最终终工工序序的的加加工工方方法法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。 应考虑以下因素23p同一种表面可以选用各种不同的加工方法加工，但每种加同一种表面可以选用各种不同的加工方法加工，但每种加工方法所能获得的加工质量、加工时间和所花费的费用却工方法所能获得的加工质量、加工时间和所花费的费用却是各不相同的，是各不相同的，p具有一定技术要求的加工表面，一般都不是只通过一次加具有一定技术要求的加工表面，一般都不是只通过一次加工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往工就能达到图纸要求的，对
13、于精密零件的主要表面，往往要通过多次加工才能逐步达到加工质量要求。要通过多次加工才能逐步达到加工质量要求。p工程技术人员的任务，工程技术人员的任务，就是要根据具体加工条件就是要根据具体加工条件( (生产类生产类型、设备状况、工人的技术水平等型、设备状况、工人的技术水平等) )选用最适当的加工方选用最适当的加工方法，加工出符合图纸要求的机器零件。法，加工出符合图纸要求的机器零件。1.4.2 加工方法的选择加工方法的选择241.4.2 加工方法的选择加工方法的选择 表4-7 外圆加工中各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度加工方法加 工 情 况加工经济精度 （IT）表面粗糙度 Ra（m）车粗 车半
14、精车精 车金刚石车（镜面车）12131011785610802.5101.2550.021.25铣粗 铣半精铣精 铣121311128910802.5101.255车 槽一次行程二次行程1112101110202.510外 磨粗 磨半精磨精 磨精密磨（精修整砂轮）镜 面 磨8978675651.25100.632.50.161.250.080.320.0080.08抛 光0.0081.25研 磨粗 研精 研精密研56550.160.630.040.320.0080.08超精加工精精 密550.080.320.010.16砂带磨精 磨精密磨5650.020.160.010.04滚 压670.16
15、1.25 注：加工有色金属时，表面粗糙度 Ra 取小值。251.4.2 加工方法的选择加工方法的选择 表4-8 孔加工中各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度 注：加工有色金属时，表面粗糙度 Ra 取小值。加工方法加 工 情 况加工经济精度（IT）表面粗糙度Ra（m）钻15mm以下15mm以上111310125802080扩粗 扩一次扩孔（铸孔或冲孔）精 扩1213111391152010401.2510铰半精铰精 铰手 铰896751.25100.3250.081.25拉粗 拉一次拉孔（铸孔或冲孔）精 拉9101011791.2550.322.50.160.63镗粗 镗半精镗精镗（浮动镗）金
16、刚镗1213101179575202.5100.6350.161.25内 磨粗 磨半精磨精 磨精密磨（精修整砂轮）91191078671.25100.321.250.080.630.040.16研 磨粗 研精 研精密研56550.160.630.040.320.0080.08挤滚珠滚柱扩孔器，挤压头680.011.25261.4.2 加工方法的选择加工方法的选择 表4-9 平面加工中各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度 注：加工有色金属时，表面粗糙度 Ra 取小值。加工方法加工情况加工经济精度（IT）表面粗糙度Ra（m）端 铣粗 铣半精铣精 铣1113811685202.5100.635车半精车精 车细车（金刚石车)8116862.5101.2550.021.25拉粗拉（铸造或冲压表面）精 拉1011695200.322.5平 磨粗 磨半精磨精 磨精密磨810896861.25100.632.50.161.250.040.32刮2525mm2内点数10131316162020250.320.630.160.320.080.160.040.08研 磨粗 研精 研精密研6550.160.
