第二章 机械加工工艺规程设计.ppt

1、机械制造工艺学,第二章 机械加工工艺规程设计,2.1 概述,一、机械加工工艺规程的作用,二、机械加工工艺规程的格式,作用:,1. 依据 2. 准备 3. 交流,常见的三种卡: 表4-1 工艺过程卡 表4-2 机械加工工艺卡 表4-3 机械加工工序卡,第二章 机械加工工艺规程设计,三、工艺规程的设计原则、步骤和内容,（一） 机械加工工艺规程的设计原则,原则: 1、保证零件图纸上的要求 2、工艺成本最低 3、充分利用现有条件 4、文明生产，保障安全，减轻 工人 劳动强度,（二） 设计工艺规程的步骤和内容,1） 阅读装配图和零件图 2） 工艺审查 3） 熟悉或确定毛坯 4） 拟订机械加工工艺路线 5

2、） 确定满足各工序要求的工艺装备 6） 确定各主要工序的技术要求和检验方法 7） 确定各工序加工余量、计算工序尺寸和公差 8） 确定切削用量 9） 确定时间定额 10） 填写工艺文件,附表:常用材料相对比价,2.2 工艺路线的制订,一、定位基准的选择,（一） 粗基准的选择,在选择粗基准时，一般应遵循下列原则：,1.保证互相位置要求的原则,2.保证加工表面加工余量合理分配的原则,3.便于工件装夹的原则,4.粗基准一般不得重复使用的原则,例1: 保证互相位置要求的原则(1),结论: 有加工面和不加工面应选不加工面作为粗基准,方案1,方案2,例2: 保证互相位置要求的原则(2),结论: 如工件上每个

3、表面都要加工,则选余量最小的表面作为粗基准,例3: 保证加工表面加工余量合理分配的原则,方案 1,方案 2,结论:选重要表面作为粗基准,例4: 便于工件装夹的原则,例5: 粗基准一般不得重复使用的原则,零件图,车端面,镗内孔工序,钻孔工序,改进方案,（二） 精基准的选择,2.统一基准原则,3.互为基准原则,4.自为基准原则,5.便于装夹原则,1.基准重合原则,在选择精基准时，一般应遵循下列原则：,C,12 -0.070,30-0.03,A,B,零 件 图,例1: 设计基准与定位基准不重合,例2: 应尽可能选用设计基准作为精基准,30H7孔,B面都已加工好,现要钻2-18 H11孔,如何定位?,

4、方案 A,方案 B,例3: 应尽可能选用统一的定位基准加工各表面,中心孔,一面两销,例4: 自为基准的原则,例5: 安装应可靠稳定,方案 A,方案 B,注意:,综合考虑这些原则，达到定位精度高，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便的要求。,基准选择的各项原则有时是相互矛盾的,必须根据 实际条件和生产类型分析比较。,二、加工经济精度与加工方法的选择,（一） 加工经济精度,在正常加工条件下，所能保证的加工精度和表面粗糙度。,（二） 加工方法的选择,4）本厂的工艺能力和现有加工设备的加工经济精度如何。,选择加工方法时应考虑的主要问题有四点：,1）所选择的加工方法能否达到零件精度的要求；,2）零件材料的可

5、加工性能如何。,3）生产率对加工方法有无特殊要求。,三、典型表面的加工路线,（一） 外圆表面的加工路线,外圆表面的加工路线,（二） 孔的加工路线,（三）平面的加工路线,四、工序顺序的安排,（一） 工序顺序的安排原则,（三） 其他工序的安排,（二） 热处理工序及表面处理工序的安排,1.先加工基准面，后加工其他表面,2.先加工平面，后加工孔,3.先加工主要表面，后加工次要表面,4.先安排粗加工工序，后安排精加工工序,五、工序的集中与分数,工序分散: 是将工艺路线中的工步内容分散在更多的 工序中去完成。,工序集中: 是指每个工序中包括尽可能多的工序内容。,六、加工阶段的划分,4.精密,超精密或光整加

6、工阶段,理由：1.2.3.4.5. p164-165,加工阶段可划分:,1.粗加工阶段,2.半精加工阶段,3.精加工阶段,例:综合练习 (习题集 P64-65）,试分析并拟定大批生产时,加工调速杠杆的机械加工工艺路线,并确定各工序的定位基准,夹压位置。毛坯为球铁铸件。 技术条件： 1.未注铸造圆角为 R 24 2.铸坯不有裂纹、砂眼、冷隔、缩孔等铸造缺陷。 3.正火处理,硬度HB240280,A面淬火,硬度HRC 4050,零件图,一.加工对象的分析:,1.设计基准: 孔 12+0.027 及端面 B 2.主要工作表面: 槽 6+0.025 保证位置尺寸120.2 C面: 保持尺寸 610.1

7、5 A面: 保持尺寸 30.1 3.结构特点:细长杆件,形状不规则,刚性差 4.毛坯: 球铁铸件 正火处理,机械加工工艺过程卡,工序10: 铸坯-正火-检验,工序20: 钻11.8,倒角1450,铰孔至12+0.027 锪端面 D, 保证尺寸12.95+0.4,工序30: 车端面B,保证50-0.3倒角1450,工序40: 检验,工序50: 铣A面,保证30.1,工序60: 去毛刺,工序70: 铣两侧面 C,D至8,保证610.15,工序80: 粗铣槽 至尺寸5,保证120.3,工序90: 精铣槽 至尺寸6+0.025,保证120.2,工序100: 槽两侧倒角1450并修毛刺,工序120: 锪

8、平18搭子面,保证尺寸11,钻孔6.7,攻丝M8,工序110: 检验,工序130: 热处理,表面淬火A面HRC4050 工序140: 检验,2.3 加工余量、工序间尺寸及公差的确定,一般情况下，工序尺寸的公差按“入体原则”标注。,一、加工余量的概念,（一） 加工总余量（毛坯余量）与工序余量,毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为 加工总余量。,工序尺寸: 本道工序中,定位基准至加工面之间的尺寸。,每道工序所切除的金属层厚度称为 工序余量,单边余量 Z1 = L - l,外圆 2Z1=D-d 内孔 2Z1=D-d,单边与双边余量 及 入体标注,双边余量 2Z1 = L - l,工件余量示意图,总余量 Z

9、0 = Z1+Z2+Z3 = Zi,（二） 工序余量的影响因素,工序余量主要有以下几个方面的影响因素:,1.上道工序的尺寸公差 Ta,2.上道工序产生的表面粗糙度Ry 和缺陷层深度Ha,3.上道工序留下的需要单独考虑的空间误差 ea,4.本道工序的装夹误差b,单边,双边,余量计算：,二、加工余量的确定,方法有三种：计算法、查表法和经验法。,1.计算法 比较准确,但必须一定的测量手段和掌握必要的统计分析资料。,2.查表法 方便、迅速，应用广泛，但必须具有生产实践和实验研究积累的经验为基础。,3.经验法 根据有经验的工人或技术人员的经验确定，但往往余量偏大。多用于单件小批量生产。,金属切削加工工艺

10、人员手册,三、工序尺寸与公差的确定,某轴直径为 50mm,其尺寸精度要求为IT5,表面粗糙度要求为Ra 0.04m,并要求高频淬火,毛坯为锻件。其工艺路线为: 粗车半精车高频淬火粗磨精磨研磨。 现要计算各工序的工序尺寸及公差。,例:,查表: 50 (IT5) = 50-0.011,工序间尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定,2.4 工艺尺寸链,L0 封闭环的基本尺寸 Li 组成环的基本尺寸,一、直线尺寸链的基本计算公式,（一） 极值法计算公式,主要介绍直线尺寸链在工艺过程中的应用和求解。,1.封闭环的基本尺寸等于各组成环基本尺寸的代数和：,L0 = Li,基本概念:,尺寸链,封闭环,增环,减

11、环,2.封闭环的公差等于各组成环的公差之和：,T0 封闭环的公差 Ti 组成环的公差,T0 = Ti,3.封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和：,ES0 封闭环的上偏差 ESP 增环的上偏差 EIq 减环的下偏差,ES0 = ESP - EIq,4.封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和：,EI0 封闭环的下偏差 EIP 增环的下偏差 ESq减环的上偏差,EI0 = EIP - ESq,例:尺寸链的计算,求 L,ES0 = ESP - EIq =0.05+0.2-(-0.10-0.15)=0.5,L0 = Li =45+105-(30+95)=

12、25,EI0 = EIP - ESq =0+0-(0.1+0)= -0.1,L= 25 +0.5 -0.1,验算:T0 = Ti =0.2+0.05+0.15+0.2=0.6,所谓“封闭环”,就是最终、间接、自然得到的尺寸。,（二） 概率法计算公式,1.平均尺寸L L= ( Lmax + Lmin )/2 2.中间偏差 = (ES+EI)/2 3.封闭环中间偏差 T0Q=(Ti2)1/2,二、直线尺寸链在工艺过程中的应用,（四） 余量校核,（一） 工艺基准和设计基准不重合时工艺尺寸的计算,1.测量基准和设计基准不重合,2.定位基准和设计基准不重合,（二） 一次加工满足多个设计尺寸要求的工艺尺寸

13、计算,（三） 表面淬火、渗碳层深度及镀层、涂层厚度工艺 尺寸链,例1: 测量基准和设计基准不重合的尺寸换算,L0- 封闭环 L1 ,L2 ,L3 -增环 求: L2 ?,解:,验算: T0 = Ti T0 = 0.03/2+0.03/2+0.11= 0.14,L0 = Li,127 = 65/2 + 65/2 + L2 L2 =127 65 = 62 (mm),ESL0 = ESP - EIq,0.07 = 0.03/2+0.03/2+ESL2 ESL2 =0.07-0.03=0.04,EIL0 = EIP - ESq,-0.07 = 0+0+EIL2 EIL2= - 0.07,L2 = 62

14、+0.04 -0.07,L0=1270.07 L1=L3 =(65+0.03)/2,求: L2,零 件 图,例1:定位基准和设计基准不重合的尺寸换算(1),12 = 30 - L2,L2 = 18,0 = 0 - EIL2,EIL2 = 0,-0.07 = -0.03 - ESL2,ESL2 = 0.04, L2 = 18+0.04,解：,求加工C面时的工序尺寸。,例2: 定位基准和设计基准不重合的尺寸换算(2),3500.30,6000.20,零件图,6000.20,A,加工示意图,6000.02,A,3500.03,A=2500.01,4.选择其他加工方法.,1.协商,修改设计基准.,2.

15、修改定位基准.,3.将6000.02提高6000.005 A=2500.005,若3500.01,如何处理?,例 3 图（a）为轴套零件图（b）为车削工序图（c）为钻孔时三种定位方案的加工简图。钻孔时为保证设计尺寸100.1，试计算三种定位方案的工序尺寸 A1, A2, A3 ？,8-0.05,100.1,8-0.05,a,b,钻孔 方案一:,钻孔 方案三:,钻孔 方案二:,基准重合: A1 = 100.1,基准不重合,基准不重合,A2 = 18 0.05 -0.1,A3 = 20-0.05,例4:一次加工满足多个设计尺寸要求的工艺尺寸计算,零件图,加工工艺过程,53.8 = 25+L2-49

16、.8/2 L2 = 53.7,0.30 = 0.030/2+ESL2 0 ESL2 = 0.285,0 = 0+EIL2-0.046/2 EIL2 = 0.023,检验: T0 = Ti 0.30=0.015+0.023+0.262 L2=53.7+0.285 +0.023,若考虑到镗孔与磨孔的同轴度公差0.05mm,怎么办?,例5:表面淬火、渗碳层深度及镀层、涂层厚度工艺尺寸链,4.求渗碳深度 L2,验算: T0 =Ti T0 =0.016/2+(0.25-0.008)+0.1/2=0.3,L0 = Li,0.5= 38/2 + L2 38.4/2 L2=0.7 (mm),ESL0 = ES

17、P - EIq,0= -0.008+EIL2-0 EIL2 =0.008,EIL0 = EIP - ESq,0.3 = 0+ESL2 (-0.05) ESL2= 0.25,L2 =0.7+0.25 +0.008,0.50.8 (0.5+0.3),例6: 余量校核,工艺安排:,校核余量 Z2 Z3 Z4,分解成三个基本尺寸链,其中,加工余量 Z 间接获得,是封闭环。,解三个尺寸链，得： Z2=0.60.15 Z3=0.250.07 Z4=0.150.04,关于封闭环的几点说明:,1.在解工艺尺寸链或装配尺寸链时,封闭环是 最终、间接、自然得到的。不能任意选择。,2.本道工序的工序尺寸一定是直接得

18、到的,是 组成环。,4.封闭环的公差比任何组成环的公差都大。,5.在零件设计时,设计人员应该选择最不重要 的环作为封闭环。,3.已有的尺寸或已得到的尺寸是组成环。,P87 题1-25, = 39.9+0.1 -0.2,= 40-0.3, 40-0.340+0.1, 40-0.3不变 30 -0.3 -0.4,Z=52+20.5-50-22=0.5,ESZ=0+0-(-0.2)-(-0.3)=0.5,EIZ = -0.5-0.1-0-0 = -0.6,Z = 0.5+0.5 Zmin = -0.1 -0.6,调整52-0.5 52-0.3 22-0.3 21.7-0.2,Zmax=1.2 Zmin=0.4,习题集P97第24题,解：,2.5 时间定额和提高生产率的工艺途径,二、提高生产率的工艺途径,一、时间定额,主要内容:,一、时间定额,（1） 基本时间 t 基 （2） 辅助时间 t 辅 基本时间和辅助时间的总和称为操作时间 （3） 布置工作地时间 t 布置 （4） 休息和生理需要时间 t 体 （5） 准备与终结时间 t 准终,1.时间定额的概念,所谓时间定额是