矛盾的表达

*二机械制造技术基础——2机械加工工艺*主要： 2.1生产过程、工艺过程和生产类型 2.2零件的工艺分析 2.3毛坯的选择及加工余量的确定 2.4工件的定位原理 2.5工件的定位基准及选取原则 2.6工艺过程的拟定 2.7工艺文件的编制 2.8典型零件工艺过程 2.9机械加工精度 2.10机械装配过程*1.生产过程生产过程： 生产过程包括： 1)原材料的运输、保管和准备； 2)生产的准备工作； 3)毛坯的制造； 4)零件的机械加工与热处理； 5)零件装配成机器； 6)机器的质量检查及运行试验； 7)机器的油漆、包装和入库。2.1生产过程、工艺过程和生产类型原材料成品（机器）* 例：汽车产品的生产过程*2.工艺过程工艺过程：改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程。工艺过程是生产过程的主要部分，其余为辅助过程。工艺过程的组成 * 工艺过程的组成工序：一个或一组工人、同一地点对同一或几个工件连续完成的那一部分工艺过程。讨论：生产规模不同工序的划分不一样？ 7-1单件小批生产的工艺过程 工序号 工序内容 设备 1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔 车床I 2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角 车床II 3 铣键槽、去毛刺 铣床 表7-2大批大量生产的工艺过程 工序号 工序内容 设备 1 铣两端面，钻两端中心孔* 铣端面钻中心孔机床 2 车大外圆及倒角 车床I 3 车小外圆、切槽及倒角 车床II 4 铣键槽 专用铣床 5 去毛刺 钳工台*安装：工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容。讨论：安装次数多好还是少好？ 表7-1单件小批生产的工艺过程 工序号 工序内容 设备 1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔两次 车床I 2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角两次 车床II 3 铣键槽、去毛刺一次 铣床 表7-2大批大量生产的工艺过程 工序号 工序内容 设备 1 铣两端面，钻两端中心孔*一次 铣端面钻中心孔机床 2 车大外圆及倒角一次 车床I 3 车小外圆、切槽及倒角一次 车床II 4 铣键槽一次 专用铣床 5 去毛刺 钳工台*工步：指在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容。 表7-1单件小批生产的工艺过程 工序号 工序内容 设备 1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔四个 车床I 2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角五个 车床II 3 铣键槽、去毛刺一个 铣床 表7-2大批大量生产的工艺过程 工序号 工序内容 设备 1 铣两端面，钻两端中心孔*两个 铣端面钻中心孔机床 2 车大外圆及倒角两个 车床I 3 车小外圆、切槽及倒角三个 车床II 4 铣键槽一个 专用铣床 5 去毛刺 钳工台*走刀：在一个工步中，有时因所需切除的金属层较厚而不能一次切完，需分几次切削，则每一次切削称为一次走刀。工位：为了完成一定的工序内容，工件一次装夹后，与夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。*3.生产类型生产纲领是指企业在期内应当生产的产品产量。生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。 一般分为：*生产类型的划分 生产类型 同一零件的年产量（件） 重型零件 中型零件 轻型零件 单件生产 <5 <10 <100 成批生产 小批 5~100 10~200 100~500 中批 100~300 200~500 500~5000 大批 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生产 >1000 >5000 >50000*各种生产类型的要求和特征 单件小批 批量生产 大量生产 机床设备 通用机床 通用机床和部分专用机床 广泛使用高效率的专用机床 夹具 通用夹具 广泛使用专用夹具 广泛采用高效率的专用夹具 刀具量具 通用刀具 部分采用专用刀具和量具 高效率的专用刀具和量具 毛坯 木模铸造和自由锻 部分采用金属模铸造和模锻 机器造型、压力铸造、模锻等 对工人的技术要求 需要技术熟练工人 需要比较熟练的技术工人 调整工要熟练，操作工技术要求不高*2.2零件的工艺分析检查图纸做出修改审查材料审查零件的结构工艺性下一步…*2.3毛坯的选择及加工余量的确定 加工余量：为了加工出合格零件，必须从毛坯上切去一层金属，称加工余量。加工余量分为工序余量和总余量。某道工序切除的余量称为工序余量，各工序余量的和称总余量。 工序余量的确定：决定工序余量的大小，是在保证加工质量的前提下，使余量尽可能的小。过大影响生产效率，过小不能切去工件表面的缺陷层。 加工余量的确定可采用如下方法：1.根据生产经验估计2.查表：根据工艺手册查表3.计算法：可查阅“机制工艺学”有关内容。*2.4工件的定位原理 在机械加工中，无论采用哪种安装方法，都必须使工件在机床或夹具上正确地定位 六点定位：任何一个未被约束的物体，在空间有六个自由度。而要使物体在空间有确定的位置，必须约束这六个自由度*完全定位和不完全定位实际生产过程中六点有时并不完全定位加工沟槽，六点完全定位*2.5工件的定位基准及选取原则1.工件的基准 工件的基准：在零件的设计和制造过程中，要确定一些点、线或面的位置，必须以一些指定的点、线或面作为依据，这些作为依据的点、线或面，称为基准。 按照作用的不同，常把基准分为设计基准和工艺基准两类。*（1）设计基准：即设计零件的基准，如下图左：齿轮内孔、外圆和齿轮分度圆均以轴线为基准；而两端面是互为基准。下图右：表面2和3及孔4的轴线的设计基准是表面1的。孔5的轴线的设计基准是孔4的轴线。（2）工艺基准：在制造零件时所使用的基准，它又分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。下图左在加工时、轴线并不实际存在，所以内孔实际是加工外圆和左端面的定位基准。*工序基准：在工艺文件上用以标定加工表面位置的基准。定位基准：在机械加工中，用来使工件在机床或夹具中占有正确位置的点、线或面。它是工艺基准中最主要的基准。定位基准选择是否合理，对保证工件加工后的尺寸精度和形位精度、安排加工顺序、提高生产率以及降低生产成本起着决定性的作用，它是制定工艺过程的主要任务之一。定位基准可分为粗基准和精基准两种测量基准：用以测量已加工表面尺寸及位置的基准。装配基准：用来确定零件或部件在机器中的位置的基准。* 2.定位基准的选择选择定位基准是为了保证工件的位置精度，因此，选择定位基准总是从有位置精度要求的表面开始进行选择的粗基准：毛坯表面的定位基准。选取不加工的表面作粗基准：这样可使加工表面具有较正确的相对位置，并有可能在一次安装中把大部分加工表面加工出来。*选取要求加工余量均匀的表面作为粗基准：这样可以保证作为粗基准的表面加工时余量均匀。对于所有表面都要加工的表面，选取余量和公差最小的表面作粗基准，以避免余量不足而造成废品。选取光洁、平整、面积大的表面作粗基准；粗基准不应重复使用,一般情况下，粗基准只允许使用一次* 对于形位公差精度要求较高的零件，应采用已加工过的表面作为定位基准。这种定位基准面叫做精基准。精基准的选择原则：基准重合原则：选用定位基准与设计基准重合的原则* 基准统一原则：位置精度要求较高的各加工表面，尽可能在多数工序中统一用同一基准。* 互为基准原则：在需要加工的各表面中，加工时互相以对方为定位基准。 自为基准原则：以加工表面自身作为定位基准。 总之，无论是粗基准还是精基准的选择，都必须首先使工件定位稳定，安全可靠，然后再考虑夹具设计容易、结构简单、成本低廉等技术经济原则。*2.6工艺过程的拟定机械加工工艺过程的制定按三个步骤进行：1、拟定加工工艺路线分析研究零件图的各项内容及技术要求拟定零件加工的加工方法、加工及工艺路线。2、安排好加工工序（1）选择毛坯（2）安排好切削加工工序①合理选择加工方案②合理确定基准面常见几类典型零件的加工，其基准选择的常用方法有：*A.台阶轴类零件：一般选择两端中心孔作为定位基准面；对于批量很小、长度很短的轴类零件，可采用三爪卡盘在一次装夹中完成各表面的精加工。B.套类零件：一般选择其轴线（内孔）作为定位基准面。C.箱体类零件：该类零件形状复杂，除有尺寸精度要求外，一般孔的轴线相对于底面（安装基准面）有位置度要求，因此箱体类零件多采用主要的装配基准面（一般为最大的底平面）作为定位精基准。*（3）安排好热处理工序改善金属材料切削性能的热处理工序，如各种退火、正火等，一般安排在粗加工之前进行；消除内应力的热处理工序，如中间退火、回火、时效处理等，一般安排在粗加工与精加工之间进行；提高机械性能的热处理工序，如淬火、调质、渗碳等各种表面处理，一般安排在最终加工之前进行。所有的热处理工序都是在零件最终加工之前进行，这是因为零件经过热处理工序后必有变形，最终加工时可以纠正变形带来的误差。（4）安排好检验工序在成批生产的工厂执行“自检、互检、专检”，产品经检验合格，方可出厂。量具应定期交有关部门检验，不合格的量具不允许上岗使用。*3、拟订加工工艺过程制定工艺规程的目的是确保产品质量、提高经济效益，同时它是确定生产人员数量以及定设备、定生产厂房面积和投资额的原始材料。安排加工顺序的原则：“基面先行、粗精分开、先粗后精、先面后孔”(1)基面先行原则,零件加工时，必须选择合适的表面作为定位基面，以便正确安装工件。在第一道工序中，只能用毛坯面(未加工面)作为定位基面，在后续工序中，为了提高加工质量，应尽量采用加工过的表面为定位基面，显然，安排加工工序时，精基面应先加工。例如，轴类零件的加工多采用中心孔为精基准。因此，安排其加工工艺时，首先应安排车端面、钻中心孔工序。* (2)粗精分开，先粗后精的原则零件加工质量要求高时，对精度要求高的表面，应划分加工阶段。一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段，精加工应放在最后进行。这样，有利于保证加工质量，有利于某些热处理工序的安排。(3)先面后孔的原则对于箱体、支架类等零件应先加工平面后加工孔。这是因为平面的轮廓平整，安放和定位稳定可靠。先加工好平面，就能以平面定位加工孔，保证平面和孔的位置综上所述，一般机械加工的顺序是：先加工精基准粗加工主要面(精度要求高的表面)精加工主要面。次要表面的加工适当穿插在各阶段之间进行。*2.7工艺文件的编制工艺文件包括：1.机械加工工艺过程卡片用于单件小批生产。它的主要作用是慨略地说明机械加工的工艺路线。2.机械加工工序卡片用于大批大量生产。要求工艺文件更加完整和详细，每个零件的各加工工序都要有工序卡片。3.机械加工工艺卡片。用于成批生产。它比工艺过程卡片详细，比工序卡片简单且较灵活，介于两者之间。*2.8典型零件工艺过程对轴类、盘类以及箱体类零件进行工艺过程分析1.轴类零件轴类零件按其结构特点可分为光轴、阶梯轴、空心轴、曲轴等，其主要表面为外圆面、轴肩和端面，某些轴类零件还有内圆面、键槽、退刀槽、螺纹等其它表面。外圆面主要用于安装轴承和轮系（带轮、齿轮、链轮等），轴肩的作用是使上述零件在轴上轴向定位。轴类零件通过轴上安装的零件起支承、传递运动和扭矩的作用。*1）技术要求本零件的轴颈Φ24和Φ16分别装在箱体的两个孔中，轴通过螺纹M10和孔Φ10紧固在箱体上，轴上Φ20h6处是用来安装滚动轴承的，轴承上装有齿轮，轴中间对称地加工出相距22的两个平行平面，是为了卡扳手而设计的。2）工艺分析①毛坯选择：由于轴受力不大，主要是支承齿轮，所以可直接选用不经锻造的45钢。*②定位基准的选择A.以圆钢外圆面为粗基准，粗车端面并钻中心孔；B.为保证外圆面的位置精度，以轴两端的中心孔为定位精基准，这样满足了基准重合和基准统一的原则；C.调质处理后，以外圆面定位，精车两端面并修整中心孔D.以修整的两中心孔作为半精车和磨削的定位精基准，满足了互为基准的原则。*③制订机械加工工艺过程单件小批量生产机床某轴的工艺过程 工序：1 名称：准备 设备：锯床Ф 工序内容： 45圆钢下料 工序：2 名称：粗车 设备：普通车床 工序内容： 1.粗车一面，钻中心孔； 2.粗车另一端面，至长145，钻中心孔； 3.粗车一端外圆，分别至， ； 4.粗车另一端外圆至*工序：3名称：热处理设备：工序内容：调质HB235工序：4名称：半精车设备：普通车床工序内容：1.精车Ф18.5端面，修整中心孔；2.精车另一端面，至长143，钻M10螺纹底孔Ф8.5×25，孔口倒角60°；3.半精车一端外圆至；4.半精车另一端外圆至，，并保证；5.切槽至2×0.5*工序：5名称：铣削设备：立式铣床工序内容：按加工简图所注尺寸铣扁，保证尺寸22，并去毛刺。 工序：6 名称：钻孔 设备：立式铣床 工序内容： 按加工简图所注尺寸钻Ф10、 Ф3.5深3，二孔成形。*工序：7名称：磨削设备：外圆磨床工序内容：磨各外圆面成形，靠磨端面Ra3.2。工序：8名称：钳工设备：工序内容：攻M10螺纹，去毛刺（切勿伤及表面）。工序：9名称：检验设备：工序内容：按图纸检验*2.盘类零件盘类零件主要由外圆面和内圆面组成，其特征是径向尺寸大于轴向尺寸，如联轴节、法兰盘等。*1）技术要求本零件的底板为80×80的正方形，它的周边不需要加工，精度直接由铸造保证，底板上有四个均匀分布的通孔Φ9，其作用是将法兰盘与其它零件相连接，外圆面Φ60是与其它零件相配合的基孔制的轴，内圆面Φ47是与其它零件相配合的基轴制的孔，它们的Ra值均为3.2，本零件的精度要求较低，可采用一般的加工工艺完成。*2）工艺分析①毛坯选择：零件材料为HT100；②工艺过程分析：由于本零件精度要求较低，只要选择好定位基准，则只须采用铸造→车削→画线钻孔→检验工艺路线；③定位基准的选择A.以Φ60的外圆面为粗基准，加工底板的的底平面；B.以加工好的底平面和不需加工的侧面为精基准（实际上是Φ60的轴线为精基准），以四爪卡盘和底平面定位并夹紧，在一次安装中加工出所有车削的表面，这样符合基准统一的原则；C.以Φ60的外圆面的轴线为基准划线，找出孔4－Φ9、2－Φ2的中心位置，即可钻出上述小孔。*3）制定单件小批生产法兰端盖的工艺过程工序：1名称：铸造设备：工序内容：铸造毛坯，尺寸如附图所示；清理铸件。工序：2名称：车削设备：普通车床工序内容：1.车80×80底平面，保证总长尺寸26；2.车Ф60端面，保证尺寸；3.车Ф60d11及80×80底板的上端面，保证尺寸；4.钻Ф20通孔；5.镗Ф20孔，至；6.镗至，保证尺寸3；7.镗，保证；8.倒角1×45°。*工序：3名称：钳工设备：平台工序内容：按图纸要求划及孔的加工线。工序：4名称：钻孔设备：立式钻床工序内容：根据划线找正安装，钻及。工序：5名称：检验设备：工序内容：按图纸要求，检测零件*3.箱体零件床头箱箱体零件的结构特点是薄壁、中空、形状复杂，在它里面装入由齿轮、轴、轴承和拨叉等零件，装配后，要保持各零件间正确的相互位置，保证部件正常运转。因此，箱体零件主要是承受压应力，工作时要求减振、耐磨，因而选用灰口铸铁制造。*2.9机械加工精度 2.9.1概述 1.加工质量*2.加工精度与加工误差（1）加工精度：零件加工后实际几何参数与理想几何参数接近程度。符合程度越高，加工精度越高，实际生产中零件不可能与理想的要求完全符合。（2）加工误差：指加工后的实际几何参数（尺寸，形状和表面间的相互位置）对理想几何参数的偏离程度，从保证产品使用性能分析允许有一定的加工误差。（3）两者关系：两者从不同角度来评定加工零件的几何参数。加工精度的高低是由加工误差的小大来表示的，保证和提高加工精度问题，实际上是限制和降低加工误差问题。（4）工艺系统：在机械加工时，机床、刀具，夹具和工件构成一个完整的系统，为工艺系统。（5）原始误差：工艺系统的各种误差叫原始误差。**2.9.2加工误差的来源2.9.2.1.加工原理误差是指采用了近似的成型运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差。例：用阿基米德蜗杆滚刀滚切渐开线齿轮采用阿基米德蜗杆或法向直廓蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的刀刃齿廓近似造型误差。由于滚刀刀齿有限，实际加工出的尺形是一条有微小折线组成的曲线，和理论的光滑渐开线有差异。*2.9.2.2.工艺系统的几何误差1.机床几何误差（1）主轴的回转误差回转精度：机床主轴在回转时实际回转轴线对理想回转轴线的相符合程度。回转误差：机床主轴在回转时实际回转轴线对理想回转轴线的漂移。机床主轴是用来装加工件或刀具，并传递主要切削运动的重要零件，其回转精度主要影响零件加工表面的几何形状精度，位置精度和表面粗糙度。误差产生原因：由于主轴部件中轴承、轴颈、轴承座孔等的制造误差和配合质量，润滑条件，以及回转时的动力因素的影响。瞬时回转轴线的空间位置在周期性变化。理想回转轴线：客观存在，但无法确定，通常是以平均回转轴线来代替*分类：径向圆跳动端面圆跳动倾角摆动*（2）机床导轨误差导轨导向精度及其对加工精度的影响导轨导向精度：机床导轨副的运动件实际运动方向和理想运动方向的符合程度。两者之间的偏差值称为导向误差。导轨是机床中确定主要部件相对位置的基准，也是运动的基准，它的各项误差直接影响被加工工件的精度。包括：导轨在水平面内的直线度，导轨在垂直面内的直线度，前后导轨平行度（扭曲），导轨与主轴回转轴线的平行度（或垂直度）等。**（3）传动链误差传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差，它是螺纹、齿轮、蜗轮及其它按展成原理加工时，影响加工精度的主要因素。例.用滚齿机加工直齿轮时，要求滚刀和工件之间具有严格的运动关系。即：滚刀转一转，工件转过一个齿，这种运动关系是由刀具与工件的传动链来保证的。当传动链中各传动元件如齿轮、蜗轮、蜗杆、丝杆、螺母等有制造误差，装配误差和磨损时，就会破坏正确的运动关系，是被加工工件产生误差。*2刃具误差定尺寸刀具（钻头、铰刀等）尺寸误差影响加工尺寸误差成形刀具（铣刀、成形车刀等）形状误差影响加工形状误差展成刀具加工时，刀刃形状必须满足加工表面的共轭曲线，刀具形状误差影响加工形状误差*3夹具误差夹具误差对加工位置精度影响最大。与夹具有关的影响位置误差因素包括1）定位误差；2）刀具导向（对刀）误差；3）夹紧误差；4）夹具制造误差；5）夹具安装误差；6）夹具的磨损……4测量误差5调整误差 *2.9.2.3工艺系统的受力变形引起的误差1．弹性系统：切削加工时，由机床、刀具、夹具、工件组成的工艺系统是弹性系统。2．工艺系统总位移1）弹性变形：机械加工时，由于切削力、夹紧力以及重力、惯性力等的作用，工艺系统各部分产生的相应的变形。2）系统中各元件因其接触处的间隙还会产生位移、3）工艺系统总位移弹性变形+位移=总位移4）决定因素：外力的大小和弹性系统抵抗外力及其变形的能力3．刚度：物体抵抗欲使其变形的外力的能力*4．工艺系统刚度：指工艺系统抵抗其变形的外力的能力。是指工件加工表面在切削力法向分力Fy的作用下，刀具相对工件在该方向位移y的比值。加工中影响加工精度最大的是刀刃在加工表面法线方向的位移。因此计算时必须考虑此方向上的切削力和位移。法向位移y除了Fy分力影响外，Fy、Fz也对它有影响。在K一定时，则Fy越大，则系统变形量越大。对加工精度影响越大。若工艺系统刚度很大，尽管切削力等外力作用，也能使系统位移减少到最低限度。5．加工误差：由于切削力等引起的工艺系统产生的弹性变形，使刀具和工件在静态下调整好的相互位置，以及切削成形运动所需要的正确几何关系发生变化，从而造成加工误差.* 举例工件刚性差，在加工细长轴时出现中间粗，两头尖的情况（腰鼓形）如图所示：无进给磨削*夹紧力、重力、传动力和惯性力引起的加工误差夹紧力影响例：薄壁套夹紧变形解决：加开口套例：薄壁工件磨削解决：加橡皮垫重力影响例：龙门铣横梁解决：变形补偿 *2.9.4工艺系统热变形引起的加工误差加工中的热现象：一上班，空转机床坐标镗床在恒温室内磨床身导轨，走两刀休息一下冬天加工时，尺寸合格，夏天就装不进去。工艺系统的变形热变形：机械加工过程中，工艺系统会受到各种热的影响而产生温度变形，称为热变形。这种变形将破坏刀具与工件的正确几何关系和运动关系，造成工件的误差。* 工艺系统热源切削热： 切削时所作的功几乎全部转变成热，其热量以传导的形式传递，对刀具和工件影响较大。摩擦热： 机械零件的摩擦轴承、导轨的摩擦而产生的热，液压传功、电气传功等，都是热源，对机床影响较大，以传导形式传递。其它热： 指工艺系统外部的，以对系统传热为主的环境温度和各种辐射热。*1机床热变形对加工精度影响热源：内外热源有影响（其中摩擦热影响很大），且由于各部件的热源不同，分布不均匀，以及机床结构的复杂性，因此不仅各部件的温升不同，而且同一部件不同位置的温升也不相同。使机床各部件之间的相互位置发生变化，破坏了机床原有的几何精度而造成加工误差。机床的热平衡状态：机床运转一段时间后，各部件传入的热量和散失的热量基本相等，即达到热平衡状态，变形趋于稳定。在机床达到热平衡之前，机床几何精度变化不定，对加工精度的影响也变化不定。机床地温升：机床各部件由于体积较大，热量大，因此其温升一般不大。车床主轴箱〈60℃；磨床〈15—25℃；磨床床身〈10℃；车床床身与主轴箱结合处〈20℃；其他精密机床部件温升较低热平衡时间车床、磨床4—6h中小型精密机床1—2h大型精密〉12h*各种机床的热变形及其对加工精度的影响车、铣、钻、镗类机床：主轴箱中的齿轮，轴承磨擦发热，润滑油发热是主要热源，使主轴箱及与之相连部分如床身或立柱的温度升高而产生较的变形。*车床受热变形a）车床受热变形形态车床主轴发热使主轴箱在垂直面向内和水平向内发生偏移和倾斜。在垂直向内，主轴箱的温升使主轴升高，又因主轴前轴承的发热量大于后轴承的发热量，主轴前端比后端高，由于主轴箱热量传给床身，床身导轨向上台起，故而加剧了主轴的倾斜。* 龙门刨床、导轨磨床等机床床身热变形是影响加工精度的主要因素：因其床身较长、导轨稍有温差，就会产生较大的弯曲变形。床身上下表面产生温差的原因，不仅是由于工作台运动时导轨摩擦发热所知，环境温度的影响也很大。*双端面磨床：切削热喷向床身中部的顶面，使其局部受热而产生中凸变形。使两砂轮的端面产生倾斜。立式平面磨床：主轴承和主电机的发热传到立柱，使立柱内侧温度高于外侧，因而引起立柱的弯曲变形。* 2.9.3保证和提高机械加工精度的主要途径1.误差预防：指减小原始误差本身或减小原始误差的影响。即减少误差源和改变原始误差源和加工误差的定量关系。合理采用先进工艺和设备直接减小原始误差细长轴切削时采用反向切削、跟刀架和弹性顶尖，并采用较大主偏角外圆车刀。*转移原始误差 采用立刀安装把刀架的转角位移转移到误差的不敏感方向* 2误差补偿： 采用校正装置* 其他补偿方法 以几何误差补偿受力变形* 以热变形补偿热变形*2.10机械装配过程2.10.1概述1.装配的概念根据规定的技术要求，将零件或部件进行配合和联接，使之成为半成品或成品的工艺过程称为装配。由若干零件配合、联接在一起，成为机械产品的某一组成部分即部件，这一装配工艺过程称为部装。把零件和部件进一步装配成最终产品的过程称为总装。部件进入装配是有层次的，通常把直接进入产品总装配的部件称为组件；直接进入组件装配的部件称为第一级分组件；直接进入第一级分组件装配的部件称为第二级分组件；依此类推。机械产品结构越复杂，分组件的级数就越多。名称编号件数基准零件零件1零件2结合件基准零件组件结合件零件2零件1零件3零件4a.装配单元表示图b.结合件装配表示图c.组件装配表示图装配工艺系统图零件1零件2零件3零件4零件n基准零件机器组件1部件1部件m组件k…………e.机器总装系统图零件1零件2零件3零件4组件1组件2基准零件部件结合件d.部件装配系统图组件零件油盘的组装床身部件装配系统图车床床身装配图(简图)常见的装配工作包括：清洗、联接、校正调整与配作、平衡、验收试验以及油漆、包装等内容。装配是整个机械制造工艺过程中的最后一个环节。装配工作对产品质量影响很大。若装配不当，即使所有零件都合格，也不一定装配出合格的、高质量的机械产品。反之，若零件制造精度并不高，而在装配中采用适当的工艺方法，如进行选配、修配、调整等，也能使产品达到规定的技术要求。2.装配工作的基本内容清洗：清洗的目的是祛除零件表面或部件中的油污以及机械杂质。清洗的方法有擦洗、锓洗、喷洗和超声波清洗等。联接：将来两个或两个以上的零件结合在一起的工作称为联接。可拆卸的联接有螺纹联接、键联接和销联接等；不可拆卸联接有过盈配合联接、焊接、铆接等。校正、调整和配作：校正就是在装配过程中通过找正、找平及相应的调整工作来确定相关零件的相互位置关系；调整就是调节相关零件的相互位置，除了在配合校正中所作的对零部件间位置精度的调节之外，还包括对各运动副间隙的调整以保证零部件间的运动精度；配作是指在装配过程中的配钻、配铰、配刮、配磨等一些附加的钳工和机加工工作。平衡：平衡的方法有加重、减重、调节等。3.装配精度装配精度是产品设计时根据使用性能要求规定的装配时必须保证的质量指标。（1）距离精度距离精度指相关零部件间的距离尺寸精度，包括间隙、过盈等配合要求（2）相互位置精度装配中的相互位置精度是指产品中相关零部件间的平行度、垂直度、同轴度及各种跳动等。（3）相对运动精度相对运动精度指产品中相对运动的零部件间在运动方向和相对运动速度上的精度，主要表现为运动方向的直线度、平行度和垂直度，相对运动速度的精度即传动精度。（4）接触精度接触精度是指相互配合表面、接触表面间接触面积的大小和接触点的分布情况。4.装配精度与零件精度的关系机械产品是由众多零部件组成，显然装配精度首先取决于相关零部件精度，尤其是关键零部件的精度。例1：卧式车床的尾座移动对溜板移动的平行度，就主要取决于床身导轨A与B的平行度例2：车床主轴中心线与尾座套筒中心线的等高度A0，就主要取决于主轴箱、尾座及底板的A1、A2及A3的尺寸精度其次，装配精度的保证还取决于装配方法。上图所示的等高度A0的精度要求是很高的，如果靠控制尺寸A1、A2及A3的精度来达到A0的精度是很不经济的。实际生产中常按经济精度来制造相关零部件尺寸A1、A2及A3，装配时则采用修配底板3的工艺措施保证等高度A0的精度。2.10.2保证产品装配精度的方法机械产品的精度要求，最终是靠装配实现的。产品的装配精度、结构和生产类型不同，采用的装配方法也不同。生产中保证装配精度的方法有：互换法、选配法、修配法和调整法。1.互换法2.选配法直接选配法分组装配法复合选配法3.修配法单件修配法合并加工修配法自身加工修配法4.调整法可动调整法固定调整法误差抵消调整法1.互换法互换法是装配过程中，同种零部件互换后仍能达到装配精度要求的一种方法。产品采用互换装配法时，装配精度主要取决于零部件的加工精度。互换法的实质就是用控制零部件的加工误差来保证产品的装配精度。参加装配的同一种零件可以任意互换。采用互换法保证产品装配精度时，零部件公差的确定有两种方法：极值法和概率法。采用极值法时，如果各有关零部件（组成环）的公差之和小于或等于装配公差（封闭环公差），故装配中同种零部件可以完全互换，即装配时零部件不经任何选择、修配和调整，均能达到装配精度的要求，因此称为“完全互换法”。 采用概率法时，如果各有关零部件（组成环）公差值合适，当生产条件比较稳定，从而使各组成环的尺寸分布也比较稳定时，也能达到完全互换的效果。否则，将有一部分产品达不到装配精度的要求，因此称为“不完全互换法”，也称为“大数互换法”。显然，概率法适用于较大批量生产。用不完全互换法比用完全互换法对各组成环加工要求放松了，可降低各组成环的加工成本。但装配后可能会有少量的产品达不到装配精度要求。这一问题一般可通过更换组成环中的1～2个零件加以解决。采用完全互换法进行装配，可以使装配过程简单，生产率高，易于组织流水作业及自动化装配，也便于采用协作方式组织专业化生产。因此，只要能满足零件加工的经济精度要求，无论何种生产类型都应首先考虑采用完全互换法装配。但是当装配精度要求较高，尤其是组成环数较多时，零件就难以按经济精度制造。这时在较大批量生产条件下，就可考虑采用不完全互换法装配。 2.选配法在大量或成批生产条件下，当装配精度要求很高且组成环数较少时，可考虑采用选配法装配。选配法是将尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程度来加工，装配时选择适当的零件配套进行装配，以保证装配精度要求的一种装配方法。选配法有三种不同的形式：直接选配法、分组装配法和复合选配法。直接选配法装配时，由工人从许多待装的零件中，直接选取合适的零件进行装配，来保证装配精度的要求。这种方法的特点是：装配过程简单，但装配质量和时间很大程度上取决于工人的技术水平。由于装配时间不易准确控制，所以不宜用于节拍要求较严的大批大量生产中。分组装配法分组装配法又称分组互换法，它是将组成环的公差相对完全互换法所求之值放大数倍，使其能按经济精度进行加工。装配时先测量尺寸，根据尺寸大小将零件分组，然后按对应组分别进行装配，来达到装配精度的要求。而且组内零件装配是完全互换的。复合选配法复合选配法是直接选配法与分组装配法两种方法的复合，即零件公差可适当放大，加工后先测量分组，装配时再在各对应组内由工人进行直接选配。这种方法的特点是配合件的公差可以不等，且装配质量高，速度较快，能满足一定生产节拍要求。如发动机气缸与活塞的装配多采用这种方法。3.修配法在单件小批或成批生产中，当装配精度要求较高，装配尺寸链的组成环数较多时，常采用修配法来保证装配精度要求。所谓修配法，就是将装配尺寸链中组成环按经济加工精度制造，装配时按各组成环累积误差的实测结果，通过修配某一预先选定的组成环尺寸，或就地配制这个环，以减少各组成环由于按经济精度制造而产生的累积误差，使封闭环达到规定精度的一种装配工艺方法。 常见的修配方法有以下三种: 单件修配法 在装配时，选定某一固定的零件作修配件进行修配，以保证装配精度的方法称为单件修配法。此法在生产中应用最广。合并加工修配法这种方法是将两个或多个零件合并在一起当作一个零件进行修配。这样减少了组成环的数目，从而减少了修配量。合并加工修配法虽有上述优点，但是由于零件合并要对号入座，给加工、装配和生产组织工作带来不便。因此多用于单件小批生产中。自身加工修配法在机床制造中，利用机床本身的切削加工能力，用自己加工自己的方法可以方便地保证某些装配精度要求，这就是自身加工修配法。这种方法在机床制造中应用极广。修配法最大的优点就是各组成环均可按经济精度制造，而且可获得较高的装配精度。但由于产品需逐个修配，所以没有互换性，且装配劳动量大，生产率低，对装配工人技术水平要求高。因而修配法主要用于单件小批生产和中批生产中装配精度要求较高的情况下。4.调整法调整法是将尺寸链中各组成环按经济精度加工，装配时，通过更换尺寸链中某一预先选定的组成环零件或调整其位置来保证装配精度的方法。装配时进行更换或调整的组成环零件叫调整件，该组成环称调整环。调整法和修配法在原理上是相似的，但具体方法不同。根据调整方法的不同，调整法可分为：可动调整法、固定调整法和误差抵消调整法三种。可动调整法 在装配时，通过调整、改变调整件的位置来保证装配精度的方法称为可动调整法。 可动调整法不仅能获得较理想的装配精度，而且在产品使用中，由于零件磨损使装配精度下降时，可重新调整使产品恢复原有精度，所以，该法在实际生产中应用较广。在产品装配中，可动调整法的应用较多。图a为调整套筒的轴向位置以保证齿轮轴向间隙Δ的要求；图b为调整镶条的位置以保证导轨副的配合间隙；图c为调整楔块的上下位置以调整丝杠螺母副的轴向间隙。固定调整法在装配时，通过更换尺寸链中某一预先选定的组成环零件来保证装配精度的方法称为固定调整法。预先选定的组成环零件即调整件，需要按一定尺寸间隔制成一组专用零件，以备装配时根据各组成环所形成累积误差的大小进行选择。故选定的调整件应形状简单，制造容易，便于装拆。常用的调整件有垫片，套筒等。固定调整法常用于大批大量生产和中批生产中装配精度要求较高的多环尺寸链。误差抵消调整法在产品或部件装配时，通过调整有关零件的相互位置，使其加工误差相互抵消一部分，以提高装配的精度，这种方法叫做误差抵消调整法。该方法在机床装配时应用较多，如在机床主轴装配时，通过调整前后轴承的径向跳动方向来控制主轴的径向跳动。 总结： 在机械产品装配时，应根据产品的结构、装配精度要求、装配尺寸链环数的多少、生产类型及具体生产条件等因素合理选择装配方法。一般情况下，只要组成环的加工比较经济可行时，就应优先采用完全互换法。若生产批量较大，组成环又较多时应考虑采用不完全互换法。当采用互换法装配使组成环加工比较困难或不经济时，可考虑采用其它方法：大批大量生产，组成环数较少时可以考虑采用分组装配法，组成环数较多时应采用调整法；单件小批生产常用修配法，成批生产也可酌情采用修配法。*思考题1.生产类型有哪几种？不同生产类型对零件的工艺过程有哪些影响？2.机械加工中，工件的安装方法有哪几类？各适用于什么场合？3.按其用途的不同，夹具分为哪几类？各适用于什么场合？4.何谓工序余量、总余量？它们之间是什么关系?5.确定加工余量的原则是什么？目前确定加工余量的方法有哪几种？6.何谓基准？根据作用的不同，基准分为哪几种?7.切削加工工序安排的原则是什么？8.常用的工艺文件有哪几种？各适用于什么场合？9.加工轴类零件时，常以什么作为统一的精基准？为什么？10.如何保证套类零件外圆面、内孔及端面的位置精度？*11.左下图所示加工小轴30件，毛坯为Φ32×104的圆钢料，若用两种方案加工，那种方案较好？为什么？a.在一台车床上逐件进行加工，即每个工件车好Φ28的一端后，立即调头车Φ16的一端；b.先整批车出Φ28一端的端面和外圆，随后仍在这台车床上车出Φ16一端的端面和外圆。12.试分别拟定下图所示零件，在单件小批生产中的工艺过程。