汽车制造工艺学总结.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date汽车制造工艺学总结汽车制造工艺学总结汽车制造工艺学总结1 汽车拖拉机工艺过程概述1-1生产过程的概念 一、生产过程与工艺过程的概念 1、生产过程 指将原材料转变为产品的过程。 2、工艺过程 指在生产过程中,改变生产对象的尺寸、形状、相对位置和性质,使其成为成品或半成品的过程。 二、工艺过程的组成 1、工序 即一个(或一组)工人在一台机床上(或一个工作地),对一个(或同
2、时对几个)工件所连续完成的那一部份工艺过程。 划分工序的依据:工作地不变、加工连续完成。 2、安装 安装是指工件通过一次装夹后所完成的那一部分工序。 一道工序内可有一次或多次安装。 安装会影响加工精度与生产率。 3、工位 工位是指为了完成一定工序内容,一次装夹工件后,工件与夹具或设备的可动部分一起,相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。 多工位加工可减少安装次数、提高生产率。 4、工步 工步是指在加工表面和加工工具不变的情况下,所连续完成的那部分工序。 用多刀同时加工几个表面,也是一个工步,称之为复合工步。 1-2 工件尺寸及形状获得方法和加工经济精度一、获得工件尺寸的方法1、试切法:
3、小批量生产 2、调整法:大批量生产3、定尺寸刀具法:4、主动测量法:精密加工 二、获得工件形状的方法1、轨迹法;2、成形法;3、展成法; 三、加工经济精度和表面粗糙度 加工经济精度是指在正常生产条件下(采用符合质量标准的设备、工艺装备和使用标准技术等级的工人,不延长加工时间)所能保证的公差等级。 每一种加工方法的加工经济精度都与一定范围的公差等级相对应, 也有相应的表面粗糙度。就一般而言,尺寸公差等级和表面粗糙度是相对应的,公差等级愈高,表面粗糙度愈小。但是,加工经济精度对应的公差等级并不是一成不变的;它将随着机械加工水平的不断提高、设备和工艺装备的改进而逐渐提高。 1-3 生产类型与工艺特征
4、一、生产纲领与生产类型(一)生产纲领 指企业计划期内应当生产的产品产量和年度计划。 (二)生产类型1、生产类型的概念 生产类型,是指企业(或车间、工段、班组、工作地)生产专业化程度的分类。 生产类型不同,零件加工工艺过程会有变化,工艺装备也不同。2、生产类型的分类 生产类型可以分为三大类,即: 单件生产; 成批生产:大批、中批、小批 大量生产。第二章 工件的安装和机床夹具2-1基准的概念1.设计基准、2.工艺基准(工序基准、定位基准(粗、精基准)、测量基准、装配基准2-2 工件的装夹方法1.找正安装:2.专用机床夹具装夹法 2. 3 机床夹具概述一、机床夹具的组成 (1).定位元件和夹紧装置:
5、确定工件在夹具中位置的元件。 (2).对刀、导向元件:用以引导刀具或调整刀具相对于夹具的位置。 (3).夹具连接元件:用以确定夹具在机床上的位置并与机床相连接。 (4) .其他装置或元件:如分度机构。(5).夹具件:基础件,用于安装其它元件,形成整体。二、机床夹具的分类专用机床夹具、组合夹具、成组夹具 2. 4 工件在夹具中定位的基本规律一、 六点定位原理 三个移动,三个旋转。二、确定工件位置应限制的自由度1. 第一类自由度:不考虑工件定位方式时,哪些自由度会影响加工要求尺寸和位置公差。 2. 第二类自由度:哪些自由度与保证加工尺寸或位置公差无关。三、常见加工型式为保证加工要求应限制的自由度P
6、.18 表2-1:铣平面、键槽、钻孔四、常用的定位元件及其所限制的自由度1.常见的定位基准:平面、内圆、外圆2.常用的定位元件及其所限制的自由度:P.26 表2-2(1)固定支承支承钉(1)、支承板(2)、定位销(心轴)(长4、短2、削边销1)定位套(长4、短2)V形块(长4、短2、浮动1)等 (2)可调支承(3)自位支承 (浮力)(4)辅助支承3.过定位:一个自由度由两个以上的定位元件限制。4.欠定位:在加工中,如果定位元件限制的自由度少于工件应限制的自由度。会分析具体问题:例2(P.67)2 根据下列各题所列工件的加工要求,分析需要限制的第一类自由度。1、在图286a所示的连杆上钻通孔D时
7、,需要保证:(1)小头孔D对端面A的垂直度公差t,(2)小头孔D对不加工外圆壁厚的均匀性。试分析需要限制的第一类自由度。答案:(1)x旋转,y旋转(2)x移动,y移动;x旋转,y旋转(圆柱体)2、加工图286b所示汽车主减速器主动锥齿轮轴两端面及中心孔,需要保证:(1)轴的尺寸47mm和300 mm,(2)中心孔深度尺寸11.5 mm,(3)两端面对轴线的垂直度,(4)两端中心孔与加工之轴颈的同轴度,分析各自需要限制的第一类自由度。 答案:(1)X移动,Y旋转,Z旋转 (300尺寸两端面对轴线的垂直度;平行度要求)(2)X移动,Y移动,Z移动,Y旋转,Z旋转(同轴度)。 (3)Y旋转,Z旋转
8、(4)Y移动,Z移动,Y旋转,Z旋转(同轴度)。3 分析机床夹具定位所能限制的自由度。试分析在立式钻床上扩活塞销孔时,采用图287a所示定位方案,定位元件所能限制的自由度。 答案:件4(平面支承)X移动,Y旋转,Z旋转件2(短园柱销)Y移动,Z移动件3(浮动V型块)X旋转7、分析十字轴在图287g所示的四个短V形块上定位时,定位元件是如何限制自由度的?指出哪几个自由度是过定位自由度,如何改进定位方案才不出现过定位。 答案:左图件2:Y移动,Z移动,Y旋转,Z旋转。右图件1:X移动,Z移动,X旋转,Z旋转。过定位:Z移动,X旋转。改进:将件2,V形块改为浮动V形块。 2. 5 定位误差一、定位误
9、差产生原因1.基准位移误差j,y:是由于定位基面(孔)和定位元件(心轴)制造不准确,而使定位基准在工序尺寸方向上产生最大位置变化,引起的加工误差)2.基准不重合误差j,b:是由于工序基准与定位基准不重合引起的,即工序基准在工序尺寸方向上产生的最大位置变化。)3.定位误差d=j,y+j,b注意:公差T=上偏差-下偏差0 , 定位误差d0 ,j,y0 , j,b0二、定位误差的计算1、用几何方法计算定位误差 用极限位置进行计算2、用公式进行定位误差的计算(复杂问题简单化处理)定位误差d=j,y+j,b3.基本公式(1)工件以平面定位时的定位误差P.34 F.2-33 d=0 (尺寸垂直于定位平面)
10、d=2htg (尺寸平行于定位平面)(2)工件以圆孔定位时的定位误差心轴水平放置:圆心的定位误差d=基准位移误差y=1/2(TDg+Tdx+X)心轴垂直放置:圆心的定位误差d=基准位移误差y=(TDg+Tdx+X)TDg孔公差Tdx销公差X孔和销的最小配合间隙。(=孔的下偏差-销的上偏差)(3)工件以外圆定位时的定位误差(V形块)以轴线O为工序基准:d=1/2(Td /sin/2)以外圆下母线为工序基准:d=1/2(Td /sin/2-1)以外圆上母线为工序基准:d=1/2(Td /sin/2+1)复杂问题简单化处理:组合外圆定位时的定位误差(V形块)=以轴线O为工序基准时的基准位移误差j,y
11、+基准不重合误差j,b=1/2(Td /sin/2)+相对轴线O的基准不重合误差j,b4. 工件以组合表面定位时的定位误差(一面两销)P.37纵向定位误差:d(A,E)=(TDg+Tdx+X)=(TD1+Td1+X1)TDg主定位孔公差(TD1)Tdx主定位销公差(Td1)X主定位孔和主定位销的最小配合间隙(X1)。(=孔的下偏差-销的上偏差) A平行于两销的连心线,且位于两销的外侧与主定位销的水平距离。E平行于两销的连心线,且位于两销的内侧与主定位销的水平距离。垂直定位误差:垂直于两销的连心线,且位于两销的外侧的转角误差。 tg= (TD1+Td1+X1)+(TD2+Td2+X2)/(2L)
12、 =(1+2)/(2L)垂直于两销的连心线,且位于两销的内侧横向转角误差。tg=(TD2+Td2+X2)-(TD1+Td1+X1)/(2L) =(2 -1)/(2L) (一般2 1) tgtg垂直于两销的连心线,且位于两销的外侧的垂直定位误差: d(B)=(TD1+Td1+X1)+2A tg=1+2Atg B垂直于两销的连心线,且位于两销的外侧与主定位销的垂直距离。垂直于两销的连心线,且位于两销的外侧的垂直定位误差:d(F)=(TD1+Td1+X1)+2E tg=1+2E tgF垂直于两销的连心线,且位于两销的内侧与主定位销的垂直距离。例:1.在阶梯轴上铣一平面,其工序尺寸为30 mm,有如图
13、288所示五种定位方案。试计算(1)当不考虑阶梯轴两外圆同轴度公差时,五种定位方案的定位误差。答案:图a 基准位移误差j,y=1/2T=1/20.10=0.05 (定义:基准位移误差j,y是由于定位基面(孔)和定位元件(心轴)制造不准确,而使定位基准在工序尺寸方向上产生最大位置变化,引起的加工误差) 基准不重合误差j,b=1/2T=1/20.16=0.08(定义:基准不重合误差j,b是由于工序基准与定位基准不重合引起的,即工序基准在工序尺寸方向上产生的最大位置变化。) 定位误差d=j,y+j,b=0.05+0.08=1.03注意:公差T=上偏差-下偏差0 , 定位误差d0 ,j,y0 , j,
14、b0 图b基准位移误差j,y=1/2T=1/20.10=0.05 基准不重合误差j,b=1/2T=1/20.16=0.08 定位误差d=j,y+j,b=0.05+0.08=0.13 图c 基准位移误差j,y= T/2/Sin(/2)=0.10/2/Sin45=0.1414 基准不重合误差j,b=1/2T=1/20.16=0.08 定位误差d=j,y+j,b=0.1414+0.08=0.2214 =C1C2 =O1O2+O2C2-O1C1= T/2/Sin(/2)+d1/2-(d1- T)/2 = T/2/Sin(/2)+ T/2 图d 基准位移误差j,y=0基准不重合误差j,b=1/2T=1/
15、20.16=0.08定位误差d=j,y+j,b=0.08 图e基准位移误差j,y=0基准不重合误差j,b=1/2T=1/20.16=0.08定位误差d=j,y+j,b=0.08(2)当考虑阶梯轴两外圆同轴度公差时,五种定位方案的定位误差 则基准不重合误差j,b=原基准不重合误差j,by+同轴度公差,而基准位移误差j,y不变,注意:同轴度公差是双向值(即全值标注公差带),如同轴度公差0.1是表示两轴心线向上(或向下)的最大偏离值=Td/2=0.1/2=0.05 。2、在一箱体零件上加工孔107H7mm和平面P,其加工要求如图293所示。箱体零件采用一面两孔定位,两个工艺孔直径为16mm,孔中心距
16、为3360.04mm。夹具定位销直径为16mm,菱形定位销直径为16mm。试:1 决定哪一个工艺孔应与圆柱销配合?答案:见P.37式(29)见P.37式(210)应选E(或A)小的孔即A孔。3.阶梯轴上铣一平面,其工序尺寸为30 mm,两外园直径为450.05,35,当不考虑两外园同轴度公差时,其定位误差=?(用V形块定位)。答案:定位误差d=T/(2sin/2)+T/2 d=0.05-(-0.05)/(2sin45)+0-(-0.16)/2= 0.1414+0.08=0.2214(mm)4、一批工件如图3-21所示以圆孔用心轴定位,在立式铣床上用顶尖顶住心轴铣槽。其中外圆、内孔及两端面均已加
17、工合格,外圆对内孔的径向跳动在0.02mm之内。今要保证铣槽的位置精度要求为:(1)槽距端面尺寸为;(2)槽底位置尺寸为;试分析其定位误差对保证各项技术要求的影响。解:(1)的定位误差基准不重合误差b=0基准位移误差y=0基准定位误差d=b+y=0 (2)的定位误差基准不重合误差b=外圆对内孔的径向跳动+的尺寸公差的一半=0.02+0-(-0.013)/2=0.02+0.0065=0.0265mm 基准位移误差y=1/2(TDg+Tdx+X)=1/2(0.021-0)+(-0.007-(-0.020)+0-(-0.007)=1/2(0.021+0.013+0.007)=0.0205mm 基准定
18、位误差d=b+y=0.0265+0.0205=0.047mm 2. 6 工 件 的 夹 紧一、工件夹紧的基本要求 首先必须合理确定夹紧力的三要素:大小、方向和作用点。 二、典型夹紧机构的特点1.斜楔夹紧2.螺旋夹紧螺旋夹紧结构简单,增力比大,自锁性好,夹紧可靠,所以在夹具中得到最广泛的应用。3.偏心夹紧 螺旋夹紧的主要缺点安装、拆卸工件的辅助时间太长,而偏心夹紧是一种快速的夹紧机构。4. 多件夹紧 加工时采取多件夹紧,可以大大提高生产率,尤其在小件加工时应用更为广泛。 5.螺旋式双V形块定心夹紧机构:结构简单,工作行程大,通用性好,但定心精度不高。第三章 机械加工质量3-1 机械加工质量概述
19、一、加工精度的构成及相互关系 加工精度由尺寸、形状、位置精度构成。三者之间相互联系,互相影响。一定的尺寸精度必须有相应的形状和位置精度。二、加工误差问题1、加工误差及其分类(1)误差的概念 加工误差是指零件加工后实际尺寸、形状及位置与理想值的差异程度。 加工误差是加工精度的量度。 机械加工后获得的零件表面尺寸、形状及位置,不可能绝对准确,总存在一定的误差,这就是加工误差。 (2)误差的分类 据误差出现的规律是否被人们掌握,加工误差可分为系统误差和随机误差(又称偶然误差)。 据误差是否与切削状态有关,又可分为静态误差、切削状态误差和动态误差。A、系统误差 系统误差是指误差的大小、方向和规律性均已
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