【文章內(nèi)容簡介】 要表面之間往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位進行加工。 4)先面后孔這主要是指箱體和支架類零件的加工而言。一般這類零件上既有平面，又有孔或孔系，這時應先將平面 (通常是裝配基準 )加工出來，再以平面為基準加工孔或孔系。此外，在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀。此時也應先加工面，再加工孔，以避免上述情況的發(fā)生。 ? 熱處理和表面處理工序的安排 1)為改善材料切削性能而進行的熱處理工序 (如退火、 正火等 )，應安排在切削加工之前進行。 2)為消除內(nèi)應力而進行的熱處理工序 (如退火、人工時效等 )，最好安排在粗加工之后，精加工之前進行；有時也可安排在切削加工之前進行。 3)為改善工件材料的力學物理性質而進行的熱處理工序 (如調(diào)質、淬火等 )通常安排在粗加工后、精加工前進行。其中滲碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前進行。而表面淬火和滲氮等變形小的熱處理工序，允許安排在精加工后進行。 4)為了提高零件表面耐磨性或耐蝕性而進行的熱處理工序以及以裝飾為目的的熱處理工序或表面處理工序(如鍍鉻、鍍鋅、氧化、煮黑等 )一般 放在工藝過程的最后。 ? 檢驗工序的安排 在工藝規(guī)程中，應在下列情況下安排常規(guī)檢驗工序 : 1)重要工序的加工前后 ； 2)不同加工階段的前后，如粗加工結束 ﹑ 精加工前；精加工后 ﹑ 精密加工前； 3)工件從一個車間轉到另一個車間前后； 4)零件的全部加工結束以后。 工序的集中與分散 零件的加工順序確定以后，在確定各工序的具體加工內(nèi)容時，可有兩種設機械制造工藝學 計思路：一種是工序數(shù)多而各工序的加工內(nèi)容少，稱之為工序分散；另一種是工序數(shù)少而各工序的加工內(nèi)容多，稱之為工序集中。 ? 工序集中特點 1)在一次安裝中可加工出多個表面，不但減少了安 裝次數(shù)，而且易于保證這些表面之間的位置精度； 2)有利于采用高效的專用機床和工藝裝備； 3)所用機器設備的數(shù)量少，生產(chǎn)線的占地面積小，使用的工人也少，易于管理； 4)機床結構通常較為復雜，調(diào)整和維修比較困難。 ? 工序分散的特點 1)使用的設備較為簡單，易于調(diào)整和維護； 2)有利于選擇合理的切削用量； 3)使用的設備數(shù)量多，占地面積較大，使用的工人數(shù)量也多。 ? 工序集中與工序分散的應用 工序設計時究竟是采取工序分散還是工序集中，應根據(jù)生產(chǎn)綱領 ﹑ 零件的技術要求 ﹑ 產(chǎn)品的市場前景以及現(xiàn)場的生產(chǎn)條件等因素綜合考慮后決定。 傳統(tǒng)的流水線、自動線生產(chǎn)，多采用工序分散的組織形式 (個別工序亦有相對集中的情況，例如，箱體類零件采用組合機床加工孔系 )，對于大批量生產(chǎn)而言，這種組織形式可以獲得高的生產(chǎn)效率和低的生產(chǎn)成本，缺點是柔性差，轉換困難。對于多品種、中小批量生產(chǎn)，為便于轉換和管理，多采用工序集中方式。數(shù)控加工中心采用的便是典型的工序集中方式。由于市場需求的多變性，對生產(chǎn)過程的柔性要求越來越高，工序集中將越來越成為生產(chǎn)的主流方式。 [思考題 43]試擬訂圖 413所示搖桿零件的工藝路線。零件材料為HT200，毛坯為鑄件，生產(chǎn)批量 5000件。 圖 413搖桿零件圖 參考答案：搖桿零件工藝路線見表 搖桿零件工藝路線 工序號 工序名稱及內(nèi)容 定位基準① 工序簡圖 機床夾具 機械制造工藝學 1 車端面內(nèi)孔②：車端面 A，保證尺寸 7；鉆孔 Φ16。車孔至 Φ20H7；倒角 145176。 Φ40外圓 普通車床C6132 三爪卡盤 2 車端面③：車端面 B，保證尺寸 40；倒角 145176。 Φ20H7孔及端面 A 普通車床C6132 可漲心軸 3 銑端面④：銑端面 B、C，保證尺寸 10177。，及尺寸 45 Φ20H7孔及端面 A 臥式銑床X61W 銑夾具 4 鉆鉸孔⑤：鉆鉸孔 Φ12H7，保證尺寸 60177。 Φ20H7孔端面 A及R12圓 立式鉆床Z525 鉆夾具 5 鉆螺紋底孔：鉆螺紋底孔 ，保證尺寸18 Φ20H7孔端面 A及 Φ12H7孔 立式鉆床Z525 鉆夾具 6 攻絲 攻絲 M8 Φ20H7孔端面 A及 Φ12H7孔 略 立式鉆床Z525 鉆夾具 注： ①基準選擇見 [思考題 42] ②本工序也可在鉆床上采用鉆 擴 鉸的方法加工 (定位形式不變 )，此時宜采用帶導向柱的锪刀锪端面。 ③本工序也可采用銑削方法加工，但倒角需使用角度銑刀。 ④采用兩把三面刃銑刀 ，端面 B、 C一起銑出，靠近銑削處加輔助支承和夾緊。 ⑤鉆孔處 (B面 )加輔助支承。 、工序尺寸及工序公差的確定 學習要點： 掌握加工余量的機械制造工藝學 概念，理解影響加工余量大小的因素，掌握加工余量的計算方法。 ? 加工總余量與工序 (工步 )余量 加工總余量即毛坯余量，是指毛坯尺寸與零件設計尺寸之差，也就是某加工表面上切除的金屬層總厚度。工步(工序 )余量是指相鄰兩工序 (工步 )的尺寸之差，也就是某道工序 (工步 )所切除的金屬層厚度。顯然有 ??? ni is ZZ 1 (41) 式中 ZS——某表面加工總余量； n——該表面的機械加工工序 (工步 )數(shù)； Zi——該表面第 i個工序 (工步 )加工余量。 工序余量計算公式 設某加工表面上道工序 (工步 )的尺寸為 a，本道工序 (工步 )的尺寸 b，則本道工序 (工步 )的基本余量 Zb可表示成： 對于被包容表面 (圖 425a,c): Zb=ab (42) 對于包容表面 (圖 425b,d) Zb= ba (43) 單邊余量與多邊余量 工序 (工步 )余量有單邊余量和雙邊余量之分。通常平面加工屬于單邊余量(圖 425a， b)，回轉面 (外圓 、內(nèi)孔等 )和某些對稱平面 (鍵槽等 )加工屬于雙邊余量 (圖 425c， d)。雙邊余量各邊余量等于工序 (工步 )余量的一半 (圖 425c，d)。 最大余量、最小余量、平均余量、余量公差 余量作為尺寸，也有基本尺寸，上、下偏差和公差，即有基本余量 (余量基本尺寸 )，最大余量、最小余量和余量公差 (余量變動量 )。其計算公式為 (見圖426)： 基本余量 ： 式 (4－ 2)、 (4－ 3) 最大余量 ：(44) 最小余量 ：(45) 平均余量 ：(46) 余量公差 ：(47) 式中 Zmax,Zmin——最大 ， 最小余量 ； Zm——平均余量 ； Tz——余量公差 ； amax,amin——前工序最大 ， 最小極限尺寸 ； bmax,bmin——本工序最大 ， 最小極限尺寸 ； am——前工序平均尺寸 ； 機械制造工藝學 bm——本工序平均尺寸 ； Ta——前工序尺寸公差 ； Tb——本工序尺寸公差。 ? 最小余量構成 加工余量主要取決于前一工序加工面 (或毛坯面 )的狀態(tài)。為保證本工序的加工精度，需將前一工序加工面 (或毛坯面 )的缺陷部分去除。因此，最小加工余量應包括 (參考圖 427)： 1)上一工序產(chǎn)生的表面粗糙度Ry(表面輪廓最大高度 )和表面 缺陷層深度 Ha，其數(shù)值可參考 表 410。 2)上一工序留下的形位誤差 ea。 3)本工序的裝夾誤差 εb(包括定位誤差和夾緊誤差 )。這項誤差直接影響被加工面對于切削刀具的相對位置，因此也應該包含在最小余量之中。 圖 427最小加工余量構成 ? 最小余量的計算公式 由于上 述 2)、 3)項誤差具有方向性，其和應按矢量加法進行計算，再取其模計入最小余量。于是得到最小余量計算公式： (平面加工時 )/(軸、孔加工時 )(48) ? 分析計算法 在影響因素清楚 ﹑ 統(tǒng)計分析資料齊全的情況下，可以采用分析計算法，用 (48)式計算出工序余量。計算時應根據(jù)所采用的加工方法的特點，將計算式合理簡化，如： 1)采用浮動鏜刀鏜孔或浮動鉸刀鉸孔或拉刀拉孔，由于這些加工方法不能糾正位置誤差，故式簡化為： (49) 2)無心磨床磨削外圓時無裝夾誤差，故 (48)式可簡化為 ： (410) 3)對于研磨、珩磨、拋光等加工方法，其主要任務是去掉前一工序所留下的表面痕跡，因而最小余量只包含一項Ry值，即： (411) 分析計算法確定加工余量的過程較為復雜，多用于大批量生產(chǎn)或貴重材料零件的加工。對于成批單件生產(chǎn)，目前大部分工廠都采用查表法或經(jīng)驗法來確定工序余量和總余量。 ? 查表法 查表法是根據(jù)《機械加工工藝手機械制造工藝學 冊》提供的資料查出各表面的總余量以及不同加工方法的工序余量，方便迅速，使用廣泛。 需要注意的是： 1)目前國內(nèi)各種手冊所給的余量多數(shù)為基本余量，基本余量等于最小余量與上一工 序尺寸公差之和，即基本余量中包含了上一工序尺寸公差。 2)各種手冊提供的數(shù)據(jù)不一定與具體加工情況完全相符，余量值大多偏大，須根據(jù)工廠的具體情況加以修正。 3)各種鑄、鍛件的總余量已由有關國家標準給出，并由熱加工工藝人員在毛坯圖上標定。對于圓棒料毛坯，在選用標準直徑的同時，總余量也就確定。因此，用查表法確定加工余量時，粗加工工序余量一般應由總余量減去后續(xù)各半精加工和精加工的工序余量之和而求得。 ? 經(jīng)驗法 經(jīng)驗法是由一些有經(jīng)驗的工藝設計人員或工人根據(jù)經(jīng)驗確定余量。這種方法大都用于單件小批生產(chǎn)。 確定 在加工過程中，多數(shù)情況屬于基準重合。此時，可按如下方法確定各工序尺寸和公差： 1)確定各工序加工余量 ； 2)從最終加工工序開始，即從設計尺寸開始，逐次加上 (對于被包容面 )或減去 (對于包容面 )每道工序的加工余量，可分別得到各工序的基本尺寸； 3)除最終加工工序取設計尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所對應的加工經(jīng)濟精度確定工序尺寸公差； 4)除最終加工工序按圖紙標注公差外，其余各工序按 入體原則 標注工序尺寸公差； 5)一般毛坯余量 (即總余量 )已事先確定，故第 1道加工工序的由毛坯余量(總余量 )減 去后續(xù)各半精加工和精加工的工序余量之和而求得。 [例 4－ 2]某機床主軸箱體的主軸孔設計尺寸要求為 mm,粗糙度為,若采用加方法為：粗鏜 半精鏜 精鏜 浮動鏜刀塊鏜。試確定各加工工序的加工余量、工序尺寸及其公差。 [解 ]按機械加工手冊所給數(shù)據(jù) (部分數(shù)據(jù)可參考 表 410)，并按上述方法確定的工序尺寸及公差列于表 411。 主軸孔工序尺寸及公差的確定 工序名稱 工序加工 余量 工序基本尺寸 經(jīng)濟精度 (IT) 工序尺寸 及公差 表面粗糙度μ m 浮動鏜 100 7 精鏜 (=) 8 機械制造工藝學 半精鏜 (=) 10 粗鏜 8(+ +)=5 (=)97 12 毛坯孔 8 (975=)92 ＋ 1 － 2 —— [思考題 44]某軸直徑尺寸為mm(精度 IT6)，粗糙度為 μm。若采用加工方法為：粗車 ——半精車 ——粗磨 ——精磨。試確定各加工工序的工序尺寸及公差。 思考題 4－ 4答案： 由工藝手冊查得：精磨余量 ——，粗磨余量 ——，半精車余量 ——，粗車余量 ——。 精磨基本尺寸為 50mm，粗磨基本尺寸為 50+=，半精車基本尺寸為 +=，粗車基本尺寸 為 +=，毛坯基本尺寸為 +=56mm。 度 查有關表格可確定 ： 精磨精度 ——IT6， ， 粗磨精度 ——IT8， μm， 半精車精度 ——IT11， m，粗車精度 ——IT13， m，鍛件毛坯公差為 177。2mm。 ，并將公差按 入體原則 標注在工序基本尺寸上。 計算結果匯總于表 412。 學習要點： 掌握尺寸鏈的基機械制造工藝學 本概念，尺寸 鏈的極值計算與概率計算方法，熟練掌握運用尺寸鏈求解工序尺寸的方法，掌握尺寸鏈的圖表法。 ? 尺寸鏈的定義 由若干相互有聯(lián)系的尺寸按一定順序首尾相接形成的尺寸封閉圖形定義為尺寸鏈。 在零件加工過程中，由同一零件有關工序尺寸所形成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。在機器設計和裝配過程中，由有關零件設計尺寸形成的尺寸鏈，稱為裝配尺寸鏈。 圖 428工藝尺寸鏈示例 圖 428是工藝尺寸鏈的一個示例。工件上尺寸 A1已加工好，現(xiàn)以底面 A定位，用調(diào)整法加工臺階面 B，直接保證尺寸 A2。顯然，尺寸 A1和 A2確定 以后，在加工中未予直接保證的尺寸 A0也就隨之確定。尺寸 A0、 A1和 A2構成了一個尺寸