c8機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì).ppt

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C8 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 基本內(nèi)容 1 機(jī)械加工工藝過程2 機(jī)械加工工藝規(guī)程3 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)4 工序尺寸的確定5 工藝規(guī)程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 8 1工藝規(guī)程設(shè)計(jì)概述一 機(jī)械加工工藝過程1 生產(chǎn)過程 工藝過程 機(jī)械加工工藝過程 廣義上 生產(chǎn)過程包括 新產(chǎn)品構(gòu)思與實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)品制造產(chǎn)品銷售和售后服務(wù) 狹義上 生產(chǎn)過程即產(chǎn)品的制造過程是形成最終儀器的主要工作 目的是獲得具有一定幾何特性和物理 化學(xué)性能的產(chǎn)品 生產(chǎn)過程 機(jī)械產(chǎn)品制造時(shí) 將原材料或半成品轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返母饔嘘P(guān)勞動(dòng)過程的總和 生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備過程毛坯的制造過程零件的各種加工過程產(chǎn)品的裝配過程各種生產(chǎn)服務(wù)活動(dòng) 工藝過程 在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中 那些與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過程 如毛坯制造 機(jī)械加工 熱處理和裝配等過程 機(jī)械加工工藝過程 采用機(jī)械加工的方法 直接改變毛坯的形狀 尺寸和表面質(zhì)量 使之成為產(chǎn)品的過程 2 機(jī)械加工工藝過程的組成加工工藝過程 是指在加工車間直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀 尺寸 相對(duì)位置及其物理 化學(xué)性質(zhì)等 使其成為成品的過程 加工工藝過程由一系列工序組成 每個(gè)工序又分為若干個(gè)安裝 工位 工步 進(jìn)給及動(dòng)作 1 工序在一個(gè)工作地連續(xù)完成工序是工藝過程的基本單元 2 安裝每裝夾一次3 工位每一個(gè)位置上4 工步加工表面 切削刀具和切削用量不變5 進(jìn)給每一次切削6 動(dòng)作行動(dòng)單元 工藝過程 1 在中心孔鉆床上大兩端中心孔2 粗車A B C各段及各臺(tái)階面3 在另一車床上精車A B C各段及各臺(tái)階面4 銑H J兩槽5 磨外圓6 去毛刺 工序車外圓 端面并加工孔 二 機(jī)械加工工藝規(guī)程1 工藝規(guī)程 實(shí)際生產(chǎn)中 一個(gè)零件從毛坯加工到成品所采取的工藝過程 用一定的文件形式規(guī)定下來 2 機(jī)械加工工藝規(guī)程包括的內(nèi)容 零件加工的工藝路線各工序具體的加工內(nèi)容 切削用量 工時(shí)定額以及所采用的設(shè)備和工藝裝備等 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用是指導(dǎo)生產(chǎn)的依據(jù) 是組織生產(chǎn) 做好生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備的主要技術(shù)文件 是生產(chǎn)車間及全企業(yè)生產(chǎn)的法規(guī) 要嚴(yán)格執(zhí)行 三 機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式 1 機(jī)械加工工藝過程卡片主要列出零件加工過程所經(jīng)過的工藝路線 用于單件小批量生產(chǎn) 供生產(chǎn)管理和調(diào)度使用 2 機(jī)械加工工藝卡片以工序?yàn)閱挝辉敿?xì)說明整個(gè)工藝過程的工藝文件 用于大批量生產(chǎn) 3 機(jī)械加工工序卡片用來具體指導(dǎo)工人進(jìn)行操作的一種工藝文件 用于大批量生產(chǎn) 四 機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則工藝規(guī)程應(yīng)滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求 要與生產(chǎn)類型相適應(yīng) 工藝規(guī)程應(yīng)保證零件的加工質(zhì)量 達(dá)到圖樣上所提出的各項(xiàng)技術(shù)要求 在保證加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上 應(yīng)使工藝過程具有較高的生產(chǎn)效率和較好的經(jīng)濟(jì)性 工藝規(guī)程要盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 保證安全生產(chǎn) 創(chuàng)造良好的文明勞動(dòng)條件 積極采用先進(jìn)技術(shù)和工藝 減少材料和能源消耗 并應(yīng)符合環(huán)保要求 五 機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)步驟工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 是把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)信息轉(zhuǎn)化為制造信息的過程設(shè)計(jì) 1 閱讀裝配圖和零件圖了解產(chǎn)品的用途 性能和工作條件 熟悉零件在產(chǎn)品中的地位和作用 明確零件的主要技術(shù)要求 2 工藝審查審查圖紙上的尺寸 視圖和技術(shù)要求是否完整 正確 統(tǒng)一 分析主要技術(shù)要求是否合理 適當(dāng) 審查零件結(jié)構(gòu)工藝性 3 熟悉或確定毛坯確定毛坯的依據(jù)是零件在產(chǎn)品中的作用 零件本身的結(jié)構(gòu)特征與外形尺寸 零件材料工藝特性以及零件生產(chǎn)批量等 常用的毛坯種類有鑄件 鍛件 焊接件 沖壓件 型材等 其特點(diǎn)及應(yīng)用見表5 4 4 選擇定位基準(zhǔn)5 擬定加工路線6 確定滿足各工序要求的工藝裝備 包括機(jī)床 夾具 刀具 量具 輔具等 工藝裝備的選擇在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質(zhì)量的前提下 應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng) 并應(yīng)充分利用現(xiàn)有條件 以降低生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)用 對(duì)必須改裝或重新設(shè)計(jì)的專用或成組工藝裝備 應(yīng)在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析和論證的基礎(chǔ)上提出設(shè)計(jì)任務(wù)書 確定各工序加工余量 計(jì)算工序尺寸和公差確定切削用量確定時(shí)間定額編制數(shù)控加工程序 對(duì)數(shù)控加工 評(píng)價(jià)工藝路線對(duì)所制定的工藝方案應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 并應(yīng)對(duì)多種工藝方案進(jìn)行比較 或采用優(yōu)化方法 以確定出最優(yōu)工藝方案 12 填寫或打印工藝文件 問題 什么是最佳的工藝規(guī)程 不一定是加工精度最高的 也不一定是生產(chǎn)效率最高的 是能夠符合技術(shù)要求和相應(yīng)生產(chǎn)效率的最經(jīng)濟(jì)的工藝過程 六 生產(chǎn)的組織形式1 制造活動(dòng)的定義生產(chǎn) 是將各種生產(chǎn)要素的輸入轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品輸出的過程 生產(chǎn)要素包括 生產(chǎn)對(duì)象生產(chǎn)勞動(dòng)生產(chǎn)資料生產(chǎn)信息 2 生產(chǎn)的組織方式制造過程包括 零件 部件 整機(jī)的制造和裝配過程 模式1 生產(chǎn)全部零部件 組裝產(chǎn)品 模式2 生產(chǎn)部分零部件 模式3 社會(huì)采購(gòu) 組裝產(chǎn)品 七 產(chǎn)品的開發(fā)過程1 必要性產(chǎn)品壽命周期 介紹期成長(zhǎng)期成熟期衰退期新的市場(chǎng)需求 科學(xué)進(jìn)步企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力 市場(chǎng)經(jīng)濟(jì) 追求利潤(rùn)不斷改進(jìn)產(chǎn)品 技術(shù)革新 儲(chǔ)備新產(chǎn)品 2 產(chǎn)品開發(fā)的內(nèi)容新產(chǎn)品分為 原創(chuàng)性產(chǎn)品更新?lián)Q代產(chǎn)品性能改進(jìn)產(chǎn)品移植產(chǎn)品儀器開發(fā)就是要了解最新科技成果 應(yīng)用到本行業(yè)中去 了解本行業(yè)儀器的現(xiàn)狀 完善存在的問題 產(chǎn)品開發(fā)的途經(jīng) 獨(dú)立開發(fā) 合作開發(fā) 技術(shù)引進(jìn) 8 2機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)一 定位基準(zhǔn)的選擇 1 基準(zhǔn)及分類基準(zhǔn) 是確定零部件上各要素之間幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn) 線 面 是計(jì)算和測(cè)量的起點(diǎn) 1 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)2 工藝基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)3 測(cè)量基準(zhǔn) 上述各種基準(zhǔn)應(yīng)盡可能使之重合 在設(shè)計(jì)機(jī)器零件時(shí) 應(yīng)盡量選用裝配基準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 在編制零件的加工工藝規(guī)程時(shí) 應(yīng)盡量選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為工序基準(zhǔn) 在加工及測(cè)量工作時(shí) 應(yīng)盡量選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)及測(cè)量基準(zhǔn) 以消除由于基準(zhǔn)不重合引起的誤差 定位基準(zhǔn)的選擇是影響工藝路線制定和夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素 它直接影響工件的加工精度 生產(chǎn)效率和加工成本 定位基準(zhǔn)分為 粗定位基準(zhǔn) 精定位基準(zhǔn)和輔助定位基準(zhǔn) 粗定位基準(zhǔn) 以未加工過的表面為定位面的基準(zhǔn)精定位基準(zhǔn) 以已加工過的表面為定位面的基準(zhǔn)輔助定位基準(zhǔn) 為了便于零件的加工而設(shè)置的基準(zhǔn) 選擇定位基準(zhǔn)主要是為了保證零件加工表面之間以及加工表面與未加工表面之間的相互位置精度 因此 定位基準(zhǔn)是有相互位置精度要求的加工表面 2 定位的基準(zhǔn)選擇1 粗基準(zhǔn)的選擇 便于工件裝夾原則 要求選用的粗基準(zhǔn)面盡可能平整 光潔 且有足夠大的尺寸 不允許有鍛造飛邊 鑄造澆 冒口或其它缺陷 也不宜選用鑄造分型面作粗基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原則 粗基準(zhǔn)通常只允許使用一次 這是因?yàn)榇只鶞?zhǔn)一般都很粗糙 重復(fù)使用同一粗基準(zhǔn)所加工的兩組表面之間的位置誤差會(huì)相當(dāng)大 所以 粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用 余量均勻分配原則 如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時(shí) 應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基準(zhǔn) 在床身零件中 導(dǎo)軌面是最重要的表面 它不僅精度要求高 而且要求導(dǎo)軌面具有均勻的金相組織和較高的耐磨性 由于在鑄造床身時(shí) 導(dǎo)軌面是倒扣在砂箱的最底部澆鑄成型的 導(dǎo)軌面材料質(zhì)地致密 砂眼 氣孔相對(duì)較少 因此要求在加工床身時(shí) 導(dǎo)軌面的實(shí)際切除量要盡可能地小而均勻 故應(yīng)選導(dǎo)軌面作粗基準(zhǔn)加工床身底面 然后再以加工過的床身底面作精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面 這樣做可以保證從導(dǎo)軌面上切除的加工余量少而均勻 保證相互位置要求原則 如果首先要求保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求 則應(yīng)以不加工面作為粗基準(zhǔn) 2 精基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)重合原則 應(yīng)盡可能選擇所加工表面的工序 設(shè)計(jì) 基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn) 這樣可以避免由于基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 當(dāng)工件以某一表面作精基準(zhǔn)定位 可以方便地加工大多數(shù) 或全部 其余表面時(shí) 應(yīng)盡早將這個(gè)基準(zhǔn)面加工出來 并達(dá)到一定精度 以后大多數(shù) 或全部 工序均以它為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工 在實(shí)際生產(chǎn)中 經(jīng)常使用的統(tǒng)一基準(zhǔn)形式有 1 軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準(zhǔn) 2 箱體類零件常使用一面兩孔 一個(gè)較大的平面和兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的銷孔 作統(tǒng)一基準(zhǔn) 3 盤套類零件常使用止口面 一端面和一短圓孔 作統(tǒng)一基準(zhǔn) 4 套類零件用一長(zhǎng)孔和一止推面作統(tǒng)一基準(zhǔn) 采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則好處 1 有利于保證各加工表面之間的位置精度 2 可以簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì) 減少工件搬動(dòng)和翻轉(zhuǎn)次數(shù) 注意 采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則常常會(huì)帶來基準(zhǔn)不重合問題 此時(shí) 需針對(duì)具體問題進(jìn)行具體分析 根據(jù)實(shí)際情況選擇精基準(zhǔn) 互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)工件上兩個(gè)加工表面之間的位置精度要求比較高時(shí) 可以采用兩個(gè)加工表面互為基準(zhǔn)的方法進(jìn)行加工 自為基準(zhǔn)原則 一些表面的精加工工序 要求加工余量小而均勻 常以加工表面自身為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工 便于裝夾原則 所選擇的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確 可靠 并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作方便 二 工藝路線的擬定擬定零件機(jī)械加工工藝路線時(shí) 要解決的主要問題 零件各表面的加工方法及使用設(shè)備的選擇加工階段的劃分工序的集中與分散工序的安排 1 零件各表面的加工方法及使用設(shè)備的選擇 1 加工方法的選擇1 各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度和粗糙度 加工精度 誤差 與加工成本關(guān)系加工方法的經(jīng)濟(jì)精度 正常工作條件 設(shè)備 工藝裝備 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)工人 標(biāo)準(zhǔn)耗用時(shí)間和生產(chǎn)費(fèi)用 2 加工方法和加工方案的選擇根據(jù)每個(gè)加工表面的技術(shù)要求 確定加工方法和加工方案 決定加工方法時(shí)要考慮被加工材料的性質(zhì) 選擇加工方法要考慮生產(chǎn)類型 生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性問題 選擇加工方法還要考慮本單位的現(xiàn)有設(shè)備情況及技術(shù)條件 經(jīng)濟(jì)公差 在通用設(shè)備上 采用最經(jīng)濟(jì)的加工方法所能達(dá)到的加工精度 生產(chǎn)公差 在通用設(shè)備上 采用特殊工藝裝備 不考慮效率因素進(jìn)行加工所能達(dá)到的加工精度 技術(shù)公差 在特殊設(shè)備上 在良好的實(shí)驗(yàn)室條件下 進(jìn)行加工和檢測(cè)時(shí)所能達(dá)到的加工精度 機(jī)器零件的結(jié)構(gòu)形狀雖然多種多樣 但它們都是由一些最基本的幾何表面 外圓 孔 平面等 組成的 機(jī)器零件的加工過程實(shí)際就是獲得這些幾何表面的過程 同一種表面可以選用各種不同的加工方法加工 但每種加工方法的加工質(zhì)量 加工時(shí)間和所花費(fèi)的費(fèi)用卻是各不相同的 工程技術(shù)人員的任務(wù) 就是要根據(jù)具體加工條件 生產(chǎn)類型 設(shè)備狀況 工人的技術(shù)水平等 選用最適當(dāng)?shù)募庸し椒?加工出合乎圖樣要求的機(jī)器零件 例 IT7 Ra1 6 3 2的孔 具有一定技術(shù)要求的加工表面 一般都不是只通過一次加工就能達(dá)到圖樣要求的 對(duì)于精密零件的主要表面 往往要通過多次加工才能逐步達(dá)到加工質(zhì)量要求 在選擇加工方法時(shí) 一般總是首先根據(jù)零件主要表面的技術(shù)要求和工廠具體條件 先選定該表面終加工工序加工方法 然后再逐一選定該表面各有關(guān)前導(dǎo)工序的加工方法 主要表面的加工方案和加工方法選定之后 再選定次要表面的加工方案和加工方法 2 設(shè)備的選擇機(jī)床工作區(qū)域的尺寸應(yīng)當(dāng)與零件的外輪廓尺寸相適應(yīng) 機(jī)床的精度應(yīng)該與工件要求的加工精度相適應(yīng) 機(jī)床的功率 剛度和工作參數(shù)應(yīng)該與最合理的切削用量相適應(yīng) 機(jī)床的生產(chǎn)效率應(yīng)該與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng) 加工階段的劃分當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí) 一般都要經(jīng)過粗加工 半精加工和精加工等三個(gè)階段 如果零件的加工精度要求特別高 表面粗糙度要求特別小時(shí) 還要經(jīng)過精整和光整加工階段 各個(gè)加工階段的主要任務(wù)是 1 粗加工階段高效地切除加工表面上的大部分余量 使毛坯在形狀和尺寸上接近成品零件 2 半精加工階段切除粗加工后留下的誤差 使被加工工件達(dá)到一定精度 為精加工作準(zhǔn)備 并完成一些次要表面的加工 例如 鉆孔 攻螺紋 銑鍵槽等 3 精加工階段保證各主要表面達(dá)到零件圖規(guī)定的加工質(zhì)量要求 4 精整和光整加工階段對(duì)于精度要求很高 IT5以上 表面粗糙度值要求很小 Ra 0 2 的表面 尚需安排精整和光整加工階段 其主要任務(wù)是減小表面粗糙度和進(jìn)一步提高尺寸精度和形狀精度 但一般沒有提高表面間位置精度的作用 主要工藝有 珩磨 研磨 精密磨 超精加工 金剛石車 金剛鏜等其他特種加工 將零件的加工過程劃分為幾個(gè)加工階段的主要目的是 1 保證零件加工質(zhì)量粗加工階段要切除加工表面上的大部分余量 切削力和切削熱量都比較大 裝夾工件所需夾緊力亦較大 被加工工件會(huì)產(chǎn)生較大的受力變形和受熱變形 此外 粗加工階段從工件上切除大部分余量后 殘存在工件中的內(nèi)應(yīng)力要重新分布 也會(huì)使工件產(chǎn)生變形 如果加工過程不劃分階段 把各個(gè)表面的粗 精加工工序混在一起交錯(cuò)進(jìn)行 那么安排在工藝過程前期通過精加工工序獲得的加工精度勢(shì)必會(huì)被后續(xù)的粗加工工序所破壞 這是不合理的 加工過程劃分為幾個(gè)階段以后 粗加工階段產(chǎn)生的加工誤差 可以通過半精加工和精加工階段逐步予以修正 這樣安排 零件的加工質(zhì)量容易得到保證 2 有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時(shí)處理粗加工各表面后 由于切除了各加工表面的大部分加工余量 可及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷 氣孔 砂眼 裂紋和加工余量不夠 以便及時(shí)報(bào)廢或修補(bǔ) 不會(huì)浪費(fèi)后續(xù)精加工工序的制造費(fèi)用 3 有利于合理利用機(jī)床設(shè)備粗加工工序需選用功率大 精度不高的機(jī)床加工 精加工工序則應(yīng)選用高精度機(jī)床加工 在高精度機(jī)床上安排做粗加工工作 機(jī)床精度會(huì)迅速下降 將某一表面的粗 精加工工作安排在同一機(jī)床上加工是不合理的 4 便于安排熱處理工序 應(yīng)當(dāng)指出 將工藝過程劃分為幾個(gè)階段進(jìn)行是對(duì)整個(gè)加工過程而言的 不能拘泥于某一表面的加工 例如 工件的定位基準(zhǔn) 在半精加工階段 有時(shí)甚至在粗加工階段 中就需要加工得很精確 而在精加工階段中安排某些鉆 攻螺紋孔之類的粗加工工序也是常見的 當(dāng)然 劃分加工階段并不是絕對(duì)的 在高剛度高精度機(jī)床設(shè)備上加工剛性好 加工精度要求不特別高或加工余量不太大的工件就可以不必劃分加工階段 有些精度要求不太高的重型零件 由于運(yùn)送工件和裝夾工件費(fèi)時(shí)費(fèi)工 一般也不劃分加工階段 而是在一個(gè)工序中完成全部粗加工和精加工工作 在上述加工中 為減少夾緊變形對(duì)工件加工精度的影響 一般都在粗加工后松開夾緊裝置 然后用較小的夾緊力重新夾緊工件 繼續(xù)進(jìn)行精加工 這對(duì)提高工件加工精度有利 工序的集中與分散確定加工方法之后 就要按零件加工的生產(chǎn)類型和工廠 車間 具體條件確定工藝過程的工序數(shù) 確定零件加工過程工序數(shù)有兩種截然不同的原則 一種是工序集中原則 另一種是工序分散原則 按工序集中原則組織工藝過程 就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量多些 組成一個(gè)集中工序 最大限度的工序集中 就是在一個(gè)工序內(nèi)完成工件所有表面的加工 按工序分散原則組織工藝過程 就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量少些 最大限度的工序分散就是使每個(gè)工序只包括一個(gè)簡(jiǎn)單工步 按工序集中原則組織工藝過程的特點(diǎn)是 1 有利于采用自動(dòng)化程度較高的高效率機(jī)床和工藝裝備 生產(chǎn)效率高 2 工序數(shù)少 設(shè)備數(shù)少 可相應(yīng)減少操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積 3 工件的裝夾次數(shù)少 不但可縮短輔助時(shí)間 而旦由于在一次裝夾中加工了許多表面 有利于保證各加工表面之間的相互位置精度要求 按工序分散原則組織工藝過程的特點(diǎn)是 l 所用機(jī)床和工藝裝備簡(jiǎn)單 易于調(diào)整 2 對(duì)操作工人的技術(shù)水平要求不高 3 工序數(shù)多 設(shè)備數(shù)多 操作工人多 占用生產(chǎn)面積大 按工序集中原則和工序分散原則組織工藝過程各有特點(diǎn) 生產(chǎn)上都有應(yīng)用 傳統(tǒng)的以專用機(jī)床 組合機(jī)床為主體組建的流水生產(chǎn)線 自動(dòng)生產(chǎn)線基本是按工序分散原則組織工藝過程的 這種組織方式可以實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率生產(chǎn) 但對(duì)產(chǎn)品改型的適應(yīng)性較差 轉(zhuǎn)產(chǎn)比較困難 采用數(shù)控機(jī)床和加工中心加工零件都按工序集中原則組織工藝過程 雖然設(shè)備的一次性投資較高 但由于可重組生產(chǎn)的能力較強(qiáng) 生產(chǎn)適應(yīng)性好 轉(zhuǎn)產(chǎn)相對(duì)容易 仍然受到愈來愈多的重視 工序的集中與分散確定 生產(chǎn)類型 零件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 現(xiàn)有設(shè)備工序集中 單件生產(chǎn) 通用設(shè)備 大型零件 高效機(jī)床 大批大量 工序分散 流水線 工序間時(shí)間平衡 工序先后順序的安排1 機(jī)械加工工序的安排機(jī)械加工工序先后順序的安排 一般應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則 l 先加工定位基面 再加工其他表面 2 先加工主要表面 后加工次要表面 3 先安排粗加工工序 后安排精加工工序 4 先加工平面 后加工孔 2 熱處理工序及表面處理工序的安排為改善工件材料切削性能安排的熱處理工序 例如退火 正火 調(diào)質(zhì)等 應(yīng)在切削加工之前進(jìn)行 為消除工件內(nèi)應(yīng)力安排的熱處理工序 例如人工時(shí)效 退火等 最好安排在粗加工階段之后進(jìn)行 為了減少機(jī)械加工車間與熱處理車間之間的運(yùn)輸工作量 對(duì)于加工精度要求不高的工件也可安排在粗加工之前進(jìn)行 對(duì)于機(jī)床床身 立柱等結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的鑄件 在粗加工前后均須安排時(shí)效處理工序 人工時(shí)效或自然時(shí)效 使材料組織穩(wěn)定 日后不再有較大的變形產(chǎn)生 人工時(shí)效 就是將鑄件以50 100 小時(shí)的速度加熱到500 550 保溫3 5h 然后以20 50 h的速度隨爐冷卻 自然時(shí)效 就是將鑄件在露天放置幾個(gè)月到幾年時(shí)間 讓鑄件在自然界經(jīng)受日曬雨淋的 錘煉 使材料組織內(nèi)部應(yīng)力松弛并逐漸趨于穩(wěn)定 為改善工件材料力學(xué)性能的熱處理工序 例如淬火 滲碳淬火等 一般都安排在半精加工和精加工之間進(jìn)行 這是因?yàn)榇慊鹛幚砗笥绕涫菨B碳淬火后工件會(huì)有較大的變形產(chǎn)生 為修正滲碳 淬火處理產(chǎn)生的變形 熱處理后需要安排精加工工序 在淬火處理進(jìn)行之前 需將銑槽 鉆孔 攻螺紋 去毛刺等次要表面的加工進(jìn)行完畢 當(dāng)工件需要作滲碳淬火處理時(shí) 由于滲碳過程工件會(huì)有較大的變形產(chǎn)生 常將滲碳過程放在次要表面加工之前進(jìn)行 這樣可以減少次要表面與淬硬表面間的位置誤差 為提高工件表面耐磨性 耐蝕性安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序 例如鍍鉻 鍍鋅 發(fā)蘭等 一般都安排在工藝過程最后階段進(jìn)行 3 其他工序的安排為保證零件制造質(zhì)量 防止產(chǎn)生廢品 需在下列場(chǎng)合安排檢驗(yàn)工序 l 粗加工全部結(jié)束之后 2 送往外車間加工的前后 3 工時(shí)較長(zhǎng)工序和重要工序的前后 4 最終加工之后 除了安排幾何尺寸檢驗(yàn)工序之外 有的零件還要安排探傷 密封 稱重 平衡等檢驗(yàn)工序 零件表層或內(nèi)腔的毛刺對(duì)機(jī)器裝配質(zhì)量影響甚大 切削加工之后 應(yīng)安排去毛刺工序 零件在進(jìn)入裝配之前 一般都應(yīng)安排清洗工序 工件內(nèi)孔 箱體內(nèi)腔易存留切屑 研磨 珩磨等光整加工工序之后 微小磨粒易附著在工件表面上 要注意清洗 在用磁力夾緊的工序之后 要安排去磁工序 不讓帶有剩磁的工件進(jìn)入裝配線 4 其他工序的安排 校直 去毛刺 去磁 清洗工藝路線 毛坯 熱處理 加工精基準(zhǔn) 或先加工平面 粗加工 次要表面 熱處理 半精加工 次要表面 熱處理 精加工 光整加工 三 機(jī)械加工余量和工序尺寸 加工余量 一 概述用去除材料方法制造機(jī)器零件時(shí) 一般都要從毛坯上切除一層層材料之后最后才能制得符合圖樣規(guī)定要求的零件 加工余量 毛坯上留作加工用的材料層 稱為加工余量 加工余量 總余量 工序余量 單邊余量 如圖a 雙邊余量 如圖b c 對(duì)于非對(duì)稱表面 其加工余量用單邊余量表示 對(duì)于外圓與內(nèi)圓這樣的對(duì)稱表面 其加工余量用雙邊余量2表示 由于工序尺寸有偏差 各工序?qū)嶋H切除的余量值是變化的 故工序余量有公稱余量 簡(jiǎn)稱余量 最大余量和最小余量之分 工序尺寸偏差一般按 入體原則 標(biāo)注 對(duì)被包容尺寸 例如軸徑 上偏差為0 其最大尺寸就是基本尺寸 對(duì)包容尺寸 例如孔徑 槽寬 下偏差為0 其最小尺寸就是基本尺寸 正確規(guī)定加工余量的數(shù)值是十分重要的 加工余量規(guī)定得過大 不僅浪費(fèi)材料而巨耗費(fèi)機(jī)時(shí) 刀具和電力 但加工余量也不能規(guī)定得過小 如果加工余量留得過小 則本工序加工就不能完全切除上工序留在加工表面上的缺陷層 因而也就沒有達(dá)到設(shè)置這道工序的目的 1 上工序留下的表面粗糙度值 表面輪廓的最大高度 和表面缺陷層深度本工序必須把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷層全部切去 如果連上一道工序殘留在加工表面上的表面粗糙度和表面缺陷層都清除不干凈 那就失去了設(shè)置本工序的本意了 由此可知 本工序加工余量必須包括和這兩項(xiàng)因素 2 上工序的尺寸公差由于上工序加工表面存在尺寸誤差 為了使本工序能全部切除上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷層 本工序加工余量必須包括項(xiàng) 3 值沒有包括的上工序留下的空間位置誤差工件上有一些形狀誤差和位置誤差是沒有包括在加工表面的工序尺寸公差范圍之內(nèi)的 在確定加工余量時(shí) 必須考慮它們的影響 否則本工序加工將無法全部切除上工序留在加工表面上的表面粗糙度和缺陷層 4 本工序的裝夾誤差如果本工序存在裝夾誤差 包括定位誤差 夾緊誤差 則在確定本工序加工余量時(shí)還應(yīng)考慮的影響 為保證本工序能切除上工序留在加工表面上的表面粗糙度缺陷層 本工序應(yīng)設(shè)置的工序余量值 對(duì)于單邊余量 對(duì)于雙邊余量 加工余量的確定確定加工余量有計(jì)算法 查表法和經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法等三種方法 分述如下 1 計(jì)算法在掌握上述各影響因素具體數(shù)據(jù)的條件下 用計(jì)算法確定加工余量是比較科學(xué)的 可惜的是 目前所積累的統(tǒng)計(jì)資料尚不多 計(jì)算有困難 此法目前應(yīng)用較少 2 經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法加工余量由一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員和工人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定 由于主觀上有怕出廢品的思想 故所估加工余量一般都偏大 此法只用于單件小批生產(chǎn) 3 查表法此法以工廠生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究積累的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)制定的各種表格為依據(jù) 再結(jié)合實(shí)際加工情況加以修正 用查表法確定加工余量 方法簡(jiǎn)便 比較接近實(shí)際 生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用 4 工序尺寸 是指零件在加工過程中各工序所應(yīng)保證的尺寸 計(jì)算工序尺寸和標(biāo)注工序公差是制訂工藝規(guī)程的主要工作之一 工序尺寸要根據(jù)已確定的加工余量及定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換情況進(jìn)行計(jì)算 其公差按各種加工的經(jīng)濟(jì)精度選定 當(dāng)定位基準(zhǔn) 工序基準(zhǔn) 測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí) 只需考慮各工序的加工余量 按加工的經(jīng)濟(jì)精度確定公差和表面粗糙度 當(dāng)四個(gè)基準(zhǔn)不重合時(shí) 要經(jīng)尺寸換算后計(jì)算工序尺寸 1 先確定毛坯余量 各工序余量 查表 粗加工余量計(jì)算得到 2 再由后向前逐個(gè)工序推算 從零件設(shè)計(jì)尺寸開始 由最后工序開始向前工序推算 3 最后工序的加工工序尺寸 公差 粗糙度 零件設(shè)計(jì)尺寸 公差 粗糙度4 其他工序的工序尺寸公差 各加工方法的加工精度 并按入體標(biāo)注5 各工序粗糙度 各加工方法的粗糙度 確定工序尺寸及公差 表6 9主軸孔工序尺寸及公差的確定 二 尺寸鏈 尺寸鏈的功能 1 公差分配 從保證產(chǎn)品裝配精度出發(fā) 規(guī)定零部件的公差 2 公差控制 從已知零件的公差來核算產(chǎn)品預(yù)定的裝配精度 1 尺寸鏈的定義與組成尺寸鏈 將相互關(guān)聯(lián)的尺寸從零件或部件中抽出來 按一定順序構(gòu)成的封閉尺寸圖形 環(huán)封閉環(huán)組成環(huán)增環(huán)減環(huán) 2 尺寸鏈的分類 1 按應(yīng)用場(chǎng)合分裝配尺寸鏈工藝尺寸鏈 2 按尺寸鏈中各組成環(huán)的空間位置分線性尺寸鏈平面尺寸鏈空間尺寸鏈 3 按尺寸鏈中各環(huán)的幾何特性分長(zhǎng)度尺寸鏈角度尺寸鏈 4 按尺寸鏈間的相互聯(lián)系形態(tài)分基本尺寸鏈并聯(lián)尺寸鏈 3 尺寸鏈的計(jì)算方法 1 尺寸鏈的計(jì)算習(xí)慣上可分為正計(jì)算和反計(jì)算兩大類 正計(jì)算 公差控制計(jì)算 是已知各組成環(huán)的公差與極限偏差 計(jì)算封閉環(huán)的公差與極限偏差 反計(jì)算 公差分配計(jì)算 是已知封閉環(huán)的公差與極限偏差 計(jì)算組成環(huán)的公差與極限偏差 2 從計(jì)算方法類分可分為極值法和統(tǒng)計(jì)法 工藝尺寸鏈計(jì)算 采用極值法裝配尺寸鏈計(jì)算 采用極值法或統(tǒng)計(jì)法1 極值法 是指各組成環(huán)同時(shí)出現(xiàn)極大值或極小值時(shí) 封閉環(huán)尺寸與各組成環(huán)尺寸之間的關(guān)系 1 封閉環(huán)的基本尺寸A0 2 封閉環(huán)的公差T0 3 封閉環(huán)的上 下偏差ES0 EI0 4 封閉環(huán)的平均尺寸A0av和中間偏差 A0 封閉環(huán)的平均尺寸等于所有增環(huán)平均尺寸之和減去所有減環(huán)平均尺寸之和 封閉環(huán)的平均偏差等于所有增環(huán)平均偏差之和減去所有減環(huán)平均偏差之和 例 階梯軸 已知加工尺寸 特點(diǎn) 直觀 簡(jiǎn)單 方便 但以極值進(jìn)行計(jì)算 與實(shí)際情況差異大 畫出尺寸鏈圖確定增環(huán) 減環(huán)求封閉環(huán)的基本尺寸A0求封閉環(huán)的公差T0求封閉環(huán)的上 下偏差ES0 EI0 2 統(tǒng)計(jì)法 大數(shù)互換法 對(duì)任何尺寸分布形式都適宜 只要求各組成環(huán)之間相互獨(dú)立 1 封閉環(huán)的公差T0S的計(jì)算 公差控制 已知封閉環(huán)的尺寸和公差 求各組成環(huán)的尺寸和公差 目的 將封閉環(huán)公差合理地分配給各個(gè)組成環(huán) 平均公差Tav是按構(gòu)成尺寸鏈的各個(gè)組成環(huán)公差相等的原則來計(jì)算的 2 組成環(huán)平均公差Tav的計(jì)算 公差分配 3 計(jì)算尺寸鏈的有關(guān)參數(shù) 1 平均偏差x 全部尺寸偏差的平均值 2 中間偏差 0 上偏差與下偏差的平均值 注意 對(duì)稱分布時(shí) 1 2 不對(duì)稱分布時(shí) 1 2 3 相對(duì)分布系數(shù)ki 4 傳遞系數(shù) i 增環(huán) i取正值 減環(huán) i取負(fù)值 例 已知一尺寸鏈 如圖 各組成環(huán)為正態(tài)分布 廢品率為0 27 求封閉環(huán)公差值及公差帶分布 解 各組成環(huán)為正態(tài)分布 故ki km 1 A0為封閉環(huán) A1 A2為增環(huán) A3 A4 A5為減環(huán) 各組成環(huán)的公差 T1 0 4 T2 0 5 T3 0 2 T4 0 2 T5 0 2 各組成環(huán)的中間偏差 封閉環(huán)公差 封閉環(huán)公差帶分布 工序基準(zhǔn)是尚待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 1 拉內(nèi)孔至 2 插鍵槽 保證尺寸x 試確定尺寸x的大小及公差 3 熱處理 建立尺寸鏈如圖b所示 H是間接保證的尺寸 因而是封閉環(huán) 計(jì)算該尺寸鏈 可得到 4 磨內(nèi)孔至 同時(shí)保證尺寸 a b 鍵槽加工尺寸鏈 解 階梯軸的軸向尺寸簡(jiǎn)圖如下 因?yàn)槎嗣鍹的粗糙度值很小 故需磨削 并要求同時(shí)保證兩個(gè)設(shè)計(jì)尺寸和 加工過程如下 1 以M面為基準(zhǔn) 精車N面和Q面 工序尺寸及A2如圖 2 以N面為基準(zhǔn) 磨削M面 至尺寸 間接保證尺寸 如圖 求工序尺寸A2 對(duì)某表面進(jìn)行加工 同時(shí)保證多個(gè)設(shè)計(jì)尺寸 工序尺寸確定例題 例1 零件的1面已加工 現(xiàn)以1面定位加工3面和2面 其工序簡(jiǎn)圖如b圖 試求工序尺寸A1和A2 例2 以工件底面1為定位基準(zhǔn) 鏜孔2 然后以同樣的定位基準(zhǔn) 鏜孔3 設(shè)計(jì)尺寸 不是直接獲得的 試分析 設(shè)計(jì)尺寸 A2為何值時(shí)才能保證設(shè)計(jì)尺寸 1 如果工序尺寸 是否能得到保證 2 如果在加工時(shí)確定 例3 偏心零件的表面A要求滲碳處理 滲碳層深度為0 5 0 8mm 加工過程如下 1 精車A面 保證尺寸 2 滲碳處理 控制滲碳層深度為H1 3 精磨A面 保證尺寸 同時(shí)保證滲碳層深度達(dá)到規(guī)定的要求 試確定H1的數(shù)值 1 車內(nèi)孔 例4 某零件材料為2Cr13 其內(nèi)孔的加工順序如下 2 氰化 工藝要求氰化層深度為t 3 磨內(nèi)孔至 要求保證氰化層深度為0 1 0 3mm 試求氰化工序的氰化層深度為t 例5 采用火花磨削方法加工某齒輪軸的端面 其前后有關(guān)的工序?yàn)?1 精車工序 以精車過的A面為基準(zhǔn)精車B面 保證工序尺寸L1 精車C面 保證工序尺寸L2 2 在熱處理后的磨削工序中 對(duì)B面進(jìn)行磨削 控制磨削余量為 要求滿足設(shè)計(jì)尺寸 例6 工件成批生產(chǎn)時(shí)以端面B定位加工表面A 保證尺寸 試標(biāo)注銑此缺口的工序尺寸及公差 例7 某零件由兩道工序完成 試求工序尺寸A B及其極限偏差 例8 加工軸時(shí) 要求保證軸徑尺寸 和鍵槽深度 有關(guān)的工藝過程如下 1 車外圓至 2 在銑床上銑鍵槽深度至H 3 熱處理 4 磨外圓至 若車后外圓與磨后外圓的同軸度為0 04mm 試分別用極值法與概率法計(jì)算銑鍵槽的工序尺寸H及其極限偏差 例9 加工軸套零件 其部分工序如下 工序5精車小端外圓 端面及肩面 工序10鉆孔 工序15熱處理 工序20磨孔及底面 工序25磨小端外圓及肩面 求工序尺寸A B及其極限偏差 四 時(shí)間定額與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析1 時(shí)間定額 完成某一工序所規(guī)定的時(shí)間 是用單件生產(chǎn)時(shí)間來計(jì)算的 是安排生產(chǎn)計(jì)劃 計(jì)算產(chǎn)品成本的重要依據(jù) 按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)N確定完成一個(gè)工序所要求的單件時(shí)間tptp 60 t Nt 年基本工時(shí) h 年 設(shè)備負(fù)載率 0 75 0 85 N 生產(chǎn)綱領(lǐng) 件 年 按工藝規(guī)程確定工序單件時(shí)間tdtd tj tf tw tx基本時(shí)間tj輔助時(shí)間tf工作地服務(wù)時(shí)間tw休息和自然需要時(shí)間tx應(yīng)該tp td以保證工藝過程按需要的生產(chǎn)率進(jìn)行 每個(gè)工件某一工序的時(shí)間定額tntn td tz mtz為準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間m為單批工件數(shù)量 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的工藝措施 1 平衡工序單件時(shí)間各工序的tn大致相等 充分發(fā)揮各加工設(shè)備的生產(chǎn)效能 各工序的平均tn tp 確保完成全年生產(chǎn)任務(wù) 調(diào)整各工序的tn 保證生產(chǎn)線有節(jié)奏地正常運(yùn)行 2 縮短單件時(shí)間td 即縮短tj tf tw tz 8 3工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 是計(jì)算分析技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 是對(duì)不同工藝方案進(jìn)行工藝成本的分析和比較 確定最經(jīng)濟(jì)的方案 即生產(chǎn)成本最少的工藝方案 1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)每一產(chǎn)品所需勞動(dòng)量 工時(shí) 臺(tái)時(shí) 每個(gè)工人每年的產(chǎn)量每臺(tái)設(shè)備的產(chǎn)量每平方米生產(chǎn)面積的年產(chǎn)量 2 工藝成本的計(jì)算生產(chǎn)成本 是制造一個(gè)零件 產(chǎn)品 所消耗費(fèi)用的總和 工藝成本 在生產(chǎn)成本中 大約有70 75 的費(fèi)用與工藝過程直接有關(guān)的 工藝成本由兩部分組成 可變費(fèi)用V 是與年產(chǎn)量有關(guān) 并與之呈正比例的費(fèi)用 不變費(fèi)用S 是與年產(chǎn)量的變化沒有直接關(guān)系的費(fèi)用 當(dāng)產(chǎn)量在一定范圍內(nèi)變化時(shí) 不變費(fèi)用基本上保持一定 全年的工藝成本E 元 年 E S V N可變費(fèi)用V 元 件 不變費(fèi)用S 元 年產(chǎn)量N 件 3 最佳生產(chǎn)綱領(lǐng)的分析單件工藝成本EdEd V S N可以得到Ed N的變化曲線關(guān)系 雙曲線 A段 設(shè)備負(fù)荷很低 N略有變化 Ed變化很大 B段 曲線趨近水平線 N有變化 Ed變化很小 問題 什么是最佳生產(chǎn)綱領(lǐng) 最佳生產(chǎn)綱領(lǐng)Np 對(duì)于某一工藝方案 當(dāng)專用設(shè)備的不變費(fèi)用S一定時(shí) 就具有一個(gè)與此設(shè)備生產(chǎn)能力相適應(yīng)的產(chǎn)量 當(dāng)NNp時(shí) S N比值變得越來越小 并趨于穩(wěn)定 達(dá)到一定程度后 則不能再降低Ed 4 臨界產(chǎn)量和投資回收期分析A 兩種工藝方案的基本投資相近 以單件工藝成本進(jìn)行比較 B 兩種工藝方案的基本投資相差較大 則必須同時(shí)考慮不同方案的基本投資差額的回收期限