第五章 机械加工工艺规程制订

第五章机械加工工艺规程的制定第一节根本概念第二节定位基准的选择第三节工艺道路的拟定第四节加工余量及工序间尺寸确实定第五节工艺尺寸链的计算第六节时间定额及劳动消费率第七节典型零件工艺第一节根本概念消费过程：将原资料转变成机械产品的全部劳动过程直接消费过程：被加工对象的尺寸、外形或性能产生一定的变化。如：零件的机械加工、热处置、装配等。间接消费过程：不使加工对象产生直接变化。如：工装夹具的制造、工件的运输、设备的维护等。二、工艺过程：改动消费对象的外形、尺寸、相互位置和性质，使其成为废品或半废品的过程。毛坯制造工艺过程用机械加工的方法，改动毛坯的外形、尺寸、外表质量，使其成为合格品的过程。机械加工工艺过程机器装配工艺过程将合格的机器零件和外购件、规范件装配成组件、部件和机器的过程。三、机械加工工艺过程的组成工序：一个或一组工人，在一台机床或一个任务地点对一个或同时对几个工件所延续完成的那一部分工艺过程。划分工序的要点是工人、任务地点及工件三不变并加上延续作业。只需工人、任务地点及工件这三者中改动了一个或不是延续完成的，那么构成下一个工序。三、机械加工工艺过程的组成工步：以同样的工具，同样的切削用量加工同一个或同一组外表的那部分任务称一个工步。构成工步的要素：加工面、刀具、切削用量〔不包括切深ap〕均不变。三、机械加工工艺过程的组成安装：工件经一次装夹后所完成的那一部分工序，称一次安装。三、机械加工工艺过程的组成工位：为了完成一定的工序部分，一次装夹后，工件与夹具或设备的可动部分一同相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。工件的装夹：直接找正装夹划线找正装夹夹具装夹四、获得加工尺寸的方法：单件、小批量获得加工尺寸的方法：试切法：调整法：定尺寸刀具法：自动获得法：〔自动丈量法〕静调整法：用对刀块、样件来调整刀具位置，精度低。动调整法：(尺寸调整法)按试切零件进展调整，精度高。五、消费纲领与消费类型消费纲领：(N)某种零件的年产量称为该零件的年消费纲领N=Qn(1+α+β)Q：产品的年产量〔台/年〕n：每台产品中该零件的数量〔件/台〕α：备品百分率β：废品百分率五、消费纲领与消费类型消费纲领与消费类型的关系单件、小批量消费成批消费大批大量消费设备要求低高工人技术程度高低低高生产率生产成本高低消费类型的工艺特征工艺特征单件小批量成批生产大批大量毛坯自由锻、木模手工造型；精度低、余量大模锻、金属模精度和余量中等模锻、机器造型精度高，余量小机床通用机床机群式布置通用机床、部分专机按零件类别分工段排列自动机床，专用机床生产流水线排列工装通用工装专用工装高效专用工装工艺文件简单工艺过程卡详细工艺过程卡详细工艺过程卡工序卡、调整卡发展趋势成组技术、数控技术加工中心柔性制造系统（FMS）计算机集成制造系统（CIMS）六、机械加工工艺规程“规定产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件〞制定工艺规程的意义与作用工艺规程的作用：指点、组织消费；消费预备、方案调度的主要根据；车间设计、布置的根据。工艺规程的主要内容：毛坯的选择；拟订工艺道路；计算切削用量、加工余量及工时定额。制定工艺规程的步骤：分析研讨零件图纸；选择毛坯；选择定位基准；拟订工艺流程；工序设计；〔选择机床，工艺配备，工序余量，工序尺寸，切削用量，工时定额等〕填写工艺文件。第二节定位基准的选择基准:用来确定消费对象上几何要素间的几何关系所根据的点、线、面基准设计基准：工艺基准在工序图上用以指定加工外表位置的基准在加工中用做定位的基准在工件上用以丈量已加工外表位置的基准装配时用以确定零件在产品中位置的基准设计图样上所采用的基准工序基准：定位基准：丈量基准：装配基准：二、定位基准的选择：普通性原那么：选择最大尺寸的外表为安装面，选择最长间隔的外表为导向面，选择最小尺寸的外表为支承面；首先思索保证位置精度，再思索保证尺寸精度；应尽量选择零件的主要外表为定位基准；定位基准应便于夹紧，在加工中稳定可靠。二、定位基准的选择：粗基准的选择：以不加工外表为粗基准当零件存在多个不加工外表时，应选择与加工外表相互位置要求高的不加工外表为粗基准选择毛坯上余量最小外表为粗基准选择零件上重要外表为粗基准粗基准应平整，无浇冒口、飞边等，以使定位可靠粗基准只能运用一次二、定位基准的选择：精基准的选择：基准重合的原那么：即设计基准与定位基准重合。基准一致的原那么：应选择尽能够多的外表加工时都能运用的定位基准作为精基准。互为基准的原那么：自为基准的原那么：精基准的选择应使定位准确，夹紧可靠。第三节工艺道路的拟定加工方法的选择：应思索的主要问题：要求到达的精度、外表粗糙度；工件所用资料的性质和毛坯的质量及硬度；零件的构造外形和加工外表的尺寸；热处置情况；消费类型；现有设备的情况；加工方法的选择：经济精度：指在正常的加工条件下，以最有利的时间、耗费所能到达的加工精度同一种加工方法，精度越高，加工本钱越大精度有一定极限，过A点后，即使再添加本钱，精度提高也很少。本钱也有一定极限，过B点后，本钱根本不变。经济精度典型外表加工方法的选择：外圆外表的加工方法：粗车IT13~11Ra25~12.5半精车IT10~9Ra6.3~3.2精车IT8~7Ra1.6~0.8粗磨IT8~7Ra0.8~0.4精磨IT6~5Ra0.4~0.2金刚石车IT6~5Ra0.8~0.02滚压IT7~6Ra0.2~0.1研磨IT5~4Ra0.1~0.01精细磨削IT5Ra0.1~0.012超精加工IT5Ra0.1~0.01沙带磨削IT6~5Ra0.2~0.012抛光Ra0.2~0.025典型外表加工方法的选择：内圆外表的加工方法钻孔IT13~11Ra25~12.5粗镗IT13~11Ra25~12.5扩孔IT10~9Ra6.3~3.2半精镗IT10~9Ra6.3~3.2粗拉IT8~7Ra1.6~0.8精拉IT7~6Ra0.8~0.4粗铰IT8~7Ra3.2~1.6精铰IT7~6Ra0.8~0.4手铰IT7~6Ra0.4~0.2精镗IT8~7Ra1.6~0.8粗磨IT8~7Ra1.6~0.8精磨IT7~6Ra0.4~0.2金刚镗IT7~6Ra0.8~0.2珩磨IT6~4Ra0.4~0.05精细磨削IT5Ra0.2~0.025研磨IT6~5Ra0.1~0.01滚压IT7~6Ra0.2~0.1典型外表加工方法的选择：平面加工方法:粗铣IT13~11Ra25~12.5半精铣IT10~9Ra6.3~3.2粗刨IT13~11Ra25~12.5粗车IT13~11Ra25~12.5粗拉IT11~10Ra6.3~3.2精铣IT8~7Ra3.2~1.6半精刨IT10~9Ra6.3~3.2精刨IT8~7Ra3.2~1.6半精车IT10~9Ra6.3~3.2精车IT8~7Ra3.2~1.6精拉IT9~6Ra1.6~0.4粗磨IT8~7Ra1.6~0.4精磨IT7~6Ra0.4~0.2抛光Ra0.2~0.1研磨IT6~5Ra0.1~0.01导轨磨IT6Ra0.8~0.2沙带磨IT6~5Ra0.4~0.01金刚石车IT6Ra0.8~0.02精细磨IT6~5Ra0.2~0.01宽刀精刨IT6Ra0.8~0.4刮研Ra0.8~0.4高速精铣IT7~6Ra0.8~0.2二、加工阶段的划分：粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段光整加工阶段目的：及时发现毛坯缺陷便于保证加工质量合理运用设备便于安排热处置工序三、工序的集中与分散：工序集中程度：指在一个工序中所完成的任务内容的多少。在每道工序中所安排的加工内容多，一个零件的加工只集中在少数几道工序中完成，那么称工序集中。反之，称工序分散。工序集中的特点：有利于保证加工外表间相互位置精度；有利于采用高消费率的机床；工序数目少，设备数量少；公用设备多，调整维修困难；工序分散的特点：机床和工装简单，易调整；有利于采用合理的切削用量;工序数目多，设备数量大，消费组织任务较复杂；消费顺应性好，转产容易；工艺上可行；消费节拍允许；调整可以实现；采用工序集中应留意的问题四、工序的安排：加工顺序的安排：先加工基准面，后加工功能外表；先加工平面，后加工内孔；先加工主要外表，后加工次要外表；先粗加工，后精加工。热处置工序的安排：预备热处置：退火、正火、时效、调质最终热处置：淬火、回火、渗碳、渗氮、外表处置第四节加工余量及工序间尺寸确实定加工余量的概念：使加工外表到达所需的精度和外表质量而应切除的金属层总余量和工序余量：零件上外表的毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差称为加工总余量相邻两工序的工序尺寸之差称为工序余量加工余量的概念：单边余量与双边余量加工余量和工序尺寸的关系：对于被包容面：Z=上工序根本尺寸-本工序根本尺寸对于包容面：Z=本工序根本尺寸-上工序根本尺寸加工余量和工序尺寸的关系：影响加工余量的要素：上道工序加工外表的外表质量上道工序的尺寸公差Ta上道工序的位置误差ρa本道工序的安装误差εb加工余量确实定：分析计算法：对双边余量：对单边余量：查表法：阅历法：工序间尺寸公差确实定拟定加工道路：粗车半精车淬火粗磨精磨研磨确定各工序的加工余量：查表法：研磨：0.01mm，粗磨：0.3mm，精磨：0.1mm半精车：1.1mm，粗车：4.5mm可得：Z总=6.01mm圆整取：Z总=6mm那么取粗车余量：4.49mm工序间尺寸公差确实定确定各工序的经济精度及外表粗糙度:按“入体原那么〞分配偏向查表:研磨：精磨：粗磨：半精车：粗车：毛坯：±2mm工序间尺寸公差确实定计算工序间尺寸、公差研磨：50精磨：50+0.01=50.01粗磨：50.01+0.1=50.11半精车：50.11+0.3=50.41粗车：50.41+1.1=51.51锻造毛坯：51.51+4.49=56第五节工艺尺寸链计算尺寸链的概念：在零件的加工过程中和机械装配过程中，经常遇到彼此相互衔接并构成封锁图形的一组尺寸，其中有一个尺寸的精度决议于其他一切尺寸的精度。这样的一组尺寸构成所谓的尺寸链。工艺尺寸链：装配尺寸链：二、工艺尺寸链的组成：工艺尺寸链由一个封锁环和假设干个组成环构成封锁环：在加工过程中最后构成〔间接获得〕的尺寸。记为：A0留意：一个尺寸链中只能有一个封锁环；封锁环的精度决议于其他环的精度；要求保证的尺寸(设计尺寸)为封锁环或不要求保证的尺寸(非设计尺寸)为封锁环的说法都是错误的；设计尺寸封锁环设计尺寸封锁环二、工艺尺寸链的组成：组成环：在加工过程中直接获得的尺寸。记为：Ai增环：在组成环中，当某组成环的尺寸添加，使得封锁环的尺寸添加，那么该环为增环。记为：减环：在组成环中，当某组成环的尺寸添加，使得封锁环的尺寸减少，那么该环为减环。记为：判别方法：在尺寸链图上，按延续的单箭头来表示，箭头方向与封锁环一样那么为减环，相反那么为增环。A0A2A1举例:L2’L2ZbZbL1L1’封锁环封锁环三、尺寸链的计算方法：极值法：m：增环数，n：尺寸链总环数三、尺寸链的计算方法：如用平均尺寸标注：组成环的平均尺寸：封锁环的平均尺寸：三、尺寸链的计算方法：概率法：正态分布：非正态分布：ki=1.2~1.7AmaxAmin6σ四、计算举例：正计算：知各组成环的尺寸Ai，求A0反计算：知A0，求各组成环尺寸Ai中间计算：知A0及部分Ai，求其他的组成环四、计算举例：例1设计尺寸如下图，加工过程如下：以A为基准铣B面，到达工序尺寸：以A为基准铣C面，到达工序尺寸：验证：能否满足设计尺寸的要求。正计算：四、计算举例：反计算：知：求：A1、A2的尺寸求各组成环的平均公差：根据平均公差和制造工艺的复杂程度确定各组成环的公差：取：TA1=0.2，TA2=0.15按入体原那么分配各组成环的偏向：验算：ESA0=0.2-(-0.15)=0.35，EIA0=0-0=0取其中一个组成环为协调环，按尺寸链的关系式计算：验算：基准不重合时的工序尺寸计算：设计基准与定位基准不重合的工序尺寸计算：增环封锁环减环根据极值解法公式：L0=L1+L2-L310=L1+30-60L1=40ESL0=ESL1+ESL2-EIL30.18=ESL1+0.04-(-0.05)ESL1=+0.09EIL0=EIL1+EIL2-ESL30=EIL1+0-0.05EIL1=+0.05基准不重合时的工序尺寸计算：丈量基准与设计基准不重合的工序尺寸计算：如下图设计尺寸：加工时经过丈量L1尺寸控制台肩位置。求：L1=？封锁环减环增环根据极值解法公式：L1=40-10=30mmESL1=EIL2-EIL0=-0.16-(-0.3)=0.14mmEIL1=ESL2-ESL0=0-0=0mm留意假废品问题：L1MAX=30.14mm，L1MIN=30mm当测得：L1=30.3mm时,假设:L2=40mm,那么:L0=9.7mm依然是合格品。工序间尺寸和公差的计算：工序基准是尚待继续加工的设计基准时的中间工序尺寸计算：如下图加工过程如下：镗孔至插键槽，工序尺寸A1热处置磨内孔至，同时保证设计尺寸。封锁环增环减环A0=A1+A3-A2A1=A0+A2-A3=43.6+19.8-20=43.4ESA0=ESA1+ESA3-EIA2ESA1=0.315EIA0=EIA1+EIA3-ESA2EIA1=0.05解法2：在尺寸链〔1〕中：Z为封锁环。Z=20-19.8=0.2ESZ=0.025-0=0.025EIZ=0-0.05=-0.05在尺寸链〔2〕中：43.6尺寸为封锁环,A1、Z为增环根据尺寸链计算式可求出：封锁环封锁环工序间尺寸和公差的计算：为了保证应有的渗碳或渗氮层深度的工序尺寸计算：图示零件：内孔外表F要求渗碳，渗碳层厚度为0.3～0.5mm。加工过程如下：磨内孔至渗碳，厚度为δ。磨内孔至尺寸并保证渗碳层厚度0.3～0.5mm。求：δ=？72.39±0.0172.51±0.01δ0.4±0.1δ=0.52±0.08=0.60.44工序间尺寸和公差的计算：电镀零件的工序尺寸计算：图示零件F外表要求镀银，镀层厚度为0.2～0.3mm,F表面的最终尺寸为,求镀前工序尺寸。ACBD综合举例:图示零件，轴向设计尺寸分别为A1=50、A2=20、A3=10，加工过程如下：以C面为基准车A面、D面，余量分别为Z1=3mm、Z2=5mm。以A为基准车C、B面，余量为Z3=Z4=3mm。以B为基准磨A面，余量为Z5=0.2mm，保证A1、A2、A3三个尺寸。求解各工序尺寸。A12A13A31A30A21A12A13A20A22综合举例:A12A13A31A30A21知：A20=A2=，A30=A3=求各组成环尺寸。属反计算问题。封锁环增环减环∵TA13=0.25>TA30=0.15∴需修正组成环尺寸。求根本尺寸:A12=A13+Z5=50+0.2=50.2mmA30=A3=10mm，A21=A22+Z3=A20+Z5+Z3=23.2mm∵A30=A13+A21-A12-A31，求出：A31=13mm求平均公差：取：TA13=TA12=TA31=0.04,TA21=0.03按入体原那么分配偏向：取：A12为协调环。综合举例:A12A13A31A30A21由式：ESA30=ESA13+ESA21-EIA12-EIA31求出：EIA12=0由式：EIA30=EIA13+EIA21-ESA12-ESA31求出：ESA12=+0.04A12A13A20A22封锁环增