机械加工工艺规程的制订.ppt
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1、第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 本章介绍制订机械加工工艺规程的步骤和方法;然后重 点讨论机械加工工艺过程设计中的主要问题,包括定位基准 的选择,加工路线的拟订,工序尺寸及公差的确定等。 学习本章内容,应牢牢把握住机械加工工艺过程设计的 基本原理、原则和方法(如选择定位基准的原则,选择加工 方法的原则,工序划分及工序顺序安排的原则,确定余量的 原则和方法,工序尺寸及公差的确定方法,工艺尺寸链原理 及应用等),并通过一定的实践掌握制订机械加工工艺规程 的步骤和方法。 第六章 机械加工工艺规程的设计 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 1.生产过程 指
2、把原材料转变为成品的全过程。 机械工厂的生产过程一般包括原材料的验收、保 管、运输,生产技术准备,毛坯制造,零件加工(含 热处理),产品装配,检验以及涂装等。 第一节 概 述 一、生产过程和工艺过程 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 企业组织产品生产的模式: 1)生产全部零部件、组装机器。 2)生产一部分关键的零部件,其余的由其它企业 供应。 3)完全不生产零部件,自己只负责设计与销售。 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 2.工艺过程 把生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相 对位置和物理、力学性能等,使其成为成品或半成 品的过程称为工艺过程。
3、工艺过程可根据其具体工作内容分为铸造、锻 造、冲压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、 装配等不同的工艺过程。 机械制造工艺过程一般包括零件的机械加工工 艺过程和机器的装配工艺过程。 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 一个或一组工人在一个工作地点,对一个或同 时对几个工件所连续完成的那部分工艺过程叫工序 。例如图5-1 二、机械加工工艺过程及其组成 机械加工工艺过程是指用机械加工方法(主要是 切削加工方法)逐步改变毛坯的形态(形状、尺寸以 及表面质量),使其成为合格零件所进行的全部过程 。它一般由工序、工步、走刀等不同层次的单元所组 成。 1. 工 序 第五章 机械加工
4、工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 图51 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 播放 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 播放 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 安装是工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。 2. 安 装 3. 工 位 工件在一次安装后,工件与夹具或设备的可动部 分一起相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个 位置上所完成的那一部分工艺过程称为工位。如图5-2 所示 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 图53 多工位加工 播放 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院
5、 4. 工步与复合工步 在加工表面、切削刀具和切削用量(仅指转速和 进给量)都不变的情况下,所连续完成的那部分工艺 过程,称为一个工步。例图5-4 、图55所示 有时为了提高生产效率,经常把几个待加工表面 用几把刀具同时进行加工,这可看作为一个工步,并 称为复合工步,如图5-6所示。 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 图55 转塔自动车床的不同工步 图56 复合工步 图54 底座零件底孔加工工序 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 5. 走 刀 在一个工步内,有些表面由于加工余量太 大,或由于其它原因,需用同一把刀具以及同一 切削用量对同一表面进行
6、多次切削。这样刀具对 工件的每一次切削就称为一次走刀。如图5-6所 示的零件加工。 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 图56 以棒料制造阶梯轴 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 一个零件的加工工艺由多个工序组成 一个工序可分几次安装 一次安装可分几个工步 一个工步可分几次走刀 加工工艺过程基本组成单元之间的关系 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 三、机械加工工艺规程 机械加工工艺规程简称为工艺规程,是指导机 械加工的主要技术文件。 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 它是以工序为单位说明一个零件全部加
7、工过程的工艺 卡片。这种卡片包括零件各个工序的名称、工序内容,经 过的车间、工段、所用的机床、刀具、夹具、量具,工时 定额等。主要用于单件小批生产以及生产管理中。 1. 常用工艺文件的种类 (1)机械加工工艺过程卡片 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 工艺过程卡 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 它是根据工艺卡片的每一道工序制订的,主要用来具体 指导操作工人进行生产的一种工艺文件。多用于大批大量生 产或成批生产中比较重要的零件。该卡片中附有工序简图, 并详细记载了该工序加工所需的资料,如定位基准选择、工 序尺寸及公差以及机床、刀具、夹具、量具、切
8、削用量和工 时定额等。 (2) 机械加工工序卡 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 机械加工工序卡 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 2. 工艺规程的作用 (1) 工艺规程是指导生产的主要技术文件 (2) 工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据 (3) 工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 四、制订机械加工工艺规程的原始资料 产品整套装配图、零件图、质量标准 生产纲领、生产类型、毛坯情况 本厂现有生产条件 先进技术、工艺、有关手册、图册 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工
9、程学院 (1)机械加工工艺规程制定的原则 1)保证加工质量 2)保证生产效率 3)较低制造成本 4)良好劳动条件 五、 制订机械加工工艺规程的原则及步骤 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 1) 阅读装配图和零件图 了解产品的用途、性能和工作条件,熟悉零件在产品 中的地位和作用,明确零件的主要技术要求。 2) 工艺审查 审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确 、统一,分析主要技术要求是否合理、适当,审查零件 结构工艺性。 (见5.2节) 3) 熟悉或确定毛坯 确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的 结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产 批量等。
10、常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压 件、型材等,其特点及应用见表5-4。 (2) 机械加工工艺规程设计步骤 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 表5-4 各类毛坯的特点及适用范围 毛坯种类 制造精度 (IT) 加工 余量 原 材 料工件尺寸 工件 形状 机械性能 适用生产 类型 型 材 型材焊接件 砂型铸造 自由锻造 普通模锻 钢模铸造 精密锻造 压力铸造 熔模铸造 冲压件 粉末冶金件 工程塑料件 13级以下 13级以下 1115 1012 811 811 710 810 79 911 大 一般 大 大 一般 较小 较小 小 很小 小 很小 较小 各种材料 钢 材
11、铸铁,铸钢,青铜 钢材为主 钢,锻铝,铜等 铸铝为主 钢材,锻铝等 铸铁,铸钢,青铜 铸铁,铸钢,青铜 钢 铁,铜,铝基材料 工程塑料 小 型 大、中型 各种尺寸 各种尺寸 中、小型 中、小型 小 型 中、小型 小型为主 各种尺寸 中、小尺寸 中、小尺寸 简 单 较复杂 复 杂 较简单 一 般 较复杂 较复杂 复 杂 复 杂 复 杂 较复杂 复杂 较好 有内应力 差 好 好 较好 较好 较好 较好 好 一般 一般 各种类型 单 件 单件小批 单件小批 中、大批量 中、大批量 大 批 量 中、大批量 中、大批量 大 批 量 中、大批量 中、大批量 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械
12、工程学院 4) 选择定位基准(见5.3节) 5) 拟定加工路线(见5.4节) 6) 确定满足各工序要求的工艺装备 包括机床、夹具、刀具、量具、辅具等。包括机床、夹具、刀具、量具、辅具等。 工艺装备的选择在满足零件加工工艺的需要和可靠地工艺装备的选择在满足零件加工工艺的需要和可靠地 保证零件加工质量的前提下,应与生产批量和生产节保证零件加工质量的前提下,应与生产批量和生产节 拍相适应,并应充分利用现有条件,以降低生产准备拍相适应,并应充分利用现有条件,以降低生产准备 费用。费用。 对必须改装或重新设计的专用或成组工艺装备,应在对必须改装或重新设计的专用或成组工艺装备,应在 进行经济性分析和论证的
13、基础上提出设计任务书。进行经济性分析和论证的基础上提出设计任务书。 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 7) 确定各工序加工余量,计算工序尺寸和公差(见5.5节) 8) 确定切削用量(见5.6节) 9) 确定时间定额(见5.6节) 10) 编制数控加工程序(对数控加工) 11) 评价工艺路线 对所制定的工艺方案应进行技术经济分析,并应对多种 工艺方案进行比较,或采用优化方法,以确定出最优工 艺方案(见5.6节)。 12) 填写或打印工艺文件 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 1. 生产纲领 六、生产纲领与生产类型 产品的年生产纲领就是产品的年生产量
14、。 零件的年生产纲领按下列公式计算: N=Qn(1+a)(1+b) 式中 N零件的生产纲领,单位为件年; Q产品的年产量,单位为台年; n每台产品中所含该零件的数量,单位为件台; a零件的备品百分率; b零件的废品百分率。 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 2. 生产类型的划分 根据产品投入生产的连续性,可大致分为三种不同的 生产类型。 1. 单件生产 产品品种不固定,每一 品种的产品数量很少,大多数 工作地点的加工对象经常改变 。例如,重型机械、造船业等 一般属于单件生产。 2. 大量生产 产品品种固定,每种产品 数量很大,大多数工作地点的 加工的对象固定不变。例如,
15、 汽车、轴承制造等一般属于大 量生产。 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 在成批生产中,根据批量大小可分为小批、中批和大批 生产。小批生产的特点接近于单件生产的特点,大批生产的 特点接近于大量生产的特点,中批生产的特点介于单件和大 量生产特点之间。因此生产类型可分为:单件小批生产,大 批大量生产,中批生产。各种生产类型的工艺特点见表5-3。 3.成批生产 产品品种基本固定,但 数量少,品种较多,需要周 期性地轮换生产,大多数工 作地点的加工对象是周期性 的变换。 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工
16、程学院 第二节 零件的结构工艺性分析 一、概述 1结构工艺性的概念 指所设计的零件在满足要求的前题下,制造的可行 性和经济性。 2影响结构工艺性的因素 影响结构设计工艺性的因素主要有:生产类型、制 造条件和工艺技术的发展三个方面。 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 二、零件机械加工结构工艺性 对于零件机械加工结构工艺性,主要从零件 加工的难易性和加工成本两方面考虑。 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 工艺条件对零件结构工艺性的影响 1 生产批量对零件结构工艺性的影响 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 2 数控加工对零件结构
17、工艺性的影响 (1) 用通用机床加工时,要求设计制造复杂的专用夹具 或需很长调整时间的零件加工; (2) 小批量生产(100件以下)的零件的加工; (3) 轮廓形状复杂、加工精度高或必须用数学方法决定 的复杂曲线、曲面零件的加工; (4) 要求精密复制的零件的加工; (5) 预备多次改型设计的零件的加工; (6) 钻、镗、铰、锪、攻丝及铣削工序联合进行加工的 零件,如箱体零件的加工; (7) 价值高的零件或要求百分之百检验的零件的加工。 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 3 特种加工对零件结构工艺性的影响 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 铸件:
18、便于造型、拔模斜度 璧厚均匀、无尖边、尖角 锻件:形状简单、无尖边、 尖角、飞刺,便于出模 在毛坯制造方面 在装配方面 便于装配、减少修配量 在加工方面 合理标注零件的技术要求 便于加工、减少加工 数控加工工艺性分析 (见表5-4) 结构工艺性内容 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 衡量结构工艺性的几个方面 (1) 零件总数 尽量减小数量,采用标准件; (2) 机械零件平均精度 平均精度越低,工艺性越好; (3) 材料需要量 要少,影响成本; (4) 各种制造方法比例 尽量减小切削余量; (5) 装配的复杂性 要求效率高、工时少,成本低。 第五章 机械加工工艺规程的制定
19、 机械工程学院机械工程学院 提高零件结构工艺性措施 (1)保证加工的可能性、方便性 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 (2)精度要求经 济合理,减少加 工面积,尽量减 少内表面加工 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 (3)有相互位置要求的各个表面,尽量一次 装夹中加工完成 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 (4)加工形状尽量简单,尽可能布置在同一表 面或同一轴线上 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院
20、机械工程学院 (5)结构要素尽可能统一,尺寸要标准化、规格化 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 (6)零件尺寸标注应考虑最短尺寸链原则,设 计基准应考虑与定位基准重合 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 (7)便于工件装夹,减少装夹次数,提高工件刚度 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 定位基准 1、粗基准 2、精基准 第三节第三节 定位基准选择定位基准选择 采用毛坯上未经 加工的表面作为 定位基准。 采用经过加工的 表面作为定位基 准。 第五章 机械加工工艺规程的制定
21、 机械工程学院机械工程学院 一、粗基准选择 1. 选择不加工表面作为粗基准,若有几个不加工表面, 选其中与加工表面位置精度要求高的一个,以保证两者的 位置精度。 (图710) 重点考虑: 加工表面与不加工表面的 相对位置精度; 各加工表面有足够的余量 2. 为保证某重要表面余量均匀,则选择该重要表面本身 作为粗基准。(图711) 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 图710 用不需加工的外圆作粗基准 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 图711 用需加工的内孔作粗基准 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 a)b)c) 图7-26
22、 粗基准选择比较 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 播放 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 3. 若每个表面都加工,则以余量最小的表面作为粗基准, 以保证各表面都有足够的余量。(图713) 4. 粗基准应平整、光滑,无浇冒口、飞边等,定位、夹 紧可靠。 5. 粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上,粗基准通 常只允许使用一次,以免产生较大的定位误差。 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 图713 阶梯轴的加工 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 二、精基准选择 1、基准重合原则 重点考虑: 减少定位误差
23、 保证加工精度 (1)设计基准与定位基准不重合误差只发生在用调整法获得加工尺寸的情况。 (2)基准不重合误差值等于设计基准与定位基准之间尺寸的变化量。 (3)基准不重合一般发生在下列情况: 用设计基准定位不可能或不方便; 在选择精基准时优先考虑了基准统一原则。 (4)设计基准与测量基准不重合也会产生基准不重合误差。 (5)基准不重合误差不仅指尺寸误差,而且对位置误差也要考虑。 举例 即选择设计基准和工序基准作为定位基准。 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 设计基准 若本道工序的加工精度为,则只要 A2, 即可满足加工要求 例:图示零件加工台阶面 切削平面 (本道工序加工
24、精度) (定位基准) 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 设计基准 定位基准 若要满足加工精度必须有: 称为基准不重合误差 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 2、基准统一原则 有利于保证各加工表面间的相互位置关系,避免基准 转换所产生的误差。 简化夹具的设计与制造。 即各道工序都采用相同的定位基准。 第五章 机械加工工艺规程的制定 机械工程学院机械工程学院 在实际生产中,经常使用的统一基准形式有: 1)轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准; 2)箱体类零件常使用一面两孔(一个较大的平面和两个 距离较远的销孔)作统一基准; 3)盘套类零件常使用止口面(一
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