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1、1 1机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成1 工艺过程设计的基本概念工艺过程设计的基本概念v机械加工工艺过程采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部劳动过程。1第一页，编辑于星期日：点 三十三分。机械加工工艺过程的组成200.07210.8图2-1阶梯轴3240250.07350-0.0170.80.8354030550150其余倒角1453.221flashflash 工工序序是是指指由由一一个个或或一一组组工工人人在在同同一一台台机机床床或或同同一一个个工工作作地地，对对一一个个或或同同时时对对几几个个工工件件所所连连续续完完成成的的那那
2、一一部部分分机机械械加加工工工工艺艺过过程。程。安安装装在在一一道道工工序序中中，工工件件每每经经一一次次装装夹夹后后所所完完成成的的那那部分工序称为安装。部分工序称为安装。2第二页，编辑于星期日：点 三十三分。机械加工工艺过程及其组成机械加工工艺过程及其组成工工位位工工件件在在机机床床上上占占据据每每一一个个位位置置所所完完成成的的那那部部分分工工序序称为工位。称为工位。图2-2多工位加工1：装卸工件2：钻孔3：扩孔4：绞孔flash3第三页，编辑于星期日：点 三十三分。机械加工工艺过程及其组成机械加工工艺过程及其组成工工步步指指在在加加工工表表面面不不变变、切切削削刀刀具具不不变变的的情情
3、况况下下所所连连续续完完成成的的那那部部分分工工序序。（在在一一个个工工步步内内，若若有有几几把把刀刀具具同同时时加加工工几几个个不同表面，称此工步为复合工步）不同表面，称此工步为复合工步）走走刀刀同同一一加加工工表表面面加加工工余余量量较较大大，可可以以分分作作几几次次工工作作进进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。a）立轴转塔车床的一个复合工步b）钻孔、扩孔复合工步图2-3复合工步4第四页，编辑于星期日：点 三十三分。2 生产类型及其工艺特点生产类型及其工艺特点 生产纲领生产纲领 N N=Q nQ n（1+1+%+%+%）（2-1）单件小批生
4、产批量生产大批大量生产 式中Q 产品年产量（件/年）；n 每台产品中该零件数量（件/台）；备品率；废品率。生产类型生产类型5第五页，编辑于星期日：点 三十三分。3 加工工艺规程加工工艺规程v机械加工工艺规程规定零件机械加工工艺过程的工艺文件。v工艺规程的作用连接产品设计和制造过程的桥梁，是企业组织生产活动和进行生产管理的重要依据。1.工艺规程的内容工艺规程的内容6第六页，编辑于星期日：点 三十三分。工艺成本4 工艺方案技术经济分析工艺方案技术经济分析生产成本生产一件产品或一个零件所需费用总和工艺成本生产成本中与工艺过程直接有关的部分工艺成本可分为两部分：q可变费用：与年产量有关且与之成比例的费
5、用，记为CV包括材料费CVM，机床工人工资及工资附加费CVP，机床使用费CVE，普通机床折旧费CVD，刀具费CVC，通用夹具折旧费CVF等CV=CVM+CVP+CVE+CVD+CVC+CVF （5-29）q不变费用：与年产量的变化没有直接关系的费用，记为CN。包括调整工人工资及工资附加费CSP，专用机床折旧费CSD，专用夹具折旧费CSF等CN=CSP+CSD+CSF （6-30）7第七页，编辑于星期日：点 三十三分。5 基准基准基准确定加工对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、确定加工对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。面称为基准。设计基准在设计图样上所在设计图样上所
6、采用的基准采用的基准 图2-6定位支座零件8第八页，编辑于星期日：点 三十三分。基准基准工艺基准在工艺过程中所采用的基准。又可分为：工序基准、定位在工艺过程中所采用的基准。又可分为：工序基准、定位基准、测量基准与装配基准。基准、测量基准与装配基准。图2-7a支座零件第1工序（车削）9第九页，编辑于星期日：点 三十三分。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：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（图5-1）等。粗基准使用经过机械加工表面
7、作为定位基准，称为精基准。精基准附加基准10第十页，编辑于星期日：点 三十三分。定位基准定位基准工艺凸台A向A图5-1小刀架上的工艺凸台11第十一页，编辑于星期日：点 三十三分。a a）b b）c c）粗基准的选择粗基准的选择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。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。图5-2粗基准选择比较12第十二页，编辑于星期日：点 三十三分。图5-3床身粗基准选择比较工序1工序1工序2工序2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
8、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。粗基准一般不得重复使用原则粗基准的选择粗基准的选择13第十三页，编辑于星期日：点 三十三分。图5-5主轴箱零件精基准选择精基准的选择精基准的选择基准重合原则选用被加工面设计基准作为精基准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14第十四页，编辑于星期日：点 三十三分。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
9、和两个距离较远的销孔）作统一基准；3）盘套类零件常使用止口面（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。精基准的选择精基准的选择15第十五页，编辑于星期日：点 三十三分。互为基准原则 轴径轴径锥孔图5-8主轴零件精基准选择【例】主轴零件精基准选择（图5-8）精基准的选择精基准的选择自为基准原则【例】床身导轨面磨削加工（图5-9）图5-9导轨磨削基准选择1
10、6第十六页，编辑于星期日：点 三十三分。图5-11浮动镗刀块1工件2镗刀块3镗杆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。图5-10外圆研磨示意图【例】铰孔、拉孔、研磨（图5-10）精基准的选择精基准的选择【例】浮动镗刀块镗孔（图5-11）17第十七页，编辑于星期日：点 三十三分。图2-42铣轴端槽夹具1V型块2支撑套3手柄4定向键5夹具体6对刀块6机床夹具1）定位元件及装置1236 646）其他元件及装置（防护、防错、分度）5）夹具体4）连接元件3）对刀及导向元件2）夹紧元件及装置夹具的组成18第十八页，编辑于星期日：点 三十三分。夹具的分类1
11、）通用夹具：三爪、四爪卡盘，平口钳等，一般由专业厂生产，常作为机床附件提供给用户。2）专用夹具：为某一工件特定工序专门设计的夹具，多用于批量生产中。3）通用可调整夹具及成组夹具：夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。4）组合夹具：由一套预先制造好的标准元件组合而成。根据工件的工艺要求，将不同的组合夹具元件像搭积木一样，组装成各种专用夹具。使用后，元件可拆开、洗净后存放，待需要时重新组装。组合夹具特别适用于新产品试制和单件小批生产。5）随行夹具：在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。按夹具使用范围划分机床夹具19第十九页，编辑于星期日：点 三十三分。7 定位原理定位原理
12、图2-13六点定位原理XZY 六点定位原理要确定其空间位置，就需要限制其6个自由度将6个支承抽象为6个“点”，6个点限制了工件的6个自由度，这就是六点定位原理。任何一个物体在空间直角坐标系中都有6个自由度用表示20第二十页，编辑于星期日：点 三十三分。图2-14工件以平面3点定位XYZ与理论力学、机构学自由度概念差别位置不定度夹紧与定位概念分开工件、夹具是弹性体两点注意两点注意：“点”的含义对自由度的限制，与实际接触点不同定位原理定位原理21第二十一页，编辑于星期日：点 三十三分。工件的6个自由度均被限制，称为完全定位。工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制，称为不完全定位。完全定位与不完
13、全定位不完全定位主要有两种情况：工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则工件绕此点、线旋转的自由度无法被限制（即使被限制也无意义）。例如球体绕过球心轴线的转动，圆柱体绕自身轴线的转动等。工件加工要求不需要限制某一个或某几个自由度。如加工平板上表面，要求保证平板厚度及与下平面的平行度，则只需限制3个自由度就够了。定位原理定位原理22第二十二页，编辑于星期日：点 三十三分。定位原理定位原理 完全定位与不完全定位ZYXa）ZYXb）ZYXc）ZYXd）e）ZYXf）ZYX图2-15工件应限制的自由度23第二十三页，编辑于星期日：点 三十三分。欠定位工工件件加加工工时时必必须须限限制制的的自自由由度度
14、未未被被完完全全限限制制，称称为为欠欠定定位位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。图2-16欠定位示例XZYa）b）BB B2.4.3 定位原理定位原理 24第二十四页，编辑于星期日：点 三十三分。过定位 过过定定位位工工件件某某一一个个自自由由度度（或或某某几几个个自自由由度度）被被两两个个（或两个以上）约束点约束，称为过定位。（或两个以上）约束点约束，称为过定位。过定位是否允许，要视具体情况而定：过定位是否允许，要视具体情况而定：1 1）如如果果工工件件的的定定位位面面经经过过机机械械加加工工，且且形形状状、尺尺寸寸、位位置置精精度
15、度均均较较高高，则则过过定定位位是是允允许许的的。有有时时还还是是必必要要的的，因因为为合合理理的的过过定定位位不不仅仅不不会会影影响响加加工工精精度度，还还会会起起到到加加强强工工艺艺系系统统刚度和增加定位稳定性的作用。刚度和增加定位稳定性的作用。2 2）反反之之，如如果果工工件件的的定定位位面面是是毛毛坯坯面面，或或虽虽经经过过机机械械加加工工，但但加加工工精精度度不不高高，这这时时过过定定位位一一般般是是不不允允许许的的，因因为为它它可可能能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。定位原理定位原理 25第二十五页，编辑于星期日：点 三十三分。过定位分析过定位分析（桌子与三角架）图2-17过定位分析定位原理定位原理 26第二十六页，编辑于星期日：点 三十三分。过定位讨论过定位讨论如如图图示示，齿齿轮轮坯坯以以内内孔孔和和一一小小端端面面定定位位，车车削削外外圆圆和和大大端端面面。加加工工后后检检测测发发现现大大端端面面与与内内孔孔垂垂直直度度超超差差。试试分分析原因，提出改进意见。析原因，提出改进意见。4A0.02A间隙配合刚性心轴图2-22过定位示例定位原理定位原理 27第二十七页，编辑于星期日：点 三十三分。图2-22a过定位引起夹紧变形定位原理定位原理 28第二十八页，编辑于星期日：点 三十三分。