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1、(Section 3)13-3 3-3 机械加工振动及抑制振动途径机械加工振动及抑制振动途径mechanical vibration and controlling ways of vibrationl1. 1. 机械加工振动机械加工振动 主要有强迫振动强迫振动(Forced vibration)与自激振动自激振动(self-excited vibration)两大类，前者占30%，后者占65%。2l(1) 强迫振动强迫振动 (forced vibration)l 由外界的由外界的周期性干扰力周期性干扰力的作用而引起的振动。的作用而引起的振动。l 1)强迫振动特征强迫振动特征l 在外界在外界干
2、扰力干扰力( (周期性周期性) )作用下产生，作用下产生，振动本身振动本身并不引起干扰力并不引起干扰力的变化；的变化；l 强迫振动频率与干扰力的频率相同强迫振动频率与干扰力的频率相同或是它的倍或是它的倍数；数；l 受迫受迫振动幅值振动幅值干扰力频率干扰力频率/ /系统固有频率系统固有频率的的比值。比值。 干扰力干扰力，刚度及阻尼系数，刚度及阻尼系数，则振幅愈，则振幅愈。 3l(2)(2)振动原因振动原因 （vibrating cause)vibrating cause)l 机内振源机内振源: : 高速旋转件不平衡、传动机械缺陷高速旋转件不平衡、传动机械缺陷( (齿轮、齿轮、皮带接扣皮带接扣)
3、)、切削冲击。、切削冲击。l 机外振源机外振源: : 通过地基传动，如冲床。通过地基传动，如冲床。l(3)(3)防治途径与方法防治途径与方法 通过频谱分析，从而在工艺系统内外部寻找相同频通过频谱分析，从而在工艺系统内外部寻找相同频率率( (或整数倍的频率或整数倍的频率) )振源来确定干扰源。振源来确定干扰源。措施措施: :l 消除或减少机内外干扰源消除或减少机内外干扰源 n600r/minn600r/min 应进行平衡应进行平衡( (卡盘、刀具、砂轮、电机卡盘、刀具、砂轮、电机) )； 外干扰力可采用隔振，用外干扰力可采用隔振，用金属弹簧金属弹簧或或空气弹簧空气弹簧、橡橡胶垫片胶垫片。4隔振地
4、基隔振地基vibration isolation foundation bedMachine toolbasegroundspring5l改善机床加工系统的动态特性改善机床加工系统的动态特性 控制频率比控制频率比1。 例：铣削易产生共振。例：铣削易产生共振。提高机床加工系统的刚度及阻尼提高机床加工系统的刚度及阻尼 例：减轻零件部件的质量例：减轻零件部件的质量减小惯性力，增加阻减小惯性力，增加阻尼，采用对振动冲击不敏感材料，如夹布胶木作尼，采用对振动冲击不敏感材料，如夹布胶木作为齿轮材料。为齿轮材料。6采用减振装置采用减振装置( (采用液压减振采用液压减振) )调整杆调整杆弹簧弹簧后活塞后活塞前
5、活塞前活塞液压油液压油作用于工件作用于工件上切削力上切削力7l2) 2) 自激振动自激振动 (self-excited vibration)加工过程中，没有周期性外干扰力没有周期性外干扰力作用下的稳定振动。维持自激振动的交变力是自激振自激振动系统在振动过程中自行产生的动系统在振动过程中自行产生的(自振或颤振(flutter)。l这种振动是由振动过程本身引起振动过程本身引起某种切削力来某种切削力来加强与维持振动，使振动系统补充因阻尼加强与维持振动，使振动系统补充因阻尼(damping)作用消耗的能量作用消耗的能量。8(2)(2)自激振动特点自激振动特点l自激振动频率自激振动频率 接近于加工系统接
6、近于加工系统薄弱环节固有频薄弱环节固有频率率，其取决于机床加工系统的固有特征。这一点与其取决于机床加工系统的固有特征。这一点与自由振动自由振动相似，但不相同；与相似，但不相同；与强迫振动强迫振动根本不同。根本不同。l 自激振动是一种自激振动是一种不衰减不衰减( (fadeless) )振动振动。外部的。外部的干扰有可能在干扰有可能在最初触发最初触发振动时起作用，但是它不是振动时起作用，但是它不是产生这种振动的产生这种振动的直接原因直接原因。9l 自振能否产生以及振幅大小自振能否产生以及振幅大小，决定于每一振动周期内系统所获，决定于每一振动周期内系统所获得的得的能量与所消耗能量与所消耗的对比情况
7、。的对比情况。l 自振形成与持续是由于自振形成与持续是由于过程本身产生的激振和反馈作用过程本身产生的激振和反馈作用。如果。如果停止切削，即使机床仍继续空运转，自激振动也就停止了。停止切削，即使机床仍继续空运转，自激振动也就停止了。l产生自激振动的交变力及维持振动能量来源产生自激振动的交变力及维持振动能量来源l干扰力干扰力自由振动自由振动切削厚度变化切削厚度变化切削力变化切削力变化系统振动。系统振动。l自激振动自激振动没有外来周期性干扰力没有外来周期性干扰力(disturbing force)，加工工艺系，加工工艺系统产生自激振动前，有一个统产生自激振动前，有一个强迫振动作前导强迫振动作前导。1
8、0l(3) (3) 产生自激振动的几种机理产生自激振动的几种机理（mechanism）l再生颤振再生颤振（regeneration flutterregeneration flutter）l工件转动一圈后，进行第二圈切削时，还会切削前一工件转动一圈后，进行第二圈切削时，还会切削前一圈的表面，这就是圈的表面，这就是重叠重叠。由前一圈振纹所引起的振动由前一圈振纹所引起的振动就是就是再生颤振再生颤振。l产生再生颤振的两个条件产生再生颤振的两个条件: : 重叠切削重叠切削 =(B-f)/B=(B-f)/B f f 进给量；进给量； B B 刀宽。刀宽。11l, 颤振颤振；l纵磨时纵磨时, ,11；Bg
9、rinderworkpiecefvelocity重叠重叠12l切槽切槽、切断切断 =1；f=0 ；(B-f)/B = 1Cutting tool workpiece millerworpieceFirst time cuttingSecond time cuttingf=013l振动频率与工件转速的比值振动频率与工件转速的比值 60f/n=j+l-小数部分小数部分，-0.5+0.5；l f HZ； l n = r/min； l j 整数部分整数部分(一圈中一圈中，相对振动次数相对振动次数，切痕数切痕数)。14l1. =0，或或=1l例例:工件工件n = 200 r/min；f =160 HZ
10、(J+)=60f/n=60160/200 = 48 (转动一周振动次转动一周振动次数数)切槽切槽15第一刀与第二刀第一刀与第二刀相位相同相位相同，切深切深没有变化没有变化，所以所以切削力也不发生切削力也不发生变化变化，所以所以工件工件成成 4848角形角形。 ( (一周一周4848个切痕个切痕) )，无旋向无旋向。切入与切出面积切入与切出面积相同相同。E E=E+=E+O=0E+E-振纹无旋向振纹无旋向AAxy16l. 0.51.0l第二圈第二圈导前于第一圈导前于第一圈, 振动；振动；右旋右旋。发生振动发生振动。0 180振纹右旋振纹右旋AAOyx17=180 振纹无旋向振纹无旋向l. =0.
11、5l相差相差180， E+=E-，稳态不产生振动稳态不产生振动。OyxAA18180 360 振纹左旋振纹左旋E+E-AAl. 00.5 l第二圈的振动导前于第一圈，第二圈的振动导前于第一圈，180 E+ ，振动被抑制振动被抑制，不能产生颤振不能产生颤振，左旋左旋。Oyx19no vibrate vibrate no vibrate no vibrate =0 0 180 =180 180 360 20l设第二圈的切削的振动运动设第二圈的切削的振动运动为为 yn=Ancostl则第一圈切削的振动运动为则第一圈切削的振动运动为 yn-1=An-1cos(t+)21F(t)YXXOOYa0yn-1
12、yna(t) a(t)=a0+(yn-1- yn) F(t)=kb(a0+ yn-1- yn)22l瞬时切削厚度瞬时切削厚度a(t)及切削力及切削力F(t)分别为分别为:l l a(t)=a0+(yn-1- yn)l F(t)=kb(a0+ yn-1- yn)la a0 0 名义切削层公称厚度名义切削层公称厚度; ;lk k 单位切削宽度上的切削刚度系数单位切削宽度上的切削刚度系数; ;lb 切削层公称宽度。切削层公称宽度。23在一个振动周期内在一个振动周期内, ,切削力对振动系统所切削力对振动系统所作功为：作功为： F(t)F(t)与坐标与坐标Y Y的夹角的夹角0 ,能量从外界输入振动系统；
13、能量从外界输入振动系统；180 360 ，E，振动系统消耗能量振动系统消耗能量。24l(2)2)振型偶合原理振型偶合原理l 实际振动系统都是多自由度系统实际振动系统都是多自由度系统。l例如车销过程中例如车销过程中，刀尖相对工件的运动刀尖相对工件的运动轨迹是一个形状和位置都不十分稳定轨迹是一个形状和位置都不十分稳定，封闭的近似椭圆封闭的近似椭圆( (称为变形椭圆称为变形椭圆) )。25Fk1k2x1x2ZY模态耦合模态耦合（ mode coupling ）:平面内的两个自由度平面内的两个自由度系统系统( (振动系统振动系统) )，它的各个自由度上的振动相互联它的各个自由度上的振动相互联系。系。2
14、6l假定工件不动假定工件不动，主振系统是刀具系统主振系统是刀具系统l x1, x2 刚性轴刚性轴 ly=Aysint lz=Azsin(t+) lAy , Az y, z 振幅振幅;l z向振动相对向振动相对y向振动在主振频率向振动在主振频率上的相位上的相位差。差。27当当 =0 或或2，振动轨迹为一直线振动轨迹为一直线 y= (1,3)象限象限 y=(AY/AZ)z当当 = 或或- ，振动轨迹为一直线振动轨迹为一直线 y= (2,4)象限象限 y= - (AY/AZ)z不振不振不振不振y=Aysint z=Azsin(t+)28当当 =- /2 ，振动轨迹为椭园振动轨迹为椭园 （yAY） （
15、Z AZ)当当 = /2，振动轨迹为椭园振动轨迹为椭园（yAY） （Z AZ)不振不振不振不振29当当 = /4 ，振动轨迹为椭园振动轨迹为椭园当当 =- /4振动轨迹为椭园振动轨迹为椭园DCBADCBA振振不不振振30当当 =3 /4 ，振动轨迹为椭园振动轨迹为椭园当当 =-3 /4 ，振动轨迹为椭园振动轨迹为椭园不振不振振振31l切入从A、C、B；切削厚度薄，切削力小切削厚度薄，切削力小；l从从B、D、A切出切削厚度大，切削力大切出切削厚度大，切削力大；l前者输出的能量前者输出的能量 后者吸收的能量后者吸收的能量。DCBAVibration32l4）自激振动防治途径和方法）自激振动防治途径
16、和方法l（1 1）消除或减小产生自激振动的条件）消除或减小产生自激振动的条件l 减小切削刚度减小切削刚度k (cutting stiffness)l F(t)=kba(t)lb切削宽度；切削宽度；la(t)切削厚度变化量；切削厚度变化量；l增加切削厚度、前角、主偏角，可减振。增加切削厚度、前角、主偏角，可减振。l 尽量减小重叠系数尽量减小重叠系数切断加工时，切断加工时，=1，再生效应最大；，再生效应最大；对一般外圆纵向车削时，对一般外圆纵向车削时，=01，应使，应使尽可能减小，以利于提高尽可能减小，以利于提高机床切削的稳定性。机床切削的稳定性。l 33l尽量增加切削阻尼尽量增加切削阻尼l 减小
17、刀具后角，减小刀具后角，后角取后角取2233较为合适。在刀具较为合适。在刀具后刀面磨出一小段不大的负倒棱后刀面磨出一小段不大的负倒棱。0.1 - 0.36102334l合理调整机械加工系统刚度主轴方位合理调整机械加工系统刚度主轴方位l削扁镗杆削扁镗杆刚度位置，轴刚度位置，轴x x1 1为强刚性轴；轴为强刚性轴；轴x x2 2为弱刚性轴。为弱刚性轴。 。0, 振动。振动。YX2, K2X1, K1workpieceFYX2, K2X1, K1F35l（2）改善机床加工系统动态特征）改善机床加工系统动态特征l提高工件系统刚度提高工件系统刚度l 例：采用跟刀架、支架。例：采用跟刀架、支架。导轨导轨跟
18、刀架跟刀架刀具刀具工件工件zxy362AA振动体振动体M冲击块冲击块提高刀具系提高刀具系统刚性统刚性尽可能缩短悬尽可能缩短悬伸部分。伸部分。（3）采用减振）采用减振装置装置当当不能根本上不能根本上消除产生自激消除产生自激振动的条件；振动的条件；不能改善机床不能改善机床加工系统的动加工系统的动态特性时，态特性时，采采用减振装置用减振装置。 37间隙计算：间隙计算：l =T/2(dXmaix/dt)=A l x= Asint lT - T - 振动体振动体M M的振动周期。的振动周期。l冲击块与块之间的径向间隙冲击块与块之间的径向间隙0.080.080.140.14mmmm，轴向间隙，轴向间隙=0
19、.2=0.20.40.4mmmm。l冲击块应选比重和硬度较高的淬硬钢或硬质合金。冲击块应选比重和硬度较高的淬硬钢或硬质合金。38l1.1.再生颤振再生颤振（regeneration flutterregeneration flutter）l产生再生颤振的两个条件产生再生颤振的两个条件: :l重叠切削重叠切削 l =(B-f)/B l振动频率与工件转速的比值振动频率与工件转速的比值 60f/n=j+l 39F(t)YXXOOYa0yn-1yna(t) a(t)=a0+(yn-1- yn) F(t)=kb(a0+ yn-1- yn)40no vibrate vibrate no vibrate n
20、o vibrate =0 0 180 =180 180 360 41l2.2.模态耦合模态耦合（ mode coupling ）:平面内的两个自由平面内的两个自由度系统度系统( (振动系统振动系统) )，它的各个自由度上的振动相互它的各个自由度上的振动相互联系。联系。Fk1k2x1x2ZY42第四章第四章 机械加工工艺规程的制订机械加工工艺规程的制订working-out of procedure of mechanical processionl4-1 概述概述 (summarize)l. 工艺规程的作用工艺规程的作用l 定义：定义：用文件规定下来的用文件规定下来的工艺过程工艺过程，称为工艺
21、规程，称为工艺规程。l1) 1) 组织生产的指导件文件组织生产的指导件文件 （生产计划、调度、工人操作、质量检验的依据）。（生产计划、调度、工人操作、质量检验的依据）。l2) 2) 生产准备工作的依据生产准备工作的依据 （刀具、夹具、量具的设计制造、采购（刀具、夹具、量具的设计制造、采购( (purchasing）原材料、毛坯料）。原材料、毛坯料）。43l3) 新建和扩建加工车间时，计算所需新建和扩建加工车间时，计算所需设备种类设备种类和和数量数量。 2. 2.工艺规程工艺规程( (procedure) )制订原则制订原则制定的工艺规程必须满足制定的工艺规程必须满足优质、高产、低优质、高产、低
22、消耗消耗的要求。的要求。(Production increases with quality up and cost of production down) 44两级圆锥平行轴圆柱齿轮减速器两级圆锥平行轴圆柱齿轮减速器 ) ) 可靠地保证图纸上所有可靠地保证图纸上所有技术要求技术要求的实现，这是的实现，这是制定工制定工 艺规程的基本原则艺规程的基本原则。) ) 确保以最经济的办法获得所要求的确保以最经济的办法获得所要求的年生产纲领年生产纲领。45l3. 制定工艺规程步骤制定工艺规程步骤l1 1）制定工艺规程的）制定工艺规程的原始资料原始资料(source material)l（1 1）零件图纸
23、、装配图）零件图纸、装配图( (assembling drawing)；l（2 2）生产纲领、投入批量（在成批生产中，一）生产纲领、投入批量（在成批生产中，一次投入加工的毛坯数量）；次投入加工的毛坯数量）；l（3 3）生产车间的具体情况；）生产车间的具体情况；l（4 4）产品验收的质量标准。）产品验收的质量标准。 46l2 2）制定零件加工工艺规程的大致步骤）制定零件加工工艺规程的大致步骤l（1 1）分析产品的装配图与零件图）分析产品的装配图与零件图l熟悉产品性能、用途、工件条件、关键技术熟悉产品性能、用途、工件条件、关键技术主要技术要求。主要技术要求。l工艺审查：图纸上规定的技术条件是否合理
24、，工艺审查：图纸上规定的技术条件是否合理，零件零件结构工艺性结构工艺性是否可行。是否可行。4748端盖上端盖上通气孔通气孔的加工工艺性的加工工艺性49双联齿轮结构工艺性双联齿轮结构工艺性processability of product structure of duplicate gears越程槽越程槽50凸台凸台(dummy club）结构加工工艺性结构加工工艺性两凸台端面在同两凸台端面在同一个水平面上一个水平面上51l（2 2）将零件结构和工艺特征将其分类分组（成组技术）将零件结构和工艺特征将其分类分组（成组技术group technology）制定其中有制定其中有代表性零件的工艺规程代
25、表性零件的工艺规程。123代表性零件的工艺规程代表性零件的工艺规程52l（3 3）根据生产纲领确）根据生产纲领确定生产组织形式定生产组织形式l大批大量的单一流水大批大量的单一流水线，应采用线，应采用高效加工高效加工方法方法与与机床、专用工机床、专用工艺设备艺设备；单件小批量，；单件小批量，采用采用万能机床和通用万能机床和通用工艺设备工艺设备。53（4 4）选择毛坯）选择毛坯（selection of blank）尽可能减少机械加工量，提高材料利用率，降低机加工成本，尽可能减少机械加工量，提高材料利用率，降低机加工成本，少切屑，少切屑，无切屑加工无切屑加工是目前机械制造工业发展的方向之一。是目前
26、机械制造工业发展的方向之一。Gear blank54l（5 5）工艺路线拟定）工艺路线拟定(draw up operation path)l确定确定装夹方式装夹方式，选择，选择定位基准定位基准，确定各表面的，确定各表面的加工方法加工方法和划分和划分加工阶段加工阶段；合理安排各表面；合理安排各表面加加工顺序，工顺序，决定决定工序集中工序集中或或分散程度分散程度。l（6 6）确定加工工序余量）确定加工工序余量(margin)、工艺尺寸与、工艺尺寸与公差公差l（7 7）确定每一工序所用设备、夹具与量具。）确定每一工序所用设备、夹具与量具。l（8 8）确定切削用量，核定工时定额、工人等）确定切削用量，
27、核定工时定额、工人等级。级。l（9 9）填写工艺文件。）填写工艺文件。55Ab564-2 4-2 定位基准选择定位基准选择selection of location datuml1. 1. 基准的基本概念基准的基本概念l 定义：定义：指决定零件上被研究的指决定零件上被研究的面面、线线或或点点位置所依位置所依据的据的面、线、点面、线、点。 涉及到：设计、加工、检验、装配。涉及到：设计、加工、检验、装配。(Design, procession, inspection, assembly)l基准的分类：基准的分类：l1) 1) 基准在生产过程中的用途基准在生产过程中的用途l设计基准设计基准(desi
28、gn datum)、工艺基准工艺基准(technological datum)57l设计基准设计基准l用于零件设计图纸上，作为标注一些用于零件设计图纸上，作为标注一些面、线、点面、线、点（surface, line, point）的设计尺寸的基准。的设计尺寸的基准。ABCDFE58孔孔O O1 1、 O O2 2的设计基准：的设计基准：垂直方向上垂直方向上“D”D”；水平方向上；水平方向上“E”E”。孔孔O O的设计基准是：的设计基准是：孔孔O O1 1、 O O2 2 的轴线。的轴线。B B面基准是面基准是：“D”D”。O1O2R1y2y3O3DEx1x2y1R2B59l工艺基准工艺基准（定
29、位基准、量度基准、装配基准（定位基准、量度基准、装配基准）location datum, measurement datum,assembly datuml工艺基准工艺基准是零件是零件加工、测量加工、测量和和装配装配过程中使用。过程中使用。l工艺基面工艺基面：用于：用于加工加工、测量测量、装配装配的一些的一些加工完毕、加工完毕、尚未加工完毕或尚未加工尚未加工完毕或尚未加工的实际表面的实际表面(actual (actual surface)surface)。60外圆面外圆面（基准）（基准）端面端面（基准）（基准）L100H7f6孔的圆柱面孔的圆柱面（基准（基准） 机加工机加工 测量测量 装配装配
30、61l2) 基准表面状况基准表面状况l一般将基准分成一般将基准分成粗基准和精基准粗基准和精基准。l粗基准：未加工的表面作为基准；粗基准：未加工的表面作为基准；l精基准：已加工的表面作为基准。精基准：已加工的表面作为基准。l3) 基准表面结构几何形状基准表面结构几何形状l工件的定位基准可以按表面的结构形状分工件的定位基准可以按表面的结构形状分:如如平面、平面、外圆柱面、锥面外圆柱面、锥面。顶尖孔就是一锥面顶尖孔就是一锥面A62主要基准主要基准导向基准导向基准止推基准止推基准附加基准附加基准平面三个自由度平面三个自由度二自由度二自由度一个自由度一个自由度不约束自由度不约束自由度l4) 基准约束自由
31、度的性质基准约束自由度的性质OZXYX, Y, Z 平面：平面： X, Z 导向：导向：Y 止推：止推：63不约束自由度不约束自由度(degree freedom)：附加基准附加基准OZYXX, Z, Z 长长V型块：型块： Y,Y 没有限制没有限制, X64l2. 2. 定位基准的选择定位基准的选择l1) 精基准选择精基准选择l（1 1）基准重合）基准重合l 尽可能采用尽可能采用设计基准设计基准作为作为定位基准定位基准。l例如：镗活塞销孔，按设计需要，应保证尺寸例如：镗活塞销孔，按设计需要，应保证尺寸A。d65以以设计基准设计基准( (E E面面) )作为作为定位基准定位基准，镗活塞销孔。，
32、镗活塞销孔。按设计需要，应保证尺按设计需要，应保证尺寸寸A A。以以 F F面面作为作为定位基准定位基准，镗活塞销孔。镗活塞销孔。A A尺寸间尺寸间接保证。接保证。B1EAd32FELd66l（2 2） 基准统一基准统一l 应使尽可能多的表面加工都用同应使尽可能多的表面加工都用同一组精基准定位一组精基准定位。l如活塞的加工，通常以如活塞的加工，通常以辅助基准辅助基准作为统一精基准。作为统一精基准。EdF面面止止口圆柱面口圆柱面67l（3 3） 自为基准自为基准l某些精加工工序，要求加工余量小而均匀，则可选被某些精加工工序，要求加工余量小而均匀，则可选被加工面本身作为精基准。加工面本身作为精基准
33、。l 例：例：精镗连杆大、小端孔时精镗连杆大、小端孔时，常用，常用孔本身作为精基准孔本身作为精基准。大端孔大端孔小端孔小端孔68Linkage rod69l（4 4）互为基准）互为基准FE3E3Fl（5 5）所选精基准，应保证工件装夹所选精基准，应保证工件装夹稳定可靠、夹稳定可靠、夹具结构简单、操作方便。具结构简单、操作方便。 70Engine bed71l2) 2) 粗基准选择粗基准选择l粗基准选择的两条主要原则：粗基准选择的两条主要原则：l如果必须保证工件某如果必须保证工件某一不加工面与加工一不加工面与加工面之间的相互位置要求面之间的相互位置要求，则应以，则应以不加工面不加工面作为基准作为
34、基准；BAB不加工面不加工面72l如果有好几个不加工表面，则选择其中如果有好几个不加工表面，则选择其中与加工面相互位置要求较高的表面作为与加工面相互位置要求较高的表面作为粗基准。粗基准。l所选的粗基准应保证精度要求高的各所选的粗基准应保证精度要求高的各表面有表面有足够的、均匀的加工余量足够的、均匀的加工余量。73车床导轨面车床导轨面a33加工余量不均匀加工余量不均匀加工余量均匀加工余量均匀74气缸套铸件壁壁厚不均匀气缸套铸件壁壁厚不均匀75气缸套铸件壁壁厚不均匀气缸套铸件壁壁厚不均匀76l粗基准必须使粗基准必须使定位可靠定位可靠便于便于夹紧夹紧，夹具，夹具结构简单结构简单，粗基准表面，粗基准表
35、面必须平整光洁，没有毛刺，浇冒口或其它必须平整光洁，没有毛刺，浇冒口或其它缺陷。缺陷。l粗基准粗基准避免重复使用避免重复使用(reapplication)一般只在第一道工序中使用一次。一般只在第一道工序中使用一次。77l活塞粗基准通常有两种不同方案。活塞粗基准通常有两种不同方案。l（1 1）用外圆作粗基准）用外圆作粗基准车下端面及止口。车下端面及止口。l活塞壁厚不均匀；活塞壁厚不均匀；l加工余量在外圆周上是均匀的（以止口为定位）加工余量在外圆周上是均匀的（以止口为定位）。l（2 2）用内腔作粗基准）用内腔作粗基准l用内腔作粗基准车外圆，以后以外圆为基准加工以后工序；用内腔作粗基准车外圆，以后以
36、外圆为基准加工以后工序；或者车出外圆后，再以外圆为基准车止口或者车出外圆后，再以外圆为基准车止口（rabbet），），以以后以止口作为辅助基准。后以止口作为辅助基准。l活塞活塞的壁厚均匀；活塞活塞的壁厚均匀；l加工余量不均匀。加工余量不均匀。78加工余量加工余量内腔作对称中心线内腔作对称中心线以外圆作为对称中心线以外圆作为对称中心线79、是相矛盾的是相矛盾的。如果壁厚不均匀，会使其强度不一致，重量不对称，它将如果壁厚不均匀，会使其强度不一致，重量不对称，它将影响它在汽缸中工作的平衡性。影响它在汽缸中工作的平衡性。保证保证壁厚均匀性壁厚均匀性是主要的；是主要的；保证保证加工余量加工余量是次要的。
37、是次要的。加工余量加工余量以内腔作为对称中心以内腔作为对称中心以外圆作为对称中心以外圆作为对称中心804-3 4-3 工艺路线的拟定工艺路线的拟定draw up technical routel1.1. 表面加工方法的选择表面加工方法的选择l1 1）外圆加工）外圆加工l车削是加工外圆的主要方法；车削是加工外圆的主要方法；l磨削用于精加工，尤其是淬硬后工件；磨削用于精加工，尤其是淬硬后工件；l有色金属有色金属铜、铝铜、铝一般一般不能用磨削来精加工，常用不能用磨削来精加工，常用精细车精细车。81l2 2）孔加工）孔加工l 孔孔3030mm mm 实实心；心；5050mm mm 铸出或锻出。铸出或锻
38、出。 l）平面加工）平面加工l铣与刨，平面一铣与刨，平面一般用铣般用铣 D4 -A822.2.加工顺序安排加工顺序安排arrangement of processing orderl（应考虑经济效果，保证加工质量）（应考虑经济效果，保证加工质量）l）加工阶段的划分）加工阶段的划分l（1 1）粗加工阶段）粗加工阶段主要是高效率地切除各加工表面上的大部分余量，为半精加工主要是高效率地切除各加工表面上的大部分余量，为半精加工提供基准。提供基准。l（2 2）半精加工阶段）半精加工阶段完成次要表面的终加工，如主要表面的精加工做好准备。完成次要表面的终加工，如主要表面的精加工做好准备。l（3 3）精加工阶
39、段）精加工阶段保证尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度。保证尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度。l（4 4）光整加工阶段）光整加工阶段减小表面粗糙度、改善表面物理减小表面粗糙度、改善表面物理机械性能。机械性能。尺寸、形状精尺寸、形状精度可提高，但位置精度不能提高度可提高，但位置精度不能提高。83l2 2）划分加工阶段的主要目的划分加工阶段的主要目的l（1 1）保证加工质量）保证加工质量粗、精分开（粗加工受力大、切削热多、受力变形、粗、精分开（粗加工受力大、切削热多、受力变形、受热变形大、内应力引起工件变形）。受热变形大、内应力引起工件变形）。l（2 2）合理使用设备）合理使用设备粗、
40、精分开。粗、精分开。l粗加工（功率大、精度低、生产率高、发挥设备潜能、提粗加工（功率大、精度低、生产率高、发挥设备潜能、提高生产率）。高生产率）。l精加工（在精度较高的机床上进行，有利于长期保持高精精加工（在精度较高的机床上进行，有利于长期保持高精度设备的精度，度设备的精度， 有利于加工精度的稳定，有利于配备不同有利于加工精度的稳定，有利于配备不同等级的操作工人。）等级的操作工人。）84l（3 3）将粗加工安排前面）将粗加工安排前面及时发现毛坯缺陷及时发现毛坯缺陷(default)，及时确定后续，及时确定后续工序是否可进行；精加工在后，可减少精加工工序是否可进行；精加工在后，可减少精加工表面受
41、到损伤的机会。表面受到损伤的机会。l（4 4）适应热处理的需要）适应热处理的需要热处理将加工路线自然划分阶段。例如淬硬热处理将加工路线自然划分阶段。例如淬硬前安排粗加工，淬硬后安排精加工。前安排粗加工，淬硬后安排精加工。 加工精度要求不高的场合，就加工精度要求不高的场合，就不应该划分阶段不应该划分阶段；应在一个工序内连续完成应在一个工序内连续完成粗、半精粗、半精和和精加工精加工工工序序85l3 3）安排工序顺序的原则）安排工序顺序的原则l（1）前面工序要为后面工序做）前面工序要为后面工序做准备好基准准备好基准。粗加工到精加工时，。粗加工到精加工时，应精修基准。应精修基准。l（2）先面后孔先面后
42、孔，用面加工孔，定位平稳。，用面加工孔，定位平稳。l（3）最高表面精加工最高表面精加工应安排应安排最后最后。l（4）易产生）易产生最高废品率的工序最高废品率的工序应尽量放在应尽量放在前面前面。l（5）单件小批量生产）单件小批量生产按机群制布置按机群制布置。l（6）次表面次表面的加工工序可的加工工序可插入主要表面的加工工艺之间插入主要表面的加工工艺之间，次表面，次表面主要指键槽、螺孔。主要指键槽、螺孔。l（7）精加工工序必须在装配后进行精加工工序必须在装配后进行。l 例：连杆小端头衬套、镗孔。例：连杆小端头衬套、镗孔。l 例：配铰例：配铰86l（8 8）热处理工序）热处理工序la a、正火正火(
43、normalization)、调质调质(hardening and tempering)，应在粗加，应在粗加工以前或在粗加工和半精加工之间进行。工以前或在粗加工和半精加工之间进行。lb b、消除内应力的、消除内应力的人工时效人工时效(artificial ageing)工序工序，一般放在粗加工与，一般放在粗加工与半精加工之间进行。半精加工之间进行。lc c、淬硬淬硬(harden quench)工序工序一般在半精加工和精加工之间进行。一般在半精加工和精加工之间进行。 l( (9 9）辅助工序的安排）辅助工序的安排l 包括检验工序、去毛刺、平衡、清洗。包括检验工序、去毛刺、平衡、清洗。la a、
44、零件全部加工完毕后；、零件全部加工完毕后；lb b、从一个车间转到另一车间的前后；、从一个车间转到另一车间的前后；lc c、工时较长或重要关键工序的前后。、工时较长或重要关键工序的前后。 873.3.工序的集中与分散工序的集中与分散l同一零件加工工艺规程可具有不同的工艺数，同一零件加工工艺规程可具有不同的工艺数，可采用可采用工序集中法工序集中法和和工序分散法工序分散法。l集中法集中法(concentration method) 加工集中在少数几道工序里完全，每道工序所加工集中在少数几道工序里完全，每道工序所包含的加工内容较多。包含的加工内容较多。l分散法分散法(dispersion metho
45、d)加工分得细、工序多、工艺路线长，每工序所加工分得细、工序多、工艺路线长，每工序所包含的加工内容较少。包含的加工内容较少。88millerdrillergrinderborerManufacturing centrelathe89l) 工序集中的优点工序集中的优点l（1）减少工件装夹次数。）减少工件装夹次数。l（2）减少机床的数量。）减少机床的数量。l2 2）工序分散的优点）工序分散的优点l（1）机床设备和工、夹具比较简单、调整比较容易、）机床设备和工、夹具比较简单、调整比较容易、工人易掌握技术。工人易掌握技术。l（2）有利于选择最合理的切削用量、减少机动时间、）有利于选择最合理的切削用量、减少机动时间、工序集中的优点是工序分散的缺点。工序集中的优点是工序分散的缺点。90
