磨工(高級)第八章課件

1、第八章 典型零件磨削工藝分析 熟悉與制訂磨削工藝過程有關(guān)的一些基本概念，掌握磨削工藝的分析方法。第八章 典型零件磨削工藝分析一、概述基準(zhǔn)就是“依據(jù)”的意思，是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系，所依據(jù)的那些點、線、面叫做基準(zhǔn)。二、基準(zhǔn)的種類第一節(jié)基準(zhǔn)2.基準(zhǔn)的概念1.工件的定位圖8-1工件的定位基準(zhǔn)第一節(jié)基準(zhǔn)三、定位基準(zhǔn)的選擇(1)盡可能采用設(shè)計基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)如圖8-2所示的套和帶花鍵孔的錐形離合器，磨外圓時均利用心軸的內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)。圖8-2基準(zhǔn)的選擇a)套b)錐形離合器(2)盡可能使基準(zhǔn)統(tǒng)一零件上全部表面需要加工時，除第一道工序外，都應(yīng)采用同一個定位基準(zhǔn)。第一節(jié)基準(zhǔn)圖8-

2、3內(nèi)圓磨具套筒定位基準(zhǔn)的選擇a)工件b)V形磨夾具第一節(jié)基準(zhǔn)(3)選擇精度較高、裝夾穩(wěn)定可靠的表面作為定位基準(zhǔn)盡可能選用形狀簡單和尺寸較大的表面作為定位基準(zhǔn)，這樣可以減少定位誤差，并且使定位穩(wěn)固。如圖83所示的內(nèi)圓磨具套筒，其外圓長度較長，形狀簡單。第一節(jié)基準(zhǔn)一、工藝規(guī)程的概念在生產(chǎn)過程中，將比較合理的工藝過程用表格的形式表達出來，這種作為施工依據(jù)的工藝文件稱為工藝規(guī)程。常用的工藝文件有施工工藝卡片和工序卡片兩種。(1)施工工藝卡片施工工藝卡片列出整個零件加工所經(jīng)過的路線，并詳細(xì)寫出加工的工序和工步內(nèi)容，包括工件的裝夾方法，所使用的機床、夾具和量具的規(guī)格，對每個工序所要達到的加工要求等具體規(guī)定

3、。第二節(jié)制訂磨削工藝的方法1.工藝規(guī)程在機械制造中的作用2.工藝文件的種類(2)工序卡片工序卡片是在大批量生產(chǎn)中，為零件每個工序編訂的一種工藝文件(表8-2)。機械加工工藝過程由一系列工序組成。第二節(jié)制訂磨削工藝的方法3.工藝規(guī)程的組成第二節(jié)制訂磨削工藝的方法(1)工序一個工人在一臺機床上對一個(或同時幾個)工件進行加工所連續(xù)完成的那一部分工藝過程稱為工序。工序是工藝過程的基本單元，劃分工序的主要依據(jù)是零件加工過程中機床是否變動，其次是該工藝過程是否連續(xù)完成。(2)裝夾在某工序中，工件在機床夾具中被定位和夾緊的過程稱為裝夾。(3)工位工件在機床每個加工位置上所完成的那一部分工藝過程稱為工位，工

4、件每安裝一次至少有一個工位。(4)工步在工序中，往往需要采用不同的刀具對工件上不同的表面進行加工，當(dāng)加工表面、刀具都保持不變時所完成的那一部分工序稱為工步。第二節(jié)制訂磨削工藝的方法根據(jù)產(chǎn)品的大小、特征、年產(chǎn)量和批量，可將生產(chǎn)劃分為三種類型，即單件小批量生產(chǎn)，中批生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)。第二節(jié)制訂磨削工藝的方法表8-3各種生產(chǎn)類型的年產(chǎn)量4.生產(chǎn)類型表8-4各種生產(chǎn)類型特點第二節(jié)制訂磨削工藝的方法磨削時，選擇定位基準(zhǔn)應(yīng)符合以下主要原則：(1)基準(zhǔn)重合的原則即使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，以減小定位誤差，保證工件的加工精度。(2)基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則在工件各加工工序中采用同一基準(zhǔn)定位，以減少基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的誤差。

5、(3)基準(zhǔn)良好的原則定位基準(zhǔn)應(yīng)有較高精度和較小粗糙度值，且具有較大的支承面積，以保證工件定位的穩(wěn)定可靠。二、制訂磨削工藝的步驟熟悉產(chǎn)品的性能、用途和工作條件，了解零件的加工尺寸公差和技術(shù)要求，找出其主要技術(shù)要求和磨削的關(guān)鍵技術(shù)問題。第二節(jié)制訂磨削工藝的方法5.基準(zhǔn)選擇原則1.分析零件圖定位基準(zhǔn)選擇原則的運用必須與具體的生產(chǎn)條件相結(jié)合，以保證定位的可靠和方便。磨削順序的安排應(yīng)遵循以下原則：(1)劃分加工階段的原則精密的零件可將磨削過程劃分為粗磨、半精磨、精磨三個階段。粗磨階段的主要任務(wù)是磨去工件表面大部分余量。(2)工序的集中和分散原則工序集中是指將工件的磨削集中在少數(shù)工序內(nèi)完成，而每個工序安排

6、較多的工步；工序分散則相反。工序集中的特點有：第二節(jié)制訂磨削工藝的方法2.定位基準(zhǔn)的選擇3.磨削順序的安排1)有利于采用高效能的磨床和夾具對零件進行加工。2)能縮短工藝路線和生產(chǎn)周期，減少工件搬運和裝夾次數(shù)，并有利于保證各加工表面間的位置精度。工序分散的特點有：1)使用的設(shè)備多且比較簡單，對工人操作的技術(shù)要求較低。2)有利于采用最佳磨削用量。一般情況下，單件小批量生產(chǎn)只能采用工序集中的原則，而大批量生產(chǎn)工序則可集中，也可分散。(3)安排磨削順序時應(yīng)注意的要點1)當(dāng)工件位置精度要求較高時，可采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)，以一次裝夾完成工件的全部加工工步，此時應(yīng)提高統(tǒng)一基面的精度。2)當(dāng)工件由兩個相互位置精度要

7、求較高的表面組成時，應(yīng)選用其中精度較高的表面定位，以此來磨削另一面。第二節(jié)制訂磨削工藝的方法3)熱處理工序主要用來改善材料的性能和消除內(nèi)應(yīng)力，精密零件在粗磨后精磨前一般需進行人工時效，以消除粗磨所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。(1)選擇磨床的原則選擇磨床時，磨床的磨削尺寸范圍應(yīng)與零件的尺寸相適應(yīng)，磨床的精度則應(yīng)與工序要求的精度相適應(yīng)。(2)選擇夾具的原則中小批生產(chǎn)中應(yīng)首先考慮采用通用夾具，其次考慮選用組合夾具。(3)砂輪的選擇砂輪的選擇可參見有關(guān)章節(jié)。磨削時，應(yīng)留有足夠的余量來消除上道工序所殘留的變形和表面缺陷。第二節(jié)制訂磨削工藝的方法5.磨削余量和工序尺寸的確定4.磨床、夾具和砂輪的選擇一、影響磨削加工精度

8、的因素原理誤差是由于采用近似的加工運動或近似的砂輪輪廓而產(chǎn)生的。由磨床制造精度而產(chǎn)生的誤差稱為磨床誤差。砂輪誤差包括砂輪的修整誤差和砂輪磨損所引起的誤差，由于砂輪的輪廓誤差會造成工件相應(yīng)的尺寸和形狀的誤差，故砂輪需精細(xì)修整，并具有一定的使用壽命。夾具的制造誤差、定位誤差以及在使用過程中的磨損，都會影響工件的加工精度。第三節(jié)磨削加工精度的分析1.原理誤差3.砂輪誤差4.夾具誤差2.磨床誤差工藝系統(tǒng)受到磨削熱、摩擦熱、陽光輻射的影響，進行著熱量的傳導(dǎo)。工藝系統(tǒng)是一個彈性系統(tǒng)，在磨削力、重心力、慣性力的作用下，系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)會產(chǎn)生彈性變形，如磨削細(xì)長軸時工件的彎曲變形等。工件在切削加工和熱處理過程中

9、，由于冷卻收縮不均勻，塑性變形不均勻或金屬組織的變化等原因，在工件內(nèi)部會產(chǎn)生應(yīng)力，存在內(nèi)應(yīng)力的工件在加工過程中會產(chǎn)生變形。測量誤差包括量具本身的制造誤差和測量方法誤差兩部分。第三節(jié)磨削加工精度的分析5.工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差6.工藝系統(tǒng)的受力變形7.工件內(nèi)應(yīng)力引起的變形8.測量誤差二、影響形狀精度與位置精度的因素(1)砂輪架精度對加工精度的影響砂輪架的精度包括砂輪主軸的回轉(zhuǎn)精度和砂輪架導(dǎo)軌的直線度等，其精度直接影響工件的加工精度。1)砂輪主軸的回轉(zhuǎn)精度。2)砂輪架導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差。3)砂輪主軸與工件軸線不等高。4)砂輪主軸軸線與工作臺移動方向的平行度誤差。(2)頭架精度對加工精度的

10、影響頭架精度主要是指頭架主軸的回轉(zhuǎn)精度。(3)頭架、尾座的中心連線對加工精度的影響頭架和尾座的中心連線對工作臺移動方向在垂直平面內(nèi)的平行度誤差，會使裝夾在兩頂尖第三節(jié)磨削加工精度的分析上的工件傾斜一個角度，在磨外圓時會產(chǎn)生兩頭大中間小的細(xì)腰形；磨端面時會形成凸面。(4)液壓系統(tǒng)精度對加工精度的影響1)振動和噪聲。2)液壓夾緊。3)液壓泄漏。4)爬行。液壓系統(tǒng)與同等復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)或電氣系統(tǒng)相比，發(fā)生故障的概率較低，但是其系統(tǒng)精度不容易直接觀察，又不太方便測量，具有隱蔽性、難判斷性和可變性，只能要根據(jù)具體情況和它對加工精度的影響程度認(rèn)真加以排除。第三節(jié)磨削加工精度的分析三、其他影響因素(1)磨削用

11、量磨削用量太大會引起工件彎曲，同時會造成階臺軸各外圓有徑向圓跳動誤差。(2)砂輪特性砂輪硬度偏高、粒度太細(xì)或砂輪修得過細(xì)不鋒利等，都會造成工件表面出現(xiàn)直波形、螺旋形、燒傷和圓度誤差。(3)定位精度如中心孔的圓度誤差大約以120的比例傳遞給工件外圓，同時中心孔的同軸度誤差對磨削精度影響也很長，會使工件軸線產(chǎn)生漂移。(4)磨削中的變形磨削過程中切削液不充分或供應(yīng)不及時，工藝系統(tǒng)剛性太差，都會造成工件表面燒傷，圓度誤差、端面圓跳動誤差及徑向圓跳動誤差。第三節(jié)磨削加工精度的分析一、單件時間定額的組成(1)基本時間基本時間是直接用于改變工件尺寸、形狀和表面質(zhì)量所需要的時間，包括砂輪的切入、磨削和切出等時

12、間。(2)輔助時間輔助時間是指各種輔助動作所消耗的時間，如裝卸工件、啟動和開停機床、改變磨削用量以及測量時間等。(3)工作地點服務(wù)時間工作地點服務(wù)時間是指工人在工作時間內(nèi)照管工作地點和為了保證自己正常工作所消耗的時間，它包括修整砂輪、擦拭機床等工作時間。(4)休息和自然需要時間是指在工作時間內(nèi)所允許的必要的休息和自然需要的時間。(5)準(zhǔn)備終結(jié)時間是指加工一批工件開始時熟悉工藝文件、領(lǐng)料、第四節(jié)提高勞動生產(chǎn)率的方法安裝砂輪和夾具、調(diào)整機床以及歸還工藝裝備、發(fā)送成品等所消耗的時間。二、縮短基本時間的方法在不影響磨削精度的情況下，增大砂輪線速度或橫向進給量都可以縮短基本時間。縱向磨削的進給運動所消耗

13、的基本時間較多，故生產(chǎn)效率較低。用幾個砂輪架同時對工件的幾個表面進行磨削(圖84)，可使原需要的若干個工步合并為一個復(fù)合工步。第四節(jié)提高勞動生產(chǎn)率的方法1.提高磨削用量3.合并工步2.減少磨削行程長度圖8-4雙砂輪架第四節(jié)提高勞動生產(chǎn)率的方法在立軸或臥軸平面磨削上，按一定順序排列裝夾的工件，可以同時磨削、切入和切出，使工件的基本時間完全重合。三、縮短輔助時間的方法通常是采用自動、氣動、液壓等先進高效的夾具，直接縮減工件的裝卸時間。第四節(jié)提高勞動生產(chǎn)率的方法4.采用多件磨削1.直接縮短輔助時間圖8-5自動夾緊裝置1偏心套2滾柱第四節(jié)提高勞動生產(chǎn)率的方法方法是使輔助時間與基本時間部分地重疊起來，有

14、以下兩種方案。1)使裝卸工件的輔助時間與基本時間相重疊，如使用多根心軸裝夾工件，即可在磨削時間內(nèi)對待加工工件進行裝夾。2)在加工過程中檢驗工件，并根據(jù)檢驗結(jié)果操縱機床，通常稱這種方法為主動測量。第四節(jié)提高勞動生產(chǎn)率的方法2.間接縮短輔助時間圖8-6主動測量裝置第四節(jié)提高勞動生產(chǎn)率的方法四、先進高效的磨削方法通常，自動或半自動磨削是采用電氣和液壓來完成磨削循環(huán)。圖8-7上料裝置第四節(jié)提高勞動生產(chǎn)率的方法1.自動或半自動磨削圖8-8用氣動量儀控制加工尺寸1氣動量儀2擋塊第四節(jié)提高勞動生產(chǎn)率的方法砂輪圓周速度高于45m/s的磨削稱為高速磨削，例如MS1332型高速外圓磨床，具有極高的金屬切削率。1)

15、提高生產(chǎn)率。2)提高砂輪壽命。3)提高加工精度和減細(xì)表面粗糙度。4)須增大機床電動機功率，并對磨床的剛度、砂輪的強度、冷卻裝置以及安全防護方面有特殊的要求。強力磨削的特點有：第四節(jié)提高勞動生產(chǎn)率的方法2.高速磨削3.強力磨削1)強力磨削是采用深切緩進方式進行的，即采用極大的吃刀量(10mm左右)和較低的進給速度(30mm/min至50mm/min)進行成形平面磨削(圖8-9)。圖8-9強力磨削加工的零件第四節(jié)提高勞動生產(chǎn)率的方法2)以磨削代替銑削，加工耐熱合金，如葉片榫齒(圖8-10)，可降低生產(chǎn)成本。3)具有極高的金屬切削率。4)工件的尺寸精度可控制到5m左右，表面粗糙度達到Ra0.4m。圖

16、8-10葉片榫齒簡圖第四節(jié)提高勞動生產(chǎn)率的方法一、軸類零件磨削工藝分析(1)光滑軸的磨削光滑軸的外圓一般要分兩次裝夾，調(diào)頭接刀磨削。1)中心孔和頂尖的形狀要正確，表面粗糙度值要小。2)頭架與尾座頂尖的中心要對準(zhǔn)。3)分粗磨和精磨，一般精磨余量取0.020.04mm為宜。4)磨削前，尾座頂尖要鎖緊。5)采用較小的磨削用量。6)接刀長度應(yīng)小于砂輪寬度。7)消除工作臺錐度，但一般可將工作臺調(diào)整至微小錐度，使接刀處尺寸略大約0.002mm左右，則可使接刀更加平整。(2)階臺軸的磨削第五節(jié)典型零件的工藝分析1)要盡量減少安裝次數(shù)，同軸度要求高的軸頸，盡可能在一次裝夾中精磨完畢。2)要注意磨削力引起的彎曲變形，合理安排磨削順序。3)中心孔與頂尖間應(yīng)有較好的接觸面。例如為磨床砂輪主軸，材料為9Mn2V，熱處理淬火6062HRC。二、車床主軸工藝分析實例第五節(jié)典型零件的工藝分析1.分析零件圖第五節(jié)典型零件的工藝分析1)支承軸頸的112錐面的圓度和徑向圓跳動公差0.005mm，錐面接觸面70%。2)主軸Morse No6錐孔對兩支承軸的112錐面的圓跳動公差0.005mm。3)外短錐C對兩支承軸頸的徑向圓跳動公差0.008mm。4)淬火硬