第六章 工艺过程的基本知识 I.ppt

1、第六章 工艺过程的基本知识 I,Chapter 6 Manufacturing processes I,零件的设计与加工,零件的结构形状 几何精度 技术条件 生产数量,科学拟定加工工艺,根据零件的具体要求 保证加工质量 提高生产效率 和降低生产成本的下 对零件上的各加工表面选择适宜的加工方法，合理地安排加工顺序。,前提,对于机器的制造而言，生产过程包括,生产过程,机械产品制造时，将原材料转变为产品的所有劳动过程,生产技术准备过程,毛坯的制造和处理过程,零件的机械加工、热处理和其他表面处理,部件或产品的装配、调试、检验和油漆等,原材料和成品的运输与保管,生产过程与工艺过程,工艺过程,改变生产对象

2、的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为半成品或成品的过程。 生产过程中由毛坯制造起到油漆为止的过程。,工艺过程包括,毛坯制造过程,热处理过程,机械加工工艺过程,装配工艺过程,划分工序的主要依据,由一个或若干个顺序排列的工序组成,一个（或一组）工人，在一个工作地点（或一台机床上），对同一个零件（或一组零件）进行加工所连续完成的那部分工艺过程。,工作地点（或机床）是否改变,加工是否连续,工艺过程的组成,工序,工序I：在车床上车外圆，车端面，镗孔和内孔倒角； 工序II：在钻床上钻6个20孔； 工序III：在插床上插键槽。,实例,小批量生产,大批量生产,加工前，使工件在机床上（或夹具中）定位后（占据正

3、确位置）然后夹紧 （保持位置不变）的过程,在一道工序中，当加工表面不变、切削工具不变、切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工艺过程。,安 装,工 步,为完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备固定部分所占据的每一个位置，称为工位。,工件在机床上所占据的每一个待加工位置（在一次安装中先后对工件处于不同的位置进行加工称为多工位加工）,工 位,选择工序的原则,工序分散原则和工序集中原则。 单件小批量生产遵循工序集中原则， 大批大量生产既可按工序集中原则，也可按工序分散原则。,工序分散原则的特点,工序多，工艺过程长，每个工序所包含的加工内容很少

4、，极端情况下每个工序只有一个工步。 所使用的加工设备与工艺装备比较简单，易于调整和掌握。 有利于选择合理的切削用量，减少基本加工时间。 生产技术准备工作较容易，易于变换产品。,工序集中原则的特点,零件各个表面的加工，集中在少数几个工序内完成，每个工序所安排的加工内容多。 工件装夹次数少，加工表面间的相互位置精度易于保证。 有利于采用高效的专用设备和工艺装备。 生产计划和组织简单化，生产面积和操作工人的数量少，辅助时间短。 专用设备和工艺装备投资大，调整和维护复杂，生产技术准备工作量大，变换产品困难。,生产纲领,企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划，即一年中制造产品的数量,零件的生产纲领还

5、应包括备品和废品，可按下式计算： N = Qn(1+a%)(1+b%),生产纲领与生产类型,生产类型,企业生产专业化程度的分类,单件 生产,单个生产不同结构和尺寸的产品，很少重复甚至不重复,特点是：品种多；产量小；工作地点的加工对象经常改变,大量 生产,同一产品生产数量很大，大多数工作地点按一定节奏重复进行某一零件的某道工序的加工,特点是：产量大；工作地点的加 工对象较少改变；加工过程重复,批量 生产,一年中分批轮流制造几种不同的产 品，每种产品均有一定的数量，工 作地点的加工对象周期性重复（同 一产品每批投入的数量称为批量）,特点是：有一定的生产数量；加工对 象周期性改变；加工过程周期性重复

6、,生产类型划分,生产类型的要求和特征,工件的安装和夹具,在机械加工过程中，为了保证工件的加工精度， 安装工件相对于机床、刀具占有确定的位置， 夹具能够迅速、可靠地夹紧工件 以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具，简称夹具。,一次装夹中完成复杂工件的三方位加工,16个装夹工位，26个刀具单元，是一种强力切削的转塔式夹具多轴机床,机床夹具在加工中的作用,保证加工精度。 提高生产率、降低成本。 扩大机床的工艺范围。 减轻工人的劳动强度。,在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位,在机床 上加工 时必须 用夹具 装夹牢 工件,对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧，这一

7、过程称为夹紧,从定位到夹紧的全过程，称为装夹,机床夹具的主要功能就是完成工件的装夹工作,工件的安装,工件、机床和刀具之间的关系,找正 安装法,以工件的有关表面或专门划出的线痕作为找正依据，用划针或指示表进行找正，将工件正确定位后将工件夹紧，进行加工。,工件的安装方法,专用夹具 安装法,靠夹具将工件定位、夹紧，以保证工件相对于刀具、机床的正确位置,液压铣床夹具,钻轴套零件上 径向孔的 专用夹具,镗模镗孔,工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的,夹具预先在机床上已调整好位置，工件通过夹具对于机床也就占有了正确的位置,通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面

8、相对于刀具的正确位置,夹具装夹工件的特点,装夹基本上不受工人技术水平的影响，能比较容易和稳定地保证加工质量,装夹迅速、方便，能减轻劳动强度，显著地减少辅助时间，提高劳动生产率,能扩大机床的使用范围,按夹具的通 用特性分类,通用 夹具,结构、尺寸已标准化、系列化，且具有一定通用性的机床附件,专用 夹具,针对某一种工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具,机床夹具的分类,成组 夹具,采用成组加工工艺，将工件按形 状、尺寸和工艺的共性分组，再为 每组工件设计组内通用的专用夹具,可调 夹具,对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用的夹具,组合 夹具,一种模

9、块化的夹具，由一套预先制造好的标准元件组装成的专用夹具,机动 夹具,分为气动、液压、气液增压、电动、电磁、真空、离心力、自夹紧夹具等,手动 夹具,应有扩力机构与自锁性能，以减轻劳动强度与确保安全生产,按夹具的动力源分类,机床夹具的组成,夹紧 元件,将工件压紧夹牢，并保证工件在加工过程中位置不变,定位支 承元件,用于确定工件在夹具中的位置并支承工件,连接定 向元件,用于确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相对位置,其他装置 或元件,定向键、操作件、分度装置、靠模装置、上下料装置、平衡块等，以及标准化了的其它联接元件,对刀或 导向元件,用于保证工件加工表面与刀具之间的位置,夹具体,夹具的基座和骨架，

10、用来配置、安装各夹具元件及装置,当今时代对夹具的新要求,能迅速而方便地装备新产品，以缩短生产准备周期，降低生产成本,能装夹一组具有相似性特征的工件,适用于精密加工的高精度机床夹具,适用于现代化制造技术的新型机床夹具,采用液压动力源的高效夹紧装置,提高机床夹具的标准化程度,机床夹具的现状及发展方向,精密化,如精密分度、高精度自定心,高效化,缩短加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度,现代机床夹具的发展方向,柔性化,通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素,高效化,按夹具零件及部件的国家标准以及各类通用夹具、组合夹具标准制造，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，

11、降低生产总成本,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。,工艺规程的拟定,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,生产准备和计划的主要技术文件,生产组织和管理的基本依据,实际加工和技术检验的重要技术文件,生产活动的基础资料,工艺规程的作用,制订工艺规程的原则,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,制订工艺规程的原则,制订工艺规程的依据,产品的整套装配图和零件工作图,产品验收的质量标

12、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）,分析零件图和产品装配图,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,制订工艺规程的步骤,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,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,工艺文件的编制,机床设备 工装 加工余量 工序尺寸 切削用量 热处理工序 工时定额的确定,制订工艺规程时要解决的主要问题,通过零件图的研究和分析，了解产品的性能、用途和工作条

13、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,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,零件图的研究,零件结构工艺性的主要要求,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,零件的结构工艺性分析,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,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、

14、探伤、气密性试验,零件图上表面位置尺寸的标注,零件工艺性分析应重点研究的问题,毛坯的选择,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,毛坯的种类,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,确定毛坯时应考虑的因素,加工余量的基本概念,加工 余量,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）,加工余量的确定,工序余量

15、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,加工余量的计算,加工余量加工过程中从加工表面切去材料层厚度 工序（工步）余量某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料层厚度 对于被包容表面, 对于包容表面,式中 Zb本工序余量； a 前工序尺寸； b 本工序尺寸。,总加工余量零件从毛坯变为成品切除材料层总厚度,式中 ZS 总加工余量； Zi 第i道工序加工余量； n 该表面加工工序数。,最大余量,最小余量,（被包容尺寸） （包容尺寸）,（被包容尺寸） （包容尺寸）,总余量等于该表面各工序余量之

16、和,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,总余量,总余量的大小对加工质量的影响,式中 Zmax ，Zmin ，Zm 最大、最小、平均余量； TZ 余量公差； amax ，amin ，am 上工序最大、最小、平均尺寸； bmax ，bmin ，bm 本工序最大、最小、平均尺寸； Ta 上工序尺寸公差； Tb 本工序尺寸公差。,平均余量,（被包容尺寸） （包容尺寸）,余量公差,（被包容尺寸与包容尺寸）, 采用浮动镗刀块镗孔,式中 Ry上一工序表面粗糙度； Ha上一工序表面缺陷层； ea 上一工序形位误差； b本工序装夹误差。, 无心磨床磨外圆, 研磨、抛光平面,最小余量构成,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