机械制造工艺学含机床夹具.ppt
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1、机械制造工艺学含机床夹具课件现在学习的是第1页,共77页第二章第二章机械加工工艺机械加工工艺规程的制订规程的制订机械制造工艺学高职高专 ppt 课件现在学习的是第2页,共77页一一一一 基本概念基本概念基本概念基本概念二二二二 工件的装夹工件的装夹工件的装夹工件的装夹三三定位基准的选择定位基准的选择四四工序内容的拟定工序内容的拟定五五五五 工艺路线的拟定工艺路线的拟定工艺路线的拟定工艺路线的拟定六六六六 工艺过程的技术经济分析工艺过程的技术经济分析工艺过程的技术经济分析工艺过程的技术经济分析机械制造工艺学高职高专 ppt 课件现在学习的是第3页,共77页1.工艺规程的作用工艺规程的作用1)指导
2、生产的主要技术文件)指导生产的主要技术文件2)生产组织和管理的基本依据)生产组织和管理的基本依据3)新建或扩建工厂或车间的基本资料)新建或扩建工厂或车间的基本资料2.制定工艺规程的方法与步骤制定工艺规程的方法与步骤1)零件的工艺分析)零件的工艺分析2)毛坯的确定)毛坯的确定3)工艺路线的设计)工艺路线的设计4)详细的拟定工序的具体内容)详细的拟定工序的具体内容5)对工艺方案进行技术经济分析)对工艺方案进行技术经济分析6)填写工艺文件)填写工艺文件机械制造工艺学高职高专 ppt 课件现在学习的是第4页,共77页工件的定位过程工件的定位过程为了使工件的被加工表面获得规定的尺寸为了使工件的被加工表面
3、获得规定的尺寸和位置精度要求必须使工件在机床或夹具中占有某一正确的位置。和位置精度要求必须使工件在机床或夹具中占有某一正确的位置。机械制造工艺学高职高专 ppt 课件现在学习的是第5页,共77页3基准基准设计基准:设计基准:是指零件图上的一个点、线或面,据此以标定其它点、线或面的位置。一般互为基准。原始基准:原始基准:是工件上,(在工序单上或其它工艺文件上),据此以标定被加工表面位置的点、线或面。定位基准:定位基准:是工件上的一个面,当工件在夹具上(或直接在设备上)定位时,它使工件在原始尺寸上获得确定的位置。测量基准:测量基准:是工件上的一个表面、表面的母线或表面上的一个点,据此以测量被加工表
4、面的位置。机械制造工艺学高职高专 ppt 课件现在学习的是第6页,共77页机械制造工艺学高职高专 ppt 课件现在学习的是第7页,共77页装夹的概念装夹的概念在机械加工时,工件在机床上或者夹具中需装夹好以后才能进在机械加工时,工件在机床上或者夹具中需装夹好以后才能进行加工。装夹应实现两个方面:定位与夹紧。行加工。装夹应实现两个方面:定位与夹紧。1)定位定位使工件在机床上或夹具中占有某一个正确的位置。使工件在机床上或夹具中占有某一个正确的位置。2)夹紧夹紧对工件施加一定的外力,使工件在加工过程中保持定位后对工件施加一定的外力,使工件在加工过程中保持定位后的正确位置不变动。的正确位置不变动。机械制
5、造工艺学高职高专 ppt 课件现在学习的是第8页,共77页装夹方式装夹方式工件在机床上的装夹方式,取决于生产批量、工件大小及复杂程度、加工件在机床上的装夹方式,取决于生产批量、工件大小及复杂程度、加工精度要求及定位的特点等。主要装夹形式有三种:直接找正装夹、划线工精度要求及定位的特点等。主要装夹形式有三种:直接找正装夹、划线找正装夹和夹具装夹。找正装夹和夹具装夹。1)直接找正装夹)直接找正装夹将工件装在机床上,然后按工件的某个(或某些)表面,用划针或用将工件装在机床上,然后按工件的某个(或某些)表面,用划针或用百分表等量具进行找正,以获得工件在机床上的正确位置。直接找正装夹百分表等量具进行找正
6、,以获得工件在机床上的正确位置。直接找正装夹效率较低,但找正精度可以很高,适用于单件小批生产或定位精度要求特效率较低,但找正精度可以很高,适用于单件小批生产或定位精度要求特别高的场合别高的场合机械制造工艺学高职高专 ppt 课件现在学习的是第9页,共77页机械制造工艺学高职高专 ppt 课件现在学习的是第10页,共77页2)划线找正装夹)划线找正装夹这种装夹方法是按图纸要求在工件表面上事先划出位置线、加工这种装夹方法是按图纸要求在工件表面上事先划出位置线、加工线和找正线,装夹工件时,先按找正线找正工件的位置,然后夹紧工线和找正线,装夹工件时,先按找正线找正工件的位置,然后夹紧工件(图件(图2-
7、22)。)。划线找正装夹不需要专用设备,通用性好,但效率低,精度也不高,划线找正装夹不需要专用设备,通用性好,但效率低,精度也不高,通常划线找正精度只能达到通常划线找正精度只能达到0.10.5mm。此方法多用于单件小批生产中。此方法多用于单件小批生产中铸件的粗加工工序。铸件的粗加工工序。现在学习的是第11页,共77页现在学习的是第12页,共77页3)使用)使用夹具装具装夹使用使用夹具装具装夹,工件在,工件在夹具中可迅速而正确的定位和具中可迅速而正确的定位和夹紧(图2-23)。)。这种装种装夹方式效率高、定位精度好而可靠,方式效率高、定位精度好而可靠,还可以减可以减轻工工人的人的劳动强度和降低度
8、和降低对工人技工人技术水平的要求,因而广泛水平的要求,因而广泛应用于各种生用于各种生产类型型。现在学习的是第13页,共77页现在学习的是第14页,共77页定位原理定位原理学学习要点:要点:定位是机械加工中一个极定位是机械加工中一个极为重要的重要的问题。学。学习本本节要深刻理解和牢固掌握定位原理,熟知常用的定位方法。深要深刻理解和牢固掌握定位原理,熟知常用的定位方法。深刻理解欠定位与刻理解欠定位与过定位的概念,能正确分析和定位的概念,能正确分析和处理有关欠定位理有关欠定位与与过定位的定位的问题。深刻理解定位。深刻理解定位误差的概念,能正确差的概念,能正确计算定位算定位误差。差。现在学习的是第15
9、页,共77页六点定位六点定位任何一个位置尚未确定的工件,均具有六个自由度,即沿空间三个直任何一个位置尚未确定的工件,均具有六个自由度,即沿空间三个直角坐标轴角坐标轴X、Y、Z方向的移动与绕它们的转动,分别以方向的移动与绕它们的转动,分别以X、Y、Z、表示。要使工件在机床夹具中正确定位,必须限表示。要使工件在机床夹具中正确定位,必须限制或约束工件的这些自由度。制或约束工件的这些自由度。如图如图2-24中所示,采用六个定位支承点合理布置,使工件有关定位中所示,采用六个定位支承点合理布置,使工件有关定位基面与其相接触,每一个定位支承点限制了工件的一个自由度,便基面与其相接触,每一个定位支承点限制了工
10、件的一个自由度,便可将工件六个自由度完全限制,使工件在空间的位置被唯一地确定。可将工件六个自由度完全限制,使工件在空间的位置被唯一地确定。这就是通常所说的工件的六点定位原则。这就是通常所说的工件的六点定位原则。现在学习的是第16页,共77页现在学习的是第17页,共77页两点两点说明:明:1)机械加工中关于自由度的概念与力学中自由度的概念不完全相同。机械加工中)机械加工中关于自由度的概念与力学中自由度的概念不完全相同。机械加工中的自由度的自由度实际上是指工件在空上是指工件在空间位置的不确定性。位置的不确定性。这里特里特别要注意将定位与要注意将定位与夹紧的概念区的概念区分开来。工件一分开来。工件一
11、经夹紧,其空,其空间位置就不能再改位置就不能再改变,但,但这并不意味着其空并不意味着其空间位置是确定的。位置是确定的。例如,例如,图2-25所示板状工件安放在平面磨床的磁性工作台上,扳所示板状工件安放在平面磨床的磁性工作台上,扳动磁性开关后,工磁性开关后,工件即被件即被夹紧,其位置就被固定。但工件放在工作台什么位置上并不确定,既可以,其位置就被固定。但工件放在工作台什么位置上并不确定,既可以放在放在1的位置上(的位置上(图中中实线所示),也可以放在所示),也可以放在2的位置上(的位置上(图中虚中虚线所示),也即工件的所示),也即工件的X、Y和和Z三个自由度未被限制。三个自由度未被限制。2)六点
12、定位原)六点定位原则中中点点的含的含义是限制自由度,不要机械地理解成接触点。例如,是限制自由度,不要机械地理解成接触点。例如,图2-25所示板状工件安放工作台上限制了所示板状工件安放工作台上限制了3个自由度,是三点定位。个自由度,是三点定位。实际上,工件与工作台面上,工件与工作台面接触点可能有多个。接触点可能有多个。现在学习的是第18页,共77页现在学习的是第19页,共77页欠定位欠定位工件加工时必须限制的自由度未被完全限制,称为欠定位。欠工件加工时必须限制的自由度未被完全限制,称为欠定位。欠定位不能保证工件的正确安装位,因而是不允许的。定位不能保证工件的正确安装位,因而是不允许的。图图2-3
13、5为在铣床上加工长方体零件台阶面的两种定位方案。为保证尺为在铣床上加工长方体零件台阶面的两种定位方案。为保证尺寸寸B和和H,需限制除,需限制除以外的以外的5个自由度。若采用图个自由度。若采用图a的定位方式,只能的定位方式,只能限制限制X、Y、Z3个自由度,属欠定位,无法保证尺寸个自由度,属欠定位,无法保证尺寸B。在图。在图b中,中,加入一块支承板后,除加入一块支承板后,除以外的以外的5个自由度均被限制,尺寸个自由度均被限制,尺寸B和和H可以可以得到保证。得到保证。现在学习的是第20页,共77页现在学习的是第21页,共77页过定位过定位如果工件的某一个自由度被定位元件重复限制,称为过定位。如果工
14、件的某一个自由度被定位元件重复限制,称为过定位。过定位是否允许,要视具体情况而定。通常,如果工件的定位面经过机过定位是否允许,要视具体情况而定。通常,如果工件的定位面经过机械加工,且形状、尺寸、位置精度均较高,则过定位是允许的。合理的过定械加工,且形状、尺寸、位置精度均较高,则过定位是允许的。合理的过定位起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。反之,如果工件的定位位起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。反之,如果工件的定位面是毛坯面,或虽经过机械加工,但加工精度不高,这时过定位一般是不允面是毛坯面,或虽经过机械加工,但加工精度不高,这时过定位一般是不允许的,因为它可能造成定位不准确,
15、或定位不稳定,或发生定位干涉等情况。许的,因为它可能造成定位不准确,或定位不稳定,或发生定位干涉等情况。现在学习的是第22页,共77页过定位实例分析之一过定位实例分析之一图图2-36所示为加工连杆小头孔工序中以连杆大头孔和端面定位的两种情所示为加工连杆小头孔工序中以连杆大头孔和端面定位的两种情况。图况。图b中,长圆柱销限制了中,长圆柱销限制了X、Y、X、Y4个自由度,个自由度,支承板限制了支承板限制了Z、X、Y3个自由度。显然个自由度。显然X、Y被被2个定位个定位元件重复限制,出现了过定位。如果工件孔与端面垂直度保证很好,则此元件重复限制,出现了过定位。如果工件孔与端面垂直度保证很好,则此过定
16、位是允许的。但若工件孔与端面垂直度误差较大,且孔与销的配合间过定位是允许的。但若工件孔与端面垂直度误差较大,且孔与销的配合间隙又很小时,定位后会造成工件歪斜及端面接触不好的情况,压紧后就会隙又很小时,定位后会造成工件歪斜及端面接触不好的情况,压紧后就会使工件产生变形或圆柱销歪斜。结果将导致加工后的小头孔与大头孔的轴使工件产生变形或圆柱销歪斜。结果将导致加工后的小头孔与大头孔的轴线平行度达不到要求。这种情况下应避免过定位的产生。最简单的解决办线平行度达不到要求。这种情况下应避免过定位的产生。最简单的解决办法是将长圆柱定位销改成短圆柱销(图法是将长圆柱定位销改成短圆柱销(图a所示),由于短圆柱销仅
17、限制所示),由于短圆柱销仅限制X、Y2个移个移动自由度,自由度,X、Y的重复定位被避免了。的重复定位被避免了。现在学习的是第23页,共77页现在学习的是第24页,共77页定位基准的选择定位基准的选择学习要点:定位基准的选择是零件加工工艺规程制定的重要问题,要深学习要点:定位基准的选择是零件加工工艺规程制定的重要问题,要深刻理解并牢固掌握粗基准及精基准的选择原则,并会灵活地使用这些原刻理解并牢固掌握粗基准及精基准的选择原则,并会灵活地使用这些原则。则。粗基准的选择粗基准的选择粗基准粗基准选择一般一般应遵循以下原遵循以下原则:1)保保证相互位置要求原相互位置要求原则如果首先要求保如果首先要求保证工
18、件上加工面与不加工面的相互位置要求,工件上加工面与不加工面的相互位置要求,则应以以不加工面作不加工面作为粗基准。粗基准。2)余量均匀分配原余量均匀分配原则如果首先要求保如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀工件某重要表面加工余量均匀时,应选择该表表面的毛坯面作面的毛坯面作为粗基准粗基准。现在学习的是第25页,共77页例例如图如图加工时,若以不加工外圆表面加工时,若以不加工外圆表面1作粗基准定位(如作粗基准定位(如用三爪卡盘夹外圆),则加工后内孔用三爪卡盘夹外圆),则加工后内孔2与外圆与外圆1同轴,可以保同轴,可以保证零件壁厚均匀,但加工面(内孔)证零件壁厚均匀,但加工面(内孔)2加工余量不
19、均匀,见加工余量不均匀,见图图b。若以零件毛坯孔。若以零件毛坯孔3作粗基准定位(如用四爪卡盘夹外圆作粗基准定位(如用四爪卡盘夹外圆1,以毛坯孔,以毛坯孔3直接找正),则加工面(内孔)直接找正),则加工面(内孔)2与毛坯孔与毛坯孔3同轴,可以保证加工余量均匀,但加工面(内孔)同轴,可以保证加工余量均匀,但加工面(内孔)2与不加与不加工面外圆工面外圆1不同轴,即壁厚不均匀,见图不同轴,即壁厚不均匀,见图c。现在学习的是第26页,共77页图粗基准选择比较a)法兰盘零件b)以外圆面1为粗基准c)以内孔毛面3为粗基准1外圆表面(不加工)2内孔加工面3内孔毛面4均布孔现在学习的是第27页,共77页粗基准一
20、般不得重复使用原则粗基准一般不得重复使用原则因为粗基准本身是毛坯表面,精度和粗糙度均较差,因为粗基准本身是毛坯表面,精度和粗糙度均较差,如果在两次装卡中重复使用同一粗基准,就会造成两次加如果在两次装卡中重复使用同一粗基准,就会造成两次加工出的表面之间出现较大的位置误差。工出的表面之间出现较大的位置误差。例如图例如图a所示零件,如第一道工序以不加工外圆表面所示零件,如第一道工序以不加工外圆表面1定位,加工内孔定位,加工内孔2,若第二道工序仍以外圆表面定位加工,若第二道工序仍以外圆表面定位加工均布孔均布孔4(见图(见图a),则孔),则孔4将与孔将与孔2产生较大的同轴度误差。产生较大的同轴度误差。正
21、确的工艺方案应以已加工过的内孔正确的工艺方案应以已加工过的内孔2定位加工均布孔定位加工均布孔4(如(如图图b所示)所示)现在学习的是第28页,共77页a)b)图粗基准重复使用错误示例及改进现在学习的是第29页,共77页精基准选择原则精基准选择原则 选择精基准的两条主要原则选择精基准的两条主要原则 1)基准重合原则)基准重合原则 应尽量选择加工表面的设计基准作为精基准,即谓应尽量选择加工表面的设计基准作为精基准,即谓基准重基准重合合原则。这样可避免由于基准不重合而产生的定位误差。原则。这样可避免由于基准不重合而产生的定位误差。在对加工面位置尺寸和位置关系有决定性影响的工序中,在对加工面位置尺寸和
22、位置关系有决定性影响的工序中,特别是当位置公差要求较严时,一般不应违反这一原则。特别是当位置公差要求较严时,一般不应违反这一原则。否则,将由于存在基准不重合误差,而增大加工难度否则,将由于存在基准不重合误差,而增大加工难度。现在学习的是第30页,共77页例如,如图所示活塞零件,设计要求活塞销孔与顶面距离例如,如图所示活塞零件,设计要求活塞销孔与顶面距离C1,公差一般为,公差一般为0.10.2mm。若加工销孔时以止口面(一。若加工销孔时以止口面(一大平面加一短圆柱面)定位,直接保证的尺寸是大平面加一短圆柱面)定位,直接保证的尺寸是C2。此时,。此时,为了使尺寸为了使尺寸C1达到规定的精度,必须同
23、时严格控制尺寸达到规定的精度,必须同时严格控制尺寸C和和C2(尺寸(尺寸C1、C2和和C构成一个尺寸链,其中构成一个尺寸链,其中C1是封是封闭环,尺寸闭环,尺寸C和和C2公差之和应小于或等于尺寸公差之和应小于或等于尺寸C1的公差)。的公差)。而这两个尺寸从功能要求出发,均不需严格控制,且在加工顶而这两个尺寸从功能要求出发,均不需严格控制,且在加工顶面时(通常采用车削方法),尺寸面时(通常采用车削方法),尺寸C也确实较难控制。因此在也确实较难控制。因此在大批量生产中,常以顶面定位加工销孔,以使尺寸大批量生产中,常以顶面定位加工销孔,以使尺寸C1容易保容易保证证。现在学习的是第31页,共77页活塞
24、零件简图活塞零件简图现在学习的是第32页,共77页2)统一基准原则)统一基准原则当工件以某一表面作精基准定位,可以方便地加工大多数(或当工件以某一表面作精基准定位,可以方便地加工大多数(或全部)其余表面时,应尽早地将这个基准面加工出来,并达到一定全部)其余表面时,应尽早地将这个基准面加工出来,并达到一定精度,以后大多数(或全部)工序均以它为精基准进行加工。精度,以后大多数(或全部)工序均以它为精基准进行加工。例如图所示为某厂批量生产的例如图所示为某厂批量生产的X62W铣床立柱简图,该零件选铣床立柱简图,该零件选择立导轨择立导轨A、C面为统一精基准。在最初的工序中,首先将立导轨加工好,面为统一精
25、基准。在最初的工序中,首先将立导轨加工好,以后的各工序均以此为精基准定位,依次加工出底面以后的各工序均以此为精基准定位,依次加工出底面1、悬梁导轨、悬梁导轨2、侧、侧面面4以及孔系以及孔系3(轴孔(轴孔),以保证轴孔),以保证轴孔(主轴孔)、悬梁导轨(主轴孔)、悬梁导轨及底面与立导轨的垂直度;侧面与及底面与立导轨的垂直度;侧面与轴孔的平度以及轴孔轴孔的平度以及轴孔间的间的中心距和平行度中心距和平行度。现在学习的是第33页,共77页现在学习的是第34页,共77页选择精基准的其他原则选择精基准的其他原则3)“互为基准互为基准”原则原则对某些位置精度要求高的表面,可以采用对某些位置精度要求高的表面,
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