一、生产过程和工艺过程
产品的生产过程是指把原材料变为成品的全过程。机械产品的生产过程一般包括:
1.生产与技术的准备如工艺设计和专用工艺装备的设计和制造、生产计划的编制、生产资料的准备等;
2.毛坯的制造如铸造、锻造、冲压等;
3.零件的加工切削加工、热处理、表面处理等;
4.产品的装配如总装、部装、调试检验和油漆等;
5.生产的服务如原材料、外购件和工具的供应、运输、保管等;
在生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品或半成品的过程,称为工艺过程。如毛坯的制造、机械加工、热处理、装配等均为工艺过程。
工艺过程中,若用机械加工的方法直接改变生产对象的形状、尺寸和表面质量,使之成为合格零件的工艺过程,称为机械加工工艺过程。同样,将加工好的零件装配成机器使之达到所要求的装配精度并获得预定技术性能的工艺过程,称为装配工艺过程。
机械加工工艺过程和装配工艺过程是机械制造工艺学研究的两项主要内容。
二、工件的夹紧
(一)工作夹紧概述
如上所述,工件在加工前需要定位和夹紧。这是两项十分重要的工作。关于定位在后面章节中详细论述,本节对工件在机床上或夹具中的夹紧作一概略说明。
夹紧的目的是防止工件在切削力、重力、惯性力等的作用下发生位移或振动,以免破坏工件的定位。因此正确设计的夹紧机构应满足下列基本要求:
1.夹紧应不破坏工件的正确定位;
2.夹紧装置应有足够的刚性;
3.夹紧时不应破坏工件表面,不应使工件产生超过允许范围的变形;
4.能用较小的夹紧力获得所需的夹紧效果;
5.工艺性好,在保证生产率的前提下结构应简单,便于制造、维修和操作。手动夹紧机构应具有自锁性能。
(二)工件夹紧力三要素的确定
根据上述的基本要求,正确确定夹紧力三要素(方向、作用点、大小)是一个不容忽视的问题。
1.夹紧力方向的确定
(1)夹紧力的方向不应破坏工件定位。
图3-4a为不正确的夹紧方案,夹紧力有向上的分力FW,使工件离开原来的正确定位位置。而图b为正确的夹紧方案。
(2)夹紧力方向应指向主要定位表面。
2.夹紧力作用点的确定
(1)夹紧力的作用点应落在支承范围内。
图3-5所示的夹紧力的作用点落到了定位元件的支承范围之外,夹紧时将破坏正确位置,因而是不正确的。
(3)夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。
图3-6a薄壁套筒的轴向刚性比径向刚性好,用卡爪径向夹紧时工件变形大,若沿轴向施加夹紧力,变形就会小得多。夹紧图3-6b所示的薄壁箱体时,夹紧力不应作用在箱体的顶面,而应作用在刚性较好的凸边上。或如图3-6c所示改为三点夹紧,改变着力点的位置,以减少夹紧变形。
(3)夹紧力的作用点应靠近工件的加工部位。
图3-7所示,夹紧力远离加工部位,因此应在加工部位加上辅助夹紧机构,以防止加工时发生振动,影响加工质量和安全。
3.夹紧力大小的估算
加工过程中,工件受到切削力、离心力、惯性力及重力等的作用,理论上夹紧力的作用应与上述力(力矩)的作用相平衡。但是切削力的大小和方向在加工过程中是变化的,因此夹紧力的大小只能进行粗略的估算。估算的方法:
(1)找出对夹紧最不利的瞬时状态,估算此状态下所需的夹紧力。
(2)为了简便,只考虑主要因素在力系中的影响,略去次要因素在力系中的影响。
(3)根据工件状态,列出力(力矩)的平衡方程式,解出夹紧力的大小,还应适当考虑安全系数。
标签:基本知识,简单机械,工艺