機(jī)械零件加工工藝過(guò)程的基本知識(shí).doc

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機(jī)械零件加工工藝過(guò)程的基本知識(shí) 在制造生產(chǎn)過(guò)程中，由于零件的要求和生產(chǎn)條件等不同，其制造工藝方案也不相同。相同的零件采用不同的工藝方案生產(chǎn)時(shí)，其生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益也是不相同的。在確保零件質(zhì)量的前提下，擬定具有良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、合理可行的工藝方案的過(guò)程稱為零件的工藝過(guò)程設(shè)計(jì)。 一、生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程 1.生產(chǎn)過(guò)程 由設(shè)計(jì)圖紙變?yōu)楫a(chǎn)品，要經(jīng)過(guò)一系列的制造過(guò)程。通常將原材料或半成品轉(zhuǎn)變成為產(chǎn)品所經(jīng)過(guò)的全部過(guò)程稱作生產(chǎn)過(guò)程。生產(chǎn)過(guò)程通常包括: (1)技術(shù)準(zhǔn)備過(guò)程包括產(chǎn)品投產(chǎn)前的市場(chǎng)調(diào)查、預(yù)測(cè)、新產(chǎn)品鑒定、工藝設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化審查等。 (2) 或工藝過(guò)程指直接改變?cè)牧习氤善返某叽?、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(guò)程。例如液態(tài)成形、塑變成形、焊接、粉末成形、切削加工、熱處理、表面處理、裝配等，都屬于工藝過(guò)程。 將合理的工藝過(guò)程編寫(xiě)成用以指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)文件，這份技術(shù)文件稱作工藝規(guī)程。 (3)輔助生產(chǎn)過(guò)程指為了保證基本生產(chǎn)過(guò)程的正常進(jìn)行所必須的輔助生產(chǎn)活動(dòng)。 (4)生產(chǎn)服務(wù)過(guò)程指原材料的組織、運(yùn)輸、保管、儲(chǔ)存、供應(yīng)及產(chǎn)品包裝、銷售等過(guò)程。 2. 工藝過(guò)程的組成 零件的切削加工工藝過(guò)程由許多工序組合而成，每個(gè)工序又由工位、工步、走刀和安裝組成。 (1)工序指在一臺(tái)機(jī)床上或在同一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)一個(gè)或一組工件連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程。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)。 圖2-1所示階梯軸的加工工藝過(guò)程見(jiàn)表2-1。 表2一1工序的劃分，是由一個(gè)人在一臺(tái)車床上連續(xù)完成車兩端面、鉆兩頂尖孔后，便換一個(gè)工件加工，重復(fù)以上內(nèi)容，則這部分工藝過(guò)程為一個(gè)工序。該人又在同一臺(tái)車床上連續(xù)完成粗車各外圓、半精車各外圓、倒角后，便換一個(gè)工件加工，重復(fù)以上內(nèi)容，則這部分工藝過(guò)程又為一個(gè)工序。如果是由一個(gè)人在一臺(tái)車床上連續(xù)完成車兩端面、鉆兩頂尖孔、粗車各外圓、半精車各外圓、倒角后再換第二個(gè)工件重復(fù)這些內(nèi)容，則這部分工藝過(guò)程是一個(gè)工序，而不是兩個(gè)工序。 (2)工步指在一個(gè)工序中，當(dāng)工件的加工表面、切削刀具和切削用量中的轉(zhuǎn)速與進(jìn)給量均保持不變時(shí)所完成的那部分工序。加工表面較多的工序，可分為若干工步。工步是構(gòu)成工序的基本單元。 (3)走刀刀具從被加工表面每切去一層余量，就稱作一次走刀。待切除的余量太大而不可能或不適合一次切下時(shí)，可分成幾次切削完成。 4) 安裝工件經(jīng)一次裝夾(定位和夾緊)后所完成的那部分工序稱為安裝。 (5) 工位相對(duì)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。多數(shù)情況下，一個(gè)工序中工件僅安裝一次，有時(shí)也可能安裝多次。如圖2-1所示階梯軸，在0號(hào)工序中一般需兩次安裝，夾住一端車另一端，然后調(diào)頭。調(diào)頭后又形成一個(gè)新的工位。 第2節(jié) 基準(zhǔn)與定位 零件的各種不同的形狀，是由許多表面以各種不同的組合形式構(gòu)成的，各表面之間有一定的尺寸和相互位置要求。基準(zhǔn)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)是零件本身上的或者與零件有關(guān)的面、線或點(diǎn)，根據(jù)這些面、線或點(diǎn)來(lái)確定零件上的另一些面、線或點(diǎn)的位置。 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(cè)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) 如圖所示的軸套中，軸線0一0是內(nèi)孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，端面A是端面C及臺(tái)階面B的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，內(nèi)圓表面D的軸線是外圓表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 2. 工藝基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn)是在制造零件和安裝機(jī)器的過(guò)程中所使用的基準(zhǔn)。 (1)定位基準(zhǔn) 是指在加工時(shí)，工件在機(jī)床或夾具中定位用的基準(zhǔn)。 (2)測(cè)量基準(zhǔn) 是指零件檢驗(yàn)時(shí)，用于測(cè)量被加工表面的尺寸和位置的基準(zhǔn)。 (3)裝配基準(zhǔn) 是指裝配時(shí)用于確定零件在部件或產(chǎn)品中位置的基準(zhǔn)。 二、基準(zhǔn)的選擇原則 1.粗基準(zhǔn)的選擇 為使所有加工表面都有足夠的加工余量和保證各加工表面對(duì)不加工表面具有一定的位置精度，粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)遵守以下原則。 車床床身的粗基準(zhǔn) 1. 粗基準(zhǔn)的選擇(續(xù)) (1)選擇工件上的不加工表而作為粗基準(zhǔn)。 (2)選擇重要表而或加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。 (3)選擇較為平整光潔、面積較大的表面作粗基準(zhǔn) (4)粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，盡量避免重復(fù)使用 2. 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)選擇應(yīng)遵守以下原則: (1)基準(zhǔn)重合原則 即盡量選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。 (2)基準(zhǔn)同一原則 應(yīng)使盡可能多的表面加工采用同一個(gè)精基準(zhǔn)。 (3)一般要求 選擇精基準(zhǔn)時(shí)，要求定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠，并能使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。 3、 工件的定位原理 定位： 在加工時(shí)，首先要使工件占有正確的位置。 夾緊： 工件定位后，為使工件在加工中不受外力的影響而始終保持正確的位置。 安裝： 工件從定位到夾緊的整個(gè)過(guò)程。 1．六點(diǎn)定位原則 任一剛體，在空間直角坐標(biāo)系中均有六個(gè)自由度. 工件在夾具中獲得準(zhǔn)確的位置，必須限制其相應(yīng)的自由度 2. 定位中的幾種情況 (1)完全定位 工件六個(gè)自由度全部被限制的定位。 (2)不完全定 根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度的定位。 (3)過(guò)定位 兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位元件，重復(fù)限制工件的同一個(gè)自由度的定位。 (4)欠定位 根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒(méi)有完全限制的定位。 第3節(jié) 工藝規(guī)程的擬訂 工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)文件，工藝規(guī)程必須經(jīng)濟(jì)合理。 一、制訂工藝規(guī)程的要求和步驟 零件的工藝規(guī)程就是零件的加工方法和步驟。內(nèi)容:加工工藝(熱處理工序)，確定各工序所用的機(jī)床、裝夾方法、度量方法、加工余量、切削用量和工時(shí)定額等。將各項(xiàng)內(nèi)容填寫(xiě)在一定形式的卡片上，這就是機(jī)械加工工藝的規(guī)程，即機(jī)械加工工藝卡片。 1.制訂工藝規(guī)程的要求 不同的零件，由于結(jié)構(gòu)、尺寸、精度和表而粗糙度等要求不同，其加工工藝也隨之不同。一個(gè)零件可能有幾種工藝方案，但其中總有一個(gè)是更為合理的。 合理的加工工藝必須能保證零件的全部技術(shù)要求 。制訂一個(gè)合理的加工工藝，并非輕而易舉。往往要經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐、反復(fù)修改，使其逐步完善的過(guò)程。 2. 制訂工藝規(guī)程的步驟 制訂工藝規(guī)程的步驟大致如下: (1)對(duì)零件進(jìn)行工藝分析; (2)毛坯的選擇; (3)定位基準(zhǔn)的選擇; (4)工藝路線的制訂; (5)選擇或設(shè)計(jì)、制造機(jī)床設(shè)備; (6)選擇或設(shè)計(jì)、制造刀具、夾具、量具及其他輔助工具; (7)確定工序的加工余量、工序尺寸及公差; (8)確定工序的切削用量; (9)估算時(shí)間定額; (10)填寫(xiě)工藝文件。 二、制訂工藝規(guī)程時(shí)所要解決的主要問(wèn)題 1.零件的工藝分析，其主要內(nèi)容有: (1)檢查零件的圖紙是否完整和正確，分析零件主要表而的精度、表而完整性、技術(shù)要求等在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下能否達(dá)到。 (2)檢查零件材料的選擇是否恰當(dāng)，是否會(huì)使工藝變得困難和復(fù)雜。 (3)審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性，檢查零件結(jié)構(gòu)是否能經(jīng)濟(jì)地、有效地加工出來(lái)。 2.毛坯的選擇 毛坯的選擇對(duì)經(jīng)濟(jì)效益影響很大。因?yàn)楣ば虻陌才?、材料的消耗、加工工時(shí)的多少等，都在一定程度上取決于所選擇的毛坯。 3.定位基準(zhǔn)的選擇 (1)傳動(dòng)用的階梯軸，一般選用兩端的中心孔作為主要精基準(zhǔn)。 (2)盤(pán)套類零件一般以中心部位的孔作為主要精基準(zhǔn) 。 a)在一次裝夾中精車齒輪坯的孔、大外圓和大端而，以保證 這些表面的位置精度要求 。 b)先精加工孔，然后以孔作為精基準(zhǔn)，加工其他各表面。 c)外圓與孔互為基準(zhǔn)。 (3)支架箱體類零件，一般采用機(jī)座上的主要平面作為主要精 基準(zhǔn)加工各軸承支承孔。 4.工藝路線的擬訂 (1)加工方案的確定: a)被加工材料的性能及熱處理要求。 b)加工表面的形狀和尺寸。 c)還應(yīng)考慮本廠和本車間的現(xiàn)有設(shè)備情況、技術(shù)條件 和工人技術(shù)水平。 (2)加工階段的劃分: a)粗加工階段。 b)半精加工階段。 c)精加工階段。 劃分加工階段的目的 (i)有利于保證加工質(zhì)量。 (ii)有利于合理使用設(shè)備。 (iii)有利于安排熱處理工序。 (iv)可避免損傷己加工好的主要表面 。 (3)加工順序的安排 1)機(jī)械加工工序的安排 (i)基準(zhǔn)先行。 (ii)先粗后精。 (iii)先主后次。 (iv)先面后孔。 2)熱處理工序的安排。 (i)預(yù)備熱處理。 (ii)時(shí)效處理。 (iii)最終熱處理。 熱處理工序安排位置 3)檢驗(yàn)工序的安排 (i)粗加工之后。 (ii)工件在轉(zhuǎn)換車間之前。 (iii)關(guān)鍵工序的前后。 (iv)特種檢驗(yàn)之前。 (v)全部加工結(jié)束之后。 4)輔助工序的安排 (i)零件表面處理工序。 (ii)特種檢驗(yàn)。 (iii)去毛刺、去磁、清洗等。 (4)工序的集中與分散: 1)工序集中原則。 2)工序分散原則。 工序集中分散條件： a)生產(chǎn)類型。 b)工件的尺寸和重量。 c)工藝設(shè)備條件。 5.確定加工余量 加工余量：從毛坯表面上所切除的金屬層 。 總 余 量：從毛坯到成品總共需要切除的余量。 工序余量：在某工序中所要切除的余量。 6.填寫(xiě)工藝文件 工藝過(guò)程擬訂之后將工序號(hào)、工序內(nèi)容、工藝簡(jiǎn)圖、所用機(jī)床等項(xiàng)目、內(nèi)容用圖表的方式填寫(xiě)成技術(shù)文件。 常用的工藝文件有以下幾種。 (1)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片:其主要作用是簡(jiǎn)要說(shuō)明 機(jī)械加工的工藝路線。 (2)機(jī)械加工工序卡片:要求工藝文件盡可能地詳細(xì)、 完整，除了有工序目錄以外，還有每道工序的 工序卡片。 (3)機(jī)械加工工藝(綜合)卡片。采用一種比機(jī)械加工 工藝過(guò)程卡片詳細(xì)，比機(jī)械加工序卡片簡(jiǎn)單靈活 的機(jī)械加工工藝卡片。