机械制造工艺规程设计介绍(机制)

5-1 5-1 生产过程与工艺过程生产过程与工艺过程 5-2 5-2 生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型 5-3 5-3 基准基准 5-4 5-4 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5-5 5-5 机器装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计 5-6 5-6 机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性第一节第一节 生产过程与工艺过程生产过程与工艺过程生产过程：生产过程：将原材料或半成品变为成品的所有将原材料或半成品变为成品的所有劳动过程的总和。劳动过程的总和。产品的设计，包括产品的研究、开发、设计；产品的设计，包括产品的研究、开发、设计；生产准备工作：如编制工艺文件，专用工装及设备的设生产准备工作：如编制工艺文件，专用工装及设备的设计与制造等；计与制造等；原材料的购置、运输、检验、保管；原材料的购置、运输、检验、保管；毛坯制造；毛坯制造；零件的机械加工及热处理；零件的机械加工及热处理；产品装配与调试、性能试验以及包装、发运等工作。产品装配与调试、性能试验以及包装、发运等工作。相关的过程：相关的过程：提示提示 生产过程往往由许多工厂或工厂的许多车间联合完成，这有利于生产过程往往由许多工厂或工厂的许多车间联合完成，这有利于专业化生产，提高生产率、保证产品质量、降低生产本钱。专业化生产，提高生产率、保证产品质量、降低生产本钱。工艺过程：工艺过程：在生产过程中按一定顺序直接改变生产在生产过程中按一定顺序直接改变生产对象的尺寸、形状、物理化学性能以及对象的尺寸、形状、物理化学性能以及相对位置关系的过程。相对位置关系的过程。工艺过程又可分为：铸造、锻造、冲压、焊接、机工艺过程又可分为：铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程。械加工、热处理、装配等工艺过程。“机械制造技机械制造技术根底课只研究机械加工工艺过程。术根底课只研究机械加工工艺过程。第一节第一节 工艺过程和工艺规程工艺过程和工艺规程工艺过程的有关内容用文件的形式固定下来，工艺过程的有关内容用文件的形式固定下来，称为称为工艺规程工艺规程。q工艺过程的组成工艺过程的组成 工艺过程是由一个或假设干个依次排列的工序所组成。工艺过程是由一个或假设干个依次排列的工序所组成。工序是组成工艺过程的根本单元，也是制定生产方案、进行经济核算的根本单元。工序又可细分为安装、工位、工步、走刀等组成局部。工序：工序：指一个或一组工人在一个工作地点或一台机指一个或一组工人在一个工作地点或一台机床上，对一个或一组零件进行加工所连续完床上，对一个或一组零件进行加工所连续完成的那局部工艺过程。成的那局部工艺过程。它包括在这个工件上连续进行的直到转向加工下一个工件为止的全部动作。区分工序的主要依据是：工作地点固定工作地点固定和工作连续工作连续。第一节第一节 工艺过程和工艺规程工艺过程和工艺规程第一节第一节 工艺过程和工艺规程工艺过程和工艺规程表1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣 床表2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2 车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床5去毛刺钳工台图阶梯轴工序的安排与工序的安排与零件的生产批零件的生产批量有关。量有关。第一节第一节 工艺过程和工艺规程工艺过程和工艺规程安装：安装：在同一工序中，安装次数应尽量少，既可以提在同一工序中，安装次数应尽量少，既可以提高生产效率，又可以减少由于屡次安装带来的加工高生产效率，又可以减少由于屡次安装带来的加工误差。误差。安装是指工件通过一次装夹后所完成的那局部加工过程。工件加工前，使其在机床或夹具中相对刀具占据工件加工前，使其在机床或夹具中相对刀具占据正确位置并给予固定的过程，称为装夹。装夹包括正确位置并给予固定的过程，称为装夹。装夹包括定位和夹紧两过程定位和夹紧两过程 第一节第一节 工艺过程和工艺规程工艺过程和工艺规程表1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣 床表2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2 车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床5去毛刺钳工台图 阶梯轴两次两次两次两次一次一次一次一次一次一次一次一次一次一次第一节第一节 工艺过程和工艺规程工艺过程和工艺规程安装安装为了提高生产率，常常用几把刀具同时加工几个外表，这样的工步称为复合工步。工步：工步：当加工外表、切削刀具、切削速度和进给量当加工外表、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的那局部工序。都不变的情况下所完成的那局部工序。工步是构成工序的根本单元。工步是构成工序的根本单元。第一节第一节 工艺过程和工艺规程工艺过程和工艺规程表7-1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣 床表7-2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2 车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床5去毛刺钳工台图 阶梯轴四个四个五个五个一个一个两个两个三个三个两个两个一个一个第一节第一节 工艺过程和工艺规程工艺过程和工艺规程工步工步每个工步可包括一次走刀或几次走刀。每个工步可包括一次走刀或几次走刀。走刀：走刀：被加工的某一外表，由于余量较大或其它原因，被加工的某一外表，由于余量较大或其它原因，在切削用量不变的条件下，用同一把刀具对它进在切削用量不变的条件下，用同一把刀具对它进行屡次加工，每加工一次，称一次走刀。行屡次加工，每加工一次，称一次走刀。指刀具相对工件加工外表进行一次切削所指刀具相对工件加工外表进行一次切削所完成的那局部工作，又称工作行程。完成的那局部工作，又称工作行程。第一节第一节 工艺过程和工艺规程工艺过程和工艺规程第二节第二节 生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型生产纲领：生产纲领：指企业制订的方案期内某产品的产量。指企业制订的方案期内某产品的产量。零件在方案期一年中的生产纲领零件在方案期一年中的生产纲领N N可按下式计算：可按下式计算：包括备品、废品在内包括备品、废品在内式中式中 Q Q产品的年生产纲领，单位：台产品的年生产纲领，单位：台/年；年；n每台产品中所含零件的数量，单位：件每台产品中所含零件的数量，单位：件/台；台；a%备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的需要；需要；b%废品率。废品率。生产类型：生产类型：指企业或车间、工段、班组、工作指企业或车间、工段、班组、工作地生产专业化程度的分类。地生产专业化程度的分类。根据生产纲领的大小，可分为三种类型：根据生产纲领的大小，可分为三种类型：、单件生产：、单件生产：单个的生产不同结构和不同尺寸的产品。单个的生产不同结构和不同尺寸的产品。例如，重型机器、大型船舶制造及新产品试制等常属例如，重型机器、大型船舶制造及新产品试制等常属于这种生产类型。于这种生产类型。特点：特点：产品数量少，但种类、规格较多，多数产品只产品数量少，但种类、规格较多，多数产品只能单个或少数几个地生产，很少重复。能单个或少数几个地生产，很少重复。第二节第二节 生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型2、成批生产：、成批生产：一年中分批地制造相同的产品，制造一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。过程有一定的重复性。特点：生产品种较多，每种品种均有一定数特点：生产品种较多，每种品种均有一定数量，各种产品分批、分期轮番进行生产。量，各种产品分批、分期轮番进行生产。根据批量的大小，成批生产又可分为小批生产、根据批量的大小，成批生产又可分为小批生产、中批生产和大批生产。中批生产和大批生产。例如，通用机床一般为车、铣、刨、钻、磨例如，通用机床一般为车、铣、刨、钻、磨床等产品制造往往属于这种生产类型。床等产品制造往往属于这种生产类型。第二节第二节 生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型2、大量生产：、大量生产：产品数量很大，大多数工作地点经产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件的某一道常重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。工序的加工。特点：产品品种少、产量大，长期重复进行特点：产品品种少、产量大，长期重复进行同一产品的加工，大局部工作地的加工对象是单同一产品的加工，大局部工作地的加工对象是单一不变的。一不变的。例如，汽车、拖拉机、轴承等产品的制造，通例如，汽车、拖拉机、轴承等产品的制造，通常是以大量生产方式进行的。常是以大量生产方式进行的。第二节第二节 生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型表划分生产类型的参考数据表划分生产类型的参考数据生产类型零件年产量重型零件中型零件轻型零件单件生产510100成批生产小批51010200100500中批1003002005005005000大批30010005005000500050000大量生产1000500050000第二节第二节 生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型工艺过程特点工艺过程特点生产类型生产类型单件生产单件生产成批生产成批生产大批量生产大批量生产工件的互换性工件的互换性一般是配对制造，没有互换性，广泛用钳工修配大部分有互换性，少数用钳工修配全部有互换性。某些精度较高的配合件用分组选择装配法毛坯的制造方毛坯的制造方法法及加工余量及加工余量铸件用木模手工造型；锻件用自由锻。毛坯精度低，加工余量大部分铸件用金属模；部分锻件用模锻。毛坯精度中等，加工余量中等。铸件广泛采用金属模机器造型，锻件广泛采用模锻，以及其他高生产率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小。机床设备机床设备通用机床。或数控机床，或加工中心。数控机床加工中心或柔性制造单元。设备条件不够时，也采用部分通用机床、部分专用机床。专用生产线、自动生产线、柔性制造生产线或数控机床。夹具夹具多用标准附件，极少采用夹具，靠划线及试切法达到精度要求。广泛采用夹具或组合夹具，部分靠加工中心一次安装。广泛采用高生产率夹具，靠夹具及调整法达到精度要求。刀具与量具刀具与量具采用通用刀具和万能量具。可以采用专用刀具及专用量具或三座标测量机。广泛采用高生产率刀具和量具，或采用统计分析法保证质量。对工人的要求对工人的要求需要技术熟练的工人。需要一定熟练程度的工人和编程技术人员。对操作工人的技术要求较低，对生产线维护人员要求有高的素质。工艺规程工艺规程有简单的工艺路线卡。有工艺规程，对关键零件有详细的工艺规程。有详细的工艺规程。第二节第二节 生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型基准：基准：用来确定生产对象几何要素间几何关系所依据用来确定生产对象几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面。的那些点、线、面。第三节第三节 基准基准基基准准设计基准：设计基准：设计图样上标注设计设计图样上标注设计尺寸所依据的基准。尺寸所依据的基准。工艺基准：工艺基准：工艺过程中所工艺过程中所使用的基准。使用的基准。工序基准工序基准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准第三节第三节 基准基准装配基准：装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中相装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所依据的基准。对位置所依据的基准。工序基准：在工序图上用来确定本工序加工外表尺工序基准：在工序图上用来确定本工序加工外表尺寸、形状和位置所依据的基准。寸、形状和位置所依据的基准。测量基准：测量基准：工件在加工中或加工后，测量尺寸和形工件在加工中或加工后，测量尺寸和形位误差所依据的基准。位误差所依据的基准。定位基准：定位基准：在加工中用作定位的基准。在加工中用作定位的基准。第三节第三节 基准基准第三节第三节 基准基准在设计机器零件时，应尽量选用装配基准作在设计机器零件时，应尽量选用装配基准作为设计基准；在编制零件的加工工艺规程时，应为设计基准；在编制零件的加工工艺规程时，应尽量选用设计基准作为工序基准；在加工及测量尽量选用设计基准作为工序基准；在加工及测量工作时，应尽量选用工序基准作为定位基准及测工作时，应尽量选用工序基准作为定位基准及测量基准；以消除由于基准不重合引起的误差。量基准；以消除由于基准不重合引起的误差。第三节第三节 基准基准(1)指导生产的主要技术文件：起生产的指导作用；(2)是生产组织和生产管理的依据：即生产方案、调度、工人操作和质量检验等的依据；(3)是新建或扩建工厂或车间主要技术资料。生产前用它做生产的准备，生产中用它做生产的指挥，生产后用它做生产的检验。工艺规程：工艺规程：规定产品或零部件制造工艺过程和规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的操作方法等的工艺文件工艺文件。工艺规程的作用：工艺规程的作用：第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计一、工艺规程一、工艺规程6 6有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。制订工艺规程的原始资料制订工艺规程的原始资料:1 1零件工作图及其产品装配图；零件工作图及其产品装配图；5 5国内外有关的先进制造工艺及今后生产技术的开展方向等；国内外有关的先进制造工艺及今后生产技术的开展方向等；4 4现场的生产条件毛坯制造能力、机床设备、工艺装备、工现场的生产条件毛坯制造能力、机床设备、工艺装备、工人技术水平，专用设备和工装的制造能力；人技术水平，专用设备和工装的制造能力；3 3零件的生产纲领；零件的生产纲领；2 2产品验收的质量标准；产品验收的质量标准；第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 3 3确定零件生产类型确定零件生产类型机械加工工艺规程设计步骤：机械加工工艺规程设计步骤：2 2工艺审查工艺审查1 1分析装配图和零件图分析装配图和零件图4 4确定毛坯制造方法确定毛坯制造方法5 5拟定工艺路线拟定工艺路线6 6确定满足各工序要求的工艺装备确定满足各工序要求的工艺装备7 7确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差8 8确定各工序的技术要求及检验方法确定各工序的技术要求及检验方法9 9确定各工序的切削用量和工时定额确定各工序的切削用量和工时定额1010编制工艺文件编制工艺文件第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 粗基准粗基准 没经过切削加工就被没经过切削加工就被用作定位基准的外表。用作定位基准的外表。精基准精基准 经过切削加工才用经过切削加工才用作定位基准的外表。作定位基准的外表。二、工艺路线的拟订二、工艺路线的拟订一选择定位基准一选择定位基准辅助基准辅助基准 零件上根据机械加工工艺需要而专门设计零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。的定位基准。(如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台等。壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台等。)第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计1 1、精基准的选择原那么精基准的选择原那么u“基准重合原那么基准重合原那么 尽量选用设计基准为定位基准，防止由于尽量选用设计基准为定位基准，防止由于基准不重合而引起的定位误差。基准不重合而引起的定位误差。A0第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计u“基准统一原那么基准统一原那么 应尽可能选择用同一组精基准加工工件上应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的外表，以保证各加工外表之间的相尽可能多的外表，以保证各加工外表之间的相对位置精度。对位置精度。第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计u“互为基准原那么互为基准原那么u“自为基准原那么自为基准原那么 当工件上两个加工外表之间的位置精度要求当工件上两个加工外表之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工外表互为基准反复比较高时，可以采用两个加工外表互为基准反复加工的方法。加工的方法。一些外表的精加工工序，要求加工余量小而一些外表的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工外表自身作为精基准。均匀，常以加工外表自身作为精基准。第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计u 假设工件必须首先保证假设工件必须首先保证某某u重要外表的加工余量均匀，重要外表的加工余量均匀，u那么应选择该外表为粗基那么应选择该外表为粗基准。准。u 选取不加工外表为粗基准选取不加工外表为粗基准注：假设零件上有好几个不加注：假设零件上有好几个不加工外表，应选择与加工外表相工外表，应选择与加工外表相互位置精度要求高的外表为粗互位置精度要求高的外表为粗基准。基准。2 2、粗基准的选择原那么粗基准的选择原那么 工件加工的第一道工序要用粗基准基准。第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计u假设零件上所有外表都要加工，应选择余量假设零件上所有外表都要加工，应选择余量u最小的外表为粗基准。最小的外表为粗基准。u 在同一尺寸方向上，粗基准只允许使用一次。在同一尺寸方向上，粗基准只允许使用一次。u 选作粗基准的外表应便于工件装夹。选作粗基准的外表应便于工件装夹。尽量平整、光洁，不应有飞边、浇口、冒口尽量平整、光洁，不应有飞边、浇口、冒口及其它缺陷，以便定位准确、夹紧可靠。及其它缺陷，以便定位准确、夹紧可靠。粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组外表之间的位置误差会相当大。加工的两组外表之间的位置误差会相当大。第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 典型表面加工路线典型表面加工路线研 磨IT5Ra 0.0080.32超 精 加 工IT5Ra 0.010.32砂 带 磨IT5Ra 0.010.16精 密 磨 削IT5Ra 0.0080.08抛 光Ra 0.0081.25金 刚 石 车IT56Ra 0.021.25滚 压IT67Ra 0.161.25精 磨IT67Ra 0.161.25精 车IT78Ra1.2 55粗 磨IT89Ra 1.2510半 精 车IT1011Ra 2.512.5粗 车IT1213Ra 1080图5-5 外圆外表的典型加工工艺路线 二选择加工方法二选择加工方法第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 图5-6 孔的典型加工工艺路线 珩 磨IT56Ra0.041.25研 磨IT56Ra0.0080.63粗 镗IT1213Ra 520钻IT1013Ra 580半 精 镗IT1011Ra 2.510粗 拉IT910Ra 1.255扩IT913Ra 1.2540精 镗IT79Ra 0.635粗 磨IT911Ra1.2510精 拉IT79Ra0.160.63推IT68Ra0.081.25饺IT69Ra 0.3210金 刚 镗IT57Ra0.161.25精 磨IT78Ra0.080.63滚 压IT68Ra0.011.25手 饺IT5Ra0.081.25第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计图5-7 平面典型加工工艺路线 抛 光Ra0.0081.25研 磨IT56Ra0.0080.63精 密 磨IT56Ra 0.040.32半 精 铣IT811Ra 2.510精 铣IT68Ra 0.635高 速 精 铣IT67Ra 0.161.25导 轨 磨IT6Ra0.161.25精 磨IT68Ra 0.161.25宽 刀 精 刨IT6Ra 0.161.25粗 磨IT810Ra 1.2510精 刨IT68Ra 0.635半 精 刨IT811Ra 2.510半 精 车IT811Ra 2.510粗 铣IT1113Ra 520粗 刨IT1113Ra 520砂 带 磨IT56Ra0.010.32金 刚 石 车IT6Ra0.021.25刮 研Ra 0.041.25精 车IT68Ra 1.255粗 车IT1213Ra 1080精 拉IT69Ra 0.322.5粗 拉IT1011Ra 520第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计光整加工阶段光整加工阶段：粗加工阶段：粗加工阶段：切除粗加工留下的误差，为主要切除粗加工留下的误差，为主要外表的精加工作好准备，并完成外表的精加工作好准备，并完成一些次要外表的加工。一些次要外表的加工。保证各主要外表到达图纸规定保证各主要外表到达图纸规定的要求。的要求。进一步减小外表粗糙度、提高进一步减小外表粗糙度、提高精度。精度。切除各加工外表上的大局部切除各加工外表上的大局部余量，提高生产率。余量，提高生产率。半精加工阶段半精加工阶段：精加工阶段精加工阶段：三选择加工阶段三选择加工阶段第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计l工序分散工序分散：工序中含有工步较少的加工方案，总的工序工序中含有工步较少的加工方案，总的工序 数目较多。数目较多。优点：优点：1 1有利于保证工件各加工面之间的位置精度；有利于保证工件各加工面之间的位置精度；2 2有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间，有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间，减少工件搬运次数；减少工件搬运次数；3 3可减小生产面积，并有利于管理。可减小生产面积，并有利于管理。优点：每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调整、优点：每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调整、对对刀刀比比较较容容易易，对对操操作作工工人人技技术术水水平平要要求求不不高。高。l工序集中工序集中：工序中含有工步较多的加工方案，总的工序工序中含有工步较多的加工方案，总的工序 数目较少。数目较少。四工序集中与工序分散四工序集中与工序分散第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组织形传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组织形式个别工序亦有相对集中的情况。式个别工序亦有相对集中的情况。工序集中与工序分散的应用工序集中与工序分散的应用 由于市场需求的多由于市场需求的多变性，对生产过程的变性，对生产过程的柔性要求越来越高，柔性要求越来越高，加之加工中心等先进加之加工中心等先进设备的采用，工序集设备的采用，工序集中将越来越成为生产中将越来越成为生产的主流方式。的主流方式。多品种、中小批量多品种、中小批量生产，为便于转换和生产，为便于转换和管理，多采用工序集管理，多采用工序集中方式。中方式。第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计1)1)切削加工工序的安排切削加工工序的安排 先平面，后内孔先平面，后内孔2)2)热处理工序的安排热处理工序的安排 先粗后精；先粗后精；先基准面，后其它面先基准面，后其它面先主要面，后次要面先主要面，后次要面3)3)检验工序的安排检验工序的安排 五安排加工顺序五安排加工顺序第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计所选机床设备的尺寸所选机床设备的尺寸规格应与工件形状尺规格应与工件形状尺寸相适应。寸相适应。精度等级应与本工序精度等级应与本工序加工要求相适应。加工要求相适应。电机功率应与本工序电机功率应与本工序加工所需功率相适应。加工所需功率相适应。机床设备自动化程度机床设备自动化程度和生产效率应与工件和生产效率应与工件生产类型相适应。生产类型相适应。六机床设备与工艺装备的选择六机床设备与工艺装备的选择第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计加工余量：加工余量：为了得到一个合格的零件，必须从毛为了得到一个合格的零件，必须从毛 坯上切去的那层金属。坯上切去的那层金属。毛坯尺寸与零件图的相应设计尺寸之差。毛坯尺寸与零件图的相应设计尺寸之差。相邻两道工序的工序尺寸之差。相邻两道工序的工序尺寸之差。总余量总余量:工序余量：工序余量：总余量总余量 =工序余量之和工序余量之和三、加工余量三、加工余量第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计加工加工余量余量总余量总余量工序余量工序余量单边余量：如图单边余量：如图a a双边余量：如图双边余量：如图b b、c c第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计余量的大小余量的大小 与生产类型有关与生产类型有关 与生产方法有关与生产方法有关 与零件的形状和尺寸有关与零件的形状和尺寸有关 与工序有关与工序有关加工外圆面：加工外圆面：粗车：粗车：3 3 5mm5mm精车：精车：1 1 1.6mm1.6mm磨削磨削粗磨：粗磨：0.30.5mm0.30.5mm精磨：精磨：0.1mm0.1mm以下以下第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计1)1)估算法估算法 2)2)查表法查表法 3)3)计算法计算法 仅适用单件、小批量生产。仅适用单件、小批量生产。适用一般的加工生产，应用最广泛。适用一般的加工生产，应用最广泛。适用大批量生产和自动机床及数控机床加工。适用大批量生产和自动机床及数控机床加工。确定加工余量的方法：确定加工余量的方法：第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计尺寸链：尺寸链：在工在工件加工和机器装配件加工和机器装配过程中，由相互连过程中，由相互连接的接的尺寸形成的封尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺闭尺寸组，称为尺寸链。寸链。工序尺寸及其公差一般通过解算工艺尺寸链确定的。工序尺寸及其公差一般通过解算工艺尺寸链确定的。四、工序尺寸四、工序尺寸第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计增环：当其他组成环的大小不变，假设封闭环随着某组成环增环：当其他组成环的大小不变，假设封闭环随着某组成环的增大而增大，那么此组成环就称为增环。的增大而增大，那么此组成环就称为增环。减环：假设封闭环随着某组成环的增大而减小，那么此组减环：假设封闭环随着某组成环的增大而减小，那么此组成环就称为减环。成环就称为减环。u组成环：组成环：尺寸链中通过加工直接得到的尺寸称为组成环，尺寸链中通过加工直接得到的尺寸称为组成环，组成环按其对封闭环的影响又可分为增环和减环。组成环按其对封闭环的影响又可分为增环和减环。u环：环：组成尺寸链的每一个尺寸，称为尺寸链的环。组成尺寸链的每一个尺寸，称为尺寸链的环。u封闭环：封闭环：尺寸链中间接得到的尺寸称为封闭环。尺寸链中间接得到的尺寸称为封闭环。第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 图图示示尺尺寸寸链链中中，尺尺寸寸A A0 0是是加加工工过过程程间间接接保保证证的的，因因而而是是尺尺寸寸链链的的封封闭闭环环；尺尺寸寸A A1 1和和A A2 2是是在在加加工工中中直直接接获获得得的的，因因而而是尺寸链的组成环。其中，是尺寸链的组成环。其中，A A1 1为增环，为增环，A A2 2为减环。为减环。a1a2a0A1A2A0b)c)A1A2A0a)ABC0.05 A0.1 C工工艺艺尺尺寸寸链链例例如如：工工件件A A、C C面面已已加加工工好好，现现以以A A面面定定位位用调整法加工用调整法加工B B面，要求保证面，要求保证B B、C C面距离面距离A0A0。【例】尺寸链方程为：尺寸链方程为：第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计中间计算：封闭环及局部组成环的尺寸、公差，求其余的一中间计算：封闭环及局部组成环的尺寸、公差，求其余的一个或几个组成环尺寸、公差。个或几个组成环尺寸、公差。尺寸链计算尺寸链计算反计算：封闭环尺寸、公差反求各组成环尺寸、公差。反计算：封闭环尺寸、公差反求各组成环尺寸、公差。正计算：组成环尺寸、正计算：组成环尺寸、公差求封闭环尺寸、公公差求封闭环尺寸、公差。差。第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计根本时间：直接改变生产对象的性质，使其成为合格产品或到达工序要求所需时间包括切入、切出时间。时间定额时间定额q 组成辅助时间：为实现工艺过程必须进行的各种辅助动作时为实现工艺过程必须进行的各种辅助动作时间，如装卸工件、启停机床、改变切削用量及进退刀等。间，如装卸工件、启停机床、改变切削用量及进退刀等。五、工艺过程的生产率五、工艺过程的生产率q 定义:在在一一定定生生产产条条件件下下，生生产产一一件件产产品品或或完完成成一一道道工序所需消耗的时间。工序所需消耗的时间。第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计布置工作地时间布置工作地时间：包括更换刀具、润滑机床、清理切屑、：包括更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等。收拾工具等。休息和生理需要时间：休息和生理需要时间：工人在工作班内，为恢复体力和工人在工作班内，为恢复体力和满足生理需要所需时间。满足生理需要所需时间。准备终结时间准备终结时间：如熟悉工艺文件、领取毛坯、安装夹具、：如熟悉工艺文件、领取毛坯、安装夹具、调整机床、发送成品等。调整机床、发送成品等。第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计q 单件时间与单件工时定额计算 单件时间：5-24 单件工时定额：式中 tj根本时间 tf辅助时间 tb布置工作地时间 tx休息和生理需要时间 tz准备终结时间 m批量5-25第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计提高生产效率的工艺途径提高生产效率的工艺途径q 缩短根本时间：q 提高切削用量切削速度、进给量、切削深度等；q 采用多刀多刃进行加工如以铣削代替刨削，采用组合刀具等；q 采用复合工步，使多个外表加工根本时间重合如多刀加工，多件加工等。q 缩短辅助时间：q 使辅助动作实现机械化和自动化如采用自动上下料装置、先进夹具等；q 使辅助时间与根本时间重叠如采用多位夹具或多位工作台，使工件装卸时间与加工时间重叠。第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计q 缩短布置工作地时间：q 缩短准备终结时间：主要是减少换刀时间和调刀时间。主要是减少换刀时间和调刀时间。采用自动换刀装置或快速换刀装置采用自动换刀装置或快速换刀装置使用不重磨刀具使用不重磨刀具采用样板或对刀块对刀采用样板或对刀块对刀采用新型刀具材料以提高刀具耐用度采用新型刀具材料以提高刀具耐用度在中小批量生产中采用成组工艺和成组夹具在中小批量生产中采用成组工艺和成组夹具在数控加工中，采用离线编程及加工过程仿真技术在数控加工中，采用离线编程及加工过程仿真技术 第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计工艺规程的形式工艺规程的形式1 1综合工艺过程卡片综合工艺过程卡片2 2机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片3 3机械加工工序卡片机械加工工序卡片4 4调整卡调整卡5 5检验卡检验卡六、编制工艺规程文件六、编制工艺规程文件第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计1.1.机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片2.2.机械加工工序卡片机械加工工序卡片3.3.综合工艺过程卡片综合工艺过程卡片用于单件、小批生产中。用于单件、小批生产中。用于大批大量生产中。用于大批大量生产中。用于成批生产中。用于成批生产中。以工序为单位，以工序为单位，简要说明零件机械加工过程。简要说明零件机械加工过程。按每道工序详细说明加按每道工序详细说明加工过程，一个工序一个卡。工过程，一个工序一个卡。以工序为单位，以工序为单位，详细说明各工序内容，详细说明各工序内容，第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计工艺规程的设计原那么工艺规程的设计原那么1 1保证加工质量保证加工质量2 2保证生产效率保证生产效率3 3较低制造本钱较低制造本钱4 4良好劳动条件良好劳动条件所制订的工艺规程随着实践的检验和工艺技术的开展与设备的更新，应能不断地修订完善。所制订的工艺规程应立足于本企业实际条件，所制订的工艺规程应立足于本企业实际条件，并具有先进性，尽量采用新工艺、新技术、新材料。并具有先进性，尽量采用新工艺、新技术、新材料。第四节第四节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计q 机器装配 机器装配是按规定的精度和技术要求，将构成机器机器装配是按规定的精度和技术要求，将构成机器的零件结合成组件、部件和产品的过程。装配是机器制的零件结合成组件、部件和产品的过程。装配是机器制造中的后期工作，是决定产品质量的关键环节。造中的后期工作，是决定产品质量的关键环节。q 机器装配根本作业q 机器装配精度清洗清洗连接连接校正、调整与配作校正、调整与配作 平衡平衡验收、试验验收、试验相互位置精度相互位置精度相互运动精度相互运动精度相互配合精度相互配合精度第五节第五节 机器装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计q 装配工艺系统图 为了便于装配，通常将机器分成假设干个独立的装配单元。图装配单元通常可划分为五个等级，即零件、套件、组件、部件和机器。第五节第五节 机器装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计q 套件与组件例如图6-3 套件和组件示例 a）套件 b）组件第五节第五节 机器装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计组件装配工艺系统图组件装配工艺系统图第五节第五节 机器装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计部件装配工艺系统图部件装配工艺系统图第五节第五节 机器装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计总装装配工艺系统图总装装配工艺系统图第五节第五节 机器装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计v 装配组织形式确定装配组织形式确定固定式装配：固定式装配：移动式装配：移动式装配：第五节第五节 机器装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计装配方法装配方法适适用用范范围围应应用用举举例例完全互完全互换装配法换装配法适用于零件数较少、批量很适用于零件数较少、批量很大、零件可用经济精度加工大、零件可用经济精度加工时。时。汽车、拖拉机、中小型柴油机、缝纫汽车、拖拉机、中小型柴油机、缝纫机及小型电机的部分部件。机及小型电机的部分部件。统计互统计互换装配法换装配法适用于零件数稍多、批量大、适用于零件数稍多、批量大、零件加工精度可适当放宽时。零件加工精度可适当放宽时。机床、仪器仪表中的某些部件。机床、仪器仪表中的某些部件。分组法分组法适用于成批或大量生产中，适用于成批或大量生产中，装配精度很高，零件数很少，装配精度很高，零件数很少，又不采用调整装配时。又不采用调整装配时。中小型柴油机的活塞与缸套、活塞与中小型柴油机的活塞与缸套、活塞与活塞销、滚动轴承的内外圈与滚子。活塞销、滚动轴承的内外圈与滚子。修配法修配法单件小批生产中，装配精度单件小批生产中，装配精度要求高且零件数较多的场合。要求高且零件数较多的场合。车床尾座垫板、滚齿机分度蜗轮与工车床尾座垫板、滚齿机分度蜗轮与工作台装配后精加工齿形。作台装配后精加工齿形。调整法调整法除必须采用分组法选配的精除必须采用分组法选配的精度配件外，调整法可用于各度配件外，调整法可用于各种装配场合。种装配场合。机床导轨的楔形镶条、滚动轴承调整机床导轨的楔形镶条、滚动轴承调整间隙的间隔套垫圈。间隙的间隔套垫圈。v 装配方法的选择装配方法的选择第五节第五节 机器装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计装配内容：装配内容：装配顺序：装配顺序：v 装配工艺规程确定装配工艺规程确定第五节第五节 机器装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计q 分析产品装配图和装配技术条件分析产品装配图和装配技术条件q 确定装配方法和装配组织形式确定装配方法和装配组织形式 q 划划分分装装配配单单元元将将产产品品划划分分为为部部件件、组组件件和和套套件件等等装装配配单单元元是是制制定定装装配配工工艺艺规规程程最最重重要要的的一一步步。装装配配单单元元的的划划分分要要便便于于装装配配，并并应应合合理理的的选选择择装装配配基基准准件件。装装配配基基准准件件应应是是产产品品的的基基体体或或主主干干零零件件、部部件件，应应有有较较大大的的体体积积和和重重量，有足够的支撑面和较多的公共结合面。量，有足够的支撑面和较多的公共结合面。q 确确定定装装配配顺顺序序在在划划分分装装配配单单元元并并确确定定装装配配基基准准件件以以后，即可安排装配顺序。后，即可安排装配顺序。q 划分装配工序划分装配工序q 编制装配工艺文件编制装配工艺文件v 制订装配工艺规程制订装配工艺规程第五节第五节 机器装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计零件结构工艺性是指零件结构工艺性是指这种结构的零件被加这种结构的零件被加工制造的难易程度。工制造的难易程度。包括零件加工的可行性、包括零件加工的可行性、经济性。结构工艺性好经济性。结构工艺性好坏是相对的坏是相对的2.2.加工外表的几何形状应尽可能简单；加工外表的几何形状应尽可能简单；3.3.便于安装、定位准确、夹紧可靠；便于安装、定位准确、夹紧可靠；4.4.便于加工、易于测量；便于加工、易于测量；1.1.零件的加工精度、外表粗糙度值选择应合理；零件的加工精度、外表粗糙度值选择应合理；5.5.提高标准化程度。提高标准化程度。注意：注意：第六节第六节第六节第六节 机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性铸件：便于造型、拔模斜度铸件：便于造型、拔模斜度璧厚均匀、无尖边、尖角璧厚均匀、无尖边、尖角锻件：形状简单、无尖边、锻件：形状简单、无尖边、尖角、飞刺，便于出模尖角、飞刺，便于出模在毛坯制造方面在毛坯制造方面在装配方面在装配方面便于装配、减少修配量便于装配、减少修配量在加工方面在加工方面合理标注零件的技术要求合理标注零件的技术要求便于加工、减少加工面便于加工、减少加工面数控加工工艺性分析数控加工工艺性分析第六节第六节第六节第六节 机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性一、工件要便于安装一、工件要便于安装增加工艺凸台增加工艺凸台增设装夹凸缘或装夹孔增设装夹凸缘或装夹孔改变结构或增加辅助安装面改变结构或增加辅助安装面v一般原那么及实例分析一般原那么及实例分析第六节第六节第六节第六节 机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性二、便于加工和测量二、便于加工和测量便于进刀和退刀便于进刀和退刀尽量防止箱体的内加工面尽量防止箱体的内加工面第六节第六节第六节第六节 机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性SD 防止弯曲孔防止弯曲孔要有足够的退刀槽、空程槽或越程槽要有足够的退刀槽、空程槽或越程槽凸缘上的孔要留出足够的加工空间凸缘上的孔要留出足够的加工空间第六节第六节第六节第六节 机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性三三、利于保证加工质量和提高生产率、利于保证加工质量和提高生产率有相互位置精度要求的外表，尽量能在一次有相互位置精度要求的外表，尽量能在一次安装中加工出来。安装中加工出来。第六节第六节第六节第六节 机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性三三、利于保证加工质量和提高生产率、利于保证加工质量和提高生产率工件要有足够的刚度工件要有足够的刚度第六节第六节第六节第六节 机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性三三、利于保证加工质量和提高生产率、利于保证加工质量和提高生产率防止在斜面上钻孔防止在斜面上钻孔第六节第六节第六节第六节 机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性尺寸差异不太大时，零件上的槽宽、圆角半径、尺寸差异不太大时，零件上的槽宽、圆角半径、孔、螺纹等尺寸应尽可能一致。孔、螺纹等尺寸应尽可能一致。三三、利于保证加工质量和提高生产率、利于保证加工质量和提高生产率第六节第六节第六节第六节 机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性尽量减少加工量尽量减少加工量三三、利于保证加工质量和提高生产率、利于保证加工质量和提高生产率第六节第六节第六节第六节 机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性减少机床的调整和走刀次数减少机床的调整和走刀次数三三、利于保证加工质量和提高生产率、利于保证加工质量和提高生产率便于多件一起加工便于多件一起加工第六节第六节第六节第六节 机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性四、提高标准化程度四、提高标准化程度采用标准件采用标准件设计标准尺寸，采用标准刀具设计标准尺寸，采用标准刀具第六节第六节第六节第六节 机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性