第章機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2工藝性分析課件

1、1機(jī)械制造工藝學(xué) 第一章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)Machining Process Planning1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析Part Structural Analysis of Process21、結(jié)構(gòu)和工藝的聯(lián)系一、結(jié)構(gòu)工藝性1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析零件結(jié)構(gòu)工藝性具有綜合性。必須對(duì)毛坯制造、機(jī)械加工到裝配調(diào)試的整個(gè)工藝過(guò)程進(jìn)行綜合分析比較,全面評(píng)價(jià)。零件結(jié)構(gòu)工藝性具有相對(duì)性。兩使用性能完全相同的零件，因結(jié)構(gòu)稍有不同，其加工方法和制造成本就有很大的差別。不同生產(chǎn)類(lèi)型的具體生產(chǎn)條件下，結(jié)構(gòu)相同的零件其加工方法和制造成本也有很大的差別。結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在能滿足使用要求的前提下，制造的

2、可行性和經(jīng)濟(jì)性。3 因齒間的軸向距離很小、因而小齒圈不能用滾齒加工、只能用插齒加工；又因插斜齒需專(zhuān)用螺旋導(dǎo)軌，因而它的結(jié)構(gòu)工藝性不好。若能采用電子束焊，先分別滾切兩個(gè)齒輪，再將它們焊成一體，這樣的制造工藝就較好，且能縮短齒輪間的軸向尺寸。 例如雙聯(lián)斜齒輪的加工 由此可見(jiàn)，結(jié)構(gòu)對(duì)工藝有著重要的影響。1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析4壁厚力求均勻，以免產(chǎn)生縮孔減少大的水平面，便于雜質(zhì)和氣體排除，減少內(nèi)應(yīng)力。鑄件局部凸臺(tái)應(yīng)連成一片鑄造毛坯的工藝性1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析5形狀不對(duì)稱，上下模易錯(cuò)位，影響鍛件質(zhì)量截面形狀變化過(guò)大，模具壽命降低最大尺寸應(yīng)在分型面上，以利于金屬填充毛坯在半模內(nèi)成型，有利于提高質(zhì)

3、量，降低成本鍛造毛坯的工藝性1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析6零件圖上的尺寸不應(yīng)標(biāo)注成封閉式，以免產(chǎn)生矛盾；尺寸標(biāo)注應(yīng)符合尺寸鏈最短原則(組成環(huán)數(shù)目最少 )；零件的自由尺寸，應(yīng)按加工順序盡量從工藝基準(zhǔn)注出。 零件圖的尺寸的標(biāo)注1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析7零件圖上重要尺寸應(yīng)直接標(biāo)注，在加工時(shí)盡量使工藝標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合 ；零件圖上標(biāo)注的尺寸應(yīng)便于測(cè)量，不要從軸線、中心線、假想平面等難以測(cè)量的基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸；零件所有加工表面與非加工面之間只標(biāo)注一個(gè)聯(lián)系尺寸 ，避免從一個(gè)加工表面確定幾個(gè)非加工表面的位置。零件圖的尺寸的標(biāo)注1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析8床身結(jié)構(gòu)剛性差，加工床面時(shí)只能用較小切削用量，改后則可以采

4、用先進(jìn)的刀具及較大的切削用量加工床面。提高工件加工時(shí)的剛度1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析9圖4-3圖4-4圖4-5工件要便于安裝 如圖4-3a)所示的床身立柱結(jié)構(gòu)加工導(dǎo)軌面時(shí)不便于安裝,加上一個(gè)工藝凸臺(tái)（圖b）就好安裝了。 又如圖4-4a)所示，軸承蓋在加工兩端面和外圓時(shí)無(wú)法裝夾，改成圖b、c所示的結(jié)構(gòu)就容易裝夾了。 如圖4-5 a) 平臺(tái)的結(jié)構(gòu)加工時(shí)無(wú)法裝夾，改成圖b)或c)所示的結(jié)構(gòu)，鑄出孔即可用螺栓壓板進(jìn)行裝夾。 1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析10圖4-6圖4-7減少工件裝夾次數(shù) 有利于提高切削效率，保證加工面之間的位置精度。 圖4-6 a)所示的工件由于孔的軸線不平行,需進(jìn)行兩次安裝，且需要不

5、同的夾具。改成b)由于孔的軸線平行,只需進(jìn)行一次安裝。 圖4-6 c)所示的工件,孔加工需要調(diào)頭，兩次安裝，不但降低生產(chǎn)率，而且影響孔的同軸度。改成圖d)就合理了。 圖4-7 a)所示的工件兩頭有大孔，需要裝夾兩次才能加工完，改成圖b)所示的結(jié)構(gòu)，只需裝夾一次就可加工完。 圖4-7 c)所示的工件,鍵槽加工需要兩次安裝，不但降低生產(chǎn)率，而且會(huì)影響鍵槽的位置精度度。改成圖d)就合理了。1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析11應(yīng)把不等高的三個(gè)凸臺(tái)改成等高的凸臺(tái)可以一次走刀同時(shí)加工三個(gè)凸臺(tái)。減少機(jī)床安裝調(diào)整次數(shù)1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析12 尺寸一致：加工尺寸應(yīng)能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工。減少刀具規(guī)格，避免專(zhuān)門(mén)制備工

6、具。零件尺寸規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化工藝性差 工藝性好工藝性差 工藝性好 好處：結(jié)構(gòu)要素標(biāo)準(zhǔn)化，節(jié)約工具，減少工藝裝備的工作，簡(jiǎn)化工藝裝備。1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析133、零件局部結(jié)構(gòu)工藝性要素：必須考慮加工時(shí)的對(duì)刀、測(cè)量和提高切削效率。減小加工表面積；盡量減少刀具種類(lèi)，保證刀具能自由地進(jìn)刀和退刀及正常工作加工面之間，加工面之間與非加工面之間應(yīng)明顯分開(kāi)。底座有凸臺(tái)，加工面積、加工量 、平面不平度誤差 、接觸精度 。減少深螺紋孔的加工，使用更為方便1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析14進(jìn)、排氣（油）孔設(shè)在外圓上，加工相對(duì)容易，且易保證槽間距減少配合表面的長(zhǎng)度應(yīng)使零件槽的圓角半徑一致，這樣可用同一把銑刀進(jìn)行加工，由于

7、減少換刀可節(jié)省輔助時(shí)間及簡(jiǎn)化生產(chǎn)準(zhǔn)備工作 1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析15圖4-8 圖a0中退刀槽有3種尺寸就需要三把不同的切槽刀,改成圖a1的尺寸就只需要一把。 圖b0需兩把不同規(guī)格的鍵槽銑刀。 圖c0需兩把不同圓弧半徑的車(chē)刀，而b1、c1都只需一把同規(guī)格的刀具。 圖d0中，d0用鉆頭鉆完孔后，還要用鏜刀加工才能制成平底孔，而d1只需鉆孔。1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析16圖4-9圖4-10圖4-11 便于進(jìn)刀和退刀 在車(chē)螺紋、刨平面、插齒形、磨削等工序加工時(shí)必須設(shè)計(jì)空刀槽，以方便進(jìn)刀和退刀 。1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析17鏜孔時(shí)，孔底應(yīng)設(shè)置鏜刀的退刀槽，以保證刀具的正常工作。磨削內(nèi)外錐面時(shí)，更應(yīng)

8、設(shè)置結(jié)構(gòu)上的空刀槽。 磨削小軸的大小外圓及端面需有砂輪的退刀槽，否則磨削時(shí)易碰壞砂輪并且出現(xiàn)圓角，將影響和其它零件的配合。1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析18套筒中沒(méi)有空刀的鍵槽，易使插刀損壞，應(yīng)改成有讓刀孔的結(jié)構(gòu) 為便于進(jìn)刀和退刀，表面接合處還需進(jìn)行修正性加工。螺紋結(jié)構(gòu)應(yīng)有退刀槽，否則易碰壞車(chē)刀，且在根部將出現(xiàn)半牙高的螺紋，并使螺帽擰不到底。1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析19圖4-12 鉆孔表面應(yīng)與孔的軸線垂直，如果兩邊不垂直,就會(huì)使兩邊切削力不等,導(dǎo)致鉆孔軸線歪斜，甚至使鉆頭折斷。圖4-12中a)皆為不合理的結(jié)構(gòu)，b)為合理的結(jié)構(gòu)1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析20加工面積應(yīng)盡量小減少加工量、材料消耗和工

9、具磨損避免鉆孔入端和出端是斜面避免刀具磨損、提高鉆孔精度和加工效率避免斜孔簡(jiǎn)化夾具結(jié)構(gòu)、使多個(gè)平行孔同時(shí)加工、減少孔的加工余量 零件結(jié)構(gòu)要素的工藝性實(shí)例1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析21孔的位置距離壁太近槽與溝的表面不應(yīng)與其它加工表面重合1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析22傳動(dòng)軸的裝配工藝性1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析23旁開(kāi)工藝孔，便于裝配采用雙頭螺柱開(kāi)辟裝配空間，方便拆卸1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析24螺釘長(zhǎng)度大于架體裝配座凹人的高度、螺釘無(wú)法裝入孔中，應(yīng)使架體凹入高度加大 足夠的操作空間因空間限制無(wú)法使用螺絲刀，可改成用六角螺帽聯(lián)接，用扳手能方便地裝配。 1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析25由于箱體的臺(tái)肩(

10、或軸肩)與軸承外環(huán)(或內(nèi)環(huán))的接觸尺寸過(guò)大，造成外環(huán)(或內(nèi)環(huán))不易拆卸，故臺(tái)肩(或軸肩)應(yīng)按規(guī)定尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。銷(xiāo)孔應(yīng)改成鉆通的結(jié)構(gòu)，以便直接將銷(xiāo)子打出。拆卸方便1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析26相配合零件有正確基面，避免找正 裝配軸承架在斜面上調(diào)整時(shí)；難于同時(shí)保證A及B兩尺寸的要求。為滿足裝配要求可進(jìn)行修改，用調(diào)整角鐵支架3的垂直位置以保證裝配尺寸B的要求。用調(diào)整軸承架2的水平位置以保證裝配尺寸A的要求。此外，改進(jìn)后體殼l的加工工藝性也改善了。 1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析27圖4-13 避免內(nèi)表面的加工避免內(nèi)表面的加工，減少裝配過(guò)程中的修配工作量，有利于達(dá)到和提高裝配質(zhì)量 由于內(nèi)表面加工時(shí)，對(duì)刀、

11、測(cè)量都比較困難，刀具的形狀和尺寸也受到限制，在裝配時(shí)其修配工作也會(huì)增加，因此應(yīng)盡量減少內(nèi)表面的加工。 如圖4-13a)所示，由于齒輪端面與箱體內(nèi)表面會(huì)產(chǎn)生摩擦，所以箱體內(nèi)凸臺(tái)表面必須加工。改成圖b)雖然増加了兩個(gè)軸套，但好加工。 又如圖4-13c)所示，在套內(nèi)加工三個(gè)槽，比較困難。改成圖d)變成在軸上加工槽，尺寸就好控制了。1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析作業(yè)閱讀：第一章第二節(jié) 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析。下次課 結(jié)構(gòu)工藝性測(cè)驗(yàn)，帶紙、鉛筆、膠擦2829機(jī)械制造工藝學(xué) 第一章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)Machining Process Planning1.3 毛坯的確定Blank Determination30

12、確定毛坯的主要內(nèi)容確定毛坯的類(lèi)型；確定毛坯的精度；畫(huà)毛坯圖1.3 毛坯的確定1、 確定毛坯的類(lèi)型 毛坯的種類(lèi) 常用的毛坯種類(lèi)有鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件、型材等，其特點(diǎn)及應(yīng)用見(jiàn)下表。31常用毛坯種類(lèi)和特點(diǎn)1.3 毛坯的確定32常用毛坯種類(lèi)和特點(diǎn)1.3 毛坯的確定33確定毛坯的形狀與尺寸毛坯尺寸和零件圖上的設(shè)計(jì)尺寸之差稱為總加工余量，又叫毛坯余量。毛坯尺寸的公差稱為毛坯公差。毛坯余量加在零件表面上，即可確定毛坯的形狀和尺寸。1.3 毛坯的確定34確定毛坯余量 查毛坯余量表(參見(jiàn)手冊(cè))，確定各加工表面的總余量，毛坯的尺寸及公差.余量修正 毛坯總余量應(yīng)與零件切削加工余量接近，若相差過(guò)大，則需修正毛坯

13、余量.1.3 毛坯的確定35常用工序余量及公差加工單邊余量公差目標(biāo)鑄鐵毛坯32粗加工-開(kāi)荒見(jiàn)光鍛造毛坯21軋鋼型材1 例：20-220.5車(chē)0.50.2精加工余量及公差減半銑0.50.2刨0.50.2磨0.150.05金鋼石車(chē)0.150.05金鋼石鏜0.150.05工序余量選擇的主要目標(biāo)：開(kāi)荒見(jiàn)光、提高工效、控制加工變形36 在確定毛坯形狀和尺寸時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。1.為了工件裝夾，毛坯需要鑄出工藝搭子1.3 毛坯的確定372. 分離零件的毛坯可先做成一個(gè)整體毛坯，加工到一定階段后再切割分離。 1.3 毛坯的確定383 短軸套、鍵、墊圈和螺母以棒料、鋼管及六角鋼為毛坯時(shí)，可將多個(gè)零件的毛坯合一，加

14、工后切割成單個(gè)零件。注意切斷刀的寬度。1.3 毛坯的確定39鑄件毛坯起模斜度36最小孔1.3 毛坯的確定生產(chǎn)批量最小鑄出孔直徑灰口鑄鐵件鑄鋼件大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件、小批生產(chǎn)153050305040鑄造方法鑄件尺寸合金種類(lèi)鑄鋼灰口鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵鋁合金銅合金砂型鑄造5005001520152015201012610121.3 毛坯的確定砂型鑄造鑄件的最小壁厚 一般取 8鑄造圓角 半徑為壁厚的1/2。鑄件臨界（最大）壁厚 3最小壁厚41鍛造毛坯加工余量、公差和工藝余量 ，一般取 21。 可查鍛造加工手冊(cè)。模鍛斜度 模鍛斜度，一般取5、7、10、12等標(biāo)準(zhǔn)值。鍛件的內(nèi)壁斜度應(yīng)比外壁斜度值大一級(jí)。圓角半徑 鋼的模鍛件外圓角半徑取R1R6，內(nèi)圓角半徑是外圓角半徑的3-4倍。模膛越深，圓角半徑越大。 1.3 毛坯的確定421.3 毛坯的確定毛坯圖零件圖43毛坯零件綜合圖 繪制步驟為：簡(jiǎn)化零件圖附加余量層標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求1.3 毛坯的確定441、毛坯圖的繪制 （1）用雙點(diǎn)劃線畫(huà)