零件的機(jī)械加工工藝過程

6.1基 本 概 念 6.2 零 件 的 工 藝 分 析6.3 工 件 定 位 與 基 準(zhǔn) 的 選 擇6.4工 藝 路 線 的 擬 定6.5 加 工 余 量 和 工 序 尺 寸 的 確 定6.6 工 藝 尺 寸 鏈6.7 變 速 箱 體 機(jī) 械 加 工 工 藝 設(shè) 計(jì) 6.1.1生 產(chǎn) 過 程 和 工 藝 過 程生 產(chǎn) 過 程 ：從 原 材 料 （ 或 半 成 品 ） 開 始 直 到 成 品 的 所 有相 互 關(guān) 聯(lián) 的 勞 動(dòng) 過 程 總 和 就 稱 為 生 產(chǎn) 過 程 。 包 括 ： 技 術(shù) 準(zhǔn) 備 過 程 工 藝 過 程 輔 助 生 產(chǎn) 過 程 生 產(chǎn) 服 務(wù) 過 程6.1 基 本 概 念 工 藝 過 程 指 直 接 改 變 原 材 料 或 半 成 品 的 尺 寸 、 形 狀 、表 面 的 相 互 位 置 、 表 面 粗 糙 度 或 性 能 ， 使 之成 為 成 品 的 過 程 。 它 包 括 ： 鑄 造 工 藝 、 鍛 造工 藝 、 焊 接 工 藝 、 沖 壓 工 藝 、 電 鍍 工 藝 、 熱處 理 工 藝 、 機(jī) 械 加 工 工 藝 、 裝 配 工 藝 等 。 采 用 金 屬 切 削 去 除 零 件 表 面 材 料 的 方 式 ，獲 得 成 品 的 工 藝 過 程 稱 為 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程(簡 稱 為 工 藝 過 程 )。 6.1.2工 藝 過 程 的 組 成 工 序一 個(gè) 或 一 組 工 人 ， 在 一 臺 機(jī) 床 上 或 在 同 一 個(gè) 工 作 地 點(diǎn) 對 一 個(gè) 或 一 組 個(gè) 工 件連 續(xù) 完 成 的 那 部 分 工 藝 過 程 ， 稱 為 工 序 。 劃 分 工 序 的 依 據(jù) 是 工 作 地 點(diǎn) 是 否變 化 和 工 作 是 否 連 續(xù) 。 工 序 號 工 種 工 序 內(nèi) 容 工 作 地點(diǎn)0 下 料 下 料 鋸 床5 車 車 兩 端 面 ， 鉆 中 心 孔 車 床10 車 粗 車 、 精 車 大 外 圓 和 小 外圓 ； 掉 頭 車 另 一 小 外 圓 。 車 床15 銑 銑 鍵 槽 銑 床20 磨 磨 大 外 圓 、 小 外 圓 ， 調(diào) 頭磨 另 一 小 外 圓 。 磨 床25 檢 檢 驗(yàn) 。 檢 驗(yàn) 臺 安 裝工 件 在 機(jī) 床 或 夾 具 中 定 位 并 夾 緊 的 過 程 稱 為裝 夾 。 在 一 個(gè) 工 序 內(nèi) ， 工 件 的 加 工 可 能 需 要裝 夾 幾 次 。 如 表 中 的 工 序 10， 共 有 兩 次 裝夾 。 第 一 次 裝 夾 完 成 車 右 端 面 、 中 心 孔 、 車大 外 圓 和 小 外 圓 ， 第 二 次 裝 夾 完 成 另 一 端 面和 小 外 圓 的 加 工 。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 。 上 述 工 序 10也 是 兩個(gè) 安 裝 過 程 。 工 步 與 復(fù) 合 工 步工 步 是 指 加 工 表 面 、 切 削 刀 具 、 切 削 速 度和 進(jìn) 給 量 都 保 持 不 變 的 條 件 下 所 完 成 的 那一 部 分 工 藝 過 程 。 在 大 批 量 生 產(chǎn) 中 ， 尤 其 在 專 用 設(shè) 備 中 ， 為提 高 生 產(chǎn) 率 ， 用 幾 把 刀 具 或 復(fù) 合 刀 具 同 時(shí)加 工 一 個(gè) 工 件 的 幾 個(gè) 表 面 的 工 步 稱 為 復(fù) 合工 步 。 工 藝 文 件 上 ， 復(fù) 合 工 步 記 為 一 個(gè) 工步 。 工 位相 對 刀 具 或 設(shè) 備 的 固 定 部 分 ， 工 件 所 占 有 的每 一 個(gè) 加 工 位 置 稱 為 工 位 。 工 位 裝 卸 工 件 ； 工 位 鉆 孔 工 位 擴(kuò) 孔 ； 工 位 鉸 孔 ； 工 位 走 刀 6.1.3生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) 和 生 產(chǎn) 類 型 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng)生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) 是 指 企 業(yè) 在 計(jì) 劃 期 內(nèi) 應(yīng) 當(dāng) 生 產(chǎn) 的 產(chǎn) 品 產(chǎn)量 和 進(jìn) 度 計(jì) 劃 。 計(jì) 劃 期 常 定 為 一 年 ， 所 以 生 產(chǎn) 綱領(lǐng) 也 稱 年 產(chǎn) 量 。零 件 的 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) 要 計(jì) 入 備 品 和 廢 品 的 數(shù) 量 ， 可 按式 計(jì) 算 ， 即式 中 ：N某 零 件 的 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) (件 年 )；Q產(chǎn) 品 的 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) (臺 年 )；n每 臺 產(chǎn) 品 中 該 零 件 數(shù) (件 臺 )；備 品 的 百 分 率 ；廢 品 的 百 分 率 。 (1 )N Qn 生 產(chǎn) 類 型單 件 生 產(chǎn) 、 批 量 生 產(chǎn) 、 大 量 生 產(chǎn) 。生 產(chǎn) 類 型 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) （ 臺 /年 或 件 /年 ）小 型 機(jī) 械 或 輕 型零 件 中 型 機(jī) 械 或 中 型零 件 重 型 機(jī) 械 或 重型 零 件單 件 生 產(chǎn) 100 10 5批 量生 產(chǎn) 小 批 生產(chǎn) 100 500 10 150 5 100中 批 生產(chǎn) 500 5000 150 500 100 300 大 批 生產(chǎn) 5000 50000 500 5000 300 1000大 量 生 產(chǎn) 50000 5000 1000 3 生 產(chǎn) 類 型 及 工 藝 過 程 的 關(guān) 系項(xiàng) 目 單 件 生 產(chǎn) 成 批 生 產(chǎn) 大 量 生 產(chǎn)加 工 產(chǎn) 品 經(jīng) 常 變 換 周 期 性 變 換 長 期 加 工 一 種 零 件毛 坯 及 加 工 余 量 鍛 件 ： 自 由 鍛 造鑄 件 ： 木 模 、 手 工 造 型毛 坯 精 度 低 ， 余 量 大 鍛 件 ： 模 鍛鑄 件 ： 手 工 造 型 和 金 屬 模造 型毛 坯 精 度 及 余 量 中 等 鍛 件 ： 模 鍛鑄 件 ： 機(jī) 器 造 型 、 壓 力 鑄造 等 高 效 方 法毛 坯 精 度 高 、 余 量 小機(jī) 床 設(shè) 備 及 布 局 通 用 機(jī) 床 ， 部 分 采 用 數(shù) 控機(jī) 床機(jī) 群 式 分 布 通 用 機(jī) 床 和 部 分 專 用 機(jī) 床及 高 效 自 動(dòng) 機(jī) 床零 件 類 別 分 工 段 分 布 廣 泛 采 用 自 動(dòng) 機(jī) 床 、 專 用機(jī) 床自 動(dòng) 線 分 布夾 具 及 尺 寸保 證 通 用 夾 具 、 標(biāo) 準(zhǔn) 附 件或 組 合 夾 具 ； 劃 線 試 切 保 證 尺 寸 通 用 夾 具 ， 專 用 或 成 組 夾具 高 效 專 用 夾 具刀 具 和 量 具 通 用 刀 具 ， 標(biāo) 準(zhǔn) 量 具 專 用 或 標(biāo) 準(zhǔn) 刀 具 、 量 具 專 用 刀 具 、 量 具 ， 自 動(dòng) 測量零 件 的 互 換 性 配 對 制 造 ， 互 換 性 低 ， 多采 用 鉗 工 修 配 多 數(shù) 互 換 ， 部 分 試 配 或 修配 全 部 互 換 ， 高 精 度 偶 件 采用 分 組 裝 配工 藝 文 件 的 要 求 編 制 簡 單 的 工 藝 路 線 卡 片 編 制 較 詳 細(xì) 的 工 藝 及 工 序卡 片 編 制 詳 細(xì) 的 工 藝 、 工 序 和調(diào) 整 卡 片生 產(chǎn) 效 率 低 中 等 高成 本 較 高 中 等 低對 操 作 人 員 的 技術(shù) 要 求 高 較 高 對 人 員 的 技 術(shù) 要 求 較 低 ，對 調(diào) 整 人 員 的 技 術(shù) 要 求 較高 6.1.4機(jī) 械 加 工 工 藝 規(guī) 程機(jī) 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 簡 稱 工 藝 規(guī) 程 ， 它 是 規(guī) 定 產(chǎn)品 或 零 部 件 制 造 工 藝 過 程 和 操 作 方 法 等 的 工 藝文 件 ， 即 把 較 成 熟 的 工 藝 過 程 的 有 關(guān) 內(nèi) 容 ， 編寫 成 文 字 和 表 格 的 形 式 ， 使 之 規(guī) 范 化 。 制 訂 工 藝 規(guī) 程 的 步 驟 大 致 如 下 ： 根 據(jù) 零 件 的 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) 確 定 生 產(chǎn) 類 型 ； 對 零 件 進(jìn) 行 工 藝 分 析 ； 確 定 毛 坯 ； 擬 定 工 藝 路 線 ； 確 定 各 工 序 的 加 工 余 量 、 計(jì) 算 工 序 尺 寸 及公 差 ； 選 擇 或 設(shè) 計(jì) 各 工 序 所 采 用 的 機(jī) 床 設(shè) 備 及 刀具 、 夾 具 、 量 具 等 工 藝 裝 備 ； 確 定 各 主 要 工 序 的 切 削 用 量 和 工 時(shí) 定 額 ； 確 定 各 主 要 工 序 的 技 術(shù) 要 求 及 檢 驗(yàn) 方 法 ； 工 藝 方 案 的 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 分 析 ； 填 寫 工 藝 文 件 。 工 藝 規(guī) 程 的 類 型 與 格 式表 6-4 機(jī) 械 生 產(chǎn) 工 藝 過 程 卡 片 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片 6.2.1零 件 圖 的 技 術(shù) 要 求 分 析零 件 技 術(shù) 要 求 一 般 包 括 ： 加 工 表 面 的 尺 寸 精 度 ； 主 要 加 工 表 面 的 形 狀 精 度 ； 主 要 加 工 表 面 之 間 的 相 互 位 置 精 度 ； 加 工 表 面 質(zhì) 量 ； 熱 處 理 要 求 及 其 它 要 求 (如 動(dòng) 平 衡 等 )。6.2 零 件 的 工 藝 分 析 6.2.2 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 分 析 6.3.1工 件 的 定 位工 件 的 裝 夾 包 括 定 位 和 夾 緊 兩 個(gè) 過 程 。 6.3.2 六 點(diǎn) 定 位 原 理任 意 一 個(gè) 剛 體 ， 在 空 間 直 角 坐 標(biāo) 系 中 有 6個(gè)方 向 活 動(dòng) 的 可 能 性 ， 沿 3個(gè) 坐 標(biāo) 軸 方 向 的 移 動(dòng) : X Y Z 繞 3個(gè) 坐 標(biāo) 軸 方 向 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) : 6.3 工 件 的 定 位 與 基 準(zhǔn) 的 選 擇 工 件 的 定 位 完 全 定 位 : 工 件 的 六 個(gè) 自 由 度 全 部 被 夾 具 中 的 定位 元 件 所 限 制 ， 而 在 夾 具 中 占 有 完 全 確 定 的 惟 一位 置 ， 稱 為 完 全 定 位 。 不 完 全 定 位 : 根 據(jù) 工 件 加 工 表 面 的 不 同 加 工 要 求 ，定 位 支 承 點(diǎn) 的 數(shù) 目 可 以 少 于 六 個(gè) 。 有 些 自 由 度 對 加工 要 求 有 影 響 ， 有 些 自 由 度 對 加 工 要 求 無 影 響 ， 這種 定 位 情 況 稱 為 不 完 全 定 位 。 不 完 全 定 位 是 允 許 的 。 欠 定 位 ： 按 照 加 工 要 求 應(yīng) 該 限 制 的 自 由 度 沒 有被 限 制 的 定 位 稱 為 欠 定 位 。 欠 定 位 是 不 允 許 的 。因 為 欠 定 位 保 證 不 了 加 工 要 求 過 定 位 ： 工 件 的 一 個(gè) 或 幾 個(gè) 自 由 度 被 不 同 的 定位 元 件 重 復(fù) 限 制 的 定 位 稱 為 過 定 位 。 當(dāng) 過 定 位 導(dǎo)致 工 件 或 定 位 元 件 變 形 ， 影 響 加 工 精 度 時(shí) ， 應(yīng) 該嚴(yán) 禁 采 用 。 但 當(dāng) 過 定 位 并 不 影 響 加 工 精 度 ， 反 而對 提 高 加 工 精 度 有 利 時(shí) ， 也 可 以 采 用 。 各 類 鉗 加工 和 機(jī) 加 工 都 會(huì) 用 到 。 6.3.3定 位 基 準(zhǔn) 的 選 擇 基 準(zhǔn) 的 概 念 基 準(zhǔn) 就 是 確 定 零 件 （ 或 部 件 ） 上 某 些 點(diǎn) 、 線 、面 的 位 置 時(shí) 所 依 據(jù) 的 點(diǎn) 、 線 、 面 ， 即 基 準(zhǔn) 是 零 件本 身 上 的 一 些 面 、 線 或 點(diǎn) ， 根 據(jù) 這 些 面 、 線 或 點(diǎn)來 確 定 零 件 上 的 另 一 些 面 、 線 或 點(diǎn) 的 位 置 。 基 準(zhǔn) 的 分 類按 其 作 用 的 不 同 ， 基 準(zhǔn) 可 分 為 設(shè) 計(jì) 基 準(zhǔn) 和 工 藝基 準(zhǔn) ， 工 藝 基 準(zhǔn) 又 可 分 為 定 位 基 準(zhǔn) 、 測 量 基 準(zhǔn)和 裝 配 基 準(zhǔn) ， 定 位 基 準(zhǔn) 又 可 分 為 粗 基 準(zhǔn) 和 精 基準(zhǔn) 。 (1)設(shè) 計(jì) 基 準(zhǔn)在 零 件 圖 上 ， 確 定 其 它 點(diǎn) 、 線 、 面 的 位 置 所 依據(jù) 的 那 些 點(diǎn) 、 線 、 面 稱 為 設(shè) 計(jì) 基 準(zhǔn) 。(2)工 藝 基 準(zhǔn) 定 位 基 準(zhǔn) 在 加 工 時(shí) ， 工 件 在 機(jī) 床 或 夾 具 中 定 位 用 的 基 準(zhǔn) 。 測 量 基 準(zhǔn) ： 用 于 測 量 被 加 工 表 面 的 尺 寸 和 位 置 的 基 準(zhǔn) 。 裝 配 基 準(zhǔn) 裝 配 時(shí) 用 來 確 定 零 件 或 部 件 在 產(chǎn) 品 中 的 相 對 位置 所 采 用 的 基 準(zhǔn) 定 位 基 準(zhǔn) 的 選 擇 粗 基 準(zhǔn) 的 選 擇 精 基 準(zhǔn) 選 擇 粗 基 準(zhǔn) 主 要 影 響 不 加 工 表 面 與 加 工 表 面 的 相 互位 置 精 度 ， 以 及 加 工 表 面 的 余 量 分 配 基 準(zhǔn) 重 合 原 則 。 互 為 基 準(zhǔn) 原 則 基 準(zhǔn) 統(tǒng) 一 原 則 自 為 基 準(zhǔn) 原 則 擬 訂 工 藝 路 線 就 是 根 據(jù) 零 件 每 個(gè)加 工 表 面 （ 特 別 是 主 要 表 面 ） 的 精 度 、粗 糙 度 及 技 術(shù) 要 求 ， 確 定 每 個(gè) 表 面 的工 序 內(nèi) 容 ， 然 后 把 各 個(gè) 工 序 按 順 序 排列 起 來 。 6.4 工 藝 路 線 的 擬 定 6.4.1加 工 階 段 的 劃 分 粗 加 工 階 段 精 加 工 階 段 半 精 加 工 階 段6.4.2加 工 順 序 的 安 排 機(jī) 械 加 工 工 序 的 安 排 基 準(zhǔn) 先 行 先 面 后 孔 先 主 后 次 先 粗 后 精 熱 處 理 工 序 的 安 排 預(yù) 備 熱 處 理 時(shí) 效 處 理 。 最 終 熱 處 理 工 序 的 集 中 與 分 散 工 序 集 中 原 則 工 序 分 散 原 則 6.5.1加 工 余 量 的 確 定 加 工 余 量 的 概 念要 使 毛 坯 變 成 合 格 零 件 ， 從 毛 坯 表 面 上 所 切 除的 金 屬 層 稱 為 加 工 余 量 。 加 工 余 量 分 為 總 余 量 和工 序 余 量 。 工 序 尺 寸 及 其 公 差 的 確 定 ： 基 準(zhǔn) 重 合 時(shí) ， 工 序 尺 寸 及 其 公 差 的 計(jì) 算6.5 加 工 余 量 和 工 序 尺 寸 的 確 定 6.6.1工 藝 尺 寸 鏈 的 定 義 由 單 個(gè) 零 件 在 工 藝 過 程 中 的 有 關(guān) 工 藝 尺 寸 所形 成 的 尺 寸 鏈 ， 就 稱 為 工 藝 尺 寸 鏈 。6.6 工 藝 尺 寸 鏈 6.6.2工 藝 尺 寸 鏈 的 組 成 封 閉 環(huán)根 據(jù) 尺 寸 鏈 的 封 閉 性 ， 最 終 被 間 接 保 證 精 度 的那 個(gè) 環(huán) 稱 為 封 閉 環(huán) 。 組 成 環(huán)尺 寸 鏈 中 除 封 閉 環(huán) 外 的 其 他 環(huán) 稱 為 組 成 環(huán) 。增 環(huán) ： 若 某 環(huán) 尺 寸 增 大 ， 其 余 各 環(huán) 尺 寸 保 持 不變 時(shí) ， 封 閉 環(huán) 尺 寸 也 隨 之 增 大 減 環(huán) ： 若 某 環(huán) 尺 寸 增 大 ， 其 余 各 環(huán) 尺 寸 保 持 不變 時(shí) ， 封 閉 環(huán) 尺 寸 反 而 減 小 從 封 閉 環(huán) 出 發(fā) ， 按 照 零 件 表 面 尺 寸 間的 聯(lián) 系 ， 用 首 尾 相 接 的 單 向 箭 頭 順 序表 示 各 組 成 環(huán) ， 這 種 尺 寸 圖 就 是 尺 寸鏈 圖 。 3 工 藝 尺 寸 鏈 圖 6.6.3尺 寸 鏈 的 計(jì) 算 公 式 封 閉 環(huán) 基 本 尺 寸 計(jì) 算m ni ii 1 i=1N A A 封 閉 環(huán) 的 極 限 尺 寸 m nmax imax imini 1 i=1N A A m nmin imin imaxi 1 i=1N A A 封 閉 環(huán) 的 上 偏 差 與 下 偏 差m ns s i ii 1 i=1N A Ax m ni s ii 1 i=1N A Ax x 封 閉 環(huán) 的 公 差 m+n ii=1N= A 第 一 種 是 C面 為 測 量 基 準(zhǔn) 進(jìn) 行 測 量 ：測 量 基 準(zhǔn) 和 設(shè) 計(jì) 基 準(zhǔn) 是 重 合第 二 種 是 A面 為 測 量 基 準(zhǔn) 進(jìn) 行 測 量 ， 這 時(shí) 測 量 基準(zhǔn) 和 工 藝 基 準(zhǔn) 是 重 合 的 ， 但 和 設(shè) 計(jì) 基 準(zhǔn) 不 重 合 可 能 會(huì) 出 現(xiàn) “ 假 廢 品 ” 現(xiàn) 象 。 案 例 1中 箱 體 屬 批 量 生 產(chǎn) ， 需 要 建 立 專 用 零件 加 工 生 產(chǎn) 線 。 箱 體 工 藝 內(nèi) 容 的 安 排 要 根 據(jù) 生 產(chǎn)線 的 要 求 來 設(shè) 計(jì) ， 工 藝 分 析 如 下 ： 1.毛 坯 的 選 擇 HT200 2. 主 要 技 術(shù) 要 求 分 析 ：（ 1） 主 要 的 尺 寸 精 度 有 ：6.7變 速 箱 體 機(jī) 械 加 工 工 藝 設(shè) 計(jì) 各 孔 的 孔 徑 大 小 +0.018-0.01252 +0.018-0.01262 +0.018-0.012100 加 工 鏜 床+0.027016 +0.033022 +0.033018 鉆 、 鉸 加 工 三 個(gè) 大 孔 精 度 要 求 都 很 高 ， 分 為 粗 加 工 和精 加 工 孔 距 精 度 要 求 的 有 選 擇 具 有 高 效 率 、 高 精 度 的 專 用 組 合 鏜 床 來 完成 大 孔 的 加 工 （ 2） 主 要 的 形 位 公 差 有 ： 孔 系 的 同 軸 度 和 孔中 心 線 間 的 平 行 度 （ 3） 表 面 粗 糙 度 要 求 孔 的 表 面 粗 糙 度 最 低 ， 用 鏜 削 兩 側(cè) 面 和 上 下 面 的 粗 糙 度 ， 用 銑 削