机械制造基础-第17章工艺过程ppt课件

.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,第17章机械制造工艺过程,一、工艺过程的基本概念,1、生产过程和工艺过程生产过程-是指由原材料制成各种零件并装配成机器的全过程。包括：原材料的运输、保管，生产准备、毛坯制造、机械加工、装配、检验、试车、油漆、包装等。工艺过程-在生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使之成为成品或半成品的过程。,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,包括：铸造、压力加工、焊接、机械加工、热处理、特种加工、电镀、涂覆、装配等。,零件的机械加工工艺过程由若干个工序组成，工序是工艺过程中的基本单元。在一个工序中可能包含有一个或几个安装，每一个安装中又可能包含有一个或几个工步，每一个工步中可能包含一个或几个走刀（又称进给）。,工序：一个或一组工人，在一个工作地（同一机床）对一个或一组工件所连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的四个要素：(a)工作地是否变动;(b)工作是否连续;(c)操作者是否改变;(d)加工对象是否改变。在加工过程中，只要其中一个要素发生改变即换了一个工序。,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,安装：工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。工步：在加工表面、切削刀具和切削用量(仅指切削速度和进给量)都不变的情况下所完成的那一部分工艺过程。走刀：在一个工步中，因切除的金属层很厚而不能一次切完，需分几次切削，则每切削一次就称为一次走刀（或进给）。工位：工件在一次装夹后，在机床上所占据的每一个工作位置。,改变工位一般采用回转工作台、分度头或回转夹具等,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,.,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。,SHANGHAIUNIVERSITY,上海大学机自学院,动画1装料-钻孔-扩孔-铰孔四工位,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,2、生产纲领和生产类型,生产纲领-工厂在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。,N零Nn(1)(1)式中N零零件的年生产纲领(件/年)；N产品的年产量(台/年)；n每台产品中，该零件的数量(件/台)；备品率，以百分数表示；废品率，以百分数表示。,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,生产类型-指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。,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。,成批生产又有小批生产、中批生产和大批生产之分。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。,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,表1生产类型和生产纲领的关系,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,二、工件的定位及夹具1、夹具的种类和组成夹具的种类：通用夹具、专用夹具通用夹具（如三爪卡盘、平口钳等）适用范围较广，而专用夹具一般用于批量生产，但有时因工件的形状或要求特殊，即使是单件生产也可使用专用夹具。夹具的组成：定位元件、夹紧元件、导向元件、夹具体和其他部分。,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,2、工件定位的基本原理定位-使工件在机床上占据一个正确的工作位置的过程。夹紧-工件定位后将其固定，使其在加工过程中不发生变动的操作。装夹-定位和夹紧的全部过程。定位和夹紧是两个不同的概念，要区分清楚。六点定位原理-在机械加工中，要完全确定工件的正确位置，必须有六个相应的支承点来限制工件的六个自由度。三个移动自由度：；三个转动自由度：,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,完全定位：工件的六个自由度全部被限制，在夹具中占据惟一确定的位置。不完全定位：工件在夹具中被限制的自由度数虽然少于六个，但仍能保证加工质量。欠定位：工件按加工要求应该限制的自由度没有被限制，因而无法保证工序所规定的加工要求。欠定位是不允许的过定位：工件的一个或几个自由度被多个定位元件重复限制。过定位会使定位不确定，甚至因干涉而无法定位，夹紧时产生变形。但因其能提高支承的刚性和稳定性，所以当过定位不影响工件获得正确位置时是允许的，反之则是不允许的。,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,例1：,动画2两顶尖装夹车外圆,动画3平面磨削的定位,在车床上加工外圆，工件绕轴线的回转自由度不影响加工质量，所以只需限制、五个自由度（见动画2）在平面磨床上加工平面，为确保h的尺寸，只需限制三个自由度（见动画3）上述两种情况均属于“不完全定位”,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,例2：如图所示，用工作台面1和长柱销2定位，加工连杆右侧的大孔。试分析两个定位元件各自限制了工件的哪些自由度?此种定位方式是否能保证孔加工的精度?为什么?应如何改进？,解答：工作台面1限制长柱销2限制,此种定位方式不能保证孔加工的精度。一是因为“过定位”，可能在夹紧后引起连杆底面接触不良或连杆变形；二是因为“欠定位”，即未被限制，会影响钻孔精度。改进：一是将长柱销改为短销，二是连杆大端的外侧增设一个止动销，实现完全定位。,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,3、定位基准的选择基准-作为确定生产对象上几何要素的几何关系依据的那些点、线、面。设计基准-设计图样上所采用的基准。工艺基准-制造零件和装配机器过程中采用的基准。定位基准-加工时使工件在机床或夹具中正确定位所用的基准。测量基准-测量工件被加工表面尺寸和相互位置所用的基准。装配基准-装配时用来确定该零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。,工艺基准,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,正确、合理地选择定位基准是保证零件加工精度的关键问题。在初始工序中，只能选择未经加工的毛坯面作定位基准，称为粗基准(又称毛基准)。之后，可以用加工过的表面作定位基准称为精基准(又称光基准)。,粗基准的选择a选取不加工表面作粗基准，可以保证不加工表面与已加工表面之间的相互位置关系。b选取要求加工余量均匀的表面为粗基准。c选取毛坯上余量最小的表面作粗基准，以保证各加工表面都有足够的加工余量。d选取便于装夹的表面为粗基准（光洁、平整、面积足够大、装夹稳定的表面）e粗基准只能使用一次，不宜重复使用。,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,精基准的选择a基准重合原则：用设计基准作为定位基准，可避免因定位基准和设计基准不重合而引起的定位误差。b基准同一原则：同一零件的多个表面加工尽可能采用同一个(或同一组)定位基准。可保证各加工表面的相互位置精度，并且在一次装夹中可加工较多的表面，减少了夹具的数量和装夹次数。c自为基准原则：用被加工表面自身作为定位基准d互为基准原则：当两个加工表面间的位置精度要求高时，可互相作为对方的定位基准。e选取精度较高、安装稳定可靠的表面作精基准，而且所选的基准应使夹具结构简单，安装和加工工件方便。,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,三、工艺路线的拟定拟定工艺路线的主要内容，是选择零件各表面加工方法和安排各表面加工顺序，它是制订零件加工工艺的关键步骤，而零件表面加工方法的选择是拟定工艺路线的首要步骤。1、表面加工方法的选择：选择表面的加工方法时，应综合考虑以下问题：加工方法能达到的经济精度和经济表面粗糙度；工件材料的性质；工件的结构形状与尺寸生产率和经济性要求；特殊要求,表面的加工要分阶段进行：粗加工半精加工精加工光整加工,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,表17-4常见的各种表面加工方案选择,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,此外，选择加工方法时，还应考虑在现有生产条件下(即工厂现有设备能力、技术条件及设备负荷的平衡等)，积极采用新技术和新工艺，提高经济效益。,2、加工顺序的安排在选定各表面的加工方法及定位基准之后，即可安排各加工工序的先后顺序。加工顺序包括切削加工、热处理和辅助工序。切削加工顺序的安排：粗、精分开，先粗后精的原则；先主后次的原则：先加工主要表面（工作表面、装配基面等）,基面领先原则：各工序加工时，应首先加工定位基准面*单件小批按工序集中原则，大批量按工序分散原则,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSITY,热处理顺序的安排：,预备热处理：完全退火、球化退火、正火等改善切削性能的热处理安排在切削之前进行，调质一般安排在粗、精加工之间进行。最终热处理：淬火+低（中）温回火、渗碳、渗氮等通常安排在工艺过程的后期，磨削之前,辅助工序的安排：,检验：各道工序结束应由操作者自检，关键工序结束及零件全部加工完毕后应有专人抽查检验。,去毛刺、清洗、涂防锈油漆等：根据需要，适时穿插在工艺过程中进行。,.,上海大学机自学院,SHANGHAIUNIVERSIT