第二章 工艺规划的制定.ppt

1、第二章 机械加工工艺 规程的制订,19:39:21,1,一 基本概念 二 工件的装夹 三 定位基准的选择 四 工序内容的拟定 五 工艺路线的拟定 六 工艺过程的技术经济分析,19:39:21,2,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技术文件，称为机械加工工艺规程,机械加工工艺规程的概念,机械加工工艺过程卡,机械加工工艺卡,机械加工工序卡,工艺规程的分类,19:39:21,3,19:39:21,4,19:39:21,5,19:39:21,6,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,工艺

2、规程的作用,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,19:39:21,7,制订工艺规程的原则,制订工艺规程的原则和依据,保证产品质量,提高劳动生产率,降低成本,充分利用本企业现有的生产条件,采用国内外先进工艺技术,保证良好的劳动条件,19:39:21,8,制订工艺规程的主要依据,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,19:39:21,9,制订工艺规程的步骤,分析零件图和产品装

3、配图,选择毛坯,选择定位基准,拟定工艺路线,确定各工序的设备、工装,19:39:21,10,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,19:39:21,11,制订工艺规程时 要解决的主要问题,零件图的研究和工艺分析,毛坯的选择,定位基准的选择,工艺路线的拟定,工序内容的设计,包括机床设备及工装的选择；加工余量和工序尺寸的确定；切削用量的确定；热处理工序的安排；工时定额的确定,19:39:21,12,零件图的研究和工艺分析,19:39:21,13,通过零件图的研究和分析，了解产品的性能、用途和工

4、作条件，明确各零件的相互装配位置和作用，了解零件的主要技术要求，找出关键技术问题,零件图的研究,检查产品图样的完整性和正确性,分析零件材料选择是否恰当,分析零件的技术要求,19:39:21,14,零件结构工艺性的主要要求,零件的结构工艺性分析,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,19:39:21,15,主次表面的区分和主要表面加工的保证 零件的技术要求分析,零件工艺性分析应重点研究的问题,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

5、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，如平衡、探伤、气密性试验,零件图上表面位置尺寸的标注,19:39:21,16,毛坯的选择,19:39:21,17,毛坯的种类,毛坯的种类,选择毛坯的基本任务,选定毛坯的制造方法及其制造精度,铸件,锻件,焊接件,冲压件,型材,冷挤 压件,粉末 冶金件,砂型、金属型、离心、压力、精密铸造,自由锻和模锻,19:39:21,18,确定毛坯时应考虑的因素,零件的材料及机械力学性能要求,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,19:39:21,19,为了便于安装，有些铸件

6、毛坯需铸出工艺搭子,确定毛坯时的几项工艺措施,19:39:21,20,装配后需要形成同一工作表面的两个相关偶件，为了保证加工质量并使加工方便，常常将这些分离零件先制成一个整体毛坯,19:39:21,21,对于形状比较规则的小型零件，为了便于安装和提高机械加工的生产率，可将多件合成一个毛坯，加工到一定阶段后再分离成单件,19:39:21,22,定位基准的选择和工件的装夹,19:39:21,23,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） 分为设计基准和工艺基准,基准的概念及其分类,零件图上用以确定其它点、线、

7、面位置的基准,零件加工、测量、装配过程中采用的基准,19:39:21,24,定位基准,工序基准,测量基准,装配基准,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,用以标定被加工表面位置（或者说确定某加工精度）的基准,用以测量已加工表面尺寸和位置的基准,装配时用以确定零件在机器中位置的基准,19:39:21,25,设计基准实例,19:39:21,26,定位基准实例,工序 基准 实例,19:39:21,27,定位基准实例,工序基准实例,19:39:21,28,基准问题的分析,基准是制订工艺依据，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,当作为

8、基准的要素无法触及时，常常由某些具体存在的基面来体现,基准可以是没有面积的点以及面积很小的面，但工件上的基面必定有接触面积,表示位置关系的基准与表示尺寸的一样,19:39:21,29,定位原理 学习要点：定位是机械加工中一个极为重要的问题。学习本节要深刻理解和牢固掌握定位原理，熟知常用的定位方法。深刻理解欠定位与过定位的概念，能正确分析和处理有关欠定位与过定位的问题。深刻理解定位误差的概念，能正确计算定位误差。,19:39:21,30,六点定位任何一个位置尚未确定的工件，均具有六个自由度，即沿空间三个直角坐标轴X、Y、Z方向的移动与绕它们的转动，分别以 X、 Y 、 Z、 、 、 表示。要使工

9、件在机床夹具中正确定位，必须限制或约束工件的这些自由度。 如图2-5中所示，采用六个定位支承点合理布置，使工件有关定位基面与其相接触，每一个定位支承点限制了工件的一个自由度，便可将工件六个自由度完全限制，使工件在空间的位置被唯一地确定。这就是通常所说的工件的六点定位原则。,19:39:21,31,19:39:21,32,两点说明： 1）机械加工中关于自由度的概念与力学中自由度的概念不完全相同。机械加工中的自由度实际上是指工件在空间位置的不确定性。这里特别要注意将定位与夹紧的概念区分开来。工件一经夹紧，其空间位置就不能再改变，但这并不意味着其空间位置是确定的。例如，下图所示板状工件安放在平面磨床

10、的磁性工作台上，扳动磁性开关后，工件即被夹紧，其位置就被固定。但工件放在工作台什么位置上并不确定，既可以放在1的位置上（图中实线所示），也可以放在2的位置上（图中虚线所示），也即工件的 X、 Y和 Z三个自由度未被限制。2）六点定位原则中“点”的含义是限制自由度，不要机械地理解成接触点。例如，下图所示板状工件安放工作台上限制了3个自由度，是三点定位。实际上，工件与工作台面接触点可能有多个。,19:39:21,33,19:39:21,34,欠定位 工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定位。欠定位不能保证工件的正确安装位，因而是不允许的。 图2-35为在铣床上加工长方体零件台阶面的两种定

11、位方案。为保证尺寸B和H，需限制除 以外的5个自由度。若采用图a的定位方式，只能限制 X、Y、Z3个自由度，属欠定位，无法保证尺寸B。在图b中，加入一块支承板后，除 以外的5个自由度均被限制，尺寸B和H可以得到保证。,19:39:21,35,19:39:21,36,过定位 如果工件的某一个自由度被定位元件重复限制，称为过定位。 过定位是否允许，要视具体情况而定。通常，如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的。合理的过定位起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为

12、它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。,19:39:21,37,过定位实例分析之一图2-36所示为加工连杆小头孔工序中以连杆大头孔和端面定位的两种情况。图b中，长圆柱销限制了 X、 Y 、 X 、 Y 4个自由度，支承板限制了 Z 、 X 、 Y 3个自由度。显然X 、 Y 被2个定位元件重复限制，出现了过定位。如果工件孔与端面垂直度保证很好，则此过定位是允许的。但若工件孔与端面垂直度误差较大，且孔与销的配合间隙又很小时，定位后会造成工件歪斜及端面接触不好的情况，压紧后就会使工件产生变形或圆柱销歪斜。结果将导致加工后的小头孔与大头孔的轴线平行度达不到要求。这种情况下应避免过

13、定位的产生。最简单的解决办法是将长圆柱定位销改成短圆柱销（图a所示），由于短圆柱销仅限制 X 、Y 2个移动自由度， X 、 Y的重复定位被避免了。,19:39:21,38,19:39:21,39,定位基准的选择,学习要点：定位基准的选择是零件加工工艺规程制定的重要问题，要深刻理解并牢固掌握粗基准及精基准的选择原则，并会灵活地使用这些原则。,19:39:21,40,各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸、位置应符合设计要求,定位基准应有足够大的接触面积和分布面积，以保证能承受切削力，保证定位稳定可靠,选择定位基准，应符合两点要求,19:39:21,41,定位基准分为粗基准和精基准,未加

14、工表面作为定位基准者,已加工表面作为定位基准者,粗基准重点考虑如何保证各加工表面有足够的余量,精基准重点考虑如何减少误差，提高定位精度,选择定位基准通常从精基准到粗基准,19:39:21,42,精基准的选择,基准重合原则,基准统一原则,自为基准原则,互为基准原则,选择设计基准为定位基准,采用同一基准加工尽可能多的表面,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,加工位置精度要求高的两表面以二表面互相作为基准反复进行加工,准确可靠原则,保证定位准确，夹紧可靠，设计简单，操作方便,19:39:21,43,基准 不重合 误差 示例,基准重合 工件安装示例,19:39:21,44,自为基准实

15、例,19:39:21,45,选择精基准的两条主要原则 1）基准重合原则 应尽量选择加工表面的设计基准作为精基准，即谓基准重合原则。这样可避免由于基准不重合而产生的定位误差。在对加工面位置尺寸和位置关系有决定性影响的工序中，特别是当位置公差要求较严时，一般不应违反这一原则。否则，将由于存在基准不重合误差，而增大加工难度。,19:39:21,46,例如，如下图所示活塞零件，设计要求活塞销孔与顶面距离C1，公差一般为0.10.2mm。若加工销孔时以止口面（一大平面加一短圆柱面）定位，直接保证的尺寸是C2。此时，为了使尺寸C1达到规定的精度，必须同时严格控制尺寸C和C2（尺寸C1、C2和C构成一个尺寸

16、链，其中C1是封闭环，尺寸C和C2公差之和应小于或等于尺寸C1的公差）。而这两个尺寸从功能要求出发，均不需严格控制，且在加工顶面时（通常采用车削方法），尺寸C也确实较难控制。因此在大批量生产中，常以顶面定位加工销孔，以使尺寸C1容易保证。,19:39:21,47,活塞零件简图,2）统一基准原则 当工件以某一表面作精基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早地将这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全部）工序均以它为精基准进行加工。,19:39:21,48,19:39:21,49,例如下图所示为某厂批量生产的X62W铣床立柱简图，该零件选择立导轨A、C面为统一精基准。

17、在最初的工序中，首先将立导轨加工好，以后的各工序均以此为精基准定位，依次加工出底面1、悬梁导轨2、侧面4以及孔系3（轴孔），以保证轴孔（主轴孔）、悬梁导轨及底面与立导轨的垂直度；侧面与轴孔的平度以及轴孔间的中心距和平行度。,粗基准的选择,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,19:39:21,50,例 如下图 加工时，若以不加工外圆表面1作粗基准

18、定位（如用三爪卡盘夹外圆），则加工后内孔2与外圆1同轴，可以保证零件壁厚均匀，但加工面（内孔）2加工余量不均匀，见图b。若以零件毛坯孔3作粗基准定位（如用四爪卡盘夹外圆1，以毛坯孔3直接找正），则加工面（内孔）2与毛坯孔3同轴，可以保证加工余量均匀，但加工面（内孔）2与不加工面外圆1不同轴，即壁厚不均匀，见图c。,19:39:21,51,图 粗基准选择比较a)法兰盘零件 b)以外圆面1为粗基准 c）以内孔毛面3为粗基准 1外圆表面（不加工） 2内孔加工面 3内孔毛面 4均布孔,床身加工粗基准选择,19:39:21,52,粗基准一般不得重复使用原则 因为粗基准本身是毛坯表面，精度和粗糙度均较差，

19、如果在两次装卡中重复使用同一粗基准，就会造成两次加工出的表面之间出现较大的位置误差。 ,19:39:21,53,定位基准选择实例分析 见教材P27。 ,19:39:21,54,装夹的概念在机械加工时，工件在机床上或者夹具中需装夹好以后才能进行加工。装夹应实现两个方面：定位与夹紧。1） 定位 使工件在机床上或夹具中占有某一个正确的位置。2） 夹紧 对工件施加一定的外力，使工件在加工过程中保持定位后的正确位置不变动。,19:39:21,55,装夹方式工件在机床上的装夹方式，取决于生产批量、工件大小及复杂程度、加工精度要求及定位的特点等。主要装夹形式一般有三种：直接找正装夹、划线找正装夹和夹具装夹。

20、1）直接找正装夹将工件装在机床上，然后按工件的某个（或某些）表面，用划针或用百分表等量具进行找正，以获得工件在机床上的正确位置。直接找正装夹效率较低，但找正精度可以很高，适用于单件小批生产或定位精度要求特别高的场合,19:39:21,56,19:39:21,57,2）划线找正装夹这种装夹方法是按图纸要求在工件表面上事先划出位置线、加工线和找正线，装夹工件时，先按找正线找正工件的位置，然后夹紧工件（图2-22）。划线找正装夹不需要专用设备，通用性好，但效率低，精度也不高，通常划线找正精度只能达到0.10.5mm。此方法多用于单件小批生产中铸件的粗加工工序。,19:39:21,58,19:39:2

21、1,59,3）使用夹具装夹 使用夹具装夹，工件在夹具中可迅速而正确的定位和夹紧（图2-23）。 这种装夹方式效率高、定位精度好而可靠，还可以减轻工人的劳动强度和降低对工人技术水平的要求，因而广泛应用于各种生产类型。,19:39:21,60,19:39:21,61,学习要点：掌握加工经济精度的概念，了解常见表面的典型加工方法与加工路线，理解并掌握加工阶段的划分原则，加工顺序的安排原则，工序集中与工序分散的特点及其应用。,工艺路线的拟定,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。,19:39:21,62

22、,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,还应考虑其他特殊要求,19:39:21,63,选择表面加工方法应考虑的因素 （1）工件材料的性质 （2）工件的形状和尺寸 （3）选择加工方法应与生产类型相适应 （4）具体的生产条件 表2-2表2-4列出了各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度,19:39:21,64,外圆表面的加工路线 下图给出了外圆表面的典型加工路线以及路线中各工序所能达到的精度和粗糙度。这些路线可概括成四条基本路线：1. 粗车-

23、半精车-精车 这是应用最广泛的一条工艺路线。只要工件材料可以进行切削加工，精度要求不高于IT7、粗糙度Ra 0.8m的零件表面，均可采用此加工路线。如果精度要求较低，可只取到半精车，甚至只取到粗车。,各种表面的典型加工路线,19:39:21,65,2. 粗车-半精车-粗磨-精磨 此工艺路线主要用于黑色金属材料，特别是结构钢零件和半精车后有淬火要求的零件。表面精度要求不高于IT6、粗糙度Ra 值不小于0.16m的外圆表面，均可安排此工艺路线。,19:39:21,66,3粗车-半精车-粗磨-精磨-光整加工 若采用第二条工艺路线仍不能满足精度、尤其是粗糙度的要求，可采用此工艺路线，即在精磨以后增加一

24、道光整加工工序。常用的光整加工方法有研磨、砂带磨削、低粗糙度磨削、超精加工以及抛光等。4. 粗车-半精车-精车-金刚石车 此加工路线主要适用于工件材料不宜采用磨削加工的高精度外圆表面，如铜、铝等有色金属及其合金以及非金属材料的零件表面。,19:39:21,67,19:39:21,68,孔的加工路线 下图是典型的孔的加工路线框图。可归纳为以下四条基本的加工路线： 1) 钻（粗镗）-粗拉-精拉 此加工路线多用于大批量生产中加工盘套类零件的圆孔、单键孔和花键孔。加工出的孔的尺寸精度可达IT7，且加工质量稳定，生产效率高。当工件上无铸出或锻出的毛坯孔时，第一道工序安排钻孔；若有毛坯孔，则安排粗镗孔；如

25、毛坯孔的精度好，也可直接拉孔。,19:39:21,69,19:39:21,70,2) 钻-扩-铰 此工艺路线主要用于直径D50mm的中小孔加工，是一条应用最为广泛的加工路线，在各种生产类型中都有应用。加工后孔的尺寸精度通常达IT68，表面粗糙度Ra 0.83.2m。若尺寸形状精度和粗糙度要求还要高，可在铰后安排一次手铰。由于铰削加工对孔的位置误差的纠正能力差，因此孔的位置精度主要由钻-扩来保证；位置精度要求高的孔不宜采用此加工方案。,19:39:21,71,3) 钻（粗镗）-半精镗-精镗-浮动镗（或金刚镗） 这也是一条应用非常广泛的加工路线，在各种生产类型中都有应用。用于加工未经淬火的黑色金属

26、及有色金属等材料的高精度孔和孔系（IT57级，Ra0.161.25m）。与钻-扩-铰工艺路线不同的是： 1.所能加工的孔径范围大，一般孔径D18mm即可采用装夹式镗刀镗孔； 2.加工出孔的位置精度高，如金刚镗多轴镗孔，孔距公差可控制在0.0050.01mm，常用于加工位置精度要求高的孔或孔系，如连杆大小头孔，机床主轴箱孔系等。 4) 钻（粗镗）-半精镗-粗磨-精磨-研磨（或珩磨） 这条工艺路线用于黑色金属特别是淬硬零件的高精度的孔加工。其中研磨孔的原理和工艺与前述外圆研磨相同，只是此时研具是一圆棒。,19:39:21,72,平面加工路线 粗铣-半精铣-精铣-高速精铣 铣削是平面加工中用得最多的

27、方法。若采用高速精铣作为终加工，不但可达到较高的精度，而且可获得较高的生产效率。 P32-3,19:39:21,73,工艺过程的四个加工阶段,加工阶段的划分,粗加工阶段,半精加工阶段,精加工阶段,光整阶段,切除各表面大部分余量；考虑劳动效率,完成次要表面的加工；为精加工作准备,保证达到图纸要求,提高尺寸精度，降低粗糙度,19:39:21,74,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,19:39:21,75,拟定工艺路线时，

28、选定了各表面的加工工序和划分加工阶段之后，就可以将同一阶段中的各加工表面组合成若干工序,工序的集中与分散,工序 集中,工序 分散,即将工件的加工，集中在少数几道工序内完成,即将工件的加工，分散在较多的工序内完成,19:39:21,76,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,19:39:21,77,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

29、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,19:39:21,78,工序集中与工序分散的选择 应根据企业规模、产品类型、现有条件、零件结构特点和技术要求、工序节拍选择,19:39:21,79,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,加工顺序的安排,基准先行,先粗后精,先主后次,先面后孔,便于定位,防止变形,避免浪费,保证孔的位置精度,19:39:21,80,热处理工序的安排,预热处理,去应力处理,最终热处理,表面处理,退火，正火，调质，时效处理,人工时效，自然时效，退火，冰冷处理（0

30、-80，12小时,淬火-回火，渗碳淬火，渗氮，正火，调质,涂镀、发蓝、发黑,19:39:21,81,热处理的目的有： 1） 提高材料的机械性能 在毛坯制造以后，其硬度，强度以及其它机械性能一般都不能满足产品提出的要求。因此，常采用一些热处理方法，淬火，调质，化学处理等。,2）改善材料的加工性 金属的切削加工性一般用切削速度，切削力，加工能达到的表面粗糙度表示。一般用退火或正火等使硬度降低，组织均匀。在加工韧性较大的材料时，则用热处理来提高其硬度，以改善其加工性。如铝合金采用淬火时效方法来提高其硬度。,3）消除内应力 在毛坯制造和机械加工的过程中，工件要产生内应力，当内应力的平衡条件遭到破坏时，

31、内应力就要重新分布，使工件变形，从而影响加工精度。常安排消除内应力的热处理工序。,19:39:21,82,退火与正火：退火与正火的目的是消除组织的不均匀，提高加工性，高碳合金钢用退火降低硬度，低碳合金钢用正火提高硬度。 2) 调质：调质是为了获得组织均匀细致的回火索氏体组织。使零件不仅有一定的强度和硬度，而且还有良好的冲击韧性，综合机械性能好。 3) 淬火： 淬火是为了提高工件的硬度，满足零件最终的性能要求。 4）渗碳：对于低碳合金钢的零件，要求表面硬度高，而内部韧性好的时候，常采用渗碳处理。一般是局部渗碳，因而需要对不要求渗碳的表面采取保护措施。,19:39:21,83,辅助工序的安排 包括

32、：检验、去毛刺、倒棱、清洗、防锈、表面强化、退磁、平衡等 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,19:39:21,84,工序内容的 设计,工序内容的设计包括： 设备和工艺装备的选择； 确定加工余量； 工序的尺寸及其偏差； 有时还要确定切削用量和时间定额。,19:39:21,86,设备的选择,设备及工艺装备的选择,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,19:

33、39:21,87,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,19:39:21,88,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,19:39:21,89,加工余量的确定,加工余量的基本概念,加工 余量,

34、工序 余量,加工时从加工表面切去的金属层厚度,相邻两工序的工序尺寸之差（或某一表面在一道工序中切除的金属层厚度）,19:39:21,90,加工余量的计算,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,19:39:21,91,加工余量,19:39:21,92,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,最大余量,最小余量,余量公差,工序尺寸用基本尺寸计算时所得的加工余量,该工序余量的最大值,保证该工序加工表面的精

35、度和质量所需切除的金属层最小厚度,前工序与本工序的工序尺寸公差之和,19:39:21,93,19:39:21,94,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,19:39:21,95,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

36、余量 = 上工序最小极限尺寸 - 本工序最大极限尺寸,19:39:22,96,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,19:39:22,97,总余量等于该表面各工序余量之和,总余量,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,19:39:22,98,19:39:22,99,影

37、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）,19:39:22,100,用于双边余量 2Z 2（ Ha + Sa）+ Ta + 2|a +b |,单边余量 Z Ha + Sa + Ta + |a +b |,本工序的加工余量必须满足下式,19:39:22,101,确定加工余量的方法,经验估算法,查表修正法,分析计算法,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）,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）,分析各项因素，根据关系式计算（贵重材料

38、，大批生产；需要资料，较少 采用）,19:39:22,102,工序尺寸及其公差的确定,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,19:39:22,103,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,标注工序尺寸和公差,19:39:22,104,19:39:22,105,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,19:39:

39、22,106,工艺尺寸链的基本概念,尺寸链的定义,尺寸链,工艺 尺寸链,环,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,由单个零件在工艺过程中的有关尺寸所形成的尺寸链,组成尺寸链的各个尺寸,19:39:22,107,尺寸链的组成,封闭环,组成环,增环,减环,最终被间接保证精度的那个环（必有且只有一个）,除封闭环之外的所有其他环,当其余各组成环不变，而该环增大时使封闭环也增大者,当其余各组成环不变，而该环增大时使封闭环反而减小者,19:39:22,108,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,尺寸 链图,

40、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,19:39:22,109,尺寸链 的形式,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,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,19:39:22,110,尺寸链的特性,封闭性,关联性,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,尺寸链中间接保证的尺寸由精度直接保证

41、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,19:39:22,111,封闭环的基本尺寸 = 组成环基本尺寸的代数和,尺寸链的计算公式,封闭环的极限尺寸,19:39:22,112,封闭环的公差,封闭环的上、下偏差,19:39:22,113,尺寸链的计算竖式,口诀：增环上下偏差照抄； 减环上下偏差对调、反号,19:39:22,114,19:39:22,115,加工轴承座,测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算,19:39:22,116,19:39:22,117,机座镗孔,定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算,19:39:22,118,分析题意可知，t0=0.3+0.2mm

42、是间接获得，为封闭环,保证渗氮、渗碳层 深度的工艺计算,加工过程为： 磨内孔至144.76+0.04mm； 渗氮，深度t1； 磨内孔至145+0.04mm，并保持渗氮层深度t0=0.30.5mm。,19:39:22,119,19:39:22,120,学习要点：掌握时间定额的组成，了解提高生产效率的方法，掌握工艺成本的概念，能够对不同的工艺方案进行比较，了解工艺过程优化的基本原理和方法。,时间定额 时间定额是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。时间定额是安排作业计划、进行成本核算、确定设备数量、人员编制及规划生产面积的重要依据，是工艺规程的重要组成部分。,工艺过程的

43、技术经济分析,19:39:22,121,制订工艺规程的根本任务在于保证产品质量的前提下，提高劳动生产率和降低成本，即做到高产、优质、低消耗。要达到这一目的，制订工艺规程时，还必须对工艺过程认真开展技术经济分析，有效地采取提高机械加工生产率的工艺措施。,19:39:22,122,时间定额,机械加工生产率,指工人在单位时间内内的合格产品的数量，或者指制造单件产品所消耗的劳动时间,时间定额,指在一定的生产条件下，规定每个工人完成单件合格产品或某项工作所必需的时间,19:39:22,123,Tc= Tp +Ten= Tb+ Ta+ Tsw+ Tr+ Ten,完成零件一道工序的时间定额称为单件时间。 它

44、由下列部分组成,基本时间Tb,辅助时间Ta,布置工作场地时间Tsw,生理和 自然需要时间Tr,准备与 终结时间Te,19:39:22,124,单件时间的计算公式：,式中 TS - 单件时间； tB - 基本时间； tA - 辅助时间； tC - 布置工作地时间； tR - 休息与生理需要时间。,单件工时定额的计算公式为：,式中 TQ - 单件工时定额； tP - 准备终结时间； B - 批量。 在大批量生产中，由于tP / B数值很小，常常忽略不记，此时有：,19:39:22,125,劳动生产率是一个综合技术经济指标，它与产品设计、生产组织、生产管理和工艺设计都有密切关系。,提高机械加工生产率

45、的工艺措施,缩短基本时间,提高切削用量,减少或重合切削行程长度,采用多件加工,19:39:22,126,缩短辅助时间,采用先进高效的机床夹具,采用多工位连续加工,采用主动测量或数字显示自动测量装置,采用两个相同夹具交替工作的方法,缩短布置工作场地时间,缩短准备与终结时间,19:39:22,127,19:39:22,128,19:39:22,129,缩短布置工作地时间 主要是减少换刀时间和调刀时间。如采用自动换刀装置或快速换刀装置，使用不重磨刀具，采用样板或对刀块对刀，以及采用新型刀具材料以提高刀具耐用 缩短准备终结时间 在中小批量生产中采用成组工艺和成组夹具可明显缩短准备终结时间。,19:39

46、:22,130,可变 成本,不变 成本,工艺过程的技术经济分析,生产成本和工艺成本,制造一个零件或一件产品所必需的一切费用的总和，称为该零件或产品的生产成本,只需分析、评价与工艺过程直接相关的生产费用，即所谓工艺成本,不同工艺方案 的经济比较,19:39:22,131,工艺成本生产一件产品或一个零件所需一切费用的总和称为生产成本。通常，在生产成本中大约有60%75%的费用与工艺过程直接有关，这部分费用称为工艺成本，工艺成本可分为两部分：1）可变费用 可变费用是与年产量有关且与之成比例的费用，记为CV。它包括材料费CVM，机床工人工资及工资附加费CVP，机床使用费CVE，普通机床折旧费CVD，刀

47、具费CVC，通用夹具折旧费CVF等。即：,2）不变费用 不变费用是与年产量的变化没有直接关系的费用，记为CN。它包括调整工人的工资及工资附加费CSP，专用机床折旧费CSD，专用夹具折旧费CSF等。即：,19:39:22,132,零件全年工艺成本为：,式中 N - 零件年产量。零件单件工艺成本为：,19:39:22,133,装配的概念,按规定的技术要求，将零件、组件和部件进行配合和联接，使之成为半成品或成品的工艺过程称为装配,把零件、组件装配成部件的过程称为部装,把零件、组件和部件装配成产品的过程称为总装,装配工作,清洗,联接,平衡,目的是去除零件表面或部件中的油污及机械杂质,将两个以上的零件结

48、合在一起,对有关旋转零件进行平衡,校正、 调整与 配作,验收 试验,校正就是在装配过程中通过找正、找平及相应的调整工作来确定相关零件的相互位置关系；,根据其质量验收标准进行,调整就是调节相关零件的相互位置,配作是指在装配过程中的配钻、配铰、配刮、配磨等,机器装配精度,装配精度的内容,尺寸精度,位置精度,运动精度,接触精度,装配精度与零件精度的关系,机器的质量是通过装配质量最终得以保证的，装配工艺方法对保证机器的质量有着很重要的作用,如果装配不当，即使零件的加工质量再高，仍可能出现不合格产品,相反，即使零件的加工质量不是很高，但在装配时采用了合适的工艺方法，依然可能使产品达到规定的精度要求,影响装配精度的因素,零件的加工精度,零件之间的配合要求和接触质量,零件的变形,旋转零件的不平衡,工人的装配技术,装配的类型,流水线装配线,自动装配线,变节奏流水装配,固定流水装配,固定装配,装配的组织形式参见表2-10,保证装配精度的 工艺方法,互换法,完全互换法,装配时各配合零件可不经挑选、修配及调整，即可达到规定的装配精度的装配方法,其装配尺寸链采用极值法解算,部分互换法,绝大多数产品装配时各组成环可不需挑选、修配及调整，装配后即能达到装配精度的要求