【文章內(nèi)容簡介】 圖 137a所示零件 ， 如第一道工序以不加工外圓表面 1定位 ， 加工內(nèi)孔 2，若第二道工序仍以外圓表面定位加工均布孔 4（ 見圖 137a） ， 則孔 4將與孔 2產(chǎn)生較大的同軸度誤差 。 正確的工藝方案應以已加工過的內(nèi)孔 2定位加工均布孔 4（ 如圖 137b所示 ） 71 三、定位基準的選擇 精基準選擇 ◆ 三個問題 （ 須同時考慮 ） —— ★ 能經(jīng)濟合理地達到零件的加工要求 ★ 其加工的粗基面如何選擇 ★ 采用第二精基面滿足特殊的加工要求 ◆ 二條要求 —— ★ 各加工表面有足夠的加工余量 （ 至少不留黑癍 ） ★ 定位基準有足夠的接觸面積和分布面積 ◆ 一關鍵 —— 減少誤差 ◆ 四項原則 —— ★ 基準重合原則 ★ 基準統(tǒng)一原則 ★ 自為基準原則 ★ 互為基準原則 72 精基準選擇原則 1） 基準重合原則 ◆ 應盡量選擇加工表面的設計基準作為精基準 ， 即謂 基準重合 原則 。 —— 這樣可避免由于基準不重合而產(chǎn)生的定位誤差 。 在對加工面位置尺寸和位置關系有決定性影響的工序中 ， 特別是當位置公差要求較嚴時 ， 一般不應違反這一原則 。 否則 ， 將由于存在基準不重合誤差 ， 而增大加工難度 。 ☆ 定位基準與設計基準 ☆ 特別在最終工序 ☆ 目的避免基準不重合誤差 73 粗基準選擇 圖 55所示活塞零件 ， 設計要求活塞銷孔與頂面距離 C1， 公差一般為～ 。 若加工銷孔時以止口面 （ 一大平面加一短圓柱面 ） 定位 ，直接保證的尺寸是 C2。 此時 ， 為了使尺寸 C1達到規(guī)定的精度 ， 必須同時嚴格控制尺寸 C和 C2（ 尺寸 CC2和 C構成一個尺寸鏈 ， 其中 C1是封閉環(huán) ， 尺寸 C和 C2公差之和應小于或等于尺寸 C1的公差 ） 。 而這兩個尺寸從功能要求出發(fā) ， 均不需嚴格控制 ， 且在加工頂面時 （ 通常采用車削方法 ） ， 尺寸 C也確實較難控制 。 因此在大批量生產(chǎn)中 ， 常以頂面定位加工銷孔 ， 以使尺寸 C1容易保證 。 圖 138活塞零件簡圖 74 精基準選擇原則 2） 基準統(tǒng)一原則 ◆ 當工件以某一表面作精基準定位 ， 可以方便地加工大多數(shù) （ 或全部 ） 其余表面時 ， 應盡早地將這個基準面加工出來 ， 并達到一定精度 ， 以后大多數(shù) （ 或全部 ） 工序均以它為精基準進行加工 —— ★ 這樣有利于保證各加工表面之間的位置精度； ★ 可以簡化夾具設計 ， 減少工件搬動和翻轉(zhuǎn)次數(shù) 。 ★ 注意：采用統(tǒng)一基準原則常常會帶來基準不重合問題 。 此時 ， 需針對具體問題進行具體分析 ， 根據(jù)實際情況選擇精基準 。 ☆ 大部分表面采用同一組精基面加工 ☆ 簡化工藝規(guī)程和夾具設計 ☆ 減少基準變換所帶來的基準更換誤差 75 精基準選擇 圖 139所示為某廠批量生產(chǎn)的 X62W銑床立柱簡圖 ， 該零件選擇立導軌 A、 C面為統(tǒng)一精基準 。在最初的工序中 ， 首先將立導軌加工好 ， 以后的各工序均以此為精基準定位 ， 依次加工出底面 懸梁導軌 側面 4以及孔系 3（ 軸孔 Ⅰ ～Ⅴ ） ， 以保證軸孔 Ⅴ（ 主軸孔 ） 、 懸梁導軌及底面與立導軌的垂直度；側面與 Ⅲ 軸孔的平度以及軸孔 Ⅰ ～ Ⅴ 間的中心距和平行度 。 圖 139 銑床立柱簡圖 76 精基準選擇 圖 140所示大批量生產(chǎn)條件下加工床頭箱體的工藝路線 ， 采用頂面和頂面上兩工藝孔做統(tǒng)一精基準 。 圖 140 主軸箱零件精基準選擇 flash 77 精基準選擇 圖 142 以頂面和兩銷孔定位 鏜孔支架 圖 141 置于箱體中部的吊架支承 吊架 78 精基準選擇 ? 在實際生產(chǎn)中，經(jīng)常使用的統(tǒng)一基準形式有： 1） 軸類零件常使用兩 頂尖孔 作統(tǒng)一基準； 2） 箱體類零件常使用 一面兩孔 （ 一個較大的平面和兩個距離較遠的銷孔 ） 作統(tǒng)一基準； 3） 盤套類零件常使用 止口面 （ 一端面和一短圓孔 ） 作統(tǒng)一基準； 4） 套類零件用 一長孔和一止推面 作統(tǒng)一基準 。 ?需要指出 ， 采用統(tǒng)一基準原則常常會帶來基準不重合問題 。 此時 ， 需針對具體問題進行具體分析 ， 根據(jù)實際情況選擇精基準 。 ?例如圖 138所示活塞零件 ， 采用止口面作統(tǒng)一精基準 ， 而銷孔加工工序中 ， 為保證尺寸 C1， 采用頂面作精基準 。 79 精基準選擇原則 3） 互為基準原則 —— 對某些位置精度要求高的表面 ， 可以采用互為基準 、 反復加工的方法來保證其位置精度 。 軸徑 軸徑 錐孔 圖 143 主軸零件精基準選擇 【例】 主軸零件精基準選擇（圖 143） 如臥式銑床主軸 （ 圖 143） ， 前端 7:24錐孔對支承軸徑的同軸度要求很高 ，為保證這一要求 ， 采用互為基準的原則進行加工 ， 有關的工藝過程如下：先以精車后的前后支撐軸頸為基準 ， 粗 、 精車錐孔 （ 通孔已鉆出 ） 及后端φ38H9錐孔 (錐度為 1:5 ） ；再以 7:24錐孔和 φ38H9錐孔定位 ， 粗 、 精磨支承軸頸及各外圓面；然后以支承軸頸為基準粗 、 精磨 7:24錐孔 。 通過這樣互為基準 、 反復加工 ， 確保兩者的同軸度誤差滿足設計要求 。 80 精基準選擇原則 4） 自為基準原則 【例】 床身導軌面磨削加工（圖 144） ◆ 對一些精度要求很高的表面 ， 在精密加工時 ， 為了保證加工精度 ，要求加工余量小而且均勻 ， 這時可以已經(jīng)精加工過的表面自身作為定位基準 ， 這就是 自為基準 的原則 。 如圖 144所示的床身導軌 ， 在磨削前通過精刨或精銑已達到一定精度 ， 磨削時希望余量小而均勻 ， 安裝時可以導軌面自身為定位基準 ， 通過調(diào)整工件下面的四個楔鐵 ， 用千分表找正導軌面定位 。 圖 144 導軌磨削基準選擇 flash 81 精基準選擇原則 圖 146 浮動鏜刀塊 1— 工件 2— 鏜刀塊 3— 鏜桿 ◆ 便于裝夾原則 —— 所選擇的精基準 ， 應能保證工件定位準確 、 可靠 ， 并盡可能使夾具結構簡單 、 操作方便 。 圖 145 外圓研磨示意圖 【例】 鉸孔、拉孔、研磨（圖 145） 【例】 浮動鏜刀塊鏜孔（圖 146） 82 精基準選擇原則 圖 147 搖桿零件圖 φ40 φ12H7 鑄造圓角 R3 其余 倒角 1 45176。 60177。 φ20H7 40 18 M8 R12 7 10177。 A B D C 15 45 【思考題 13】 選擇圖 147所示搖桿零件的定位基準 。 零件材料為 HT200， 毛坯為鑄件 ， 生產(chǎn)批量： 5000件 。 ：該零件的設計基準是 φ20H7孔及端面 A。 根據(jù)基準重合原則 ， 應選 φ20H7孔及端面 A作定位精基準 。 從統(tǒng)一基準的原則出發(fā) ， 以φ20H7孔及端面 A定位可以方便地加工其他表面 ， 也應選 φ20H7孔及端面 A作統(tǒng)一精基準 。 在本例中基準重合與統(tǒng)一基準原則相一致 。 2. 粗基準的選擇：本例中零件毛坯為一般鑄件 ， φ20H7孔及 φ12H7孔及φ12H7孔均較小 ， 一般不鑄出 ， 故不存在重要加工面加工余量均勻問題 ，此時應著重考慮加工面與不加工面的位置要求 。 本例中 φ20H7孔要求與 φ40外圓同軸 ， 因此在加工 φ20H7孔時 ， 應以 φ40外圓作粗基準 。 83 三、定位基準的選擇 附加基準的選擇 ◆ 1） 工藝上要求 ◆ 2 ） 尋求統(tǒng)一基準面使定位方便 ◆ 3） 尋求合理定位面 如用作軸類零件定位的頂尖孔 ， 用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸臺 （ 圖 1 33） 等 。 工藝凸臺 A向 A 圖 133 小刀架上的工藝凸臺 84 第二章 工藝規(guī)程設計 Process Planning 第三節(jié) 工藝路線的擬定 Determine the Machining Route 機械制造技術 85 一、加工方法的選擇 圖 148 加工誤差與成本關系 C Δ 0 A B ? 經(jīng)濟精度隨年代增長和技術進步而不斷提高 （ 圖 149） ? 在正常加工條件下 （ 采用符合質(zhì)量標準的設備和工藝裝備 ， 使用標準技術等級工人 ， 不延長加工時間 ） ， 一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度 （ 圖 148AB段 ） 加工經(jīng)濟精度 加工誤差（μm） 1960 101 102 103 1920 2023 102 101 100 年代 圖 149 加工精度與年代的關系 一般加工 精密加工 超精密加工 86 典型表面的加工路線 研 磨 IT5 Ra ~ 超 精 加 工 IT5 Ra ~ 砂 帶 磨 IT5 Ra ～ 精 密 磨 削 IT5 Ra ~ 拋 光 Ra ~ 金 剛 石 車 IT5～ 6 Ra ~ 滾 壓 IT6～ 7 Ra ~ 精 磨 IT6～ 7 Ra ~ 精 車 IT7～ 8 5～ 5 粗 磨 IT8～ 9 Ra ～ 10 半 精 車 IT10～ 11 Ra ～ 粗 車 IT12～ 13 Ra 10～ 80 圖 173 外圓表面的典型加工工藝路線 87 外圓表面典型的加工路線 ?粗車 半精車 精車 這是應用最廣泛的一條工藝路線 。 只要工件材料可以進行切削加工， 精度要求不高于 IT 粗糙度 Ra ≥ ， 均可采用此加工路線 。 如果精度要求較低 ， 可只取到半精車 ， 甚至只取到粗車。 ?粗車 半精車 粗磨 精磨 此工藝路線主要用于黑色金屬材料 ， 特別是結構鋼零件和半精車后有淬火要求的零件 。 表面精度要求不高于 IT 粗糙度 Ra 值不小于 ， 均可安排此工藝路線 。 ?粗車 半精車 粗磨 精磨 光整加工 若采用第二條工藝路線仍不能滿足精度 、 尤其是粗糙度要求 ， 可采用此工藝路線 ， 即在精磨后增加一道光整加工工序 。 常用的光整加工方法有研磨 、 砂帶磨削 、 低粗糙度磨削 、 超精加工以及拋光等 。 ?粗車 半精車 精車 金剛石車 此加工路線主要適用于工件材料不宜采用磨削加工的高精度外圓表面 ， 如銅 、 鋁等有色金屬及其合金以及非金屬材料的零件表面 。 88 典型表面的加工路線 圖 174 孔的典型加工工藝路線 珩 磨 IT5～ 6 ~ 研 磨 IT5～ 6 ~ 粗 鏜 IT12～ 13 Ra 5～ 20 鉆 IT10～ 13 Ra 5～ 80 半 精 鏜 IT10～ 11 Ra ～ 10 粗 拉 IT9～ 10 Ra ～ 5 擴 IT9～ 13 Ra ~40 精 鏜 IT7～ 9 Ra ～ 5 粗 磨 IT9～ 11 ～ 10 精 拉 IT7～ 9 ~ 推 IT6～ 8 ~ 餃 IT6～ 9 Ra ~10 金 剛 鏜 IT5～ 7 ~ 精 磨 IT7～ 8 ~ 滾 壓 IT6～ 8 ~ 手 餃 IT5 ~ 89 內(nèi)孔表面典型的加工路線 ?鉆 （ 粗鏜 ） 粗拉 精拉 此加工路線多用于大批量生產(chǎn)中加工盤套類零件的圓孔、 單鍵孔和花鍵孔 。 加工出的孔的尺寸精度可達 IT7， 且加工質(zhì)量穩(wěn)定 ， 生產(chǎn)效率高 。 當工件上無鑄出或鍛出的毛坯孔時 ， 第一道工序安排鉆孔；若有毛坯孔 ， 則安排粗鏜孔；如毛坯孔的精度好 ， 也可直接拉孔 。 ?鉆 擴 鉸 此工藝路線主要用于