工艺技术-工艺规程设计教材(ppt 44页)

第一节 概述 一、生产过程与工艺过程 从 原材料或半成品到成品制造出来的各有关劳动过 程的总和称为 生产过程 。 改变生产对象的形状、尺寸、 位置和性质使其成为成品或半成品的过程称为 工艺过程 。相关的过程： 产品的设计，包括产品的研究、开发、设计； 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； 原材料 (或设备、工装、标准件等 )的购置、运输、检验、保管； 毛坯制造； 零件的机械加工及热处理； 产品装配与调试、性能试验以及产品的包装、发运等工作。 提示 生产过程往往由许多工厂或工厂的许多车间联合完成，这有利于 专业化生产，提高生产率、保证产品质量、降低生产成本。 第六章 工艺规程设计 二、 机械加工工艺过程 的组成 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，称为 机械加工工艺过程 ，又 称 工艺路线 或 工艺流程 。 将零件装配成部件或产品的过程，称为 装配工艺过程 。 1、工序、工步和工作行程 机械加工工艺过程 是 由一个或若干个依次排列的工序 所组成，毛坯依次通过这些工序就变成了成品或半成品。 (1)工序 一 个 (或一组 )工人，在一个固定的工作地点 (一台 机床或一个钳工台 )，对一个 (或同时对几个 )工件所连 续完成的那部分工艺过程，称为工序 。它是工艺过程 的基本单元，又是生产计划和成本核算的基本单元。 工序的安排 的组成与零件的生产批量有关 (单件小批 、 大批大量 )。 (2)工步 工步是工序的组成单位。 在被加工的表面、切削用量 (指 切削速度、背吃刀量和进给量 )、切削刀具均保持不变的情况 下所完成的那部分工序，称 工步 。 当其中有一个因素变化时，则为另一个工步。当同时对一 个零件的几个表面进行加工时，则为复合工步。 划分工步的目的，是便于分析和描述比较复杂的工序，更 好地组织生产和计算工时。 (3)走刀 （工作行程） 被加工的某一表面，由于余量较大或其它原因，在切削用 量不变的条件下，用同一把刀具对它进行多次加工，每加工一 次，称一次走刀 。 (2) 装夹 (安装 ) 工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个正确的 位置并给予固定，这个过程称为 装夹 ， 装夹 是工序的一部分。 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。 (3)工位 为减少工序中的装夹次数，常采用回转工作台或回转夹具 ，使 工件在一次安装中，可先后在机床上占有不同的位置进行 连续加工，每一个位置所完成的那部分工序，称一个工位 。 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。 三、 生产类型 与加工 工艺过程的 特点 1、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： 单件生产 单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并且 很少重复。 成批生产 一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一 定的重复性。 每批制造的相同产品的数量称为批量。 成批生产又可分为： 小批生产 、 中批生产 和 大批生产 。 大量生产 产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进 行某一个零件的某一道工序的加工。 各种 生 产类 型工 艺过 程的主要特点 工 艺过 程特点 生 产类 型 单 件生 产 成批生 产 大批量生 产 工件的互 换 性 一般是配 对 制造，没有互 换 性，广泛用 钳 工修配 大部分有互 换 性，少数用 钳 工修配 全部有互 换 性。某些精度 较 高的配 合件用分 组选择 装配法 毛坯的制造方法 及加工余量 铸 件用木模手工造型； 锻 件用自由 锻 。毛坯精度低，加工余量大 部分 铸 件用金属模；部分 锻 件用模 锻 。毛坯精度中等，加工余量中等 。 铸 件广泛采用金属模机器造型， 锻 件广泛采用模 锻 ，以及其他高生 产 率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加 工余量小。 机床 设备 通用机床。或数控机床，或加工中心。 数控机床加工中心或柔性制造 单 元 。 设备 条件不 够时 ，也采用部分通 用机床、部分 专 用机床。 专 用生 产线 、自 动 生 产线 、柔性制 造生 产线 或数控机床。 夹 具 多用 标 准附件，极少采用 夹 具，靠划 线 及 试 切法达到精度要求。 广泛采用 夹 具或 组 合 夹 具，部分靠加工中心一次安装。 广泛采用高生 产 率 夹 具，靠 夹 具及调 整法达到精度要求。 刀具与量具 采用通用刀具和万能量具。 可以采用 专 用刀具及 专 用量具或三座 标测 量机。 广泛采用高生 产 率刀具和量具，或采用 统计 分析法保 证质 量。 对 工人的要求 需要技 术 熟 练 的工人。 需要一定熟 练 程度的工人和 编 程技术 人 员 。 对 操作工人的技 术 要求 较 低， 对 生产线维护 人 员 要求有高的素 质 。 工 艺规 程 有 简单 的工 艺 路 线 卡。 有工 艺规 程， 对 关 键 零件有 详细 的工 艺规 程。 有 详细 的工 艺规 程。 四、 工艺规程的设计 原则及原始资料 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 。 2、工艺规程的作用： (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 。 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 。 3、工艺规程的设计 原则 书上 p224 2.制订机械加工工艺规程的原始资料 1)零件工作图，包括必要的装配图。 2)零件的生产纲领和生产类型。 3)毛坯的生产条件和供应条件。 4)本厂的生产条件，如厂房面积、设备的规格、 性能和精度等级；刀具、夹具、量具的规格和使用情 况；工人技术水平；专用设备和工装的制造能力。 5)各有关手册、标准和指导性文件。 有了上述原始资料即可制订工艺规程。 工艺规程的格式 工艺过程卡片：以工序为单位简要说明产品或零 件的加工（或装配）过程的一种工艺文件。 (工艺 路线） 机械加工工艺卡片：以工序为单位，详细说明产 品或零件在某一工艺阶段中的工序号、工序名称 、工序内容、工序参数，操作要求以及采用的设 备和工艺装备。 机械加工工序卡片：在工艺卡或过程卡的基础上 ，按每道工序所编制的一种工艺文件，一般有工 序简图，并详细说明该工序的每一个工步的加工 （或装配）内容、工艺参数、操作要求以及所用 设备和工艺装备。 返回 表 机械加工工艺过程卡片 表 机械加工工艺卡片 返回 表 机械加工工序卡片 返回 几种工艺文件出现的场合及使用范围 过 程卡 工 艺 卡 工序卡 检验 卡 出 现 场 合 单 件小 批 成批 重要零件 重要零件 大批大量 使 用 范 围 工厂 设计 计 划 调 度 材料供 应 工具供 应 车间 技 术 科 检验 科 工序工人 检验 工人 第二节 机械加工工艺规程设计 一、机械加工工艺规程设计的内容及步骤 1.分析零件图和产品装配图 设计工艺规程时，首先应分析零件图和该零件所在部 件或总成的装配图，了解该零件在部件或总成中的位置 和功用，以及部件或总成对该零件提出的技术要求，分 析其关键技术要求和应采取的相应工艺措施，形成工艺 规程设计的 总体构思 。 2.对零件图和装配图进行工艺审查 审查图纸上的视图、尺寸公差和技术要求 是否正确、统一、完整，对零件设计的结构工 艺性进行评价，如发现有不合理之处应及时提 出，并同有关设计人员商讨图纸修改方案，报 主管领导审批。 3.确定毛坯 要根据零件生产类型和毛坯制造的 生产条件综合考虑 ,只要有可能，应提倡 采用精密铸造、精密锻造、冷轧、冷挤 压、粉末冶金等先进的毛坯制造方法。 4.拟定工艺路线 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，确定工序集中和分散程度， 安排工序顺序等。 通过技术、经济的对比分析，最后确定一种最佳 工艺方案。 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。 6、确定各工序所采用的刀具、夹具、量具和辅助工具 。 7、确定各主要工序的技术要求及检验方法。 8.确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 第二节 机械加工工艺规程设计 9.确定各工序的切削用量 10.确定工时定额。 11.技术经济分析 12.填写工艺文件。 二、制订机械加工工艺规程时要解决的主 要问题 1、定位基准的选择 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。 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。 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。 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。 . 定位基准 粗基准 精基准 用毛坯表面作 的定位基准 用已经加工过 的表面作的定 位基准 在选择定位基准时往往先根据零件的加 工要求选择精基准，由工艺路线向前反推 ，最后考虑选用哪一组表面作为粗基准才 能把精基准加工出来。 精基准的选择原则 选择精基准一般应遵循以下几项原则： 1)基准重合原则 :应尽可能选择被加工表面的设 计基准作为精基准，这样可以避免由于基准不 重合引起的定位误差。 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，以保证各加工表 面之间的相对位置精度。 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 面互为基准反复加工的方法。 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，常以加工表面自身作为精 基准。 “ 自为基准 ” 原则 图 在自为基准条件下磨削车床床身导轨面 (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。 图床身加工粗基准的两种方案比较 图 以不加工表面为粗基准 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。 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。 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。 2.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。 3.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 各个加工阶段的主要任务概述如下 : (1)粗加工阶段 高效地切除加工表面上的大部分余量，使毛 坯在形状和尺寸上接近零件成品。 (2)半精加工阶段 切除粗加工后留下的误差，使被加工工件达 到一定精度，为精加工作准备，并完成一些次 要表面的加工。 (3)精加工阶段 保证各主要表面达到零件图规定的加工质量 要求。 (4)光整加工阶段 主要任务是降低表面粗糙度或进一步提高尺 寸精度和形状精度，但一般不能纠正表面间位 置误差。 划分加工阶段的原因是： (1)保证零件加工质量 划分阶段以后，粗加工阶段造成的加工误差，可 以通过半精加工和精加工阶段予以逐步修正， 零件的加工质量容易得到保证。 (2)有利于及早发现毛坯缺陷 ,以便及时报废或修 补，避免继续加工造成浪费。 (3)有利于合理利用机床设备 (4)为了在机械加工工序中插入必要的 热处理工 序 ，同时使热处理发挥充分的效果，这就自然 的把机械加工工艺过程划分为几个阶段，并且 每个阶段各有其特点及应该达到的目的。 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、切屑滑伤 等损坏。 4.工序的集中与分散 确定加工方法之后，就要根据零件的生产 类型和工厂 (车间 )具体条件确定工艺过程的 工序数。 确定零件加工过程工序数有两种不同的原 则，一种是工序集中原则，另一种是工序分散 原则。 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 。 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 。 按工序集中原则组织工艺过程的特点是 : (1)有利于采用自动化程度较高的高效机床 和工艺装备，生产效率高 ; (2)工序数少，设备数少，可相应减少操作 工人数和生产面积 ; (3)工件的装夹次数少，不但可缩短 辅助时间 ， 而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利 于保证各加工表面之间的相互位置精度要求。 按工序分散原则组织工艺过程，就是 使每个工序所包括的加工内容尽量少些 ，其极端情况是每个工序只包括一个简