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工藝基準的選擇實例

發布日期:2015-11-23 12:17:08

工藝設計是產品設計與加工制造過程相連接的紐帶。成功的產品開發離不開工藝的設計,特別是對于普通機加設備而言,工藝設計的合理與否直接關系到產品的質量及生產的成本。而工藝基準是工藝設計上一個最為關健重要因素。本文主要是應用一些工藝基準的選擇實例,結合在工廠多年從事機加工藝工作的經驗來說明工藝基準選擇的思路,供廣大技術人員參考。工藝基準是指在加工和裝配過程中所采用的基準,它包括: 工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。作為機械加工工藝設計和編制來主要是考慮工序基準。

  而工序基準主要分為粗、精加工工序定位基準。工藝基準主要有四點: 基準重合、基準統一、互為基準和自為基準。

  1. 常見現象

  (1) 螺紋軸線作為設計基準在設計過程中有時會要求以螺紋的軸線作為被測要素或者是以螺紋作為基準的現象,如圖1所示。

 

 



  兩頭為M98X2 - 6H 螺紋,而且有同軸度0. 05mm的要求,基準為螺紋中徑。從產品的設計要求及使用性能分析,此標注方式沒有任何問題,在加工過程中也可通過各種手段進行保證; 但如何檢驗產品的同軸度要求卻是一個難題。一般的加工工藝都是要求工藝保證,是從理論上進行定位誤差分析,得出加工工藝可以保證此尺寸,但如何直觀的檢驗出來,卻是個難題,因為該同軸度和基準都是M98X2 - 6H 的螺紋中徑。而以螺紋中徑為基準測量同軸度,在目前國內來說還是難題。

  (2) 長軸類零件如圖2所示零件,加工難點是在加工兩頭錐度及開口槽后,由于內應力釋放,使兩頭圓有喇叭口現像,造成其圓度超差; 同時零件兩端4mm × 47mm 槽的尺寸要求為12 + 0. 0180 mm、對稱度1mm 的要求過高而無法保證。

 

(3) 殼體類零件如圖3所示,加工該工件外形比較困難,特別是難以保證其內外形同軸度0. 05mm 的要求。


  2. 解決方案
  上述三種不同類型的零件,其機加過程的關鍵之處在于工藝基準的選擇。
  (1) 轉移工藝基準法對圖1 所示零件,要保證零件兩端M98 × 2 - 6H 的同軸度,在工藝上可以采用互為基準的加工方法,但如何檢驗,卻是個難題。針對這種情況,我們在螺紋的前端,增加一定位止口,將同軸度公差轉移到此止口上,如圖4 所示。

 

 增加的定位止口與M98 × 2 - 6H 在加工過程必須一道加工出來,保證其同軸度為零公差狀態。將其螺紋中徑的同軸度公差轉移到止口上( 見圖5) 。
 


  這樣既可以作為夾具定位止口,又可以作為測量基準。如果零件最終不允許有止口存在,則在測量完后將兩端的止口車去。
  (2) 借用基準法對于圖2所示零件,內外圓精度可采用珩磨( 內孔) 及精磨( 外圓) 完成,其加工難點在于兩端開口槽的變形及鍵槽的對稱度。
  為減小零件的變形,在工藝設計上決定采用線切割工藝。但零件長度達到1 190mm,一般的線切割設備無法加工。只能采用兩頭分開加工的方式進行。如何保證兩頭分開加工達到對稱度的要求,是個關鍵性的難題。而此難題的解決又在于工藝基準的選擇。
根據產品結構,在兩端開槽中間采用工藝孔作為定位基準,既借用零件上4×9. 8mm 孔,同時加鉆兩排孔,并加上公差要求,作為線切割調頭加工的基準,
  來解決線切割行程不夠的問題。如圖6 所示。工裝設計: 以外圓56.6mm 為基準設計等高V 形塊作為夾具。注意,該V 形塊必須完全等高,即加工好一個長形V 形塊后,進行切割為兩件。
 

 

 

 (3) 增加工藝基準法對圖3 所示的零件,要保證零件內外形的同軸度要求關鍵是要解決內形的精加工,然后以內形為基準設計專用夾具車制外形。由于零件外形不規矩,精加工內形時難以定位裝夾,而且夾具結構復雜,制造成本和制造周期都不適應于生產。
  為解決零件內形的精加工,在半精車外形的工序中,在零件小頭外圓處增加一個M95 × 2 工藝基準,作為零件精車內形夾具的設計基準,如圖7 所示。以此螺紋及6mm 端面作為在精車內形夾具的定位與夾緊,夾具結構簡單、適用,而此螺紋在后工序精車外形中車去,完全滿足了零件的設計要求。
 



  3. 結語
  工藝基準的選擇在機械加工工藝的編制中是個關健重要的因素,工藝編制、工裝設計的是否合理都與基準的選擇要很大的關系。而且工藝編制是個長期工作經驗的積累過程,仁者見仁,至者見至; 加工的方法有很多,關健是能否根據本單位的人員技能水平、設備配置情況編制出經濟、合理的滿足生產的工藝。本文從幾個典型零件的工藝基準的選擇,介紹了其機械加工工藝及工裝的基準選擇方法,對同類零件的加工有一定的參考價值。

 

 

 

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