典型箱体类零件的数控加工工艺分析

典型箱体类零件的数控加工工艺分析内容摘要：

完 成 的 那 一 部 分 工 序 称 为 安 装。 3． 工位 为 了 减 少 工 件 的 安 装 次 数 ，在 大 批 量 生 产 时 ，常 采 用 各 种 回 转 工 作 台 、回 转 夹 具 或 移 位 夹 具 ，使 工 件 在 一 次 安 装 中 先 后 处 于 几 个 不 同 位 置 进 行 加工。 工 件 在 一 次 安 装 下 相 对 于 机 床 或 刀 具 每 占 据 一 个 加 工 位 置 所 完 成 的 那部分工艺过程称为工位。 图 2． 1 所 示 为 一 种 用 回 转 工 作 台 在 — 次 安 装 中 顺 次 完 成 装 卸 工 件 、钻孔、扩孔和铰孔 4 个 工 位 加 工 的 实 例。 6 4． 工步 工 步 是 指 加 工 表 面 、加 工 工 具 和 切 削 用 量 中 切 削 速 度 和 进 给 量 不 变 的情 况 下 所 完 成 的 那 部 分 工 序 内 容。 一 道 丁 序 可 以 包 括 几 个 工 步 ，也 可 以 只包括一个工步。 构 成 工 步 的 任 一 因 素 改 变 后 ，一 般 即 为 另 一 工 步。 但 对 于 那 些 在 一 次安 装 中 连 续 进 行 的 若 干 相 同 工 步 ，可 看 成 一 个 下 步。 有 时 为 了 提 高 生 产 率 ，用 几 把 不 同 的 刀 具 同 时 加 上 几 个 不 同 表 面 ， 此 类 工 步 称 为 复 合 工 步 如 图2． 2 所示。 在工艺文件上，复合工步应视为一个工步。 5． 进给 在 一 个 工 步 内 ，若 被 加 工 表 面 要 切 除 的 金 属 层 很 厚 ，需 要 分 几 次 切 削 ，则每进行一次切 削 就 是 一 次 进 给。 2 .2 零 件 图的分析 在 制 订 零 件 的 机 械 加 工 工 艺 规 程 之 前 ，对 零 件 进 行 工 艺 性 分 析 ，以 及对产品零件图提出修改意见，是制订工艺规程的一项重要工作。 首 先 应 熟 悉 零 件 在 产 品 中 的 作 用 、位 置 、装 配 关 系 和 工 作 条 件 ，搞 清楚 各 项 技 术 要 求 对 零 件 装 配 质 量 和 使 用 性 能 的 影 响 ，找 出 主 要 的 和 关 键 的技术要求，然后对零件图样进行分析。 1． 检查零件图的完整性和正确性 7 在 了 解 零 件 形 状 和 结 构 之 后 ，应 检 查 零 件 视 图 是 否 正 确 、足 够 ，表 达是 否 直 观 、清 楚 ，绘 制 是 否 符 合 国 家 标 准 ，尺 寸 、公 差 以 及 技 术 要 求 的 标注是否齐全、合理等。 2． 零件的技术要求 分析 零 件 的 技 术 要 求 包 括 下 列 几 个 方 面 ：加 工 表 面 的 尺 寸 精 度 ；主 要 加 工表 面 的 形 状 精 度 ；主 要 加 工 表 面 之 间 的 相 互 位 置 精 度 ；加 工 表 面 的 粗 糙 度以及表面质量方面的其它要求；热处理要求；其它要求 (如 动 平 衡 、 未 注圆角或倒角、去毛刺、毛坯要求等 )。 要 注 意 分 析 这 些 要 求 在 保 证 使 用 性 能 的 前 提 下 是 否 经 济 合 理 ，在 现 有生 产 条 件 下 能 否 实 现。 特 别 要 分 析 主 要 表 面 的 技 术 要 求 ，因 为 主 要 表 面 的加工确定了零件工艺过程的大致轮廓。 3． 零件的材料分析 即 分 析 所 提 供 的 毛 坯 材 质 本 身 的 机 械 性 能 和 热 处 理 状 态 ，毛 坯 的 铸 造品 质 和 被 加 工 部 位 的 材 料 硬 度 ，是 否 有 白 口 、 夹 砂 、疏 松 等。 判 断 其 加 工的 难 易 程 度 ，为 选 择 刀 具 材 料 和 切 削 用 量 提 供 依 据。 所 选 的 零 件 材 料 应 经济合理，切削性能好，满足使用性能的要求。 4．合理的标注尺寸 （ 1）零件图上的重要尺寸应直接标注，而且在加工时应尽量使工艺基准与设计基准重合，并符合尺寸链最短的原则。 （ 2）零件图上标注的尺寸应便于测量，不要从轴线、中心线、假想平面等难以测量的基准标注尺寸。 （ 3）零件图上的尺寸不应标注成封闭式，以免产生矛盾。 （ 4）零 件 上 非 配 合 的 自 由 尺 寸 ，应 按 加 工 顺 序 尽 量 从 工 艺 基 准 注 出。 （ 5） 零 件 上 各 非 加 工 表 面 的 位 置 尺 寸 应 直 接 标 注 ， 而 非 加 工 面 与 加工面之间只能有一个联系尺寸。 2 .3 零 件 机械加工工艺 规程的制定 零件机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和方法等的工艺 文 件。 它 是 在 具 体 的 生 产 条 件 下 ，将 最 合 理 或 较 合 理 的 工 艺 过 程 ，用 图表（或文字）的形式制成文本，用来指导生产、管理生产的文件。 机械加工工艺规程的内容及作用 8 工 艺 规 程 的 内 容 ，一 般 有 零 件 的 加 工 工 艺 路 线 、各 工 序 基 本 加 工 内 容 、切 削 用 量 、工 时 定 额 及 采 用 的 机 床 和 工 艺 装 备（ 刀 具 、夹 具 、量 具 、模 具 ）等。 工艺规程的主要作用如下： 1． 工艺规程是指导生产的主要技术文 件。 合 理 的 工 艺 规 程 是 建 立 在正 确 的 工 艺 原 理 和 实 践 基 础 上 的 ， 是 科 学 技 术 和 实 践 经 验 的 结 晶。 因 此 ，它是获得合格产品的技术保证，一切生产和管理人员必须严格遵守。 2． 工 艺 规 程 是 生 产 组 织 管 理 工 作 、计 划 工 作 的 依 据。 原 材 料 的 准 备 、毛 坯 的 制 造 、设 备 和 工 具 的 购 置 、专 用 工 艺 装 备 的 设 计 制 造 、劳 动 力 的 组织、生产进度计划的安排等工作都是依据工艺规程来进行的。 3． 工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料。 在新建扩建或改造 工 厂 或 车 间 时 ，需 依 据 产 品 的 生 产 类 型 及 工 艺 规 程 来 确 定 机 床 和 设 备 的数量及种类，工人工种、数量及技术等级，车间面积 及 机 床 的 布 置 等。 制定工艺规程的原则、原始资料 1． 制定工艺规程的原则 制 定 工 艺 规 程 的 原 则 是 ： 优 质 、高 产 、低 成 本 ，即 在 保 证 产 品 质 量 前提 下 ，能 尽 量 提 高 劳 动 生 产 率 和 降 低 成 本。 同 时 ，还 应 在 充 分 利 用 本 企 业现 有 生 产 条 件 的 基 础 上 ，尽 可 能 保 证 技 术 上 先 进 、经 济 上 合 理 、并 且 有 良好的劳动条件。 2． 制定工艺规程的原始资料 (1）产品零件图样及装配图样。 零件图样标明了零件的尺寸和形位精 度 以 及 其 他 技 术 要 求 ， 产 品 的 装 配 图 有 助 于 了 解 零 件 在 产 品 中 的 位 置 、作用，所以，它们是制定工艺规程的基础。 （ 2）产品的生产纲领。 （ 3） 产 品验收的质量标准。 （ 4） 本厂现有生产条件，如机床设备、工艺装备、工人技术水平及毛坯的制造生产能力等。 (5) 国内、外同类产品的生产工艺资料。 由 于 工 艺 规 程 是 直 接 指 导 生 产 和 操 作 的 重 要 技 术 文 件 ，所 以 工 艺 规 程还应正确、完整、统一和清晰。 所用术语、符号、计量单位、编号都要符合 相 应 标 准。 必 须 可 靠 地 保 证 零 件 图 上 技 术 要 求 的 实 现。 在 制 订 机 械 加 工 9 工 艺 规 程 时 ，如 果 发 现 零 件 图 某 一 技 术 要 求 规 定 得 不 适 当 ，只 能 向 有 关 部门提出建议，不得擅自修改零件图或不按零件图去做。 制定工艺规程的步骤 1．零件图样分析 零件图样分析的目 的在于： （ 1）分析零件的技术要求，主要了解各加工表面的精度要求、热处理 要 求 ，找 出 主 要 表 面 并 分 析 它 与 次 要 表 面 的 位 置 关 系 ，明 确 加 工 的 难 点及保证零件加工质量的关键，以便在加工时重点加以关注。 （ 2）审查零件的结构工艺性是否合理，分析零件材料的选取是否合理。 2． 毛坯选择 毛 坯 的 种 类 和 质 量 对 零 件 加 工 质 量 、生 产 率 、材 料 消 耗 以 及 加 工 成 本都 有 密 切 关 系。 毛 坯 的 选 择 应 以 生 产 批 量 的 大 小 、零 件 的 复 杂 程 度 、加 工表 面 及 非 加 工 表 面 的 技 术 要 求 等 几 方 面 综 合 考 虑。 正 确 选 择 毛 坯 的 制 造 方式 ， 可 以 使 整 个 工 艺 过 程 更 加 经 济 合 理 ， 故 应 慎 重 对 待。 在 通 常 情 况 下 ，主要应以生产类型来决定。 3． 制订零件的机械加工工艺路线 (1)确定各表面的加工方法。 在 了 解 各 种 加 工 方 法 特 点 和 掌 握 其 加 工 经 济 精 度 和 表 面 粗 糙 度 的 基础上，选择保证加工质量、生产率和经济性的加工方法。 (2)选择定位基准。 根据粗、精基准选择原则合理选定各工序的定位基准。 (3)制订工艺路线。 在 对 零 件 进 行 分 析 的 基 础 上 ，划 分 零 件 粗 、半 精 、精 加 工 阶 段 ，并 确定 工 序 集 中 与 分 散 的 程 度 ，合 理 安 排 各 表 面 的 加 工 顺 序 ，从 而 制 订 出 零 件的 机 械 加 工 工 艺 路 线。 对 于 比 较 复 杂 的 零 件 ，可 以 先 考 虑 几 个 方 案 ，分 析比较后，再从中选择比较合 理 的 加 工 方 案。 择 机 床 及 工 、夹 、 量 、刃 具。 机 械 设 备 的 选 用 应 当 既 保 证 加 工 质量 、又 要 经 济 合 理。 在 成 批 生 产 条 件 下 ，一 般 应 采 用 通 用 机 床 和 专 用 工 夹具。 10。 单 件 小 批 量 生 产 厂 ，切 削 用 量 多 由 操 作 者 自 行 决 定 ，机 械 加 工 工 艺 过程 卡 片 中 一 般 不 作 明 确 规 定。 在 中 批 ，特 别 是 在 大 批 量 生 产 厂 ，为 了 保 证生 产 的 合 理 性 和 节 奏 的 均 衡 ，则 要 求 必 须 规 定 切 削 用 量 ，并 不 得 随 意 改 动。 工艺文件的编制 零件的机械加工工艺过程确定之后，应将有关内容填写在工艺卡片上 ，这 些 工 艺 卡 片 总 称 为 工 艺 文 件。 生 产 中 常 用 的 工 艺 文 件 有 下 列 三 种 形式： 1．机械加工工艺过程卡片 是 以 工 序 为 单 位 ， 简 要 说 明 零 件 整 个 加 工 工 艺 过 程 的 一 种 工 艺 文 件 ，其 内 容 包 括 工 序 号 、 工 序 名 称 、 工 序 内 容 、 加 工 车 间 、 设 备 及 工 艺 装 备 、各工序时间定额等。 在单件小批生产中，常以这种卡片直接指导生产。 2．机械加工工序卡片 是 针 对 每 道 工 序 所 编 制 的 、 用 来 具 体 指 导 工 人 进 行 生 产 的 工 艺 文 件。 它 通 过 工 序 简 图 详 细 说 明 了 该 工 序 的 加 工 内 容 、 尺 寸 及 公 差 、 定 位 基 准 、装 夹 方 式 、刀 具 的 形 状 及 其 位 置 等 ，并 注 明 切 削 用 量 、工 步 内 容 及 工 时 等。 工序卡片多用于大批大量生产中，每个工序都要有工序卡片。 成 批 生 产 中 的 主 要 零 件 ，或 一 般 零 件 的 关 键 工 序 ，有 时 也 要 有 工 序 卡片。 3．机械加工工艺（综合）卡片 是以工序为单位，比较详细的说明零件加工工艺过程的一种工艺文件 ，简 称 工 艺 卡。 它 不 但 包 含 了 工 艺 过 程 卡 片 的 内 容 ，而 且 详 细 说 明 了 每一 工 序 的 工 位 及 工 步 的 工 作 内 容 ，对 于 复 杂 工 序 ，还 要 绘 出 工 序 简 图 ，标注 工 序 尺 寸 及 公 差 等。 机 械 加 工 工 艺 卡 片 是 用 来 指 导 工 人 生 产 和 帮 助 技 术管 理 人 员 掌 握 整 个 加 工 过 程 的 主 要 技 术 文 件 ，常 用 于 成 批 生 产 和 小 批 生 产中比较重要的零件。 各 工 厂 所 用 的 工 艺 文 件 的 格 式 有 多 种 多 样 ，可 视 具 体 情 况 和 参 照 相 关规定来编制。 11 第 3 章 数控机床加工箱体类零件的工艺分析 3 .1 箱 体 类零件的结构 特点 箱 体 类 零 件 是 机 器 及 其 部 件 的 基 础 零 件。 它 将 机 器 及 其 部 件 中 的 轴 、轴 承 套 和 齿 轮 等 零 件 按 一 定 的 相 互 关 系 装 配 成 一 整 体 ，并 按 预 定 的 传 动 关系 协 调 运 动。 因 此 ，箱 体 的 加 工 质 量 ，直 接 影 响 着 机 器 的 性 能 ，精 度 和 寿命。 箱体类零件主要用于支承、包容其他零件，机器或部件的外壳、 机 座 及 主 体 等 均 属 于 箱 体 类 零 件。 箱 体 的 结 构 形 式 虽 然 多 种 多 样 ，但 仍 有共 同 的 主 要 特 点 ：形 状 复 杂 、壁 薄 且 不 均 匀 ， 一 般 带 有 空 腔 、轴 孔 、肋 板 、凸台、沉孔及螺孔等结构 ， 加 工 部 位 多 ， 加 工 难 度 大。 常 见 的 箱 体 有 ：组 合 机 床 主 轴 箱 、 车 床 进 给 箱 、泵 壳 、分 离 式 减 速 箱。