《工艺规程》PPT课件.ppt

第三章 工艺规程的制订,3.1 基本概念 3.1.1 机械加工系统 一 生产系统及其组成 生产系统如图3-1所示,由三个层次组成：决策层，计划管理层，生产技术层。,返回,图3-1,二 制造系统及组成制造系统是生产系统中生产技术层的主体。制造系统如图3-2所示。机床、夹具、刀具和工件称为机械加工工艺系统。,返回,图3-2,3.1.2 工艺过程及其组成 一 工序不改变操作者、设备（或工作地点）、工件的情况下连续地完成的工作称为工序。图3-3所示的阶梯轴单件小批生产时分4道工序（表3-1），而大批大量生产时5道工序（表3-2）。,图3-3 阶梯轴,返回,表3-1 单件小批生产的工艺过程,返回,表3-2 大批大量生产的工艺过程,返回工艺过程及其组成,返回工步,二 安装三 工位 如图3-4所示，工作台带动工件相对于刀具旋转，经过装卸、钻孔、扩孔、铰孔四个工位加工完毕。,图3-4 多工位加工,返回,四 工步如表3-2中的工序2可细分为车大外圆、车小外圆、切槽和倒角等工步。为了提高生产率，常采用复合刀具或多刀加工，这样的工步称为复合工步。,图3-5 复合工步,在大批量生产中，为了节省机加工时间和换刀时间，常采用复合工步，如图3-5所示，在一次行程中同时用两把刀具加工工件的内孔和外圆，大大提高了生产率。,返回,一 生产纲领企业根据市场需求和自身生产能力决定的包括废品率和备品率在内的年产量称为生产纲领。二 生产类型 根据生产规模的大小可划分为三种：1 单件小批生产 2 成批生产 3 大批大量生产 生产类型的划分可参考表3-3。,3.1.3 生产类型及其工艺特征,表3-3 生产类型的大致划分（单位：件）,返回,三 各种生产类型的工艺特征 不同的生产类型具有不同的工艺特征，成批生产中的小批量生产与单件生产的组织形式相同；大批生产与大量生产的组织形式相同。各种生产类型的工艺特征见表3-4。,表3-4 各种生产类型的工艺特征,返回,定义：作用：指导生产 据此进行生产准备和管理 是新建和扩建工厂的依据 交流推广先进经验,工艺规程的定义及作用,根据生产类型有以下三种文件格式：1）工艺过程卡（表3-5）2）机械加工工艺卡（表3-6）3）机械加工工序卡（表3-7）,工艺规程的文件种类,返回,表3-5,返回,表3-6,返回,表3-7,制订工艺规程的前提 在制订工艺规程的之前需要做以下工作：1 对产品对象进行调查与分析2 调查本厂生产条件3 国家技术政策及同类产品的工艺。,工艺规程的制订步骤对产品进行调查与分析之后，按下列步骤制订工艺规程1 选定各表面的加工手段（机床、工艺装备）；2 将这些手段排成合理的程序（加工顺序）；3 确定各工序的定位基面；4 确定各工序的加工余量；5 计算必要的工艺尺寸；6 计算工时定额；7 填写工艺文件；8 对各工艺方案进行技术经济分析。,主要考虑以下因素：1 零件的材料及其力学性能2 生产类型3 零件的结构形状和外形尺寸,3.3 毛坯的选择,表3-8 几种常用铸造方法的比较与选用,表3-9 几种常用锻造方法 的比较与选用,一 基准定义 决定零件其它点、线、面位置的依据。二 基准分类 1 设计基准：零件图上确定其它点、线、面的位置,即标注尺寸的起点。（图3-6 a）2 工艺基准（制造基准）：1）度量基准：检测中使用的基准。（图3-6 b）,3.4.1 基准的定义与分类,返回,图3-6设计及准予测量基准,2）装配基准：3）定位基准:粗基准：精基准：基本精基准：（图3-7 a）辅助精基准：（图3-7 b）附加精基准：（图3-7 c）,图3-7 精基准实例,返回装配基准,1 若要保证加工面与不加工面的位置、尺寸要求，则应选择不加工面作粗基准。如图3-8所示。2 若要保证某重要表面加工余量均匀，则应选择该表面作粗基准。如图3-9所示，3 若零件多个面要加工，为保证各表面都有加工余量，应选余量小的面作粗基准。如图3-10所示。4 选作粗基准的表面应尽可能平整光滑，铸、锻件最好同箱同模面，使定位夹紧可靠。如图3-11所示,3.4.2 粗基准的选择原则,返回,图3-8,返回,图3-9,返回,图3-10 阶梯轴的粗基准,返回,图3-11,精基准的选择原则是：1 基准重合 即定位=设计。以减少定位误差。如图3-12所示，2 基准统一在尽可能多的工序中使用同一基准，以减少安装误差和夹具种类。如图3-13所示，3 互为基准 对于相互位置精度要求较高的表面,采用互为基准来加工，易于保证相互位置精度。如图3-14所示，4 自为基准对于须切除薄而均匀的余量的表面采用自为基准加工。如图3-15所示。,3.4.3 精基准的选择,返回,图3-12,返回,图3-13,返回,图3-14,返回,图3-15,加工方法大致可分为三大类：一 切削加工包括车削、铣削、刨削、磨削、拉削、钻孔、扩孔、铰孔、研磨、珩磨、抛光、超精加工、钳工及由它们组成的自动技术、数控技术、成组技术、组合机床、流水线、自动线。,3.5.1 现有工艺手段的分类及其特点,特点：以金属材料来制造机械零件，其主要加工手段仍然是切削加工，因切削加工精度高、质量好。切削加工以硬对硬（要切除余量，刀具必须比工件更硬）故带有根本的弊病，能耗大、资源利用率低，应尽量减少它。切削加工工序多、需要的设备多、投资大、生产率较低。,二 少、无切屑加工 精密铸造类：压力加工类：压力光整加工：新材料新属性：还有精密焊接，粘结技术，快速成形等。特点：采用以上方法都是为了减少切削加工。有的是精化毛 坯来减少机加工量；有的是无屑成形；有的是利用新材料、新属性直接制造零件。,常见的特种加工方法有：电火花加工、电解加工、激光加工、超声波加工、电子束加工、离子束加工、电磁加工、爆炸成型、水力切削等等。特点：属于非接触式加工，能以柔克刚，刀具硬度可低于工件的硬度。加工时不存在显著的机械力。不是依靠机械力和机械能，而是利用电能、电化学能、光能、热能等切除材料，能量密度高。切削原理在这些加工中不适用，不产生宏观切屑。加工能量易控制和转换，易自动化，加工范围广、适应性强。,三 特种工艺,返回,图3-16,返回,图3-17,图3-18 固体激光器,返回,1 超声波发生器 2 换能器3 振幅扩大棒4 磨料喷觜5 工件6 工具,返回,图3-19,一 选用的依据二 加工手段的组合 组合格式=A+B+C 式中A普通精度级（IT7-9，）；B精密级（）；C高精密级（IT5,Ra0.1以下）。,3.5.2 常用工艺手段的选用及组合,一 划分加工阶段的目的保证加工质量合理利用机床及早发现毛坯缺陷便于安排热处理,3.5.3 加工阶段的划分,二 加工阶段的划分粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段光整加工阶段,一 安排机加工顺序的原则 基面先行 先粗后精 先面后孔 先主后次一般格式：基面加工重要表面粗加工次要表面加工热处理基面修整重要表面精加工。,3.5.4 加工顺序的确定,退火和正火时效 淬火和调质。渗碳淬火和渗氮检验工序,二 热处理工序及其它工序的安排,一 机床的选择选择机床设备的原则是：1 机床的加工尺寸范围应与加工零件的外形尺寸相适应。2 机床的精度应与工序要求的精度相适应。3 机床的生产率应与零件的生产类型相适应。4 机床的选择还应与厂内现有设备相适应。5 采用数控机床加工的可能性。,3.6.1 机床和工艺装备的选择,1 夹具的选择 2 刀具的选择 3 量具的选择,二 工艺装备的选择,3.6.2 加工余量的确定本小节主要讲述了影响加工的因素及加工余量的确定方法:一 加工余量的概念每道工序切去的金属层厚度称为加工余量。从毛坯到成品的加工余量的总和称为总余量。,图3-20,图3-21,1 计算法 非对称加工 ZbTa+Ra+Ha+a+b 对称加工 2ZbTa+2（Ra+Ha）+2a+b 2 查表法 以工厂实践经验进行统计分析的数据制成的表格为依据，直接根据加工方法和工件尺寸查表(机械加工工艺人员手册)求出工序余量。广泛用于成批生产。3 估计法 根据工厂的经验估计而定。为了防止出废品，余量往往偏大。用于单件小批生产。,二、加工余量的确定方法,3.6.3 工序尺寸和公差的确定 以下三种情况需要计算工序尺寸和公差：1）某表面多次加工形成的工序尺寸。2）定位基准、测量基准与设计基准不重合。3）从尚需继续加工的表面标注尺寸。例如，某车床的主轴箱，材料为HT200，铸件精度2级，最大尺寸为850510。现在准备加工100Js6,Ra0.8的主轴孔。选定的加工方法为粗镗半精镗精镗浮动镗。试计算工序尺寸。计算列表如下：（见表3-8）,返回,表3-8,一 减少单件时间 1 减少基本时间Tj 1）提高切削用量 2）减少L，用多把刀具同时加工 3）合并工步与走刀 4）多件同时加工,3.7.1 提高生产率的措施,2 减少辅助时间Tf1）采用先进夹具快速装夹2）采用回转工作台、转位夹具3）采用主动检测、数显、数控 3 减少服务时间Tw1）提高刀具耐用度2)采用快换刀、自动换刀装置4 减少准备终结时间Tz 采用成组技术，把相似件组织起来生产，可减少准备终结时间。,二 采用先进工艺,1 精化毛坯制造2 无屑成形制造零件 3 采用特种工艺4 采用高效自动化加工,一 成本的概念 消耗+规定上缴利润=成本 国家定价-消耗=利润（+赚钱，-亏本）二 工艺成本的组成 工艺成本包括：可变费用和不变费用 1 可变费用V 2 不变费用C 3 工艺成本计算公式 全年工艺成本 E=VN+C 单件工艺成本 Ed=V+C/N 式中：N年产量，件/年。,3.7.2 工艺成本,