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第一章制造工艺过程设计 基础知识 基本概念 生产过程 工艺过程 仪器零件加工工艺过程 生产过程包括 产品设计 生产准备 原材料的运输和保管 毛坯制造 零件加工 热处理 仪器装配和调试 检验和试车 生产服务等 生产过程 实质 原材料 或半成品 变为产品的过程 因此一个工厂的生产过程 又可按车间分成若干个车间的生产过程 零件的机械加工工艺过程 工艺路线或工艺流程 用机械加工的方法 直接改变原材料或毛坯的形状 尺寸和相对位置与性能 使之变为合格零件 成品或半成品 工艺过程 将零件装配成部件或产品的过程 称为装配工艺过程 一 机械制造工艺的基础知识 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 二 工艺过程的组成 工艺过程是由一个或若干个依次排列的工序所组成 毛坯顺次通过这些工序就变成了成品或半成品 1 工序 若生产批量比较小则其加工工艺过程可由六个工序组成 如下表所示 棒料毛坯依次通过这六个工序就变成阶梯轴的产品零件 阶梯轴 1 阶梯轴加工工艺过程 2 阶梯轴加工工艺过程 同样加工上述零件 若生产批量比较大时 其加工工序如下 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 2 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 一次装夹所完成的那部分加工过程称为安装 安装是工序的一部分 每一个工序可能有一次安装 也可能有几次安装 如表中第一工序 若对一个工件的两端连续进行车端面 钻中心孔 就需要两次安装 分别对两端进行加工 每次安装有两个工步 车端面和钻中心孔 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 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 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 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 4 工步 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 5 走刀 生产类型对工艺过程有着重要影响 当生产类型不同时 生产组织和生产管理 车间的机床布置 毛坯的制造方法 采用的工艺装备 刀 夹 量具 加工方法以及工人的熟练程度等都有很大的不同 因此在制订工艺路线之前必须明确该产品的生产类型 三 生产类型对工艺过程的影响 零件的生产纲领可按下式计算 N零 N n 1 a 1十 式中N零 零件的生产纲领 件 年 N 产品的生产纲领 台 年 n 每台产品中包含该零件的数量 件 台 a 该零件备件的百分率 该零件废品的百分率 1 根据零件的生产纲领确定零件的生产类型 划分生产类型的参考数据 划分生产类型 既要根据生产纲领 同时还要考虑零件的体积 质量等因素 1 单件生产 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 单个地生产不同结构和不同尺寸的产品 并且很少重复 例如 重型机器制造 专业设备制造和新产品试制等 2 生产类型 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 例如 机床制造就是比较典型的成批生产 每批制造的相同产品的数量称为批量 根据批量的大小 成批生产又可分为 小批生产 其工艺过程的工艺特点和单件小批生产相似 大批生产 其工艺过程的特点和大量生产相似 中批生产 其工艺过程的特点则介于单件小批生产和大批大量生产之间 大量生产 例如 汽车 镜头 常见光电产品 轴承等的制造通常都是以大量生产的方式进行 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 各种生产类型的工艺过程的特点可归纳成表 二 工艺规程概述 1 工艺规程的概念按一定的格式 用文件的方式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2 工艺规程的分类机械加工工艺过程卡机械加工工艺卡机械加工工序卡 工艺规程概述 3 工艺规程的作用它是机械制造厂最主要的技术文件之一 是生产一线的法规性文件 新工艺是衡量生产部门技术力量的标志 是产品设计和技术革新的内容之一指导生产的主要技术文件组织和管理生产的基本依据新建和扩建工厂的基本资料交流和推广经验的基本文件 工艺规程概述 4 制订工艺规程的原则保证产品质量 提高劳动生产率 降低成本 采用国内外先进工艺技术 保证良好的劳动条件 工艺规程概述 5 制订工艺规程的原始资料 仪器的全套装配图和零件工作图 仪器的验收质量标准 仪器的生产纲领和生产类型 毛坯原料工艺人员应熟悉各种毛坯制造方法的技术经济特征 了解本厂毛坯车间 或工厂 的生产能力与技术水平 各种钢材 型材的品种规格以及毛坯图 如果有特殊要求 应和毛坯车间共同研究 工艺规程概述 返回 毛坯的种类与零件的结构形状 尺寸大小 材料的机械性能和零件的生产类型及毛坯车间的具体生产条件有关 铸件 包括铸钢 铸铁 有色金属及合金的铸件等 铸件毛坯的形状可以相当复杂 尺寸可以相当大 且吸振性能较好 但铸件的机械性能较低 一般壳体零件的毛坯多用铸件 锻件 机械性能较好 有较高的强度和冲击韧性 但毛坯的形状不宜复杂 如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻件 返回 型材 包括圆形 方形 六角形及其它断面形状的棒料 管料及板料 棒料常用在普通车床 六角车床及自动和半自动车床上加工轴类 盘类及套类等中小型零件 冷拉棒料比热轧棒料精度高且机械性能好 但直径较小 板料常用冷冲压的方法制成零件 但毛坯的厚度不宜过大 焊接件 对尺寸较大 形状较复杂的毛坯 可采用型钢或锻件焊接成毛坯 但焊接件吸振性能差 容易变形 尺寸误差大 工程塑料 它是近年来在机械制造业中普遍推广的一种毛坯 其形状可以很复杂 尺寸精度高 但机械性能差 现场的生产条件如果是现有工厂 则应了解工厂的设备 刀具 夹具 量具 生产面积 工人技术水平等情况 辅助车间制造专用设备 工艺装备及改造设备的能力 以及科学研究和技术资料等方面的情况 如果是新建工厂 则应对国内外现有生产技术 加工设备和工艺装备的性能规格有所了解 国内外工艺技术的发展情况工艺人员需不断研究国内外有关工艺技术资料 注意引进新技术 新工艺 提高工艺水平 以提高产品的竞争能力 有关工艺手册和图册 标准及指导性文件手册有切削用量手册 加工余量手册 时间定额手册 夹具结构及元件图册 刀具手册 机床性能技术参数手册 机械零件设计手册及机床零件设计手册等 标准有公差标准 机械零件标准 轴承 气动和液压标准等 工