机械制造技术基础04

1机械制造技术根底机械制造技术根底 第第4章章 机械加工机械加工工艺工艺规程的制定设计规程的制定设计Process Planning2加工工艺加工工艺产品制造的方法。产品制造的方法。工艺规程制订的原那么工艺规程制订的原那么是优质、高产、低本是优质、高产、低本钱，即在保证产品质量的前题下，争取最好的经钱，即在保证产品质量的前题下，争取最好的经济效益。济效益。3一、生产过程与机械加工工艺过程一、生产过程与机械加工工艺过程1.生产过程生产过程4-1 概概 述述4企业组织产品生产的模式：企业组织产品生产的模式：1生产全部零部件、组装机器。2 2生产一局部关键的零部件，其余的由其它企业供给。生产一局部关键的零部件，其余的由其它企业供给。3 3完全不生产零部件，自己只负责设计与销售。完全不生产零部件，自己只负责设计与销售。企业在市场导向下，产品的生产过程主要企业在市场导向下，产品的生产过程主要可划分为四个阶段，即新产品开发、产品制造、可划分为四个阶段，即新产品开发、产品制造、产品销售和售后效劳阶段。产品销售和售后效劳阶段。52.工艺过程工艺过程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、外表处理、装配等不同的工艺过程。63.机械加工工艺过程机械加工工艺过程71.工工 序序二、机械加工工艺过程及其组成二、机械加工工艺过程及其组成82.安安 装装3.工工 位位9 多工位加工多工位加工104.工步工步115.走走 刀刀12 图图 以棒料制造阶梯轴以棒料制造阶梯轴131.生产纲领生产纲领 是指企业在方案期内应当生产的是指企业在方案期内应当生产的产品产量和进度方案。产品产量和进度方案。产品的年生产纲领就是产品的产品的年生产纲领就是产品的年生产量。年生产量。三、生产纲领与生产类型三、生产纲领与生产类型142.生产类型生产类型 根据产品投入生产的连续性，可大致分为三种不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。同的生产类型。1 单单 件件 生生 产产 产品品种不固定，每一品种产品品种不固定，每一品种的产品数量很少，大多数工作地的产品数量很少，大多数工作地点的加工对象经常改变。例如，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重型机械、造船业等一般属于单件生产。件生产。2 大大 量量 生生 产产 产品品种固定，每种产品数产品品种固定，每种产品数量很大，大多数工作地点的加工量很大，大多数工作地点的加工的对象固定不变。例如，汽车、的对象固定不变。例如，汽车、轴承制造等一般属于大量生产轴承制造等一般属于大量生产。153成批生产成批生产 产品品种根本固定，但数产品品种根本固定，但数量少，品种较多，需要周期性量少，品种较多，需要周期性地轮换生产，大多数工作地点地轮换生产，大多数工作地点的加工对象是周期性的变换。的加工对象是周期性的变换。16生产纲领与生产类型的关系生产纲领与生产类型的关系生产类型生产类型零件年生产纲领（件零件年生产纲领（件/年）年）重型零件重型零件中型零件中型零件小型零件小型零件单件生产单件生产 5 20 100 小批生产小批生产 5100 20200 100500 中批生产中批生产 100300 200500 5005000 大批生产大批生产 3001000 5005000 500050000 大量生产大量生产 1000 5000 50000 17各种生产类型的工艺特点各种生产类型的工艺特点 特点特点 单件小批生产单件小批生产 中批生产中批生产 大批量生产大批量生产 零件零件互换互换性性 一般配对制造，一般配对制造，无互换性，常采无互换性，常采用钳工修配用钳工修配 大部分有互换性，大部分有互换性，少数用钳工修配少数用钳工修配 全部互换性，高全部互换性，高精度配合件用分精度配合件用分组装配和调整法组装配和调整法毛坯毛坯 及及加工加工余量余量 木模手工造型或木模手工造型或自由锻。毛坯精自由锻。毛坯精度低，加工余量度低，加工余量大大 部分采用金属模部分采用金属模铸造或模锻。毛铸造或模锻。毛坯精度和加工余坯精度和加工余量中等量中等 常用金属模机器常用金属模机器造型、模锻等高造型、模锻等高效方法。毛坯精效方法。毛坯精度高，余量小度高，余量小 机床机床设备设备及及布置布置 通用机床按机群通用机床按机群式排列，部分采式排列，部分采用数控机床或加用数控机床或加工中心工中心 部分通用机床和部分通用机床和高效机床、数控高效机床、数控机床、加工中心，机床、加工中心，按零件工段排列按零件工段排列 常采用高效自动常采用高效自动机床，专用机床，机床，专用机床，数控机床，按自数控机床，按自动线流水线排列动线流水线排列 18各种生产类型的工艺特点续各种生产类型的工艺特点续特点特点 单件小批生产单件小批生产 中批生产中批生产 大批量生产大批量生产 工装工装及达及达到精到精度的度的方法方法 通用夹具、标准通用夹具、标准附件、通用刀具附件、通用刀具和万能量具。靠和万能量具。靠划线和试切达到划线和试切达到精度精度 采用专用及成组采用专用及成组夹具、专用刀具夹具、专用刀具及量具，主要使及量具，主要使用调整法达到精用调整法达到精度要求度要求 高效专用夹具量具、高效专用夹具量具、复合刀具、自动检复合刀具、自动检测装置，调整法及测装置，调整法及自动控制达到精度自动控制达到精度 对工对工人的人的要求要求 需要技术熟练的需要技术熟练的工人工人 需要一定技术水需要一定技术水平的工人平的工人 对操作工人要求低，对操作工人要求低，对调整工人的技术对调整工人的技术要求较高要求较高 工艺工艺文件文件 有简单的工艺过有简单的工艺过程卡，关键工序程卡，关键工序有工序卡有工序卡 有详细的工艺规有详细的工艺规程，程，关键零件有关键零件有工序卡工序卡 有详细的工艺规程有详细的工艺规程和工序卡，关键工和工序卡，关键工序有调整卡、检验序有调整卡、检验卡卡 1920工艺规程的作用工艺规程的作用1.工艺规程是指导生产的主要技术文件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根本依据工艺规程是组织生产和管理工作的根本依据3.工艺规程是新建或扩建工厂或车间的根本资料工艺规程是新建或扩建工厂或车间的根本资料四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程 机械加工工艺规程简称为工艺规程，是规定产品或零部机械加工工艺规程简称为工艺规程，是规定产品或零部件制造过程和操作方法等的工艺文件，是指导机械加工的主件制造过程和操作方法等的工艺文件，是指导机械加工的主要技术文件。要技术文件。21 它是以工序为单位说明一个零件全部加工过程的工艺它是以工序为单位说明一个零件全部加工过程的工艺卡片。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。定额等。主要用于单件小批生产以及生产管理中。1.机械加工工艺规程的种类机械加工工艺规程的种类1机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片22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、切削用量和工时定寸及公差以及机床、刀具、夹具、量具、切削用量和工时定额等。额等。2机械加工工艺卡机械加工工艺卡 它是以工序为单位，详细说明零件的机械加工工艺过程它是以工序为单位，详细说明零件的机械加工工艺过程,其内容介于工艺过程卡片和工序卡片之间。它用来指导工人其内容介于工艺过程卡片和工序卡片之间。它用来指导工人进行生产和帮助车间干部和技术人员掌握整个零件加工过程进行生产和帮助车间干部和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主要工艺文件，广泛用于成批生产和单件小批生产中的一种主要工艺文件，广泛用于成批生产和单件小批生产中比较重要的零件或工序。比较重要的零件或工序。3 机械加工工序卡机械加工工序卡23产品整套装配图、零件图产品整套装配图、零件图质量标准质量标准生产纲领、生产类型生产纲领、生产类型毛坯情况毛坯情况本厂现有生产条件本厂现有生产条件先进技术、工艺先进技术、工艺有关手册、图册有关手册、图册2.制订机械加工工艺规程的原始资料制订机械加工工艺规程的原始资料241机械加工工艺规程制定的原那么机械加工工艺规程制定的原那么1保证加工质量保证加工质量2保证生产效率保证生产效率3较低制造本钱较低制造本钱4良好劳动条件良好劳动条件3.制订机械加工工艺规程的原则及步骤制订机械加工工艺规程的原则及步骤252步步 骤骤分析研究产品图纸分析研究产品图纸工艺性分析工艺性分析选择毛坯选择毛坯拟订工艺路线拟订工艺路线选择设备、工装选择设备、工装确定工序余量、工序尺寸确定工序余量、工序尺寸确定切削用量、工时定额确定切削用量、工时定额技术经济分析技术经济分析填写工艺文件填写工艺文件26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1115101281181171081079911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27一、分析和审查产品的装配图和零件图一、分析和审查产品的装配图和零件图熟悉该产品的用途、性能及工作条件熟悉该产品的用途、性能及工作条件明确被加工零件在产品中的位置与作用明确被加工零件在产品中的位置与作用了解各项技术要求制定的依据了解各项技术要求制定的依据审查图纸的完整性和正确性审查图纸的完整性和正确性分析零件结构的工艺性分析零件结构的工艺性4-2 零件的工艺性分析零件的工艺性分析28二、衡量零件结构工艺性的一般原那么及实二、衡量零件结构工艺性的一般原那么及实例例衡量零件结构工艺性主要考虑一下几个方面衡量零件结构工艺性主要考虑一下几个方面零件的总数零件的总数机械零件的平均精度机械零件的平均精度材料的需要量材料的需要量机械零件各种制造方法的比例机械零件各种制造方法的比例产品装配的复杂程度产品装配的复杂程度29二、衡量零件结构工艺性的一般原那么及实二、衡量零件结构工艺性的一般原那么及实例例零件结构设计通常应注意以下几项原则零件结构设计通常应注意以下几项原则应尽量采用标准化参数应尽量采用标准化参数要保证加工的可能性和方便性要保证加工的可能性和方便性加工外表形状尽量简单加工外表形状尽量简单零件结构应便于工件装夹零件结构应便于工件装夹要有适宜的定位面，便于加工要有适宜的定位面，便于加工尽量减少零件重量，减少加工外表面积尽量减少零件重量，减少加工外表面积有有利利于于提提高高生生产产率率，零零件件的的结结构构应应与与先先进进的的加加工工工工艺艺方方法相适应法相适应零件的技术要求要经济合理零件的技术要求要经济合理设计基准的选择设计基准的选择30生产批量对零件结构工艺性的影响生产批量对零件结构工艺性的影响三、工艺条件对零件结构工艺性的影响三、工艺条件对零件结构工艺性的影响特种加工对零件结构工艺性的影响特种加工对零件结构工艺性的影响数控加工对零件结构工艺性的影响数控加工对零件结构工艺性的影响31机械制造技术根底机械制造技术根底 4.3 定位基准的选择定位基准的选择Selection of Location Datum32在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。又可进一步分为：5.3 定位基准的选择定位基准的选择使用未经机械加工外表作为定位基准，称为粗基准。零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。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图等。粗基准粗基准使用经过机械加工外表作为定位基准，称为精基准。精基准精基准附加基准附加基准33a a）b b）c c）一、粗基准的选择一、粗基准的选择保保证证相相互互位位置置要要求求原原那那么么如如果果首首先先要要求求保保证证工工件件上上加加工工面面与与不不加加工工面面的的相相互互位位置置要要求求，那那么么应应以以不不加加工工面面作作为粗基准。为粗基准。余余量量均均匀匀分分配配原原那那么么如如果果首首先先要要求求保保证证工工件件某某重重要要外表加工余量均匀时，应选择该外表的毛坯面作为粗基准。外表加工余量均匀时，应选择该外表的毛坯面作为粗基准。图5-7粗基准选择比较34图5-8床身粗基准选择比较工序1工序1工序2工序2便便于于工工件件装装夹夹原原那那么么要要求求选选用用的的粗粗基基准准面面尽尽可可能能平平整整、光光洁洁，且且有有足足够够大大的的尺尺寸寸，不不允允许许有有锻锻造造飞飞边边、铸铸造造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。粗粗基基准准一一般般不不得得重重复复使使用用原原那那么么 一、粗基准的选择一、粗基准的选择35一、粗基准的选择一、粗基准的选择a)b)图粗基准重复使用错误示例及改进36图图 阶梯轴的加工阶梯轴的加工假设每个外表都加工，那么以余量最小的外表作为粗基准，以保证各外表都有足够的余量。37二、精基准的选择二、精基准的选择基准重合原那么基准重合原那么选用被加工面设计基准作为精基准选用被加工面设计基准作为精基准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。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。基准不重合一般发生在以下情况：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那么。设计基准与测量基准不重合也会产生基准不重合误差。基准不重合误差不仅指尺寸误差，对位置误差也要考虑38设计基准定位基准设计基准定位基准 假设本道工序的加工精度为假设本道工序的加工精度为，那么只要，那么只要 A2，即，即可满足加工要求可满足加工要求例：图示零件加工台阶面例：图示零件加工台阶面切削平面切削平面本道工序加工精度本道工序加工精度39设计基准设计基准定位基准定位基准假设要满足加工精度必须有：假设要满足加工精度必须有：称为基准不重合误差称为基准不重合误差40图主轴箱零件精基准选择二、精基准的选择二、精基准的选择基基准准统统一一原原那那么么当当工工件件以以某某一一外外表表作作精精基基准准定定位位，可可以以方方便便地地加加工工大大多多数数或或全全部部其其余余外外表表时时，应应尽尽早早将将这这个个基基准准面面加加工工出出来来，并并到到达达一一定定精精度度，以以后后大大多多数数或或全部工序均以它为精基准进行加工全部工序均以它为精基准进行加工 41 在实际生产中，经常使用的统一基准形式有：在实际生产中，经常使用的统一基准形式有：11轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；22箱体类零件常使用一面两孔一个较大的平面和两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；个距离较远的销孔作统一基准；33盘套类零件常使用止口面一端面和一短圆孔作盘套类零件常使用止口面一端面和一短圆孔作统一基准；统一基准；44套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。采用统一基准原那么好处：采用统一基准原那么好处：11有利于保证各加工外表之间的位置精度；有利于保证各加工外表之间的位置精度；22可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。注意：采用统一基准原那么常常会带来基准不重合注意：采用统一基准原那么常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。况选择精基准。二、精基准的选择二、精基准的选择42互为基准原那么互为基准原那么 轴径轴径锥孔图主轴零件精基准选择【例】主轴零件精基准选择图、图5-18二、精基准的选择二、精基准的选择图518以齿形外表定位加工1卡盘；2滚柱；3齿轮43二、精基准的选择二、精基准的选择自为基准原那么自为基准原那么【例】床身导轨面磨削加工图5-20图5-20导轨磨削基准选择44精基准的选择精基准的选择精基准的选择精基准的选择基准重合原那么基准重合原那么基准重合原那么基准重合原那么基准统一原那么基准统一原那么基准统一原那么基准统一原那么互为基准原那么互为基准原那么互为基准原那么互为基准原那么 自为基准原那么自为基准原那么自为基准原那么自为基准原那么便于装夹原那么便于装夹原那么便于装夹原那么便于装夹原那么粗基准的选择粗基准的选择粗基准的选择粗基准的选择保证相互位置要求原那么保证相互位置要求原那么保证相互位置要求原那么保证相互位置要求原那么余量均匀分配原那么余量均匀分配原那么余量均匀分配原那么余量均匀分配原那么便于工件装夹原那么便于工件装夹原那么便于工件装夹原那么便于工件装夹原那么粗基准一般不得重复使用原那么粗基准一般不得重复使用原那么粗基准一般不得重复使用原那么粗基准一般不得重复使用原那么45机械制造技术根底机械制造技术根底 4.4 加工路线的拟定加工路线的拟定Determine the Machining Route46一、外表加工方法的选择一、外表加工方法的选择图加工误差与成本关系C0ABv经济精度随年代增长和技术进步而不断提高图v在正常加工条件下采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间，一种加工方法所能保证的加工精度和外表粗糙度图5-21AB段加工经济精度加工经济精度 加工误差（m）196010-110-210-319202000102101100年代图加工精度与年代的关系一般加工精密加工超精密加工471零件加工外表的精度和外表粗糙度要求2零件材料的加工性3生产批量和生产节拍要求4企业现有加工设备和加工能力5经济性选择加工方法应考虑的问题选择加工方法应考虑的问题 外外圆圆表表面面、孔孔及及平平面面加加工工方方案案参参见见教教材材表表5-155-15、5-165-16、5-175-17。一、外表加工方法的选择一、外表加工方法的选择48典型表面加工路线典型表面加工路线研磨IT5Ra0.0080.32超精加工IT5Ra0.010.32砂带磨IT5Ra0.010.16精密磨削IT5Ra0.0080.08抛光Ra0.0081.25金刚石车IT56Ra0.021.25滚压IT67Ra0.161.25精磨IT67Ra0.161.25精车IT78Ra1.255粗磨IT89Ra1.2510半精车IT1011Ra2.512.5粗车IT1213Ra1080图5-15外圆表面的典型加工工艺路线一、外表加工方法的选择一、外表加工方法的选择49图5-16孔的典型加工工艺路线珩磨IT56Ra0.041.25研磨IT56Ra0.0080.63粗镗IT1213Ra520钻IT1013Ra580半精镗IT1011Ra2.510粗拉IT910Ra1.255扩IT913Ra1.2540精镗IT79Ra0.635粗磨IT911Ra1.2510精拉IT79Ra0.160.63推IT68Ra0.081.25饺IT69Ra0.3210金刚镗IT57Ra0.161.25精磨IT78Ra0.080.63滚压IT68Ra0.011.25手饺IT5Ra0.081.25一、外表加工方法的选择一、外表加工方法的选择50图5-17平面典型加工工艺路线抛光Ra0.0081.25研磨IT56Ra0.0080.63精密磨IT56Ra0.040.32半精铣IT811Ra2.510精铣IT68Ra0.635高速精铣IT67Ra0.161.25导轨磨IT6Ra0.161.25精磨IT68Ra0.161.25宽刀精刨IT6Ra0.161.25粗磨IT810Ra1.2510精刨IT68Ra0.635半精刨IT811Ra2.510半精车IT811Ra2.510粗铣IT1113Ra520粗刨IT1113Ra520砂带磨IT56Ra0.010.32金刚石车IT6Ra0.021.25刮研Ra0.041.25精车IT68Ra1.255粗车IT1213Ra1080精拉IT69Ra0.322.5粗拉IT1011Ra520一、外表加工方法的选择一、外表加工方法的选择51二、加工阶段的划分二、加工阶段的划分v粗加工阶段主要任务是去除加工面多余的材料v半精加工阶段使加工面到达一定的加工精度，为精加工作好准备v精加工阶段使加工面精度和外表粗糙度到达要求v光整加工阶段对于特别精密的零件，安排此阶段，以确保零件的精度要求v有利于保证零件的加工精度；v有利于设备的合理使用和精密机床的精度保持；v有利于人员的合理安排；v可及早发现毛坯缺陷，以减少损失。加工阶段的划分加工阶段的划分加工阶段划分的意义加工阶段划分的意义52三、工序的集中与分散三、工序的集中与分散v使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而使总的工序数目减少v优点：v1有利于保证工件各加工面之间的位置精度；v2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；v3可减小生产面积，并有利于管理。v使每个工序的工步内容相对较少，从而使总的工序数目较多v工序分散优点：每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调整、对刀比较容易，对操作工人技术水平要求不高工序集中工序集中工序分散工序分散53 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三、工序的集中与分散三、工序的集中与分散54一、粗基准的选择一、粗基准的选择保证相互位置要求原那么保证相互位置要求原那么余量均匀分配原那么余量均匀分配原那么便于工件装夹原那么便于工件装夹原那么粗基准一般不得重复使用原那么粗基准一般不得重复使用原那么 基准重合原那么基准重合原那么基准统一原那么基准统一原那么互为基准原那么互为基准原那么自为基准原那么自为基准原那么 便于装夹原那么便于装夹原那么二、精基准的选择二、精基准的选择三、工序的集中与分散三、工序的集中与分散55四、工序顺序的安排四、工序顺序的安排 先基准后其他先基准后其他先加工基准面，再加工其他外表先加工基准面，再加工其他外表 先面后孔先面后孔有两层含义：有两层含义：11当零件上有较大的平面可以作定位基准时，先将其当零件上有较大的平面可以作定位基准时，先将其加工出来，再以面定位，加工孔，可以保证定位准确、稳加工出来，再以面定位，加工孔，可以保证定位准确、稳定定22在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀，在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀，先将此面加工好，再加工孔，那么可防止上述情况的发生先将此面加工好，再加工孔，那么可防止上述情况的发生 先主后次先主后次也有两层含义：也有两层含义：11先考虑主要外表加工，再安排次要外表加工，次要先考虑主要外表加工，再安排次要外表加工，次要外表加工常常从加工方便与经济角度出发进行安排外表加工常常从加工方便与经济角度出发进行安排22次要外表和主要外表之间往往有相互位置要求，常次要外表和主要外表之间往往有相互位置要求，常常要求在主要外表加工后，以主要外表定位进行加工常要求在主要外表加工后，以主要外表定位进行加工 先粗后精先粗后精 机械加工工序的安排机械加工工序的安排56v为改善工件材料切削性能而进行的热处理工序如退火、正火等，应安排在切削加工之前进行v为消除内应力而进行的热处理工序如退火、人工时效等，最好安排在粗加工之后，也可安排在切削加工之前v为了改善工件材料的力学物理性质而进行的热处理工序如调质、淬火等通常安排在粗加工后、精加工前进行。其中渗碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。而外表淬火和渗氮等变形小的热处理工序，允许安排在精加工后进行v为了提高零件外表耐磨性或耐蚀性而进行的热处理工序以及以装饰为目的的热处理工序或外表处理工序如镀铬、镀锌、氧化、煮黑等一般放在工艺过程的最后。热处理和表面处理工序的安排热处理和表面处理工序的安排四、工序顺序的安排四、工序顺序的安排57除操作工人自检外，以下情况应安排检验工序：零件加工完毕后；从一个车间转到另一个车间前后；重要工序前后。其他工序的安排其他工序的安排v去毛刺工序通常安排在切削加工之后。v清洗工序在零件加工后装配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夹紧加工去磁后，应对工件进行认真地清洗。检验工序的安排检验工序的安排四、工序顺序的安排四、工序顺序的安排58机械制造技术根底机械制造技术根底 4.5 机床加工工序的设计机床加工工序的设计59一、加工余量确实定一、加工余量确实定v加工余量加工过程中从加工外表切去材料层厚度v工序工步余量某一外表在某一工序工步中所切去的材料层厚度v加工余量及其计算加工余量及其计算 v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该外表加工工序数。60加工余量确定方法加工余量确定方法v计算法采用计算法确定加工余量比较准确，但需掌握必要的统计资料和具备一定的测量手段。v经验法由一些有经验的工程技术人员或工人根据现场条件和实际经验确定加工余量。此法多用于单件小批生产。v查表法利用各种手册所给的表格数据，再结合实际加工情况进行必要的修正，以确定加工余量。此法方便、迅速，生产上应用较多。一、加工余量确实定一、加工余量确实定61二、二、工序尺寸与公差确定工序尺寸与公差确定确定工序尺寸一般方法确定工序尺寸一般方法1确定各工序加工余量；2从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，逐次加上对于被包容面或减去对于包容面每道工序的加工余量，可分别得到各工序的根本尺寸；3除最终加工工序取设计尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所对应的加工经济精度确定工序尺寸公差；4除最终工序外，其余各工序按“入体原那么标注工序尺寸公差；5毛坯余量通常由毛坯图给出，故第1工序余量由计算确定。62三、三、机床设备及工艺装备的选择机床设备及工艺装备的选择机床的精度机床的生产率机床的加工尺寸范围工艺装备刀具量具63机械制造技术根底机械制造技术根底 4.6 加工工艺过程的生产加工工艺过程的生产率与技术率与技术经济分析经济分析Economic Analysis for Technological Process64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；采用在线测量，使测量时间与加工时间重叠等一、生产率分析一、生产率分析65q缩短布置工作地时间：q缩短准备终结时间：一、生产率分析一、生产率分析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使用不重磨刀具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 66工艺本钱工艺本钱二、工艺方案技术经济分析二、工艺方案技术经济分析生产本钱生产一件产品或一个零件所需费用总和工艺本钱生产本钱中与工艺过程直接有关的局部工艺本钱可分为两局部：q可变费用：与年产量有关且与之成比例的费用，记为CV包括材料费CVM，机床工人工资及工资附加费CVP，机床使用费CVE，普通机床折旧费CVD，刀具费CVC，通用夹具折旧费CVF等CV=CVM+CVP+CVE+CVD+CVC+CVFq不变费用：与年产量的变化没有直接关系的费用，记为CN。包括调整工人工资及工资附加费CSP，专用机床折旧费CSD，专用夹具折旧费CSF等CN=CSP+CSD+CSF67机械制造技术根底机械制造技术根底 4.7 工艺尺寸链工艺尺寸链Process Dimensional Chain68一、尺寸链的定义、组成及分类一、尺寸链的定义、组成及分类尺寸链定义尺寸链定义在在零零件件加加工工或或机机器器装装配配过过程程中中，由由相相互互联联系系的的尺尺寸寸形形成成的封闭尺寸组，称为尺寸链。的封闭尺寸组，称为尺寸链。装装配配尺尺寸寸链链在机器设计和装配过程中，由有关零件尺寸形成的尺寸链 工工艺艺尺尺寸寸链链在加工过程中，由同一零件有关工序尺寸所形成的尺寸链69尺寸链的环尺寸链的环 封封闭闭环环在在零零件件加加工工过过程程或或机机器器装装配配过过程程中中最最终终形形成的环或间接得到的环成的环或间接得到的环指组成尺寸链的每一个尺寸指组成尺寸链的每一个尺寸v增环该环变动增大或减小引起封闭环同向变动增大或减小的环 组组成成环环尺尺寸寸链链中中除除封封闭闭环环以以外外的的各各环环。对对于于工工艺艺尺寸链来说，组成环的尺寸一般是由加工直接得到的尺寸链来说，组成环的尺寸一般是由加工直接得到的v减环该环变动增大或减小引起封闭环反向变动减小或增大的环一、尺寸链的定义、组成及分类一、尺寸链的定义、组成及分类设计尺寸往往是封闭环加工余量往往是封闭环70尺寸A0是加工过程间接保证的，尺寸链的封闭环；尺寸A1和A2是在加工中直接获得的，是尺寸链的组成环。A1为增环，A2为减环。图5-34工艺尺寸链a1a2a0A1A2A0b)c)A1A2A0a)ABC0.05 A0.1 C工艺尺寸链示例（图5-34）：工件A、C面已加工好，现以A面定位用调整法加工B面，要求保证B、C面距离A0【例】一、尺寸链的定义、组成及分类一、尺寸链的定义、组成及分类711 1、按应用范围分类、按应用范围分类1 1工艺尺寸链工艺尺寸链全部组成环为同一零件工艺全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。尺寸所形成的尺寸链。2 2装配尺寸链装配尺寸链全部组成环为不同零件设计全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。尺寸所形成的尺寸链。3 3零件尺寸链零件尺寸链全部组成环为同一零件设计全部组成环为同一零件设计尺寸所形成的尺寸链。尺寸所形成的尺寸链。4 4设计尺寸链设计尺寸链装配尺寸链与零件尺寸链，装配尺寸链与零件尺寸链，统称为设计尺寸链。统称为设计尺寸链。722 2、按几何特征及空间位置分类、按几何特征及空间位置分类1 1长度尺寸链长度尺寸链全部环为长度的尺寸链全部环为长度的尺寸链2 2角度尺寸链角度尺寸链全部环为角度的尺寸链全部环为角度的尺寸链3 3直线尺寸链直线尺寸链全部组成环平行于封闭环的尺全部组成环平行于封闭环的尺寸链。寸链。4 4平面尺寸链平面尺寸链全部组成环位于一个或几个平全部组成环位于一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行于封闭环的尺行平面内，但某些组成环不平行于封闭环的尺寸链。寸链。5 5空间尺寸链空间尺寸链组成环位于几个不平行平面内组成环位于几个不平行平面内的尺寸链。的尺寸链。73机械制造技术根底机械制造技术根底 Process Planning4-9计算机辅助工艺规程计算机辅助工艺规程设计设计Computer Aided Process Planning（CAPP）74CAPP意义意义qq 传统工艺规程设计存在的问题传统工艺规程设计存在的问题从根本上解决人工设计效率低，周期长，本钱高的问题可以提高工艺规程设计的质量，并有利于实现工艺规程设计的优化和标准化可以使工艺设计人员从烦琐重复的工作中解放出来，集中精力去提高产品质量和工艺水平CAPP是连接CAD和CAM系统的桥梁，是开展计算机集成制造的不可缺少的关键技术qq CAPP CAPP意义意义设计效率低，周期长，本钱高不必要的花色繁多，不利于管理设计质量参差不齐，难于实现优化设计工艺人员短缺和老化是全球机械制造业面临的共同问题75CAPP工作原理工作原理派生式派生式(变异式变异式)CAPPCAPP系统系统(VariantCAPPSystemVariantCAPPSystem)该该该该类类类类系系系系统统统统以以以以成成成成组组组组技技技技术术术术Group Group Technology Technology 简简简简称称称称GTGT为为为为根根根根底底底底，根根根根据据据据零零零零件件件件编编编编码码码码查查查查找找找找所所所所属属属属零零零零件件件件组组组组，调调调调出出出出零零零零件件件件组组组组的的的的标标标标准准准准工工工工艺艺艺艺，进行适当的编辑或修改，生成所需的工艺规程。进行适当的编辑或修改，生成所需的工艺规程。进行适当的编辑或修改，生成所需的工艺规程。进行适当的编辑或修改，生成所需的工艺规程。零件组矩阵零件编码查找零件组输入表头信息工艺规程格式工艺规程打印输出标准工艺路线文件标准工序文件CAM-I推出的派生式CAPP系统框图工作要素处理应用程序工艺路线检索/编辑标准工序检索/编辑工艺规程存储器76CAPP工作原理工作原理标准工艺规程文件特征矩阵文件零件图编码第零件组零件组形成工艺规程设计a）准备阶段派生式CAPP系统工作的两个阶段零件图标准工艺检索编码第零件组零件组搜索工艺规程（编辑）b使用阶段 派生式CAPP系统工作的两个阶段77 派生式派生式派生式派生式 CAPP CAPP 系统特点：系统特点：系统特点：系统特点：1 1程序简单，易于实现。目前多用于回转体类零件程序简单，易于实现。目前多用于回转体类零件程序简单，易于实现。目前多用于回转体类零件程序简单，易于实现。目前多用于回转体类零件CAPPCAPP系统。系统。系统。系统。2 2需人工参与决策，自动化程度不高。需人工参与决策，自动化程度不高。需人工参与决策，自动化程度不高。需人工参与决策，自动化程度不高。3 3具有浓厚的企业色彩，局限性较大。具有浓厚的企业色彩，局限性较大。具有浓厚的企业色彩，局限性较大。具有浓厚的企业色彩，局限性较大。CAPP工作原理工作原理创成式创成式CAPPCAPP系统（系统（GenerativeGenerativeCAPPSystemCAPPSystem）从无到有生成（工艺决策算法和逻辑推理）零件信息描述零件工艺规程78CAPP工作原理工作原理半半创成式创成式CAPPCAPP系统（系统（Semi-GenerativeSemi-GenerativeCAPPSystemCAPPSystem）派派生生式式CAPPCAPP系系统统完完全全以以人人的的经经验验为为根根底底，难难于于保保证证设设计计最优，且局限性较大；最优，且局限性较大；完全创成式完全创成式CAPPCAPP系统还不成熟。系统还不成熟。将将两两者者结结合合起起来来，采采用用局局部部创创成成，局局部部派派生生或或局局部部人人工干预的方法是一种可取的方案。工干预的方法是一种可取的方案。79CAPP关键技术关键技术 零件信息输入零件信息输入零件加工外表可分为根本形面和辅助形面；形面可用特征参数进行描述；形面与一定的加工方法相联系较粗糙，信息输入不完整多用于只需制定简单工艺路线的场合只适用于派生式CAPP系统1成组编码法：成组编码法：输入工作量大是其主要的弱点2形面描述法：形面描述法：可完整地描述零件的几何、工艺信息，是目前CAPP系统使用最多的信息输入方法多采用菜单（交互）方式输入，便于操作80CAPP关键技术关键技术工艺决策工艺决策 特点：特点：1 1直观，容易建立，便于编程直观，容易建立，便于编程22难于扩展和修改难于扩展和修改形式：由树根、节点、分支构成；分支上方给出向一种状态转换的可能性或条件（确定性条件）条件满足，继续沿分支前进，实现逻辑“与”条件不满足，回出发节点并转向另一分支，实现逻辑“或”分支终点列出应采取的行动（决策行动）1决策树81 派派生生式式 CAPPCAPP系系统统利利用用成成组组技技术术原原理理和和典典型型工工艺艺规规程程进进行工艺决策，经验性较强。行工艺决策，经验性较强。创创成成式式 CAPPCAPP系系统统利利用用工工艺艺决决策策算算法法如如决决策策表表、决决策策树树等等方方法法和和逻逻辑辑推推理理方方法法进进行行工工艺艺决决策策，较较派派生生式式前前进进了了一一步步，但但存存在在着着算算法法死死板板、结结果果唯唯一一、系系统统不不透透明明等等弱弱点；且程序工作量大，修改困难。点；且程序工作量大，修改困难。采用专家系统进行工艺决策采用专家系统进行工艺决策1 1什什么么是是专专家家系系统统：在在特特定定领领域域内内具具有有与与该该领领域域人人类类专专家家相相当当智智能能水水平平的的计计算算机机知知识识程程序序处处理理系系统统。专专家家系系统统主主要要用用于于处处理理现现实实世世界界中中提提出出的的需需要要由由专专家家来来分分析析和和判判断断的的复杂问题工艺规程设计正属于这类问题。复杂问题工艺规程设计正属于这类问题。CAPPCAPP 专家系统专家系统CAPP关键技术关键技术82谢谢