機械加工工藝及工裝的設計-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 和 光整加工。 （ 1）預備熱處理 其目的是改善加工性能，為消除內應力和最終熱處理作好準備。 檢驗工序更是必不可少的工序。 （ 2）工藝基準 零件在加工和裝配過程中所使用的基準稱為工藝基準。 （ 1）最終工序基準的選擇 其選擇原則是： ①工序基準和設計基準重合，以避免尺寸換算和壓 縮公差； ②便于作 測量基準，以使測量方便和測具簡單； ③ 在 最終工序基準參與多尺寸保證時，應直接保證公差值最小的設計尺寸。 ③ 自為基準原則 當某些精加工要求加工余量小而均勻時，選擇加工表面本身作為定位基準稱為自為基準原則。 ③作為粗基準的表面，應盡量平整，沒有澆口、冒口或飛邊等其它表面缺陷，以便使工件定位可靠，夾緊方便。 2．影響加工余量大小的因素 加工余量的大小對于零件的加工質量和生產率均有較大的影響。在實際中，總加工余量的大小與所選擇的毛坯制造精度有關，工序（工步）加工余量一般用查表法或經驗估計法（單件小批生產）確定，粗加工工序余量由總加工余量減去其它各工序余量而得。 （ 2）機床規(guī)格與工件的外形尺寸、工序的性質相適應。對于中、大批和大量生產，為提高勞動生產率而采用專用高效夾具。 數(shù)控加工的工藝設計內容主要包括 選擇并確定零件的數(shù)控加工內容、數(shù)控加工的工藝性分析、數(shù)控加工工藝路線設計、數(shù)控加工工序設計、數(shù)控加工專用技術文件的編寫等。 刀具在機床上的位置是由“刀位點”的位置來表示的。 對數(shù)控車床、鏜銑床、加工中心等多刀加工數(shù)控機床，在加工過程中需要進行換刀，故編程時應考慮不同工序之間的換刀位置。因此，數(shù)控加工工藝路線設計要與零件的整個工藝過程相協(xié)調，并注意以下問題。 4．數(shù)控加工方法的選擇 （ 1）平面孔系零件的加工 這類零件的孔數(shù)較多，孔位精度要求較高，宜用點位直線控制的數(shù)控鉆與鏜床加工。為保證加工平滑，應增加切入和切 10 圖 12 “行切法”加工 圖 13 四坐標聯(lián)動加工 圖 14 五坐標聯(lián)動加工 出程序段。 ③四坐標聯(lián)動加工 如圖 13所示的飛機大梁，它的加工表面是直紋扭曲面，若在三坐標聯(lián)動機床上采用球頭銑刀加工，不但生產率低，而且零件的 表面粗糙度 也很差。這種加工的程序編制一般都采用自動編程的方法來完成。 （ 3）刀具的進退刀路線應盡量避免在輪廓處停刀或 垂直切入切出工件，以免留下刀痕。 圖 19所示的零件表面形狀復雜，毛坯為 捧料， 加工時余量不均勻其粗加工路線應按圖中 1～4 矩形依次分段加工，然后再換精車刀一次成形，最后用螺紋車刀粗、精車螺紋。對加工凹輪廓，端銑刀的刀具半徑或球頭銑刀的球頭半徑必須小于被加工面的最小曲率半徑。在單件或小批生產中，一般只編制簡單的工藝規(guī)程，采用工藝文件中的機械加工工藝卡片，它是以工序為單位簡要說明產品或零、部件的加工 (或裝配 )過程的一種工 藝文件，這種卡片格式見表 11。也可在簡圖中利用加粗線畫出零件外形； ④在“工序內容”欄內填寫毛坯技術條件，如缺陷、圓角半徑、出橙角、殘留毛邊、硬度等； ⑤對于棒料、板料、型材毛坯，應在毛坯簡圖位置處畫出下料簡圖，圖中標明材料規(guī)格 尺寸、材料消耗定額。 對于熱處理或表面處理無特殊要求者，可不畫工序簡圖。但是，若程序是用于長期批量生產，或編程人員臨時不在現(xiàn)場或調離，弄不好會造成質量事故或臨時停產。 （ 6）特種檢驗工序卡 特種檢驗包括 X 射線檢驗、超聲檢驗、磁力探傷和熒光檢查等，采用機械加工工序卡，可不畫 工序簡圖 。 無論是中間檢驗，還是最終檢驗，都要畫出檢驗簡圖。 （ 2）專用夾具 它 是指專為某一工件的某道工序的加工而設計制造的夾具，一般在一定批量的生產中應用。 夾具也可按所適用的機床來分類，可為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具，鏜床夾具和其它機床夾具等類型。 （ 2）設計分度、對定、操作、鎖緊、抬起機構 5．分析考慮各種元件、機構的布局，確定夾具體和總體結構 需分析確定各種元件、機構的布局；分析確定各種元件、機構的連接，設計連接件；分析確定采用何種形式的夾具體及設計夾具體；分析確定總體結構方案，設計總體結構。 Δ B 式中： Δ Y —— 基準位移誤差；Δ B —— 基準不重合誤差。 Δ B =2 minmax dDo ?177。 Δ B =2sin2??d177。 以上各誤差不一定影響每一個加工尺寸，因此對具體夾具、具體加工尺寸要作具體分析，然后分別進行計算。 1．沖裁件的結構要素 沖裁件的形狀應力求簡單、規(guī)則，以便節(jié)省原材料，減少工序數(shù)目，提高模具壽命，降低工件加工成本。沖裁件的直線尺寸精度參見有關手冊。 按材料的經濟利用程度或廢料的多少，排樣可分為有廢料排樣與少、無廢料排樣兩大類。0. 356176。0. 360177。 （ 2）防止拔出 回程時，卸料力對凸模產生拉伸作用。本凸模按彈壓卸料方式來確定長度，取其長度 L＝ 35 mm。但不應 簡單地從凹模形孔向四周擴大一個凹模壁厚的允許值來決定凹模的外形尺寸。 3．凹模型孔的 側壁形狀 凹模型孔的側壁形狀有兩種基本類型：一是側壁與凹模面垂直的直壁型孔；另一是側壁與凹模面稍傾斜的斜壁型孔。 （ 2）銷孔中心到凹模板外緣尺寸 圓柱銷孔中心到凹模板外緣的距離應保證打入圓柱銷時孔壁最薄弱處不產生變形。 （五）刃口尺寸計算與處理 凸模與凹模刃口尺寸計算包括決定刃口的基本尺寸與制造公差。254177。0 .0 52?12+0 .018 0 .0003?4+0.012 0.000（2處）43176。177。（2處）110177。0.1177。0. 05R 10 177。允許最小尺寸：凹模板淬火時， smin＝ ；凹模板不淬火時， smin＝ 1d。從保證凹模強度考慮，對這些孔到凹模板邊緣與刃口邊緣以及這些孔之間的最小距離，應當加以限制。 2．凹模板的厚度 凹模板的厚度主要不是從強度需要考慮的，而是從連接螺釘旋入深度與凹模剛度的需要考慮的。根據(jù)本凸模的結構和尺寸，其強度可不進行校核。考慮到整體式強度較好，故該凸模采用整體直通式結構。32（2處）R10( 2 處 )(R193)30R5256M1235R10200254 280346.5R4 （2處）R2 2處230型面尺寸按件10配制，單邊間隙保持 475 切刃口不氧化，不磨圓。54.6177。兩面厚度：1. 0 圖 111 排樣圖 4177。 （ 5）一般金屬件普通沖裁的斷面，其表面粗糙度 Ra值參見有關手冊。對于高碳鋼、合金鋼等硬材料，允許值應增大 30％～ 50％；對于黃銅、純銅和鋁等軟材料，可減少 20％～25％。沖裁一般占冷沖壓加工的 60%以上。 （ 2）銑床夾具曲安裝誤差 影響 Z 方向加工尺寸的安裝誤差 Δ A即為定位表面至夾具底面的位置誤差；影響 X或 Y 方向加工尺寸的安裝誤差 ? 為： Ltg max1 ?? ?? 式中： max? —— 定向鍵與機床 T 形槽最大單邊配合間隙； L—— 兩定向鍵之間的距離。 Δ B ③ 在半圓孔上定位時 Δ Y = 2 ODd ?? ? Δ D =Δ Y 177。 Δ B = 2 minmax odD ? 177。 （四）制訂技術要求 在總圖上應制訂和標注下列技術要求和尺寸： （ 1）夾具最大外形輪廓尺寸； （ 2）與定位有關的尺寸公差和形位公差； （ 3）與夾具在機床上的安裝有關的技術要求； （ 4）刀具引導件或對刀件與定位元件的位置尺寸公差； （ 5）主要的裝配尺寸，即各連接副的配合要求； （ 6）必要的檢驗尺寸； （ 7）夾具使用和制造時的一些特殊要求，如夾具的平衡、試壓、試用，特殊要求的配合間隙、配合過盈量，使用中的注意事項等； 17 （ 8）技術要求的公差值：線性尺寸公差或角度公差 δj 按（21～51） δk 取；夾具上工作表面的的相互位置公差 δj按（21～31） δk 取。 （二）分析研究設計方案，確定設計結構 1．確定定位方案，設計定位機構 16 （ 1）根據(jù)加工要求分析所需限制的自由度； （ 2）確定采用何種定位元件或機構，分析屬于何種定位，過定位時應采取何種措施； （ 3）設計定位機構。在當前多品種小批量生產的條件下，這兩類夾具是改革工藝裝備設計的一個發(fā) 展方向。這里主要介紹機床夾具的設計。洗滌、防銹、油封等皆采用機械加工工序卡。 （ 5）鉗工工序卡 它包括打毛刺、打字、劃線、組合零件等。 硬度為 熱處理后的硬度，有二種硬度要求時，二種都要寫上。 工序簡圖 左下角填寫冷卻潤滑液。表中的“ 工序號 ”應逢五進位（ 0、 10?）。它的作用是指導零件加工的主要技術文件，是生產 組織和管理工作的基本依據(jù)，是新建或擴建工廠或車間的基本資料。此外，當零件加工批量小時，盡量采用組合夾具、可調式夾具以及其它通用夾具；成批生產時才考慮專用夾具；零件裝卸要方便可靠。在銑削封閉的凹輪廓時，刀具的切入或切出不允許外延，最好選在兩面的交界處，否則會產生刀痕。因此，在確定走刀路線時最好畫出一張工序簡圖，可以將已經擬定出的走刀路線畫上去（包括切入、切出路線），這樣可以方便編程。螺旋線 AB用極坐標方法以空間折線進行逼近，逼近線段 mn是由 C坐標旋轉Δθ與 z坐標位移Δ Z的合成。如圖 12 所示，球頭銑刀沿 YZ平面的曲線進行插補加工，當一段加工完后進給△ X，再加工另一相鄰曲線，如此依次用平面曲線來逼近整個曲面。由于車削零件毛坯多為棒料或鍛坯，加工余量較大且不均勻，故編程中，粗車的加工線路往往是要考慮的主要問題。如先進行內型內腔加工工序，后進行外形加工工序；在同一次安裝中進行的多道工序，應先安排對工件剛性破壞較小的工序。 3．選擇合適的零件安裝方式 數(shù)控機床加工時，應盡量使零件能夠一次安裝，完成零件所有待加工面的加工。 對刀點選擇的原則，主要是考慮對刀點在機床上對刀方便、便于觀察和檢測，編程時便于數(shù)學處理和有利于簡化編程。 此外，還要防止把數(shù)控機床降為普通機床使用。 （ 3）量具的選擇 單件小批生產應廣泛采用通用量具，如游標卡尺、百分表和千分尺等。有時在試制新產品及小批生產時，較多的選用數(shù)控機床或加工中心機床等設備，以減少工藝裝備的設計與制造，從而大大縮短生產周期和提高經濟性。 表面需經多次加工時，各工序的加工尺寸及公差的計算順序為：采取由后向前逐個工序推算的辦法，最終工序尺寸及公差一般取自零件圖上規(guī)定的值，其它工序尺寸為該工序的后一道工序尺寸加（外表面）或減（內表面）后一道工序的加工余量，工序尺寸的公差取該工序加工方法的經濟加工精度，并按“入體原則”確定其上、下偏差。影響工序加工余量的因素可歸納為以下幾項： （ 1）前工序的表面質量（表面粗糙度 Ra與變形層深度 Ta）； （ 2）前工序的工序尺寸公差（ Ta）； （ 3）前工序的位置誤差（ ρ a）； （ 4）本工序工件的安裝誤差（ ε b）。加工余量可辦為工序（工步）加工余量和總加工余量。 （ 2）粗基準的選擇 其選擇的要求應能保證加工面與不加工面之間的位置要求和合理分配各加工面的余量，同時要為后續(xù)工序提供精基準。在定位基準選擇的順序時，應從精基準到粗基準。 ③ 測量基準 它是指測量時所用的基準。 六、工序設計 工藝路線 擬定之后，就要進行 工序設計，確定各工序的具體內容，有以下內容。調質也應安排在精加工前進行 ；變形較大的熱處理如滲碳淬火應安排在精加工磨削前進行，以便在精加工磨削時糾正熱處理的變形；變形較小的熱處理如氮化等，應安排在精加工后；表面裝飾性鍍層和發(fā)蘭處理，一般都安排在機械加工完畢后進行。 （ 4）為了縮短工件在車間內的運輸距離，避免工件的往返流動，加工順序應考慮車間設備的布置情況，當設備呈機群式布置時，盡可能將同工種的工序相繼安排。工序集中與分散程度的確定，一般需要考慮下述因素： （ 1）生產量的大小 在產量較小時，為簡化計劃、調度等工作，選取工序集中原則較便于組織生產。 需要注意的是，工藝路線的劃分階段，是指零件加工的整個過程來說的，不能從某一表面的加工或某一工序的性質來判斷。而加工過程劃分階段后，粗加工造成的加工誤差，可通過半精加工和精加工得到糾正，并逐步提高了零件的加工精度，降低了表面粗糙度，保證了加工質量。在各主要表面的加工方法確定后，還應確定各次要表面的加工方法。例如對于 IT7 級精度、表面粗糙度 Ra值為 m 的外圓，通過精車削雖也可以達到要求，但在經濟上就不及磨削合理。但箱體上的孔，一般不宜選擇拉孔和磨孔，而常選擇鏜孔或鉸孔；孔徑大時選鏜孔，孔徑小時選鉸孔。 對毛坯圖的要求是： （ 1）繪制毛坯簡圖； （ 2）毛坯的分模面、出模角、圓角半徑都要表示清楚。 三、零件圖的工藝分析與繪制 零件圖是工藝設計的原始資料和基本依據(jù)，工藝過程的設計必須能保證零件圖上 的全部要求。 （ 3）大量生產 這種生產類型的特點是產品的產量大、品種少，大多數(shù)工作是長期重復地進行某一零件的某一工序的加工。 3． 生產綱領與生產類型 產品或零件的生產綱領是指備品和廢品在內的年產量。 1．零件圖及其技術要求 零件圖及其技術要求是制造零件的主要技術依據(jù)。 4．