机械制造工艺学_第6章装配工艺规程制定

机械制造工艺学
常同立等
清华大学出版社
机器是由零件、合件、组件和部件等组成。 机器装配一般过程是零件预先装成合件、组件和部件，然后进一 步装配成机器。 合件装配是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件形成一个 最小装配单元的装配过程。
组件装配是在一个基准零件上装上若干个合件及零件构成组件装 配单元的装配过程，简称为组装。
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常同立等
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第6章 装配工艺规程制定
部件是若干组件、合件 及零件的组合体，部件在机 器中具有完整的功能与用 途。 例如汽车的发动机、变 速箱; 车床主轴箱和溜板箱 等。
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常同立等
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第6章 装配工艺规程制定
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第6章 装配工艺规程制定
第6章 装配工艺规程制定
2. 查找组成环 装配尺寸链的组成环是对装配精度发生 直接影响的那些零、部件的尺寸。在查找装 配尺寸链组成环时，遵循最短路线原则。 最短路线原则要求每个装配相关的零、 部件只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺 寸链，即将连接两个装配基准面间的位置尺 寸直接标注在零件图上。这样，组成环的数 目就等于有关零、部件的数目，即“一件一 环”，此时装配尺寸链环数最少。 链轮装配尺寸链中，组成环为A1、A2 、A3、A4和A5。
第6章 装配工艺规程制定
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常同立等
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如果机器的装配精度是由一个零件的精度来控制与保证，则称这 种情况是“单件自保”。受相应零件精度（特别是关键零件精度）的 影响，如车床尾座移动相对溜板移动的平行度要求，主要取决于溜板 用导轨与尾座用导轨之间的平行度，如图6.8所示。

6.1.2 制定机械加工工艺规程的方法
2. 工艺审查
工艺审查主要审查零件图上的视图、尺寸和技术要求是否完整、 正确；分析各项技术要求制定的依据，找出其中的主要技术要求和 关键技术问题，以便在设计工艺规程时采取措施予以保证；审查零 件的结构工艺性。
零件的结构工艺性是指所设计的零件在不同类型的具体生产条 件下，零件毛坯的制造、零件的加工和产品的装配所具备的可行性 和经济性。零件结构工艺性涉及面很广，具有综合性，必须全面综 合地分析。零件的结构对机械加工工艺过程的影响很大，不同结构 的两个零件尽管都能满足使用要求，但它们的加工方法和制造成本 却可能有很大的差别。
6.1.2 制定机械加工工艺规程的方法 1. 分析零件工作图和产品装配图
零件图是制定工艺规程最
主要的原始资料。只有通过对
阅读产品装配图，以了解 零件图和装配图的仔细分析，
产品的用途、性能及工作条件， 才能了解产品的性能、用途和
明确零件在产品中的位置、功 工作条件，明确各零件的相互
用及其主要的技术要求。
装配位置和作用，了解零件的
主要加工工艺规程的方法
零件图的研究包括以下三项内容：
（1）检查零件图 的完整性和正确性。主 要检查零件图是否表达 直观、清晰、准确、充 分，尺寸、公差、技术 要求是否合理、齐全。 如果有错误或遗漏，应 提出修改意见。
6.1.2 制定机械加工工艺规程的方法
②金属型铸造铸件。金属型铸造铸件是指将熔融的金属浇注到金 属模具中，依靠金属自重充满金属铸型腔而获得的铸件。这种铸件比 砂型铸造铸件精度高，表面质量和力学性能好，生产效率较高，但需 专用的金属型腔模，适用于大批量生产且尺寸不大的有色金属铸件。
③离心铸造铸件。离心铸造铸件是指将熔融金属注入高速旋转的 铸型内，在离心力的作用下，金属液充满型腔而形成的铸件。这种铸 件晶粒细，金属组织致密，零件的力学性能好，外圆精度及表面质量 高，但内孔精度差，且需要专门的离心浇注机，适用于批量较大的黑 色金属和有色金属的旋转体铸件。

对于某些形状复杂的轴，亦可采用球墨铸铁，如曲轴可用 QT600-02。
轴类零件常用的毛坯是圆钢料和锻件。对于光滑轴、直径 相差不大的阶梯轴，多采用热轧或冷轧圆钢料。对于直径相差 悬殊的阶梯轴，多采用锻件。
6.2 零件的工艺分析
3）轴类零件的技术要求 ① 尺寸精度：轴径和内孔等配合表面都有一定的尺寸精度要 求。一般机械零件配合表面的精度等级通常为IT6～IT9，机床 主轴等重要零件的配合面可高达IT5级。轴类零件的轴向尺寸 一般要求较低。 ② 形状精度：为保证配合质量，对轴径、基准内孔等重要表 面的圆度、圆柱度的精度要求一般为69级，形状精度的选择要 和尺寸精度相适应。 ③ 位置精度：重要圆柱表面间的同轴度、径向圆跳动、轴心 线与基准端面间的垂直度、端面跳动等，一般为5～10级。
6.2 零件的工艺分析
图6-3 常见的轴类零件
6.2 零件的工艺分析
2）轴的材料和毛坯 轴类零件以45钢、45Cr钢用得最多，其价格也比较便宜，
可通过调质改善机械性能。调质状态抗拉强度 Rm=560~750MPa，屈服强度σs=360~550MPa。
对于要求较高的轴，可用40MnB、40CrMnMo钢等，这些 材料的强度高，如40CrMnMo钢调质状态的Rm=1000MPa， σs=800MPa，但其价格较高。
4．零件图分析实例 工作及配合状态：轴套在中温（约300°）和高速（约10000
~15000r/min）下工作。 轴套的内圆柱面A1、G1及端面N和轴配合，表面B1、D1和封严环配
合，表面C1、D和轴承配合，轴套内腔及端面N上的八个槽是冷却空气 的通道，八个φ10mm的孔，用以通过螺钉和轴连接。
结构特点：刚度很低的薄壁件，最小壁厚为2mm。 加工精度：从精度方面来看，主要工作表面的精度是IT5IT8级，C1 的圆柱度为0.005，工作表面的表面粗糙度为Ra0.8μm，非配合表面的表 面粗糙度Ra1.6μm （在高转速下工作，为提高零件的抗疲劳强度）。位 置关系精度，如平行度、垂直度、圆跳动等，均在0.01~0.02mm范围内。 材料及热处理：在材料方面，高合金钢40CrNiMoA要求进行淬火后 回火，保持硬度为3236HRC，最后进行表面氧化处理。按零件图要求， 毛坯采用模锻件。

4. 加工面的尺寸、形状及位置应便于加工
① 零件结构布局 如箱体孔
•小 大
小
•或 •大 中 小•或•大
•② 加工面位置
•内面应改为外 面
小大
第6章机械加工工艺规程的制定
③ 多个加工面的尺寸、位向一致 •④ 结构尺寸、形状与刀具关系
第6章机械加工工艺规程的制定
5. 减小加工表面的尺寸
第6章机械加工工艺规程的制定
第6章机械加工工艺规程的制定
6）自为基准原则:
对于某些精度要求很高的表面，在精密加工时， 为了保证加工精度，要求加工表面的余量很小且 均匀，这通常以加工表面本身定位。如珩磨加工 等。（导轨）
以上论述了定位基准选择的原则，在实 际运用中应根据情况灵活掌握。
第6章机械加工工艺规程的制定
根据尺寸链原理，应尽量减小尺寸链长度，即减 少组成环（尺寸链时讲）
3）统一基准原则：当工件以某一精基准定位，可 以较方便地加工所有或多数共？表面时，则应尽 早将共加工出来，达到一定精度，以后各工序都 以它作为精基准。如：常用的
①轴类零件——顶尖孔*** ②箱形零件——一面两销*** ③盘类零件——大面短销***
第6章机械加工工艺规程的制定
采用统一基准，可简化工艺和夹具设计工作，避免基准转 换过多，有利于提高精度。但这样可能与设计基准不重合， 也可能不是最短路线，因此不如直接用设计基准精度高。 （图活塞加工 、图定尖孔加工）
4）所选精基准，应能保证工件定位准确稳定，加 紧可靠。
5）互为基准原则：对某些空间位置精度要求很高 的零件，通常采用互为基准，反复加工的原则。 例如主轴前后轴颈与前锥孔同轴。
第6章机械加工工艺规程的制定
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四、制订工艺规程和指导思想 ⑴保证质量 质量是企业的生命，产品的生命 ⑵降低成本——在现有条件下 机床、效率、购买等