机械加工工艺规程制订课件.ppt

机械加工工艺规程制订,加工工艺产品制造的方法。工艺规程制订的原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量的前题下，争取最好的经济效益。,第一节 概 述,1.生产过程 指把原材料转变为成品的全过程。,机械工厂的生产过程一般包括原材料的验收、保管、运输，生产技术准备，毛坯制造，零件加工（含热处理），产品装配，检验以及涂装等。,一、生产过程和工艺过程,1）生产全部零部件、组装机器。,2）生产一部分关键的零部件，其余的由其它企业供应。,3）完全不生产零部件，自己只负责设计与销售。,企业在市场导向下，产品的生产过程主要可划分为四个阶段，即新产品开发、产品制造、产品销售和售后服务阶段。,企业组织产品生产的模式：,工艺过程可根据其具体工作内容分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、装配等不同的工艺过程。,2.工艺过程,把生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和物理、力学性能等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。,机械加工工艺过程是指用机械加工方法（主要是切削加工方法）逐步改变毛坯的形态（形状、尺寸以及表面质量），使其成为合格零件所进行的全部过程。 它一般由工序、工步、走刀等不同层次的单元所组成。,零件的年生产纲领按下列公式计算： N=Qn(1+a)(1+b) (3-1)式中 N零件的生产纲领，单位为件年； Q产品的年产量，单位为台年； n每台产品中所含该零件的数量，单位为件台； a零件的备品百分率； b零件的废品百分率。,1. 生产纲领,产品的年生产纲领就是产品的年生产量。,二、生产纲领与生产类型,2. 生产类型的划分,根据产品投入生产的连续性，可大致分为三种不同的生产类型。,1. 单 件 生 产,产品品种不固定，每一品种的产品数量很少，大多数工作地点的加工对象经常改变。例如，重型机械、造船业等一般属于单件生产。,2. 大 量 生 产,产品品种固定，每种产品数量很大，大多数工作地点的加工的对象固定不变。例如，汽车、轴承制造等一般属于大量生产。,在成批生产中，根据批量大小可分为小批、中批和大批生产。小批生产的特点接近于单件生产的特点，大批生产的特点接近于大量生产的特点，中批生产的特点介于单件和大量生产特点之间。因此生产类型可分为：单件小批生产，大批大量生产，中批生产。各种生产类型的工艺特点见表3-3。,3.成批生产,产品品种基本固定，但数量少，品种较多，需要周期性地轮换生产，大多数工作地点的加工对象是周期性的变换。,各种生产类型的规范,三、机械加工工艺规程,1、 定义： 规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。 其中，规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。,它是在具体的生产条件下，最合理或较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产的。工艺规程中包括各个工序的排列顺序，加工尺寸、公差及技术要求，工艺设备及工艺措施，切削用量及工时定额等内容。,（1） 指导生产的主要技术文件： -起生产的指导作用；（2） 是生产组织和生产管理的依据： -即生产计划、调度、工人操作和质量检验等的依据；（3） 是新建或扩建工厂或车间主要技术资料。 总之，零件的机械加工工艺规程是每个机械制造厂或加工车间必不可少的技术文件。生产前用它做生产的准备，生产中用它做生产的指挥，生产后用它做生产的检验。,为了适应工业发展的需要，加强科学管理和便于交流，原机械电子工业部还制订了指导性技术文件JB/Z187.388工艺规程格式，要求各机械制造厂按统一规定的格式填写。,按照规定，属于机械加工工艺规程的有： 1)机械加工工艺过程卡片。 2)机械加工工序卡片。 3)标准零件或典型零件工艺过程卡片。 4)单轴自动车床调整卡片。 5)多轴自动车床调整卡片。 6)机械加工工序操作指导卡片。 7)检验卡片等。最常用的是：机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。,它是根据工艺卡片的每一道工序制订的，主要用来具体指导操作工人进行生产的一种工艺文件。多用于大批大量生产或成批生产中比较重要的零件。该卡片中附有工序简图，并详细记载了该工序加工所需的资料，如定位基准选择、工序尺寸及公差以及机床、刀具、夹具、量具、切削用量和工时定额等。,（1）机械加工工艺过程卡,它是以工序为单位，详细说明零件的机械加工工艺过程,其内容介于工艺流程卡片和工序卡片之间。它用来指导工人进行生产和帮助车间干部和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主要工艺文件，广泛用于成批生产和单件小批生产中比较重要的零件或工序。,（2） 机械加工工序卡,产品整套装配图、零件图质量标准生产纲领、生产类型毛坯情况本厂现有生产条件先进技术、工艺有关手册、图册,（1）机械加工工艺规程制定的原则,1）必须可靠保证零件图纸上所有技术要求的实现：即保证质量，并要提高工作效率； 2）保证经济上的合理性：即要成本低，消耗要小；3）保证良好的安全工作条件：尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全，创造良好的工作环境；4）要从本厂实际出发：所制订的工艺规程应立足于本企业实际条件，并具有先进性，尽量采用新工艺、新技术、新材料。5）所制订的工艺规程随着实践的检验和工艺技术的发展与设备的更新，应能不断地修订完善。,（2）内容与步骤,1.分析零件图和产品装配图；2.对零件图和装配图进行工艺审查；3.由零件生产纲领确定零件生产类型；4.确定毛坯种类；5.拟定零件加工工艺路线；6.确定各工序所用机床设备和工艺装备(含刀具、夹具、量具、辅具等)。7.确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；8.确定各工序的技术要求及检验方法；9.确定各工序的切削用量和工时定额；10.编制工艺文件。,定义零件结构的工艺性是指所设计的零件在满足要求的前题下，制造的可行性和经济性。功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大差异。良好的结构工艺性是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。零件结构工艺性的分析，包括零件尺寸和公差的标注、零件的组成要素和整体结构等方面的分析。,第二节 零件的结构工艺性分析及毛坯选择,1、审查零件图的完整性： 审查零件图上的尺寸标注是否完整、结构表达是否清楚。,2、分析技术要求是否合理：（1） 加工表面的尺寸精度；（2） 主要加工表面的形状精度；（3） 主要加工表面的相互位置精度；（4） 表面质量要求；（5） 热处理要求。,零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的标注，应根据零件的功能经济合理地决定。过高的要求会增加加工难度，过低的要求会影响工作性能，两者都是不允许的。,3、审查零件材料选用是否适当： 材料的选择既要满足产品的使用要求，又要考虑产品成本，尽可能采用常用材料，如45号钢，少用贵重金属。,4、零件的结构工艺性分析：（1） 零件结构工艺性： 是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。 它包括零件的各个制造过程中的工艺性，有零件结构的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等工艺性。由此可见，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。 在制订机械加工工艺规程时，主要进行零件切削加工工艺性分析。（2） 机械加工对零件局部结构工艺性的要求,1） 便于刀具的趋进和退出：,如边缘孔的钻削,机械加工对零件局部结构工艺性的要求举例,2）保证刀具正常工作,图a所示结构，孔的入口端和出口端都是斜面或曲面，钻孔时钻头两个刃受力不均，容易引偏，而且钻头也容易损坏，宜改用图b所示结构。 图c所示孔结构，入口是平的，但出口都是曲面，宜改用图d所示结构。,3）保证能以较高的生产率加工,被加工表面形状应尽量简单,图a所示键槽形状只能用生产率较低的键槽铣刀加工， 图b所示结构就能用生产率较高的三面刃铣刀加工。,尽量减少加工面积,尽量减少加工过程的装夹次数,加工图示零件螺孔，需作两次装夹，先钻、攻螺孔B、C，然后翻身装夹，再钻、攻螺孔A。如果设计允许，宜将螺孔A改成图左上角的结构。,尽量减少工作行程次数,应统一或减少尺寸种类,4） 避免深孔加工：,5） 应外表面联接代替内表面联接：,左图箱体采用内表面联接，加工困难，右图改用外表面联接，加工容易。 （因外表面加工比内表面加工容易）,6） 零件的结构应与生产类型相适应。,在大批量生产中，图a所示箱体同轴孔系结构是工艺性好的结构；在单件小批生产中，则认为图b是工艺性好的结构。 这是因为在大批大量生产中采用专用双面组合镗床加工，此机床可以从箱体两端向中进给镗孔。采用专用组合镗床，一次性投资虽然高，但因产量大，分摊到每个零件上的工艺成本并不多，经济上仍是合理的。,7)有位置要求或同方向的表面能在一次装夹中加工出来。,8）零件要有足够的刚性，便于采用高速和多刀切削。,加工时，工件要承受切削力和夹紧力的作用，工件刚性不足易发生变形，影响加工精度。图示两种零件结构，图b所示结构有加强筋，零件刚性好，加工时不易产生变形，其工艺性就比图a所示结构好。,零件是各要素、各尺寸组成的一个整体，所以更应考虑零件整体结构的工艺性，具体有以下几点要求： 1）尽量采用标准件、通用件。 2）在满足产品使用性能的条件下，零件图上标注的尺寸精度等级和表面粗糙度要求应取最经济值。 3）尽量选用切削加工性好的材料。 4）有便于装夹的定位基准和夹紧表面。 5）节省材料，减轻质量。,机械加工对零件整体结构工艺性的要求,在毛坯制造方面,在装配方面,便于装配、减少修配量,结构工艺性内容,在加工方面,合理标注零件的技术 要求便于加工、减少加工面积数控加工工艺性分析,铸件：便于造型、拔模斜度合理、璧厚均匀、无尖边、尖角锻件：形状简单、无尖边、尖角、飞刺，便于出模,减轻零件重量保证加工的可行性、经济性零件尺寸、规格、结构要素标准化正确标注图纸尺寸及加工技术要求。,在装配方面,提高零件结构工艺性措施,在加工方面,便于分解独立装配单元便于平行、流水作业调整方便、减轻装配劳动便于达到装配精度,毛坯的选择,1、 毛坯的种类：（1） 铸造毛坯：适合做形状复杂零件的毛坯（2） 锻造毛坯：适合做形状简单零件的毛坯；（3） 型材：适合做轴、平板类零件的毛坯；（4） 焊接毛坯：适合板料、框架类零件的毛坯。,2、 选择毛坯的原则：（1） 选择原则： 毛坯的形状和尺寸应尽量接近零件的形状和尺寸，以减少机械加工。,（2） 毛坯选择应考虑的因素：1） 生产纲领的大小： 对于大批大量生产，应选择高精度的毛坯制造方法，以减少机械加工，节省材料。2） 现有生产条件： 要考虑现有的毛坯制造水平和设备能力。,3、 举例：（1） 轴类零件： 车床主轴：45号钢模锻件 ；阶梯轴（直径相差不大）：棒料（2） 箱体： 铸造件或焊接件（3） 齿轮： 小齿轮：棒料 ；大多数中型齿轮：模锻件 ；大型齿轮：铸钢件,第三节 定位基准选择,一、基准的概念学习要点：掌握基准的概念，深刻理解设计基准、工艺基准（包括工序基准、定位基准、装配基准和测量基准）的含义及其相互之间的关系；掌握装夹的概念及三种装夹方法的特点。,2006-2,39,1、 基准的定义： 工件是个几何形体，它由一些几何元素（如点、线、面）所构成。 工件上任何一个点、线、面的位置总是要用它与另外一些点、线、面的相互关系（如尺寸距离、平行度、垂直度、同轴度等）来确定。 在零件图上或实际的零件上，用来确定其它点、线、面位置时所依据的那些点、线、面，称为基准。,2006-2,41,2、 基准的分类：按其功用可分为：1） 设计基准： 零件工作图上用来确定其它点、线、面位置的基准，为设计基准。2） 工艺基准： 是加工、测量和装配过程中使用的基准，又称制造基准。具体包括：测量基准、装配基准、工序基准和定位基准。,一、设计基准,2006-2,42,一、设计基准,2006-2,43,二、工艺基准1、测量基准,2006-2,44,二、工艺基准2、装配基准,2006-2,45,二、工艺基准2、装配基准,2006-2,46,二、工艺基准3、工序基准,2006-2,47,钻孔工序选择的工序基准不同，因此其工序尺寸也不同,定位基准,1、粗基准2、精基准,采用毛坯上未经加工的表面作为定位基准。,采用经过加工的表面作为定位基准。,二、工艺基准4、定位基准,定位基准用于确定工件在加工中与机床和夹具的相对位置。即工件与机床或夹具接触的表面,发动机在镗削主轴轴承中心孔的定位基准,2006-2,49,（1）设计基准与定位基准不重合误差只发生在用调整法获得加工尺寸的情况。（2）基准不重合误差值等于设计基准与定位基准之间尺寸的变化量。（3）基准不重合一般发生在下列情况： 用设计基准定位不可能或不方便； 在选择精基准时优先考虑了基准统一原则。（4）设计基准与测量基准不重合也会产生基准不重合误差。（5）基准不重合误差不仅指尺寸误差，而且对位置误差也要考虑。,（一）精基准选择,重点考虑：减少定位误差保证加工精度,精基准的选择基准重合原则,2006-2,51,精基准的选择基准重合原则,2006-2,52,整个工艺过程或有关的几道工序采用同一个（或一组）定位基准来定位称基准统一原则。,简化工艺过程制定及统一的夹具设计 避免基准转换带来的误差 若一次装夹能同时加工多个表面，那么这多个表面间的位置、尺寸精度和定位基准的选择无关，而是取决于加工多个表面的各主轴及刀具间的位置精度及调整精度。,采用基准统一原则有利于：,2006-2,54,箱体类（一面二孔，三面互相垂直面） 轴类（两顶尖孔） 盘类（大端面，短孔）,选作统一基准表面要求：,面积大，精度高，孔距远。,常用的有：,精基准的选择基准统一原则,2006-2,55,精基准的选择基准统一原则,2006-2,56,2006-2,57,使加工面间有较高的位置精度，又使其加工余量小而均匀，可采用反复加工，互为基准的原则。,渗碳淬火后齿面磨削（互为基准）,2006-2,58,不能提高加工面的位置精度，只能提高本身的精度。,机床导轨面磨削（自为基准）,2006-2,59,定位夹紧可靠方便,首先考虑定位精度，其次考虑有合适的定位夹紧机构。,1. 选择不加工表面作为粗基准，若有几个不加工表面，选其中与加工表面位置精度要求高的一个，以保证两者的位置精度。,2. 为保证某重要表面余量均匀，则选择该重要表面本身作为粗基准。,（二）粗基准选择,重点考虑：加工表面与不加工表面的 相对位置精度；各加工表面有足够的余量,图311 用不需加工的外圆作粗基准,图312 用需加工的内孔作粗基准,3. 若每个表面都加工，则以余量最小的表面作为粗基准， 以保证各表面都有足够的余量。,4. 粗基准应平整、光滑，无浇冒口、飞边等，定位、夹紧可靠。,5. 粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。,（三）粗、精准选择要点：,1.精基准考虑的重点是如何减小误差，提高定位精度； 2.粗基准考虑的重点是加工面有足够的余量，加工面与不加工面的尺寸，位置精度，提供精基准。 3.粗、精基准选择的各条原则，从不同方面提出的要求，在具体使用时常常会互相矛盾，必须结合具体的生产条件进行分析，抓住主要矛盾，灵活选用这些原则。,2006-2,65,4.粗、精基准的选择使用，必注意精基准选择在前，使用在后，粗基准选择在后使用在先。因为对零件图进行工艺分析之后，必须首先选择精基准，以保证零件的主要加工精度，此后，才考虑选择粗基准，将零件加工出来。,2006-2,66,再见,2006-2,67,1. 加工方法的经济精度、表面粗糙度与加工表面的技术要求相适应。,2. 加工方法与被加工材料的性质相适应。,3. 加工方法与生产类型相适应。,4. 加工方法与本厂条件相适应。,第四节 机械加工工艺路线的拟定,一、表面加工方法选择,不同的加工方法如车、磨、刨、铣、钻、镗等，其用选各不相同，所能达到的精度和表面粗糙度也大不一样。即使是同一种加工方法，在不同的加工条件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一样，这是因为在加工过程中，将有各种因素对精度和粗糙度产生影响，如工人的技术水平、切削用量、刀具的刃磨质量、机床的调整质量等等。,（1）各种加工方法的经济加工精度和表面粗糙度,1）根据加工表面的技术要求，确定加工方法和加工方案； 这种方案必须在保证零件达到图纸要求方面是稳定而可靠的，并在生产率和加工成本方面是最经济合理的。,2）要考虑被加工材料的性质； 例如，淬火钢用磨削的方法加工；而有色金属则磨削困难,，一般采用金刚镗或高速精密车削的方法进行精加工。,3）要考虑生产纲领，即考虑生产率和经济性问题； 如：大批大量生产应选用高效率的加工方法，采用专用设备。例如，平面和孔可用拉削加工，轴类零件可采用半自动液压仿型车床加工，盘类或套类零件可用单能车床加工等。,4）应考虑本厂的现有设备和生产条件： 即充分利用本厂现有设备和工艺装备。,（2）加工方法和加工方案的选择,加工方法的选择顺序是：,先主要表面，后次要表面；先考虑最终加工，后推至前面加工方法， 即：先主后次，先终后前，综合考虑。,2006-2,74,切除大量多余材料，主要提高生产率。,完成次要表面加工(钻、攻丝、铣键槽等)主要表面达到一定要求，为精加工作好余量准备，安排在最终热处理前。,主要表面达到图纸要求。,进一步提高尺寸精度降低粗糙度，但不能提高形状、位置精度,1、保证加工质量2、合理使用设备3、便于安排热处理工序4、便于及时发现毛坯缺陷5、避免重要表面损伤。,二、加工阶段的划分,三、工序的集中与分散,四、加工顺序的安排,退火：用于高碳钢、合金钢等，降低硬度，便于切削；正火：用于低碳钢，提高硬度，便于切削；调质：淬火后高温回火,淬火、渗碳、氮化等,自然时效人工时效,金属镀层非金属镀层氧化膜,质量检验特种检验（无损探伤、磁力探伤、水压、超速试验）,去毛刺、倒钝锐边去磁清洗涂防锈油,1. 加工余量概念,总加工余量是指零件加工过程中，某加工表面所切去的金属层总厚度。是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。,工序余量是一道工序内切除的金属层厚度，为相邻两工序的工序尺寸之差。,第五节 机床加工工序的设计,一、加工余量确定,公称余量是指相邻两工序的基本尺寸之差。,2. 影响加工余量的因素,2006-2,82,1、上工序的表面粗糙度和表面缺陷层（图3-24）,3、上工序各表面间相互位置的空间偏差（图326）,2、上工序的尺寸公差（图325）,4、本工序安装误差（图3-27),3、加工余量的确定,2006-2,83,计算法、查表法和经验估计法 （1）经验估算法：靠经验估算确定，从实际使用情况看，余量选择都偏大，一般用于单件小批生产。（2）查表法(各工厂广泛采用查表法)：根据手册中表格的数据确定，应用较多。（3）分析计算法(较少使用)：根据实验资料和计算公式，综合确定，比较科学，数据较准确，一般用于大批大量生产。,