机械加工工掖葱抡规程的制定.ppt

第 1 章机械加工工艺规程的制定,本章提要,机械加工的目的是将毛坯加工成符合产品要求的零件。通常，毛坯需要经过若干工序才能转化为符合产品要求的零件。同一种机器零件，可以采用几种不同的工艺过程完成，但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最经济、最合理的。,本章所要解决的重点是:在现有的生产条件下如何采用经济有效的加工方法，并将若干加工方法以合理路径安排以获得符合产品要求的零件。学习本章，首先要掌握工序与安装、工位、工步、走刀、基准、生产过程与机械加工过程等概念，在此基础上将重点学习机械加工工艺规程的作用、内容及编制方法。,本章提要,1.1,1.2,机械加工工艺过程基本概念机械加工工艺规程的制定制定机械加工工艺过程的主要问题工艺尺寸链,内容提纲,1.3,1.4,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,生产过程：将原材料转变为成品所有相关劳动过程的总和。,一台产品的生产过程包括的内容有：原材料（或半成品、元器件、标准件、工具、工装、设备）的购置、运输、检验、保管；生产准备工作：如编制工艺文件，专用工装及设备的设计与制造等；毛坯制造；零件的机械加工及热处理；产品装配与调试、性能试验及产品包装、发运等。,生产过程=工艺过程+辅助过程,生产过程与工艺过程,1.1 机械加工工艺过程基本概念,生产过程：将原材料转变为成品所有相关劳动过程的总和。,生产过程与工艺过程,1.1 机械加工工艺过程基本概念,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、装配等工艺过程。本门课程只研究机械加工工艺过程和装配工艺过程；铸造、锻造、冲压、焊接、热处理等工艺过程是材料成型技术课程的研究对象。,工艺过程：在生产过程中凡直接改变生产对象的尺寸、形状、性能(包括物理性能、化学性能、机械性能等)以及相对位置关系的过程。,生产过程与工艺过程,1.1 机械加工工艺过程基本概念,机械加工工艺过程：用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能等，使之变为合格零件的过程。机器的装配工艺过程：将零件装配成机器的过程。工艺规程：工艺过程的内容用表格的形式规定下来就是工艺规程。,生产过程与工艺过程,1.1 机械加工工艺过程基本概念,机械加工过程=N个工序 工序=p 工步 工步=q 走刀,机械加工工艺过程的组成,1.1 机械加工工艺过程基本概念,机械加工工艺过程：用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能等，使之变为合格零件的过程。,工序：是指一个（或一组）工人在同一个工作地对一个（或同时对几个）工件连续完成那一部分工艺过程。区分工序的主要依据是工人和工作地点不变，工作对象不变，工作连续。只要其中任意一个因素发生变动，则视为不同工序。工序是组成工艺过程的基本单元。工序数目和工艺过程的确定与零件的技术要求、生产规模、现有工艺条件等有关，如阶梯轴零件加工。工艺路线：仅列出主要工序名称的简略工艺过程的简称。,机械加工工艺过程的组成,1.1 机械加工工艺过程基本概念,大批大量生产工艺过程,机械加工工艺过程的组成,1.1 机械加工工艺过程基本概念,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,单件小批生产工艺过程,机械加工工艺过程的组成,1.1 机械加工工艺过程基本概念,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,机械加工工艺过程的组成,1.1 机械加工工艺过程基本概念,机械加工工艺过程的组成,1.1 机械加工工艺过程基本概念,工步：在被加工表面、切削用量、切削刀具均不变的情况下所完成的那部分工艺内容。工步是构成工序的基本单元，其实质是工序的加工内容。由人和（或）设备连续完成的工序，该部分工序不改变工件的形状、尺寸和表面粗糙度，但它是完成工步所必需的，称为辅助工步，如更换刀具等。当同时对一个零件的几个表面进行加工时，则为复合工步。,机械加工工艺过程的组成,1.1 机械加工工艺过程基本概念,复合工步,机械加工工艺过程的组成,1.1 机械加工工艺过程基本概念,当同时对一个零件的几个表面进行加工时，则为复合工步。,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,工作行程：加工工具在加工表面上加工一次所完成的工步部分，又称一次走刀。走刀是构成工艺过程的最小单元。,机械加工工艺过程的组成,1.1 机械加工工艺过程基本概念,安装：工件每装夹一次所完成的那部分工艺内容。安装是工序的一部分，每一个工序可能有一个安装，也可能有多个安装。在同一工序中，安装次数应尽量少，既可以提高生产效率，又可以减少由于多次安装带来的加工误差。工位：工件在每一个加工位置上所完成的那部分工艺内容。如回转工作台或转位夹具等，采用多工位加工，可以提高生产率和保证被加工表面间的相互位置精度。,机械加工工艺过程的组成,1.1 机械加工工艺过程基本概念,多工位加工,机械加工工艺过程的组成,1.1 机械加工工艺过程基本概念,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,螺栓的机械加工工艺过程,机械加工工艺过程的组成,1.1 机械加工工艺过程基本概念,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,生产类型及其工艺特点,1.1 机械加工工艺过程基本概念,机械产品制造工艺过程取决于企业的生产类型，而企业的生产类型又由企业的生产纲领决定。,生产纲领：是企业在计划期内应当生产的产品产量。某零件的年生产纲领就是包括备品和废品在内的年产量：N=Qn(1+a%)(1+b%)(件/年)N-零件的年生产纲领，n-每台产品中该零件的数量，a%-备品率，b%-废品率生产类型对工厂的生产过程和生产组织起决定性的作用。生产类型：企业(或车间、工段、班组、工作地)生产专业化程度的分类，分为单件生产、成批生产和大量生产。,生产类型及其工艺特点,1.1 机械加工工艺过程基本概念,生产类型分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。（1）单件生产：产品品种繁多，每种产品仅生产一件或数件，工作地的加工对象经常改变。重型机器、大型船舶的制造和新产品的试制属于这种生产类型。（2）成批生产：产品品种较多，同一产品分批生产。通用机床的制造往往属于这种生产类型。一次投入生产的同一产品（或零件）的数量称为生产批量。根据批量的大小，成批生产又可分为小批生产、中批生产、大批生产。就工艺过程的特点而言，小批生产与单件生产类似，大批生产与大量生产类似。（3）大量生产：产品品种单一而固定，工作地长期进行一个零件某道工序的加工。汽车、拖拉机、轴承、缝纫机、自行车等的制造属于这种生产类型。,生产类型及其工艺特点,1.1 机械加工工艺过程基本概念,各种生产类型的工艺过程特点,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,生产类型及其工艺特点,1.1 机械加工工艺过程基本概念,各种生产类型的工艺过程特点,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,生产类型及其工艺特点,1.1 机械加工工艺过程基本概念,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,1.2.1 机械加工工艺规程的作用,1.2 机械加工工艺规程的制定,工艺规程：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。机械加工工艺规程：规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。,1.2.1 机械加工工艺规程的作用,1.2 机械加工工艺规程的制定,工艺文件：指导工人操作和用于生产、工艺管理等的各种技术文件。单件小批生产由于分工较粗，所以其机械加工工艺规程可以相对较为简单，通常只说明零件的加工工艺路线，填写工艺过程卡（见表1-7）。大批大量生产要求有细致规范的组织工作，因此需要有详细的机械加工工艺规程。除了工艺过程卡外，还应有相应的加工工序卡（见表1-8）。中小批量生产常采用机械加工工艺卡（见表1-9），其详细程度介于工艺过程卡和加工工序卡之间。,1.2.1 机械加工工艺规程的作用,1.2 机械加工工艺规程的制定,机械加工工艺规程是在总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必要的工艺试验制定的，反映了加工中的客观规律。,指导生产的主要技术文件；是生产组织和生产管理的依据；是新建或扩建工厂或车间主要技术资料。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。,1.2.2 制定工艺规程的原则、原始资料及步骤,1.2 机械加工工艺规程的制定,1制定原则1）技术上的先进性2）技术上的可行性3）经济上的合理性4）劳动条件的良好性,1.2.2 制定工艺规程的原则、原始资料及步骤,1.2 机械加工工艺规程的制定,2原始资料制定工艺规程时，一般应具备以下资料：（1）被加工零件的零件图，包括必要的部件图和总装图。（2）零件的验收质量标准。（3）零件的生产纲领和投产批量。（4）毛坯材料和毛坯生产条件。（5）现有的生产条件和资料，包括设备的规格、数量、性能、精度等级，以及工人的技术水平、专用设备和工装的设计制造能力等。（6）国内外同类产品的有关工艺资料。（7）各种相关手册、标准及指导性文件。,1)熟悉产品的性能、用途、工作条件;2)检查尺寸、视图、技术要求是否完整齐全;3)审查各项技术要求是否合理;4)审查零件材料选用是否合理;5)审查零件的结构工艺性,（1）研究产品的装配图和零件图，进行工艺分析,1.2.2 制定工艺规程的原则、原始资料及步骤,1.2 机械加工工艺规程的制定,3基本步骤,(a)弹簧吊耳内侧面的粗糙度Ra3.2可以改为Ra25，这样在铣削加工时可以增大进给量，提高加工效率；(b)方头销的小孔2为配作，当材料T8A淬硬到HRC5560时，由于长度较短，整个零件势必全部淬硬，造成该小孔难以加工。可考虑改用材料20Cr。,（1）研究产品的装配图和零件图，进行工艺分析,1.2.2 制定工艺规程的原则、原始资料及步骤,1.2 机械加工工艺规程的制定,3基本步骤,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,零件的结构工艺性:指所设计的零件结构在满足使用要求的前提下,制造的可行性和经济性。具有相对性。,1.2.2 制定工艺规程的原则、原始资料及步骤,1.2 机械加工工艺规程的制定,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,1.2.2 制定工艺规程的原则、原始资料及步骤,1.2 机械加工工艺规程的制定,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,1.2 机械加工工艺规程的制定,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,1.2.2 制定工艺规程的原则、原始资料及步骤,1.2 机械加工工艺规程的制定,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,（2）确定生产类型制定工艺规程时，必须首先根据零件的生产纲领确定其生产类型，才能使制定的工艺规程与生产类型相适应，以取得良好的经济效益。,1.2.2 制定工艺规程的原则、原始资料及步骤,1.2 机械加工工艺规程的制定,3基本步骤,（3）熟悉或确定毛坯毛坯的形状和尺寸越接近成品零件即毛坯精度越高，则零件的机械加工劳动量越小，材料消耗越少，因而机械加工的生产率提高，成本降低。但这样可能造成毛坯制造费用的提高。应根据零件的材料及机械性能、零件的结构形状及外形尺寸、生产纲领和生产条件等多方面因素综合考虑毛坯种类及其制造方法。,1.2.2 制定工艺规程的原则、原始资料及步骤,1.2 机械加工工艺规程的制定,3基本步骤,（4）拟订工艺路线,主要内容包括：选择定位基准，确定各表面加工方法，划分加工阶段，划分工序、确定工序顺序等。在拟定工艺路线时，需同时提出几种可能的加工方案，然后通过技术、经济的对比分析,最后确定一种最为合理的工艺方案。,1.2.2 制定工艺规程的原则、原始资料及步骤,1.2 机械加工工艺规程的制定,3基本步骤,（5）确定各工序所用机床设备和工艺装备，对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书。,1.2.2 制定工艺规程的原则、原始资料及步骤,1.2 机械加工工艺规程的制定,3基本步骤,选择机床设备的原则如下：（1）机床的主要规格尺寸应与被加工零件的外形轮廓尺寸相适应；（2）机床的精度应与工序要求的加工精度相适应；（3）机床的生产率应与被加工零件的生产类型相适应；（4）机床的选择应适应工厂现有的设备条件。,（5）确定各工序所用机床设备和工艺装备，对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书。,1.2.2 制定工艺规程的原则、原始资料及步骤,1.2 机械加工工艺规程的制定,3基本步骤,选择工艺装备的原则。1）夹具的选择。单件小批生产，应尽量选用通用工具，为提高生产率可积极推广和使用成组夹具或组合夹具。大批大量生产可采用高效的液压、气动等专用工具。夹具的精度应与工件的加工精度要求相适应。2）刀具的选择。一般采用通用刀具或标准刀具，必要时也可采用高效复合刀具及其他专用刀具。刀具的类型、规格和精度应符合零件的加工要求。（3）量具的选择。单件小批量生产应采用通用量具，大批大量生产应采用各种量规和一些高效的检验工具。选用的量具精度应与零件的加工精度相适应。,（6）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。（7）确定各工序的技术要求及检验方法。（8）确定各工序的切削用量和工时定额。（9）编制工艺文件。,1.2.2 制定工艺规程的原则、原始资料及步骤,1.2 机械加工工艺规程的制定,3基本步骤,制定机械加工工艺过程需要考虑的问题很多，本节只讨论毛坯的确定、基准选择、工艺路线拟定、加工余量确定和工艺尺寸计算问题。,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,1.3.1 确定毛坯,选择毛坯，主要是确定毛坯的种类、制造方法及其制造精度。毛坯的形状、尺寸越接近成品，切削加工余量就越少，从而可以提高材料的利用率和生产效率，然而这样往往会使毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，从而增加毛坯的制造成本。所以选择毛坯时应从机械加工和毛坯制造两方面出发，综合考虑以获得最佳效果。,1.3.1 确定毛坯,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,1.3.1 确定毛坯,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,1毛坯的种类,1）铸件（1）砂型铸造的铸件。它又有木模手工造型（生产效率低，适用于单件小批生产或大型零件的铸造）和金属模机器造型之分（生产效率高，铸件精度也高，但设备费用高，铸件的重量也受限制，适用于大批量生产的中小型铸件）。（2）金属型铸造铸件，它适用于大批量生产中的尺寸不大的有色金属铸件。（3）离心铸造铸件，它适用于批量较大的黑色金属和有色金属的旋转体铸件。（4）压力铸造铸件，它适用于批量较大的形状复杂、尺寸较小的有色金属铸件。（5）精密铸造铸件，一般用来铸造形状复杂的铸钢件。,1.3.1 确定毛坯,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,1毛坯的种类,2）锻件锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯，其锻造方法有自由锻和模锻两种。自由锻造锻件适用于单件小批生产及大型锻件。模锻件主要适用于批量较大的中小型零件。,1.3.1 确定毛坯,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,1毛坯的种类,3）焊接件焊接件是根据需要将型材或钢板焊接而成的毛坯件，它制作方便、简单，但需要经过热处理才能进行机械加工，适用于单件小批生产中制造大型毛坯。其优点是制造简便、加工周期短、毛坯质量小；缺点是焊接件抗振动性差，机械加工前需经过时效处理以消除内应力。,1.3.1 确定毛坯,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,4）冲压件冲压件是通过冲压设备对薄钢板进行冷冲压加工而得到的零件，它可以非常接近成品要求，冲压零件可以作为毛坯，有时还可以直接成为成品。冲压件的尺寸精度高。它适用于批量较大而零件厚度较小的中小型零件。,1毛坯的种类,1.3.1 确定毛坯,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,1毛坯的种类,5）型材型材主要通过热轧或冷拉而成。热轧的精度低，价格较冷拉的便宜，用于一般零件的毛坯。冷拉的尺寸小，精度高，易于实现自动送料，但价格昂贵，多用于批量较大且在自动机床上进行加工的情形。按其截面形状不同，型材可分为圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢以及其他特殊截面的型材。,1.3.1 确定毛坯,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,1毛坯的种类,6）冷挤压件冷挤压件是在压力机上通过挤压模挤压而成的，其生产效率高。冷挤压毛坯精度高，表面粗糙度值小，可以不再进行机械加工，但要求材料塑性好，主要为有色金属和塑性好的钢材。适用于大批量生产中制造形状简单的小型零件。,1.3.1 确定毛坯,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,1毛坯的种类,7）粉末冶金件粉末冶金件是以金属粉末为原料，在压力机上通过模具压制成型后经高温烧结而成。其生产效率高，零件的精度高，表面粗糙度值小，一般可不再进行精加工，但金属粉末成本较高，适用于大批大量生产中压制形状较简单的小型零件。,1.3.1 确定毛坯,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,2毛坯选择应考虑的因素,1）零件的材料及其力学性能 当零件的材料选定以后，毛坯的类型就大体确定了。例如，材料为铸铁的零件，自然应选择铸造毛坯；而对于重要的钢质零件，力学性能要求高时，可选择锻造毛坯。2）零件的结构和尺寸 形状复杂的毛坯常采用铸件，但对于形状复杂的薄壁件，一般不能采用砂型铸造；对于一般用途的阶梯轴，如果各段直径相差不大、力学性能要求不高时，可选择棒料做毛坯，倘若各段直径相差较大，为了节省材料，应选择锻件。,1.3.1 确定毛坯,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,2毛坯选择应考虑的因素,3）生产类型 当零件的生产批量较大时，应采用精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，这时毛坯制造增加的费用可由材料减少的费用以及机械加工减少的费用来补偿。4）现有生产条件 选择毛坯类型时，要结合本企业的具体生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力、外协的可能性等。5）充分考虑利用新技术、新工艺和新材料的可能性 为了节约材料和能源，减少机械加工余量，提高经济效益，只要有可能，就必须尽量采用精密铸造、精密锻造、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等新工艺、新技术和新材料。,1.3.1 确定毛坯,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,3确定毛坯时的几项工艺措施,加工毛坯时，由于一些零件形状特殊，安装和加工不大方便，必须采取一定的工艺措施才能进行机械加工。,1）工艺搭子的设置 为了便于安装，有些铸件毛坯需铸出凸台，即所谓的工艺搭子。,工艺搭子,1.3.1 确定毛坯,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,3确定毛坯时的几项工艺措施,2）整体毛坯的采用在机械加工中，有时会遇到如磨床主轴部件中的三瓦轴承、发动机的连杆和车床的开合螺母等零件。为了保证这类零件的加工质量和加工时方便，常做成整体毛坯，加工到一定阶段后再切开。,连杆整体毛坯,1.3.1 确定毛坯,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,3确定毛坯时的几项工艺措施,3）合件毛坯的采用 为了便于加工过程中的装夹，对于一些形状比较规则的小形零件，如T形键、扁螺母、小隔套等，应将多件合成一个毛坯，待加工到一定阶段后或者大多数表面加工完毕后，再加工成单件。,扁螺母整体毛坯及加工,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,1.3.1 确定毛坯,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,4毛坯图的绘制,绘制毛坯图，是在零件图的基础上，在相应的加工表面上加上毛坯余量。但绘制时还要考虑毛坯的具体制造条件，如铸件上的孔、锻件上的孔和空挡、法兰等的最小铸出和锻出条件；铸件和锻件表面的起模斜度（拔模斜度）和圆角；分型面和分模面的位置等。在毛坯图中用双点画线表示出零件的表面，以区别加工表面和非加工表面。,在讨论工件的表面位置精度或误差时，总是相对工件本身的其他一些表面（点、线）而言，因此后者就成为研究表面位置精度或误差的出发点，即所谓基准。基准：是确定生产对象上的某些点、线、面的位置所依据的那些点、线、面。,1基准的概念与分类,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,1基准的概念与分类,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,1基准的概念与分类,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,工序基准,工序图上用来确定本工序加工表面的尺寸和位置时所依据的基准。,A为加工面，本工序要求为A对B的尺寸H和A对B的平行度(当没有特殊标注时，平行度要求包括在H的尺寸公差范围内)，因此外圆下母线B为工序基准。,键槽的工序基准包括凸肩面A和外圆下母线B，还有外圆表面的轴向对称面D。,1基准的概念与分类,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,加工表面为孔，要求其中心线与A面垂直，并与B、C面有尺寸要求，因此表面A、B、C均为本工序的工序基准。,工序基准,工序图上用来确定本工序加工表面的尺寸和位置时所依据的基准。,1基准的概念与分类,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,经过机械加工的定位基准。,未经机械加工的定位基准，亦即第一道工序采用的定位基准。,粗基准,精基准,辅助基准,根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。,在制定零件工艺规程时总是考虑选择怎样的精基准把各个面加工出来，而后考虑选择怎样的粗基准把精基准加工出来。,1基准的概念与分类,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,1基准的概念与分类,右图为根据不同工序要求测量已加工平面位置时所使用的两个不同的测量基准。右上图为小圆的上母线，右下图为大圆的下母线。,测量基准,在测量工件已加工表面的尺寸和位置时所依据的基准。,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,装配基准,在机器装配时，确定零件在部件或产品中的位置时所依据的基准。,齿轮以其内孔及一端面装配到与其配合的轴上，因此齿轮内孔A及端面B即为装配基准；主轴箱部件装配时，以其底面M和小侧面N与床身的相应面接触，确定主轴箱部件在车床上的相对位置，因此M和N为主轴箱部件的装配基准。,1基准的概念与分类,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,分析基准时需注意：,作为基准的点、线、面在工件上不一定存在，如中心、对称面或对称线等。体现工艺基准的具体表面称为基面。作为基准，可以是没有面积的点和线，但体现该基准具体表面总是有一定面积的。对表面位置精度的关系同样具有基准问题。基准不重合，产生定位误差。,1基准的概念与分类,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,定位误差：由于定位不准而造成某一工序在工序尺寸(通常指加工表面对工序基准的距离尺寸)或位置要求方面的误差。基准不重合误差：工序基准相对定位基准的理想位置在工序尺寸要求方向上的最大位置变动量。基准不重合误差只有在采用调整法加工时才会产生，在试切法加工中不会产生。,2基准不重合误差,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,设e面已加工好，今在铣床上用调整法加工f面和g面。在加工f面时若选e面为定位基准，则f面的设计基准和定位基准都是e面，基准重合，没有基准不重合误差，尺寸A的制造公差为TA。,2基准不重合误差,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,加工g面时，定位基准有两种不同的选择方案：方案：加工时选用f面作为定位基准，定位基准与设计基准重合，没有基准不重合误差，尺寸B的制造公差为TB；但这种定位方式的夹具结构复杂，夹紧力的作用方向与铣削力方向相反，不够合理，操作也不方便。,2基准不重合误差,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,方案：是选用e面作为定位基准来加工g面，此时，工序尺寸C是直接得到的，尺寸B是间接得到的，由于定位基准e与设计基准f不重合而给g面加工带来的基准不重合误差等于设计基准f面相对于定位基准e面在尺寸B方向上的最大变动量TA。,2基准不重合误差,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,一次安装加工两孔A和B，孔B在X方向定位基准C与设计基准A不重合，基准不重合误差为联系尺寸22的公差0.2,2基准不重合误差,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,定位误差仅出现在调整法加工当中；定位误差应控制在工序公差的1/31/5之内；基准不重合误差不仅指定位过程而言，对度量也有类似的情况；各表面的位置精度也同于尺寸关系。,分析定位误差时需注意：,2基准不重合误差,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,3定位基准的选择原则,经过机械加工的定位基准。,未经机械加工的定位基准，亦即第一道工序采用的定位基准。,粗基准,精基准,辅助基准,根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。,合理选择定位基准对保证加工精度和确定加工顺序都有着决定性的影响，是制定工艺过程中需解决的首要问题。基准的选择实际上就是基面的选择问题。,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,在选择定位基准时一般都是先根据零件的加工要求选择精基准，然后再考虑用那一组表面作粗基准才能把精基准加工出来。选择精基准重点考虑如何减少误差，提高定位精度。一般应遵循以下几项原则：（1）基准重合原则 应尽可能选择所加工表面的工序基准为精基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。,1)精基准的选择原则:基准重合、统一基准、互为基准、自为基准,3定位基准的选择原则,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,（2）统一基准原则 应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的表面，以保证所加工的各个表面之间具有正确的相对位置关系。优点：简化夹具设计，以减少工件搬动和翻转次数，在数控机床中有广泛应用。缺点：基准不重合,1-4 制定机械加工工艺过程的主要问题,一、基准的选择,3定位基准的选择原则,1)精基准的选择原则:基准重合、统一基准、互为基准、自为基准,（3）互为基准原则 当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准的方法进行加工。,1)精基准的选择原则:基准重合、统一基准、互为基准、自为基准,采用互为基准磨内孔和外圆,3定位基准的选择原则,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,（4）自为基准原则 一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为精基准进行加工。目的：减小表面粗糙度，减小加工余量和保证加工余量均匀,1)精基准的选择原则:基准重合、统一基准、互为基准、自为基准,3定位基准的选择原则,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,工件加工的第一道工序所用基准都是粗基准,粗基准选择得正确与否，不但与第一道工序的加工有关，而且还将对该工件加工的全过程产生重大影响。粗基准影响：位置精度、各加工表面的余量大小（均匀？足够？）重点考虑：如何保证各加工表面有足够余量，使不加工表面和加工表面间的尺寸、位置符合零件图要求。,2)粗基准的选择原则,3定位基准的选择原则,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,（1）保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则 被加工零件上如需保证不加工表面与加工面的位置要求，则应选不加工面作粗基准，这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有一定的相对位置关系。若有多个不需加工的表面，则以其中与加工面位置精度要求较高的表面作为粗基准。,2)粗基准的选择原则,3定位基准的选择原则,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,2)粗基准的选择原则,以外圆为粗基准加工：孔的余量不均，但加工后壁厚均匀；以内圆为粗基准加工：孔的余量均匀，但加工后壁厚不均。,(1)保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则,3定位基准的选择原则,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,拨叉加工:由于22和40外圆同轴，因此在钻22孔时应选择40圆作粗基准。可以选择多个加工面作为粗基准时，应首选加工余量较小的面。,2)粗基准的选择原则,(1)保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则,3定位基准的选择原则,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,（2）合理分配加工余量的原则 从保证重要表面加工余量均匀考虑，应选择重要表面作粗基准，床身加工就是一个很好的实例。,2)粗基准的选择原则,床身导轨面不仅精度高，而且导轨表面要有均匀的金相组织和较高的耐磨性，这就要求导轨面的加工余量较小且均匀，因此应以导轨面作为粗基准加工床身的底平面，在以底平面为精基准加工导轨面。,3定位基准的选择原则,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,3定位基准的选择原则,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,(3)便于装夹的原则 为使工件定位稳定，夹紧可靠，要求所选用的粗基准尽可能平也光洁,不允许有锻造飞边、铸造浇冒口切痕或其他缺陷,并有足够的支承面积。(4)粗基准一般不得重复使用的原则 粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间的位置误差会相当大，所以，粗基准一般不得重复使用。,2)粗基准的选择原则,3定位基准的选择原则,1.3.2 定位基准选择,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,拟订工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，需顺序完成以下几个方面的工作。1、选择定位基准 2、表面加工方法的选择 3、机床设备与工艺装备的选择 4、加工阶段的划分 5、工序的划分 6、工序顺序的安排,1.3.3 工艺路线的拟定,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,概念：经济精度 不同的加工方法如车、磨、刨、铣、钻、镗等，其用途各不相同，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。某种加工方法的经济加工精度：是指在正常的工作条件下（包括完好的机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技术等级、标准的耗用时间和生产费用）所能达到的加工精度。,1加工方法的选择,1.3.3 工艺路线的拟定,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,在I段，当零件加工精度要求很高时，零件成本将要提高很多，甚至成本再提高，其精度也不能再提高了，存在着一个极限的加工精度。,在III段，虽然精度要求很低，但成本也不能无限降低，其最低成本的极限值为S。,在II段，加工方法与加工精度是相互适应的，加工误差与成本基本上是反比关系，可以较经济地达到一定的精度。,1加工方法的选择,1.3.3 工艺路线的拟定,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,刘传绍等.机械制造工艺学配套课件.电子工业出版社制作：郑建新,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。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。,1加工方法的选择,1.3.3 工艺路线的拟定,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,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。,1加工方法的选择,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。在选择加工方法时，首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定它的最终工序方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。,1.3.3 工艺路线的拟定,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,例题：要求孔的加工精度为 IT7级，粗糙度Ra1.60.8m，确定孔的加工方案。,钻一扩一粗铰一精铰,粗镗一半精镗一精镗,粗镗一半精镗一粗磨,钻(扩)一拉,方案用得最多，在大批大量生产中常用在自动机床或组合机床上，在成批生产中常用在立钻、摇臂钻、六角车床等连续进行各个工步加工的机床上。该方案一般用于加工小于80mm的孔径，工件材料为未淬火钢或铸铁，不适于加工大孔径，否则刀具过于笨重。,方案用于加工毛坯本身有铸出或锻出的孔，但其直径不宜太小，否则因镗杆太细容易发生变形而影响加工精度，箱体零件的孔加工常用这种方案。,方案适用于淬火的工件。,方案适用于成批或大量生产的中小型零件，其材料为未淬火钢、铸铁及有色金属。,1加工方法的选择,1.3.3 工艺路线的拟定,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,根据零件的技术要求划分加工阶段。分以下几个阶段：粗加工阶段：在此阶段主要是尽量切除大部分余量，主要考虑生产率。半精加工阶段：在此阶段主要是为主要表面的精加工做准备，并完成次要表面的终加工（钻孔、攻丝、铣键槽等）。精加工阶段：在此阶段主要是保证各主要表面达到图纸要求，主要任务是保证加工质量。光整加工阶段：在此阶段主要是为了获得高质量的主要表面和尺寸精度。,2加工阶段的划分,1.3.3 工艺路线的拟定,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,保证零件加工质量（因为工件有内应力变形、热变形和受力变形，精度、表面质量只能逐步提高）；有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理；有利于合理利用机床设备。便于穿插热处理工序：穿插热处理工序必须将加工过程划分成几个阶段，否则很难充分发挥热处理的效果。此外，将工件加工划分为几个阶段，还有利于保护精加工过的表面少受磕碰损坏。,2加工阶段的划分,划分加工阶段的目的：,1.3.3 工艺路线的拟定,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,在制定工艺过程中，为便于组织生产、安排计划和均衡机床的负荷，常将工艺过程划分为若干个工序。划分工序时有两个不同的原则：即工序的集中和工序的分散。,3工序的划分与安排,1.3.3 工艺路线的拟定,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,3工序的划分与安排,1.3.3 工艺路线的拟定,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,工序集中：工序中加工表面内容多。形式组织集中：多装夹、多工步、多换刀加工多个表面，由工人具体操作实现。机械集中：多工位的、机构自动化的、高效机床是发展方向。特点设备、人员、占地、工时、运量、路线、装夹“数少”，有利生产管理和保证位置精度。机械集中，机床设、制、调、修费事准备量大，适用批量生产。组织集中：劳动强度大、要求操作技术高、效低，适用单件小批生产。,3工序的划分与安排,1.3.3 工艺路线的拟定,1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题,工序分散：每道工序加工面少。特点：设备、人员、占地、工时、运量、路线、装夹“多”。每台设备操作、生产准备、制造调整容易简单。劳动强度低、操作水平要求低。采用普通机床加简单工装，容易变换产品。整个工艺准备量