機械加工工藝及工裝的設計(存儲版)

　　

【正文】 ．總圖一般按 1： 1 繪制，必要時也可按比例放大或縮小 5．總圖標題欄中應標出：對象件的圖號、工序號；夾具的名稱、圖號；夾具各元件的編號、名稱、件數(shù)、材料熱處理，各標準件代號及規(guī)格；繪圖比例，夾具總重量；設 計校對者簽名等。 b） 定位基準與工序基準不重合時， Δ B ≠ 0 Δ Y = 2 minmax odD ? Δ D =Δ Y 177。 Δ B =maxoDmind177。 3．夾具在機床上的安裝誤差 Δ A的計算 （ 1）車床夾具的安裝誤差 對于心軸， Δ A 就是心軸定位表面對頂心孔或錐柄的同軸度；對于專用車床夾具， Δ A就是夾具定位元件的圓柱面對過渡盤安裝基面的同軸度 ? ，即： Ltg max1 ?? ?? 式中： max? —— 過渡盤與機床主軸配合時最大單邊間隙； L—— 過渡盤孔的長度； ? —— 轉(zhuǎn)角誤差。 沖裁一般是指利用一對工具，如沖裁模的凸模和凹模或剪床的上剪刃與下剪刃，并借助壓力機的壓力，對板料或已成形的工序沿封閉的或非封閉的輪廓進行斷裂分離加工的方法。 （ 2）沖裁件上應盡量避免窄長的懸臂和凹槽（長為 L，寬為 b），最好 b＞ 2t、 L＜ 3t。 （ 4）沖裁件的對稱度公差等于構(gòu)成它的要素中較大尺寸的公差。 對于形狀復雜的零件，用計算法選擇一個合理的排樣方案比較困難，可用厚紙板剪成 3～ 5個樣 21 2177。939。 22 30411545110115 60356056176。 2．凸模結(jié)構(gòu)類型選擇 凸模的結(jié)構(gòu)類型有標準圓凸模、凸緣式凸模、鉚裝式凸模、直通式凸模、鑲拼式凸模等。凸模強度校核包括抗壓能力和抗縱向彎曲能力兩個方面的內(nèi)容。特別注意：工件料薄時取較小值，反之取較大值；型孔為圓弧時取小值，為直邊時取中值，為尖角時取大值；當設計標準模具或雖然設計非標準模具，但凹模板毛坯需要外購時，應將計算的凹模外形尺寸 L B按模具國家標準中凹模板的系列尺寸進行修正，取較大規(guī)格的尺寸。 4．凹模板上孔壁的最小尺寸 凹模板常用螺釘與下模座連接，并用銷釘與之定位。 （ 3）螺孔與凹模型孔及銷孔之間的尺寸 螺孔中 心到刃口或銷孔邊緣的距離 s，標準尺寸： s﹥ 2d。0. 056M12376210430230 177。 ( 2 處 )178177。339。339。939。0.05R5177。刃口尺寸及公差直接影響沖裁件的尺寸精度與沖裁間隙值。否則，輕者造成圓柱銷松動，使定位不準確，嚴重時可能漲裂銷孔。其中直壁型孔又有三種結(jié)構(gòu)：全直壁型孔、用于圓型孔的階梯形直壁型孔和用于非圓型孔的階梯形直壁型孔。因為沖裁過程中必須使沖壓力的合力作用線（壓力中心）與凹模及模柄中心線重合，使壓力機滑塊不受偏載，以使模具平穩(wěn)地工作，減少對壓力機滑塊與模具導向零件的磨損。 4．凸模強度校核 一般凸模的強度是足夠的，沒有必要進行強度校核。凸模的結(jié)構(gòu)應 能防止凸模從固定板中拔出來。0.3厚度：1 . 0兩面R10（兩處）（兩處）（兩處）R2（兩處）R4（兩處）（兩處） 110 被沖零件圖 件，就很容易擺出各種可能的排樣方案，從中選擇一個比較合理的方案作為排樣圖。3239。按零件在條料上的布置形式，排樣又可分為直排、斜排、對排、對頭斜排、多排、混合排等形式。 （ 2）落料后再沖孔時，孔中心到邊緣距離的尺寸參見有關(guān)手冊。綜合考慮沖裁件的質(zhì)量要求和經(jīng)濟效益，對其結(jié)構(gòu)尺寸提出如下要求： （ 1）沖裁件的內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角處應避免尖銳的轉(zhuǎn)角，應有適當?shù)膱A角，一般應 R＞ （ t為板料厚度）的圓角；若圖樣上未注明圓角半徑，兩沖裁邊交角處可 按 R＝ t處理。 20 第五節(jié) 機械加工工藝及工裝設計實例 一、 落料模的設計 示例 （一）概述 隨著儀器儀表、家用電器、交通能源、通信工程和輕工產(chǎn)品等行業(yè)的飛速發(fā)展，這些行業(yè)的產(chǎn)品中零件有 70%以上是采用模具技術(shù)加工的，因此 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備。 Δ B 式中： ? —— V形塊兩工作平面間的夾角 。 Δ B 式中： Domax —— 定位元件孔 的 最大直徑； dmin —— 工件外圓柱面 的最小直徑。 （ 1）工件以平面定位時： Δ Y=0， Δ D =Δ B 。 （三）繪制總圖 1．繪制總圖的順序 （ 1）用雙點劃線畫出工件的輪廓外形，并顯示出加工余 量； （ 2）繪制定位元件或機構(gòu)； （ 3）繪制夾緊機構(gòu)； （ 4）繪制刀具的引導、對刀元件； （ 5）繪制分度機構(gòu)； （ 6）繪制夾具體及連接件。根據(jù)驅(qū)動夾具工作的力源不同，還可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電磁和電動夾具等。 （ 3）通用可調(diào)夾具和成組夾具 這兩種夾具其結(jié)構(gòu)相似，其共同點是：在加工完一種工件后，經(jīng)過調(diào)整或更換個別元件，即可加工形狀相似、尺寸相近或加工工藝相似的多種工件。簡圖上可不注尺寸，只注尺寸編號。在“工序內(nèi)容”欄內(nèi)可寫“按冶金說明書檢查，不得有裂紋（或其他缺陷）”等。故對于那些需要長期保存和使用的程序，制訂數(shù)控加工程序說明卡就顯得特別重要。如有特殊要求，則應將有特殊要求的表面 用“” 或符號標出。 （ 2）機械加工工序卡 這種卡片是用來具體指導工人在普通機床上加工時進行操作的一種工藝文件，它是根據(jù) 機械加工工藝過程卡中 每道工序制訂的。 表 11 機械加工工藝卡片 工廠 機械加工 工藝卡片 產(chǎn)品名稱 及 型 號 零件名稱 零件圖號 材料 名稱 毛 坯 種 類 零件重量 kg 毛重 第 頁 牌號 尺 寸 凈重 共 頁 性能 每臺件數(shù) 每批件數(shù) 工 序 裝 夾 工步 工序內(nèi)容 同時 加工 零件數(shù) 切 削 用 量 設備名稱 及編 號 工 藝 裝 備 名稱及編號 技 術(shù) 等 級 工時定額 min 切削 深度 mm 切削 速度 m/min 每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)或往復 次數(shù) 進給量（毫米/轉(zhuǎn)或毫米 /雙行程） 夾具 刀具 量具 單件 準備 終結(jié) 更 改 內(nèi) 容 編制 校 對 審 核 會 簽 在成批生產(chǎn)中多采用詳細的工藝規(guī)程，規(guī)定產(chǎn)品或零、部件的制造工藝過程和操作方法，常見的工藝文件有下列幾種： 1．機械加工工藝過程卡 如表 12 所示，這種卡片主要列出整個零件加工所經(jīng)過的工藝路線，它是制訂其它工藝文件的基礎，也是生產(chǎn)技術(shù)準備、編制作業(yè)計劃和組織生產(chǎn)的依據(jù)。對自動換刀的數(shù)控機床，在刀具裝到機床上以前，要在機外預調(diào)裝置（如對刀儀）中，根據(jù)編程確定的參數(shù)，調(diào)整到規(guī)定的尺寸或測出精確的尺寸。至于粗加工走刀的具體次數(shù)，應視每次的切削深度而定。在車削和銑削零件時，應盡量避免如圖 15（ a）所示的徑向切入或切出，而應按如圖 15（ b）所示的切向切入或切出，這樣加工后的表面粗糙度較好。 四、數(shù)控加工工序設計 它的主要內(nèi)容是進一步把本工序的加工內(nèi)容、加工用量、工藝裝備、定位夾緊方式及刀具運動軌跡都具體確定下來，為編制加工程序作好充分準備。因此，可采用圓柱銑刀周邊切削方式，在四坐標聯(lián)動的機床上加工，除了三個移動坐標的聯(lián)動外，為保證刀具與工件型面在全長上 始終貼合，刀具還應繞 O1或 O2作擺動聯(lián)動。由于一般數(shù)控系統(tǒng)都只具有直線和圓弧插補功能，所以對于非圓曲線的平面輪廓，都用圓弧和直線去逼近，有關(guān)逼近的計算方法請參閱有關(guān)書籍。在加工時，孔系的定位都用快速運動。 1．工序的劃分 在劃分工序時，要根據(jù)數(shù)控加工的特點以及零件的結(jié)構(gòu)與工藝性 、機床的功能、零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少、安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況等綜合考慮。為避免換刀時刀具與工件及夾具發(fā)生干涉，換刀點應設在工件的外部。不同的刀具，刀位點不同。 數(shù)控加工工藝設計的原則和內(nèi)容在許多方面與普通機床加工工藝基本相似，下面主要針對數(shù)控加工的不同點進行簡要說明。中、小批生產(chǎn)應用成組技術(shù)時，可采用可調(diào)和成組夾具。另外，機床的切削用量范圍應和工件要求的合理切削用量相適應。 （三）工序尺寸及其公差的確定 工序尺寸及其公差是本工序應保證的加工尺寸要求。加工余量過大，不僅增加機械加工的勞動量，降低了生產(chǎn)率，而且增加材料、工具和電力的消耗，提高加工成本。 ④由于毛坯表面比較粗糙且精度較低，一般情況下同一尺寸方向上的粗基準表面只能使用一次。遵循自為基準原則時，不能提高加工面的位置精度，只是提高加工面本身的精度。 （ 2）中間工序基準的選擇 其一般選擇原則是： ①當工序尺寸參與間接保證零件的設計尺寸時，要使有關(guān)尺寸鏈的環(huán)數(shù)少； ②要使精加工余量的變化量小。它包括以下基準： ①工序基準（原 始基準） 它是指在工序圖上用來確定本工序所加工表面位置的基準。它對保證質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品起到重要作用。其工序位置多安排在粗加工前后，包括退火、正火、時效和調(diào)質(zhì)等。由于次要表面精度要求不高，一般在粗、半精加工階段即可完成，但對于那些同主要表面相對位置關(guān)系密切的表面，通常多放于主要表面精加工之后完成。 2．工序分散 與工序集中相反，工序分散是將零件的加工集中在盡可能多的工序內(nèi)完成，而每一工序的加工內(nèi)容卻比較少。精加工表面安排在后面，還可保護其不受損傷。在這個階段，加工余量一般均較小。 各表面由于精度和表面質(zhì)量的要求，一般不是只用一種方法、一次加工就能達到要求的。但是在生產(chǎn)批量不大的生產(chǎn)條件下，如盲目采用高效率加工方法及專用設備，則會因設備利用率不高，造成經(jīng)濟上的較大損失。 （一）加工方法的選擇 表面加工方法的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。首先要根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)、材料、生產(chǎn)規(guī)模、機械加工的要求（余量，基準等）決定毛坯的制造方法。 4．現(xiàn)場的生產(chǎn)條件 工藝過程的制訂，可能是在現(xiàn)有工廠的條件下，或者是在新設計的工廠條件下進行。它可采用數(shù)控設備、通用設備及部分專用設備，并廣泛采用專用夾具和工具。 2．毛坯 的性質(zhì) 毛坯 的性質(zhì)通過 毛坯圖設計來體現(xiàn)，而毛坯圖是根據(jù)零件圖而設計的。 二、制訂 工藝過程的基本要求與技術(shù)依據(jù) （一）制訂工藝過程的基本要求 制訂零件的機械加工工藝過程可以有不同的方案，但合理的工藝過程應滿足以下基本的技術(shù)和經(jīng)濟要求： （ 1）保證質(zhì)量，即保 證產(chǎn)品的質(zhì)量符合設計圖紙和技術(shù)條件所規(guī)定的要求； （ 2）保證高的生產(chǎn)率和改善勞動條件； （ 3）保證合理的經(jīng)濟性。一個工序可包括一個工步，也可以包括幾個工步。它包括鍛壓、鑄造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、表面處理、裝配和試車等。工藝過程是與改變原材料或半成品成為成品直接有關(guān)的過程。 2．工步 在被加工表面、切削工具和機床的切削用量均保持不變的情況下所進行的工作。這種使工件在機床上占有的每個加工位置稱為 工位。 在制訂 工藝過程時，應首先對 零件圖及其技術(shù)要求進行詳細的工藝分析，以便為滿足加工要求和保證質(zhì)量采取相應的措施。 （ 2）成批生產(chǎn) 這種生產(chǎn)類型的特點是產(chǎn)品分批地進行生產(chǎn)，按一定時期交替地重復。在單件生產(chǎn)時，一般只制訂工藝路線；在成批和大量生產(chǎn)中，則需要詳細制訂工藝過程。 四、毛坯的設計 3 通過毛坯設計，應會正確地選擇毛坯，并熟悉毛坯設計的內(nèi)容和要求。 制訂工藝路線是制訂工藝過程的總體布局，其任務是確定工序的數(shù)量、內(nèi)容和順序，需要從以下方面進行 考慮。這些方法都能大幅度的提高生產(chǎn)率，取得很大的經(jīng)濟效果。由于科學技術(shù)的日益發(fā)展，特殊的結(jié)構(gòu)、難加工材料的使用日益增多，導致特種加工方法的采用更為廣泛，如電脈沖、電火花、電解加工、電拋光，以及激光加工、超聲加 工、化學加工和電子束加工等。 （ 3）精加工階段（光整加工） 其任務是保證各主要表面達到規(guī)定的質(zhì)量要求。 此外，粗、精加工分開后，毛坯的缺陷（如氣孔、砂眼和加工余量不足等）在粗加工后即可及早發(fā)現(xiàn)，及時決定修補或報廢，以免對應報廢的零件繼續(xù)進行精加工而浪費工時和其他制造費用。它有以下特點： （ 1）工序數(shù)目少、工序內(nèi)容復雜，因而縮短了 工藝路線，簡化了生產(chǎn)組織工作； （ 2）減少了設備數(shù)目，從而減小了操作工人和生產(chǎn)面積； （ 3）減少了工件安裝次數(shù)，縮短了輔助時間，因而易于保證同時加工表面的相對位置精度，有利于提高生產(chǎn)率和縮短生產(chǎn)周期； （ 4）有利于采用高生產(chǎn)率的專用設備和工藝裝備，但相應的生產(chǎn)準備工作和投資都比較大，這些專用設備和工藝裝備的操作、調(diào)整、維修費時費事，轉(zhuǎn)換新產(chǎn)品比較困難。 （四）工序順序的安排 1．機械加工工序的安排 在安排機械加工工序順序時，應注意以下幾點： （ 1）根據(jù)零件的功用和技術(shù)要求，先將零件的主要表面和次要表面區(qū)分開，然后著重考慮主要表面的加工順序，次要表面加工可適當穿插在主要表面加工工序之間； （ 2）當零件需要分階段進行加工時，先安排各表面的粗加工，中間安排半精加工，最后安排主要表面的精加工