模具制造工藝規(guī)程的編制.ppt

第2章 模具制造工藝過程的編制,本章主要內(nèi)容： 2.1 基本概念 2.2 編制工藝過程的依據(jù) 2.3 零件圖的工藝分析 2.4 毛坯選擇 2.5 定位基準(zhǔn)的選擇 2.6 工藝路線的擬訂 2.7 加工余量的確定 2.8 工序尺寸及其公差的確定 2.9 定位誤差分析與計(jì)算 2.10 裝配、試模與調(diào)整、維修,2.1基 本 概 念,一、模具制造的生產(chǎn)過程 模具的生產(chǎn)過程，是指將用戶提供的產(chǎn)品信息和制件的技術(shù)信息通過結(jié)構(gòu)分析、工藝性分析，設(shè)計(jì)成模具；并基于此，將原材料經(jīng)過加工、裝配，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂惺褂眯阅艿某尚凸ぞ叩娜^程。,具體地說，模具生產(chǎn)過程分以下六個(gè)階段：(1)模具方案確定 (2)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (3)生產(chǎn)準(zhǔn)備 成型件材料、模塊等坯料加工；標(biāo)準(zhǔn)零、部件配購(gòu)；根據(jù)造型設(shè)計(jì)，編制NC、CNC加工代碼組成的加工程序；以及刀具、工裝等。 (4)模具成型零件加工 (5)裝配與試模(6)驗(yàn)收與試用。,二、模具制造工藝過程及其組成 模具制造工藝過程定義為：直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相互位置及性能，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槌善坊虬氤善返倪^程。它是模具生產(chǎn)過程的主要部分，即從生產(chǎn)準(zhǔn)備到驗(yàn)收、試模合格之前，屬于制造工藝過程。 1. 工序：一個(gè)或一組工人在一個(gè)工作地對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程稱為工序。,工序是構(gòu)成工藝過程的基本單位，工序劃分的主要依據(jù)是加工地點(diǎn)是否變動(dòng)和加工內(nèi)容是否連續(xù)。舉例：帶肩導(dǎo)柱的車削，復(fù)雜型腔的數(shù)控加工。,2.安裝：在零件加工之前，使工件在機(jī)床或夾具上占有正確的位置并將其緊固的過程稱為裝夾（包括定位與夾緊兩個(gè)過程）。工件(或裝配單元)經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序稱為安裝。 一個(gè)工序中可以只有一次安裝，也可以有多次安裝。應(yīng)盡量減少安裝次數(shù)。舉例：導(dǎo)柱外圓面、端面及中心孔的車、鉆。 3.工位：為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件(或裝配單元)與夾具或設(shè)備的可動(dòng)部分一起相對(duì)刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個(gè)位置稱為工位。(位置是否改變) 舉例：三軸鉆床利用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)換位使零件按照裝卸、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔四個(gè)工位連續(xù)完成加工。,4.工步 在加工表面和加工工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序稱為工步。 加工表面與加工工具只要改變一個(gè)，就應(yīng)算作另一工步，如對(duì)同一個(gè)孔進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，應(yīng)作為三個(gè)工步。在工藝卡片中，按工序?qū)懗龈骷庸すげ?，就?guī)定了一個(gè)工序的具體操作方法及次序。,多工位連續(xù)加工,工步的合并： （1）對(duì)那些在一次安裝中連續(xù)進(jìn)行的若干相同的工步，通?？醋饕粋€(gè)工步。如：鉆4個(gè)孔 （2）對(duì)性質(zhì)相同，尺寸相差不大的表面，可合并為一個(gè)工步。如：同一工件不同尺寸外圓的車削。,工步的合并,5.工作行程（走刀）：切削工具在加工表面上切削，每切去一層材料稱為一個(gè)工作行程（走刀）。 一個(gè)工步里可以有一個(gè)工作行程，也可以有多個(gè)工作行程。如外圓的余量較多，在粗車工步中可以有多次工作行程。,2.2 編制工藝規(guī)程的依據(jù),一、工藝規(guī)程的作用與內(nèi)容 1.工藝規(guī)程：把整個(gè)零件的全部加工過程按照一定的格式所寫成的書面文件。它簡(jiǎn)要地規(guī)定了零件的加工順序、選用機(jī)床、工具、工序的技術(shù)要求及必要的操作方法。 2.工藝規(guī)程的作用：用以組織、指導(dǎo)、管理和控制模具制造的各個(gè)工序。 二、工藝規(guī)程編制的原則與依據(jù) 1.工藝規(guī)程編制的原則 在一定的條件下，以最簡(jiǎn)便的方法、最快的速度、最少的勞動(dòng)量和最少的費(fèi)用，可靠地加工出符合圖紙各項(xiàng)要求的零件。,2.工藝規(guī)程編制的依據(jù) 根據(jù)必要的技術(shù)資料，生產(chǎn)計(jì)劃(周期、進(jìn)度、數(shù)量)，本廠的生產(chǎn)條件(設(shè)備、工人技術(shù)水平、生產(chǎn)場(chǎng)地、起重運(yùn)輸?shù)?，結(jié)合需要的可能性，因地制宜地全面考慮。,三、模具工藝工作 1. 模具工藝工作的主要內(nèi)容 (1)編制工藝文件 模具工藝文件主要包括模具零件加工工藝規(guī)程、模具裝配工藝要點(diǎn)或工藝規(guī)程、原材料清單、外購(gòu)件清單和外協(xié)件清單等。 (2)二類工具的設(shè)計(jì)和工藝編制 二類工具(二級(jí)工具)是指加工模具零件和模具裝配中所用的各種專用工具。經(jīng)常設(shè)計(jì)的二類工具有：非標(biāo)準(zhǔn)的鉸刀和銑刀、各型面檢驗(yàn)樣板、非標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)、仿形加工用靠模、電火花成型加工電極、型面檢驗(yàn)放大圖樣等。,(3)處理加工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問題 處理模具零件加工和裝配過程中出現(xiàn)的技術(shù)、質(zhì)量和生產(chǎn)管理問題是模具工藝技術(shù)人員的經(jīng)常性工作之一。 (4)試模和鑒定工作 模具在裝配之后的試模是模具生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)，模具設(shè)計(jì)人員、工藝人員和其他人員通過試模中出現(xiàn)的問題，提出解決問題的對(duì)策，并對(duì)模具的最終技術(shù)質(zhì)量狀態(tài)作出正確的結(jié)論。,2. 模具工藝文件的編制 模具工藝規(guī)程包括加工工藝規(guī)程、裝配工藝規(guī)程和檢驗(yàn)工藝規(guī)程三部分。生產(chǎn)中常以工藝過程卡和工序卡來指導(dǎo)、規(guī)范生產(chǎn)。,編制工藝規(guī)程的步驟:,9. 填寫工藝文件。,1. 分析研究模具裝配圖和審查零件圖；,2. 確定生產(chǎn)類型；(單件或成批生產(chǎn)),3. 確定毛坯種類和尺寸；,4. 擬定工藝路線；（定位基準(zhǔn)和加工方法）,5. 確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差;,6. 確定各工序采用的機(jī)床及刀具、量具等工藝裝備;,7. 二類工具的設(shè)計(jì)和工藝編制；,8. 確定切削用量及時(shí)間定額等；, 2.3 零件圖的工藝分析,一、零件的結(jié)構(gòu)工藝性 零件的結(jié)構(gòu)工藝性：是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下，其制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。 零件的結(jié)構(gòu)工藝性好，就有利于優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。結(jié)構(gòu)工藝性的優(yōu)劣，除與各個(gè)零件本身特點(diǎn)有關(guān)之外，還應(yīng)考慮整機(jī)的裝配工藝性和生產(chǎn)類型。 1.原材料 機(jī)械零件所采用的原材料，除滿足使用性能要求外，還應(yīng)考慮： (1)便于采購(gòu)，不隨意使用貴重、稀缺材料； (2)便于加工，不隨意使用在原始狀態(tài)下具有過高硬度、過高韌性的材料。,2.各表面形狀、結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工,二、零件圖技術(shù)要求分析,1. 零件的精度分析 尺寸精度、形狀精度和位置精度，以及表面粗糙度。 2. 零件材料分析 材料性能對(duì)加工方法的影響。 3.其他技術(shù)要求 (1) 熱處理、表面處理及其他防腐處理。 (2) 特殊檢驗(yàn)方法，如磁力探傷、X光檢查、熒光檢驗(yàn)等。 (3)其他要求，如動(dòng)平衡、退磁處理等。,例1:圓錐定位套 模具零件的工藝分析:,a. 零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析；,b. 零件圖技術(shù)要求分析；,零件的技術(shù)要求：尺寸精度、幾何形狀精度、各表面的相互位置精度、表面質(zhì)量、零件材料、熱處理及其它要求。,通過分析，判斷其可行性和合理性，合理選擇零件的各種加工方法和工藝路線。,2.4 毛 坯 選 擇,一、毛坯的分類和選擇原則,毛坯的選擇應(yīng)根據(jù)所用材料、零件結(jié)構(gòu)、復(fù)雜程度、生產(chǎn)類型和本廠的生產(chǎn)條件幾個(gè)方面來決定。,二、毛坯的形狀和尺寸 工藝人員在分析產(chǎn)品圖紙后，應(yīng)該對(duì)所負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的工藝過程的那部分零件決定毛坯方案，而后在編制工藝過程的同時(shí)，逐步?jīng)Q定毛坯尺寸和形狀，畫出毛坯圖。 1.毛坯形狀 根據(jù)零件形狀選擇合適的毛坯形狀。 2.毛坯尺寸 根據(jù)所采用的毛坯方案，估計(jì)各表面的工序數(shù)，由各工序的加工余量決定毛坯的尺寸，即在原零件尺寸基礎(chǔ)上加上各表面在各工序所有的加工余量的總和(總加工余量)，構(gòu)成毛坯的尺寸。而后根據(jù)毛坯制造和零件機(jī)械加工所要求的結(jié)構(gòu)工藝性修改其形狀，繪制毛坯圖。,3.毛坯尺寸的確定方法,例1：某模具零件的外形尺寸為30mm 140mm 220mm，材料為Cr12MoV。 毛坯尺寸：35mm145mm 225mm 例2：如圖所示零件，試確定毛坯尺寸,外形尺寸： 4872 86 毛坯尺寸 5276 90,4. 坯料加工 長(zhǎng)方體毛坯加工工序： 備料鍛造熱處理退火（回火）刨（銑）六面磨平面。 圓形坯料加工工序： 備料車加工內(nèi)外圓磨表面。 留磨余量,2.5 定位基準(zhǔn)的選擇,一、 概念： （1）基準(zhǔn)：在零件的設(shè)計(jì)和制造過程中，用于確定其它點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的點(diǎn)、線、面。分別稱為基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面。 1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：在零件圖上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn). 2）工藝基準(zhǔn)：零件在加工和裝配中所使用的基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn)：用以確定工件在機(jī)床或夾具中正確位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。 測(cè)量基準(zhǔn)（檢驗(yàn)基準(zhǔn)）：測(cè)量零件已加工表面位置及尺寸的基準(zhǔn)。 裝配基準(zhǔn)：裝配時(shí)用于確定零件相互間正確裝配位置的基準(zhǔn)。,二、定位基準(zhǔn) 1. 定位基準(zhǔn)的特點(diǎn) (1)工件定位時(shí)，所選定位基準(zhǔn)可能是點(diǎn)、線、面，其中點(diǎn)或線應(yīng)由某些具體的表面體現(xiàn)出來，這些表面稱為定位基準(zhǔn)面。例如以中心線作定位基準(zhǔn)，可由內(nèi)、外圓表面或兩對(duì)稱的側(cè)平面體現(xiàn)。 (2)工件定位時(shí)，往往通過它的定位表面放置在機(jī)床上或夾具中，這時(shí)定位基準(zhǔn)面起支承作用，但并不是所有定位表面都起支承作用。如直接找正、劃線找正定位，所找正的那條線或那個(gè)面本身是定位基準(zhǔn)，有時(shí)它是被加工表面，不能起支承作用。 (3)工件定位時(shí)，應(yīng)視零件加工的具體情況，根據(jù)六點(diǎn)定位原則選擇定位基準(zhǔn)。需要限制的自由度少，可能只需一個(gè)表面定位(如平面)；所需要限制的自由度多，則需要一組表面定位；限制六個(gè)自由度，必須沿三個(gè)坐標(biāo)方向以三個(gè)表面作定位基準(zhǔn)。,2. 定位基準(zhǔn)的分類 粗基準(zhǔn)：在加工的起始工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準(zhǔn)，則該表面稱為粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)：利用已經(jīng)加工過的表面作定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。 由于產(chǎn)品的精度在很大程度上取決于定位基準(zhǔn)選擇是否合適，作為定位基準(zhǔn)的表面應(yīng)該具備一定的精確性。但是，在一個(gè)毛坯件的第一道機(jī)械加工工序，工件上各表面都是毛面，所選用的基準(zhǔn)面也只能是毛面。因此，定位基準(zhǔn)就有粗基準(zhǔn)(毛基準(zhǔn))和精基準(zhǔn)(光基準(zhǔn))的差別，它們的情況不同，選擇的原則也就不一樣。,3. 定位基準(zhǔn)選擇原則 1）粗基準(zhǔn)的選擇 在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)考慮的重點(diǎn)是：一是如何保證各加工表面有足夠的加工余量；二是保證各加工面與非加工面之間的相互位置關(guān)系，三是保證裝夾的穩(wěn)定性和可靠性。具體選擇時(shí)可采用下列原則：,(1)當(dāng)零件上只有一個(gè)非加工表面時(shí)，為了保證非加工表面與加工表面之間的位置要求，應(yīng)選擇非加工表面作粗基準(zhǔn)(圖 (a)；如果零件上有多個(gè)非加工表面，則應(yīng)以其中與加工面相互位置要求較高的表面作粗基準(zhǔn)，如圖 (b)所示。,(2)如果零件上沒有非加工表面，選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)考慮合理地分配各表面的加工余量。 應(yīng)保證各主要加工表面都有足夠的余量。為滿足這個(gè)要求，應(yīng)選擇毛坯余量最小的表面作粗基準(zhǔn)。如圖2.13(c)所示的階梯軸。應(yīng)選58mm外圓表面作粗基準(zhǔn)。 對(duì)于工件上的某些重要表面(如導(dǎo)軌和重要孔等)，為了盡可能使其加工余量均勻，則應(yīng)選擇重要表面作粗基準(zhǔn)。 或選擇工件上那些加工面積較大，形狀復(fù)雜，加工量較大的表面為粗基準(zhǔn)。,(c),(3) 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。在同一尺寸方向上，粗基準(zhǔn)通常只允許使用一次，以免產(chǎn)生較大的定位誤差。如圖所示的小軸加工，如重復(fù)使用B面去加工A、C面，則必然會(huì)使A面與C面的軸線產(chǎn)生較大的同軸度誤差。 (4)選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。,2)精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)考慮的重點(diǎn)是：如何減小定位誤差，提高加工精度。同時(shí)考慮裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)遵循以下原則： (1) “基準(zhǔn)重合”原則. 選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn),稱為“基準(zhǔn)重合”原則。,(2)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以比較方便地加工其他各表面時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準(zhǔn)定位，這就是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。 (3)“自為基準(zhǔn)”的原則 當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。例如磨削床身的導(dǎo)軌面時(shí)，就是以導(dǎo)軌面本身作定位基準(zhǔn)(圖2.18)。此外，用浮動(dòng)鉸刀鉸孔，用圓拉刀拉孔，用無心磨床磨外圓表面等，均為以加工表面本身作定位基準(zhǔn)的實(shí)例。,(4)“互為基準(zhǔn)”的原則 為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可采用互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的原則。如薄板的磨削、導(dǎo)套的內(nèi)外圓面加工。 (5)保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便的原則,3）輔助基準(zhǔn)的應(yīng)用 工件定位時(shí)，為了保證加工表面的位置精度，多數(shù)情況下優(yōu)先選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)為主要定位基準(zhǔn)，這些基準(zhǔn)一般為零件上的重要工作表面。但有些零件的加工，為裝夾方便或易于實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一，人為地制造一種定位基準(zhǔn)，如零件上的工藝凸臺(tái)和軸類零件加工時(shí)的中心孔。這些表面不是零件上的工作表面，只是由于工藝需要而作出的，這種基準(zhǔn)稱為輔助基準(zhǔn)。此外，零件上的某些次要表面(非配合表面)，因工藝上宜作定位基準(zhǔn)而提高它的加工精度和表面質(zhì)量，這種表面也稱為輔助基準(zhǔn)。,2.6工藝路線的擬訂,機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂，大體可分為兩個(gè)部分：擬訂零件加工的工藝路線；確定各道工序的工序尺寸及公差、所用設(shè)備及工藝裝備、切削規(guī)范和時(shí)間定額等。 一、 表面加工方法的選擇 有一定技術(shù)要求的零件表面，一般不是用一種工藝方法一次加工就能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的，所以對(duì)于精度要求較高的表面，在選擇加工方法時(shí)，總是根據(jù)各種工藝方法所能達(dá)到的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度等因素來選定它的最后加工方法，然后再選定前面一系列準(zhǔn)備工序的加工方法和順序，經(jīng)過逐次加工達(dá)到其設(shè)計(jì)要求。,選擇零件各表面加工方法的基本思路： 1.被加工表面的精度和表面質(zhì)量要求 所采用加工方法的經(jīng)濟(jì)精度應(yīng)能保證零件圖樣所規(guī)定的精度和表面質(zhì)量要求。 例如，材料為碳鋼，尺寸精度為IT7，表面粗糙度Ra=0.8m的外圓柱面，應(yīng)該選用磨削加工方法作為達(dá)到工件加工精度的最終加工方法。 當(dāng)多種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度都能滿足被加工表面的精度和表面粗糙度要求時(shí)，選擇何種加工方法則取決于零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料、熱處理等項(xiàng)因素。例如IT7的孔，采用鏜、鉸、磨、拉削加工均可達(dá)到精度要求，都符合加工經(jīng)濟(jì)精度。但是，對(duì)模板上的孔，則不應(yīng)選擇拉削和內(nèi)圓磨削加工，宜采用鏜削、鉸削加工；對(duì)于位置精度要求較高的孔采用坐標(biāo)鏜或坐標(biāo)磨加工，而不宜采用鉸削加工，因?yàn)殂q孔不能糾正孔的位置偏差。被加工表面的尺寸大小對(duì)選擇加工方法也有一定的影響。例如孔徑較大時(shí)宜選用鏜孔，而加工直徑小的孔，則采用鉸孔較為適當(dāng)。,2 零件材料的性質(zhì)及熱處理要求 對(duì)于加工質(zhì)量要求高的有色金屬零件，一般采用精細(xì)車、精細(xì)銑或金剛鏜進(jìn)行加工，應(yīng)避免采用磨削加工。淬火后的鋼質(zhì)零件宜采用磨削加工和特種加工。 3 生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性要求 所選擇的零件加工方法，除保證產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)精度要求外，應(yīng)有盡可能高的生產(chǎn)率。尤其在大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡量采用高效率的先進(jìn)加工方法和設(shè)備，以達(dá)到大幅度提高生產(chǎn)效率的目的。,二、工藝階段的劃分 1.工藝過程四個(gè)階段的劃分 (1) 粗加工階段主要任務(wù)是切除加工表面上的大部分余量，使毛坯的形狀和尺寸盡量接近成品。粗加工階段應(yīng)考慮的主要是如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 (2)半精加工階段：主要任務(wù)是減小粗加工后留下的誤差和表面缺陷層，使被加工面達(dá)到一定的精度，同時(shí)完成一些次要表面的加工(如鉆孔、攻螺紋、切槽等) 。 (3)精加工階段:主要任務(wù)是使精度要求高的表面達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量要求。要求的加工精度較高，各表面的加工余量和切削用量都比較小。 (4)光整加工階段主要任務(wù)是提高被加工表面的尺寸精度和減小表面粗糙度，一般不能糾正形狀和位置誤差。對(duì)尺寸精度和表面粗糙度要求特別高的表面才安排光整加工。,2.劃分工藝階段的原因及原則 (1)保證加工質(zhì)量（漸精的概念） 逐級(jí)提高零件的精度，消除或減小加工過程中的內(nèi)應(yīng)力和變形。 (2)合理使用設(shè)備 (3)便于熱處理工序的安排 (4)便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷和保護(hù)已加工表面,三、工序的劃分 確定工序數(shù)目的兩個(gè)原則：工序集中原則和工序分散原則 1.工序集中的特點(diǎn)： （1） 工件在一次裝夾后，可以加工多個(gè)表面，能較好地保證表面之間的相互位置精度；可以減少裝夾工件的次數(shù)和輔助時(shí)間；減少工件在機(jī)床之間的搬運(yùn)次數(shù)，有利于縮短生產(chǎn)周期。 （2）可減少機(jī)床數(shù)量、操作工人，節(jié)省車間生產(chǎn)面積，簡(jiǎn)化生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作。 2. 工序分散具有以下特點(diǎn)： （1）機(jī)床設(shè)備及工裝比較簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，生產(chǎn)工人易于掌握。 （2）可以采用最合理的切削用量，減少機(jī)動(dòng)時(shí)間。 （3）設(shè)備數(shù)量多，操作工人多，生產(chǎn)面積大。,四、 加工順序的安排 1.切削加工工序的安排 零件的被加工表面不僅有自身的精度要求，而且各表面之間還常有一定的位置要求，在零件的加工過程中要注意基準(zhǔn)的選擇與轉(zhuǎn)換。安排加工順序應(yīng)遵循以下原則： (1) 先粗后精：即先進(jìn)行粗加工，再進(jìn)行半精加工，最后進(jìn)行精加工和光整加工。 (2)基面先行：先加工基準(zhǔn)表面，后加工其他表面。在零件加工的各階段，應(yīng)先把基準(zhǔn)面加工出來，以便后續(xù)工序用它來定位加工其他表面。 (3)先主后次：先加工主要表面，后加工次要表面。零件的工作表面、裝配基面等應(yīng)先加工。而鍵槽、螺孔等往往和主要表面之間有相互位置要求，一般應(yīng)安排在主要表面之后加工。 (4)先面后孔：先加工平面，后加工內(nèi)孔。對(duì)于箱體、模板類零件平面輪廓尺寸較大，用它定位，穩(wěn)定可靠，一般總是先加工出平面作精基準(zhǔn)，然后加工內(nèi)孔。,2.熱處理工序的安排 熱處理工序在工藝路線中的安排，主要取決于零件熱處理的目的。 (1)改善金屬組織和加工性能的熱處理工序，如退火、正火和調(diào)質(zhì)等，一般安排在粗加工前、后。 (2)提高零件硬度和耐磨性的熱處理工序，如淬火、滲碳淬火等，一般安排在半精加工之后，精加工、光整加工之前。滲氮處理溫度低、變形小，且滲氮層較薄，滲氮工序應(yīng)盡量靠后，如安排在工件粗磨之后，精磨、光整加工之前。 (3)時(shí)效處理工序，時(shí)效處理的目的在于減小或消除工件的內(nèi)應(yīng)力，一般在粗加工之后精加工之前進(jìn)行。對(duì)于高精度的零件，在加工過程中常進(jìn)行多次時(shí)效處理。 舉例： 鍛造退火粗加工半精加工淬火與回火精加工鉗工拋光鍍鉻鉗工裝配（T8A,T10A） 鍛造退火粗加工調(diào)質(zhì)或高溫回火精加工淬火與回火鉗工拋光鍍鉻鉗工裝配（5CrNiMo, 5CrMnMo,9SiCr）,3.輔助工序安排 輔助工序主要包括檢驗(yàn)、去毛刺、清洗、防銹、刻字等。其中檢驗(yàn)工序是主要的輔助工序。為保證產(chǎn)品質(zhì)量，及時(shí)剔除廢品，防止浪費(fèi)工時(shí)，并使責(zé)任明確，檢驗(yàn)工序一般安排在零件粗加工或半精加工結(jié)束之后；重要工序加工前后；零件送外車間(如熱處理)加工之前；零件全部加工結(jié)束之后。 （1）粗加工、半精加工后，精加工前的檢驗(yàn) （2）重要工序加工前后的檢驗(yàn) （3）熱處理前的檢驗(yàn) （4）特種性能的檢驗(yàn) （6）零件從此車間轉(zhuǎn)送到另一車間前后的檢驗(yàn) （7）裝配前的檢驗(yàn),2.7 加工余量的確定,一、加工余量的概念 1.總加工余量和工序加工余量 （1）總加工余量：為了得到零件上某一表面所要求的精度和表面質(zhì)量而從毛坯表面上切除的全部多余的金屬層厚度，稱為該表面的總加工余量。 （2）工序加工余量：為完成某一個(gè)工序而從該表面上切除的金屬層厚度，稱為工序加工余量。,總加工余量與工序加工余量的關(guān)系為： 式中：Z總總加工余量； Zi第i道工序的加工余量； n工序數(shù)目。,2.公稱加工余量、最大加工余量和最小加工余量 （1）公稱加工余量：通常所說的加工余量又稱公稱加工余量，其值等于前后工序的基本尺寸之差。,式中： Zb本工序的加工余量； a前工序的工序尺寸； b本工序的工序尺寸。,加工余量有雙邊余量和單邊余量之分，平面的加工余量是單邊余量，它等于實(shí)際切削的金屬層厚度。對(duì)于外圓和孔等回轉(zhuǎn)表面，加工余量指雙邊余量，即以直徑方向計(jì)算，實(shí)際切削的金屬為加工余量數(shù)值的一半。,對(duì)于外表面的單邊余量 Zb=a-b 對(duì)于內(nèi)表面的單邊余量 Zb=b-a 對(duì)于軸 2Zbda-db 對(duì)于孔 2Zb=db-da,（2）最大加工余量和最小加工余量 最大加工余量：前工序最大工序尺寸和本工序最小工序尺寸之差； 最小加工余量： 前工序最小尺寸與本工序最大尺寸之差。,對(duì)外表面： Zbmax=amax-bmin Zbmin=amin-bmax Tzb=Tbmax-Tbmin =Ta+Tb 式中： Tzb本工序加工余量公差； Tb本工序工序尺寸公差； Ta前工序工序尺寸公差。 Zbmin本工序最大和最小加工余量； bmax、bmin本工序最大和最小尺寸； amax、amin前工序最大和最小尺寸； Zamax、Zamin前工序最大和最小加工余量，,加工余量的公差帶，一般是按“入體原則” 分布在零件加工表面上的。毛坯尺寸的公差，一般采用雙向標(biāo)注.,二、確定加工余量的方法 1. 影響工序余量的因素 (1)上道工序的尺寸公差T (2)上道工序表面粗糙度Ry（表面輪廓最大高度）和表面缺陷層厚度H (3)本工序加工時(shí)的安裝誤差：包括定位誤差、夾緊誤差（夾緊變形）及夾具誤差 (4)上道工序留下的平面度、直線度之類的位置誤差,2. 確定加工余量一般有如下三種方法： (1)分析計(jì)算法 (2) 查表修正法 此法是以工藝手冊(cè)、生產(chǎn)實(shí)踐和各種試驗(yàn)研究積累的有關(guān)加工余量的資料數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并結(jié)合實(shí)際的加工情況來確定加工余量的方法，應(yīng)用比較廣泛。在查表時(shí)應(yīng)注意表中的數(shù)據(jù)是公稱值，對(duì)稱表面(軸和孔)是加工余量的雙邊值，非對(duì)稱表面的加工余量是單邊值。 (3)經(jīng)驗(yàn)估算法 此法是根據(jù)工藝人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來確定加工余量的方法。這種方法不太準(zhǔn)確，并且為了避免因加工余量不夠而產(chǎn)生廢品的情況，估計(jì)的加工余量一般偏大，常用于模具零件。, 2.8 工序尺寸及其公差的確定 一、工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及其公差的確定 是指定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)，同一表面經(jīng)過多次加工才能滿足加工精度要求，應(yīng)如何確定各道工序的工序尺寸及其公差。其方法是考慮各工序的余量和此種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，從最后一道工序向前推算: (1)確定工序公差 最后一道工序的尺寸公差等于或小于設(shè)計(jì)尺寸公差，其余工序公差按經(jīng)濟(jì)精度確定(見有關(guān)手冊(cè)) (2)求工序基本尺寸 從零件圖上的設(shè)計(jì)尺寸開始，一直往前推算到毛坯尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或減去后道工序余量。 (3)標(biāo)注工序尺寸公差 最后一道工序的公差按設(shè)計(jì)尺寸標(biāo)注，其余工序尺寸公差按入體方向標(biāo)注。 (4)確定毛坯總余量和工序余量。,例3 某工件上有20+0.021(H7)的孔，加工工序?yàn)椋恒@孔擴(kuò)孔粗鉸精鉸。求各工序尺寸。,二、工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及其公差的確定 1.工藝尺寸鏈的基本概念 1) 工藝尺寸鏈的定義和特征,工藝尺寸鏈的主要特征 (1)封閉性尺寸鏈中各個(gè)尺寸首尾相接形成一個(gè)封閉的系統(tǒng)。不封閉就不成為尺寸鏈。 (2)關(guān)聯(lián)性任何一個(gè)能直接保證的尺寸及其精度的變化，必將影響間接保證的尺寸和其精度。,工藝尺寸鏈：零件加工過程中，同一工件上相互聯(lián)系、按一定順序排列成封閉圖形的尺寸組合，稱為工藝尺寸鏈，簡(jiǎn)稱尺寸鏈。,2)工藝尺寸鏈的組成 （1）環(huán)：組成尺寸鏈的每一個(gè)尺寸，稱為尺寸鏈的環(huán)。 （2）封閉環(huán)：加工過程中間接得到的尺寸，稱為尺寸鏈的封閉環(huán)。每個(gè)尺寸鏈中有且僅有一個(gè)封閉環(huán)。用加下標(biāo)o(或）的字母表示。 （3）組成環(huán)：除封閉環(huán)以外的其他環(huán)，稱為組成環(huán)。組成環(huán)的尺寸是直接保證的，它又影響到封閉環(huán)的尺寸。按其對(duì)封閉環(huán)的影響又可分為增環(huán)和減環(huán)。 （4）增環(huán)當(dāng)其余組成環(huán)不變，該環(huán)增大(或減小)使封閉環(huán)隨之增大(或減小)的環(huán)，稱為增環(huán)。為簡(jiǎn)明起見，給該環(huán)冠一個(gè)向右的箭頭。 （5）減環(huán)當(dāng)其余組成環(huán)不變，該環(huán)增大(或減小)使封閉環(huán)減小(或增大)的環(huán)，稱為減環(huán)。為簡(jiǎn)明起見，給該環(huán)冠一個(gè)向左的箭頭。,3）工藝尺寸鏈的畫法 （1）封閉環(huán)的確定 正確確定封閉環(huán)是解算工藝尺寸鏈最關(guān)鍵的一步。如果封閉環(huán)確定錯(cuò)了，整個(gè)尺寸鏈的解算將是錯(cuò)誤的。要認(rèn)準(zhǔn)封閉環(huán)是“間接、派生、最后”獲得的尺寸這一關(guān)鍵點(diǎn)。 （2）然后從封閉環(huán)一端開始，按照尺寸之間的聯(lián)系首尾相連，依次畫出對(duì)封閉環(huán)有影響的尺寸，直到封閉環(huán)的另一端，形成一個(gè)封閉圖形，就構(gòu)成一個(gè)尺寸鏈。 （3）按照各組成環(huán)對(duì)封閉環(huán)的影響，確定其為增環(huán)或減環(huán)。 對(duì)于環(huán)數(shù)多的尺寸鏈，可以采用箭頭法，即先給A尺寸的上方(或下方)任意畫箭頭方向，然后沿著規(guī)定好的方向給各環(huán)依次畫下去，凡箭頭方向與封閉環(huán)A的箭頭方向相同的環(huán)為減環(huán)，相反的為增環(huán)。 注意：所建立的尺寸鏈，應(yīng)是最短的(即使組成環(huán)數(shù)最少)，這樣才能更好地滿足封閉環(huán)的精度或者使各組成環(huán)的加工更容易、更經(jīng)濟(jì)。,例：某模具零件設(shè)計(jì)尺寸如圖所示。A、C、D三面已加工完畢，現(xiàn)以A面做定位基準(zhǔn)銑削槽E。試畫出本工序工藝尺寸鏈。,4)工藝尺寸鏈計(jì)算的基本公式 工藝尺寸鏈的計(jì)算，有極值法和概率法兩種。一般多采用極值法。本課程只介紹極限法。 （1）封閉環(huán)基本尺寸：等于所有增環(huán)的基本尺寸之和減去所有減環(huán)的基本尺寸之和。即：,式中： n增環(huán)的環(huán)數(shù)； m組成環(huán)的總環(huán)數(shù),（2）封閉環(huán)極限尺寸,（3）封閉環(huán)上下偏差,（4）封閉環(huán)的公差,式中： ES(A)環(huán)的上偏差； EI(A)環(huán)的下偏差。,式中： Ti組成環(huán)的公差。,5)尺寸鏈計(jì)算的三種形式 （1）正計(jì)算 已知各組成環(huán)尺寸，求封閉環(huán)尺寸，其計(jì)算的結(jié)果是惟一的。這種情況主要用于設(shè)計(jì)尺寸、校核。 （2）反計(jì)算 已知封閉環(huán)尺寸，求各組成環(huán)尺寸。這種情況實(shí)際上相當(dāng)于X+Y+Z=C這樣一個(gè)不等式，在求解這個(gè)不等式時(shí)，是將封閉環(huán)的公差值合理地分配給各組成環(huán)，分配時(shí)一般按照等公差值法、等精度法、等工序能力法，來確定組成環(huán)的公差值，并加以適當(dāng)調(diào)整，使各組成環(huán)公差之和等于或小于封閉環(huán)公差。它主要用于根據(jù)機(jī)器裝配精度，確定各零件尺寸及偏差時(shí)的情況。 （3）中間計(jì)算 已知封閉環(huán)和部分組成環(huán)，求某一組成環(huán)。此法應(yīng)用最廣，廣泛用于加工中基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的計(jì)算。,2.工藝尺寸鏈的分析和計(jì)算 1)測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)的工序尺寸計(jì)算 在零件加工時(shí)，會(huì)遇到一些表面加工之后設(shè)計(jì)尺寸不便直接測(cè)量的情況。因此需要在零件上另選一個(gè)易于測(cè)量的表面作測(cè)量基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，來間接檢驗(yàn)設(shè)計(jì)尺寸。 例 如圖所示套筒零件，兩端面已加工完畢，加工孔底面C時(shí)，要保證尺寸16-0.35mm，因該尺寸不便測(cè)量，試標(biāo)出測(cè)量尺寸。,解： （1）畫出工藝尺寸鏈 （2）封閉環(huán)基本尺寸,（3）封閉環(huán)上偏差：,（4）封閉環(huán)下偏差：,（5）本工序測(cè)量尺寸：,討論：由于基準(zhǔn)不重合而進(jìn)行尺寸換算，將帶來兩個(gè)問題： （1）提高了組成環(huán)尺寸的測(cè)量精度要求和加工精度要求。設(shè)計(jì)公差為0.35mm，換算后的測(cè)量尺寸公差為0.18mm。 （2）假?gòu)U品問題 假如60-0.17實(shí)際加工尺寸為60，則尺寸A1在44+0.35范圍之內(nèi)都能保證A0=16-0.35。如果按A1= 44+0.18的要求加工，會(huì)出現(xiàn)假?gòu)U品現(xiàn)象。,2)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)的工序尺寸計(jì)算 零件調(diào)整法加工時(shí)，如果加工表面的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，就要進(jìn)行尺寸換算，重新標(biāo)注工序尺寸。 例 如圖所示零件，尺寸60-0.12mm已經(jīng)保證，現(xiàn)以1面定位用調(diào)整法精銑2面，試標(biāo)出工序尺寸。,解： （1）畫出工藝尺寸鏈,（2）封閉環(huán)基本尺寸,（3）封閉環(huán)上偏差：,（4）封閉環(huán)下偏差：,（5）本工序尺寸：,討論：當(dāng)封閉環(huán)公差小于組成環(huán)公差的和時(shí)，計(jì)算所得公差值為負(fù)。上例所示如果60-0.12改為60-0.25，換算后工序尺寸A2為：,出現(xiàn)這種情況可以采取的措施： （1）減小其他組成環(huán)的公差。 （2）改變定位基準(zhǔn)或加工方式,3)尚需繼續(xù)加工的表面上標(biāo)注的工序尺寸及其偏差的計(jì)算 例 如圖所示為齒輪內(nèi)孔的局部簡(jiǎn)圖，設(shè)計(jì)要求為：孔徑40+0.05mm，鍵槽深度尺寸為43.6+0.34mm，其加工順序?yàn)椋?鏜內(nèi)孔至39.6+0.1mm； 插鍵槽至尺寸A； 熱處理，淬火； 磨內(nèi)孔至40+0.05 試確定插鍵槽的工序尺寸A。,4)保證滲氮、滲碳層深度的工藝計(jì)算 有些零件的表面需進(jìn)行滲氮或滲碳處理，并且要求精加工后要保持一定的滲層深度。為此，必須確定滲前加工的工序尺寸和熱處理時(shí)的滲層深度。,例2-7 如圖所示某零件內(nèi)孔，材料為38CrMoAlA，孔徑為150+0.04mm。內(nèi)孔表面需要滲氮，滲氮層深度為0.3mm0.5mm。其加工過程為：(1)磨內(nèi)孔至149.76+0.04 mm (2)滲氮，深度t；(3)磨內(nèi)孔至150+0.04mm，并保留滲層深度t0=0.3mm0.5mm。試求滲氮時(shí)的深度t。,5)列表計(jì)算法 將計(jì)算公式改寫成如下所示的豎式表，計(jì)算時(shí)較為簡(jiǎn)明清晰?？v向各列中，最后一行為該列以上各行相加的和；橫向各行中，第列為第列與第列之差；而最后一列和最后一行則是進(jìn)行綜合驗(yàn)算的依據(jù)。,6）余量校核 例 如圖 (a)所示的小軸，其軸向尺寸的加工過程為：車端面A；車臺(tái)肩面B以保證尺寸49.5+0.3mm；車端面C以保證總長(zhǎng)80-0.2mm；鉆頂尖孔；熱處理；磨臺(tái)肩面B以保證尺寸30-0.14mm。試校核臺(tái)肩面B的加工余量。,其工藝尺寸鏈如圖 (b)所示。由于該余量是間接獲得的，故為封閉環(huán)。,列表求余量A0的有關(guān)尺寸及偏差。,結(jié)果:A00.5mm；A0max0.64mm；A0min0mm。如果要求最小磨削余量為A0min=0.1mm，因A2、A3是設(shè)計(jì)要求尺寸，所以只能變動(dòng)中間工序尺寸A1來滿足新的封閉環(huán)要求。,7)由多尺寸保證而進(jìn)行的尺寸換算 所謂多尺寸保證是指加工一個(gè)表面時(shí)，同時(shí)要保證幾個(gè)位置尺寸，其實(shí)質(zhì)是并聯(lián)尺寸鏈中公共環(huán)的求解和計(jì)算。 例 圖 (a)所示的階梯軸，圖中尺寸為設(shè)計(jì)尺寸。其軸向尺寸的加工過程為：精車端面A(A面留磨削余量Z=0.3mm)；以A面為基準(zhǔn)，精車B面，中間工序尺寸為A1；以B面為基準(zhǔn)精車C面，工序尺寸為A2；磨A面達(dá)到圖樣設(shè)計(jì)尺寸要求。試求工序尺寸A1、A2并校核磨削余量。,解：1）求A2,2)求A1并校核磨削余量 按經(jīng)濟(jì)精度確定A1的公差TA10.16mm，按“入體原則”標(biāo)為：A1-0.16mm。,結(jié)論： A1=39.7-0.16mm；A2=120+0.05-0.15mm； Z=0.3+0.26mm；Zmax=0.56mm；Zmin=0.3mm，故磨削余量適當(dāng)。,