中际赛威年月225日机械工艺设计规范讲义ppt课件VIP

.,机械工艺设计规范,机械工艺设计规范目录,1.标准件设计准则2.薄板件设计准则3.材料选择4.公差设计准则5.工艺设计准则6.焊接件设计准则,7.工艺设计基础8.工装设计9.机械加工工艺10.工艺流程设计11.塑胶件设计准则12.图纸标准化与工艺审核13.铸件设计准则,第一章标准件设计准则,1.1选用标准件的重要性1.2选用标准件的意义1.3标准件分类1.4优选器件准则1.5标准件种类最少准则1.6非标件慎用准则1.7相同装配相同标准件准则1.8腐蚀环境材料同质准则1.9外部螺钉特征一致准则1.10明显差异或完全相同准则,1.1标准化的重性要,1.1.1标准化是现代化大生产的必要条件1.1.2标准化是实行科学管理和现代化管理的基础1.1.3标准化有利于先进的生产组织和制造技术推广应用1.1.4开展标准化有利于提高产品质量和发展产品品种1.1.5标准化是消除浪费节约活劳动和物化劳动有效手段,标准化的作用就像有些专家说的：如果就市场竞争而论，标准化的作用简单地说，就是能够“赢得市场竞争”。当然并不是企业一开展标准化就能赢得市场竞争。但是，企业没有搞好标准化，就无法赢得市场竞争。由于国家大力推行国家标注和标准化体系使得我国的企业都是执行国家标准的企业，也产生了无数专业化的生产标准件的厂家。标准件一般是指螺钉螺帽、垫圈、弹簧、轴承等等，从广义来说电机、减速机、电器机柜、电脑、自行车、摩托车等也是标准件产品。标准化的作用正是通过标准件和标准化体系实现的。,1.2选用标准件的意义,1.选用标准件可以节省大量设计时间；2.选用标准件可以节省大量原材料；3.选用标准件可以节省大量生产工时；4.选用标准件方便装配和出厂维修；5.专业化厂家大批量生产的标准件质量更胜一筹。总之，选用的标准件,通用件，外购件比例越多节约的资金越多，企业可以把更多的精力用在产品的功能上。,1.3标准件的分类,1.从标准件使用材料分：a.黑金属-碳钢合金钢不锈钢b.有色金属-铜合金铝合金鎂合金钛合金c.非金属-塑料尼龙橡胶岩棉陶瓷2.从标准件使用功能分：a.各种螺钉、螺帽、垫圈、销钉、铆钉、键b.各种弹簧及弹性元件c.各种密封圈及密封元件d.各种轴承、丝杠丝母、直线导轨、五金件e.各种操、作件、润滑件f.各种型材、法兰、管接头g.各种电机、减速机、减速器h.各种刀量卡具,1.4优选器件准则,建立优选器件清单；制定清单中增加物料的控制流程；通过流程控制物料种类和规格。,1.5标准件种类最少准则,标准件种类不超过_种单一种类中规格不超过_种,1.6非标件慎用准则,自行设计和非标螺钉慎用；若不可避免，考虑系列产品公用的设计,1.7相同装配相同标准件准则,相同装配要求用相同的标准件。,1.8腐蚀环境材料同质准则,在腐蚀性环境下工作的设备，标准件材料与构件材质须相同，如不同，标准件加套管等隔离防护措施，避免腐蚀。,1.9外部螺钉特征一致准则,外部螺钉型号、颜色一致,1.10明显差异或完全相同准则,用到的标准件，要么有明显差异，要么完全相同，有明显差异是为了防止装错，完全相同是为了维修过程的互换性。检查：维修过程重装时，应没有螺钉装错依然能够装上的情况，并分析螺钉装错不会造成事故,第二章：薄板件设计准则,2.9平缓弯曲准则2.10避免小圆形卷边准则2.11槽孔边不弯曲准则2.12可靠冲裁准则2.13复杂结构组合制造准则2.14避免直线贯通准则2.15压槽连通排列准则2.16空间压槽准则2.17局部松弛准则,2.1薄板翻边准则2.2薄板零件禁攻丝准则2.3薄板件判定标准2.4形状简单准则2.5节省材料准则2.6足够强度刚度准则2.7避免粘刀准则2.8弯曲棱边垂直切割面准则,2.1薄板翻边准则,薄板（0.8mm）的零件，一般横向抗弯强度都偏低。翻边是为了增加抗弯强度，象汽车覆盖件，薄板的箱体都有翻边或折边，安装螺钉的过孔位也都有折边。,2.2薄板零件禁攻丝准则,薄板（0.8mm）的零件禁止翻边攻丝,2.3薄板件判定标准,确认是否有薄板件，判定标准：板厚和其长度相比小得多的钢板，特点是横向抗弯能力差,包括三个加工工艺方法：1下料包括剪切和冲裁；2成形包括弯曲、折叠、卷边和深拉；3连接包括焊接和粘接。,2.4形状简单准则,用直线、圆形等简单形状，便于加工,2.5节省材料准则,明确了解所选用材料的原材料形状形状设计考虑加工时的自拼接，减少下脚料，尤其是批量大时，解决方法：1下料排列方法优化；2下脚料再利用,2.6足够强度刚度准则,1尖角刚度不足，用钝角代替；2两孔间距不宜太近，避免切割冲孔时的裂纹；3细长板条剪裁会产生裂纹，应避免。,2.7避免粘刀准则,需要冲裁切割部分作如下处理：1留有一定坡度；2切割面连通。,2.8弯曲棱边垂直切割面准则,切割后的薄板如果需要进行弯曲，弯曲棱需垂直于切割面；不能保证时，应在切割面和弯曲棱边交汇处设计一个r2倍板厚的圆角。否则会有裂纹的危险。,2.9平缓弯曲准则,对板进行弯折时，弯曲半径不宜太小，外侧会出现裂纹，内侧会出现褶皱。,2.10避免小圆形卷边准则,r1.5倍的板厚；不要完全的卷形。加强刚度，避免棱边划伤。,2.11槽孔边不弯曲准则,弯曲棱边与槽孔的棱边的距离大于弯曲半径+2倍壁厚的距离；或者让槽孔横跨整个弯曲棱边。,2.12可靠冲裁准则,下图：左面的图半圆切线结构冲裁困难。零件与刀具的找正难，零件外观不好保证。,2.13复杂结构组合制造准则,将超过二（三）道工序的结构件的结构进行分解，分解成只由圆形、直线等组成的简单结构，然后焊接在一起。,2.14避免直线贯通准则,1薄板横向弯曲刚度较差，用加压槽的设计避免。2并且无压槽区域禁止直线贯通，贯通的低刚度无压槽窄带区域易成为板面弯曲失稳的惯性轴。3不规则排列是消除直线贯通的较好方法,2.15压槽连通排列准则,压槽终点是薄弱点，通过连通消除终点为佳,2.16空间压槽准则,非单一平面的薄板结构，棱边附近是失稳的薄弱环节，设计压槽不能只在一个平面上设计，需要设计成空间的。,2.17局部松弛准则,薄板局部变形受阻碍时，会出现皱折，在皱折附近设几个小的压槽，减少变形阻碍。,第三章：材料选择,3.0材料基础知识3.1毛坯规格3.2下料方法3.3原材料性状3.4存放周转布局,.,3.0材料基础知识,一.材料分类：材料分为两大类金属材料：钢铁、铜、铝、鎂等非金属材料：工程塑料、陶瓷、橡胶、光学纤维、纳米材料等,钢（按用途）分类：,低合金结构钢（16Mn）合金渗碳钢（20Cr、20CrMnTi）合金结构钢合金调质钢（40Cr）合金弹簧钢（60Si2Mn）滚动轴承钢（Gcr15）低合金刃具钢（9Sicr）合金钢合金工具钢高速钢（W18Cr4V）冷模具钢（9Mn2V）模具钢热模具钢（5CrMnMo）量具钢（Gcr15、CrWMn）不锈钢（1Cr13）特殊性能钢耐热钢（1Cr18Ni9Ti）耐磨钢（ZGMn13）,铸铁的种类碳含量2.11%的铁碳合金。与钢相比b、塑性、韧性较低具有优良的铸造性、可切削性，减振性生产成本低种类灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁蠕墨铸铁合金铸铁,有色金属：除钢铁材料以外的金属或合金有色金属及其合金与钢铁材料相比具有许多优良特性，如特殊的电、磁、热性能、耐腐蚀性及高的比强度等。种类铝及铝合金铜及铜合金鎂及鎂合金钛及钛合金,铝及铝合金工业纯铝（含Al99.7%98%）特点：密度小、强度低、导电性和导热性好，抗大气腐蚀性好。应用：制作导线、装饰品（灯具）及日常生活用品等。铝合金变形铝合金分为防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝合金铸造铝合金主要有Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系及Al-Zn系等。,铜及铜合金良好的导电性、导热性和抗蚀性，在冷态和热态下具有良好的塑性。纯铜工业纯铜强度低，不做结构材料，一般成棒、线、板、管等制品供应，用于电线、电缆、电器零件及熔制各种铜合金。,黄铜铜和锌的合金。普通黄铜铜和锌的合金单相黄铜如H68、H70；塑性好、强度低；用于枪、炮弹壳。双相黄铜如H62、H59；塑性好、适于热加工；用于水管、油管、散热器等特殊黄铜根据加入元素不同有铝黄铜、铅黄铜等。特别是铝黄铜强度很高，塑性良好，抗蚀性也较高，如HAl159-3-2。钟表、船舶零件、涡轮、电机及化学工业中广泛应用,青铜铜和锡的合金。锡青铜以锡为主要加入元素，QSn4-3、QSn6.5-0.4。弹性元件，轴承等耐磨零件，抗磁及耐蚀零件。无锡青铜含Al、铍（Be）、铅（Pb）、Mn、Si等的铜合金强度高、耐磨，受冲击力不产生火花。QAl15、QA19-4。QAl15用于制造要求高耐蚀的弹簧及弹性元件；QA19-4用于制作齿轮、轴承、轴套等。铍青铜高硬度、强度、耐磨性、弹性极限、抗蚀性、导电性；耐低温、无磁性、受冲击不起火花，良好冷热加工性能。仪表弹性元件、耐磨零件（如钟表、齿轮、轴承等，QBe2、QBe1.7。,金属材料的主要性能使用性能：力学性能、物理性能、化学性能。工艺性能：材料在加工过程中反映出来的性能，机械加工性能、铸造性能、压力加工性能、焊接性能、热处理性能等。,力学性能指标强度、塑性、硬度、冲击韧性、抗疲劳性（或疲劳强度）强度：根据外力作用方式，可分为四种：抗拉强度（b）表示材料被拉断前所承载的最大应力。b是零部件设计和评定材料时的重要强度指标。抗压强度、抗弯强度、抗剪强度拉伸过程中屈服现象不明显的材料（如铸铁），按GB228-87规定以伸长率为0.2%时的应力值作为条件屈服强度，用0.2表示。,硬度指标布氏硬度（HBS）：用淬火钢球做压头测出的硬度值，适用测量硬度小于450HBS材料。如结构钢、铸铁及有色金属等。布氏硬度（HBW)：用硬质合金球做压头测出的硬度值。适用测量硬度值不超过650HBS的材料。测量结果准确，压痕较大，不适用成品检验。洛氏硬度（HRA、HRB、HRC)：常用HRC，常用于淬火钢的检验。操作简便，压痕小。压痕小代表性差，硬度值重复性差，分散度大。维氏硬度（HV)：测量原理同布氏硬度。适于较薄的材料、表面硬化层及金属镀层的硬度。所用载荷小，压痕浅，精度高，范围大；操作复杂，效率低，不宜做大批量检测，重复性差，分散度大。,物理性能比重、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、磁性,化学性能耐酸性耐碱性抗氧化性。,工艺性能铸造性能（可铸性）压力加工性能（可锻性）焊接性能（可焊性）机械加工性能（切削加工性）热处理工艺性能（热处理性）,高分子材料工程塑料（热固性和热塑性工程塑料）和橡胶材料,热固性工程塑料耐热，受压不易变形；柔性差，强度不高；成型工艺复杂，生产率低。酚醛塑料（电木）脆性大，加入填充料提高其强度和弹性。电器壳体及开关。玻璃布层酚醛塑粉（玻璃钢）作齿轮、轴套继电器等。环氧塑料以环氧树脂为基，加增塑剂、填料及固化剂。比强度高、耐热性、绝缘性和加工成型好。成本高，固化剂有毒。适用制造塑料模具、精密量具和各种绝缘材料等。,热塑性工程塑料加热可软化熔融，冷却后即成型固化，反复使用不影响性能。成型加工简单，钢度和耐热性较差。种类：聚酰胺（尼龙或锦龙）聚甲醛高强度，耐疲劳性在热塑性塑料中是最高，价格低廉，综合性能好，可取代尼龙制作各种机器零件，尤其适用制允许使用润滑油的齿轮轴承。聚碳酸酯优异的冲击韧度和尺寸稳定性，耐低温，绝缘、易加工成型，机械零件，防弹玻璃、灯罩及其他绝缘零件。ABS塑料“质坚、性韧、刚性”，优良的工程塑料。汽车的方向盘、仪表盘、齿轮手柄等。聚四氟乙烯（塑料王）,陶瓷无机非金属材料用天然或人工合成粉状化合物，成型和高温烧结而成的多晶固体材料；高硬度、耐高温、抗氧化、耐腐蚀、隔热、绝缘；氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、金属陶瓷,材料的选用根据材料的使用性能选材根据材料的工艺性能选材根据材料的经济性选材,3.1毛坯规格,1.选毛坯规格的准则生产的规模零件的结构、形状和尺寸零件的材料性能2.毛坯的种类铸件大而复杂的用砂型铸，小而精的用金属型、离心铸、压力铸造等锻件自由锻批量小、零件大、精度低、余量大模锻批量大、中小零件、精度高、余量小型材板棒管各种截面的型材组合毛坯,3.2下料方法,优选与成品相近的型材；大而复杂的铸件要增加工艺基准和起吊位置；制成整体毛坯，加工到一定程度后再切开，车床丝杠的对开螺母；模具成型：（批量大，投资大，效率高）冲压件塑料件粉末冶金压铸件（金属型，低压铸造）锻压件,3.3原材料性状,产品零件性能上的要求：力学强度硬度扭矩剪切耐磨耐环境耐酸，耐碱，耐蚀，耐热，耐冷加工性铸造性，焊接性，切削性，成型性热处理和表面处理形状的要求：有无型材可以利用在保证性能的基础上有无替代品,3.4存放周转布局,材料，半成品，成品的存放，周转，布局对产品质量和生产效率有很大影响。质量的保证防锈，防尘，防变形，防嗑碰效率的保证每个工序连接的路程要最短现代管理订单制无库存，专业化，标准化，模块化生产,第四章：公差设计准则,4.1关键配合尺寸的加工要求明确准则4.2同一道工序准则4.3减少刚体转动位移准则4.4避免双重配合准则4.5最小公称尺寸准则4.6避免累积误差准则4.7形状简单准则4.8最小尺寸数量准则4.9采用弹性元件准则4.10采用调节元件准则,4.1关键配合尺寸的加工要求明确准则,关键配合尺寸的加工是否有尺寸精度，粗糙度和形位公差的要求,GB/T4458尺寸公差GB/T4249形位公差,4.2同一道工序准则,对有平行、同轴、对中等要求的加工面，设计上尽量使这些有位置精度要求的元素在同一道工序中加工平行、同轴、对中等要求的加工面，只用一道工序解决,4.3减少刚体转动位移准则,消除刚体位移；减小配合面到传动中心的距离；有转动倾向的配合、减小配合面到转动点的距离,4.4避免双重配合准则,禁止两个或更多个配合面,4.5最小公称尺寸准则,同样加工精度，构件公称尺寸越小，越容易加工；即构件尺寸越小，加工精度越容易提高；使较高配合精度要求的工作面的面积和配合距离尽可能小,4.6避免累积误差准则,要尽量避免串联尺寸链上的标注方法，非功能性的尺寸可以不标,4.7形状简单准则,配合面的几何形状应尺量简单，圆柱面代替圆锥面，平行、垂直面代替倾斜面,4.8最小尺寸数量准则,配合性能和多个尺寸相关时，误差累积会致配合精度难提高，应尽量使配合面和较少的尺寸相关,4.9采用弹性元件准则,导轨、螺纹、绞联、插接有间隙会降低配合精度，过盈摩擦力太大会咬死，这种配合状态用选择公差的方法难实现，用柔度大的弹性体消除间隙,4.10采用调节元件准则,1.螺母或弹性垫片实现2.采用调整快调整板,第五章：工艺设计准则,5.1螺钉的扭矩扭力要求5.2内孔后处理准则5.3重要安装面受保护准则5.4精密零件包装强化要求准则5.5模具件外观判定5.6工装辅助装配设计准则5.7加螺纹胶防松措施5.8易掉细小物件固定准则5.9可更换件方便拆装准则,5.10开关防误操作准则5.11重零部件组装中先支撑准则5.12相近组件中明显区分部件准则5.13磁环导线固定准则5.14无用接插件脚热熔胶热封准则5.15走线孔内护线套准则5.16光源处无漏光遮光准则5.17两插件之间最短距离5.18其它,5.1螺钉的扭矩扭力要求,如果对螺钉的扭矩扭力有特殊要求，须在工艺图纸中明确；检查工艺图纸要求。每个螺钉的扭力是否有规定扭力要求,5.2内孔后处理准则,螺纹孔（光孔内）无残渣、油漆等异物；毛刺已处理；检查工艺图纸要求。,5.3重要安装面受保护准则,重要安装面的加工过程和包装运输过程，不能有破坏（打磨等）、不平，零件不能有明显变形；检查设计图纸和工艺图纸要求。,5.4精密零件包装强化要求准则,外观、表面精度高要求的机加件，加工后到生产装配现场的包装方式是否有要求,5.5模具件外观判定,无有批锋、阴影、发白、缩水、缺料等不良；检查工艺图纸应有相关要求。模具件外观无裂纹或杂色、料花、射纹等,5.6工装辅助装配设计准则,组件和整机的装配用工装保证装配的一致性。,5.7加螺纹胶防松措施,容易松动的位置加螺纹胶等防松措施,5.8易掉细小物件固定准则,装拆时没有易掉的细小物件，如果有，需有固定设计措施,5.9可更换件方便拆装准则,可更换件（如电池）方便拆装,5.10开关防误操作准则,开关有防误操作措施,5.11重零部件组装中先支撑准则,比较重的零部件在组装过程中，先有支撑的部位再打螺钉,5.12相近组件中明显区分部件准则,在同一或相近组件中，避免使用规格及其相近、外形凭肉眼难以快速区分的部件（如密封圈、弹簧、插销），要么统一部件物料，要么拉大差异便于区分。同一组件上的气管接头，其规格型号为了防呆装配，需要尽可能统一,5.13磁环导线固定准则,装有磁环的导线，磁环与导线紧密结合，并固定在机架或PCB板上。,5.14无用接插件脚热熔胶热封准则,接插件不用的脚用热熔胶热封,5.15走线孔内护线套准则,整机装配所有走线孔上加护线套,5.16光源处无漏光遮光准则,显示屏、LED等光源处无漏光、遮光情况,5.17两插件之间最短距离,两插件之间最短距离不小于20mm，使操作达到最佳舒适度,5.18其他（1）,1.防尘网的滤网在外部可拆卸2.热风不吹向操作者和病人3.噪音是否在要求范围内4.传送电流或电压相差1个数量级的两条线缆，避免平行走线和无屏蔽措施的靠近走线。5.线材的走线不被挤压、拉伸6.气管插接气管接头时，塑胶接头不能有受力7.显示屏、LED等光源处无漏光、遮光情况8.所有裸露和外部可接触组件接地良好9.从缝隙处不能看到内部结构（零件）10按钮、旋钮无弹力不良、松动、摩擦和行程不够的现象。11.按钮、旋钮无弹力不良、松动、摩擦和行程不够的现象。12.对有散热的窗口是否有手指可伸入的空隙13.焊接连接的接插件，焊接裸露部分热缩管热封。,5.18其他（2）,14.密封圈在装配前后，工艺设计文件上要有提醒检查破损的说明15.带密封圈的组件，如果密封圈处于滑动摩擦运动设计状态，须有润滑的设计。端面密封的设计，其密封圈压缩量为自身切面直径的1/3-1/216.气路零部件的工艺孔在加工时就应封闭；如没有，需用螺纹带密封圈的形式进行密封17.中部拨开部分（用来接地）的线材剥开端的导线护套使用捆扎带捆住，避免护套移动,（续上页）,5.18其他（3）,（续上页）,18.组件之间相互叠装，有凸台支撑和40mm以上的手指缝隙19.拆卸组件定位螺钉后，组件不会自动脱落掉地20.外壳（零件）装配时，无多个外壳（零件）需要相互调整来满足要求21.固定有震动源的螺钉，打螺钉防松胶水，检查工艺设计图纸应有规定22.锁紧回转零件时有止动结构23.风扇组件附近无气管、线缆压扇叶的可能24.接地线上的接地环与接地柱尺寸匹配，保证接地良好不松动。25.如果有气路布局，其气管的变向拐弯半径符合气管安全的要求26.如果因为密封使用生胶带，须在工艺设计文件上强调生胶带的缠绕方向（顺螺纹方向）27.标贴用夹具来确定位置28.压配零件有很好的导向性（倒角适中）考虑了电气间隙和爬电距离29.容易松动的位置加螺纹胶等防松措施固定同一零件（或组件）无两个或以上的方向打螺钉的情况。,第六章：焊接件设计准则,6.1几何连续性原则6.2避免焊缝重叠6.3焊缝根部优先受压6.4避免铆接式结构6.5避免尖角6.6便于焊接前后的处理操作和检测准则6.7对接焊缝强度大及动载荷设计准则6.8焊接区柔性准则6.9最少的焊接6.10材料的可焊性，碳钢中的碳含量6.11前处理、后处理工艺6.12焊缝受载形式利于焊接工艺准则,6.1几何连续性原则,几何连续性原则，避免在几何突变处设置焊缝，这里应力集中，如果不能避免，则设定过渡结构焊缝连接的两侧，板厚不一致，不能保证几何形状的连续性，则设定过渡结构,6.2避免焊缝重叠,避免焊缝重叠，多条焊缝交汇处刚性大，结构翘曲严重会加大焊缝内应力；结构多次过热，材料性能下降，应避免措施有三个：加辅助结构；切除部分；焊缝错开,6.3焊缝根部优先受压,焊缝根部优先受压，焊缝根部有裂纹，易产生缺口作用承受拉载荷能力承受压载荷能力,6.4避免铆接式结构,铆接式结构通常用衬板搭接形式，焊缝多，费材料，造价高，且导致力流转折，提高了焊缝处的应力水平,6.5避免尖角,避免尖角，焊接处尖角定位困难，且尖角热容体太小，尖角易被熔化,6.6便于焊接前后的处理操作和检测准则,结构的设计便于焊接前、后的处理、焊接的操作和检测。1、足够大的操作空间；2、焊接时易于定位，易于操作，电极不会和周围的板粘结；3、焊接后便于检查；,6.7对接焊缝强度大及动载荷设计准则,对接焊缝强度较大，尤其动载荷时优先采用,6.8焊接区柔性准则,焊接时的热变形在冷却后不能完全消除，产生残余变形，引起热应力。解决措施：热处理工艺降低热应力；降低焊接区周围的刚性，从根本上减少内应力的产生。,6.9最少的焊接,1.最好的焊接是最少的焊接，减少焊缝的数量，减少焊缝的长度。2.焊接的强度总会低于母材3.焊接过程的热应力总会对材料特性有影响。,6.10材料的可焊性，碳钢中的碳含量,材料的可焊性，碳钢中的碳含量0.22%,6.11前处理、后处理工艺,焊前处理：1.坡口加工处理2.去锈蚀打磨处理3.焊前预热处理焊后处理：1.清渣处理2.保温处理3.退火处理,6.12焊缝受载形式利于焊接工艺准则,焊缝受载形式利于焊接工艺的进行,第七章：工艺设计基础,7.1工艺设计基本原则和思维方法7.2与产品有关的国家标准、国际标准7.3工艺包含的内容7.4可靠性设计准则要求7.5电磁兼容性的要求7.6刚度和强度的要求7.7产品外形造型的要求,7.1工艺设计基本原则和思维方法,工艺设计：通过合理安排机械加工工艺把原材料变为成品。工艺设计原则：尊重产品设计全面符和图样技术要求的原则；立足于本单位加工能力的原则；有利于定位加工的原则；有利于测量的原则；有利于装配的原则；最少工时原则；思维方法：传统成熟工艺方法为主，适度创新,7.2与产品有关的国家标准、国际标准,国家标准国际标准、欧洲标准、外国标准国家标准、军队标准行业标准企业标准,7.3工艺包含的内容,7.3.1零件加工工艺的内容：选择零件的成型方法；选择毛胚或原料；确定单个表面的加工方法；选择定位基准，确定零件的加工路线；确定各工序所用的设备及工艺装备；计算加工余量、工序尺寸及公差；确定切削用量，估算工时定额；确定检验方法和内容；选择热处理和表面处理的方法；填写工艺文件。,7.3.2产品装配工艺的内容一.装配工艺种类及特点装配包括部件装配和总装装配；大批大量生产，成批生产，单件小批生产基本特征长期重复交替重复经常变重复少组织形式自动流水线可变流水线固定装配线工艺方法互换，调整，分组互换调整修配合并修配，调整工艺过程划分细，生产均衡划分适合尽量均衡工序可调工艺灵活工艺装备专用高效自动化通用设备多，工卡量专通用设备和工卡量操作要求手工少易提高手工不少，技术要求高手工多技术更高应用实例汽车手表电器开关机床矿山机械重型机器模具二.装配工作基本内容清洗，联接，校正，调整，配作，平衡，验收和试验,1).清洗为提高装配质量和使用寿命，去除零部件的油污杂质；方法有擦洗，清洗，喷洗和超声波清洗清洗液有煤油，汽油，各种化学清洗液。2).联接可拆卸联接特点是拆开再装上不损坏零件，如螺钉，键，销等；不可拆卸联接特点是被联接的零件在使用过程中不可拆卸，会损坏零件，如焊接，铆接，过盈联接(压入法，热胀法，冷缩法）3).校正，调整，装配校正是产品中零部件相互位置的找正，找平及相应的调整工作。如卧式车床床身安装水平及导轨扭曲找正；调整是装配中零部件相互位置的调节工作，如调整位置精度，运动精度轴承间隙，导轨副间隙，齿轮齿条的啮合间隙等；配作是装配中的配刮，配研，配钻，配铰。,4).平衡旋转零部件在装配时要平衡动平衡长度较长的零件用动平衡，如电机转子，曲轴静平衡直径大，长度短用静平衡平衡校正的方法：（1）用补焊，铆接，胶接等加配重（2）用钻，洗，麽，锉去除重量（3）在予制的平衡槽内改变平衡块位置5).验收和试验装配自检合格后交检验部门进行全面的检验和试验。,产品的装配精度A。装配精度的概念产品装配时才能体现出来的精度叫装配精度。包括位置精度和有相对运动的零部件之间的相对运动精度。1.装配精度的种类：1）.距离精度2）相互位置精度3）相对运动精度2.装配精度与零件精度的关系装配精度并不完全取绝于零件精度；零件加工精度的不足。B。装配尺寸链概念C。装配方法：互换法，分组法（选配法），修配法，调整法,装配工艺规程的编制1).编制装配工艺规程的准备(1).全面研究产品图，满足所有技术要求；(2).分析产品结构和有关的装配尺寸链，合理分配各环节精度；(3).将产品分解成若干可独立装配的部件，以便于组织装配；(4).据企业条件，定合理装配程序，选好装配基准件，避免重复拆装；(5).选合理装配工艺，如过盈配合是压入？热涨？轴承间隙如何调？(6).编装配工艺卡，分好工序，明确工序内容，绘装配工艺路线图；(7).设计必须的专用工，量，卡具，运输方法，场地安排，安全措施；(8).特殊产品特殊措施，如装配精密仪器要场地恒温，防湿，防震，尘。,2).装配工作的注意事项(1).有配合要求的要复检实际尺寸；(2).注意倒角毛刺，避免划伤；(3).正确清洗，防尘，放杂质，防锈；(4).装配程序：先下后上，先内后外，先难后易，先精密后一般，先重大后轻小；(5).分析运动部件相互关系，如导轨副的刮研与配麽，滑动轴承间隙，变速变向机构的灵活；(6).选最佳调整部位，方便达到装配精度；(7).安排必要的检验工序，避免装配反复；(8).电缆，液压管，润滑油管安装工序要合理；(9).重型或不方便运输的产品，总装调试合格后拆成部件出厂，到使用场地再组装，要严格控制装配工艺程序和装配公差。,3).装配工艺规程所需的资料产品部件图和总装图，零件标准件明细表，明确零件间的相互关系，联系尺寸，配合精度，装配要求；产品的检验细则，产品性能的检验，试验内容和方法；产品的生产纲领；现有生产条件。4).制定装配工艺的步骤和方法研究装配图和验收技术条件划分装配单元绘制装配系统图划分装配工序制订装配工艺卡片五.装配工艺举例,7.4可靠性设计准则要求,概念可靠性：在规定的时间、规定的条件，完成规定功能的能力。须对几项指标要求作出明确规定。安全系数安全系数是零件材料抵抗外力能力的系数（针对主要零件）安全系数S=理论强度F/实际最大应力a,7.4可靠性设计准则要求,（一）机械产品的通用设计准则1.优先选用技术成熟方案；2.简化设计方案，尽量选模块化、通用化方案，优先选标准件；3.满足刚度强度前提下，力求重量轻、体积小；4.零件选材要符合国标，满足刚度、强度、环境、寿命要求，公差合理、适当降额使用；5.防差错设计；6.包装运输储存应满足地区使用要求，符合该国国家标准。,（二）机械结构设计准则（1）零件选材必须能持久适应环境；（2）产品整体有防护措施；（3）减少因温差附加弯矩引起的应力集中而损坏产品；（4）提高产品结构整体防疲劳能力；（选材、应力集中、强化关键部位）（5）防因个别构件失效殃及产品；（6）密封材料选耐磨、耐压、耐油，耐高低温、耐老化等。（三）机构设计准则（1）防运动部位变形麽损，正确选择热处理、表面镀层、涂层；（2）防卡滞，提高结构刚度、抗弯、抗扭刚度、公差精度，减小接触变形；（3）防运动终止冲击过大，终点有缓冲装置；（4）启动、终止有冗余设计，如为终止有程序设计、电器设计、机械设计。,（四）可靠的工作原理准则：机械优于电气、电磁、液压系统，工作性能较可靠；形状联结方式比力联接方式可靠，外界因素难改变机械构件的几何形状，但容易改变其受力状态。（五）简单准则：最少数量、最简形状、最少工艺步骤、最简加工装配工艺、最普通材料、最简工具、最简拆卸步骤结合零部件特点，设定量化评估指标,整机失效率,元器件平均失效率(13)*10-5,降额因子(110)*10-2,环境因子,老练筛选效果因子0.10.5,机械结构因子1.52.5,制造工艺因子1.53.5,元器件个数,试验室0.51室内1.110陆地固定510车载1330舰船载1022机载5080,（六）安全阀准则有意安置一个薄弱点，丢卒保帅；安全阀、保险丝。（七）安全裕度准则电子器件工作应力低于额定值；机械零件加大保险系数。（八）机械可靠性设计三大法宝设计规范、故障模式影响分析和可靠性检查表、故障分析案例集,7.5电磁兼容性的要求,结构设计对电磁兼容至关重要金属涂层的阻抗不连续性，接触阻抗大，屏蔽效果不好；金属材料屏蔽效能一般都大于80dB，在材料上不要过多费心；影响屏蔽体屏蔽效能的两个因素：接缝的低阻抗连接、没有穿透屏蔽体的导体。,7.6刚度和强度的要求,根据受力种类的不同，强度分为以下几种：抗压强度-材料承受压力的能力抗拉强度-材料承受拉力的能力抗弯强度-材料对致弯外力的承受能力抗剪强度-材料承受剪切力的能力,强度计算公式,刚度是受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力。刚度计算公式Q=F/L,L为单位形变,即刚度为产生单位形变所需的力。变型材料的刚度由使其产生单位变形所需的外力值来量度。各向同性材料的刚度取决于弹性模量E和剪切模量G(见胡克定律)。,7.7产品外形造型的要求,可使用性要求，可参照相关标准站着看的垂直安装仪表，距地面104-188cm，127-175cm为佳。站着操作，控制器距地面高度86-188cm，86-145cm为佳。坐着看的垂直显示器，距椅面高度15-122cm，36-94为佳。坐着操作，控制器距椅面高度20-89cm，20-76cm为佳。常用控制器与操作者肩膀的距离71cm。控制面板和设备布局上应考虑到人的上肢的正常工作区域：正常工作区域1200400mm，最大工作区域：1500500mm,第八章：工装设计,8.1工装的分类8.2专用刀具8.3专用量具8.4专用夹具8.5各种模具8.6各种专用小工具8.7生产流水线,8.1工装的分类,一工艺装备的简称叫工装。它是企业除标准机床以外所有设备的总称0.R热加工用工装：铸造、热压力加工、热处理、焊接、粉末冶金、非金属热加工用工装1.C冷压加工用工装：板料冲压、冷镦、冷挤、拉丝加工用工装2.D切削加工刀具：机床用切削加工刀具3.F辅具：用于联接机床与刀具的各种工具4.J夹具：机床上用于安装定位夹紧被加工件的工具5.L计量器具：加工和装配中测量尺寸、形状和位置的量具、检验、夹具和各种测量装置6.G其他工装：工位器具、起重运输装置、表面处理、制造弹簧用工装、电加工用工装、钳工用和装配用工具、装配流水线,二.工装的编号（JB/T9164-1998）1.企业的自制工装应有独立的编号2.工装编号可采用数字编号，也可采用数字和字母混合编号A数字编号由工装的类，组，分组，设计顺序号210（外圆车刀编号）设计顺序号设计顺序号分组代号分组：切刀组代号组：外圆车刀类代号类：刀具B数字和字母混合编号由工装的类，组，分组，设计顺序号组成D10（外圆车刀编号）设计顺序号设计顺序号分组代号分组：切刀组代号组：外圆车刀类代号类：刀具,C.必要时可在工装编号中加入下列内容1）对每个分组再分型，型号自定。2）在工装编号的首部加入产品代号和其它代号。其他代号设计顺序号产品代号型代号分组代号组代号类代号,D.如企业自制工装少，可以只划分类，组，不再划分分组。JI设计顺序号组：车床夹具类：夹具E.自制通用工装可在类代号前加字母TF.工装大修时可在设计顺序号后加字母A，B，C等，以示区别。三.车间工艺员编写专用工艺装备设计任务书的依据1）工艺方案；2）工艺装备设计选择规则（JB/T9167.2)3）工艺规程,4）产品图样；5）工厂设备手册；6）生产技术条件；7）有关技术资料和标准；四.工装设计程序（标准模版上绘制工作图样）。1.工装设计依据1）工装设计任务书；2）工艺规程；3）产品图样和技术条件；4）有关国家标准，行业标准和企业标准；5）国内外典型工装图样和有关资料；6）工厂设备手册；7）生产技术条件；,2.工装设计原则1）.工装设计满足工艺要求，结构可靠安全方便，有利于实现优质高产低耗改善劳动条件，提高工装标准化通用化系列化2）.工装设计要深入现场，联系实际，重大关键工装确定方案时，要广泛征求意见，批准后方可设计3）.工装设计要保证图样清晰完整正确统一4）对精密重大特殊的工装要附有说明书和计算书。3.工装设计程序1）.接受工装设计任务后，应对其进行分析研究并提出修改意见；2）.熟悉被加工件图样：在产品中的作用，结构特点，精度材料外形尺寸；3）.熟悉被加工件的工艺方案，工艺规程；4）.核对工装任务书；5）.收集企业内外有关资料，进行必要的工艺实验，征求意见，组织调研,6）.确定设计方案：（1）提出借用工装的建议和下场工装的利用；（2）绘制方案结构图，确定几何尺寸，计算刚度、强度、夹紧力；（3）选定位元件，夹紧元件或机构，定位基准与设计基准测量基准统一；（4）对工装尺寸、总重、承载能力及设备规格进行校核；（5）对方案研究讨论会审确定。7）.绘制装配图（1）绘图符合国家标准；（2）绘出被加工件外形轮廓，夹紧部位，定位，加工部位和余量；（3）装配图上应注明定位面，加紧面，主要件的装配尺寸（配合代号）；（4）注明被加工件与工装相关尺寸；（5）必要时绘出装件，夹紧，拆件的活动轨迹；（6）总装检验尺寸和验证要求。8）.绘制零件图9）.审核10）.标准化审查11）.批准,8.2专用刀具,一刀具的基本构成刀具的结构由刀头和基体（刀柄）两部分组成，刀柄定位部分，一般用正火的45#钢制作;刀头工作部分,碳素工具钢板T10A，T12A（低碳钢，有色金属，铸铁）高速钢(合金钢)W18Cr4V（低碳钢，有色金属，铸铁）W9Cr4V2(同上，中速，红硬性比上高）硬质合金钢YG3(钨钴类,合金钢，淬火钢，有色，）YT5(钨钴钛类,合金钢，淬火钢，有色,耐冲击）陶瓷CBN立方碳化硼（淬硬材料和耐热）金钢石PCD聚晶金钢石（有色金属的高效切削）刀头与刀柄为一体的：如高速钢刀条（自磨）刀头与刀柄组合的：如焊接的（自磨），机械固定的，组合刀具（不磨）二刀具的种类1.按机床种类：车刀，铣刀，刨刀，镗刀，插刀，拉刀，钻头，冲头，齿形刀激光刀，水刀，刮刀，锉刀等2.按刀具功能：切刀，端面刀，外圆刀，镗孔刀，槽铣刀,成型刀具。,三.专用刀具设计1尽量选用一般刀具和标准刀具2用一般刀具和标准刀具改制成专用刀具3.如需重新设计要参照标准刀具，主要是设计刀头的几个角度，如图示。被切削材料1Cr18Ni9Ti(YG8)有火钢（YT30）黄铜（YG6）合金铝（高速钢）前角1530510-310510后角810510510812楔角6750807088707768切削角7560858093808580主偏角9075907590456090副前角副后角副楔角副偏角,8.3专用量具,一各种量具1.光滑极限量规：长度，高度，深度的量规，孔用塞规，轴用卡规，槽用量规2.螺纹量规：.螺纹塞规、.螺纹环规、校对量规；3.位置，成型量规：槽、键位置量规，花键量规，圆锥量规，角度量规；4.样板样件：对刀样板，对刀装置度，螺纹样板，齿形样板，角度样板5.其它：V形铁，平尺，方箱，平板二设计专用量具首先选用标准量具，目的是方便加工和测量，提高产品质量和工作效率。量规由过端和止端构成，过端和止端包含的公差带一定包含在产品的公差带范围之内，量规的材料用合金工具钢。,8.4专用夹具,夹具是能够使工件按技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备。它能扩大机床的使用范围一夹具的种类：1.机床夹具：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、磨床夹具；2.检验夹具：检查夹具、测量装置、量仪辅件；3.装配夹具：轴承的装拆夹具，铆接工具，压合工具；4.其它夹具：V形铁方箱，量仪附件支架、夹紧装置、定位装置；按使用特点有通用、专用、可调、组合等夹具按夹紧动力源有手动、气动、液动、电动等夹具二夹具设计1.夹具的结构：夹具由夹紧结构、定位结构和夹具体三部分组成。如图示2.定位结构（1）明确被加工件设计基准和夹具的使用条件，使夹具的设计基准与其重合，方便夹具在设备上定位找正；（2）定位基准选择的原则：a.选工件的最大基准面做定位基准；b定位基准与工序基准尽量重合；c选最长的表面做限制转动自由度的定位基准；d选精度高的已加工面做定位基准；e同一工件的各工序中选同一定位基准,3.夹紧结构设计1）设计夹紧装置的基本要求（1）夹紧力不破坏工件在夹具中正确位置，工件不变形不损伤；（2）夹紧迅速，操作方便省力，使用安全；（3）结构简单，制造容易，体积小，强度够；（4）有足够的夹紧行程和装卸工件的空间；（5）夹紧力的方向垂直于定位支承面，尽量和切削力、重力方向一致保夹紧准确可靠（6）夹紧力的作用点落在定位支承面上，选在工件刚度好的部位，靠近被加工的表面，夹紧力（夹紧力矩）大于切削力（切削力矩）2）典型夹紧机构（1）斜楔夹紧机构（2）螺旋夹紧机构（3）偏心夹紧机构（4）杠杆，铰链夹紧机构（5）联动夹紧机构（6）定心夹紧机构（7）弹簧力夹紧机构,8.5各种模具,模具是机械制造业之母，模具的设计和制造水平是衡量一个国家工业化水平的重要标志模具的最大作用是提高产品质量，极大的降低生产成本。模具的设计和制造已经发展为一个庞大的重要行业一模具的分类：1.铸造模，金属模，压力铸造模2.塑料模3.冲切模4.橡胶模5.粉末冶金模6.陶瓷模二模具的设计和制造模具的设计和制造必须找专业厂家去做，我们的工作是设计出符合模具特点和成型要求的产品图三模具及模具件的检验,8.6各种专用小工具,非标小工具，非标扳手，钻具，各工序中用的小韧具，如注塑工去毛刺用的小刀具,8.7生产流水线,生产流水线它是企业大批量生产的产物，是各种工艺装备的集合，是企业技术能力和经济实力的象征。如：美国通用公司的汽车装配线，海尔冰箱装配线。1.部件生产线-如汽车底盘的焊接生产线；2.部件装配线-如汽车发电机装配线；3.总装生产线-如墙壁开关总装生产线，服装生产线，彩电总装生产线，美国波音公司客机总装生产线；4.对一般企业的产品设计和工艺设计，在产品的开发时就要考虑产品的标准化，通用化，统一化，系列化，组合化，模块化，模具化，产品需要大批量生产时就能很快上生产线。,第九章机械加工工艺,9.1.选材料适合切削加工的准则9.2.尺寸标注方便加工的工艺准则9.3.零件形状适合安装定位准则9.4.减少安装和走刀次数的准则9.5.减少加工面积的准则9.6.避免内表面加工的准则9.7.保证零件机加工刚性的准则9.8.零件结构适合刀具运行的准则9.9.轴类零件使用中心孔的准则9.10.机加件方便进刀退刀的准则9.11.各种机床的加工精度范围9.12.机加件精度区域与成本关系,9.1.选材料适合切削加工的准则,.刀具耐用度以刀具耐用度为60min的切削速度来表示。(45#钢=600Mpa的v）材料硬度：170230HBS最好加工，300HBS明显不好加工材料含C量：0.3冷轧比热轧好加工，0.30.4冷轧热轧一样，0.4热轧比冷轧好加工.相对加工性（）,9.2.尺寸标注方便加工的工艺准则,1.右图方便看图2.右图方便加工3.右图方便加工,9.3.零件形状适合安装定位准则,9.4.减少安装和走刀次数的准则,大件不加工侧面1,2两面一样高斜面变成直面,9.5.减少加工面积的准则,1.配合面变成窄环面2.大底平面变成两个小平面3.大平面变成窄边,4.一体大凸台成热压组件5.一体凸台变镶套6.精铸替精加工,9.6.避免内表面加工的准则,改进前改进后避免箱体内端面加工精加工孔做成通孔外表面加工代替内表面加工,9.7.保证零件机加工刚性的准则,改进前改进后增加加强筋加支承工艺台形状适合加工,9.8.零件结构适合刀具运行准则,麽削空刀,刨插空刀槽,螺纹空刀,退刀槽,相同直径不同配合的退刀槽,9.9.轴类零件使用中心孔的准则,1）60中心孔（200公斤）2）75中心孔（200公斤80000）,3）90中心孔（5000公斤150000）,9.10.机加件方便进刀退刀的准则,改进前改进后a.改后一次加工多个b.改后简化加工C.改后加退刀槽加退刀槽孔,改进前改进后开让刀孔加大钻孔空间铸出半圆槽,9.11.各种机床的加工精度范围,9.12.机加件精度区域与成本关系,第十章：工艺流程设计,10.1工艺方案设计10.2工艺路线设计10.3工艺规程设计10.4工艺文件标准化审查10.5工艺验证10.6工艺文件的修改,10.1工艺方案设计,1.工艺方案的设计原则1）产品工艺方案是指导产品工艺准备工作的依据，除单件、小批生产的简单产品外，都应具有工艺方案。2）设计工艺方案应在保证产品质量的同时，充分考虑生产周期、成本和环境保护。3）根据本企业能力，积极采用国内外先进工艺技术和装备，以不断提高企业的工艺水平。2.工艺方案的设计依据1）产品图样及有关技术文件。2）产品生产大纲。3）产品的生产性质和生产类型。4）本企业现有生产条件。5）国内外同类产品的工艺技术情报。6）有关技术政策7）企业有关技术领导对该产品工艺的要求及有关科室和车间的意见。,3.工艺方案的分类1）新产品样机试制工艺方案。新产品样机试制（包括产品定型，下同）工艺方案应在评价产品结构工艺性的基础上，提出样机试制的各项工艺技术准备工作。2）新产品小批试制工艺方案。新产品小批试制工艺方案应在总结样机试制工作的基础上，提出批试前所需的各项工艺技术准备工作。3）批量生产工艺方案。批量生产工艺方案应在总结小批试制情况的基础上，提出批量投产前需进一步改进、完善工艺、工装和生产组织措施的意见和建议。4）老产品改进工艺方案。老产品工艺方案主要是提出老产品改进设计后的工艺组织措施。4.工艺方案的内容（1）新产品样机试制工艺方案的内容1）对产品结构工艺性的评价和对工艺工作量的大体估计。2）提出自制件和外协件的初步划分意见3）提出必须的特殊设备的购置或设计、改装意见。4）必备的专用工艺装备设计、制造意见。5）关键零（部）件的工艺规程设计意见。,6）有关新材料、新工艺的试验意见。7）主要材料和工时的估算。（2）新产品小批试制工艺方案的内容1）对样机试制阶段工艺工作的小结。2）对自制件和外协件的调整意见。3）自制件的工艺路线调整意见。4）提出应设计的全部工艺文件及要求。5）提出主要铸、锻件毛坯的工艺方法。6）对专用工艺装备的设计意见。7）对专用设备的设计或购置意见。8）对特殊毛坯或原材料的要求。9）对工艺、工装的验证要求。10）对有关工装关键的制造周期或生产节拍的安排意见。11）根据产品复杂程度和技术要求所需的其他内容。,（3）批量生产工艺方案的主要内容1）对小批试制阶段工艺、工装验证情况的小结。2）工艺关键件质量攻关措施意见和关键工序质量控制点设置的意见。3）工艺文件和工艺装备的进一步修改，完善意见。4）专用设备或生产自动线的设计意见。5