机加工工艺培训课件

2021-5-19 挖掘机事业部 2 目录 一、工件的定位和夹紧 二、定位原理 三、工件的夹紧方式 四、基准的相关知识 五、内孔表面的加工 2021-5-19 挖掘机事业部 3 一 、 工 件 的 定 位 和 夹 紧 1、定位：加工前，使工件在机床上或 夹具上占有正确的加工位置的过 程，称为定位。 2021-5-19 挖掘机事业部 4 2、夹紧：用施加外力的形式，把工件已确定的定位位置固定下来的过程，称为夹紧。 3、装夹： 在机械加工工序中，使工件在机床上或在夹具中占据某一正确位置并被夹紧的过程，称为装夹。有时，工件在机床上需经过多次装夹才能完成一个工序的工作内容。 安装: 指工件经过一次装夹后所完成的那部分工序内容。 例如，在车床上加工轴，先从一端加工出部分表面，然后调头再加工另一端，这时的工序内容就包括两个安 装。 2021-5-19 挖掘机事业部 5 装 夹 有 三 种 主 要 的 方 法 ：1) 直 接 找 正 装 夹2) 划 线 找 正 装 夹3) 夹 具 装 夹 2021-5-19 挖掘机事业部 6 工 件 的 定 位 过 程 可 以由 操 作 工 人 直 接 在 机 床 上用 百 分 表 、 划 针 或 用 目 测等 方 法 ， 找 正 某 些 有 相 互位 置 要 求 的 表 面 ， 然 后 夹紧 工 件 ， 称 之 为 直 接 找 正装 夹 。 直 接 找 正 装 夹 效 率 低 ，但 找 正 精 度 可 以 很 高 ， 适合 于 单 件 小 批 量 生 产 或 在精 度 要 求 特 别 高 的 生 产 中使 用 。 1）直接找正装夹 2021-5-19 挖掘机事业部 7 2021-5-19 挖掘机事业部 8图 3 直 接 找 正 法 示 例a） 磨 内 孔 时 工 件 的 找 正 b） 刨 槽 时 工 件 的 找 正 2021-5-19 挖掘机事业部 9 当 零 件 形 状 很 复 杂 时 ， 可先 用 划 针 在 工 件 上 画 出 中 心 线 、对 称 线 或 各 加 工 表 面 的 加 工 位置 线 ， 然 后 再 按 划 好 的 线 来 找正 工 件 在 机 床 上 的 位 置 的 方 法 。 划 线 装 夹 不 需 要 其 它 专 门 设备 ， 通 用 性 好 。 但 生 产 效 率 低 ，精 度 不 高 (一 般 划 线 找 正 的 对 线精 度 为 0.1m m 左 右 ） ， 适 用 于单 件 ， 中 小 批 生 产 中 的 复 杂 铸件 或 铸 件 精 度 较 低 的 粗 加 工 工序 。 2）划线找正装夹 2021-5-19 挖掘机事业部 10图 5 划 线 找 正 法 示 例 2021-5-19 挖掘机事业部 11 机 床 夹 具 ： 在 机 床 上 用 来 完 成 工 件 定 位 、夹 紧 任 务 的 装 置 ， 称 为 机 床 夹 具 。 为 保 证 加 工 精 度 要 求 和 提 高 生 产 率 ， 通 常多 采 用 夹 具 装 夹 ， 用 夹 具 装 夹 工 件 ， 不 再 需 要划 线 找 正 ， 直 接 由 夹 具 来 保 证 工 件 在 机 床 上 的正 确 位 置 ， 并 在 夹 具 上 直 接 夹 紧 工 件 。3）夹具装夹 2021-5-19 挖掘机事业部 12图 6 用 专 用 夹 具 装 夹 工 件 支 承 板支 承 板支 承 钉支 承 钉 支 承 钉钻 套 2021-5-19 挖掘机事业部 13 .使用夹具装夹工件的优 点 ：1）易于保证加工精度；2）能大大地提高生产率，缩短辅助时 间；3）装夹方便，能大大地减轻工人劳动强 度。 2021-5-19 挖掘机事业部 14 二、定位原理 1）六点定位原理 2）常见定位方式及定位元件 3）常见定位分析 4）典型定位元件的定位分析 2021-5-19 挖掘机事业部 15 1）.六点定位原理 一个物体在空间可以有六个独立的运动，若采用6个按一定规则布置的约束点，就可以限制工件的6个自由度(不定度)，实现完全定位，称为六点定位原理。 2021-5-19 挖掘机事业部 16图 2-1 空 间 物 体 的 六 个 自 由 度 2021-5-19 挖掘机事业部 17图 2-2 六 点 定 位 简 图 2021-5-19 挖掘机事业部 18 2).常 见 定 位 方 式 及 定 位 元 件 工件以平面定位（主 要 支 承 ） 定 位 元 件 ： 支 承 钉 支 承 板 可 调 支 承 自 位 支 承 辅 助 支 承 2021-5-19 挖掘机事业部 19图 2-3 支 承 钉 和 支 承 板 2021-5-19 挖掘机事业部 20图 2-4 可 调 支 承 2021-5-19 挖掘机事业部 21 自 位 支 承 ： 在定位时，其支承点的位置可随工件定位基准面位置的变化而自动与之协调，虽然自位支承与工件有两三个接触点，但只起到一个支承点的作用。 2021-5-19 挖掘机事业部 22图 2-5 自 位 支 承 2021-5-19 挖掘机事业部 23图 2-6 辅 助 支 承 2021-5-19 挖掘机事业部 24 工件以圆孔定位 定位元件有： 定位销 定位心轴 定心夹紧装置 圆 柱 销圆 锥 销 长 定 位 销短 定 位 销 小 锥 度 心 轴 圆 柱 心 轴 过 盈 配 合 心 轴 间 隙 配 合 心 轴 2021-5-19 挖掘机事业部 25图 2-7 工 件 以 圆 柱 孔 定 位 的 定 位 套 常 见 的 圆 柱 销 结 构 ： 2021-5-19 挖掘机事业部 26 常 见 的 圆 锥 销 结 构 ：图 2-8 锥 销 定 位 2021-5-19 挖掘机事业部 27 小锥度心轴：小锥度心轴可消除工件与心轴之间的配合间隙，提高定心精度。锥度一般取 K=1/50001/1000 2021-5-19 挖掘机事业部 28 过 盈 配 合 心 轴 间 隙 配 合 心 轴图 2-10 圆 柱 心 轴67rH )7(67 fgH 2021-5-19 挖掘机事业部 29 工件以外圆表面定位 V形 块 半 圆 环 定 位 套 支 承 定 位 2021-5-19 挖掘机事业部 30 V形 块 图 2-11 型 块 2021-5-19 挖掘机事业部 31 定 位 套 图 2-12 工 件 以 圆 孔 定 位 的 定 位 套 2021-5-19 挖掘机事业部 32 工件以组合表面定位 图 2-13 工 件 以 组 合 表 面 定 位 2021-5-19 挖掘机事业部 33 3) 常见定位分析 工 件 定 位 一 般 有 下 述 四 种 情 况 ： 完 全 定 位 部 分 定 位 欠 定 位 重 复 定 位 在 工 件 定 位 分 析 中 ， 常 将 定 位 元 件 抽 象 为 定位 支 承 点 。 2021-5-19 挖掘机事业部 34 （一）完全定位：工件在机床上或夹具中定位时，六个不定度均被限制，称为完全定位。 2021-5-19 挖掘机事业部 35 （二）部分定位：工件在机床上或夹具中定位时，六个不定度没有被全部限制，称为部分定位。 此时可能有两种情况： 1、由于工件结构特点，不必限制所有不定度 2021-5-19 挖掘机事业部 36 分析： 图3-2所示，在球面上钻孔、在光轴上车一段轴颈、在套筒上铣一平面及在圆盘周边铣一个槽等，都没有必要、也不可能限制绕它们自身回转轴线或球心的不定度。这方面的不定度未被限制，并不影响一批工件在加工位置的一致性。 2021-5-19 挖掘机事业部 37 2、由于加工精度要求，不必限制所有不定度 2021-5-19 挖掘机事业部 38 分析： 图3-3(a)所示，仅要求保证被加工的上平面与工件底面的高度尺寸及平行度精度，因此加工时只需限制Z方向的移动和X、Y方向的转动，图3-3(b)所示的工件，在立式铣床上用角度铣刀加工燕尾槽时，从定位原理上分析不需限制X方向的移动，但在夹具设计和使用时，为了承受切削力和便于控制刀具行程，仍要加一图3-3(c)所示的挡销A。特别说明：增加挡销虽从形式上看工件已完全定位，但从定位原理分析，仍属于部分定位。 2021-5-19 挖掘机事业部 39 （三）欠定位：工件在机床上或夹具中定位时，若定位支承点数目少于工序加工所要求的数目，工件定位不足，称为欠定位。 2021-5-19 挖掘机事业部 40 分析： 图 3-4(a)所 示 的 工 件 铣 键 槽 工 序 ， 若 无 支撑 点 1(即 未 限 制 )， 则 铣 出 键 槽 的 长 度 C无 法保 证 ； 若 在 工 件 侧 面 只 设 置 一 个 支 承 点 2(即 未限 制 )， 则 铣 出 键 槽 的 侧 面 不 能 保 证 与 侧 面 D平 行 ； 若 在 工 件 底 面 上 仅 设 置 两 个 支 承 点 3(即未 限 制 )， 则 铣 出 的 键 槽 底 面 不 能 保 证 对 工 件底 面 的 平 行 度 。Z XX 2021-5-19 挖掘机事业部 41 （四）重复定位：工件在机床上或夹具中定位时，若几个定位支承点重复限制一个或几个不定度，称为部分定位。*当以形、位精度较低的毛坯面定位时，不允许重复定位。*为提高定位稳定性和刚度，以加工过的表面定位时，可以出现重复定位。 2021-5-19 挖掘机事业部 42 2021-5-19 挖掘机事业部 43 分析：如 果 工 件 的 底 面 为 形 状 精 度 很 低 的 毛 坯 表 面 或 四 个 支承 钉 不 在 同 一 平 面 上 ， 则 工 件 放 置 在 支 承 钉 上 时 ， 实 际 上 只有 三 个 点 接 触 。 从 而 造 成 一 个 工 件 定 位 时 的 位 置 不 定 或 一 批工 件 定 位 时 位 置 不 一 致 。 如 果 工 件 的 底 面 是 已 加 工 过 的 表 面 ，虽 将 它 放 在 四 个 支 承 钉 上 ， 只 要 四 个 支 承 钉 处 在 同 一 平 面 上 ，则 一 个 工 件 在 夹 具 中 的 位 置 基 本 上 是 确 定 的 ， 一 批 工 件 在 夹具 中 的 位 置 也 是 基 本 一 致 的 。 由 于 增 加 了 支 承 钉 可 使 工 件 在夹 具 中 定 位 稳 定 ， 反 而 对 保 证 工 件 加 工 精 度 有 好 处 。 故 在 夹具 设 计 中 对 已 加 工 过 的 表 面 为 工 件 的 定 位 表 面 时 ， 大 多 采 用多 个 支 承 钉 或 支 承 板 定 位 。 由 于 这 些 定 位 元 件 的 定 位 表 面 均处 于 同 一 平 面 上 ， 它 们 起 着 相 当 于 三 个 支 承 点 限 制 三 个 不 定度 的 作 用 ， 是 符 合 定 位 原 理 的 。 2021-5-19 挖掘机事业部 44 当以两个或两个以上的组合表面定位时，重复定位可能造成不良后果。 2021-5-19 挖掘机事业部 45 分析：图 3-6(a)所 示 为 加 工 连 杆 大 头 孔 ， 连 杆 的 定 为 基 准 为 端面 、 小 头 孔 及 一 侧 面 ， 定 位 元 件 为 支 承 板 、 长 销 及 一 挡 销 ，支 承 板 限 制 三 个 不 定 度 ； 长 销 与 连 杆 小 头 孔 限 制 了 四 个 不 定 度 ,挡 销 与 连 杆 侧 面 接 触 ， 限 制 一 个 不定 度 。 共 限 制 了 8个 不 定 度 ， 其 中 被 重 复 限 制 ， 属 于重 复 定 位 。 若 工 件 小 头 孔 与 端 面 有 较 大 的 垂 直 度 误 差 ， 且 长销 与 工 件 小 头 孔 的 配 合 间 隙 很 小 ， 则 会 产 生 连 杆 小 头 孔 套 入长 销 后 ， 连 杆 端 面 与 支 承 板 不 完 全 接 触 (图 3-6(b)。 当 施 加夹 紧 力 W后 ， 则 会 造 成 长 销 或 连 杆 的 弯 曲 变 形 (图 3-6(c) ，进 而 降 低 加 工 后 大 头 孔 与 小 头 孔 之 间 的 平 行 度 精 度 。YXZ 、YXYX 、 Z YX 、 2021-5-19 挖掘机事业部 46 为减少重复定位造成的加工误差，可采取如下措施：（1）改变定位元件结构（改成一面两销定位）。 2021-5-19 挖掘机事业部 47 （2）撤消重复定位的定位元件。 2021-5-19 挖掘机事业部 48 分析：图 3-8(a)所 示 为 加 工 轴 承 座 上 盖 下 平 面 的 定位 简 图 。 夹 具 中 的 定 位 元 件 为 V形 块 1及 支 承 钉 2、3， V形 块 限 制 了 四 个 自 由 度 ， 两 个 支 承钉 又 限 制 了 两 个 自 由 度 ， 显 然 被 重 复 限 制属 于 重 复 定 位 。 由 于 工 件 上 尺 寸 d和 H的 误 差 ， 定位 时 沿 Z轴 的 自 由 度 有 的 由 两 个 支 承 钉 限 制 ， 有 的则 由 V形 块 限 制 ， 从 而 造 成 一 批 工 件 在 夹 具 中 位 置不 一 致 。 此 时 ， 可 将 支 承 钉 2、 3撤 销 一 个 或 将 其中 的 一 个 改 为 只 起 支 承 作 用 不 限 制 任 何 自 由 度 的辅 助 支 承 (如 图 3-8(b)即 可 。ZXZX 、YZ 、 Z 2021-5-19 挖掘机事业部 49 （3）提高工件定位基准之间、定位元件定位面之间的位置精度。 2021-5-19 挖掘机事业部 50 4). 典型定位元件的定位分析 2021-5-19 挖掘机事业部 51 2021-5-19 挖掘机事业部 52 2021-5-19 挖掘机事业部 53 定位 情况 固 定 锥 销 浮 动 锥 销 固 定 锥 销 与浮 动 锥 销 组合 图示圆 锥 销 限 制的 自由 度 ZYX 、 ZY 、 ZYZYX 、 2021-5-19 挖掘机事业部 54 2021-5-19 挖掘机事业部 55 定 位 情 况 一 块 短 V形 块 两 块 短 V形 块 一 块 长 V形 块 图 示V形块 限 制 的 自 由 度 ZX 、 ZXZX 、 ZXZX 、定 位 情 况 一 个 短 定 位 销 两 个 短 定 位 销 一 个 长 定 位 销 图 示 外圆 柱面 定位 销 限 制 的 自 由 度 ZX 、 ZXZX 、 ZXZX 、 2021-5-19 56 定 位 情 况 固 定 顶 尖 浮 动 顶 尖 锥 度 心 轴 图 示 圆 锥 孔 限 制 的 自 由 度 ZYX 、 ZY 、 ZYZYX 、 2021-5-19 57 三 、 工 件 的 夹 紧 方 式1. 夹 紧 装 置 及 其 组 成 什 么 是 夹 紧 装 置 ？ 将工件在夹具中夹紧、压牢的装置，就是夹紧装置。 动 力 装 置 夹 紧 装 置 夹 紧 元 件 中 间 递 力 机 构 2021-5-19 挖掘机事业部 58 1） 夹 紧 应 有 利 于 工 件 的 定 位 而 不 能 破 坏 工 件 在 定 位时 所 获 得 的 正 确 位 置 ；2） 夹 紧 力 大 小 应 适 当 ， 使 夹 紧 作 用 可 靠 ， 而 且 能 够自 锁 。 3） 夹 紧 后 工 件 的 变 形 应 尽 可 能 小 ， 不 能 因 夹 紧 变 形而 影 响 加 工 精 度 。4） 夹 紧 机 构 的 操 作 要 方 便 、 迅 速 、 省 力 、 安 全 。 2、 对 夹 紧 装 置 的 基 本 要 求 2021-5-19 挖掘机事业部 59 3. 夹 紧 力 的 确 定1） 确 定 夹 紧 力 方 向 的 两 个 原 则 ：a.夹 紧 力 作 用 方 向 应 垂 直 于 工 件 的 主 定 位 面 。图 3-1 夹 紧 力 方 向 对 镗 孔 位 置 精 度 的 影 响 2021-5-19 60 b. 夹 紧 力 的 方 向 应 有 利 于 减 少 所 需 要 的 夹 紧 力 。 2021-5-19 挖掘机事业部 61 2） 夹 紧 力 作 用 点 的 选 择 ：a. 夹 紧 力 应 作 用 在 工 件 刚 度 最 大 的 部 位 。图 3-2 夹 紧 力 作 用 部 位 2021-5-19 62 b. 夹 紧 力 的 作 用 点 应 在 夹 具 支 承 点 所 组 成 的 面 积 之 内 。图 3-3 夹 紧 稳 定 性 2021-5-19 挖掘机事业部 63 c. 夹 紧 力 的 作 用 点 应 尽 可 能 靠 近 加 工 表 面 ， 以 减 少 和 防 止 加工 时 工 件 的 振 动 。 2021-5-19 挖掘机事业部 64基 本 夹紧 机 构 斜 楔 夹紧 机 构 偏 心 夹紧 机 构 定 心 ： 位 于 中 心 、 对中用 偏 心 件 直 接 或 间 接夹 紧 工 件 的 机 构 。螺 旋 夹紧 机 构 特 点 ： 夹 紧 力 小 ， 费时 单 螺 旋 夹紧 机 构 螺 旋 压 板夹 紧 机 构 特 点 ： 动 作 慢 ， 费 时特 点 ： 夹 紧 力 可 靠 ， 应用 广 泛定 心 夹紧 机 构 4、 基 本 夹 紧 机 构 2021-5-19 挖掘机事业部 65单 螺 旋 夹 紧 机 构 2021-5-19 挖掘机事业部 66典 型 螺 旋 压 板 夹 紧 机 构 2021-5-19 挖掘机事业部 67 螺 旋 压 板 夹 紧 机 构 中 ， 压 紧 件 主 要 用 于 将 工 件 压 紧 在 夹 具 体 上 ， 以 保 证 工 件 定位 后 的 正 确 位 置 ， 并 使 工 件 在 切 削 力 的 作 用 下 位 置 保 持 不 变 。 压 紧 件 的 类 型 较多 ， 用 途 广 泛 ， 适 当 使 用 可 以 改 善 夹 具 的 压 紧 结 构 ， 提 高 效 。 2021-5-19 挖掘机事业部 68 紧固件 紧 固 件 在 夹 具 系 统 中 所 占 的 比 例 较 大 ， 数 量 约 占 一 半 以 上 ， 主 要用 于 连 接 夹 具 系 统 中 的 各 类 元 件 及 紧 固 被 加 工 工 件 2021-5-19 挖掘机事业部 69常 用 夹 紧 元 件 的 使 用 2021-5-19 挖掘机事业部 70 斜 楔 夹 紧 ： 是 铣 床 夹 具 中 使 用 最 普 遍 的 是机 械 夹 紧 机 构 ， 这 类 机 构 大 多 数 是 利 用 机 械 摩擦 的 原 理 来 夹 紧 工 件 的 。 斜 楔 夹 紧 是 其 中 最 基本 的 形 式 ， 螺 旋 、 偏 心 等 机 构 是 斜 楔 夹 紧 机 构的 演 变 形 式 2021-5-19 挖掘机事业部 71斜 楔 夹 紧 机 构 2021-5-19 挖掘机事业部 72斜 楔 夹 紧 机 构 结 构 简 图l一 斜 楔 ； 2一 滑 柱 ； 3一 浮 动 压 板 ； 4一 工 件 2021-5-19 挖掘机事业部 73偏 心 夹 紧 机 构 2021-5-19 挖掘机事业部 74螺 旋 式 定 心 夹 紧 机 构 2021-5-19 挖掘机事业部 75 四 、 基 准 相 关 知 识 1、 什 么 是 基 准 ？ 基 准 就 是 用 来 确 定 生 产 对 象 上 几何 要 素 间 的 几 何 关 系 所 依 据 的 点 、 线 、面 。 2021-5-19 挖掘机事业部 76 2、基准基本知识 基准符号由带圆圈的大写字母和粗的短线并用细实线连接而成，圆圈内的大写字母必须竖直方向书写。为避免引起误解，表示基准要素的大写字母不采用E、F、I、J、L、M、O、P、R。基准符号标注示例： A A A 2021-5-19 挖掘机事业部 77 1）、被测要素的表示法 采用带箭头的指引线连接框格与被测要素，具体的标注方法是： 当被测要素是轮廓要素时，箭头应指向要素的轮廓线或轮廓线的延长线上，但必须与尺寸线明显的错开；圆度标注的指引线箭头必须垂直指向回转体的轴线。如图a1、a2、a3所示： 2021-5-19 挖掘机事业部 78 0.004 40 j6 0.01 0.02 d1d2 1 A 图 a3 图 a1 图 a2 2 0.05 A 2021-5-19 挖掘机事业部 79 当被测要素是中心要素时，箭头应对准尺寸线， 即与尺寸线的延长线重合。被测要素要素指引线的箭头，可兼作一个尺寸箭头；指引线只能从框格的一端垂直引出，指到位置之前最多拐折两次。如图a4、a5所示： S 0.1 A B S 200.1 A b 图 a4 B A B 图 a5 L A 2021-5-19 挖掘机事业部 80 2）、基准要素的标注方法 基准要素是作为被测要素的方位参照的，基准要素的标注用基准符号表示。基准要素的标注应注意以下几点： 当基准要素是轮廓要素时，基准符号的短横线应靠近基准要素的轮廓线或轮廓面，也可靠近轮廓的延长线，但连线必须与尺寸线明显分开，如图a6、a7所示： 2021-5-19 挖掘机事业部 81 0.05 A d 0.02 B d B 图 a6 图 a7 A 2021-5-19 挖掘机事业部 82 2)当基准要素是中心要素时，基准符号中的连线(细实线)应对准尺寸线，基准符号中的短横线也可代替尺寸线的一个箭头，如图a8所示： 当基准要素是中心要素时，基准符号中的连线(细实线)应对准尺寸线，基准符号中的短横线也可代替尺寸线的一个箭头，如图a8所示： A L A D 图 a8 A d 2021-5-19 挖掘机事业部 83 对于由两个要素组成的公共基准，在公共框格的第三及以后格中，用由横线隔开的两个大写字母表示；对于由两个或三个要素组成的多基准体系，表示基准的大写字母应按基准的优先次序从左至右分别置于公差框格的第三及其以后格中。如图a9所示： 0.01 A-B 231 A B C L2 L1 图 a9 B D 0.02 A B C A 2021-5-19 挖掘机事业部 84 3、 基 准 的 分 类 ：按 其 功 用 可 分 为 ：1） 设 计 基 准 ： 零 件 工 作 图 上 用 来 确 定 其 它 点 、 线 、面 位 置 的 基 准 ， 为 设 计 基 准 。2） 工 艺 基 准 ： 是 加 工 、 测 量 和 装 配 过 程 中 使 用 的基 准 ， 又 称 制 造 基 准 。 2021-5-19 挖掘机事业部 85 1). 设 计 基 准 在零件设计图上用以确定其它点、线、面位置的基准(点、线、面），称为设计基准。 2021-5-19 挖掘机事业部 86 设计基准 在 设 计 图 样 上 所 采 用 的 基 准 称 为 设 计 基 准 。 如 图 所 示的 箱 体 零 件 ， 顶 面 B的 设 计 基 准 为 底 面 A（ 尺 寸 H） ； 孔 I的 设计 基 准 为 底 面 A与 角 尺 面 C（ 尺 寸 X1、 Y1） ； 孔 的 设 计 基准 为 底 面 A孔 I的 中 心 （ 尺 寸 Y2、 R1） ； 孔 的 设 计 基 准 为孔 I与 孔 的 中 心 （ 尺 寸 R2、 R3） 。 2021-5-19 挖掘机事业部 87 设 计 人 员 是 从 零 件 的 工 作 性 能 要 求 出 发 而确 定 设 计 基 准 的 。 图 中 孔 I与 孔 、 孔 之 间 ， 孔 与 孔 之间 均 有 齿 轮 啮 合 传 动 关 系 。 为 保 证 齿 侧 啮 合 间 隙 量 ， 孔 采 用 了 孔 I中心 作 设 计 基 准 ， 孔 采 用 了 孔 I与 孔 的 中 心 作 为的 设 计 基 准 。 2021-5-19 挖掘机事业部 88 2021-5-19 挖掘机事业部 89 思 考 题 试 指 出 下 图 所 示 零 件 的 设 计 基 准 。 2021-5-19 挖掘机事业部 90 思 考 题 答 案 a） 图 ： 外 圆 表 面 和 的 设 计 基 准 为 中 心 线 ，平 面 的 设 计 基 准 为 母 线 C。 b） 图 ： 端 面 和 的 设 计 基 准 为 端 面 ， 外圆 表 面 D2的 设 计 基 准 是 内 孔 D1。 注 ： 作 为 基 准 的 点 、 线 ， 通 常 是 由 某 些 具 体 表面 来 体 现 的 ， 这 些 表 面 称 为 基 面 。 例 如 图 a中 零 件的 中 心 线 实 际 是 由 外 圆 表 面 d1 和 d2所 确 定 的 。 在没 有 特 别 标 定 的 情 况 下 ， 这 两 个 外 圆 表 面 可 理 解 为互 为 基 准 。 2021-5-19 挖掘机事业部 91 2). 工 艺 基 准 零件在加工、检验和装配过程中所采用的基准，称为工艺基准。 工艺基准分为： 工序基准、定位基准、测量基准、装 配基准。 2021-5-19 挖掘机事业部 92 （ 1） 工 序 基 准 在工艺文件上用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状和位置的基准。 2021-5-19 挖掘机事业部 93 工序基准是在工序图上用来确定本道工序所加工的表面加工后位置尺寸和位置关系的基准。 工序基准的选择应主要考虑如下两个方面的问题： 尽可能用设计基准作工序基准。当采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必须可靠地保证零件的设计尺寸和技术要求。 所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检查。 2021-5-19 挖掘机事业部 94 （ 2） 定 位 基 准 加工时，使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准。 2021-5-19 挖掘机事业部 95 定 位 基 准 表 示 方 法 2021-5-19 挖掘机事业部 96 定位基准是加工中用作定位的基准。 定位基准可进一步分为粗基准、精基准和附加基准。 粗基准 使用未经机械加工的表面作定位基准，称为粗基准。 精基准 使用已经机械加工的表面作定位基准，称为精基准。 附加基准 仅仅是为了机械加工工艺需要设计的定位基准，称为附加基准。例如，轴类零件常用的顶尖孔，某些箱体零件加工所用的工艺孔，支架类零件用到的工艺凸台等都属于附加基准。 2021-5-19 挖掘机事业部 97 2021-5-19 挖掘机事业部 98 （ 3） 测 量 基 准 检验零件时，用以测量加工表面的尺寸、形状、位置等误差所依据的基准。 2021-5-19 挖掘机事业部 99 （ 4） 装 配 基 准 装配时用以确定零件、组件和部件相对于其他零件、组件和部件的位置所采用的基准。 2021-5-19 挖掘机事业部 100图 4-2 齿 轮 的 装 配 基 准传 动 轴 传 动 齿 轮 键 2021-5-19 挖掘机事业部 101 2021-5-19 挖掘机事业部 102定 位 基 准 1、 粗 基 准2、 精 基 准 采 用 毛 坯 上 未 经 加 工的 表 面 作 为 定 位 基 准 。采 用 经 过 加 工 的 表 面作 为 定 位 基 准 。3、 定位基准的选择： （ 1） 设 计 基 准 与 定 位 基 准 不 重 合 误 差 只 发 生 在 用 调 整 法 获 得 加 工尺 寸 的 情 况 。（ 2） 基 准 不 重 合 误 差 值 等 于 设 计 基 准 与 定 位 基 准 之 间 尺 寸 的 变 化量 。（ 3） 基 准 不 重 合 一 般 发 生 在 下 列 情 况 ： 用 设 计 基 准 定 位 不 可 能 或 不 方 便 ； 在 选 择 精 基 准 时 优 先 考 虑 了 基 准 统 一 原 则 。（ 4） 设 计 基 准 与 测 量 基 准 不 重 合 也 会 产 生 基 准 不 重 合 误 差 。（ 5） 基 准 不 重 合 误 差 不 仅 指 尺 寸 误 差 ， 而 且 对 位 置 误 差 也 要 考 虑（一）精基准选择1、 基 准 重 合 原 则 2021-5-19 挖掘机事业部 104 因此，在实际生产中，应尽量使以上各种基准重合，以消除基准不重合误差。 1）设计零件时应尽量以装配基准作为设计基准，以便保证装配技术要求； 2）在制定加工工艺路线时，应尽量以设计基准作工序基准，以保证零件加工精度； 3）在加工和测量零件时，要尽量使定位基准、测量基准和工序基准重合，以减少加工误差和测量误差。 2021-5-19 挖掘机事业部 105设 计 基 准 （ 定 位 基 准 ） 11 AA 22 AA 若 本 道 工 序 的 加 工 精 度 为 ， 则 只 要 A2， 即 可 满足 加 工 要 求 例 ： 图 示 零 件 加 工 台 阶 面切 削 平 面 （ 本 道 工 序 加 工 精 度 ） 2021-5-19 挖掘机事业部 106 设 计 基 准定 位 基 准11 AA 22 AA 3A 12 AA若 要 满 足 加 工 精 度 必 须 有 ： 1A 称 为 基 准 不 重 合 误 差 1A 2021-5-19 挖掘机事业部 107 2、 基 准 统 一 原 则 整 个 工 艺 过 程 或 有 关 的 几 道 工 序 采 用 同 一 个（ 或 一 组 ） 定 位 基 准 来 定 位 称 基 准 统 一 原 则 。 简 化 工 艺 过 程 制 定 及 统 一 的 夹 具 设 计 避 免 基 准 转 换 带 来 的 误 差 若 一 次 装 夹 能 同 时 加 工 多 个 表 面 ， 那 么 这多 个 表 面 间 的 位 置 、 尺 寸 精 度 和 定 位 基 准 的 选 择无 关 ， 而 是 取 决 于 加 工 多 个 表 面 的 各 主 轴 及 刀 具间 的 位 置 精 度 及 调 整 精 度 。采 用 基 准 统 一 原 则 有 利 于 ： 2021-5-19 挖掘机事业部 108 箱 体 类 （ 一 面 二 孔 ， 三 面 互 相 垂 直 面 ） 轴 类 （ 两 顶 尖 孔 ） 盘 类 （ 大 端 面 ， 短 孔 ）选 作 统 一 基 准 表 面 要 求 ：面 积 大 ， 精 度 高 ， 孔 距 远 。常 用 的 有 ： 2021-5-19 挖掘机事业部 109 3、 互 为 基 准 （ 图 4 3） 使 加 工 面 间 有 较 高 的 位 置 精 度 ， 又 使 其 加工 余 量 小 而 均 匀 ， 可 采 用 反 复 加 工 ， 互 为 基 准的 原 则 。渗 碳 淬 火 后 齿 面 磨 削 （ 互 为 基 准 ） 2021-5-19 挖掘机事业部 110 4、 自 为 基 准 （ 图 4 4） 不 能 提 高 加 工 面 的 位 置 精 度 ， 只 能提 高 本 身 的 精 度 。 机 床 导 轨 面 磨 削 （ 自 为 基 准 ） 2021-5-19 挖掘机事业部 111 5、 便 于 装 夹 原 则定 位 夹 紧 可 靠 方 便 首 先 考 虑 定 位 精 度 ， 其 次 考 虑 有 合 适的 定 位 夹 紧 机 构 。 2021-5-19 挖掘机事业部 112图 4 3 车 床 床 身 加 工 2021-5-19 挖掘机事业部 113图 4 4 床 身 导 轨 面 自 为 基 准 2021-5-19 挖掘机事业部 114 1. 选择不加工表面作为粗基准，若有几个不加工表面，选其中与加工表面位置精度要求高的一个，以保证两者的位置精度。2. 为保证某重要表面余量均匀，则选择该重要表面本身作为粗基准。（二）粗基准的选择 2021-5-19 挖掘机事业部 115图45 用不需加工的外圆作粗基准 2021-5-19 挖掘机事业部 116图46 用需加工的内孔作粗基准 2021-5-19 挖掘机事业部 117 3. 若 每 个 表 面 都 加 工 ， 则 以 余 量 最 小 的 表 面 作 为 粗基 准 ， 以 保 证 各 表 面 都 有 足 够 的 余 量 。 （ 图 4 7）4. 粗 基 准 应 平 整 、 光 滑 ， 无 浇 冒 口 、 飞 边 等 ， 定 位 、夹 紧 可 靠 。5. 粗 基 准 应 避 免 重 复 使 用 。 在 同 一 尺 寸 方 向 上 ， 粗基 准 通 常 只 允 许 使 用 一 次 ， 以 免 产 生 较 大 的 定 位 误差 。 2021-5-19 挖掘机事业部 118图47 阶梯轴的加工 2021-5-19 挖掘机事业部 119 （三）粗、精准选择要点： 1.精基准考虑的重点是如何减小误差，提高定位精 度； 2.粗基准考虑的重点是加工面有足够的余量，加工面与不加工面的尺寸，位置精度，提供精基准。 3.粗、精基准选择的各条原则，从不同方面提出的要求，在具体使用时常常会互相矛盾，必须结合具体的生产条件进行分析，抓住主要矛盾，灵活选用这些原则。 2021-5-19 挖掘机事业部 120 4.粗、精基准的选择使用，必注意精基准选择在前，使用在后，粗基准选择在后使用在先。 5.因为对零件图进行工艺分析之后，必须首先选择精基准，以保证零件的主要加工精度，此后，才考虑选择粗基准，将零件加工出来。 2021-5-19 挖掘机事业部 121 (一 )、 钻 孔 、 扩 孔 和 铰 孔 1、 钻 孔 钻 孔 是 利 用 钻 头 在 实 体 材 料 上 加 工 内 孔 的 工 艺 方 法 。 特 点 ： 属 于 粗 加 工 ， 精 度 可 达 IT13 IT11， Ra50 12.5m 。钻 削 时 ， 由 于 刀 具 刚 性 差 ， 钻 头 容 易 引 偏 ， 排 屑 和 散 热 都 较 差 ，生 产 率 低 。 刀 具 ： 麻 花 钻 。 机 床 ： 常 用 的 有 台 式 钻 床 、 立 式 钻 床 、 摇 臂 钻 床 ， 也 可 在车 床 、 铣 床 、 镗 床 上 钻 孔 。 钻 孔 时 的 切 削 力 主 要 是 作 用 在 钻 头 轴 向 的 进 给 力 F f 和 钻 削转 矩 M。 五 、 内 孔 表 面 的 加 工 2021-5-19 挖掘机事业部 122 1） 钻 孔 方 式 ： 工 件 旋 转 ， 刀 具 进 给 （ 如 在 车 床 上 钻 孔 ） ， 加 工中 如 刀 具 引 偏 ， 会 造 成 工 件 孔 径 扩 大 。 工 件 不 动 ， 刀 具 既 旋 转 又 进 给 （ 如 在 钻 床 上 钻孔 ） ， 加 工 中 如 刀 具 引 偏 ， 会 造 成 工 件 孔 轴 线 弯 曲 。 2021-5-19 挖掘机事业部 123 麻 花 钻 的 组 成 柄 部 ： 颈 部 工 作 部 分 ： 2） 钻 削 的 工 艺 特 点（ 1） 容 易 产 生 “ 引 偏 ” 麻 花 钻 刚 性 差 导 向 作 用 差 横 刃 的 不 利 影 响 两 个 主 切 削 刃 不 对 称 预 钻 定 心 坑 用 钻 套 导 向 两 个 主 切 削 刃 尽 量 刃 磨 均 匀n 解 决 办 法 预 钻 定 心 坑 用 钻 套 导 向 两 个 主 切 削 刃 尽 量刃 磨 均 匀 （ 2） 切 削 热 不 易 传 散 。 钻 削 是 一 种 半 封 闭 式 的 切 削 ， 钻 削 时 所 产 生 的 热 量 ，热 量 传 散 时 工 件 吸 收 的 热 量 约 占 52.5%， 钻 头 约 占 14.5%，切 屑 约 占 28%， 而 介 质 仅 占 5%左 右 。（ 3） 排 屑 困 难 。 排 屑 过 程 中 ， 切 屑 与 孔 壁 发 生 较 大 的 摩 擦 ， 挤 压 、 拉 毛和 刮 伤 已 加 工 表 面 ， 降 低 表 面 质 量 ； 切 屑 可 能 阻 塞 在 钻 头 的容 屑 槽 里 ， 卡 死 钻 头 ， 甚 至 将 钻 头 扭 断 。 改 善 排 屑 条 件 ： 钻 钢 料 工 件 时 ， 在 钻 头 上 修 磨 出 分 屑 槽 ， 将 宽的 切 屑 分 成 窄 条 ， 以 利 于 排 屑 。 当 钻 深 孔 (L/D 5-10)时 ， 应 采 用 合 适 的 深 孔 钻 进 行 加 工 。 群 钻 ： 改 善 麻 花 钻 的 切 削 性 能 （ 1） 在 麻 花 钻 主 切 削 刃 上 磨 出 凹 形 圆 弧 刃 ； （ 2） 将 横 刃 磨 短 到 原 有 长 度 的 1/51/7， 并 加 大 横 刃 前 角 ； （ 3） 对 直 径 大 于 15mm的 钻 削 钢 件 用 的 钻 头 ， 在 一 个 刀 刃 上 磨 出 分 屑 槽 。 台 式 钻 床 ： D 13mm单 件 小 批 生 产 ， 中 小 型 工 件 上 的小 孔 。立 式 钻 床 ： D 5mm中 小 型 工 件 上 直 径 较 大 的 孔 。摇 臂 钻 床 ： 大 中 型 工 件 上 的 孔 。回 转 体 工 件 上 的 孔 ： 多 在 车 床 上 加 工 。在 成 批 和 大 量 生 产 中 ： 钻 模 、 多 轴 钻 或 组 合 机 床 进 行 孔的 加 工 。3） 钻 孔 机 床 的 选 择 2021-5-19 挖掘机事业部 130 2、 扩 孔 扩 孔 是 用 扩 孔 钻 在 已 钻 出 、 铸 出 、 锻 出 或 冲 出 的孔 进 行 加 工 的 方 法 。 扩 孔 相 当 于 半 精 加 工 ， 精 度 可 达 IT10， Ra 6.33.2m 。 扩 孔 可 以 修 正 孔 轴 线 的 歪 斜 ， 生 产 率 高 。扩 孔 与 钻 孔 相 比 其特 点 ：1.刚 性 较 好2.导 向 性 好3.切 削 条 件 好4.不 能 更 正 孔 的 位 置 偏 差 2021-5-19 挖掘机事业部 131 2021-5-19 挖掘机事业部 132 整 体 式 ； 镶 齿 套 式 ； 硬 质 合 金 可 转 位 式 。 2021-5-19 挖掘机事业部 133 3、 铰 孔 特 点 ： 铰 孔 一 般 作 为 未 淬 硬 小 孔 的 精 加 工 方 法 。 精度 可 达 IT8 IT6， Ra1.6 0.4m 。 手 铰 和 机 铰 两 种 。 机铰 时 ， 铰 刀 与 机 床 采 用 浮 动 连 接 。 铰 孔 只 能 提 高 孔 本 身的 尺 寸 精 度 及 形 状 精 度 ， 但 不 能 校 正 孔 的 位 置 精 度 。注 意 ： 钻 孔 、 扩 孔 和 铰 孔 是 加 工 小 孔 常 用 的 方 法 。 2021-5-19 挖掘机事业部 134 铰 刀 特 点 ： 刀 齿 多 、 刀 槽 浅 、 刚 度 好 、 定 尺 寸 （ 一把 刀 加 工 一 种 孔 ） ； 精 度 ： H7、 H8、 H9 。 2021-5-19 挖掘机事业部 135 铰孔的工艺特点：1.铰刀是定径精加工工具，易保证孔的尺寸、形状精度，生产率高。但适应性较差。2.铰刀与机床浮动连接，不能校正孔的位置误差。3.孔的精度和表面粗糙度主要取决于铰刀的精度和装夹方式以及加工余量、切削用量和切削液等。 2021-5-19 挖掘机事业部 136 （ 二 ） 、 镗 孔 镗 孔 是 在 工 件 已 有 的 孔 上 进 行 扩 大 孔 径 的 加 工方 法 。 特 点 ： 镗 孔 可 分 为 粗 镗 （ IT13 IT11， Ra50 12.5 m） 、 半 精 镗 （ IT10 IT9， Ra6.3 3.2 m）和 精 镗 （ IT8 IT6， Ra1.6 0.8 m） 。 镗 孔 除 了 能提 高 尺 寸 精 度 和 表 面 质 量 外 ， 还 可 以 修 正 孔 的 轴 线的 弯 曲 误 差 ， 且 较 容 易 保 证 各 孔 的 孔 距 精 度 和 位 置精 度 。 镗 孔 方 式 有 主 轴 进 给 、 工 作 台 进 给 两 种 ， 当 工件 较 大 、 孔 较 短 时 采 用 主 轴 进 给 ， 反 之 则 采 用 工 作台 进 给 。 1、 镗 孔 方 法（ 1） 车 床 镗 孔 2021-5-19 挖掘机事业部 138 （ 2） 镗 床 镗 孔 2021-5-19 挖掘机事业部 139 2021-5-19 挖掘机事业部 140 2021-5-19 挖掘机事业部 141 2021-5-19 挖掘机事业部 142 镗 刀 （ 1） 单 刃 镗 刀 车 床 用 ： 即 内 孔 车 刀 镗 床 用 ： 镗 杆 +刀 头 (一 般 较 难 调 刀 ； 微调 镗 刀 有 刻 度 ， 较 易 调 整 )。 2021-5-19 挖掘机事业部 143 （ 2） 双 刃 镗 刀 固 定 镗 刀 块 没 有 横 刃 的 钻 头 浮 动 镗 刀 块 只 有 两 条 刀 刃 的 铰 刀 不 修 正位 置 误 差 。 2021-5-19 挖掘机事业部 144 镗孔的工艺特点1.适应性广。2.可以校正圆孔的轴线位置误差。3.生产效率低。4.适合加工箱体、支架上的孔系，保证其位置精度。 2021-5-19 挖掘机事业部 145 THANKS！