箱体零件机械加工工艺规程的制订

2019/8/81学习情境1零件机械加工工艺规程的制订学习子情境3箱体零件机械加工工艺过程的确定2019/8/82工作任务•制订图示主轴箱体工件的加工工艺规程•生产纲领为300件/年•大型生产企业，生产基础条件较好，单班制工作。2019/8/83箱体零件图2019/8/84•1.专业能力目标•1）理解箱体类零件加工技术要求，如零件的结构特点、材料性能、尺寸精度、形位精度、表面质量等。•2）根据具体情况选择平面、内圆柱表面的加工方法和重要表面加工工艺过程，能优化加工工艺路线。•3）了解刨削、铣削、平面磨削等平面加工方法的加工机床、加工工艺范围、刀具的结构与选用。•4）了解钻削、镗削、拉削、内圆磨削等内圆柱面加工方法的加工机床、加工工艺范围、刀具的结构与选用。•5）掌握机床夹具的一般设计方法，选取合理的定位和加紧方案，计算定位误差并能对定位方案进行评估，能选择通用夹具和设计一般复杂程度的专用机床夹具。•6）能够确定箱体类零件的机械加工工艺路线、工艺参数、工艺装备以及工时定额，制订完整的工艺规程文件并优化。2019/8/85•2.方法能力目标•1）能运用相关资源查阅、收集完成工作任务的信息。•2）能使用已有信息资源制定正确的工作计划。•3）能独立使用各种资源条件完成工作任务。•4）能对工作结果进行适当评价与思考改进的探索。•5）培养发散的思考和创新能力。2019/8/86•3.社会能力目标•1）具有团队协作的意识，良好的小组成员协作能力。•2）具备良好沟通及评价自我和他人的能力。•3）正确面对困难和挫折的处理能力。•4）负责任的工作习惯。•5）节约并保护环境的意识。2019/8/87资讯——相关知识金属切削机床夹具刨削加工铣削加工平面磨削加工内圆柱面（孔）加工箱体加工工艺规程制订2019/8/88精度保证？提高效率？加工设备精度？工人的技术？产品检验？工件位置准确？工件位置固定？需要夹紧需要定位需要夹具———靠？？？？？1.1金属切削机床夹具2019/8/89虎钳平口钳卡盘分度头通用夹具2019/8/810专用和组合夹具2019/8/8111.1.1夹具的作用2019/8/8121.1.2工件定位六个自由度：X、Y、Z的移动X、Y、Z的转动1.定位原理2019/8/813六点定位原理：要完全确定工件在机床或夹具上的位置，需用适当分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，称为工件的六点定位原理。①XOY平面上1,2,3点②YOZ平面上4,5点③XOZ平面上6点2019/8/814六点定位实例：2019/8/815完全定位：6个自由度都限定的定位方式。侧面A：限制Z、Y旋转、X移动；短销B：限制Z、Y移动；挡销C：限制X旋转2019/8/816不完全定位：少于6个自由度但满足定位要求的定位方式。如图：1、车外圆仅仅需要限制Z、Y的移动和旋转。2、磨平面仅仅需要限制X、Y旋转和Z的移动。2019/8/817欠定位：必要的自由度没限制的定位方式。需要限制Y的移动，但图示中定位不满足加工要求。2019/8/818过定位：自由度重复限制的定位方式。2019/8/819过定位讨论：允许吗？1、工件定位面精度高时可以用来提高工艺系统刚度同时增加定位稳定性就允许。2、如果工件定位面精度不高或夹具制造精度不高会造成定位不准确、不稳定这时就不允许。2019/8/820定位面不确定2019/8/8212019/8/822定位准确、夹紧方便（变速拨叉钻孔夹具）1、限制？个自由度2、有那些定位元件。（夹紧利用了偏心夹紧机构）2019/8/823定位案例2019/8/8242.定位元件定位元件的常用材料和主要技术要求要求一定的：定位精度、粗糙度值、耐磨性、硬度和刚度。常用的材料：①低碳钢如20钢或20Cr钢，工件表面经渗碳淬火，深度0.8～1.2mm左右，硬度HRC55～65。②高碳钢如T7、T8、T10等，淬硬至HRC55～65。此外也有用中碳钢如45钢，淬硬至HRC43～48。2019/8/825（1）以平面定位常见定位方式的定位元件2019/8/8261）支承钉多用于以平面作定位基准时的定位元件。(b)圆顶支承钉，适用于(a)平顶支承钉，适用毛坯面定位，以减小装夹于己加工表面的定位；误差，但支撑钉容易磨损和压伤工件基准面；2019/8/827(c)花纹顶面支撑钉，(d)带衬套支撑钉，批用于工件的侧面定位，量大、磨损快时使增大摩擦系数，但清除用，便于拆卸。切屑不方便，不易用在水平面定位；支撑钉与夹具体的配合可用H7/r6或H7/n6。2019/8/8282）支承板一般用作精基准面较大时的定位元件。（a）平板式支承板，结构简单、紧凑，但不易清除落入沉头螺钉孔内的碎屑；(b)台阶式支承板，装夹螺钉的平面低于支承面3～5mm，克服了不易清屑的缺点，但结构不紧凑；2019/8/829（c）斜糟式支承板，在支承面上开两个斜糟为固定螺钉用，使清屑容易又结构紧凑。不论采用支承钉或支承板作为定位元件，装人夹具体后，为使各支承面在一个水平面内，应再修磨一次。2019/8/830支承钉定位情况2019/8/831支承板定位情况2019/8/8323）可调支承钉：主要用于粗基准定位，当毛坯的尺寸及形状变化较大时，为了适应各批毛坯表面位置的变化，需采用可调支承进行定位。2019/8/833可调节支承的应用示例2019/8/8344）提高平面支承刚度的方法A、辅助支承2019/8/8352019/8/836辅助支承的运用12019/8/837辅助支承的运用22019/8/838B、浮动支承：支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应，一般只限制一个自由度，即一点定位。由于工件定位表面有几何形状误差，或当定位表面是断续表面、阶梯表面时，采用浮动支承可以增加与工件的接触点，提高刚度，又可避免过定位。2019/8/839（2）以外圆柱面定位2019/8/8401）V型块结构尺寸已标准化，斜面夹角有60°90°120°V型块结构形式2019/8/841V型块定位情况2019/8/842V型块结构尺寸2019/8/843固定V型块对中性好，能使工件的定位基准轴线在V形块两斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响，并且安装方便。可用于粗、精基准。2019/8/844•活动V型块：用于定位夹紧机构中，起消除一个自由度的作用。2019/8/8452）定位套定位套结构2019/8/8462019/8/8473）支承板支承板对工件外圆表面的定位2019/8/8482019/8/849（3）以内圆柱面（圆柱孔）定位圆柱孔定位的特点：属于中心定位，定位面为圆柱孔，定位基准为中心轴线（中心要素），通常要求内孔基准面有较高的精度。定位元件：圆柱销、圆锥销和心轴。2019/8/850（1）圆柱销A型圆柱销图(a)、(b)、(c)固定式定位销，结构简单，采用H7/r6与夹具体直接配合；图(d)带村套的可换式定位销，用于大批量生产，因工件装卸次数频繁，定位销易磨损，采用此结构便于更换，衬套外径与夹具体配合采用H7/n6，而内径与定位销的配合采用H7/h6或H7/g6；1）圆柱销2019/8/851菱形销结构2019/8/852圆柱销的定位情况2019/8/853圆柱销的定位情况2019/8/8542）圆锥销在加工套筒类工件时，也常用锥形定位销，所示，(a)用于精基准(b)用于粗基准2019/8/855圆锥销的定位情况2019/8/8563）心轴心轴常用于套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加工中，以保证加工面（或齿轮分度圆）对内孔的同铀度公差。心轴是夹具中一种结构较紧凑的单元体，心轴以柄部或中心孔与机床连接。心轴在定位过程中一般限制工件四个自由度。心轴的专业化程度很高，许多工厂都制订了自己的标准，如磨床、车床、滚齿、插齿、刨齿、磨齿等心轴的标准。2019/8/857心轴的结构心轴结构示意图a）磨床心轴；b）车床心轴；c）滚齿心轴；d）插齿心轴；e）磨齿心轴；f）刨齿心轴2019/8/858心轴的定位情况2019/8/8594）以锥面定位2019/8/8602019/8/8612019/8/8623.工件的组合定位组合定位应考虑的问题（1）合理选择定位元件，实现工件的正确定位。（2）按基准重合原则选择定位基准。（3）定位元件限制的自由度方向会发生变化。（4）选择定位元件时，应考虑加工精度的要求。2019/8/8631）一面两孔定位（1）定位方式连杆盖工序图2019/8/864（2）菱形销的设计2019/8/8652019/8/8662019/8/8672）一平面和与其垂直的两外圆柱面组合2019/8/8683）一孔和一平行于孔中心线的平面组合2019/8/8692019/8/8702019/8/8712019/8/8722019/8/8732019/8/8742019/8/8754）零件案例分析：2019/8/876案例1：指出ф20H7的定位基面、定位基准、设计基准；指出40±0.2的定位基面、定位基准、设计基准；2019/8/877案例2：铣夹具中定位分析：2019/8/878案例3：在长圆柱体工件上，钻一个与已加工的键槽对称且与端面的距离为a的小孔，试分析以下定位元件分别限制了什么自由度？2019/8/879在拨叉上铣槽，最后一道工序的加工要求有：槽宽16H11，槽深8mm，槽侧面与Φ25H7孔轴线的垂直度0.08mm，槽侧面与E面的距离为11±0.2mm，槽底面与B面平行。试分析限制的自由度及定位方案。案例4：2019/8/880定位方案一:以E面作为主要定位基面，内孔Φ25H7作为第二定位基面，以短圆柱销配合限位；为提高工件的装夹刚度，C面加一辅助支承。分析：支承板限制短圆柱销限制没有限制属于欠定位，不能满足工序加工要求，另外，键槽侧面垂直度的工序基准为Φ25H7孔轴线，而第一定位基准为E面，工序基准与定位基准不重合，不利于保证键槽侧面对Φ25H7孔轴线的垂直度要求。2019/8/881定位方案二:以Φ25H7孔轴线作为第一定位基准，限位采用长圆柱销，第二定位基准为E面，限位元件为支承钉，同样在C面加一辅助支承。分析：长圆柱销限制：支承钉限制：没有限制,属于欠定位该方案符合基准重合原则，有利于保证键槽侧面对Φ25H7孔轴线的垂直度要求。但不便于夹紧。由于支承钉与E面的接触面积太小，夹紧时极易产生歪斜变形，夹紧也不可靠。2019/8/882定位方案三:以Φ25H7孔轴线作为第一定位基准，限位采用长圆柱销；第二定位基准为E面，限位元件为支承板；第三定位基面为Φ55H12半圆孔面一侧，限位元件为一止转销。分析：长圆柱销限制：支承板限制:止转销限制:被重复限制，过定位。工件夹紧后会产生变形。但，C面对Φ25H7孔轴线有较高的垂直度，定位基面间有较高的位置精度，工件夹紧后不会产生较大变形，能满足加工精度要求。工序基准与定位基准重合，有利于保证键槽侧面对Φ25H7孔轴线的垂直度要求。2019/8/883A工件在夹具中加工时的加工误差B定位误差及其产生的原因C各种定位方式下定位误差的计算D定位误差的计算方法4.工件定位的精度控制2019/8/884六点定位原则解决了消除工件自由度的问题，即解决了工件在夹具中位置“定与不定”的问题。但是，由于一批工件逐个在夹具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，即出现工件位置定得“准与不准”的问题。如果工件在夹具中所占据的位置不准确，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成误差。这种只与工件定位有关的误差称为定位误差，用ΔD表示。2019/8/885（1）工件在夹具中加工时的加工误差ΔA——夹具位置误差。ΔD——定位误差。ΔT——对刀导向误差。ΔG——某些加工因素造成的加工误差。上述误差合成不应超出工件的加工公差δ，即：ΔD十ΔA十ΔT十ΔG＜δ2019/8/886（2）定位误差及其产生的原因由定位引起的同一批工件的工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量，称为定位误差，以ΔD表示。1）基准不重合误差ΔB由于定位基准与工序基准不重合而造成的定位误差，称为基准不