1、1 1 机械加工工艺过程的组成 1 工艺过程设计的基本概念工艺过程设计的基本概念?机械加工工艺过程 采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部劳动过程。2 机械加工工艺过程的组成 200.07 21 0.8 图2-1 阶梯轴 32 40 250.07 35 0-0.017 0.8 0.8 35 40 30 5 50 150 其余 倒角145 3.2 21 flash flash?工序是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分机械加工工艺过程。?安装在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装
2、。3 机械加工工艺过程及其组成机械加工工艺过程及其组成?工位工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位。2134图2-2 多工位加工 1：装卸工件 2：钻孔 3：扩孔 4：绞孔 flash 4 机械加工工艺过程及其组成机械加工工艺过程及其组成?工步指在加工表面不变、切削刀具不变的情况下所连续完成的那部分工序。（在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步）?走刀同一加工表面加工余量较大，可以分作几次工作进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。a）立轴转塔车床的一个复合工步 b）钻孔、扩孔复合工步 图2-3 复合工步 5 2 生产类型及其工艺特点生产类型及其工
3、艺特点?生产纲领 N=Q n（1+%+%）（2-1）单件小批生产 批量生产 大批大量生产 式中 Q 产品年产量（件/年）；n 每台产品中该零件数量（件/台）；备品率；废品率。?生产类型 6 3 加工工艺规程加工工艺规程?机械加工工艺规程 规定零件机械加工工艺过程的工艺文件。?工艺规程的作用 连接产品设计和制造过程的桥梁，是企业组织生产活动和进行生产管理的重要依据。1.工艺规程的内容 7 工艺成本 4 工艺方案技术经济分析工艺方案技术经济分析?生产成本生产一件产品或一个零件所需费用总和?工艺成本生产成本中与工艺过程直接有关的部分?工艺成本可分为两部分：?可变费用：与年产量有关且与之成比例的费用，
4、记为CV包括材料费CVM，机床工人工资及工资附加费CVP，机床使用费CVE，普通机床折旧费 CVD，刀具费CVC，通用夹具折旧费CVF等 CV=CVM+CVP+CVE+CVD+CVC+CVF （5-29）?不变费用：与年产量的变化没有直接关系的费用，记为CN。包括调整工人工资及工资附加费 CSP，专用机床折旧费CSD，专用夹具折旧费CSF等 CN=CSP+CSD+CSF （6-30）8 5 基准基准 基准 确定加工对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。设计基准 在设计图样上所采用的基准 图2-6 定位支座零件 9 基准基准 工艺基准 在工艺过程中所采用的基准。又可分为：工序基
5、准、定位基准、测量基准与装配基准。图2-7a 支座零件第1工序（车削）10 在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。又可进一步分为：定位基准选择 使用未经机械加工表面作为定位基准，称为粗基准。零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台（图5-1）等。粗基准 使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。精基准 附加基准 11 定位基准 工艺凸台 A向 A 图5-1 小刀架上的工艺凸台 12 a）b）c）粗基准的选择 保证相互位置要求原则 如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。余量均匀
6、分配原则 如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。图5-2 粗基准选择比较 13 图5-3 床身粗基准选择比较 工序1 工序1 工序2 工序2 便于工件装夹原则 要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。粗基准一般不得重复使用原则 粗基准的选择 14 图5-5 主轴箱零件精基准选择 精基准的选择 基准重合原则选用被加工面设计基准作为精基准 统一基准原则当工件以某一表面作精基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早将这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后大多
7、数（或全部）工序均以它为精基准进行加工 15?在实际生产中，经常使用的统一基准形式有：1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准；3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准；4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。?采用统一基准原则好处：1）有利于保证各加工表面之间的位置精度；2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。精基准的选择 16 互为基准原则 轴径 轴径 锥孔 图5-8 主轴零件精基准选择【
8、例】主轴零件精基准选择（图5-8）精基准的选择 自为基准原则 【例】床身导轨面磨削加工（图5-9）图5-9 导轨磨削基准选择 17 图5-11 浮动镗刀块 1工件 2镗刀块 3镗杆 便于装夹原则所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。图5-10 外圆研磨示意图【例】铰孔、拉孔、研磨（图5-10）精基准的选择精基准的选择【例】浮动镗刀块镗孔（图5-11）18 图2-42 铣轴端槽夹具 1 V型块 2 支撑套 3 手柄 4 定向键 5 夹具体 6 对刀块 6 机床夹具 1）定位元件及装置 1 2 3 6 4 6）其他元件及装置（防护、防错、分度）5）夹具体 4
9、）连接元件 3）对刀及导向元件 2）夹紧元件及装置 夹具的组成 19 夹具的分类 1）通用夹具：三爪、四爪卡盘，平口钳等，一般由专业厂生产，常作为机床附件提供给用户。2）专用夹具：为某一工件特定工序专门设计的夹具，多用于批量生产中。3）通用可调整夹具及成组夹具：夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。4）组合夹具：由一套预先制造好的标准元件组合而成。根据工件的工艺要求，将不同的组合夹具元件像搭积木一样，组装成各种专用夹具。使用后，元件可拆开、洗净后存放，待需要时重新组装。组合夹具特别适用于新产品试制和单件小批生产。5）随行夹具：在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。按夹具
10、使用范围划分 机床夹具 20 7 定位原理定位原理 图 2-13 六点定位原理 X Z Y 六点定位原理 要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度 将 6 个支承抽象为6个“点”，6个点限制了工件的 6 个自由度，这就是六点定位原理。任何一个物体在空间直角坐标系中都有 6 个自由度用 表示 cbaZYX?,21 图 2-14 工件以平面3点定位 X Y Z?与理论力学、机构学自由度概念差别 位置不定度 夹紧与定位概念分开 工件、夹具是弹性体 两点注意：?“点”的含义 对自由度的限制，与实际接触点不同 定位原理 22?工件的6个自由度均被限制，称为完全定位。工件6个自由度中有1个或几个自由度
11、未被限制，称为不完全定位。完全定位与不完全定位?不完全定位主要有两种情况：工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则工件绕此点、线旋转的自由度无法被限制（即使被限制也无意义）。例如球体绕过球心轴线的转动，圆柱体绕自身轴线的转动等。工件加工要求不需要限制某一个或某几个自由度。如加工平板上表面，要求保证平板厚度及与下平面的平行度，则只需限制 3 个自由度就够了。定位原理定位原理 23 定位原理定位原理 完全定位与不完全定位 Z Y X a）Z Y X b）Z Y X c）Z Y X d）e）Z Y X f）Z Y X 图2-15 工件应限制的自由度 24 欠定位?工件加工时必须限制的自由度未被完全限
12、制，称为欠定位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。图2-16 欠定位示例 X Z Y a）b）B B 2.4.3 定位原理定位原理 25 过定位?过定位工件某一个自由度（或某几个自由度）被两个（或两个以上）约束点约束，称为过定位。?过定位是否允许，要视具体情况而定：1）如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的。有时还是必要的，因为合理的过定位不仅不会影响加工精度，还会起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。定位原理定位原理 26 过定位分析（桌子与三角架）图2-17 过定位分析 定位原理定位原理 27 过定位讨论?如图示，齿轮坯以内孔和一小端面定位，车削外圆和大端面。加工后检测发现大端面与内孔垂直度超差。试分析原因，提出改进意见。4 A 0.02 A 间隙配合刚性心轴 图2-22 过定位示例 定位原理定位原理 28 图2-22a 过定位引起夹紧变形 定位原理定位原理
