14-3工艺路线的拟定.ppt

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第十四章 机械加工工艺规程的制定
第三节 工艺路线的制定
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一、定位基准的选择
定位基准
粗基准 精基准
用毛坯表面作 的定位基准
用已经加工过 的表面作的定 位基准
在制定零件的机械加工工艺规程时,总是先考
虑选择怎样的精基准把各个表面加工出来,然后考
虑选择怎样的粗基准把精基准的各基面加工出来。
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因为粗基准本身都是些毛面,精度及光洁度都很差,如果 重复使用(例如某一表面的粗精加工两个工序中都使用同 一个粗基准),则不能保证工件与刀具的相对位置在两个 工序中都一致,因而影响加工精度。
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二、加工方法的选择
选择加工方法应考虑的因素:
1)各加工表面所要达到的加工技术要求; 2)工件所用材料的性质、硬度和毛坯的质量; 3)零件的结构形状和加工表面的尺寸; 4)生产类型; 5)车间现有设备情况; 6)各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗 糙度等。
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四、工序内容的合理安排
由于工序集中和工序分散各有特点,所以生产 上都有应用。
——传统的流水线、自动线生产多采用工序分散 的组织形式(个别工序亦有相对集中的形式,例如, 对箱体类零件采用专用组合机床加工孔系)。
这种组织形式可以实现高生产率生产,但是 适应性较差,特别是那些工序相对集中、专用组 合机床较多的生产线,转产比较困难。
为此,先以导轨面为 粗基准,加工床腿的底平 面,然后以床腿的底平面 为精基准,加工导轨面。
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2.粗基准的选择
2) 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情 况下,若零件的所有表面都要加工,则应以 加工余量最小的表面作为粗基准。
设计尺寸
毛坯偏心尺寸
毛坯尺寸 14
阶梯轴粗基准的选择
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2.粗基准的选择
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四、工序内容的合理安排
——采用高效自动化机床,以工序集中的形式 组织生产(典型的例子是采用加工中心机床组织 生产),生产适应性强,转产相对容易,因而虽 然设备价格昂贵,但仍然受到愈来愈多的重视。
——当零件的加工精度要求比较高时,常需要把 工艺过程划分为不同的加工阶段,在这种情况下, 工序必然比较分散。
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四、工序内容的合理安排
在确定工艺过程的工序数时,可采用工序集中 或工序分散的原则。
1.工序集中
如果在每道工序中所安排的加工内容多, 则一个零件的加工就集中在少数几道工序 里完成,这样,工艺路线短,工序少,称 为工序集中。
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四、工序内容的合理安排
2.工序分散
如果在每道工序中所安排的加工内容少, 把零件的加工内容分散在很多工序里完成, 则工艺路线长,工序多,称为工序分散。
某厂设计的加工铝活塞的夹具, 本想以内壁为粗基面,用自动定 心装置来保证工件的壁厚均匀, 但是没有考虑到毛坯上因金属型 芯装配缝隙而产生的飞刺,卡爪 经常在毛刺上,不能使工件正确 地定位,因此这个夹具不能用。
铝活塞的装夹
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2.粗基准的选择
5)一般只使用毛坯表面作一次粗基准,以后 不再重复使用。
在特殊情况下(例如对某项精度有特殊要求) 有例外。
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4)先主后次
先加工主要表面,后加工次要表面 ——主要表面系指:设计基准面,主要工作面。 ——次要表面系指:键槽、螺孔等其它表面。
次要表面和主要表面之间往往有相互位置要 求。因此,一般要在主要表面达到一定的精度之 后,再以主要表面定位加工次要表面。
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四、工序内容的合理安排
生产类型与工序的分散和集中
在大批量生产中
广泛采用多刀车床、单轴及多轴自动和半自 动车床、多轴龙门铣床、组合机床等高效机床和 专用机床,使工序集中。
但也有些零件,例如,连杆、活塞等,因为 其表面不便集中加工,可按分散原则组织生产。
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四、工序内容的合理安排
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二、加工方法的选择
5.加工方法要与工厂现有生产条件相适 应
技术人员必须熟悉本车间(或者本厂)现有 加工设备的种类、数量、加工范围和精度水平 以及工人的技术水平,以充分利用现有资源, 不断地对原有设备、工艺装备进行技术改造, 挖掘企业潜力,创造经济效益。
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典型表面的加工路线
外圆表面加工方案 常用的孔加工方案 常见的平面加工方案
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外圆表面 加工方案
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常用的孔 加工方案
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常见的平面加工方案
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三、加工阶段的划分
1.粗加工阶段 2.半精加工阶段 3.精加工阶段 4.光整加工阶段
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划分加工阶段的目的有:
1)为了保证加工质量。 2)可以及早发现毛坯缺陷,以便及
时报废或修补,避免继续加工造成 浪费。 3)可以合理使用机床设备。
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1.精基准的选择
4) “自为基准”原则
旨在减小表面粗糙度,减小加工 余量和保证加工余量均匀的工序,常 以加工面本身为基准进行加工,称为 自为基准原则。
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“自为基准”原则
——例
在自为基准条件下磨削车床床身导轨面
床身导轨面的磨削 工序,用固定在磨 头上的百分表,找 正工件上的导轨面。 当工作台纵向移动 时,调整工件下部 的楔铁,使百分表 的指针幕本不动为 止,夹紧工件,加 工导轨面。即以导 轨面自身为基准进 行加工。
例如:淬火钢应采用磨削加工,但有色金属宜 采用金刚镗或高速精细车削加工。
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二、加工方法的选择
4.所选加工方法要与企业的生产类型相 适应
大批量生产时,应采用高效率的先进工艺,
例如,拉削孔与平面,同时加工几个表面的组 合铣削或磨削等。
而在单件小批生产时,则不能盲目地采用
高效率的加工方法及专用设备,避免造成经济 上的巨大损失。
——例
车床主轴
注:小端外圆指轴颈和其他外圆表面。
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车床主轴前后 支承轴颈(图中的小 端外圆)与前锥孔有 严格的同轴度要求, 为了达到这一要求, 工艺上一般都遵循 互为基准的原则, 以支承轴颈定位加 工锥孔,又以锥孔 定位加工支承轴颈, 从粗加工到精加工, 经过几次反复,最 后以前后支承轴颈 定位精磨前锥孔。
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1.精基准的选择
5) 一定要保证工件定位准确,夹紧稳定 可靠,夹具结构简单,工人操作简便。
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2.粗基准的选择
1) 若工件必须首先保证某重要表 面的加工余量均匀,则应选择 该表面为粗基准。
床身加工粗基准的两种方案比较
车床床身的导轨面是最 重要的表面,要求硬度高 而均匀。
希望加工时只切去一 层较小而均匀的余量,使 其表面层保留均匀的金相 组织,具有较高而一致的 物理机械性能,以增加导 轨的耐磨性。此外,加工 余量均匀,则加工时的切 削力和工艺系统的弹性变 形均匀,不易发生振动, 有利于获得规定的加工精 度和光洁度。
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四、工序内容的合理安排
工序分散的特点:
(1)机床、刀具、夹具等结构简单、调整方便; (2)生产准备工作量小,改变生产对象容易, 生产适应性好; (3)可以选用最有利的切削用量; (4)工序数目多,设备数量多,相应地增加了 操作工人的人数和生产面积。工艺路线长,每一工 序加工内容少。
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加工方法选择的原则
1.所选的最终加工方法的经济精度及表 面粗糙度要与加工表面的精度和表面 粗糙度要求相适应
各种加工方法所能达到的经济加工 精度和表面粗糙度,可参看下表。
P235 表14-8
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表——典型表面的机械加工工艺路线(外圆)
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表——典型表面的机械加工工艺路线(内孔)
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1)先基面后其它
先加工基准面,再加工其它表面这条原则有 两个含义: ① 工艺路线开始安排的加工面应该是选作定位基 准的精基准面,然后再以精基准定位,加工其它 表面。 ② 为保证一定的定位精度,当加工面的精度要求 很高时,精加工前一般应先精修一下精基准。
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2)先粗后精对于精度和表面质量求较高的零件,其粗精 加工应该分开。
一、定位基准的选择
1.精基准的选择
选择精基准时,应从整个工艺过程 来考虑
1. 保证工件的尺寸精度和位置精度 2. 使工件装夹方便可靠。
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1.精基准的选择
1) “基准重合”原则 应尽量选择被加工表面的设
计基准作为精基准,这样可以 避免基准不重合而引起的定位 误差。
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“基准重合”原则
——例
尺寸H1为设计要求的车床 中心高,设计基准是底面 M。
车床车头箱
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在单件小批生产中,镗主轴支承孔
时,常以底面M作定位基准,直接保 证尺寸H1。这时设计基准与定位基准
重合,影响加工精度的只有与镗孔 工序有关的加工误差,把此误差控 制在±0.1mm的范围以内就可保证规 定的加工精度。
在大批生产中,镗主轴支承孔时常
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四、工序内容的合理安排
工序集中的特点:
(1)有利于采用高效专用机床和工艺装备,生产效率高; (2)使工序数目减少,简化了生产计划工作和生产组织 工作; (3)设备数量减少,相应地减少了操作工人的人数和生 产面积; (4)减少了工件装夹次数,这不仅缩短了辅助时间,而 且由于在一次装夹中能加工较多的表面,故有利于保证各表 面间的相互位置精度; (5)专用设备、工艺设备的投资大,调整和维修较费时, 生产准备工作量大,改变生产对象也比较困难。
3)在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下,若 零件有的表面不需要加工,则应以不加工表面中与加 工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。
虽然外圆面是不加工面, 通常要保证孔和外圆同 心。
以不加工表面为粗基准
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2.粗基准的选择
4)选作粗基准的表面,应尽可能平整和光洁, 不能有飞边、浇口、冒口及其它缺陷,以 便定位准确、装夹可靠。
在成批的生产中
应尽可能采用高效机床,使工序集中。
在单件小批生产中
为了使生产计划和组织工作简化,也应尽可能 在一台万能机床上加工更多的表面。特别是重型零 件,集中在一个工序中加工尽可能多的表面,可以 大大减少装卸工件和运输工件的劳动量。
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五、安排加工顺序的原则
1.机械加工工序的安排 1)先基面后其它 2)先粗后精 3)先面后孔 4)先主后次
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表——典型表面的机械加工工艺路线(平面)
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二、加工方法的选择
2.所选加工方法要能保证加工表面的几
何形状精度和表面相互位置精度要求
各种机床加工时的形位精度见下表。
(机械制造工艺学;主编:王先逵;P34;表1-16)
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表——各种机床加工时的形位精度
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表——各种机床加工时的形位精度
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表——各种机床加工时的形位精度
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表——各种机床加工时的形位精度
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二、加工方法的选择
3.所选加工方法要与零件的结构、加工 表面的特点和材料等因素相适应
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要求。但箱体上的孔,一 般不宜选择拉孔、磨孔,而宜选择镗孔或铰孔, 孔径大时选镗孔,孔径小时选铰孔。
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1.精基准的选择
2) “基准统一”原则
应选择各加工表面都能共同使用的定位 基准作为精基准。这样,便于保证各加工 表面间的相互位置精度,避免基准转换所 产生的定位误差,并简化夹具的设计和制 造工作。
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“基准统一”原则
——例
柴油机机体
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某厂大批量生产加工 柴油机机体的工艺路线应 用的就是统一基准原则。
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3)先面后孔
一般情况下,先加工平面,后加工孔。这条原 则的含义是: ① 当零件上有较大的平面可作定位基准时,可先 加工出来作定位面,以面定位,加工孔。这样可 以保证定位稳定、准确,装夹工件往往也比较方 便。 ② 在毛坯面上钻孔,容易使钻头引偏,若该平面 需要加工,则应在钻孔之前先加工平面。
以顶面N为定位基准,保证尺寸H。
这时设计基准与定位基准不重合,
设计尺寸H1是间接保证的,即当尺 寸H与H2加工好之后才得到尺寸H1, 所以尺寸H1的精度决定于尺寸H和H2 的加工精度。影响尺寸H1的精度除
了与镗孔有关的加工误差之外,还
与已加工尺寸H2的加工误差有关。
后面这种误差,是由于设计基准与 定位基准不重合而产生的定位误差。
在其工艺路线中,所 用的统一基准是A面和A面 上的销孔(两个) (这两个 销孔是根据机械加工工艺 需要而专门设计的定位基 准,即附加基准)。
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1.精基准的选择
3) “互为基准”原则
某些位置度要求很高的表面,常采 用互为基准反复加工的办法来达到位 置度要求,这称之为互为基准的原则。
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“互为基准”原则
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