《机制工艺基本概念》PPT课件.ppt

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1、第一节 基本概念,一、生产过程和生产系统的概念,二、工艺过程及其组成,三、生产纲领、生产类型及其工艺特征,四、获得加工精度的方法和工件的装夹方式,生产过程和生产系统的概念,五、工艺规程的概念、作用、类型及格式,六、工艺规程制订工艺规程的基本要求、主要依据和制订步骤,生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。对机械制造而言，全过程包括下列过程：1）原材料、半成品和成品（产品）的运输和保管。2）生产和技术准备工作。如产品的开发和设计、工艺设计、专用工艺装备的设计和制造、各种生产资料的准备以及生产组织等方面的准备工作。3）毛坯制造。如铸造、锻造、冲压和焊接等。4）零件的机械加工、热处理和其它表面处理。

2、5）部件和产品的装配、调整、检验、试验、油漆和包装等。由上述过程可以看出，机械产品的生产过程是相当复杂的。用系统的观点看待生产过程的各个环节及它们之间 的关系，将生产过程 看成一个具有输入和输出的的生产系统。,生产过程和生产系统的概念,工艺过程及其组成,（一）工艺过程的概念 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。它是生产过程中的主要部分。采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程（以下简称为工艺过程）。,工艺过程及其组成,（二）工艺过程的组成 机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的

3、，而工序又可分为安装、工位、工步和走刀。毛坯依次通过这些工序就成为成品。,工序安装工位工步走刀,工艺过程及其组成,工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划的基本单元一个或一组工人，在一个工作地对同一个地同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序划分工序的主要依据是工作地否变动和工作是否连续,工艺过程及其组成,工件在加工前，先要把工件放准。确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程称为定位。工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作称为夹紧。将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程称为装夹。工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。在一道工序中，工件可

4、能被装夹一次或多次，才能完成加工。工件在加工中，应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹，就会增加装夹的时间，还会增加装失误差。,工艺过程及其组成,为了减少工件的装夹次数，常采用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具，使工件在一次装夹中，先后处于几个不同的位置进行加工。为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。如图,工艺过程及其组成,4工步在加工表面（或装配时的连接表面）和加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序称为工步。如表11中的工序1，每个安装中都有车端面、钻中心孔两个工步。为简化工艺文

5、件，对于那些连续进行的若干个相同的工步，通常都看作一个工步。例如，加工图13所示的零件。在同一工序中，连续钻四个15mm的孔，就可看作一个工步。为了提高生产率，用几把刀具同时加工几个表面，这也可看作一个工步，称为复合工步。如图12铣端面、钻中心孔，每个工位都是用两把刀具同时铣两端面或钻两端中心孔，它们都是复合工步。,工艺过程及其组成,5走刀在一个工步内，若被加工表面需切去的金属层很厚，就可分几次切削，每切削一次为一次走刀。,三、生产纲领、生产类型及其工艺特征,生产类型生产纲领,（一）生产纲领生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期常定为1年，所以上产纲领也称年产量。零件的

6、生产纲领要计入备品和废品的数量，可按下式计算；式中 N零件的年产量，单位为件年；Q产品的年产量，单位为台年 n每台产品中，该零件的数量，单位为件台 a备品的百分率；废品的百分率。,生产类型生产纲领,（二）生产类型生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型。1单件生产产品品种很多，同一产品的产量很少，各个工作地的加工对象经常改变，而且很少重复生产。例如，重型机械制造、专用设备制造和新产品试制都属于单件生产。2大量生产产品的产量很大，大多数工像地按照一定的生产节拍（在流水生产中，相继完成两件制品之间的时间间隔）进行某种零件的某道

7、工序的重复加工。例如，汽车、拖拉机、自行车、缝纫机和手表的制造常属大量生产。,生产类型生产纲领,3成批生产 一年中分批轮流地制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，工作地的加工对象周期性地重复。例如，机床、机车、电机和纺织机械的制造常属成批生产。每一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量称为生产批量，简称批量。批量可根据 零件的年产量及一年中的生产批数计算确定。一年的生产批数根据用户的需要、零件的特征、流动资金的周转、仓库容量等具体情况确定。按批量的多少，成批生产又可分为小批、中批和大批生产三种。在工艺上，小批生产和单件生产相似，常合称为单件小批生产；大批生产和大量生产相似，常合称为大批大

8、量生产。,生产类型生产纲领,生产类型的具体划分，可根据生产钢领和产品及零件的特征或工作地每月担负的工序数，参考表13确定,生产类型生产纲领,统计表明，目前我国机械工业中，批量为10200件的零件约占生产零件种类总数的70。随着科学技术和生产技术的进步，产品更新换代的周期越来越短，产品的品种规格将会不断增加。因此，多品种、小批量生产在今后不仅不会减少，而且还有增长的趋势。,生产类型生产纲领,（三）工艺特征生产类型不同，产品和零件的制造工艺、所用设备及工艺装备、采取的技术措施、达到的技术经济效果等也不同，各种生产类型的工艺特征可归纳成表15。在制订零件机械加工工艺规程时，先确定生产类型，再分析该生

9、产类型的工艺特征，以使所制订的工艺观穆正确合理。,见表1-5,生产类型生产纲领,四、获得加工精度的方法和工件的装夹方式,获得加工精度的方法,1、获得形状精度的方法,2、获得尺寸精度的方法,刀尖轨迹法 仿形法 成形法 展成法（滚切法）,试切法调整法定尺寸刀具法主动测量法自动控制法,3、获得位置要求的方法,用夹具装夹 找正装夹,获得加工精度的方法,1刀尖轨迹法 依靠刀尖的运动轨迹，获得形状精度的方法称为刀尖轨迹法。刀尖的运动轨迹取决于刀具和工件的相对成形运动，因而所获得的形状精度取决于成形运动的精度。普通车削、铣削、刨削和磨削等均属刀尖轨迹法。,获得加工精度的方法,2仿形法 刀具按照仿形装置进给对

10、工件进行加工的方法称为仿形法。访形传所得到的形状精度取决于仿形装置的精度及其它成形运动精度。仿形车、仿形铣等均属仿形法加工。,获得加工精度的方法,3成形法 利用成形刀具对工件进行加工的方法称为成形法。成形刀具替代一个成形运动。成形法所获得的形状精度取决于成形刀具的形状精度和其它成形运动精度。用成形刀具或砂轮的车、铣、刨、磨、拉等都属成形法。,获得加工精度的方法,4展成法（滚切法）利用工件和刀具作展成切削运功进行加工的方法称为展成法。展成法所得被加工表面是刀刃和工件作展成运动过程中所形成的包络面，刀刃形状必须是被加工面的共轭曲线。它所获得的精度取决于刀刃的形状和展成运动的精度等。滚齿、插齿、磨齿

11、、滚花键等均属展成法。,获得加工精度的方法,1试切法 通过试切-测量-调整-再试切，反复进行刻被加工尺寸达到要求为止的加工方法称为试切法。试切法的生产率低，但它不需复杂的装置，加工精度取决于工人的技术水平，故常用于单件小批生产。,获得加工精度的方法,2调整法先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件被加工尺寸的方法称为调整法。影响调整法精度的因素有：测量精度、调整精度、重复定位精度等。当生产批量较大时，调整法有较高的生产率。调整法对调整工的要求高，对机床操作工的要求不高。常用于成批生产和大量生产。,获得加工精度的方法,3定尺寸刀具法 用刀具的相应

12、尺寸来保证工件被加工部位尺寸的方法称为定尺寸刀具法。影响尺寸精度的因素有：刀具的尺寸精度、刀具与工件的位置精度等。当尺寸精度要求较高时，常用浮动刀具进行加工，就是为了消除刀具与工件的位置误差的影响。定尺寸刀具法操作方便，生产率较高，加工精度也较稳定。钻头、铰刀、多刃镇刀块等加工孔均属走尺寸刀具法，应用于各种生产类型。拉刀拉孔也属定尺寸刀具法，应用于大中批生产和大量生产。,获得加工精度的方法,4主动测量法在加工过程中，边加工边测量加工尺寸，并将所测结果与设计要求的尺寸比较后，或使机床继续工作，或使机床停止工作，这就称为主动测量法。目前，主动测量中的数值已经可用数字显示。主动测量法把测量装置加入到

13、工艺系统（机床、刀具、夹具和工件组成的统一体）中，成为其第五个因素。主动测量法质量稳定，生产率高，有发展方向。,获得加工精度的方法,5自动控制法 这种方法是把测量、进给装置和控制系统组成一个自动加工系统，加工过程依靠系统自动完成的。初期的自动控制法是利用主动测量和机械或液压等控制系统完成的。目前已采用按加工要求须先编排的程序，由控制系统发出指令进行工作的程序控制机床（简称程控机床）或由控制系统发出数字信息指令进行工作的数字控制机床（简称数控机床），以及能适应加工过程中加工条件的变化，自动调整加工用量，按规定条件实现加工过程最佳化的适应控制机床进行自动控制加工。自动控制法加工的质量稳定，生产率高

14、，加工柔性好，能适应多品种生产，是目前机械制造的发展方向和计算机辅助制造（CAM）的基础。,获得加工精度的方法,工件的位置要求取决于工件的装夹方式及其精度。,（l）用夹具装夹夹具是用以装夹工件（和引导刀具）的装置。夹具上的定位元件能使工件迅速获得正确位置，因而工件定位方便，定位精度高而稳定。当以精基准定位时，工件的定位精度一般可达001mm。所以，用英具装夹工件广泛用于成批大量生产。但是，由于制造专用夹具费用高，周期长，因此在单件小批生产时，很少采用专用夹具，当加工位置精度要求高的工件时，可用标准元件组装的组合夹具。,获得加工精度的方法,（2）找正装夹找正是用工具（和仪表）根据工件上有关基准，

15、找出工件在加工（或装配）时的正确位置的过程。用找正方法装夹工件称为找正装夹。找正装夹又可分为：,2）直接找正,1）划线找正装夹,获得加工精度的方法,是用划针根据毛坯或半成品上所划的线为基准找正它在机床上正确位置的一种装夹方法。由于划线既费时，又需技术水平高的划线工，划线找正的定位精度也不高，所以划线找正装夹只用在批量不大，形状复杂而笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很大，无法采用夹具装夹的工件。,获得加工精度的方法,2）直接找正装夹此法是用划针和百分表或目测直接在机床上找正工件位置的装夹方法。如图16所示是用四爪卡盘装夹套筒，先用百分表按工件外圆A进行找正后，再夹紧工件进行外圆B的车削，以保证套筒的

16、A、B。圆柱面的同轴度。此法的生产率较低，对工人的技术水平要求高，所以一般只用于单件小批生产中。若工人的技术水平很高，且能采用较准确的工具和量具，那么直接找正装夹也能获得较高的定位精度。表16中列出了找正装夹法的定位误差。,工 艺 规 程,（一）工艺规程的概念,（二）工艺规程的作用,五、工艺规程的概念、作用、类型及格式,（三）工艺规程的类型和格式,工 艺 规 程,规定零件制造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,因而，工艺规程是指导工人操作和用于生产

17、、工艺管理工作的主要技术文件，又是新产品投产前进行生产准备和技术准备的依据和新建、扩建车间或工厂的原始资料。此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。典型和标准的工艺规程能缩短工厂的生产准备时间。工艺规程是经过逐级审批的，因而也是工厂生产中的工艺纪律，有关人员必须严格执行。但工艺规程也不是一成不变的。随着科学技术的进步和生产的发得，工艺规程会出现某些不相适应的问题，因而工艺规程应定期整顿，及时吸取合理化建议、技术革新成果、新技术和新工艺，使工艺规程更加完善和合理。,工 艺 规 程,工艺规程的类型有 专用工规程针对每一个产品和零件所设计的工艺规程通用工艺规程（1）典型工艺规程一为一组结

18、构相似的零部件所设计的通用工艺规程。（2）成组工艺规程一按成组技术原理将零件分类成组，针对每一组零件所设计的通用工艺规程。标准工艺规程已纳入标准的工艺规程。,工 艺 规 程,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。属于装配工艺规程的有：1）工艺过程卡片。2）工序卡片。最常用的机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片,工 艺 规 程,机械加工工序卡片是在工艺过程卡片的基础上，进一步按每道工序所编制的一种工艺文件。一般具有工序简图（图

19、上应标明定位基准、工序尺寸及公差、表面粗糙度要求，用粗实线表示加工部位等），并详细说明该工序中每个工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备等。工序卡片主要用于大批大量生产中所有的零件，中批生产中的复杂产品的关键零件以及单件小批生产中的关键工序。,工 艺 规 程,工 艺 规 程,机械加工工艺过程卡片是以工序为单位，简要说明零件机械加工过程的一种工艺文件。主要用于单件小批生产和中批生产的零件，大批大量生产可酌情自定。本卡片是生产管理方面的文件。,工 艺 规 程,工 艺 规 程,六、工艺规程制订工艺规程的基本要求、主要依据和制订 步骤,（一）制订工艺规程的基本要求 制订工艺规程的基本

20、要求，是在保证产品质量的前提下，能尽量提高生产率和降低成本。同时，还应东充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验，并保证良好的劳动条件。由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件，所以工艺规程还应做到正确、完整、统一和清晰，所用术语、符号、计量单位、编号等都妥符合相应标准。,工 艺 规 程,（二）制订工艺规程的主要依据（即原始资料）（1）产品的装配图样和零件图样。（2）产品的生产纲领。（3）现有生产条件和资料，它包括毛坯的生产条件或协作关系、工艺装备及专用设备的制造能力、有关机械加工车间的设备和工艺装备的条件、技术工人的水平以及各种工艺资料和标准等。（4）国内、外同类产品的有关工艺资料等。,工 艺 规 程,（三）制订工艺规程的步骤（l）熟悉和分析制订工艺规程的主要依据，确定零件的生产纲领和生产类型，进行零件的结构工艺性分析。（2）确定毛坯，包括选择毛坯类型及其制造方法。（3）拟定工艺路线。这是制订工艺规程的关键一 步。（4）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其 公差（5）确定各主要工序的技术要求及检验方法。（6）确定各工序的切削用量和时间定额。（7）进行技术经济分析，选择最佳方案。（8）填写工艺文件。,