【文章內(nèi)容簡介】 基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。在機(jī)器零件的設(shè)計(jì)和加工過程中，按不同要求選擇哪些點(diǎn)、線面作為基 7 準(zhǔn)，是直接影響零件加工工藝性和各表面間尺寸、位置精度的主要因素之一。根據(jù)作用不同，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是零件設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)，工藝基準(zhǔn)是零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，其中包括工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)，基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重要工作之一，基面選擇正確合理，可使加工質(zhì)量得到保證，提高生產(chǎn)率 [11]。 作為撥叉殼體零件，其主要的加工表面是平面及其孔系。一般情況下，平面的加工精度要比孔系的加工精度容易保證，因此，在加工該零件工程中考慮的問題是如何實(shí)現(xiàn)孔的加工精度，如何處理孔和平面之間的相互關(guān)系。 1. 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇主要考慮加工表面的余量分配以及加工表面和不加工表面之間的位置精度，一般遵循以下幾個(gè)原則： (1) 保證相互位置要求原則：如果首先要求保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求原則，則應(yīng)以不加工面作為粗基準(zhǔn)。 (2) 余量均勻的原則 :如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均與時(shí)，應(yīng)選 擇該表面的毛坯面作為粗基準(zhǔn)。 (3) 余量足夠原則：若零件上有多個(gè)表面要加工，則應(yīng)該以加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證各個(gè)加工表面都有足夠的余量。 (4) 粗基準(zhǔn)不重復(fù)使用原則：要求選用的粗基準(zhǔn)面盡可能平整、光潔、且有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊，鑄造澆、冒口或其他缺陷，也不宜選用鑄造分型面作粗基準(zhǔn)。 基于上述的要求和考慮到安裝裝配面的精度要求和便于夾緊等實(shí)際情況，對一般的殼體零件來說，以底面作為基準(zhǔn)是合理的。 2. 精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)時(shí)主要考慮的問題是如何保證加工精度和使裝夾方便、準(zhǔn)確，一般 應(yīng)遵循以下的原則： (1) 基準(zhǔn)重合原則 :選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。 (2) 統(tǒng)一基準(zhǔn)原則：當(dāng)工件以某一表面做精基準(zhǔn)定位，可以方便地加工大多數(shù)或全部其余表面時(shí)，應(yīng)盡早將這個(gè)基準(zhǔn)面加工出來，并達(dá)到一定精度，以后大多數(shù)或全部工序均以它為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工。采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則的好處 8 是有利于保證各加工面之間的位置精度，可以簡化夾具設(shè)計(jì)，減少工件搬動(dòng)和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。 在生產(chǎn)實(shí)際中，經(jīng)常使用的基準(zhǔn)統(tǒng)一形式有：軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準(zhǔn)，箱體類零件常使用一面兩空 (一個(gè)較大的平面和兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的銷孔 )做統(tǒng)一基準(zhǔn)。盤套類零件常使用止口面 (一端面和一短圓孔 )做統(tǒng)一基準(zhǔn)，套類零件使用一長孔和一止推面作統(tǒng)一基準(zhǔn)。 (3) 互為基準(zhǔn)原則：當(dāng)兩個(gè)加工表面的加工精度和相互位置精度要求較高時(shí)，可以用一個(gè)表面作為精基準(zhǔn)來加工另一個(gè)面，然后再以后者為精基準(zhǔn)加工前者。 (4) 自為基準(zhǔn)原則：有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，以保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，這時(shí)就以加工面本身作為精基準(zhǔn)。 (5) 便于裝夾原則：所選擇的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確、可靠、并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡單。 為了保證機(jī)體孔與孔、面與面之間的位置精度，精基準(zhǔn)盡量采用能保證機(jī)體在整個(gè)加工過程中 采用的基準(zhǔn)統(tǒng)一 ， 應(yīng)采用以 ① 面為精基準(zhǔn)。 制訂工藝路線 制訂工藝路線的原始資料主要是產(chǎn)品圖紙、生產(chǎn)綱領(lǐng)、現(xiàn)場加工設(shè)備、生產(chǎn)條件等，有了這些原始資料并由生產(chǎn)綱領(lǐng)確定了生產(chǎn)類型和生產(chǎn)組織形式之后，在對零件的工藝路線進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，即可著手工藝路線的制訂。 制訂 工藝路線的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配用專用夾具，并兼顧提高生產(chǎn)率，降低成本。 工藝路線方案之一 工序 1 銑 ② 面 工序 2 銑 ③ 面 工序 3 粗銑① ④⑤面 精銑①面 工序 4 鉆 Φ28 孔 9 擴(kuò)孔 鉸孔 Φ30H7 工序 5 鉆 Φ14 孔 擴(kuò)孔 擴(kuò)鉆 孔 鉸孔 Φ16H9 鉸孔 Φ25H9 工序 6 鉆 Φ23 孔 擴(kuò)鉆 孔 擴(kuò)孔 Φ32 鉸孔 Φ25H7 工序 7 鉆 Φ18 孔 鉆 Φ23 孔 擴(kuò)鉆 孔 擴(kuò)鉆 孔 擴(kuò)鉆 孔 鉸孔 Φ20H7 鉸孔 Φ25H7 鉸孔 Φ28H7 工序 8 鉆 7Φ9 通孔 鍃孔 7Φ14 工序 9 鉆與Ⅲ孔垂直相交的 M8 底 孔 及攻螺紋 工序 10 鉆 ② 面上的螺紋孔 2M86H、 4M56H 及攻螺紋 工序 11 鉆 ③ 面上的螺紋孔 4M56H 及攻螺紋 工序 12 上油漆 工序 13 檢查 工藝路線方案之二： 工序 1 銑 ② 面 工序 2 銑 ③ 面 10 工序 3 粗銑①④⑤面 精銑①面 工序 4 鉆 7Φ9 通孔 鍃孔 7Φ14 工序 5 鉆 Φ28 孔 擴(kuò)孔 鉸孔 Φ30H7 工序 6 鉆 Φ14 孔 擴(kuò)孔 擴(kuò)鉆 孔 鉸孔 Φ16H9 鉸孔 Φ25H9 工序 7 鉆 Φ23 孔 擴(kuò)鉆 孔 擴(kuò)孔 Φ32 鉸孔 Φ25H7 工序 8 鉆 Φ18 孔 鉆 Φ23 孔 擴(kuò)鉆 孔 擴(kuò)鉆 孔 擴(kuò)鉆 孔 鉸孔 Φ20H7 鉸孔 Φ25H7 鉸孔 Φ28H7 工序 9 鉆與Ⅲ孔垂直相交的 M8 底孔 及攻螺紋 工序 10 鉆 ② 面上的螺紋孔 2M86H、 4M56H 及攻螺紋 工序 11 鉆 ③ 面上的螺紋孔 4M56H 及攻螺紋 工序 12 上油漆 工序 13 檢查 工藝方案的比較與分析 11 當(dāng)用于加工同一內(nèi)容的幾種工藝方案均能保證所要求的質(zhì)量和勞動(dòng) 生產(chǎn)率指標(biāo)時(shí)，一般可通過經(jīng)濟(jì)評比加以選擇；經(jīng)濟(jì)分析就是比較不同方案的生產(chǎn)成本多少。生產(chǎn)成本最少的方案才是最經(jīng)濟(jì)的方案。生產(chǎn)成本是制造一個(gè)零件或一臺產(chǎn)品所必需的一切費(fèi)用的總和。在分析工藝方案的優(yōu)劣時(shí)，只需分析與工藝過程直接相關(guān)的生產(chǎn)費(fèi)用，這部分生產(chǎn)費(fèi)用就是工藝成本。工藝成本又可分為可變費(fèi)用和不變費(fèi)用兩大類。 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一將主要面先進(jìn)行加工，然后以這三個(gè)面作定位基準(zhǔn)加工其它的孔；方案二是將加工過程分為兩個(gè)階段進(jìn)行，先以流水生產(chǎn)加工各個(gè)面，然后以一面兩孔進(jìn)行定位加工其它各孔 以上兩個(gè)方案可以 看出：方案一是以三個(gè)面作為基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，簡化了隨行夾具的設(shè)計(jì)，從而保證所要求的質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率指標(biāo)時(shí)降低了生產(chǎn)成本；方案二是以一面兩孔定位，進(jìn)行流水生產(chǎn)，這適用于大批生產(chǎn)，作為該方案不適用于本工件的加工（中小批生產(chǎn)），不利于夾具的設(shè)計(jì)和裝配，從而增加了生產(chǎn)成本。 故采用方案一較為合理。 確定工藝過程方案 該零件擬定工藝過程見表 21 所示： 表 21 擬定工藝過程 工序號 工序內(nèi)容 簡要說明 010 砂型鑄造 020 人工時(shí)效處理 消除應(yīng)力 030 劃線 040 銑 ② 面 先加工面 050 銑③面 060 銑①④⑤面 先粗加工 精銑①面 070 劃線 080 鉆 Φ28 孔 鉆擴(kuò)鉸加工 擴(kuò)孔 12 續(xù)表 21 擬定工藝規(guī)程 鉸孔 Φ30H7 090 鉆 Φ14 孔 鉆擴(kuò)鉸加工 擴(kuò)孔 擴(kuò)鉆 孔 鉸孔 Φ16H9 鉸孔 Φ25H9 0100 工作臺轉(zhuǎn) 180176。夾緊 0110 鉆 Φ23 孔 鉆擴(kuò)鉸加工 擴(kuò)鉆 孔 擴(kuò)孔 Φ32 鉸孔 Φ25H7 0120 工作臺轉(zhuǎn) 90176。 0130 鉆 Φ18 孔 鉆擴(kuò)鉸加工 鉆 Φ23 孔 擴(kuò)鉆 孔 擴(kuò)鉆 孔 擴(kuò)鉆 孔 鉸孔 Φ20H7 鉸孔 Φ25H7 鉸孔 Φ28H7 0140 劃線 0150 鉆 7Φ9 通孔 鉆孔加工 鍃孔 7Φ14 0160 鉆與 Ⅲ 孔垂直相交的 M8 底孔及攻螺紋 0170 鉆 ② 面上的 M M5 底孔及攻螺紋 0180 鉆 ③ 面上的 M5 底孔及攻螺紋 0190 上油漆 防止生銹 0200 檢查 13 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 由于生產(chǎn)類型為中批量，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主 ，輔以少量專用機(jī)床，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。 1. 選擇夾具 本零件除 了 銑 平面的工序以外 ， 其余均為鉆孔工序，故選擇銑平面及鉆孔工序?qū)Ｓ脢A具即可 2. 選擇刀具 刀具的選擇要根據(jù)不同的工序選擇不同的刀具。 （ 1） 銑刀選擇 硬質(zhì)合金 銑刀 。 （ 2） 鉆 孔選用高速鋼錐柄麻花鉆 （ 3）擴(kuò)孔選用高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆 （ 4）鉸孔選用高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀 （ 5）攻螺紋選用機(jī)用絲錐 3. 選擇量具 本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采 用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點(diǎn)， 根據(jù) 參考 文獻(xiàn) [18]選擇加工面的量具為游標(biāo)卡尺，加工孔的量具選用內(nèi)徑千分尺即可。 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差 零件在機(jī)械加工工藝過程中，各個(gè)加工表面本身的尺寸及各個(gè)加工表面相互之間的距離尺寸和位置關(guān)系，在每一道工序中是不相同的，它們隨著工藝過程的進(jìn)行而不斷改變，一直到工藝過程結(jié)束 ,達(dá)到圖紙上所規(guī)定的要求。在工藝過程中，某工序加工應(yīng)達(dá)到的尺寸稱為工序尺寸。工序尺寸的正確確定不僅和零件圖上的設(shè)計(jì)有關(guān)系，還與各工序的工序余量有關(guān)系。 加工余量是指在加工過程中，從被加工表面上切除的金屬層厚度。加工余量分工序余量和加工總余量（毛坯余量）二種。相鄰兩工序的工序尺寸之 14 差稱為工序余量。毛坯尺寸與零件圖的設(shè)計(jì)尺寸之差稱為加工總余量（毛坯余量），其值等于各工序的工序余量總合。由于加工表面的形狀不同，加工余量又可分為單邊余量和雙邊余量兩種。如平面加工，加工余量為單邊余量，即實(shí)際切除的金屬層厚度。又如軸和孔的回轉(zhuǎn)面加工，加工余量為雙邊余量，實(shí)際切除的金屬曾厚度為工序余量的一半。為了便于加工和計(jì)算，工序尺寸一般按“入體原則”標(biāo)注極限偏差。對 于外 表面的工序尺寸取上偏差為零，而對于內(nèi)表面的工序尺寸取下偏差為零。 加工余量的大小，對零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率以及經(jīng)濟(jì)性均有較大的影響。余量過大將增加金屬材料、動(dòng)力、刀具和勞動(dòng)量的消耗，并使切削力增大而引起工件的變形較大，反之，余量過小則不能保證零件的加工質(zhì)量。確定加工余量的基本原則是在保證加工質(zhì)量的前提下盡量減少加工余量。目前，工廠中確定加工余量的方法一般有兩種，一是靠經(jīng)驗(yàn)確定，但這種方法不夠準(zhǔn)確，為了保證不出廢品，余量總是偏大，多用于單件小批生產(chǎn)。另一種是查閱有關(guān)加工余量的手冊來 確定，這種方法應(yīng)用比較廣泛。比較合理的方法是加工余量的分析計(jì)算法。這種方法是在了解和分析影響加工余量基本因素的基礎(chǔ)上，加以綜合計(jì)算來確定余量的大小。 工序尺寸及工藝尺寸鏈。工藝尺寸是根據(jù)加工的需要，在工藝附圖或工藝規(guī)程中所給出的尺寸。尺寸鏈?zhǔn)窍嗷ヂ?lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組。在零件的機(jī)械加工工藝過程中，各工序的工序尺寸及工序余量在不斷變化，其中一些工序尺寸在零件圖上往往不標(biāo)出或不存在，需要在制定工藝過程時(shí)予以確定。而這些不斷變化的工序尺寸之間又存在著一定的聯(lián)系，需要用工藝尺寸鏈原理去 分析它們的內(nèi)在聯(lián)系，掌握它們的變化規(guī)律，正確地計(jì)算出各工序的工序尺寸。 根據(jù)工件最大外形尺寸 172mm， 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 123， 選取鑄件精度為 6 級 最大外形輪廓為 172mm， 根據(jù)參考文獻(xiàn) [18]表 268 可知長度偏差為 ? L =177。 mm 15 式中 ? L —— 不加工表面間的直線尺寸； 根據(jù)參考文獻(xiàn) 表 [18]表 270 可知 mL? =177。 mm 式中 mL? —— 不加工表面到加工表面間的直線尺寸 鑄件單面加工余量（不大于） 根據(jù)參考文獻(xiàn) [18]表 273， 查得鑄件的機(jī)械加工余量公式： A? ? 式中 ? —— 加工余量 C —— 系數(shù) maxA —— 鑄件的最大尺寸 A —— 加工表面的基本尺寸 根據(jù)參考文獻(xiàn) [18]表 269，查得 頂面 C=， 底面及側(cè)面 C= 以①面為頂面，以②面為底面，①面與②面的距離為 64mm，則有： ①面的加工余量： 0 .2 0 .1 50. 75 17 2 64? ? ? ?= 取 ? =4mm ②面的加工余量： 0 .2 0 .1 50. 55 17 2 64? ? ? ?= 取 ? =3mm 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 124， 查得公稱尺寸偏差為 177。1 mm 第③面為側(cè)面，其加工余量： 0. 2 0. 150. 55 17 2 17 2? ? ? ?= mm 取 ? =3mm 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 124， 查書得公稱尺寸偏差為 177。 mm ④ 面的加工余量： 0 .2 0 .1 50. 55 17 2 18? ? ? ?= mm 取 ? =2mm 根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 12