【正文】 本工序的安裝誤差εb.因此,本工序的加工余量必須滿足:對稱余量:Z ≥2(Ra Da) Ta 2 | ρa(bǔ) εb | (110)單邊余量:Z ≥(Ra Da Ta | ρa(bǔ) εb | (111)加工余量的大小對工件的加工質(zhì)量,不僅增加機(jī)械加工的勞動量,降低生產(chǎn)率,而且增加了材料,刀具和電力的消耗,提高了加工成本。2)前道工序的尺寸公差Ta。而毛坯尺寸公差按雙向布置上,下偏差.⑵ 總余量:Z總 = Z1 Z2 …… Zn (19)式中: Z總 ——加工總余量。Tz——本工序的余量公差.為了便于加工,工序尺寸公差都按\入體原則\標(biāo)注,即被包容面的工序尺寸公差取上偏差為零。db——本工序的加工直徑.由于工序尺寸有公差,工序余量也是一個(gè)變動量.當(dāng)工序尺寸用用尺寸計(jì)算時(shí),所得的加工余量稱為基本余量或者公稱余量.保證該工序加工表面的精度和質(zhì)量所需切除的最小金屬層厚度稱為最小余量Zmin.該工序余量的最大值則稱為最大余量Zmax.圖117表示了工序余量與工序尺寸的關(guān)系.(沿用吳拓主編《機(jī)械制造工程》(第2版)機(jī)械工業(yè)出版社2005年9月圖311)圖117 工序余量與工序尺寸及其公差的關(guān)系工序余量和工序尺寸及公差的關(guān)系式如下:Z=Zmin Ta (16)Zmax=Z Tb=Zmin Ta Tb (17)由此可知,Tz=ZmaxZmin=(Zmin Ta Tb)Zmin =Ta Tb (18)即:余量公差等于前道工序與本工序的尺寸公差之和.式中:Ta——前道工序尺寸的公差。b——本工序的工序尺寸.旋轉(zhuǎn)表面的工序余量則是對稱的雙邊余量:對于被包容面:Z=dadb (14)對于包容面:Z=dbda (15)式中:Z——直徑上的加工余量。大批,.二,加工余量的確定,總余量之分.⑴ 工序余量:.(沿用吳拓主編《機(jī)械制造工程》(第2版)機(jī)械工業(yè)出版社2005年9月圖310)圖116 加工余量計(jì)算工序余量Z時(shí),平面類非對稱表面,應(yīng)取單加余量:對于外表面:Z=ab (12)對于內(nèi)表面:Z=ba (13)式中:Z——本工序的工序余量。對于大批和大量生產(chǎn),為提高生產(chǎn)率應(yīng)采用專用高效夾具。3)選擇的機(jī)床應(yīng)與現(xiàn)有加工條件相適應(yīng),如設(shè)備負(fù)荷的平衡狀況等。若采用工序分散,選擇設(shè)備時(shí)還應(yīng)考慮:1)機(jī)床精度與工件精度相適應(yīng)。批量生產(chǎn)應(yīng)盡可能采用高效機(jī)床,為了減少裝卸運(yùn)輸工作量,工序應(yīng)適當(dāng)集中。大批大量生產(chǎn)可采用較復(fù)雜的機(jī)械集中。4)設(shè)備和工藝裝備數(shù)量多,操作工人多,生產(chǎn)占地面積大.工序集中與分散各有特點(diǎn),應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類型,零件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求,為簡化生產(chǎn)計(jì)劃,多將工序適當(dāng)集中,使各通用機(jī)床完成更多表面的加工,以減少工序數(shù)目。4)工序集中通常需要采用專用設(shè)備和工藝裝備,使得投資大,設(shè)備和工藝裝備的調(diào)整,維修較為困難,生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大,轉(zhuǎn)換新產(chǎn)品較麻煩.⑵ 工藝分散的特點(diǎn):1)設(shè)備和工藝裝備簡單,調(diào)整方便,工人便于掌握,容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換。.2)減少了裝夾次數(shù),易于保證各表面間的相互位置精度,還能縮短輔助時(shí)間。5)全部加工工序結(jié)束之后.四,工序的集中與分散擬定工藝路線時(shí),選定了各表面的加工工序和劃分加工階段之后,它和設(shè)備類型的選擇密切相關(guān).:采用技術(shù)措施集中的機(jī)械集中,如采用多刀,多刃,多軸或數(shù)控機(jī)床加工等。3)重要工序之前或加工工時(shí)較長的工序前后。用磁力夾緊過的零件如果不安排去磁,則可能將微細(xì)切屑帶入產(chǎn)品中,也必然會嚴(yán)重影響機(jī)器的使用壽命,必須十分重視輔助工序的安排.檢驗(yàn)是最主要的輔助工序,:1)粗加工階段結(jié)束后。對于精度要求較高的零件可在半精加工之后再安排一次時(shí)效處理。人工時(shí)效是指將鑄件以50 ~100℃/h的速度加熱到500 ~550℃,保溫小時(shí)或更久,然后以20 ~50℃/h的速度隨爐冷卻。安排在粗加工后,有利于消除殘余內(nèi)應(yīng)力.2)最終熱處理 最終熱處理的目的是提高金屬材料的力學(xué)性能,滲碳淬火回火,滲氮等,對于僅僅要求改善力學(xué)性能的工件,有時(shí)正火,半精加工之后,如滲碳淬火,調(diào)質(zhì)等,應(yīng)安排在精加工前進(jìn)行,以便在精加工時(shí)糾正熱處理的變形。對于一些剛性好的重型零件,由于裝夾,運(yùn)輸費(fèi)時(shí),也常在一次裝夾中完成粗,精加工,為了彌補(bǔ)不劃分加工階段引起的缺陷,可在粗加工之后松開工件,讓工件的變形得到恢復(fù),稍留間隔后用較小的夾緊力重新夾緊工件再進(jìn)行精加工.三,加工順序的安排復(fù)雜零件的機(jī)械加工要經(jīng)過切削加工,熱處理和輔助工序,在擬定工藝路線時(shí)必須將三者統(tǒng)籌考慮,合理安排順序.切削工序安排的總原則是:前期工序必須為后續(xù)工序創(chuàng)造條件,:⑴ 基準(zhǔn)先行 零件加工一開始,總是先加工精基準(zhǔn),對于箱體零件,一般是以主要孔為粗基準(zhǔn)加工平面,再以平面為精基準(zhǔn)加工孔系。精加工階段的任務(wù)是從工件上切除少量余量,對零件上精度和表面粗糙度要求特別高的表面還應(yīng)在精加工后增加光整加工,稱為光整加工階段.劃分加工階段的主要原因有:⑴ 保證零件加工質(zhì)量 粗加工時(shí)切除的金屬層較厚,會產(chǎn)生較大的切削力和切削熱,所需的夾緊力也較大,因而工件會產(chǎn)生較大的彈性變形和熱變形。同時(shí)應(yīng)重視新技術(shù),新工藝,設(shè)法提高企業(yè)的工藝水平.7),表面力學(xué)性能要求等.二,加工階段的劃分為了保證零件的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備,人力,零件往往不可能在一個(gè)工序內(nèi)完成全部加工工作,而必須將整個(gè)加工過程劃分為粗加工,半精加工和精加工三大階段.粗加工階段的任務(wù)是高效地切除各加工表面的大部分余量,使毛坯在形狀和尺寸上接近成品。夾具設(shè)計(jì)簡單,操作方便.粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)遵循以下原則:1)為了保證重要加工表面加工余量均勻,應(yīng)選擇重要加工表面作為粗基準(zhǔn).2)為了保證非加工表面與加工表面之間的相對位置精度要求,應(yīng)選擇非加工表面作為粗基準(zhǔn)。2)定位基面應(yīng)有足夠大的接觸面積和分布面積,以保證能承受大的切削力,保證定位穩(wěn)定可靠.,通常是從保證加工精度要求出發(fā)的,因而分析定位基準(zhǔn)選擇的順序應(yīng)從精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn).選擇精基準(zhǔn)應(yīng)考慮如何保證加工精度和裝夾可靠方便,一般應(yīng)遵循以下原則:1)基準(zhǔn)重合原則:,則尺寸c的加工誤差Tc不僅包含本工序的加工誤差Δj,則可消除基準(zhǔn)不重合誤差.(沿用吳拓主編《機(jī)械制造工程》(第2版)機(jī)械工業(yè)出版社2005年9月圖38)圖113 基準(zhǔn)不重合誤差示例(沿用吳拓主編《機(jī)械制造工程》(第2版)機(jī)械工業(yè)出版社2005年9月圖39)圖114 基準(zhǔn)重合工件安裝示意圖2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則:,可以簡化工藝規(guī)程的制定,減少夾具數(shù)量,節(jié)約了夾具設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用。對于一般用途的階梯軸,如果各段直徑相差不大,力學(xué)性能要求不高時(shí),可選擇棒料做毛坯,倘若各段直徑相差較大,為了節(jié)省材料,應(yīng)選擇鍛件.⑶ 生產(chǎn)類型 當(dāng)零件的生產(chǎn)批量較大時(shí),應(yīng)采用精度和生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法,這時(shí)毛坯制造增加的費(fèi)用可由材料耗費(fèi)減少的費(fèi)用以及機(jī)械加工減少的費(fèi)用來補(bǔ)償.⑷ 現(xiàn)有生產(chǎn)條件 選擇毛坯類型時(shí),要結(jié)合本企業(yè)的具體生產(chǎn)條件,如現(xiàn)場毛坯制造的實(shí)際水平和能力,外協(xié)的可能性等.⑸ 充分考慮利用新技術(shù),新工藝和新材料的可能性 為了節(jié)約材料和能源,減少機(jī)械加工余量,提高經(jīng)濟(jì)效益,只要有可能,就必須盡量采用精密鑄造,精密鍛造,冷擠壓,粉末冶金和工程塑料等新工藝,新技術(shù)和新材料.三,確定毛坯時(shí)的幾項(xiàng)工藝措施實(shí)現(xiàn)少切屑,無切屑加工,由于毛坯制造技術(shù)的限制,加之現(xiàn)代機(jī)器對零件精度和表面質(zhì)量的要求越來越高,為了保證機(jī)械加工能達(dá)到質(zhì)量要求,由于一些零件形狀特殊,安裝和加工不大方便,.⑴ 為了便于安裝,有些鑄件毛坯需鑄出工藝搭子,如對使用和外觀沒有影響,也可保留在零件上.圖15 工藝搭子的實(shí)例A—加工面 B—工藝搭子 C—定位面⑵ 裝配后需要形成同一工作表面的兩個(gè)相關(guān)偶件,為了保證加工質(zhì)量并使加工方便,常常將這些分離零件先制作成一個(gè)整體毛坯,其毛坯就是兩件合制的。缺點(diǎn)是焊接件抗振動性差,機(jī)械加工前需經(jīng)過時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力.沖壓件是通過沖壓設(shè)備對薄鋼板進(jìn)行冷沖壓加工而得到的零件,它可以非常接近成品要求,沖壓零件可以作為毛坯,.,價(jià)格較冷拉的便宜,精度高,易于實(shí)現(xiàn)自動送料,但價(jià)格貴,型材可分為圓鋼,方鋼,六角鋼,扁鋼,角鋼,槽鋼以及其他特殊截面的型材.,表面粗糙度值小,可以不再進(jìn)行機(jī)械加工,但要求材料塑性好,.粉末冶金件是以金屬粉末為原料,零件的精度高,表面粗糙度值小,一般可不再進(jìn)行精加工,但金屬粉末成本較高,適用于大批大量生產(chǎn)中壓制形狀較簡單的小型零件.二,確定毛坯時(shí)應(yīng)考慮的因素在確定毛坯時(shí)應(yīng)考慮以下因素:⑴ 零件的材料及其力學(xué)性能 當(dāng)零件的材料選定以后,材料為鑄鐵的零件,自然應(yīng)選擇鑄造毛坯。表面粗糙度值小,~。同時(shí),所選材料必須具有良好的加工性.⑶ 分析零件的技術(shù)要求 包括零件加工表面的尺寸精度,形狀精度,位置精度,表面粗糙度,在本企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件下是否能夠?qū)崿F(xiàn).二,零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在不同類型的具體生產(chǎn)條件下,零件毛坯的制造,具有綜合性,不同結(jié)構(gòu)的兩個(gè)零件盡管都能滿足使用要求,應(yīng)是在不同生產(chǎn)類型的具體生產(chǎn)條件下,對零件毛坯的制造,零件的加工和產(chǎn)品的裝配,都能以較高的生產(chǎn)率和最低的成本,主要對零件切削加工工藝性進(jìn)行分析.兩使用性能完全相同的零件,因結(jié)構(gòu)稍有不同,請參見《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》(吳拓,2006年1月)表11.三,零件工藝分析應(yīng)重點(diǎn)研究的幾個(gè)問題對于較復(fù)雜的零件,在進(jìn)行工藝分析時(shí)還必須重點(diǎn)研究以下三個(gè)方面的問題:⑴ 主次表面的區(qū)分和主要表面的保證 零件的主要表面是指零件與其他零件相配合的表面,便可確定所應(yīng)采用的加工方法以及采用哪些最后加工的方法來保證實(shí)現(xiàn)這些要求.⑵ 重要技術(shù)條件分析 零件的技術(shù)條件一般是指零件的表面形狀精度和位置精度,靜平衡,動平衡要求,熱處理,表面處理,通常會影響到基準(zhǔn)的選擇和加工順序,還會影響工序的集中與分散.⑶ 零件圖上表面位置尺寸的標(biāo)注 零件上各表面之間的位置精度是通過一系列工序加工后獲得的,這些工序的順序與工序尺寸和相互位置關(guān)系的標(biāo)注方式直接相關(guān),這些尺寸的標(biāo)注必須做到盡量使定位基準(zhǔn),測量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合,以減少基準(zhǔn)不重合帶來的誤差.第四節(jié) 毛坯的選擇選擇毛坯,主要是確定毛坯的種類,尺寸越接近成品,切削加工余量就越少,從而可以提高材料的利用率和生產(chǎn)效率,然而這樣往往會使毛坯制造困難,需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備,綜合考慮以求最佳效果.一,毛坯的種類毛坯的種類很多,同一種毛坯又有多種制造方法.