【正文】 加工銷孔，以使尺寸 C1容易保證。 例如圖 46所示為某廠批量生產(chǎn)的X62W銑床立柱簡(jiǎn)圖，該零件選擇立導(dǎo)軌 A、 C面為統(tǒng)一精基準(zhǔn)。 圖 47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(zhǔn)。 2)箱體類零件常使用一面兩孔 (一個(gè)較 大的平面和兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的銷孔 )作統(tǒng)一精基準(zhǔn) (圖 47)。例如 圖 45所示的活塞零件，采用裙部止口面定位可以方便地加工活塞的其他表面，故選其為統(tǒng)一精基準(zhǔn)。 4)套類零件用一長(zhǎng)孔和一止推面作統(tǒng)一精基準(zhǔn)。此時(shí)，需針對(duì)具體問題進(jìn)行具體分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇精基準(zhǔn)。 ? 選擇精基準(zhǔn)的其他原則 (3)“互為基準(zhǔn) ”原則對(duì)某些位置精度要求高的表面，可以采用互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的方法來保證其位置精度，這機(jī)械制造工藝學(xué) 就是 “互為基準(zhǔn) ”的原則。通過這樣互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工，確保兩者的同軸度誤差滿足設(shè)計(jì)要求。 如 圖 49所示的床身導(dǎo)軌，在磨削前通過精刨或精銑已達(dá)到一定精度，磨削時(shí)希望余量小而均勻，安裝時(shí)可以導(dǎo)軌面自身為定位基準(zhǔn)，通過調(diào)整工件下面的四個(gè)楔鐵，用千分表找正導(dǎo)軌面定位。 (5)便于裝夾原則所選擇的精基準(zhǔn)，尤其是主要定位面，應(yīng)有足夠大的面積和精度，以保證定位準(zhǔn)確、可靠。 例 (41)選擇 圖 47所示主軸箱體零件的定位基準(zhǔn)。但由于該零件有其特殊性 ——箱體內(nèi)墻上有孔需要加工，且內(nèi)墻至兩端面距離較大，鏜孔時(shí)需配置鏜孔支承，以加強(qiáng)鏜桿的剛度。為便于保證孔系的加工精度和提高生產(chǎn)效率，在大批量生產(chǎn)中多采用頂面及頂面上兩工藝孔做統(tǒng)一精基準(zhǔn) (圖412)，而在中小批量生產(chǎn)中則采用底面機(jī)械制造工藝學(xué) 和導(dǎo)向面 (圖中未標(biāo)出 )做統(tǒng)一精基準(zhǔn)。此外，為保證裝入箱體內(nèi)的齒輪和其他回轉(zhuǎn)件與箱體內(nèi)壁有足夠的間隙，即在保證重要加工面余量均勻的前提下，又適當(dāng) 照顧到加工面與不加工面之間的位置關(guān)系，還需選距主軸孔較遠(yuǎn)的一個(gè)軸承孔作粗基準(zhǔn)，限制箱體轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 (一點(diǎn)定位 )。零件材料為 HT200，毛坯為鑄件，生產(chǎn)批量： 5000件。 選擇 ? 加工經(jīng)濟(jì)精度 指在正常的加工條件下 (采用符 合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和工藝裝備，使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人、不延長(zhǎng)加工時(shí)間 )，一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度。圖中 δ為加工誤差，表示加工精度， C表示加工成本。 A點(diǎn)左側(cè)曲線，加工誤差減少一點(diǎn)，加工成本會(huì)上升很多；加工誤差減少到一定程度，投入的成本再多，加工誤差的下降也微乎其微，這說明某種加工方法加工精度的提高是 有極限的(圖中 δL)。只有在曲線的 AB段，加工成本隨著加工誤差的減少而上升的比率相對(duì)穩(wěn)定。因此，加工經(jīng)濟(jì)精度是指一個(gè)精度范圍而不是一個(gè)值。 表 45,表 46,表 47分別給出了外圓表面，內(nèi)孔及平面加工中各種加工方法所對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度。 ? 外圓表面的加工路線 右 圖給出了外圓表面的典型加工路線，以及路線中各工序所能達(dá)到的精度和粗糙度。只要工件材料可以進(jìn)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。 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(jié)構(gòu)鋼零件和半精車后有淬火要求的零件。 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、尤其是粗糙度的要求，可采用此工藝路線，即在精磨以后增加一道光整加工工序。 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?？砂阉鼩w納為以下四條基本的加工路線： 1)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。當(dāng)工件上無鑄出或鍛出的毛坯孔時(shí)，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。加工后孔的尺寸精度通常達(dá) IT6～ 8，表面粗糙度 ～ μm。由于鉸削加工對(duì)孔的位置誤差的糾正能力差，因此孔的位置精度主要由鉆 擴(kuò)來保證；位置精度要求高的孔不宜采用此加工方案。用于加工未經(jīng)淬火的黑色金屬及有色金屬等材料的高精度孔和孔系 (IT5～7級(jí)， ～ )?！?177。 4)鉆 (粗鏜 )半精鏜 粗磨 精磨 研磨 (或 珩磨 )這條工藝路線用于黑色金屬特別是淬硬零件的高精度的孔加工。 ? 平面加工路線 下頁 圖為常見平面加工路線框圖，可概括為五條基本工藝路線： 1)粗銑 半精銑 精銑 高速精銑銑削是平面加工中用得最多的方法。 高速精銑的工藝特點(diǎn)是：高速(Vc=200～ 300m/min)，小進(jìn)給(f=～ ),小吃深 (ap＜2mm＝，其精度和效率，主要取決于銑床的精度和銑刀的材料 ﹑ 結(jié)構(gòu)和精度，以及工藝系統(tǒng)的剛度。通常，刨削的生產(chǎn)率較銑削低，但機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度易于保證刨刀的刃磨和調(diào)整也較方便，故在單件小批生產(chǎn) ﹑ 特別在重型機(jī)械生產(chǎn)中還應(yīng)用較多。 刮研是獲得精密平面的傳統(tǒng)加工方法 ，由于其生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，已逐漸被其它機(jī)械加工方法代替，但在單件小批生產(chǎn)中仍普遍采用。 4)粗拉 精拉這是一條適合于大批量生產(chǎn)的加工路線，主要特點(diǎn)是生產(chǎn)率高，特別是對(duì)臺(tái)階面或有溝槽的表面，優(yōu)點(diǎn)更為突出。由于拉削設(shè)備和拉刀價(jià)格昂貴，因此只有在大批量生產(chǎn)中使用才經(jīng)濟(jì)。如果是黑色金屬，則在精車以后安排精磨 ﹑ 砂帶磨等工序。對(duì)于一般精度零件，可劃分成粗加工 ﹑ 半精加工和精加工三個(gè)階段。各階段的主要任務(wù)是： 1)粗加工階段主要去除各加工表面的大部分余量，并加工出精基準(zhǔn)。 3)精加工階段主要是保證零件的尺寸 ﹑ 形狀 ﹑ 位置精度及表面粗糙度，這是相當(dāng)關(guān)鍵的加工階段。 4)精密和超精密加工階段精密和超精密加工采用一些高精度的加工方法，如精密磨削 ﹑ 珩磨 ﹑ 研磨﹑ 金剛石車削等，進(jìn)一步提高表面的尺寸、形狀精度，降低表面粗糙度，最終達(dá)到圖紙的精度要求。 劃分加工階段的好處 1)有利于保證零件的加工質(zhì)量。 3)可以合理安排加工設(shè)備和操作工人，有利于延長(zhǎng)精加工設(shè)備的壽命。 ? 機(jī)械加工工序順序的安排原則 在安排加工順序時(shí)一般應(yīng)遵循以下原則： 1)先基準(zhǔn)面后其它應(yīng)首先安排被選作精基準(zhǔn)的表面的加工，再以加工出的精基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，安排其它表面的加工。例如，精度要求高的軸類零件，第一道加工工序就是以外圓面為粗基準(zhǔn)加工兩端面及頂尖孔，再以頂尖孔定位完成各表面的粗加工；精加工開 始前首先要修整頂尖孔，以提高軸在精加工時(shí)的定位精度，然后再安排各外圓面的精加工。 3)先主后次主要表面一般指零件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面和重要工作面。在安排好主要表面加工順序后，常常從加工的方便與經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，安排次要表面的加工。此外，次要表面和主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(jìn)行加工。一般這類零件上既有平面，又有孔或孔系，這時(shí)應(yīng)先將平面 (通常是裝配基準(zhǔn) )加工出來，再以平面為基準(zhǔn)加工孔或孔系。此時(shí)也應(yīng)先加工面，再加工孔，以避免上述情況的發(fā)生。 2)為消除內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理工序 (如退火、人工時(shí)效等 )，最好安排在粗加工之后，精加工之前進(jìn)行；有時(shí)也可安排在切削加工之前進(jìn)行。其中滲碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前進(jìn)行。 4)為了提高零件表面耐磨性或耐蝕性而進(jìn)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。 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(shí)，可有兩種設(shè)機(jī)械制造工藝學(xué) 計(jì)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。 ? 工序分散的特點(diǎn) 1)使用的設(shè)備較為簡(jiǎn)單，易于調(diào)整和維護(hù)； 2)有利于選擇合理的切削用量； 3)使用的設(shè)備數(shù)量多，占地面積較大，使用的工人數(shù)量也多。 傳統(tǒng)的流水線、自動(dòng)線生產(chǎn)，多采用工序分散的組織形式 (個(gè)別工序亦有相對(duì)集中的情況，例如，箱體類零件采用組合機(jī)床加工孔系 )，對(duì)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(diǎn)是柔性差，轉(zhuǎn)換困難。數(shù)控加工中心采用的便是典型的工序集中方式。 [思考題 43]試擬訂圖 413所示搖桿零件的工藝路線。 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(hào) 工序名稱及內(nèi)容 定位基準(zhǔn)① 工序簡(jiǎn)圖 機(jī)床夾具 機(jī)械制造工藝學(xué) 1 車端面內(nèi)孔②：車端面 A，保證尺寸 7；鉆孔 Φ16。 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。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。 ③本工序也可采用銑削方法加工，但倒角需使用角度銑刀。 ⑤鉆孔處 (B面 )加輔助支承。 ? 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(shè)計(jì)尺寸之差，也就是某加工表面上切除的金屬層總厚度。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(jī)械加工工序 (工步 )數(shù)； Zi——該表面第 i個(gè)工序 (工步 )加工余量。通常平面加工屬于單邊余量(圖 425a， b)，回轉(zhuǎn)面 (外圓 、內(nèi)孔等 )和某些對(duì)稱平面 (鍵槽等 )加工屬于雙邊余量 (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(dòng)量 )。 ? 最小余量構(gòu)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)。因此，最小加工余量應(yīng)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。 3)本工序的裝夾誤差 εb(包括定位誤差和夾緊誤差 )。 圖 427最小加工余量構(gòu)成 ? 最小余量的計(jì)算公式 由于上 述 2)、 3)項(xiàng)誤差具有方向性，其和應(yīng)按矢量加法進(jìn)行計(jì)算，再取其模計(jì)入最小余量。計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)所采用的加工方法的特點(diǎn)，將計(jì)算式合理簡(jiǎn)化，如： 1)采用浮動(dòng)鏜刀鏜孔或浮動(dòng)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(jiǎn)化為： (49) 2)無心磨床磨削外圓時(shí)無裝夾誤差，故 (48)式可簡(jiǎn)化為 ： (410) 3)對(duì)于研磨、珩磨、拋光等加工方法，其主要任務(wù)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(xiàng)Ry值，即： (411) 分析計(jì)算法確定加工余量的過程較為復(fù)雜，多用于大批量生產(chǎn)或貴重材料零件的加工。 ? 查表法 查表法是根據(jù)《機(jī)械加工工藝手機(jī)械制造工藝學(xué) 冊(cè)》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。 2)各種手冊(cè)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。對(duì)于圓棒料毛坯，在選用標(biāo)準(zhǔn)直徑的同時(shí)，總余量也就確定。 ? 經(jīng)驗(yàn)法 經(jīng)驗(yàn)法是由一些有經(jīng)驗(yàn)的工藝設(shè)計(jì)人員或工人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定余量。 確定 在加工過程中，多數(shù)情況屬于基準(zhǔn)重合。 [例 4－ 2]某機(jī)床主軸箱體的主軸孔設(shè)計(jì)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(dòng)鏜刀塊鏜。 [解 ]按機(jī)械加工手冊(cè)所給數(shù)據(jù) (部分?jǐn)?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。若采用加工方法為：粗車 ——半精車 ——粗磨 ——精磨。 思考題 4－ 4答案： 由工藝手冊(cè)查得：精磨余量 ——，粗磨余量 ——，半精車余量 ——，粗車余量 ——。 度 查有關(guān)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。 ，并將公差按 入體原則 標(biāo)注在工序基本尺寸上。 學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 掌握尺寸鏈的基機(jī)械制造工藝學(xué) 本概念，尺寸 鏈的極值計(jì)算與概率計(jì)算方法，熟練掌握運(yùn)用尺寸鏈求解工序尺寸的方法，掌握尺寸鏈的圖表法。 在零件加工過程中，由同一零件有關(guān)工序尺寸所形成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。 圖 428工藝尺寸鏈?zhǔn)纠? 圖 428是工藝尺寸鏈的一個(gè)示例。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。 ? 尺寸鏈的組成 組成尺寸鏈的每一個(gè)尺寸。各尺