part01机加工工艺规程制订

机制工艺与夹具设计 第一章机械加工工艺规程的制订 第一章机械加工工艺规程的制订 Chap 1 机械加工工艺规程的制订 一基本概念二工艺规程概述三制订工艺规程时要解决的主要问题四加工余量的确定五工序尺寸及其公差的确定六时间定额与提高生产率的工艺途径 Chap 1 机械加工工艺规程的制订 基本概念 生产过程工艺过程及其组成生产纲领与生产类型获得加工精度的方法 一 基本概念 基本概念 生产过程 机械产品制造时 将原材料转变为产品的所有劳动过程对于机器的制造而言 生产过程包括 生产技术准备过程毛坯的制造过程零件的机械加工 热处理和其他表面处理产品的装配 调试 检验和油漆原材料和成品的运输与保管 基本概念 工艺过程及其组成 工艺过程 在生产过程中 改变生产对象的形状 尺寸 相对位置和性质 使其成为半成品或成品的过程 亦即生产过程中由毛坯制造起到油漆为止的过程 Moretolearn 基本概念 工艺过程包括 毛坯制造过程热处理过程机械加工艺过程装配工艺过程等 Moretolearn 基本概念 工艺过程的组成 工艺过程由一个或若干个顺序排列的工序组成工序 一个 或一组 工人 在一个工作地点 或一台机床上 对同一个零件 或一组零件 进行加工所连续完成的那部分工艺过程划分工序的主要依据是 工作地点 或机床 是否改变加工是否连续 Moretolearn 基本概念 安装 加工前 使工件在机床上 或夹具中 定位后 即占据正确位置 然后夹紧的过程工位 工件在机床上所占据的每一个待加工位置工步 在一道工序中 当加工表面不变 切削工具不变 切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工艺过程 基本概念 Moretolearn 工序划分不同 工步可能相同 也可能不同对于一次安装中连续进行的若干相同多工位加工的工步 通常算作一个工步用几把不同刀具或复合刀具同时加工一个零件的几个表面的工步 也看作一个工步 称为复合工步 基本概念 走刀 切削刀具在工件表面上每切削去一层金属所完成的那部分工艺过程一个工步可以包括一次或几次走刀 基本概念 Moretolearn 基本概念 基本概念 基本概念 3 生产纲领与生产类型生产纲领 企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划 即一年中制造产品的数量 零件的生产纲领还应包括备品和废品 可按下式计算 N Qn 1 a 1 b 生产类型 企业生产专业化程度的分类 基本概念 Moretolearn 单件生产 单个生产不同结构和尺寸的产品 很少重复甚至不重复特点是 品种多 产量小 工作地点的加工对象经常改变大量生产 同一产品生产数量很大 大多数工作地点按一定节奏重复进行某一零件的某道工序的加工特点是 产量大 工作地点的加工对象较少改变 加工过程重复 基本概念 Moretolearn 批量生产 一年中分批轮流制造几种不同的产品 每种产品均有一定的数量 工作地点的加工对象周期性重复特点是 有一定的生产数量 加工对象周期性改变 加工过程周期性重复 基本概念 4 获得加工精度的方法获得尺寸精度的方法试切法 通过试切 测量 调整 再试切 反复进行到工件尺寸达到规定要求为止调整法 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 基本概念 Moretolearn 基本概念 定尺寸刀具法 通过刀具的相应尺寸保证加工表面的尺寸精度自动控制法 将测量 进给装置和控制系统组成一个自动加工系统 通过自动测量和数字控制装置 在达到尺寸精度后自动停止加工主动测量法 边加工边测量加工尺寸 获得形状精度的方法刀尖轨迹法 通过刀尖运动的轨迹来获得形状精度的方法仿形法 刀具依照仿形装置进给获得工件形状精度的方法成形法 利用成形刀具对工件加工获得形状精度的方法展成法 利用工件和刀具的展成切削运动进行加工的方法 基本概念 获得位置精度的方法直接找正定位法 用划针或百分表直接在机床上找正工件位置划线找正定位法 先按零件图在毛坯上划好线 再以所的划线为基准找正它在机床的位置夹具定位法 在机床上安装好夹具 工件放在夹具中定位机床控制法 利用机床的相对位置精度保证位置精度 基本概念 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产品的整套装配图和零件工作图产品验收的质量标准产品的生产纲领和生产类型现有的生产条件和资料 包括毛坯生产条件 协作关系 工艺装备 工人技术状态等 工厂的发展前景国内外的生产技术发展状态等 工艺规程概述 6 制订工艺规程的步骤 十大步骤 分析零件图和产品装配图 选择毛坯 拟定工艺路线 选择定位基准 确定各工序的设备 工装确定各工序的加工余量 计算工序尺寸和公差 确定各主要工序的技术要求及检验方法 确定切削用量和工时定额 进行经济分析 选择最佳方案 填写工艺文件 工艺规程概述 三 制订工艺规程时要解决的主要问题 1 零件的工艺分析检查产品图样的完整性和正确性审查零件的结构工艺性零件结构工艺性的主要要求 零件图的尺寸标注应适应机械加工工艺和检验的要求尽可能减少机械加工量 提高生产率提高生产效率 保证产品质量减少装夹次数 缩短辅助时间结构应适应刀具要求保证装配的方便和可拆性 制订工艺规程时要解决的主要问题 Moretolearn 零件的技术要求分析加工表面的尺寸精度主要加工表面的形状精度主要加工表面之间的位置精度加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其它要求热处理要求其它要求 制订工艺规程时要解决的主要问题 2 毛坯的选择选择毛坯的基本任务 选定毛坯的制造方法及其制造精度毛坯的种类 铸件 锻件 冲压件 压制件 型材 焊接件选择毛坯时应考虑的因素 零件的材料及机械性能要求零件的结构形状与尺寸生产纲领及生产类型现有生产条件充分考虑利用新技术 新工艺 新材料的可能性 制订工艺规程时要解决的主要问题 3 定位基准的选择基准的概念基准是确定零件上某些点 线 面位置时所依据的那些点 线 面 或者说是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点 线 面 基准的分类 设计基准 零件图上用以确定其它点 线 面位置的基准 工艺基准 零件加工 测量 装配过程中采用的基准 制订工艺规程时要解决的主要问题 定位基准 加工时用以确定零件在机床夹具中的正确位置所采用的基准工序基准 用以标定被加工表面位置 或者说确定某加工精度 的基准测量基准 用以测量已加工表面尺寸和位置的基准装配基准 装配时用以确定零件在机器中位置的基准说明 基准是依据 因此必然客观存在 但不一定具体存在 有的是轮廓要素 可直接接触 有的是中心要素 不可触摸 常由某些具体存在的基面来体现 制订工艺规程时要解决的主要问题 制订工艺规程时要解决的主要问题 定位基准的选择通常先选择精基准 后选择粗基准 精基准的选择 减少误差 提高定位精度 基准重合原则 即选择设计基准作为定位基准基准统一原则 即采用同一基准加工尽可能多的表面自为基准原则 即精加工某些余量小而均匀的重要表面时 以其自身作为基准互为基准原则 即加工位置精度要求高的两表面时 以二表面互相作为基准 反复进行加工准确可靠原则 即保证定位准确 夹紧可靠 设计简单 操作方便 制订工艺规程时要解决的主要问题 制订工艺规程时要解决的主要问题 粗基准的选择 保证加工余量 保证非加工面符合要求 选有技术要求 加工余量小的重要非加工表面作为粗基准加工表面与非加工表面间有位置要求时 应选非加工表面作为粗基准选尺寸 位置可靠 平整光洁 有一定面积 方便夹紧的表面作基准粗基准在同一尺寸方向只能用一次选择粗 精基准时 如上述原则互相矛盾 应具体情况具体分析 权衡利弊 保证主要要求 制订工艺规程时要解决的主要问题 制订工艺规程时要解决的主要问题 制订工艺规程时要解决的主要问题 4 工艺路线的制订工艺路线不但影响加工质量和生产效率 而且影响工人的劳动强度 影响设备投资 车间面积 生产成本等 是制订工艺规程的关键一步 表面加工方法的选择先根据技术要求确定加工方案以及分几次加工应考虑材料的性质应考虑生产类型应考虑本厂的现有设备及技术条件应考虑工件的形状 重量 物理特性应作加工经济精度和经济粗糙度分析 制订工艺规程时要解决的主要问题 加工阶段的划分工艺过程的四个加工阶段 粗加工阶段 切除各表面大部分余量 考虑劳动效率半精加工阶段 完成次要表面的加工 为精加工作准备精加工阶段 保证达到图纸要求 光整阶段 提高尺寸精度 降低粗糙度 制订工艺规程时要解决的主要问题 划分加工阶段应考虑的因素 保证加工质量粗加工切削力 切削热 夹紧力 变形都大 不可能达到高精度合理利用机床设备合理安排热处理和检验工序及时发现毛坯缺陷 及时修补或报废精加工应放在最后 避免损伤已加工表面 Moretolearn 制订工艺规程时要解决的主要问题 加工顺序的安排复杂工件的机械加工工艺路线通常要经过切削加工 热处理和辅助工序切削加工安排顺序四原则 基准先行 便于定位 先粗后精 防止变形 先主后次 避免浪费 先面后孔 保证孔的位置精度 Moretolearn 制订工艺规程时要解决的主要问题 热处理工序的安排 预热处理 退火 正火 调质 时效处理去应力处理 人工时效 自然时效 退火 冰冷处理 0 80 1 2小时 最终热处理 淬火 回火 渗碳淬火 渗氮 正火 调质 辅助工序的安排 包括 检验 去毛刺 倒棱 清洗 防锈 表面强化 退磁 平衡等 Moretolearn 制订工艺规程时要解决的主要问题 检验是主要的辅助工序 一般安排在 粗加工之后 精加工之前重要工序前后零件转换车间前特殊性能检验前 如磁力探伤 零件全部加工完毕 入库之前 制订工艺规程时要解决的主要问题 工序的集中与分散工序集中 即将工件的加工 集中在少数几道工序内完成工序集中的特点 采用高效专用设备及工装 生产效率高减少设备数量 相应减少操作工人和生产面积减少工序数目 简化生产计划减少安装次数 缩短辅助时间 保证位置精度缩短加工时间 减少运输工作量 缩短生产周期设备结构复杂 投资大 调整 维修困难 转换产品费时 制订工艺规程时要解决的主要问题 工序分散 即将工件的加工 分散在较多的工序内完成工序分散的特点 设备简单 调整 维修方便对工人技术要求低 培训时间短生产准备量小 易于平衡工序时间可采用合理的切削用量 缩短基本时间易更换产品设备数量多 操作工人多 占地面积大 制订工艺规程时要解决的主要问题 设备与工艺装备的选择设备的选择 工序集中时 应选高效自动加工设备 组织集中时 应选通用设备工序分散时 应选简易设备机床精度与工件精度应相适应机床规格与工件的外形尺寸应相适应应与现有加工条件相适应 制订工艺规程时要解决的主要问题 工艺装备的选择 影响加工精度 生产效率 劳动强度 经济性应根据生产类型 具体加工条件 工件结构特点 技术要求等选择夹具的选择 单件 小批生产采用通用夹具和附件大批 大量生产应采用专用高效夹具多品种 小批量可采用可调夹具或成组夹具 制订工艺规程时要解决的主要问题 刀具的选择 优先选用标准刀具机械 工序 集中时 应采用高效专用夹具 复合刀具 多刃刀具刀具类型 规格 精度等级应符合加工要求量具的选择 单件 小批生产采用通用量具大批 大量生产应采用极限量规和高效专用检验量仪量具精度必须与加工精度相适应 制订工艺规程时要解决的主要问题 四 加工余量的确定 1 加工余量的基本概念加工余量 加工时从加工表面切去的金属层厚度工序余量 指某一表面在一道工序中切除的金属层厚度工序余量的计算工序余量等于前后两道工序尺寸之差以上为非对称的单边余量 旋转表面的加工余量为对称的双边余量工步余量为相邻两工步尺寸之差 它是某工步在表面上切除的金属层厚度 加工余量的确定 工序基本余量 最大余量 最小余量 余量公差的概念加工余量是个变动值 毛坯制造和各个工序尺寸都存在误差 基本余量 工序尺寸用基本尺寸计算时所得的加工余量最大余量 该工序余量的最大值最小余量 保证该工序加工表面的精度和质量所需切除的金属层最小厚度余量公差 前工序与本工序的工序尺寸公差之和 加工余量的确定 入体原则 指工序间公差带的取向规定 被包容面 轴 键宽等 工序间公差带取上偏差为零 加工后的基本尺寸和最大极限尺寸相等包容面 孔 键槽宽等 工序间公差带取下偏差为零 加工后的基本尺寸和最小极限尺寸相等为了便于加工 规定工序尺寸按 入体原则 标注极限偏差 毛坯按 双向 布置上 下偏差 加工余量的确定 加工余量与工序间公差的关系 对于被包容面而言 工序间余量 上工序基本尺寸 本工序基本尺寸最大工序间余量 上工序最大极限尺寸 本工序最小极限尺寸最小工序间余量 上工序最小极限尺寸 本工序最大极限尺寸 加工余量的确定 Moretolearn 对于包容面而言 工序间余量 本工序基本尺寸 上工序基本尺寸最大工序间余量 本工序最大极限尺寸 上工序最小极限尺寸最小工序间余量 本工序最小极限尺寸 上工序最大极限尺寸 加工余量的确定 总加工余量 指零件从毛坯变为成品时从某一表面所切除的金属层总厚度 即毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差总余量等于该表面各工序余量之和 总加工余量对工艺过程的影响 总余量不够 质量得不到保证总余量太大 增加劳动量 消耗 成本总余量与毛坯精度 生产类型 批量大小有关 加工余量的确定 2 影响加工余量的因素上道工序的表面质量 包括表面粗糙度Ha和表面破坏层深度Sa 前道工序的工序尺寸公差 Ta 前道工序的位置误差 a 本工序工件的安装误差 b 本工序的加工余量必须满足下式 用于双边余量 Z 2 Ha Sa Ta 2 a b 单边余量 Z Ha Sa Ta a b 加工余量的确定 加工余量的确定 3 确定加工余量的方法经验估算法 根据工艺人员的经验确定加工余量 适应于单件 小批量生产 查表修正法 先查手册 然后根据实际情况进行适当修正 查工艺手册 广泛采用 分析计算法 分析各项因素 根据关系式计算 贵重材料 大批生产 需要资料 较少采用 加工余量的确定 五 工序尺寸及其公差的确定 1 基准重合时 工序尺寸及其公差的计算当工序基准 定位基准或测量基准与设计基准重合 表面多次加工时 计算顺序是由最后一道工序开始 即由设计尺寸开始向前推算到毛坯尺寸 工序尺寸及其公差的确定 Moretolearn 计算步骤 定毛坯总余量和工序余量定工序公差求工序基本尺寸标注工序尺寸公差 工序尺寸及其公差的确定 Moretolearn 工序尺寸及其公差的确定 2 基准不重合时 工序尺寸及其公差的计算当零件加工过程中多次转换工艺基准 引起测量基准 定位基准或工序基准与设计基准不重合时 需利用工艺尺寸链原理进行工序尺寸及其公差的计算 工序尺寸及其公差的确定 Moretolearn 工序尺寸及其公差的确定 工艺尺寸链的基本概念尺寸链的定义尺寸链 由相互联系的尺寸按一定顺序首尾相接排列成的尺寸封闭图形 工艺尺寸链 由单个零件在工艺过程中的有关尺寸所形成的尺寸链 环 组成尺寸链的各个尺寸 Moretolearn 尺寸链的组成封闭坏 最终被间接保证精度的那个环组成环 除封闭环之外的所有其他环增环 当其余各组成环不变 而该环增大时使封闭环也增大者减环 当其余各组成环不变 而该环增大时使封闭环反而减小者 工序尺寸及其公差的确定 尺寸链图将尺寸链中各相应的环 用尺寸或符号标注在示意图上 这种尺寸图称为尺寸链图作法 首先确定间接保证的尺寸 定为封闭环 然后从封闭环起 画出各组成环 尺寸首尾相接 顺一个方向画箭头 构成封闭图形 工序尺寸及其公差的确定 Moretolearn 工序尺寸及其公差的确定 工艺尺寸链的构成 取决于工艺方案和加工方法 确定封闭环是关键 一个尺寸链只能解一个封闭环 请注意箭头方向 与封闭环同向者为减环与封闭环异向者为增环 Moretolearn A1A2A 工序尺寸及其公差的确定 尺寸链的形式按环的几何特征分 长度 角度 组合尺寸链按应用场合分 装配 工艺 零件尺寸链按各环所处空间位置分 直线 平面 空间尺寸链 工序尺寸及其公差的确定 Moretolearn 工序尺寸及其公差的确定 尺寸链的特性封闭性 尺寸链必是一组有关尺寸首尾相接所形成的尺寸封闭图 其中应包含一个间接保证的尺寸和若干个对此有影响的直接获得的尺寸关联性 尺寸链中间接保证的尺寸即精度直接保证的尺寸精度支配 且间接保证的尺寸精度必然低于直接获得的尺寸精度 尺寸链的计算公式封闭环的基本尺寸 组成环基本尺寸的代数和封闭环的极限尺寸 封闭环的上 下偏差封闭环的公差 工序尺寸及其公差的确定 Moretolearn 工序尺寸及其公差的确定 计算封闭环的竖式口诀 增环上下偏差照抄 减环上下偏差对调 反号 Moretolearn 工序尺寸及其公差的确定 4 尺寸链的分析与解算测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算 工序尺寸及其公差的确定 工序尺寸及其公差的确定 定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算 工序尺寸及其公差的确定 从计算结果可知 A5 的Es Ei 显然这是不合理的 这主要是因为公共环A4 的公差值太大 所以应调整A4 的上下偏差 现按等公差原则重新分配封闭环公差 T Ai T Aj T A4 T A5 0 30再