《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 第2版》 課件 2.2 課程設(shè)計基礎(chǔ)知識 - 工藝

機(jī)械制造工藝學(xué)

課程設(shè)計第二章課程設(shè)計基礎(chǔ)：工藝第四節(jié) 元件裝夾和定位基準(zhǔn)的選擇一工件裝夾方法工件的裝夾包含兩方面的內(nèi)容：（1）定位（2）夾緊

1．工件的裝夾方法（1）找正裝夾法1）直接找正：用百分表、劃線盤或目測直接在機(jī)床上找正工件位置的裝夾方法。

直接找正裝夾2）劃線找正：在毛坯上按照劃好的線在機(jī)床上用劃針找正的裝夾方法。

劃線找正裝夾

（2）夾具裝夾法

用夾具裝夾對刀或引導(dǎo)元件夾具體定位元件夾緊裝置二機(jī)床夾具組成（1）定位元件。（2）夾緊裝置。（3）聯(lián)接元件。

（4）對刀或?qū)蛟?。?）夾具體。（6）其他元件及裝置。

三定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和基準(zhǔn)。

1精基準(zhǔn)的選擇

1）基準(zhǔn)重合原則：盡可能選用加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤差示例3）互為基準(zhǔn)原則：當(dāng)對工件上位置精度要求高的表面進(jìn)行加工時，需要用兩個表面互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則。

4）自為基準(zhǔn)原則：某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，選擇加工面本身作為定位基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原則。

2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：應(yīng)盡可能使多個加工表面和加工工序采用同一組定位基準(zhǔn)，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。

2粗基準(zhǔn)的選擇1）余量最小原則：為了保證零件各加工面都有足夠的加工余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。

2）重要表面原則：為了保證工件上某些重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)。床身加工粗基準(zhǔn)選擇3）非加工表面原則：如果主要要求保證加工面與非加工面間的位置要求，則應(yīng)選非加工面為粗基準(zhǔn)，以求均勻，外形對稱。選非加工面為粗基準(zhǔn)4）不重復(fù)使用原則：粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次。或P149圖4-4不應(yīng)重復(fù)使用粗基準(zhǔn)第五節(jié) 工藝路線的擬定一 表面加工方法的選擇

1．加工經(jīng)濟(jì)精度和經(jīng)濟(jì)表面粗糙度

表2-8、表2-9、表2-10摘錄了各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和經(jīng)濟(jì)粗糙度及典型的加工方案。（僅供參考）表2-8外圓表面加工方案的加工經(jīng)濟(jì)精度和經(jīng)濟(jì)表面粗糙度

序號加工方案公差等級表面粗糙度Ra/μm適用范圍1粗車IT11~IT1312.5~50適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車—半精車IT8~IT103.2~6.33粗車—半精車—精車IT7~IT80.8~1.64粗車—半精車—精車—滾壓（或拋光）IT7~IT80.025~0.25粗車—半精車—磨削IT7~IT80.4~0.8主要用于淬火鋼，也可以用于淬火鋼，但不宜加工有色金屬6粗車—半精車—粗磨—精磨IT6~IT70.1~0.47粗車—半精車—粗磨—精磨—超精加工（或輪式超精磨）IT50.012~0.18粗車—半精車—精車—精細(xì)車（金剛車）IT6~IT70.025~0.4主要用于要求較同的有色金屬加工9粗車—半精車—粗磨—精磨—超精磨（或鏡面磨）IT5以上0.006~0.025極高精度的外圓加工10精車—半精車—粗磨—精磨—研磨IT5以上0.006~0.1表2-9孔加工方案的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度序號加工方案公差等級表面粗糙度Ra/μm適用范圍1鉆IT11~IT1312.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬，孔徑小于15~20mm2鉆—鉸IT8~IT101.6~6.33鉆—粗鉸—精鉸IT7~IT80.8~1.64鉆—擴(kuò)IT10~IT116.3~12.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，可用于加工有色金屬，孔徑大于15~20mm5鉆—擴(kuò)—鉸IT8~IT91.6~3.26鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸IT70.8~1.67鉆—擴(kuò)—機(jī)鉸—手鉸IT6~IT70.2~0.48鉆—擴(kuò)—拉IT7~IT90.1~1.6大批大量生產(chǎn)（精度由拉刀的精度而定）9粗鏜（或擴(kuò)張）IT11~IT136.3~12.5除淬火鋼外各種材料，毛坯有預(yù)孔10粗鏜（粗?jǐn)U）—半精鏜（精擴(kuò)）IT9~IT101.6~3.211粗鏜（粗?jǐn)U）—半精鏜（精擴(kuò)）—精鏜（鉸）IT7~IT80.8~1.612粗鏜（粗?jǐn)U）—半精鏜（精擴(kuò)）—精鏜—浮動鏜刀精鏜IT6~IT70.4~0.8序號加工方案公差等級表面粗糙度Ra/μm適用范圍13粗鏜（擴(kuò)）—半精鏜—磨孔IT7~IT80.2~0.8主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜用于有色金屬14粗鏜（擴(kuò)）—半精鏜—粗磨—精磨IT6~IT70.1~0.215粗鏜—半精鏜—精鏜—精細(xì)鏜（金剛鏜）IT6~IT70.05~0.4主要用于精度要求高的有色金屬加工16鉆—（擴(kuò)）—粗鉸—精鉸—珩磨；鉆—（擴(kuò)）—拉—珩磨；粗鏜—半精鏜—精鏜—珩磨IT6~IT70.025~0.2精度要求很高的孔（續(xù)）表2-10平面工方案的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度序號加工方案公差等級表面粗糙度Ra/μm適用范圍1粗車IT11~IT1312.5~50用于加工回轉(zhuǎn)體零件的端面2粗車—半精車IT8~IT103.2~6.33粗車—半精車—精車IT7~IT80.8~1.64粗車—半精車—磨削IT6~IT80.2~0.85粗銑（粗刨）IT11~IT136.3~25一般不淬硬平面（端銑表面粗糙值較?。?粗銑（粗刨）—精銑（精刨）I8~IT101.6~6.37粗銑（粗刨）—精銑（精刨）—刮研IT6~IT70.1~0.8精度要求較高的不淬火鋼、鑄鐵、有色金屬等材料8粗銑（粗刨）—精銑（精刨）—寬刀細(xì)刨IT60.8~0.2序號加工方案公差等級表面粗糙度Ra/μm適用范圍9粗銑（粗刨）—精銑（精刨）—磨削IT60.8~0.2用于加工不淬火鋼、鑄鐵、有色金屬等材料10粗銑（粗刨）—精銑（精刨）—粗磨—精磨IT5~IT60.4~0.111粗銑—精銑—磨削—研磨IT4~IT50.4~0.02512拉削IT6~IT90.8~0.2用于大批量生產(chǎn)除淬火鋼以外的各種金屬（續(xù)）2．選擇加工方法時應(yīng)考慮的因素（1）應(yīng)考慮能獲得經(jīng)濟(jì)精度的加工方法（2）應(yīng)考慮工件材料的性質(zhì)（3）應(yīng)考慮工件的結(jié)構(gòu)和尺寸（4）應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性（5）應(yīng)考慮現(xiàn)有條件二加工階段的劃分

粗加工階段光整加工階段精加工階段半精加工階段加工階段劃分加工階段的原因切除大量多余材料，主要提高生產(chǎn)率。完成次要表面加工(鉆、攻絲、銑鍵槽等)主要表面達(dá)到一定要求，為精加工作好余量準(zhǔn)備安排在熱處理前。主要表面達(dá)到圖紙要求。進(jìn)一步提高尺寸精度降低粗糙度，但不能提高形狀、位置精度1、保證加工質(zhì)量2、合理使用設(shè)備3、便于安排熱處理工序4、便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷5、避免重要表面損傷。三 工序的集中與分散

1．工序集中原則主要特點如下：

1）有利于采用高效機(jī)床和工藝裝備，生產(chǎn)效率高。

2）工序數(shù)目少，設(shè)備數(shù)目少，可相應(yīng)減少操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積。

3）工件裝夾次數(shù)少，不但可縮短了輔助時間，而且有利于保證各加工表面之間的相互位置精度。

4）采用的專業(yè)設(shè)備和工藝裝備較復(fù)雜，調(diào)整、維修費時，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。

2．工序分散原則主要特點如下：１）設(shè)備、工藝裝備相對簡單；２）對工人技術(shù)水平要求低，轉(zhuǎn)產(chǎn)困難。四工序順序的安排

基面先行先面后孔先主后次先粗后精1.機(jī)械加工順序的安排進(jìn)給路線短換刀次數(shù)少2.熱處理工序的安排其他熱處理普通熱處理表面熱處理熱處理退火：改善切削加工性正火：晶粒細(xì)化淬火回火：降低鋼件的脆性調(diào)質(zhì)：淬火加高溫回火，綜合性能真空熱處理形變熱處理激光熱處理控制氣氛熱處理表面淬火—感應(yīng)加熱、火焰加熱、電接觸加熱等化學(xué)熱處理—滲碳、氮化、碳氮共滲、滲其他元素等退火：用于高碳鋼、合金鋼等，降低硬度，便于切削；正火：用于低碳鋼，提高硬度，便于切削；調(diào)質(zhì)：淬火后高溫回火預(yù)備熱處理位置：粗加工前目的：改善切削性能，消除內(nèi)應(yīng)力位置：半精加工后，精加工前目的：提高強(qiáng)度、硬度

位置：粗加工前、后，半精加工后，精加工前目的：消除內(nèi)應(yīng)力，防止變形、開裂。淬火、滲碳、氮化等自然時效人工時效3.輔助工序的安排金屬鍍層非金屬鍍層氧化膜表面處理工序檢驗工序其它工序安排位置：工藝過程最后目的：美觀

位置：去毛刺、倒鈍銳邊應(yīng)在淬火前目的：安全

位置：粗加工后、關(guān)鍵工序后、送往外車間加工前后、零件全部加工結(jié)束之后目的：質(zhì)量控制。質(zhì)量檢驗特種檢驗（無損探傷、磁力探傷、水壓、超速試驗）去毛刺、倒鈍銳邊去磁清洗涂防銹油五 加工余量的確定1．加工余量的概念加工余量是指加工過程中從加工表面切去的金屬層厚度。加工余量可分為工序余量和總余量。

加工余量

（1）工序余量 金屬層厚度（）。對于外表面對于內(nèi)表面旋轉(zhuǎn)表面的加工余量是對稱加工余量對于軸對于孔（2）總加工余量 其值等于某一表面的毛坯尺寸與零件尺寸之差。加工余量和加工尺寸分布圖2．影響加工余量的因素影響加工余量的因素如下：（1）前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷層。（2）前工序的工序尺寸公差。（3）前工序產(chǎn)生的開關(guān)誤差和位置誤差。（4）本工序的裝夾誤差

3．確定加工余量的方法（1）經(jīng)驗估計法（2）查表修正法（3）分析計算法第六節(jié) 工序尺寸及其公差的確定一基準(zhǔn)重合時工序尺寸及其公差的確定

1）確定各工序的加工余量。

2）根據(jù)查得的余量計算各工序尺寸。

3）確定各工序的尺寸公差及表面粗糙度。

4）確定各工序的上、下偏差。內(nèi)孔工序尺寸計算表2-11工序尺寸及公差的計算

(單位:mm)12345工序名稱工序余量工序所能達(dá)到的精度等級工序尺寸(最小工序尺寸)工序尺寸及其上、下偏差磨孔0.460半精鏜孔1.660-0.4=59.6粗鏜孔759.6-1.6=58毛坯孔±258-7=51二 工藝尺寸鏈

1．工藝尺寸鏈的定義和特征工藝尺寸鏈的主要特征如下：（1）封閉性（2）關(guān)聯(lián)性

尺寸鏈?zhǔn)纠?、特征3、組成1、封閉性

2、關(guān)聯(lián)性。環(huán)——尺寸鏈中的每一個尺寸。它可以是長度或角度封閉環(huán)——在零件加工或裝配過程中間接獲得或最后形成的環(huán)。組成環(huán)——尺寸鏈中對封閉環(huán)有影響的全部環(huán)。

組成環(huán)又可分為增環(huán)和減環(huán)。

增環(huán)——若該環(huán)的變動引起封閉環(huán)的同向變動，則該環(huán)為增環(huán)．

減環(huán)——若該環(huán)的變動引起封閉環(huán)的反向變動。則該環(huán)為減環(huán)。4、增、減環(huán)判別方法在尺寸鏈圖中用首尾相接的單向箭頭順序表示各尺寸環(huán)，其中與封閉環(huán)箭頭方向相反者為增環(huán),與封閉環(huán)箭頭方向相同者為減環(huán)。A1A0A2A3封閉環(huán)減環(huán)增環(huán)舉例：.極值法

（1）極值法各環(huán)基本尺寸之間的關(guān)系封閉環(huán)的基本尺寸A0等于增環(huán)的基本尺寸之和減去減環(huán)的基本尺寸之和，即（2）各環(huán)極限尺寸之間的關(guān)系封閉環(huán)的最大極限尺寸A0max等于增環(huán)的最大極限尺寸之和減去減環(huán)的最小極限尺寸之和，即5、尺寸鏈計算的基本公式

封閉環(huán)的最小極限尺寸A0