【正文】 安裝 工件在 加工前，使工件在機床上占有正確的位置，然后使之夾緊的過程稱為安裝。 （二）工藝過程的組成 機械加工工藝過程是由一系列順序排列的工序組成的，而工序又包括工步、走刀、安裝和工位等內(nèi)容。 1 第一章 機械加工工藝及工裝的設(shè)計 第一節(jié) 工藝過程制訂 一、基本概念 （一）生產(chǎn)過程與工藝過程 生產(chǎn)過程是將原材料或半成品轉(zhuǎn)變?yōu)槌善匪M行的全部過程 。毛坯依次通過這些工序而成為成品。在一個工序中，可能需要一次安裝，也可能需要多次安裝。在零件圖上一般包括： （ 1）構(gòu)形 有必要的視圖、剖視、剖面圖以及確定構(gòu)形大小的尺寸等。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小和產(chǎn)品品種的多少，機械制造業(yè)的生產(chǎn)類型可分為三種類型：單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。這種生產(chǎn)類型常采用專用設(shè)備及工藝裝備，并廣泛采用生產(chǎn)率高的專用機床、組合機床、自動化機床和自動線。 進行零件圖的工藝分析時，要仔細地熟悉零件的構(gòu)造及其技術(shù)要求，了解零件的工作條件、各部分的作用，并按制圖規(guī)則繪制零件圖。最多且相同的出模角、圓角半徑可不在圖上注明，而在技術(shù)條件中注明。對于一些需經(jīng)淬火的零件，熱處理后應(yīng)選磨孔，對于有色金屬的零件，為避免磨削時堵塞砂輪，則應(yīng)選擇高速鏜孔。表面加工方法的選擇還要考慮現(xiàn)場的實際情況，如設(shè)備的精度狀況、設(shè)備的負荷以及工藝裝備和工人技術(shù)水平等。 （二）加工階段的劃分 工藝路線按工序性質(zhì)的不同，一般可劃分成以下幾個階段： 4 （ 1）粗加工階段 其主要任務(wù)是切除各加工表面上的大部分加工余量，使毛坯在形狀和尺寸上盡量接近成品。 （ 2）合理使用設(shè)備 劃分階段后，粗加工可采用功率大、剛度好和精度較低的高效率機床，以提高生產(chǎn)率；精加工則可采用高精度機床以確保零件的精度要求，這樣即充分發(fā)揮了設(shè)備的各自特點，也做到了設(shè)備的合理使用。例如：有些定位基準(zhǔn)，在半精加工階段甚至粗加工階段就需要加工得很精確；而某些鉆小孔的粗加工工序，常常又安排在精加工階段。當(dāng)產(chǎn)量很大時，可按分散原則以利于組織流水生產(chǎn)。 2．熱處理工序的安排 熱處理是用于提高材料的機械性能，改善金屬的 加工性能以及消除內(nèi)應(yīng)力。 3．輔助工序的安排 輔助工序的種類較多，包括去毛刺、倒棱、清洗、防銹、去磁、平衡和檢驗等。 （一）基準(zhǔn)的選擇 1．基準(zhǔn)及其分類 機械零件表面間的相對位置包括兩方面的要求：表面間的距離尺寸精度和相對位置精度（如同軸度、平行度、垂直度和圓跳動等）。 ④ 裝配基準(zhǔn) 它是裝配時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)。 （ 1）精基準(zhǔn)的選擇 其選擇原則如下： ① 基準(zhǔn) 重合原則 它是采用 設(shè)計基準(zhǔn)作為 定位基準(zhǔn)。具體可按下列原則選擇： ① 為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。 工 序（工步）加工余量是指某一表面在一道工序（工步）中所切除的金屬層厚度，它取決于同一表面相鄰工序（工步）前后工序（工步）尺寸之差。 本工序加工余量（ Zb）的組成可用下式表示： 對于對稱加工面： 2Zb≥ Ta +2（ Ra+Ta） +2∣ ρ a +ε b∣ 對于非對稱加工面： Zb≥ Ta +（ Ra+Ta） +∣ ρ a +ε b∣ 上述公式有助于分析余量的大小。 2．基準(zhǔn)不重合時工序尺寸及其公差的確定 工序基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時，工序尺寸及其公差需通過工藝尺寸鏈或尺寸圖表法進行分析計算。 2．工藝裝備的選擇 工藝裝備應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類型、具體加工條件、工件結(jié)構(gòu)特點和技術(shù) 要求等進行合理選擇。大批大量生產(chǎn)應(yīng)采用極限 量塊和高效的專用檢驗夾具和量儀等。 二、數(shù)控加工的工藝性分析 數(shù)控加工的工藝分析有以下內(nèi)容。對刀點可選在零件或夾具上。要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方式，以減少誤差環(huán)節(jié)。 3．?dāng)?shù)控加工工序與普通工序的銜接 數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其它普通工 序，如銜接得不好，就容易產(chǎn)生矛盾。 （ 3）平面輪廓零件的加工 這類零件的輪廓多由直線和圓弧組成，一般在兩坐標(biāo)聯(lián)動的銑床上加工。其中△ X 根據(jù)表面粗糙度的要求及刀頭的半徑選取，球頭銑刀的球半徑應(yīng)盡可能 選得大一些，以利于改善表面粗糙度，增加刀具剛度和散熱性能。當(dāng) AB加工完后，刀具應(yīng)徑向位移一個微小值（改變 Ri），再加工相鄰的另一條葉形線，依次逐一加工 ，即可形成整個葉面。工步的安排一般可隨走刀路線來進行。為保證表面質(zhì)量，最好選擇圖 17 中的（ b）和（ c）所示的走刀路線。 4．刀具的選擇 12 數(shù)控機床上的刀具選擇較嚴(yán)格，有些刀具是專用的。 二、 機械加工工藝規(guī)程主要 工藝文件的編寫 將工藝規(guī)程的內(nèi)容填入一定格式的卡片中，用于生產(chǎn)準(zhǔn)備、工藝管理和指導(dǎo)工人操作等的各種技術(shù)文件稱之為工藝文件。 表 12 機械加工工藝過程卡 工 廠 機械加工工藝過程卡 零件材料 零件名稱 零件毛坯 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 刀 量 具 夾具名稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 更改內(nèi)容 編制 校 對 審 核 會 簽 2．工序卡 工 序卡包括毛坯工序卡、機械加工工序卡、熱處理工序卡及表面處理工序卡、數(shù)控加工工序卡、 數(shù)控加工程序說明卡和數(shù)控加工走刀路線圖 、鉗工工序卡、特種檢驗工序卡、洗滌、防銹、油封工序卡和檢驗工序卡等內(nèi)容，其格式如表 13所示。技術(shù)條件可用形位公差符號和框格表示，也可在 工序簡圖 右下角用文字注明。表面處理主要是鋼質(zhì)零件的氧化，有色金尾的陽極化以及電鍍等。鉗工工序與一般機械加工工序相似，可用簡圖和文字說明加工內(nèi)容、技術(shù)要求和注意事 項。可畫工序簡圖，也可 不畫工序簡圖，在“工序內(nèi)容”欄內(nèi)寫明“按冶金說明書進行洗滌、防銹（或洗滌、油封）”。 一、機床夾具的分類和作用 1．機床夾具的分類 夾具的分類方法比較多，一般可分為通用夾具和專用夾具。 （ 4）組合夾具 它是指按某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先準(zhǔn)備好的通用的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組合而成的夾具。 2．確定夾緊方案，設(shè)計夾緊機構(gòu) （ 1）根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點、材料加工性能、本工序的切削用量、加工要求，確定夾緊力的方向、作用點和大小； （ 2）確定夾緊方案，采取何種夾緊機構(gòu)，估算夾緊力的大??； （ 3）設(shè)計夾緊機構(gòu)。 （五）繪制夾具零件圖 （ 1）零件圖的主視圖一般應(yīng)取該零件在夾具中的實際工作位置或裝配位置，零件圖一般按 1：1 繪制； （ 2）零件圖的視圖要足夠，既能表示外部形狀，又能反映內(nèi)部結(jié)構(gòu)，必要時可采用局部剖來滿足要求； （ 3）標(biāo)注零件圖的尺寸公差、粗糙度、熱處理和技術(shù)條件時，應(yīng)滿足夾具總圖的要求。 Δ B ② 定位時孔與心軸任意邊接觸時 Δ Y =maxDminod Δ D =Δ Y 177。 Δ B = 2ODd ?? ?177。 （ 3）鉆床夾具的安裝誤差 用鉆模加工孔時，工件孔的位置尺寸決定于鉆套對定位元件的位置尺寸，故安裝誤 Δ A只考慮定位元件與夾具安裝表面的相互位置誤差對加工尺寸的影響，即： Ltg Z?? ?1? 式中： Z? —— 夾具定位表面對安裝表面的位置誤差； L—— 夾具安裝表面的長度。 沖裁工藝一般包括落料、沖孔、修邊、沖槽、沖缺口、切斷、切舌和剖切等工序，故落料模是沖裁模具的一種。 （ 3）沖裁件上孔與孔之間、孔到零件邊緣的距離 b，受模具強度和制件質(zhì)量的限制，其值不能太小，一般要求 b≥ 2t。 3．繪制好被沖零件圖和排樣圖 （ 1）繪制被沖零件圖 在對沖裁件的工藝性進行分析后，要繪制出其零件圖，如圖 110所示。0.311 5177。0.3R10254177。其余（2處）（2處）43176。 凸模長度的確定 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)模具時，當(dāng)選定了典型組合以后，凸模的長度就確定了。 根據(jù)上述討論，凸模（沖頭）結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 112所示。凹模板的厚度一般應(yīng)不小于 10mm，特別小型的模具可取 8 mm。 （ 1）螺孔中心到凹模板外緣尺寸 如凹模需要淬火時，當(dāng)螺孔中心到凹模板外緣等距時，螺孔中心到凹模板 外緣距離 L＝ ～ ；當(dāng)螺孔中心到凹模板外緣不等距時，則允許最小值 L為 L＝ ～ （ d為螺孔直徑）。 （ 4）螺孔之間的中心距 當(dāng)凸模固定板、凹模板及凹模鑲塊用螺釘緊固時，這些板上螺孔之間的中心距 s按有關(guān)手冊選取。R4 （2處）2204040177。0.050.455（2處）（2處）（2處）其余AA 技術(shù)要求：； 模凹模需淬火處理，使其硬度達58 62 H RC ； 整體結(jié)構(gòu)，工作表面粗糙度Ra 0. 4m m；，不磨圓。0 .0 14177。3239。0.05(2處)202177。0 .155177?？紤]到整體式強度較好，故此凹模（陰模）采用整體式結(jié)構(gòu)，如圖 113所示。該凹模需淬火處理，且采用螺孔中心到凹模板外緣不等距，則 L需較大些。 整體凹模板的厚度 H可按如下經(jīng)驗公式估算： H=Kb1 式中 : K—— 凹模厚度系數(shù)，查手冊取 K=； b1—— 垂直于送料方向的凹模型孔壁間最大距離，這里取 b1＝ ，則 H＝ ，實際取 H＝ 40mm。 從凹模刃口到凹模外緣的最短距離稱為凹模的壁厚，它將直接影響凹模板的外形尺寸，即長度與寬度（ L B）。 凸模長度的確定分固定卸料方式和彈壓卸料方式兩種情況。（2處）110 圖 112 沖頭 （三）凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 1．凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則 為了保證凸模（沖頭）能夠正常工作，設(shè)計任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都必須滿足如下原則： （ 1）精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移位，否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴(yán)重時可造成啃模。0.3（兩處）23 0177。0 . 3 11 0177。排樣是否合理，直接影響到材料利用率、零件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命及生產(chǎn)操作方式與安全。 2．沖裁件的精度和表面粗糙度 （ 1）普通沖裁件內(nèi)外形尺寸的經(jīng)濟精度一般不高 于 IT11級，落料件精度最好低于 IT10級。一般來講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好；否則，其工藝性就差。 （ 2）鉆床夾具的引導(dǎo)誤差 Δ T Δ T = 232122212 )2( XXeeL ????? 式中： L? —— 鉆模板底孔至定位元件的尺寸公差； 1e —— 快換鉆套內(nèi)外圓的同軸度； 2e —— 襯套內(nèi)外圓的同軸； 1X —— 快換鉆套和襯套的最大配合間隙； 2X —— 刀具引導(dǎo)部位與鉆套的最大配合間隙； 3X —— 刀具在鉆套中的偏斜，其值為： 3X = )2(2 HSBHX ?? 式中： H—— 鉆套高度； S—— 鉆套底端面至工件表面的距離； B—— 鉆孔深度。 ④ 在 V形塊上定位時 Δ Y =2sin2 ??d Δ D =Δ Y 177。 Δ B （ 3）工件以圓孔在錐銷或錐度心軸上定位時 Δ Y =0 Δ D =Δ B （ 4）工件以外圓柱面作定位基面時 18 ① 在定位套上固定單邊接觸定位時 Δ Y =2 minmax dDo ? Δ D =Δ Y 177。 2．定位誤差 Δ D的計算 Δ D =Δ Y177。 4．確定分度方案，設(shè)計分 度機構(gòu) （ 1）分析確定方案 采用立軸式還是臥軸式或斜軸式分度；采用軸向分度還是采用徑向分度；采用何種對定機構(gòu)；采用何種對定操作機構(gòu)；采用何種鎖緊機構(gòu)；采用何種抬起機構(gòu)。由于組合夾具是由各種標(biāo)準(zhǔn)元、部件組裝而成，故具有組裝迅速、周期短，能反復(fù)使用等特點，所以在多品種、小批量生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制中尤為適用。 按夾具的應(yīng)用范圍、使用特點來分，有以下類型： （ 1）通用夾具 它是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具，多由專門制造廠供應(yīng)，如三爪或四瓜卡盤、機器虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺、萬能分度頭、磁力工作臺等。 （ 8）檢驗工序卡 它是檢驗員進行中間或最后檢驗工序使用的技術(shù)文件，仍采用機械加工工序卡片，其中應(yīng)包括所要求的檢驗項目、要求和必要的說明。屬于鉗工加工的鉆（擴、鉸）孔工序，不包括在鉗工工序內(nèi)，屬于機械加工工序。 由于操作者對程序的內(nèi)容不清楚，對程編人員的意圖不夠理解，經(jīng)常需要編程人員在現(xiàn)場進行口頭 解釋、說明與指導(dǎo)，這對于程序僅使用幾次就不用了的場合是可以的。 （ 3）熱處理工序卡和 及表面處理工序卡 這兩種卡片都不在機械加工車間進行，工序卡片填寫時只寫明對這些工序的要求，而不填寫其工藝過程。 毛坯工序卡具體填法如下： ①毛坯簡圖中畫出機械加工車間驗收時必須檢驗的外形、尺寸及公差； 14 ②在簡圖中毛坯尺寸下方用括號注明成品零件尺寸； ③毛坯簡圖可不按比例繪制，但各部分要大體適當(dāng)。工藝文件的詳細程度差異較大，主要根據(jù)生產(chǎn)類型而定。編程時，要規(guī)定刀具的結(jié)構(gòu)尺寸和調(diào)整尺寸。 如圖 18 所示為手柄加工實例，其輪廓由三段圓弧組成，由于加工余量較大而且又不均勻，因此比較