机械加工工艺规程的制定.ppt
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1、机械加工工艺规程的制定,5.1 零件制造的工艺过程1.什么是生产过程?,原材料,成品(机器),一、零件(产品)的生产过程,生产过程包括:1)原材料的运输、保管和准备;2)生产的准备工作;3)毛坯的制造;4)零件的机械加工与热处理;5)零件装配成机器;6)机器的质量检查及运行试验;7)机器的油漆、包装和入库。,例 汽车产品的生产过程,二、工艺过程,1)概念2)毛坯制造工艺过程3)机械加工工艺过程4)热处理工艺过程5)装配工艺过程,1.工艺过程的组成,(1)工序 一个或一组工人在一个工作地(机械设备)对同一个或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。,例:,图52 阶梯轴,讨论:,生
2、产规模不同,工序的划分不一样。,1.工艺过程的组成,(2)安装 工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容,称为安装。,例:,图52 阶梯轴,两次,两次,一次,一次,一次,一次,一次,讨论:,安装次数多好还是少好?,1.工艺过程的组成,(3)工步 工步是指在加工表面和加工工具不变的情况下,所连续完成的那一部分工序内容。,例:,图52 阶梯轴,四个,五个,一个,两个,三个,两个,一个,1.工艺过程的组成,(4)走刀 在一个工步中,有时因所需切除的金属层较厚而不能一次切完,需分几次切削,则每一次切削称为一次走刀。,1.工艺过程的组成,(5)工位 为了完成一定的工序内容,工件一次装夹后,与夹具或设备的
3、可动部分一起,相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。,2.工艺过程的组成,(5)工位,图53 在三个工位上钻、铰圆盘零件上的孔,工件,机床夹具回转部分,夹具固定部分,分度机构,例:,3.生产纲领与生产类型,(1)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。零件在计划期一年中的生产纲领N可按下式计算:,式中 Q产品的年生产纲领,单位:台/年;n每台产品中所含零件的数量,单位:件/台;a%备品率,对易损件应考虑一定数量的备品,以供用户修配的需要;b%废品率。,3.生产纲领与生产类型,(2)生产类型及其工艺特征 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
4、的分类。一般分为:P130 表5.6 划分生产类型的参考数据1)大量生产2)成批生产3)单件生产,3.生产类型及其工艺特征,1)大量生产(轿车5万以上,2-6T汽车3万以上,8-15T汽车1千以上)产品的数量很大,产品的结构和规格比较固定,产品生产可以连续进行,大部分工作地的加工对象是单一不变的。例如,汽车、拖拉机、轴承等产品的制造,通常是以大量生产方式进行的。,3.生产类型及其工艺特征,2)成批生产(轿车2千-5万,2-6T汽车1千-3万以上,8-15T汽车5百-1千)产品数量较多,每年生产的产品结构和规格可以预先确定,而且在某一段时间内是比较固定的,生产可以分批进行,大部分工作地的加工对象
5、是周期轮换的。根据批量的大小,成批生产又可分为小批生产、中批生产和大批生产。例如,通用机床(一般为车、铣、刨、钻、磨床)等产品制造往往属于这种生产类型。,3.生产类型及其工艺特征,3)单件生产(轿车2千以下,2-6T汽车1千以下,8-15T汽车5百以下)产品数量少,但种类、规格较多,多数产品只能单个或少数几个地生产,很少重复。例如,重型机器、大型船舶制造及新产品试制等常属于这种生产类型。,3.生产类型及其工艺特征,各种生产类型的工艺特征 P127 表5-2,5.2 工艺规程作用及设计步骤,1.机械加工工艺规程的作用 什么是工艺过程?什么是工艺规程?优质、高产、低成本 工艺文件 规定产品或零件制
6、造工艺过程和操作方法的工艺文件,称工艺规程。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。,5.2 工艺规程作用及设计步骤,1.机械加工工艺规程的作用(1)机械加工工艺规程是机械加工工艺过程的主 要技术文件,是指挥现场生产的依据。(2)机械加工工艺规程是新产品投产前,进行有 关的技术准备和生产准备的依据。(3)机械加工工艺规程是新建、扩建或改建厂房(车间)的依据。,5.2 工艺规程作用及设计步骤,2.机械加工工艺规程的格式(1)工艺过程综合卡片 工艺过程综合卡片是以工序为单位简要说明零件加工过程的一种工艺文件。P128 表5-3(2)机械加工工艺卡片 在成批生产中,一
7、般编制较详细的工艺卡片,详细说明每一工序所包括工位和工 步的顺序、工艺尺寸和技术要求。P128 表5-4(3)工序卡片 工序卡片是为每一道工序编制的一种工艺文件。P129 表5-5,5.2 工艺规程作用及设计步骤,3.制定机械加工工艺规程的原始资料1)零件工作图及其产品装配图;2)产品验收的质量标准;3)零件的生产纲领;4)现场的生产条件(毛坯制造能力、机床设备、工艺装备、工人技术水平,专用设备和工装的制造能力);5)国内外有关的先进制造工艺及今后生产技术的发展方向等;6)有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。,三.工艺规程设计的步骤,1.根据零件的生产纲领确定生产类型 2.对被加工零件进行
8、工艺分析(零件分析)功用 零件表面的技术要求 结构工艺性,三.工艺规程设计的步骤,1.根据零件的生产纲领确定生产类型 2.对被加工零件进行工艺分析 3.确定毛坯,1)毛坯的制造类型;2)毛坯的制造精度;3)毛坯图,表5-6 常用毛坯种类和特点,三.工艺规程设计的步骤,1.根据零件的生产纲领确定生产类型 2.对被加工零件进行工艺分析 3.确定毛坯 4.拟定工艺路线 什么是工艺路线?工艺路线就是零件从毛坯到成品所经过工序的先后顺序。定位基准的选择 表面加工方法的选择 加工阶段的划分 工序顺序的安排 工序集中与分散的安排,三.工艺规程设计的步骤,1.根据零件的生产纲领确定生产类型 2.对被加工零件进
9、行工艺分析 3.确定毛坯 4.拟定工艺路线 5.确定各工序所用的设备和工艺装备 6.确定加工余量、工序尺寸及公差7.确定切削用量及时间定额8.填写工艺文件,5.3 定位基准的选择,一.基准的分类,一、零件的基准及其分类,什么是基准?基准就是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的点、线、面。,一、零件的基准及其分类,1.设计基准 在零件设计图上用以确定其它点、线、面位置的基准(点、线、面),称为设计基准。2.工艺基准 零件在加工、检验和装配过程中所采用的基准,称为工艺基准。,图5-3 零件的设计基准与工艺基准示例,2.工艺基准,(1)定位基准 加工时,使工件在机床或夹具中占据正确位置所用
10、的基准。(2)工序基准 在工艺文件上用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状和位置的基准。(3)测量基准 检验零件时,用以测量加工表面的尺寸、形状、位置等误差所依据的基准。(4)装配基准 装配时用以确定零件、组件和部件相对于其他零件、组件和部件的位置所采用的基准。,图5-4 齿轮的装配基准,传动轴,传动齿轮,键,5.3 定位基准的选择,.,一、定位基准的选择,1.精基准的选择 选择精基准时,应从整个工艺过程来考虑,如何保证工件的尺寸精度和位置精度,并使工件装夹方便可靠。,1.精基准的选择,1)“基准重合”原则 应尽量选择被加工表面的设计基准作为精基准,这样可以避免基准不重合而引起的定位误差。
11、,1.精基准的选择,1)“基准重合”原则,图5-8 车床床头箱,1.精基准的选择,2)“基准统一”原则 应选择各加工表面都能共同使用的定位基准作为精基准。这样,便于保证各加工表面间的相互位置精度,避免基准转换所产生的定位误差,并简化夹具的设计和制造工作。,1.精基准的选择,2)“基准统一”原则,图5-9 柴油机机体,1.精基准的选择,3)“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度要求很高,可以采取互为精基准的原则,反复多次进行精加工。,1.精基准的选择,4)“自为基准”原则 在有些精加工或光整加工工序中,要求余量尽量小而均匀,在加工时就尽量选择加工表面本身作为基准。,1.精基准的选择,4)“自为
12、基准”原则,图5-10 在自为基准条件下磨削车床床身导轨面,2.精基准的选择,5)一定要保证工件定位准确,夹紧稳定可靠,夹具结构简单,工人操作简便。,2.粗基准的选择,图7-11 床身加工粗基准的两种方案比较,1)若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀,则应选择该表面为粗基准。,2.粗基准的选择,1)若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀,则应选择该表面为粗基准。,图5-10 床身加工粗基准的两种方案比较,2.粗基准的选择,2)在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下,若零件的所有表面都要加工,则应以加工余量最小的表面作为粗基准。,图5-12 阶梯轴粗基准的选择,图5-13 以不加工
13、表面为粗基准,2.粗基准的选择,3)在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下,若零件有的表面不需要加工,则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。,2.粗基准的选择,4)选作粗基准的表面,应尽可能平整和光洁,不能有飞边、浇口、冒口及其它缺陷,以便定位准确、装夹可靠。5)一般只使用毛坯表面作一次粗基准,以后不再重复使用。,二、加工方法的选择,选择加工方法应考虑的因素:1)各加工表面所要达到的加工技术要求;2)工件所用材料的性质、硬度和毛坯的质量;3)零件的结构形状和加工表面的尺寸;4)生产类型;5)车间现有设备情况;6)各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度等。,加工方
14、法选择的原则,1.所选的最终加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加工表面的精度和表面粗糙度要求相适应 P137 表5-7(外圆表面加工)P137 表5-8(内孔表面加工)P138 表5-9(平面加工),二、加工方法的选择,2.所选加工方法要能保证加工表面的几何形状精度和表面相互位置精度要求 3.所选加工方法要与零件的结构、加工表面的特点和材料等因素相适应 4.所选加工方法要与企业的生产类型相适应5.加工方法要与工厂现有生产条件相适应,三、加工阶段的划分,1.粗加工阶段2.半精加工阶段3.精加工阶段4.光整加工阶段,划分加工阶段的原因有:,1)为了保证加工质量。2)可以及早发现毛坯缺陷,以便及时报
15、废或修补,避免继续加工造成浪费。3)可以合理使用机床设备。,四、工序内容的合理安排,1.工序集中 如果在每道工序中所安排的加工内容多,则一个零件的加工就集中在少数几道工序里完成,这样,工艺路线短,工序少,称为工序集中。,四、工序内容的合理安排,2.工序分散 如果在每道工序中所安排的加工内容少,把零件的加工内容分散在很多工序里完成,则工艺路线长,工序多,称为工序分散。,四、工序内容的合理安排,工序集中的特点:1)在工件的一次装夹中,可以加工多个表面。这样,可以减少安装误差,较好地保证这些表面之间的位置精度;同时可以减少装夹工件的次数和辅助时间。2)可以减少机床的数量,并相应地减少操作工人,节省车
16、间面积,简化生产计划和生产组织工作。3)由于要完成多种加工,机床结构复杂、精度高、成本也高。,四、工序内容的合理安排,工序分散的特点:1)机床设备、工装、夹具等工艺装备的结构比较简单,调整比较容易,能较快地更换、生产不同的产品。2)对工人的技术水平要求较低。,五、安排加工顺序的原则,1.机械加工工序的安排 1)先基面后其它 2)先主后次 3)先粗后精 4)先面后孔,五、安排加工顺序的原则,2.热处理工序的安排1)预备热处理:为了改善工件材料机械性能和切削加工性能的热处理(正火、退火、调质),应安排在粗加工以前或粗加工以后,半精加工之前进行;2)时效处理:为了消除工件内应力的热处理,安排在粗加工
17、以后,精加工以前进行;3)最终热处理:为了提高工件表面硬度的淬硬处理,一般都安排在半精加工之后,磨削等精加工之前进行;,五、安排加工顺序的原则,2.热处理工序的安排4)当工件需要渗碳淬火时,由于高温渗碳会使工件产生较大的变形,故常将渗碳工序放在次要表面加工之前进行,待次要表面加工完毕之后再进行淬火,以减少次要表面的位置误差;5)氮化、氰化等热处理工序,可根据零件的加工要求安排在粗、精磨之间或精磨之后进行;6)表面装饰性镀层、发兰、发黑处理,一般都安排在机械加工完毕之后进行。,五、安排加工顺序的原则,3.辅助工序的安排 如:检验工序 动平衡 去磁 去毛刺 倒钝锐角边,六、拟定工艺路线举例,例:图
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