项目二制订制冷机械加工工艺规程3ppt演示课件

.,1,项目二制订制冷机械加工工艺规程,一、学习目标二、工作任务三、相关知识四、相关实践五、自我评估,.,2,一、学习目标,1.终极目标2.促成目标1)了解机械加工工艺规程的基本概念。2)熟悉机械加工工艺规程的内容和作用。3)熟悉制订机械加工工艺规程的步骤。4)会对零件表面加工方案进行分析、比较。5)会选择零件毛坯。6)会选择零件定位基准。7)会拟定零件加工工艺路线。8)会进行零件加工工序内容设计。,.,3,三、相关知识,(一)基本内容 机械加工工艺规程简称工艺规程，是规定零件加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。 一个同样要求的零件，可以采用几种不同的工艺过程来加工，但其中总有一种工艺过程在给定的条件下是最合理的，人们把工艺过程的有关内容用文件的形式固定下来，用以指导生产，这个文件称为“工艺规程”。 工艺规程是组成技术文件的主要部分，是工艺装备、材料定额、工时定额设计与计算的主要依据，是直接指导工人操作的生产法规，它对产品成本、劳动生产率、原材料消耗有直接关系。工艺规程编制的质量高低。对保证产品质量第一起着重要作用。 1.工艺规程的内容和作用,.,4,1)工艺规程是指导生产的主要技术文件，是指挥现场生产的依据。,.,5,2)工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据。,.,6,3)工艺规程是新建和扩建工厂或车间的基本资料。 在新建扩建或改造工厂或车间时，需依据产品的生产类型及工艺规程来确定机床和设备的数量及种类，工人工种、数量及技术等级，车间面积及机床的布置等。,.,7,2.工艺文件的格式(1)机械加工工艺过程卡这种卡片又称为工艺路线卡，它是以工序为单位，简要说明零件加工(包括毛坯制造、机械加工和热处理等)过程的一种工艺文件。,.,8,.,9,(2)机械加工工艺卡机械加工工艺卡是以工序为单位，详细说明整个工艺过程的工艺文件。,.,10,.,11,(3)机械加工工序卡机械加工工序卡是在工艺过程卡或工艺卡的基础上，按每道工序编制的工艺文件。,.,12,.,13,.,14,.,15,表2-4加工壳体的刀具调整卡片,对于自动和半自动机床上完成的工序，还要有机床调整卡。对于检验工序，还要有检验工序卡。,.,16,表2-4加工壳体的刀具调整卡片,.,17,3.制订工艺规程的原始资料1)产品图样及技术条件，如产品的全套装配图和零件工作图。2)产品验收的质量标准。3)产品的年生产纲领，以便确定生产类型。,.,18,.,19,4)毛坯资料 毛坯资料包括各种毛坯制造方法的技术经济特征；各种型材的品种和规格，毛坯图等；在无毛坯图的情况下，需实际了解毛坯的形状、尺寸及机械性能等。 5)本厂的生产条件 为了使制订的工艺规程切实可行，一定要考虑本厂的生产条件。如了解毛坯的生产能力及技术水平；加工设备和工艺装备的规格及性能；工人技术水平以及专用设备与工艺装备的制造能力等。 6)国内外先进工艺及生产技术发展情况 工艺规程的制订，要经常研究国内外有关工艺技术资料，积极引进适用的先进工艺技术，不断提高工艺水平，以获得最大的经济效益。 7)有关的工艺手册及图册。,.,20,4.制订机械加工工艺规程的步骤1)计算年生产纲领，确定生产类型。2)分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。,.,21,.,22,3)选择毛坯，确定毛坯的种类、形状、尺寸和精度。,.,23,4)拟订工艺路线。,.,24,5)确定工序所采用的设备和工装。6)确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及其公差。7)确定各工序的切削用量和工时定额。8)确定各主要工序的技术要求及检验方法。9)填写工艺文件,.,25,(二)制订机械加工工艺规程需要解决的几个主要问题1.零件的工艺分析(1)分析研究部件装配图，审查零件图制订工艺规程时，首先应分析产品零件的工作图样和所在部件的装配图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制定的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟订工艺规程时采取适当的措施加以保证。,.,26,零件图的具体分析内容如下1)零件的视图、尺寸、公差和技术要求等是否齐全。2)零件图所规定的加工要求是否合理。,.,27,3)零件的选材是否恰当，热处理要求是否合理。,.,28,(2)零件的结构工艺性分析机械零件的结构由于使用要求不同而具有各种形状和尺寸。,.,29,1)机械加工对零件结构的要求。 便于装夹。零件的结构应便于加工时的定位和夹紧，装夹次数要少。如图2-4a所示的零件，拟用顶尖和鸡心夹头装夹，但该结构不便于装夹。若改为图2-4b所示的结构，则可以方便地装置夹头。,图2-4便于装夹的零件结构示例a)改正前b)改正后,.,30, 便于加工。零件的结构应尽量采用标准化数值，以便使用标准化刀具和量具。同时，还需注意退刀和进刀，易于保证加工精度要求，减少加工面积及难加工表面等。表2-5为加工难易程度不同的零件结构对比示例。,.,31,.,32,.,33,.,34,表2-5零件机械加工结构工艺性示例,.,35,.,36,.,37,.,38,表2-5零件机械加工结构工艺性示例,.,39,表2-5零件机械加工结构工艺性示例,.,40, 便于数控机床编程。被加工零件的数控工艺性问题涉及面很广，下面结合编程的可能性与方便性来作工艺性分析。,图2-5工艺性差的尺寸标注,.,41,编程方便与否常常是衡量数控工艺性好坏的一个指标。例如图2-5所示某零件经过抽象的尺寸标注方法，若用APT语言编写该零件的源程序，要用几何定义语句描述零件形状时，将遇到麻烦，因为B点及其直线OB难于定义。解决此问题需要迂回，即先过B点作一平行于L1之直线L3并定义它，同时还要定义出直线AB，于是方能求出L3与直线AB交点B，进而定义OB。否则要进行机外手工计算，这是应该尽量避免的。由此看出，零件图样上尺寸标注方法对工艺性影响较大。为此对零件设计图样应提出不同的要求，凡经数控加工的零件，图样上给出的尺寸数据应符合编程方便的原则。,.,42,零件的外形、内腔最好采用统一的几何类型或尺寸，这样可以减少换刀次数，还有可能应用控制程序或专用程序以缩短程序长度。例如图2-6a所示，由于圆角大小决定着刀具直径大小，很容易看出工艺性好坏。所以应对一些主要的数控加工零件推荐规范化设计结构及尺寸。图2-6b表明应尽量避免用球头刀加工（此时R=r），一般考虑为d=2(R-r)。此外，有的数控机床有对称加工的功能，编程时对于一些对称性零件，如图3-13所示的零件，只需编其半边的程序，这样可以节省许多编程时间。,.,43,图2-6数控工艺性劣对比,.,44,图2-7对称性零件图例,.,45, 便于测量。设计零件结构时，还应考虑测量的可能性与方便性。如图2-8所示，要求测量孔中心线与基准面A的平行度。在图2-8a所示的结构中，由于底面凸台偏置一侧而平行度难于测量，而在图2-8b所示的结构中由于增加了一个对称的工艺凸台，并使凸台位置对称，使得测量大为方便。,图2-8便于测量的零件结构示例a)改进前的结构b)改进后的结构,.,46,2)装配和维修对零件结构工艺性的要求。零件的结构应便于装配和维修时的拆装。如图2-9左图结构无透气口，销钉孔内的空气难于排出，故销钉不易装入。改进后的结构如图2-9a右图。在图 2-9 b中为保证轴肩与支承面紧贴，可在轴肩处切槽或孔口处倒角。图2-9 c为两个零件配合，由于同一方向只能有一个定位基面，故图 2-9 c左图不合理，而右图为合理的结构。在图 2-9 d中，左图螺钉装配空间太小，螺钉装不进。改进后的结构如图 2-9 d右图。,.,47,图2-9便于装配的零件结构示例,.,48,图2-10为便于拆装的零件结构示例。在图 2-10 a左图中，由于轴肩超过轴承内圈，故轴承内圈无法拆卸。图2-10 b所示为压入式衬套。若在外壳端面设计几个螺孔，如图 2-10 b右图所示，则可用螺钉将衬套顶出,.,49,三、相关知识,2.毛坯的选择毛坯是根据零件所要求的形状，工艺，尺寸等制成的，供进一步加工用的生产对象，制定工艺规程时，选择毛坯的基本任务是:选定毛坯的制造方法，及了解毛坯的制造误差和缺陷，毛坯的选择，对零件工艺过程的经济性有很大影响还会影响邻近的力学性能和使用性能，零件加工过程中的材料消耗，工序数量，加工工时，以及零件的机械强度，金属纤维组织内部缺陷等，都与毛坯的选择有很大关系，所以选择毛坯种类和制造方法时，要全面考虑机械加工成本和毛皮制造成本，以达到降低零件生产总成本，提高质量的目的,.,50,(1)常见的毛坯种类1)铸件。 对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。,.,51,.,52,.,53,三、相关知识,2)锻件。 锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好,常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。,.,54,3)型材。型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。4)焊接件。 焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。,.,55,三、相关知识,5)冲压件。用冲压的方法制成的工件或毛坯冲压件的精度较高，尺寸误差0.050.5mm，表面粗糙度Ra值为1.255微米，冲压的生产率也较高，适用于加工形状复杂，批量较大的中小尺寸板料零件 。6)冷挤压件。冷挤压零件的精度可达IT6到IT7级，表面粗糙度Ra值为0.162.5微米，可挤压的金属材料有碳钢，低碳合金钢，高速钢，轴承钢，不锈钢以及有色金属，铜铝及其合金，适用于批量大，形状简单，尺寸小的零件或半成品加工，不少精度要求比较高的仪表，航空发动机的小零件，经挤压后，不需要再经过切削加工便可使用,.,56,7)粉末冶金件。,.,57,.,58,(2)毛坯的选择原则 毛坯的种类与质量对加工质量、材料消耗、生产率、成本密切相关。一般要求毛坯与成品零件尽可能接近，以节约材料，降低成本，但因此又会造成毛坯制造难度增大，成本提高 。为合理解决这一矛盾，选择毛坯时要考虑以下几点 1)零件的生产纲领。 产量较大时，选择精度较高，生产率较高的毛坯制造方法，单件小批生产选择精度和生产率较低的毛坯制造方法,.,59,2)零件材料及其工艺特性。 零件材料大致确定毛坯种类，比如铸铁零件应选择铸件，毛坯钢制零件，当形状不复杂，力学性能要求不太高时选用型材，形状复杂，力学性能要求不高，用铸钢件，力学性能要求高时，则以用锻件，有色金属零件厂选择型材或铸造毛坯 3)零件形状和外形尺寸。 1、形状复杂的毛坯，一般采用铸造方法制造， 2、薄壁零件不宜用砂型铸造 3、阶梯轴，如果各段直径相差不大，采用圆棒料， 4、阶梯轴，如果各段直径相差较大，采用锻造毛坯 5、尺寸大的零件，选择自由锻造， 6、中小型零件考虑模锻件,.,60,4)现有生产条件。选择毛坯时，不应脱离生产设备和工艺水平，但又要结合产品的发展，积极创造条件，采取先进的毛坯制造方法 5)新工艺、新材料。为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械制造中的应用，这样可大大减少机械加工量，甚至无需加工，经济效益显著,.,61,(3)毛坯的形状及尺寸现代机械制造发展的趋势之一是精化毛坯，使毛坯形状和尺寸尽量接近零件，从而实现少屑甚至无屑加工。 但由于现有毛坯制造技术和设备投资的经济性方面原因，以及产品零件的加工精度和表面质量要求越来越高，目前毛坯的某些表面仍需留有加工余量，以便通过机械加工达到零件的技术要求。 毛坯制造尺寸与零件图样上相应尺寸的差值，称为毛坯加工余量 毛坯制造尺寸的公差，称为毛坯公差 毛坯加工余量和毛坯，工厂都与毛坯制造方法有关，生产中可参阅有关机械加工工艺手册选取,.,62,确定毛坯的形状与尺寸的步骤1、选取毛坯加工余量和毛坯公差2、将毛坯加工余量叠加在零件的相应加工表面上，从而计算出毛坯尺寸3、标准毛坯的尺寸与公差在有些情况下，毛坯的形状要与零件的形状有所不同，例如为了加工时装夹工作方便，在其毛坯上要做出必要的工艺出台凸台如图2-11所示，工艺凸台在零件加工后一般应切除， 又如车床丝杠的开合螺母外壳，他由两个零件合成一个铸件毛坯，待加工到一定阶段后再切割分离，以保证加工质量和加工方面,.,63,3.工件的定位及定位基准的选择 为了在工件的某一部位上加工出符合规定技术要求的表面，在机械加工前，必须使工件在机床上占据某一正确的位置，这个过程称为工件的定位，在制定机械加工工艺规程时，正确选择定位基准，对保证零件的加工精度和合理安排加工顺序有着至关重要的影响，选择定位基准不同，工艺过程也随之不同,图2-13空间自由度,.,64,(1)工件定位原理1)六点定位原理。,.,65,.,66,.,67,三、相关知识,2)完全定位与不完全定位。,.,68,.,69,.,70,3)欠定位与过定位。,.,71,.,72,.,73,(2)定位基准的选择工件的正确定位除了要遵守六点定位原则外，还要正确选择定位基准，避免产生定位误差和夹紧误差。 基准是用来确定生产对象上的几何要素之间的几何关系所依据的那些点线面，在加工时用于工件定位的基准，称为定位基准，有粗精准和精基准 之分 在加工过程的第一道工序中，只能用毛坯的未加工表面作为定位基准，称为粗基准 在以后加工工序中，一般用加工过的表面作为定位基准，称为精基准,.,74,1)粗基准选择原则。 在制定零件加工工艺规程时，总是首先考虑选择怎样的精基准，把各个主要表面加工出来，然后再考虑选择怎样的出基准，把作为经济准的表面先加工出来，选择不同的出基准所带来的影响，可以通过图2-16的例子来说明,图2-16粗基准选择的对比1外圆2内孔,.,75,.,76,选择粗基准时，应遵循以下原则 对于同时具有不加工面与加工面的零件，为了保证加工表面与不加工表面间的相互位置精度，尽量用不加工表面作粗基准。如果零件上有多个不加工表面，则以其中与加工面间相互位置精度要求高的表面作粗基准。如图2-16a所示的零件，为了保证内孔2镗削后零件壁厚均匀，应选择不加工面(外圆1)作粗基准。,.,77, 如果零件上所有表面都需机械加工，则应选择重要表面或加工余量要求均匀的表面作为粗基准。如图2-17所示床身零件，导轨面是重要表面，要求耐磨性要好，且整个导轨面内应具有一致的力学性能，因此要求加工余量均匀。在铸造床身毛坯时，由于铸造精度较低，导轨面与床腿底面不平行，加工时应选择导轨面作为粗基准先加工床腿底面，如 所示，然后以床脚平面作精基准定位加工导轨面(见图2-17b)，保证了导轨面的加工余量均匀，进而保证了导轨面的质量。,.,78,三、相关知识,图2-17床身加工粗基准的确定,.,79, 粗基准在同一尺寸方向上尽可能避免重复使用。因为毛坯表面精度低，每一次装夹的位置都是随机的、变化的，难以保证加工精度。如图2-18所示的小轴加工，如果重复使用B面加工A面、C面，则A面和C面的轴线将产生较大的同轴度误差。 尽可能选大而平整的表面作粗基准，没有飞边、浇口、冒口或其他缺陷，以便定位可靠。2)精基准选择原则。,图2-18重复使用粗基准示例,.,80,2)精基准选择原则。 精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装甲是否方便，家具结构是否简单，选择经济准，一般应遵循如下原则 基准重合原则。尽可能选择设计基准或工序基准作为定位精基准，以避免因基准不重合所带来的定位误差。如图2-19所示，选择设计基准A为定位基准加工B面时，由于基准重合只产生加工误差a，只要加工误差a在尺寸a的公差范围之内即可满足加工要求。而在加工C面时，其设计基准为B面，当采用A面进行定位时，加工完的C面即使和A面没有加工误差(实际上是有加工误差的)，由于加工B面时尺寸a已经产生误差a，相应的尺寸b也会有a的误差。,.,81,可以看出a不是加工C面产生的误差，而是由于基准不重合产生的，这种由于基准不重合造成的定位误差称为基准不重合误差。对加工B面而言，设计基准和定位基准都是A面，符合基准重合原则；而对加工C面而言，设计基准是B面而定位基准是A面，不符合基准重合原则。可以看出，加工完C面获得的尺寸b不仅有自身的加工误差b还有基准不重合造成的误差a。两者之和应小于尺寸b的公差，因此增加了加工C面的难度。,.,82, 基准统一(基准不变)原则。一个零件上往往有很多表面需要加工，这些表面之间还有相互位置精度要求。采用某一个或一组表面作为统一的精基准来定位，把尽可能多的其他表面都加工出来，这样因基准统一，易于保证各加工表面间的相互位置精度。,.,83,.,84,.,85, 互为基准原则。对于相互位置精度要求较高的表面，往往采用互为基准、反复加工的方法予以保证。如加工精密齿轮时，先以内孔定位加工齿形面，齿面淬硬后再磨齿。因齿面淬硬层较薄，磨齿余量应力求小而均匀，所以就需先以齿面为定位基准磨内孔(见图2-20)，再以内孔为定位基准磨齿面，从而保证磨齿余量小而均匀，且与齿面的相互位置精度又较易得到保证。,.,86, 自为基准原则。对于本身精度要求较高或加工余量尽可能小且均匀的加工表面，常采用选择加工表面本身作为定位基准。如图2-21所示，磨削车床导轨面，用可调支承支撑床身零件，在导轨磨床上用百分表找正导轨相对机床运动方向的正确位置，然后加工导轨面。满足了精磨导轨面余量小且均匀的要求，提高了导轨的表面加工质量。此外，用浮动铰刀铰孔、用拉刀拉孔、用无心磨床磨外圆等，均为自为基准的实例。,.,87,图2-20以齿形表面定位加工,.,88,图2-22活塞加工用的辅助基准,.,89,(3)辅助基准有时工件上没有能作为定位基准用的恰当表面，这时就必须在工件上人为设置或加工出定位基准，称为辅助基准。,.,90,4.工艺路线的拟订(1)表面加工方法的选择1)典型表面加工方法。 平面、外圆表面、内孔表面、锥面、螺纹、齿形等常见基本表面和特形表面,.,91,选择加工方法的基本原则是既要保证零件的加工质量,又要使加工成本最低。为此，必须熟悉各种加工方法所能达到的经济精度及表面粗糙度。1）加工经济精度和经济表面粗糙度的概念 （1）加工经济精度的概念 各种加工方法，车、铣、刨、磨、钻、镗、铰等所能达到的经济精度，都有一定的范围。 任何一种加工方法，只要仔细刃磨刀具，调整机床，选择合理的切削用量，精心操作，就可以获得较高的加工精度。但同时耗时多，效率低，会使加工成本比获得同样精度的其他加工方法要高。 由此提出了这样一个问题：对某种加工方法，用于加工何种等级的零件才经济合理？这就是加工经济精度的概念。,.,92,（2）加工经济精度的定义 在正常的加工条件下（使用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，合理的工时定额）所能达到的加工精度称为加工经济精度（经济表面粗糙度类同）。,.,93,表2-8 外圆表面加工方法的适用范围,.,94,表2-9 平面加工方法的适用范围,.,95,表2-10 孔方法的适用范围,.,96,2)选择加工方法时考虑的因素。 加工方法的选择,应在分析研究零件图的基础上进行。一般先选择零件上精度要求最高的表面的加工方法，即该表面的最终加工方法，再往前推。选择时主要考虑以下问题：,.,97, 选择相应能获得经济精度的加工方法。如加工精度为IT7，表面粗糙度为Ra0.4m的外圆柱表面，通过精车是可以达到要求的，但不如磨削经济。 工件材料的性质。如淬火钢的精加工要用磨削，但精加工有色金属圆柱表面时，为避免磨削时堵塞砂轮，要用高速精细车或精细镗(金刚镗)。 工件的结构形状和尺寸大小。如对于加工精度要求为IT7的孔，采用镗削、铰削、拉削和磨削均可达到要求。但箱体上的孔，一般不宜选用拉孔或磨孔，而宜选择镗孔或铰孔，孔径大时选镗孔，孔径小时选铰孔。,.,98, 结合生产类型考虑生产率和经济性的要求。大批量生产时，应采用高效率的先进工艺。如用拉削方法加工孔和平面，同时加工几个表面的组合铣削和磨削等。单件、小批生产时，宜采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔等加工方法，避免盲目地采用高效加工方法和专用设备而造成经济损失。 现有生产条件。应该充分利用现有设备，选择加工方法时要注意合理安排设备负荷。同时要充分挖掘企业潜力，发挥工人的积极性和创造性。,.,99,(2)加工阶段的划分当零件表面精度和表面粗糙度要求比较高时，往往不可能在一个工序中加工完成，而划分为几个阶段来进行加工。1)工艺过程的4个加工阶段。 粗加工阶段。粗加工切除各表面上的大部分加工余量，使毛坯形状和尺寸接近于零件成品。该阶段的特点是使用大功率机床，选用较大的切削用量，尽可能提高生产率和降低刀具磨损等。,.,100, 半精加工阶段。半精加工消除粗加工后留下的误差，使工件达到一定的精度，为精加工做准备，并完成一些次要表面的加工(如钻孔、攻螺纹、铣键槽等)。 精加工阶段。精加工保证各主要表面达到图样要求。 光整加工阶段。光整加工用于表面粗糙度及加工精度要求高的表面。其主要任务是提高表面粗糙度或进一步提高尺寸精度及形状精度，一般不能用于提高零件的位置精度。,.,101,2)划分加工阶段的目的。 有利于保证加工质量。工件在粗加工后，由于加工余量较大，所受的切削力、夹紧力也较大，将引起较大的变形及内应力重新分布。如果工艺过程不划分阶段，把各个表面的粗、精加工工序混在一起交错进行，则安排在前面的精加工工序得到的精度，必然会被后续的粗加工工序破坏。而划分加工阶段以后，粗加工工序造成的加工误差，可通过半精加工和精加工逐步恢复和修正变形，提高加工质量。,.,102, 便于合理使用设备。粗加工要求采用刚性好、效率高而精度较低的机床，精加工则要求机床精度高。划分加工阶段后，可以避免以精干粗，充分发挥机床的性能，延长机床的使用寿命。 便于安排热处理工序和检验工序。例如，材料预备热处理前安排粗加工，有利于消除粗加工产生的内应力，最终热处理后安排精加工可以去除淬火后的工件变形。,.,103, 便于及早发现毛坯缺陷及避免损伤已加工表面。毛坯经粗加工阶段后，缺陷(如气孔、砂眼、裂纹和余量不够等)即已暴露，可以及时发现和处理。同时，精加工工序放在最后，可以避免加工好的表面在搬运和夹紧中受到损伤。,.,104,(3)工序顺序的安排1)机械加工工序顺序。 先粗后精。即先安排各表面的粗加工工序，后安排精加工工序。一般零件在加工时，总是先对该零件进行各个表面的粗加工，再进行半精加工，最后进行精加工和光整加工。这样有利于逐步消除加工误差和表面缺陷，从而逐步提高零件的加工精度和表面质量。,.,105, 先基准后其他。即先加工基准面，后加工其他面。用作精基准的表面要首先加工出来，以便为后续工序提供可靠的精基准。所以第一道工序一般进行定位基准的粗加工或半精加工(有时包括精加工)，然后以精基准面定位加工其他表面。,.,106, 先主后次。即先加工主要表面，后加工次要表面。零件的主要表面是加工精度和表面质量要求高的表面，它的工序较多，其加工质量对零件质量影响大，因此通常先加工精度和表面质量要求高的零件表面和装配基面，从而能及早发现毛坯中可能出现的缺陷。一些次要表面(如紧固用的螺孔、键槽等)，一般加工量较小，加工比较方便，因而把其加工穿插在各加工阶段中进行，使加工阶段更明显且能顺利进行，又能增加加工阶段的时间间隔，可以有足够的时间让残留应力重新分布并使其引起的变形充分表现，以便在后续工序中修正。,.,107, 先面后孔。即先加工平面，后加工孔。因为平面一般面积较大，轮廓平整，先加工好平面，便于加工孔时的定位安装，利于保证孔与平面的位置精度，同时也给孔的加工带来方便。另外，由于平面已加工好，在平面上进行孔加工时，刀具的初始工作条件得到改善。,.,108,2)热处理工序的安排。,.,109,.,110,.,111,.,112,.,113,.,114,.,115,.,116,2)热处理工序的安排。 提高力学性能的热处理包括淬火、调质、渗碳淬火、渗氮等。 改善材料组织和切削加工性的热处理包括正火和退火。正火和退火用于经过热加工的毛坯。碳的质量分数高于0.5%的碳钢和合金钢，为降低其硬度易于切削，常采用退火处理；碳的质量分数低于0.5%的碳钢和合金钢，为避免其硬度过低，在切削时粘刀，常采用正火处理。退火和正火还能细化晶粒、均匀组织，为以后的热处理做好准备。退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前进行。 消除内应力的热处理包括退火和时效处理。 修复定位基准工序主要指研磨中心孔，安排在半精加工之后进行。,.,117, 改善材料组织和切削加工性的热处理包括正火和退火。正火和退火用于经过热加工的毛坯。碳的质量分数高于0.5%的碳钢和合金钢，为降低其硬度易于切削，常采用退火处理；碳的质量分数低于0.5%的碳钢和合金钢，为避免其硬度过低，在切削时粘刀，常采用正火处理。退火和正火还能细化晶粒、均匀组织，为以后的热处理做好准备。退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前进行。 消除内应力的热处理包括退火和时效处理。 修复定位基准工序主要指研磨中心孔，安排在半精加工之后进行。,.,118,三、相关知识,3)表面处理工序的安排。 金属镀层：镀铜、铬、镍、锌等，放于机械加工之后、检验之前。 美观镀层：镀铬，然后抛光，安排在工艺过程最后进行。 非金属镀层：油漆，放在最后。 表面氧化膜层：钢件氧化处理、铬合金阳极化处理(浅黄、蓝、红色)、镁合金氧化处理等，一般安排在精加工之后进行。4)辅助工序的安排。,.,119,三、相关知识, 中间检验。安排在粗加工阶段后、转出车间前、关键工序之前和之后进行。因为关键工序的工时费用高，且易出废品。 特种检验。 总检验(最终检验)。零件加工完毕后进行。5)其他工序。 去毛刺工序：一般安排在钻、铣加工工序后，或在钻、铣中安排去毛刺工序。 油封工序：入库前或两道工序之间间隔时间较长时安排。,.,120,三、相关知识, 洗涤工序：检验前、抛光、磁粉探伤、荧光检验、研磨等工序之后均要安排洗涤工序。(4)工序的合理组合在划分了加工阶段以及各表面加工先后顺序后，就可以把这些内容组成为各个工序。 有利于采用高效率的机床或自动线、数控机床等，生产率高。 在一次安装中可完成零件多个表面的加工，可以较好地保证这些表面的相互位置精度，同时减少了装夹时间和减少工件在车间内的搬运工作量，利于缩短生产周期。,.,121,三、相关知识, 机床数量减少，并相应减少操作工人，节省车间面积，简化生产计划和生产组织工作。 因为采用专用设备和工艺装备，使投资增大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，改变生产对象也较困难。 机床设备及工艺装备简单，调整和维修方便，工人易于掌握。 生产准备工作量少，改变生产对象容易，生产适应性好。 可采用最合理的切削用量，减少基本时间。 设备数量多，操作工人多，占用场地大。,.,122,三、相关知识,5.工序内容设计(1)加工余量的确定1)加工余量的概念。 工序余量。工序余量Zi是指某一表面在一道工序中切除的金属层厚度。其值等于相邻两道工序的工序尺寸之差。 Z=a-b,图2-23加工余量,.,123,三、相关知识, 公称加工余量、最大加工余量、最小加工余量及余量公差。,图2-24加工余量及其公差,.,124,三、相关知识,图2-25加工余量和加工尺寸分布图,.,125,三、相关知识, 总加工余量。在某一加工表面上切除的金属层的总厚度，即某一表面的毛坯尺寸与零件设计尺寸之差，称为该表面的总加工余量Z0。,2)加工余量的影响因素。 上道工序留下的表面粗糙度为Ra的表面和表面缺陷层Da本道工序必须把上道工序留下的表面粗糙度为Ra的表面和缺陷层Da全部切除(见图2-26)。,.,126,三、相关知识, 上道工序的尺寸公差Ta由于上道工序加工后，表面会存在各种几何形状误差(见图2-27)，这些误差的大小一般均包含在上道工序的公差Ta的范围内，所以应把Ta计入加工余量(其值查经济精度)。,图2-26表面粗糙度为Ra的表面及缺陷层,.,127,三、相关知识, 工件各表面相互位置的空间偏差a属于这一类偏差的有：轴心线的偏斜、弯曲、不平行、不同轴、轴心线与端面不垂直等偏差；平面的弯曲、偏斜、不平行和不垂直等偏差。图2-28所示是轴类零件的情况，由于上道工序存在轴心线弯曲偏差a，所以本道工序余量需要增加2a。,.,128,三、相关知识, 本道工序的安装误差b该项误差包括定位误差、夹紧误差(即夹紧变形)和夹具误差。它会影响刀具与被加工表面间的相对位置，使加工余量不均匀，因而造成工件报废。所以余量中也要增加安装误差。定位误差可依据具体定位方式进行计算，夹紧误差和夹具误差可根据有关资料查得。安装误差为这三项误差的向量和。图2-29所示是工件中心与机床回转中心的偏移量为e造成的安装误差，由此磨削余量应加大2e。由于a与b在空间可能处于不同的方向，所以在计算余量时应是两者的向量和。,.,129,三、相关知识,图2-28工件轴线弯曲对加工余量的影响,3)确定加工余量的方法。,.,130,三、相关知识, 经验估算法。经验估算法指根据工艺人员的经验来确定加工余量的方法。为避免产生废品所确定的加工余量一般偏大。这种方法适于单件小批生产。 查表修正法。查表修正法指根据有关手册，查得加工余量的数值，然后根据实际情况进行适当修正的方法。这是一种广泛使用的方法。 分析计算法。分析计算法指对影响加工余量的各种因素进行分析，然后根据一定的计算式来计算加工余量的方法。用这种方法确定的加工余量较合理，但需要全面的试验资料，计算也较复杂，故很少应用。,.,131,三、相关知识,(2)工序尺寸及其公差的确定零件图上要求的设计尺寸和公差是经过多道工序加工后最终达到的。1)基准重合时工序尺寸和工序尺寸公差的确定。,图2-30内孔工序尺寸计算,.,132,表2-11工序尺寸及其公差的计算(单位：mm),解题步骤： 确定各工序的加工余量。根据各工序的加工性质，查表得它们的加工余量(见表2-11中的第2列)。,.,133, 确定各工序尺寸公差及表面粗糙度。最后磨孔工序的尺寸公差和表面粗糙度就是图样上所规定的孔径公差和表面粗糙度值。各中间工序的公差和表面粗糙度根据其对应工序的加工性质，查有关经济精度和经济表面粗糙度得到(见表2-11中的第3列)。 求工序基本尺寸。从零件图的设计尺寸开始，一直往前推算到毛坯尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量(计算结果见表2-11中的第4列)。,.,134,三、相关知识, 标注工序尺寸公差。最后一道工序按设计尺寸公差标注，其余工序尺寸按“单向入体”原则标注。对于孔，基本尺寸值为公差带的下限，上偏差取正值(对于轴，基本尺寸为公差带的上限，下偏差取负值)；对于毛坯尺寸的偏差应取双向对称偏差(见表2-11中的第5列)。,.,135,三、相关知识,2)基准不重合时工序尺寸和工序尺寸公差的确定。,图2-31加工尺寸链示例,.,136,三、相关知识, 尺寸链的定义。在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭尺寸，称为尺寸链。如图2-31所示，用零件的表面1来定位加工表面2，得尺寸A1。仍以表面1定位加工表面3，保证尺寸A2，于是A1A2A0连接成了一个封闭的尺寸组(见图2-31b)，形成尺寸链。,.,137,三、相关知识, 工艺尺寸链的特征。尺寸链由一个间接获得的尺寸与若干个直接获得的关联尺寸组成。图2-31中的尺寸A1、A2是直接获得的，A0是间接获得的。其中，间接获得的尺寸大小和精度受直接获得的尺寸大小和精度的影响，并且间接获得的尺寸精度必然低于任何一个直接获得的尺寸精度。 工艺尺寸链的组成。组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环。图2-31中的A1、A2、A0都是尺寸链的环，它们可分为：,.,138,三、相关知识,图2-32增、减环的简易判别图,.,139,三、相关知识, 尺寸链的计算。尺寸链的计算可用极值法和概率法，极值法简单较为常用，读者可自行查阅有关书籍。(3)机床(设备)和工艺装备的选择1)机床的选择。 机床的主要规格尺寸应与加工工件的外形轮廓尺寸相适应，即小工件应选小的机床，大工件应选大的机床，做到设备合理使用。 机床的精度应与要求的加工精度相适应。对于高精度的工件，在缺乏精密设备时，可通过设备改装，以粗干精。,.,140,三、相关知识, 机床的生产率应与加工工件的生产类型相适应。单件、小批生产一般选择通用设备，大批量生产宜选高生产率的专用设备。 机床的选择应结合现场的实际情况，如设备的类型、规格及精度状况，设备负荷的平衡情况以及设备的分布排列情况等。 尽量节约设备投资。 要考虑将来的发展。2)工艺装备的选择。,.,141,三、相关知识, 夹具的选择。单件、小批生产时，应尽量选择通用夹具，如各种卡盘、台虎钳、回转台等。为提高生产率，应积极推广使用组合夹具。大批大量生产应采用高生产率的气、液传动专用夹具。夹具的精度应与加工精度相适应。 刀具的选择。选择刀具时，优先选用标准刀具，以缩短刀具制造周期和降低成本。必要时，可采用各种高生产率的专用刀具和复合刀具。刀具的类型、规格和精度等应符合加工要求，如铰孔时，应根据被加工孔的不同精度，选择相应精度等级的铰刀。,.,142,三、相关知识, 量具的选择。选择量具时，要考虑生产类型和要检验的精度。单件、小批生产中应选用通用量具，如游标卡尺、百分表等。大批、大量生产应采用各种量规和一些高生产率的专用检具。量具的精度必须与加工精度相适应。,.,143,三、相关知识,(三)工艺方案的技术经济分析制订机械加工工艺规程时，在保证零件加工质量的前提下，应注意其经济性。1.生产成本和工艺成本,.,144,三、相关知识,图2-33全年工艺成本与年产量的关系,.,145,三、相关知识,图2-34单件工艺成本与年产量的关系,.,146,三、相关知识,2.不同工艺方案的经济比较1)若两种工艺方案基本投资相近，或在现有设备条件下，可比较其工艺成本。 两方案中只有少数工序不同，可比较其单件工艺成本，即 两种工艺方案有较多工序不同，应比较其全年工艺成本，即,图2-35两种方案单件工艺成本的比较,.,147,三、相关知识,2)若两种工艺方案的基本投资相差较大，则应比较不同方案的基本投资差额的回收期限。(四)工时定额与提高机械加工生产率的工艺途径1.工时定额的组成(1)基本时间tm它是直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。(2)辅助时间ta它是指为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。,.,148,三、相关知识,(3)布置工作地时间ts它是指为使加工正常进行，工人照管工作地(如更换刀具、润滑机床、清理切屑、整理工具等)所消耗的时间。(4)休息与生理需要时间tr它是指工人在工作班内为恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。(5)准备-终结时间Tj它是指工人为了生产一批产品或零、部件，进行准备和结束工作所消耗的时间。2.提高机械加工生产率的工艺途径(1)缩减时间定额首先应缩减占时间定额中比例较大的部分。,.,149,三、相关知识,1)缩减基本时间。 提高切削用量。增大切削速度、进给量和背吃刀量都可缩短基本时间。这是机械加工中广泛采用的有效方法，但要采用大的切削用量，关键是提高机床的承载能力，特别是刀具的耐用度。 减少或重合切削行程长度。图2-37a所示为合并工步，图2-37b所示为多刀车削， 所示为横向切入法车削。,图2-37减少或重合切削长度的方法a)合并工步b)多刀车削c)横向切入法车削,.,150,三、相关知识, 采用多件加工，如图2-38所示。,图2-38多件加工示意a)顺序多件加工b)平行多件加工c)平行顺序多件加工1工作台2工件3滚刀4铣刀,2)缩短辅助时间。 采用先进高效的夹具。这不仅能保证加工质量，还能大大减少装卸和找正工件的时间。,.,151,三、相关知识, 采用多工位加工。图2-39所示为转位(双工位)夹具，使装卸工件的辅助时间与基本时间重合。 采用连续加工。图2-40所示为立式连续回转工作台铣床。,图2-39转位(双工位)夹具,.,152,三、相关知识, 采用主动检验或数字显示自动测量装置，可以减少停机测量的时间。 采用各种快速换刀、自动换刀装置、刀具微调装置及可转位刀具，以减少在刀具的装卸、刃磨、对刀等方面所消耗的时间。3)缩减准备-终结时间。 使夹具和刀具高效通用化。 采用先进加工设备以减少准备-终结时间，如采用数控机床、液压仿形机床、顺序控制机床等。(2)采用先进工艺方法,.,153,三、相关知识,1)采用先进的毛坯制造方法，提高毛坯精度，减少切削加工的劳动量。2)采用少、无切削加工工艺，如滚压加工等方法。3)采用特种加工，如用线电极电火花加工机床加工冲模可减少很多钳工工作量。,.,154,四、相关实践,1.生产类型和工艺特征2.零件的工艺分析3.毛坯的确定4.拟定工艺路线1)两支承轴颈28006mm、400035mm、Ra0.5表面选用