1、.：.；工程二 機械加工工藝規程 【工程描畫】機械加工的目的是將毛坯加工成符合產品要求的零件。在消費實踐中，由于零件的消費類型、外形、尺寸和技術要求等不同，一個零件往往不是單獨在一種機床上加工完成的，而是需求經過一定的工藝過程，經過假設干工序才干轉化為符合產品要求的零件。一個一樣構造一樣要求的機器零件，可以采用幾種不同的工藝過程完成，但其中總有一種工藝過程在某一特定條件下是最經濟、最合理的。即需求根據零件的詳細要求，選擇適宜的加工方法，合理安排加工順序，一步步地把零件加工出來。這就需求有機械加工工藝的知識。如圖2-1所示鉆孔加工須先要確定孔的位置尺寸及其公差。在現有的消費條件下，如何采用經濟有

2、效的加工方法，合理地安排加工工藝道路以獲得符合產品要求的零件，這是本章所要處理的重點。【學習目的】機械加工工藝規程的根本知識1、零件加工的工藝過程和工藝規程 2、定位基準的選擇3、工藝道路的擬定 4、加工余量和工序尺寸確實定 5、工藝尺寸鏈【才干目的】合理安排工藝道路，編制簡單模具零件的加工工藝。 圖2.1 鉆孔 義務一 零件加工的工藝過程和工藝規程【活動場景】首先我們來看一下汽車的消費過程圖2-2。 圖2.2 汽車消費過程從汽車的消費過程可以看出汽車是由很多零部件組裝而成的，而零件是由各種工程資料采用不同的工藝方法按照一定的步驟加工而成的。本義務就引見零件加工的工藝過程和其作用。【義務要求】

3、了解零件加工工藝過程和工藝規程一些根本概念【根本活動】一、消費過程和工藝過程消費過程是指從原資料或半廢品制成產品的全部過程。對機器消費而言包括原資料的運輸和保管，消費的預備，毛坯的制造，零件的加工和熱處置，產品的裝配、及調試，油漆和包裝等內容。消費過程的內容非常廣泛，現代企業用系統工程學的原理和方法組織消費和指點消費，將消費過程看成是一個具有輸入和輸出的消費系統。能使企業的管文科學化，使企業更具應變力和競爭力。在消費過程中，直接改動原資料或毛坯外形、尺寸和性能，使之變為廢品的過程，稱為工藝過程。它是消費過程的主要部分。例如毛坯的鑄造、鍛造和焊接；改動資料性能的熱處置；零件的機械加 圖2.3工藝

4、過程的組成工等，都屬于工藝過程。工藝過程又是由一個或假設干個順序陳列的工序組成的。本工程只研討機械加工工藝過程和裝配工藝過程；鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處置等工藝過程是課程的研討對象。二、機械加工工藝過程1、機械加工工藝過程概念用機械加工的方法直接改動毛坯外形、尺寸和機械性能等，使之變為合格零件的過程，稱為機械加工工藝過程，又稱工藝道路或工藝流程。2、機械加工工藝過程的組成機械加工工藝過程由假設干個按一定順序陳列的工序組成。工序是組成工藝過程的根本單元，也是制定消費方案、進展經濟核算的根本單元。工序又可細分為安裝、工位、工步、走刀等組成部分，如圖2-3所示。1工序指一個或一組工人在一個任務地點

5、如一臺機床或一個鉗工臺，對一個或同時對幾個工件延續完成的那部分工藝過程，稱為工序。它包括在這個工件上延續進展的直到轉向加工下一個工件為止的全部動作。區分工序的主要根據是：任務地點固定和任務延續。單件小批量消費階梯軸(圖2-4)的加工工藝過程見表2-1。 圖2.4 階梯軸加工表2-1 單件小批消費的工藝過程工序號工 序 內 容設 備1 車一端面，鉆中心孔；調頭，車另一端面，鉆中心孔車床I2 車大外圓及倒角；調頭，車小外圓、切槽及倒角車床II3銑鍵槽、去毛刺銑 床2安裝 工件加工前，使其在機床或夾具中相對刀具占據正確位置并給予固定的過程，稱為裝夾裝夾包括定位和夾緊兩過程。安裝是指工件經過一次裝夾后

6、所完成的那一部分工序。例如：上圖中的第1道工序，假設對工件的兩端延續進展車端面、鉆中心孔，就需求兩次安裝分別進展加工，每次安裝有兩個工步車端面和鉆中心孔。3工步 圖2.5復合工步當加工外表、切削刀具、切削速度和進給量都不變的情況下所完成的那部分工序，稱為工步。工步是構成工序的根本單元。經常用幾把刀具同時加工幾個外表，這樣的工步這可看作為一個工步，稱為復合工步，如圖2-5所示。4走刀 在一個工步內，有些外表由于加工余量太大，或由于其它緣由，需用同一把刀具以及同一切削用量對同一外表進展多次切削。這樣刀具對工件的每一次切削就稱為一次走刀。如圖2-6所示零件加工。 5工位工位是指在一次裝夾中，工件在機

7、床上 圖2.6走刀所占的每個位置上所完成那一部分工序。圖2-7為在三軸鉆床上利用回轉任務臺，按四個工位延續完成每個工件的裝夾、鉆孔、擴孔和鉸孔。 圖2.7 多工位加工 工位1：裝卸工件 工位2：鉆孔 工位3：擴孔 工位4：鉸孔三、消費類型與機械加工工藝規程 用工藝文件規定的機械加工工藝過程，稱為機械加工工藝規程。機械加工工藝規程的詳細程度與消費類型有關，不同的消費類型是由產品的年消費綱領即年產量來區別。所以我們先來了解一下消費綱領的概念。1、消費綱領消費綱領指包括備品、備件在內的該產品的年產量。產品的年消費綱領就是產品的年消費量。零件的年消費綱領由下式計算：N=Qn(1+a)(1+b)式中：N

8、：零件的消費綱領件/年； Q:產品的年產量臺/年； n:單臺產品該零件的數量件/年； a:備品率，以百分數計； b:廢品率，以百分數計。2、消費類型根據消費綱領的大小，消費可分為三種類型： 1單件消費單個地消費某個零件，很少反復地消費，比如模具零件的消費。其特點是產品的種類繁多。2成批消費一年中分批、分期地制造同一產品。其特點消費種類較多，每種種類均有一定數量，各種產品分批、分期輪番進展消費。 3大量消費全年中反復制造同一產品。其特點是產品種類少、產量大，長期反復進展同一產品的加工。表2-2 各種消費類型的規范消費類型零件的年消費綱領件/年重型機械中型機械小型機械單件消費5件20件1000件5

9、000件50000件3、機械加工工藝規程1機械加工工藝規程概念規定產品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規程。其中，規定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機械加工工藝規程。它是在詳細的消費條件下，最合理或較合理的工藝過程和操作方法，并按規定的方式書寫成工藝文件，經審批后用來指點消費的。工藝規程中包括各個工序的陳列順序，加工尺寸、公差及技術要求，工藝設備及工藝措施，切削用量及工時定額等內容。2工藝規程的作用1工藝規程是指點消費的主要技術文件；2工藝規程是組織消費和管理任務的根本根據；3是新建或擴建工廠或車間主要技術資料。 總之，零件的機械加工工藝規程是每個機械制造廠或

10、加工車間必不可少的技術文件。消費前用它做消費的預備，消費中用它做消費的指揮，消費后用它做消費的檢驗。3機械加工工藝規程的格式為了順應工業開展的需求，加強科學管理和便于交流，原機械電子工業部還制定了指點性技術文件JB/Z187.388，要求各機械制造廠按一致規定的格式填寫。 按照規定，屬于機械加工工藝規程的有：1)機械加工工藝過程卡片。2)機械加工工序卡片。3)規范零件或典型零件工藝過程卡片。4)單軸自動車床調整卡片。5)多軸自動車床調整卡片。6)機械加工工序操作指點卡片。7)檢驗卡片等。最常用的是機械加工工藝過程卡片(表2-3)和機械加工工序卡片(表2-4)。4、機械加工工藝規程的內容1由零件

11、消費綱領確定的消費類型；2毛坯種類；3零件加工工藝道路；4各工序所用機床設備和工藝配備(含刀具、夾具、量具、輔具等)；5各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差；6各工序的技術要求及檢驗方法；7各工序的切削用量和工時定額等。表2-3機械加工工藝過程卡表2-4機械加工工序卡從機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡中可以看出，機械加工工藝規程的內容很多，以下義務我們主要討論定位基準的選擇；零件加工工藝道路和工時定額；各工序的加工余量、工序尺寸及公差。切削用量和工藝配備的選用等其它內容我們在后續工程中學習或參考其它資料。【留意】模具零件的加工普通是單件小批量消費，模具零件工藝規程制定步驟普通如下：1、在制定

12、模具零件工藝規程前,應詳細分析模具零件圖,技術條件,構造特點以及該零件在模具中的作用等。2、選擇模具零件坯料制造方法。3、初擬訂工藝程度道路,留意粗,精加工基準的選擇,確定熱處置工序,劃分加工階段.在擬訂工藝過程中,應正確選擇加工設備,工具,夾具和量具。4、根據工藝道路確定各加工階段的工序尺寸及公關,確定半廢品的尺寸。5、根據坯料的資料及性能,計算或查表確定切削用量。義務二 定位基準的選擇【活動場景】我們在義務一里曾經了解了工藝規程的概念，知道了機械加工工藝過程由假設干個按一定順序陳列的工序組成，工序是組成工藝過程的根本單元，安裝是工序的一個重要步驟，也就是工件在加工前，必需求使工件在機床或夾

13、具中相對刀具占據正確位置并固定工件。工件只需在經過正確的裝夾裝夾包括定位和夾緊兩過程后才干加工。工件在機床或夾具中相對刀具占據正確位置是靠定位基準來實現的，本義務就引見這方面的知識。【義務要求】定位基準的正確選擇【根本活動】一、基準的概念及分類 機械零件是由假設干個外表組成的，研討零件外表的相對關系，必需確定一個基準，基準是零件上用來確定其它點、線、面的位置所根據的點、線、面。根據基準的不同功能，基準可分為設計基準和工藝基準兩類。1、設計基準 圖2.8 設計基準零件任務圖上用來確定其它點、線、面位置的基準，稱為設計基準。如圖2-8所示,中心線OO是尺寸20H8和28K6的設計基準，也是圓跳動0

14、.008的設計基準。2、工藝基準零件在加工、丈量和裝配過程中所運用的基準，稱為工藝基準。工藝基準按用途不同又分為工序基準、定位基準、丈量基準及裝配基準。 1工序基準：是指在工序圖上，用來確定加工外表位置的基準。它與加工外表有尺寸、位置要求。如圖2-9所示，工件A、B面已加工好，現以A面定位用調整法加工C面，要求保證B、C面間隔 ，此例中B面是加工C面的工序基準。 圖2.9 工序基準2定位基準：加工過程中，使工件相對機床或刀具占據正確位置所運用的基準。圖2-9中的A面是加工C面時的定位基準。圖2-10是定位基準的表示方法。 3度量基準丈量基準：是用來丈量加工外表位置和尺寸而運用的基準。 4裝配基

15、準：是裝配過程中用以確定零部件在產品中位置的基準。如圖2-11所示的定位環孔DH7的軸線是設計基準，在進展模具裝配時又是模具的裝配基準。 二、 定位基準的選擇定位基準包括粗基準和精基準。 圖2.10定位基準的表示方法用未加工過的毛坯外表做粗基準。用已加工過的外表做精基準。 粗基準的選擇原那么工件加工的第一道工序所用基準都是粗基準,粗基準選擇正確與否，不但與第一道工序的加工有關，而且還將對該工件加工的全過 圖2.11 裝配基準裝配基準程產生艱苦影響。選擇粗基準，普通應遵照以下幾項原那么：1合理分配加工余量的原那么 a、應保證各加工外表都有足夠的加工余量，如外圓加工以軸線為基準。b、以加工余量小而

16、均勻的重要外表為粗基準，以保證該外表加工余量分 圖2.12 床身加工布均勻、外表質量高；如床身加工，先加工床腿再加工導軌面圖2-12左；如 果床身加工，先加工導軌面再加工床腿會怎樣圖2-12右？ 2保證零件加工外表相對于不加工外表具有一定位置精度的原那么普通應以非加工面做為粗基準，這樣可以保證不加工外表相對于加工外表具有較為準確的相對位置。當零件上有幾個不加工外表時，應選擇與加工面相對位置精度要求較高的不加工外表作粗基準。圖2-13示套筒法蘭零件，外表為不加工外表，為保證鏜孔后零件的壁厚均勻，應選外表作粗基準鏜孔、車外圓、車端面。 圖2.13 套筒法蘭3便于裝夾的原那么 選外表光潔的平面做粗基

17、準，以保證定位準確、夾緊可靠。 4粗基準普通不得反復運用的原那么 在同一尺寸方向上粗基準通常只允許運用一次，這是由于粗基準普通都很粗糙，反復運用同一粗基準所加工的兩組外表之間位置誤差會相當大，因此，粗基普通不得反復運用。粗基準的選擇重點思索如何保證各加工外表有足夠余量，使不加工外表和加工外表間的尺寸、位置符合零件圖要求。2、精基準的選擇1基準重合原那么圖應盡能夠選擇所加工外表的設計基準為定位基準，這樣可以防止由于基準不重合引起的定位誤差。圖2-14C面的設計基準和定位基準都是A面，基準重合。2基準一致原那么 在大多數工序中，都運用同一基準的原那么。這樣容易保證各加工外表的相互位置精度，防止基準

18、變換所產生的誤差。 2.14 基準重合例如，加工軸類零件時，普通都采用兩個頂尖孔作為一致精基準來加工軸類零件上的一切外圓外表和端面，這樣可以保證各外圓外表間的同軸度和端面對軸心線的垂直度。3互為基準原那么加工外表和定位外表相互轉換的原那么。普通適用于精加工和光磨加工中。例如車床主軸前后支承軸頸與主軸錐孔間有嚴厲的同軸度要求，常先以主軸錐孔為基準磨主軸前、后支承軸頸外表，然后再以前、后支承軸頸外表為基準磨主軸錐孔，最后到達圖紙上規定的同軸度要求。4自為基準原那么以加工外表本身做為定位基準的原那么，如浮動鏜孔、拉孔。只能提高加工外表的尺寸精度，不能提高外表間的位置精度。還有一些外表的精加工工序，要

19、求加工余量小而均勻，常以加工外表本身為基準。精基準的選擇重點思索如何較少誤差，提高定位精度。義務三 擬定工藝道路【活動場景】機械加工工藝規程的制定，大體可分為兩個步驟。首先是擬定零件加工的工藝道路，然后再確定每一道工序的工序尺寸、所用設備和工藝配備以及切削規范、工時定額等。這兩個步驟是相互聯絡的，應進展綜合分析。工藝道路的擬定是制定工藝過程的總體規劃，是設計工藝規程最為關鍵的一步，制定工藝過程需順序完成以下幾個方面的任務：選擇定位基準，確定各外表加工方法，劃分加工階段，確定工序集中和分散程度，確定工序順序等。在擬定工藝道路時，需同時提出幾種能夠的加工方案，然后經過技術、經濟的對比分析,最后確定

20、一種最為合理的工藝方案。【義務要求】擬定合理的工藝道路【根本活動】一、選擇定位基準義務二曾經表達。二、外表加工方法的選擇機器零件的構造外形雖然多種多樣，但它們都是由一些最根本的幾何外表外圓、孔、平面等組成的，機器零件的加工過程實踐就是獲得這些幾何外表的過程。同一種外表可以選用各種不同的加工方法加工，但每種加工方法的加工質量、加工時間和所破費的費用卻是各不一樣的。我們的義務，就是要根據詳細加工條件消費類型、設備情況、工人的技術程度等選用最適當的加工方法，加工出符合圖樣要求的機器零件。在選擇加工方法時，普通總是首先根據零件主要外表的技術要求和工廠詳細條件，先選定該外表終加工工序加工方法，然后再逐一

21、選定該外表各有關前導工序的加工方法。主要外表的加工方案和加工方法選定之后,再選定次要外表的加工方案和加工方法。1、選擇加工方法時應思索各種加工方法的經濟加工精度和外表粗糙度不同的加工方法如車、磨、刨、銑、鉆、鏜等，其用途各不一樣，所能到達的精度和外表粗糙度也大不一樣。即使是同一種加工方法，在不同的加工條件下所得到的精度和外表粗糙度也大不一樣，這是由于在加工過程中，將有各種要素對精度和粗糙度產生影響，如工人的技術程度、切削用量、刀具的刃磨質量、機床的調整質量等等。某種加工方法的經濟加工精度，是指在正常的任務條件下包括完好的機床設備、必要的工藝配備、規范的工人技術等級、規范的耗用時間和消費費用所能

22、到達的加工精度。各種加工方法所能到達的經濟精度、外表粗糙度等可查。2、根據加工外表的技術要求，確定加工方法和加工方案這種方案必需在保證零件到達圖紙要求方面是穩定而可靠的，并在消費率和加工本錢方面是最經濟合理的。3、要思索被加工資料的性質；例如，淬火鋼用磨削的方法加工；而有色金屬那么磨削困難,普通采用金剛鏜或高速精細車削的方法進展精加工。4、要思索消費綱領，即思索消費率和經濟性問題。大批大量消費應選用高效率的加工方法，采用公用設備。例如，平面和孔可用拉削加工，軸類零件可采用半自動液壓仿型車床加工，盤類或套類零件可用單軸車床加工等。5、應思索本廠的現有設備和消費條件，即充分利用本廠現有設備和工藝配

23、備。在選擇加工方法時，首先根據零件主要外表的技術要求和工廠詳細條件，先選定它的最終工序方法，然后再逐一選定該外表各有關前導工序的加工方法。例如，加工一個精度等級為IT6、外表粗糙度Ra為0.2m的鋼質外圓外表，其最終工序選用精磨，那么其前導工序可分別選為粗車、半精車和粗磨。主要外表的加工方案和加工工序選定之后，再選定次要外表的加工方案和加工工序。小結：具有一定技術要求的加工外表，普通都不是只經過一次加工就能到達圖紙要求的，對于精細零件的主要外表，往往要經過多次加工才干逐漸到達圖紙要求。三、加工階段的劃分當零件的加工質量要求較高時，普通都要經過粗加工。半精加工和精加工等三個階段。假設零件的加工精

24、度要求特別高、外表粗糙度要求特別小時，還要經過精整和光整加工階段。各個加工階段的主要義務是：1、粗加工階段高效地切除加工外表上的大部分余量，使毛坯在外形和尺寸上接近廢品零件。2、半精加工階段切除粗加工后留下的誤差，使被加工工件到達一定精度，為精加任務預備，并完成一些次要外表的加工，例如，鉆孔、攻螺紋、銑鍵槽等。3、精加工階段保證各主要外表到達零件圖規定的加工質量要求。4、精整和光整加工階段對于精度要求很高IT5以上、外表粗糙度值要求很小Ra02的外表，尚需安排精整和光整加工階段，其主要義務是減小外表粗糙度和進一步提高尺寸精度和外形精度，但普通沒有提高外表間位置精度的作用。將零件的加工過程劃分為

25、幾個加工階段的主要目的是：1保證零件加工質量粗加工階段要切除加工外表上的大部分余量，切削力和切削熱量都比較大，裝夾工件所需夾緊力亦較大，被加工工件會產生較大的受力變形和受熱變形；此外，粗加工階段從工件上切除大部分余量后，殘存在工件中的內應力要重新分布，也會使工件產生變形。假設加工過程不劃分階段，把各個外表的粗、精加工工序混在一同交錯進展，那么安排在工藝過程前期經過精加工工序獲得的加工精度勢必會被后續的粗加工工序所破壞，這是不合理的。加工過程劃分為幾個階段以后，粗加工階段產生的加工誤差，可以經過半精加工和精加工階段逐漸予以修正，這樣安排，零件的加工質量容易得到保證。2有利于及早發現毛坯缺陷并得到

26、及時處置 粗加工各外表后，由于切除了各加工外表的大部分加工余量，可及早發現毛坯的缺陷氣孔、砂眼、裂紋和加工余量不夠，以便及時報廢或修補，不會浪費后續精加工工序的制造費用。3有利于合理利用機床設備粗加工工序需選用功率大、精度不高的機床加工，精加工工序那么應選用高精度機床加工。在高精度機床上安排做粗加工任務，機床精度會迅速下降,將某一外表的粗、精加工任務安排在同一機床上加工是不合理的。該當指出，將工藝過程劃分為幾個階段進展是對整個加工過程而言的，不能拘泥于某一外表的加工，例如，工件的定位基準,在半精加工階段有時甚至在粗加工階段中就需求加工得很準確；而在精加工階段中安排某些鉆、攻螺紋孔之類的粗加工工

27、序也是常見的。當然，劃分加工階段并不是絕對的。在高剛度高精度機床設備上加工剛性好、加工精度要求不特別高或加工余量不太大的工件就可以不用劃分加工階段。有些精度要求不太高的重型零件，由于運送工件和裝夾工件費時費工，普通也不劃分加工階段，而是在一個工序中完成全部粗加工和精加工任務。在上述加工中，為減少夾緊變形對工件加工精度的影響，普通都在粗加工后松開夾緊安裝，然后用較小的夾緊力重新夾緊工件，繼續進展精加工，這對提高工件加工精度有利.四、工序的集中與分散確定加工方法之后，就要按零件加工的消費類型和工廠車間詳細條件確定工藝過程的工序數。確定零件加工過程工序數有兩種截然不同的原那么，一種是工序集中原那么，

28、另一種是工序分散原那么。按工序集中原那么組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內容盡量多些，組成一個集中工序；最大限制的工序集中，就是在一個工序內完成工件一切外表的加工。按工序分散原那么組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內容盡量少些；最大限制的工序分散就是使每個工序只包括一個簡單工步。按工序集中原那么組織工藝過程的特點是：1工件在一次裝夾后，可以加工多個外表。能較好地保證外表之間的相互位置精度；可以減少裝夾工件的次數和輔助時間；減少工件在機床之間的搬運次數，有利于縮短消費周期。2可減少機床數量、操作工人，節省車間消費面積，簡化消費方案和消費組織任務。3采用的設備和工裝構造復雜、投資大，

29、調理和維修的難度大，對工人的技術程度要求高。4單件小批量消費常采用工序集中原那么，如模具零件的加工。按工序分散原那么組織工藝過程的特點是： 1機床設備及工裝比較簡單，調整方便，消費工人易于掌握。2可以采用最合理的切削用量，減少機動時間。3設備數量多，操作工人多，消費面積大。4大批、大量消費采用工序集中和分散按工序集中原那么和工序分散原那么組織工藝過程各有特點，消費上都有運用。傳統的以公用機床、組合機床為主體組建的流水消費線、自動消費線根本是按工序分散原那么組織工藝過程的，這種組織方式可以實現高消費率消費，但對產品改型的順應性較差，轉產比較困難。采用數控機床和加工中心圖2-15加工零件都按工序集

30、中原那么組織工藝過程，雖然設備的一次性投資較高，但由于可重組消費的才干較強，消費順應性好，轉產相對容易，依然遭到愈來愈多的注重。 圖2.15 加工中心五、工序先后順序的安排 1、機械加工工序的安排機械加工工序先后順序的安排，普通應遵照以下幾個原那么：l基面先行。零件在加工過程中，作為定位基準的外表應首先加工出來，以便盡快為后續工序的加工提供精基準。稱為“基準先行。2先主后次。先思索主要外表加工，再安排次要外表加工，次要外表加工經常從加工方便與經濟角度出發進展安排，次要外表和主要外表之間往往有相互位置要求，經常要求在主要外表加工后，以主要外表定位進展加工。3先粗后精。為了保證加工精度，粗、精加工

31、最好分開進展。由于粗加工時，切削量大，工件所受切削力、夾緊力大，發熱量多，以及加工外表有較顯著的加工硬化景象，工件內部存在著較大的內應力，假設粗、粗加工延續進展，那么精加工后的零件精度會由于應力的重新分布而很快喪失。對于某些加工精度要求高的零件。在粗加工之后和精加工之前，還應安排低溫退火或時效處置工序來消除內應力。4先面后孔。對于箱體、支架和連桿等零件應先加工平面后加工孔。這樣就可以以平面定位加工孔，保證平面和孔的位置精度，而且對平面上的孔的加工帶來方便。5主要外表的光整加工如研磨、珩磨、精磨等，應放在工藝道路最后階段進展，以免光整加工的外表，由于工序間的轉運和安裝而遭到損傷。2、熱處置工序及

32、外表處置工序的安排為改善工件資料切削性能安排的熱處置工序,例如退火、正火、調質等，應在切削加工之前進展。為消除工件內應力安排的熱處置工序，例如人工時效、退火等，最好安排在粗加工階段之后，精加工之前進展。為了減少機械加工車間與熱處置車間之間的運輸任務量，對于加工精度要求不高的工件也可安排在粗加工之前進展。為了提高零件的機械性能，如滲碳、淬火、回火等，普通安排在機械加工之后進展。如熱處置后有較大的變形，還須安排最終加工工序精磨。3、其他工序的安排為保證零件制造質量，防止產生廢品，需在以下場所安排檢驗工序：1粗加工全部終了之后； 2送往外車間加工的前后；3工時較長工序和重要工序的前后；4最終加工之后

33、。除了安排幾何尺寸檢驗工序之外,有的零件還要安排探傷、密封、稱重、平衡等檢驗工序。零件表層或內腔的毛刺對機器裝配質量影響甚大,切削加工之后，應安排去毛刺工序。零件在進人裝配之前，普通都應安排清洗工序。工件內孔、箱體內腔易存留切屑；研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附著在工件外表上，要留意清洗。在用磁力夾緊的工序之后，要安排去磁工序，不讓帶有剩磁的工件進入裝配線。六、工時定額 1、工時定額概念 工時定額指在一定消費條件消費規模、消費技術和消費組織下規定消費一件產品或完成一道工序所需耗費的時間。時間定額是安排作業方案、進展本錢核算、確定設備數量、人員編制等的重要根據。2、時間定額的組成時間定

34、額由根本時間Tj、輔助時間Tf)、布置任務地時間Tw、休憩和生理需求時間Tx和預備與終結時間Tz組成。1根本時間Tj直接改動消費對象的尺寸、外形、相對位置以及外表形狀等工藝過程所耗費的時間，稱為根本時間。對機加工而言，根本時間就是切去金屬所耗費的時間。2輔助時間Tf各種輔助動作所耗費的時間，稱為輔助時間。主要指：裝卸工件、開停機床、改動切削用量、丈量工件尺寸、進退刀等動作所消 耗的時間。可查表確定。3操作時間操作時間=根本時間Tj+輔助時間Tf4效力時間Tw布置任務地時間為正常操作效力所耗費的時間，稱為效力時間。主要指換刀、修整刀具、光滑機床、清理切宵、拾掇工具等所耗費的時間。普通按操作時間的

35、2%7%進展計算。5休憩時間Tx為恢復膂力和滿足生理衛生需求所耗費的時間，為休憩時間。普通按操作時間的2%進展計算。6預備與終結時間Tz為消費一批零件，進展預備和終了任務所耗費的時間，稱為預備與終結時間。主要指熟習工藝文件、領取毛坯、安裝夾具、調整機床、裝配夾具等所耗費的時間。根據閱歷進展估算。其中：單件時間Td=Tj+Tf+Tw+Tx， 單件工時定額Th=Tj+Tf+Tw+Tx+Tz/n 式中：n為一批工件的數量。七、擬定工藝道路舉例例：圖2-16所示方頭小軸，中批消費，資料為20Cr，要求12h7mm段滲碳深0.8mm1.1mm，淬火硬度為50 HRC 55 HRC，試擬定其工藝道路。1.

36、分析零件圖；2.確定加工方法；3.擬工藝道路。(表2-4 ) 圖2.16方頭小軸表2-4加工方頭小軸工藝道路下料20Cr鋼棒22mm470mm假設干段粗加工1車車右端面及右端外圓，留磨余量每面0.2mm(7mm不車)，按長度切斷，每段切留余量(23)mm。2車夾右端柱段，車左端面，留余量2mm；車左端外圓至20mm。3檢驗4滲碳半精加工5車夾左端20mm段，車右端面，留余量1mm，打中心孔；車7mm、 12mm圓柱段。6車夾12部分，車左端面至尺寸，打中心孔。7銑銑削17mm17mm方頭。8檢驗 9淬火 HRC=5060 。精加工10研中心孔 粗糙度Ra0.4m11磨磨12h7 mm外圓，到達

37、圖紙要求。12檢驗【知識鏈接】模具高速加工技術與戰略1、高速加工技術概念作為現代先進制造技術中最重要的共性技術之一的高速加工技術代表了切削加工的開展方向，并逐漸成為切削加工的主流技術。高速切削中的“高速是一個相對概念，對于不同的加工方式及工件資料，高速切削時采用的切削速度并不一樣。普通來說，高速切削采用的切削速度比常規切削速度高510倍以上。由于高速切削技術的運用可顯著提高加工效率和加工精度、降低切削力、減小切削熱對工件的影響、實現工序集約化等，因此已在航空航天、模具制造、汽車制造、精細機械等領域得到廣泛運用，并獲得了良好的技術經濟效益。 在現代模具的成形制造中，由于模具的形面設計日趨復雜，自

38、在曲面所占比例不斷添加，因此對模具加工技術提出了更高要求，即不僅應保證高的制造精度和外表質量，而且要追求加工外表的美觀。隨著對高速加工技術的研討不斷深化，尤其在加工 HYPERLINK search.china.alibaba/selloffer/機床.html t _blank 機床、數控系統、刀具系統、CAD/CAM軟件等相關技術不斷開展的推進下，高速加工技術已越來越多地運用于模具的制造加工。 高速加工技術對模具加工工藝產生了宏大影響，改動了傳統模具加工采用的“退火銑削加工熱處置磨削或“ HYPERLINK search.china.alibaba/selloffer/電火花.html t

39、 _blank 電火花加工手工打磨、拋光等復雜冗長的工藝流程，甚至可用高速切削加工替代原來的全部工序。高速加工技術除可運用于淬硬模具型腔的直接加工(尤其是半精加工和精加工)外，在EDM電極加工、快速樣件制造等方面也得到廣泛運用。大量消費實際闡明，運用高速切削技術可節省模具后續加工中約80%的手工研磨時間，節約加工本錢費用近30%，模具外表加工精度可達1m，刀具切削效率可提高一倍。 2、模具高速加工對加工系統的要求 由于模具加工的特殊性以及高速加工技術的本身特點，對模具高速加工的相關技術及工藝系統(加工機床、數控系統、刀具等)提出了比傳統模具加工更高的要求。 1 機床主軸 高速機床的主軸性能是實

40、現高速切削加工的重要條件。高速切削機床主軸的轉速范圍為10,000100,000m/min，并要求主軸具有快速升速、在指定位置快速準停的性能(即具有極高的角加減速度)，因此高速主軸常采用液體靜壓軸承式、空氣靜壓軸承式、磁懸浮軸承式等構造方式。 2 機床驅動系統 為滿足模具高速加工的需求，加工機床的驅動系統應具有以下特性： 1高的進給速度。研討闡明，對于小直徑刀具，提高轉速和每齒進給量有利于降低刀具磨損。目前常用的進給速度范圍為2030m/min，如采用大導程滾珠絲杠傳動，進給速度可達60m/min；采用直線電機那么可使進給速度到達120m/min。2高的加速度。對三維復雜曲面廓形的高速加工要求

41、驅動系統具有良好的加速度特性，驅動系統加速度應到達2040m/s2。 3高的速度增益因子(Velocity gain factor)KV。為到達較高的三維輪廓動態精度以及最小的滯后，普通要求速度增益因子KV=2030(m/min)/mm。 3數控系統 先進的數控系統是保證模具復雜曲面高速加工質量和效率的關鍵要素，模具高速切削加工對數控系統的根本要求為： 1高速的數字控制回路(Digital control loop)。包括：32位或64位處置器及1.5Gb以上的硬盤；極短的直線電機采樣時間(小于500s)；2速度和加速度的前饋控制(Feed forward control)；數字驅動系統的爬行

42、控制(Jerk control)。 3先進的插補方法，以獲得良好的外表質量、準確的尺寸和高的幾何精度。 4預處置(Look-ahead)功能。要求具有大容量緩沖存放器，可預先閱讀和檢查多個程序段，以便在被加工外表外形(曲率)發生變化時可及時采取改動進給速度等措施以防止過切等。 5誤差補償功能。包括因直線電機、主軸等發熱導致的熱誤差補償、象限誤差補償、丈量系統誤差補償等功能。 此外，模具高速切削加工對數據傳輸速度的要求也很高。傳統的數據接口如RS232串行口的傳輸速度為19.2kb，而許多先進的 HYPERLINK search.china.alibaba/selloffer/加工中心.html

43、 t _blank 加工中心均已采用以太局域網(Ethernet)進展數據傳輸，速度可達200kb。 4高速切削刀具系統 高速切削刀具系統的主要開展趨勢是空心錐部和主軸端面同時接觸的雙定位式刀柄(如德國OTT公司的HSK刀柄、美國Kennametal公司的KM刀柄等)，其軸向定位精度可達0.001mm。在高速旋轉的離心力作用下，刀夾鎖緊更為結實，其徑向跳動不超越5m。用于高速切削加工的刀具資料主要有硬質合金、陶瓷、金屬陶瓷、立方氮化硼(PCBN)、聚晶金剛石等。為滿足模具高速加工的要求，刀具技術的開展主要集中在新型涂層資料與涂層方法的研討、新型刀具構造的開發等方面。3、模具高速加工工藝及戰略

44、1粗加工 模具粗加工的主要目的是追求單位時間內的資料去除率，并為半精加工預備工件的幾何輪廓。粗加工切削過程中因切削層金屬面積發生變化，導致刀具接受的載荷發生變化，使切削過程不穩定，刀具磨損速度不均勻，加工外表質量下降。目前開發的許多CAM軟件可經過以下措施堅持切削條件恒定，從而獲得良好的加工質量。 1恒定的切削載荷。經過計算獲得恒定的切削層面積和資料去除率，使切削載荷與刀具磨損速率堅持平衡，以提高刀具壽命和加工質量。 2防止忽然改動刀具進給方向。 3防止將刀具埋入工件。如加工模具型腔時，應防止刀具垂直插入工件，而應采用傾斜下刀方式(常用傾斜角為2030)，最好采用螺旋式下刀以降低刀具載荷；加工

45、模具型芯時，應盡量先從工件外部下刀然后程度切入工件。4刀具切入、切出工件時應盡能夠采用傾斜式(或圓弧式)切入、切出，防止垂直切入、切出。 5采用攀爬式切削(Climb cutting)可降低切削熱，減小刀具受力和加工硬化程度，提高加工質量。 2半精加工 模具半精加工的主要目的是使工件輪廓外形平整，外表精加工余量均勻，這對于工具鋼模具尤為重要，由于它將影響精加工時刀具切削層面積的變化及刀具載荷的變化，從而影響切削過程的穩定性及精加工外表質量。 現有的模具高速加工CAD/CAM軟件大都具備剩余加工余量分析功能，并能根據剩余加工余量的大小及分布情況采用合理的半精加工戰略。如Open Mind公司的H

46、yper Mill和Hyper Form軟件提供了束狀銑削(Pencil milling)和剩余銑削(Rest milling)等方法來去除粗加工后剩余加工余量較大的角落以保證后續工序均勻的加工余量。Pro/Engineer軟件的部分銑削(Local milling)具有類似的功能，如部分銑削工序的剩余加工余量取值與粗加工相等，該工序只用一把小直徑銑刀來去除粗加工未切到的角落，然后再進展半精加工；假設取部分銑削工序的剩余加工余量值作為半精加工的剩余加工余量，那么該工序不僅可去除粗加工未切到的角落，還可完成半精加工。 3精加工 模具的高速精加工戰略取決于刀具與工件的接觸點，而刀具與工件的接觸點隨

47、著加工外表的曲面斜率和刀具有效半徑的變化而變化。對于由多個曲面組合而成的復雜曲面加工應盡能夠在一個工序中進展延續加工，而不是對各個曲面分別進展加工，以減少抬刀、下刀的次數。然而由于加工中外表斜率的變化，假設只定義加工的側吃刀量(Step over)，就能夠呵斥在斜率不同的外表上實踐步距不均勻，從而影響加工質量。 普通情況下，精加工曲面的曲率半徑應大于刀具半徑的1.5倍，以防止進給方向的忽然轉變。在模具的高速精加工中，在每次切入、切出工件時，進給方向的改動應盡量采用圓弧或曲線轉接，防止采用直線轉接，以堅持切削過程的平穩性。 4進給速度的優化 目前很多CAM軟件都具有進給速度的優化調整功能。在半精

48、加工過程中，當切削層面積大時降低進給速度，而切削層面積小時增大進給速度。運用進給速度的優化調整可使切削過程平穩，提高加工外表質量。切削層面積的大小完全由CAM軟件自動計算，進給速度的調整可由用戶根據加工要求來設置。 4、終了語 模具高速加工技術是多種先進加工技術的集成，不僅涉及到高速加工工藝，而且還包括高速加工 HYPERLINK search.china.alibaba/selloffer/機床.html t _blank 機床、數控系統、高速切削刀具及CAD/CAM技術等。模具高速加工技術目前已在興隆國家的模具制造業中普遍運用，而在我國的運用范圍及運用程度仍有待提高，大力開展和推行運用模具

49、高速加工技術對促進我國模具制造業整體技術程度和經濟效益的提高具有重要意義。義務四 加工余量和工序尺寸確實定【活動場景】為了保證零件的質量精度和粗糙度值，用去除資料方法制造機器零件時，普通都要從毛坯上切除一層層資料，最后才干獲得符合圖樣規定要求的零件。圖2-17中Zb是要去除的余量。 【義務要求】確定加工余量 【根本活動】一、加工余量概念 圖2.17 加工余量在加工過程中，需求從工件外表上切除的金屬層厚度，稱為加工余量。加工余量又有總余量和工序余量之分。某一外表毛坯尺寸與零件設計尺寸之差稱為總余量，以Zo表示。工序余量是一道工序內切除的金屬層厚度，為相鄰兩工序的工序尺寸之差。工序余量有單邊余量和

50、雙邊余量之分。工序余量以Z i表示。總余量Z0與工序余量Zi的關系可用下式表示：Z0=Z1+Z2+-+Zn式中：n為某一外表所閱歷的工序數。 1單邊余量 圖2.18單邊余量非對稱構造的非對稱外表的加工余量，稱為單邊余量，用Zb表示圖2-18。Zbla-lb 式中：Zb本工序的工序余量；lb本工序的根本尺寸；la上工序的根本尺寸。 2雙邊余量：對稱構造的對稱外表的加工余量，稱為雙邊余量。對于外圓與內孔這樣的對稱外表，其加工余量用雙邊余量2Zb表示圖2-19。 對于外圓外表有：2Zbda-db；對于內圓外表有：2ZbDbDa 3公稱余量簡稱余量、最大余量Zmax、最小余量Zmin由于工序尺寸有偏向

51、，故各工序實踐切除的余量值是變化的，因此，工序余量有公稱余量簡稱余量、最大余量Zmax、最小余量Zmin之分。對于圖2-20所示被包容面加工情況，本工序加工的公稱余量：Zbla-lb 圖2.19 雙邊余量本工序的最大余量為：Zbmaxlamax-lbmin本工序的最小余量為：Zbminlamin-lbmax 公稱余量的變動范圍： TZZmaxZminTbTa式中：Tb本工序工序尺寸公差；Ta上工序工序尺寸公差。工序尺寸公差普通按“入體原那么標注。對被包容尺寸(軸徑)，上偏向為0，其最大尺寸就是根本尺寸；對包容尺寸孔徑、鍵槽，下偏向為0，其最小尺寸就是根本尺寸。而孔距和毛坯尺寸公差帶常取對稱公差

52、帶標注。正確規定加工余量的數值是非常重要的，加工余量規定得過大，不僅浪費資料而且耗費機時、 圖2.20公稱余量刀具和電力；但加工余量也不能規定得過小，假設加工余量留得過小，那么本工序加工就不能完全切除上工序留在加工外表上的缺陷層，因此也就沒有到達設置這道工序的目的。所以，在保證質量的前提下，選余量盡能夠小。二、影響加工余量的要素 1上道工序的外表粗糙度值Rz(外表輪廓最大高度)；和外表缺陷層深度Ha；本工序必需把上工序留下的外表粗糙度和外表缺陷層全部切去，假設連上一道工序殘留在加 工外表上的外表粗糙度和外表缺陷層都去除不干凈，那就失去了設置本工序的本意了。由此可知,本工序加工余量必需包括Rz和

53、Ha這兩項要素。 2上工序的尺寸公差Ta由于上工序加工外表存在尺寸誤差，為了使本工序能全部切除上工序留下的外表粗糙度Rz和外表缺陷層Ha，本工序加工余量必需包括Ta項。 3上道工序各外表相互位置空間偏向a工件上有一些外形誤差和位置誤差是沒有包括在加工外表的工序尺寸公差范圍之內的。在確定加工余量時，必需思索它們的影響，否那么本工序加工將無法全部切除上工序留在加工外表上的外表粗糙度和缺陷層。a的數值與上工序的加工方法和零件的構造有關，可用近似計算法或查有關資料確定。假設存在兩種以上的空間偏向時，可用向量和表示。4本工序的裝夾誤差b；本工序的裝夾誤差包括定位和夾緊誤差，還包括夾具本身的制造誤差，其大

54、小為三者的向量和。綜合上述四點要素,本道工序的加工余量為： Zb Rz+Ha+Ta+a+b單邊余量Zb 2Rz+Ha+Ta+2a+b雙邊余量注：a和b為矢量和。三、加工余量確實定1、計算法在掌握上述各影響要素詳細數據的條件下，用計算法確定加工余量是比較科學的；惋惜的是,目前所積累的統計資料尚不多，計算有困難，此法目前運用較少。2、閱歷估計法加工余量由一些有閱歷的工程技術人員和工人根據閱歷確定。由于客觀上有怕出廢品的思想，故所估加工余量普通都偏大，此法只用于單件小批消費。需求指出的是，目前國內各種手冊所給的余量多數為根本余量，根本余量等于最小余量與上一工序尺寸公差之和，即根本余量中包含了上一工序

55、尺寸公差，此點在運用時需加以留意。3、查表法此法以工廠消費實際和實驗研討積累的數據為根底制定的各種表格為根據，再結合實踐加工情況加以修正。用查表法確定加工余量，方法簡便，比較接近實踐，消費上廣泛運用。四、工序尺寸確實定 1、余量法確定工序尺寸步驟1確定各工序根本余量及各工序經濟加工精度；2從后向前推算各工序根本尺寸及毛坯尺寸；3按“單向入體原那么確定各工序尺寸公差。例：某階梯軸零件，資料45鋼，毛坯熱軋棒料，外圓設計直徑，外表粗糙度值Ra0.2um、長度200mm。試用余量法確定工序尺寸。解：1首先確定加工工序道路粗車半精車半精磨精磨2確定確定各工序根本余量精磨余量0.15，半精磨余量0.25

56、，半精車余量1.0，毛坯余量4粗車余量=4-1.0+0.25+0.15=2.63確定各工序經濟加工精度精磨IT6，半精磨IT8，半精車IT10，粗車IT13精磨Ra0.2，半精磨Ra0.4，半精車Ra3.2粗車Ra12.54推算各工序根本尺寸及毛坯尺寸按“入體原那么標注。對被包容尺寸(軸徑)，上偏向為0。精磨，半精磨，半精車，粗車，毛坯340.52、工藝尺寸鏈法確定工序尺寸當工序基準和設計基準不重合時，由于存在基準不重合誤差，工序尺寸必需用尺寸鏈的原理進展分析計算，在下一義務里我們學習利用工藝尺寸鏈來解算工序尺寸的方法。義務五 工藝尺寸鏈【活動場景】零件圖上所標注的尺寸公差是零件加工最終所要求

57、到達的尺寸要求，工藝過程中許多中間工序的尺寸公差，必需在設計工藝過程中予以確定。由于不是每個工序基準都和設計基準重合，所以工序尺寸及其公差普通都要經過解算工藝尺寸鏈來確定，為掌握工藝尺寸鏈計算規律，這里先引見尺寸鏈的概念及尺寸鏈計算方法，然后再就工序尺寸及其公差確實定方法進展論述。【義務要求】確定工序尺寸及其公差 【根本活動】 一、有關尺寸鏈的根本概念 尺寸鏈的定義在工件加工和機器裝配過程中，由相互聯絡的尺寸,按一定順序陳列成的封鎖尺寸組，稱為尺寸鏈。 圖2-21示工件如先以1面定位加工2面，得尺寸A1然后再以1面定位用調整法加工臺階面3，得尺寸A2，要求保證2面與3面間的設計尺寸A0；A1、

58、A2和A0這三個尺寸構成了一個封鎖尺寸組，就成了 圖2.21 尺寸鏈一個尺寸鏈，工藝尺寸鏈中的每一個尺寸稱為尺寸鏈的環。如圖 2-21右所示。 2、工藝尺寸鏈的組成工藝尺寸鏈由一系列的環組成： 1封鎖環在加工過程中間接獲得的尺寸，稱為封鎖環。在圖2-21所示尺寸鏈中，A0是間接得到的尺寸，它就是尺寸鏈的封鎖環。2組成環在加工過程中直接獲得的尺寸，稱為組成環。尺寸鏈中A1與A2都是經過加工直接得到的尺寸，A1、A2都是尺寸鏈的組成環。組成環又分為增環和減環。1增環在尺寸鏈中，本身增大，會使封鎖環隨之增大；本身減小，會使封鎖環隨之減小的組成環稱為增環。增環字母上面用表示。在圖2-21所示尺寸鏈中，

59、A1是增環，。2減環在尺寸鏈中，本身增大，會使封鎖環隨之減小；本身減小，會使封鎖環隨之增大的組成環稱為減環。減環字母上面用表示。在圖2-21所示尺寸鏈中， A2是減環。3、尺寸鏈的分類1按尺寸鏈在空間分布的位置關系，可分為線性尺寸鏈、平面尺寸鏈和空間尺寸鏈。1線性尺寸鏈：尺寸鏈中各環位于同一平面內且彼此平行。2平面尺寸鏈：尺寸鏈中各環位于同一平面或彼此平行的平面內，各環之間可以不平行。3空間尺寸鏈：尺寸鏈中各環不在同一平面或彼此平行的平面內。2按尺寸鏈的運用范圍，可分為工藝尺寸鏈和裝配尺寸鏈。1工藝尺寸鏈：在加工過程中，工件上各相關的工藝尺寸所組成的尺寸鏈。2裝配尺寸鏈：在機器設計和裝配過程中

60、，各相關的零部件相互聯絡的尺寸所組成的尺寸鏈。3按尺寸鏈各環的幾何特征，可分為長度尺寸鏈和角度尺寸鏈。1長度尺寸鏈：尺寸鏈中各環均為長度量。2角度尺寸鏈：尺寸鏈中各環均為角度量。4按尺寸鏈之間相互關系，可分為獨立尺寸鏈和并聯尺寸鏈。1獨立尺寸鏈：尺寸鏈中一切的組成環和封鎖環只從屬于一個尺寸鏈。2并聯尺寸鏈：兩個或兩個以上的尺寸鏈，經過公共環將它們聯絡起來并聯構成的尺寸鏈。4、尺寸鏈的計算類型和方法 尺寸鏈計算有正計算、反計算和中間計算等三種類型。知組成環求封鎖環的計算方式稱作正計算；知封鎖環求各組成環稱作反計算；知封鎖環及部分組成環，求其他的一個或幾個組成環，稱為中間計算。尺寸鏈計算有極值法與