7-3 工序具体内容的确定

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,七,章,机械加工工艺规程的制定,第三节 工序具体内容的确定,加工余量及工序尺寸,设备与工艺装备,切削用量,时间定额,第三节 工序具体内容的确定,一、加工余量及工序尺寸,一、加工余量及工序尺寸,1.加工余量,加工余量,Z,加工总余量,Z,0,工序余量,Z,i,工序余量,Z,i,轴：,Z,i,=,d,i,1,d,i,孔：,Z,i,=,D,i,D,i,1,轴,孔,工序余量,Z,i,加工,B,面：,Z,1,=A,0,A,1,加工,C,面：,Z,2,=A,1,A,2,外表面,B,C,加工总余量,Z,0,式中,n,某一表面的工序（或工步）数目。,一、加工余量及工序尺寸,2.工序尺寸及偏差,2.工序尺寸及偏差,对于轴类零件的外尺寸,：工序尺寸偏差取单向负偏差（,h,），,工序的基本尺寸等于最大极限尺寸，如,，,对于孔类等零件的内尺寸,：,工序尺寸偏差取单向正偏差（,H,），,工序的基本尺寸等于最小极限尺寸，如，,对于毛坯的制造偏差：,取正负偏差。,2.工序尺寸及偏差,图7-16 工序尺寸与余量间的关系,粗车,半精车,精车,毛坯,i,3.工序余量的确定,经验法,查表法,分析计算法,影响加工余量的因素：,图7-17 上工序尺寸公差,T,i1,的影响,1）上工序的尺寸公差,T,i1,、形状公差,f,i,1,和位置公差,w,i,1,（,与定位有关）；,影响加工余量的因素：,图7-18 直线度误差对加工精度 的影响,1）上工序的尺寸公差,T,i1,、形状公差,f,i,1,和位置公差,w,i,1,（,与定位有关）；,0.05,影响加工余量的因素：,2）上工序加工表面的粗糙度,R,i,1,以及表面缺陷层的深度,H,i1,；,图7-19 上工序表面粗糙度和缺陷层的影响,影响加工余量的因素：,图7-20 三爪卡盘的装夹误差,3）本工序的装夹误差,i,，,包括定位误差和夹紧误差。,3.工序余量的确定,对于平面加工的单边余量：,Z,i,=T,i1,+,f,i,1,+,w,i,-1,+,R,i,1,+H,i1,+,i,对于外圆和内孔加工的双边余量：,Z,i,=T,i1,+2,（,f,i,1,+,w,i,-1,+,R,i,1,+H,i1,+,i,）,3.工序余量的确定,用浮动镗刀镗孔或用圆拉刀拉孔时：,Z,i,=T,i1,+2,（,R,i,1,+H,i1,）,对于研磨、超精加工等光整加工工序：,Z,i,=2R,i1,4. 简单工序尺寸及公差的确定,图7-21 小轴,例：如图所示小轴零件，毛坯为普通精度的热轧圆钢，装夹在车床前、后顶尖间加工，主要工序；下料车端面钻中心孔粗车外圆精车外圆磨削外圆。,表7-11 工序尺寸及公差的计算,（单位：,mm）,工序名称,工序余量,工序经济,加工精度,工序基本尺寸,工序尺寸及偏差,磨削,IT7 0.021,25.00,25.0,0,-0.021,精车,粗车,毛坯,表7-11 工序尺寸及公差的计算,（单位：,mm）,工序名称,工序余量,工序经济,加工精度,工序基本尺寸,工序尺寸及偏差,磨削,IT7 0.021,25.00,25.0,0,-0.021,精车,粗车,毛坯,3.0,IT14 1.0, 28 0.5,表7-11 工序尺寸及公差的计算,（单位：,mm）,工序名称,工序余量,工序经济,加工精度,工序基本尺寸,工序尺寸及偏差,磨削,0.3,IT7 0.021,25.00,25.0,0,-0.021,精车,0.8,粗车,毛坯,3.0,IT14 1.0,26.1+1.9=28.0, 28 0.5,表7-11 工序尺寸及公差的计算,（单位：,mm）,工序名称,工序余量,工序经济,加工精度,工序基本尺寸,工序尺寸及偏差,磨削,0.3,IT7 0.021,25.00,25.0,0,-0.021,精车,0.8,粗车,1.9,毛坯,3.0,IT14 1.0, 28 0.5,表7-11 工序尺寸及公差的计算,（单位：,mm）,工序名称,工序余量,工序经济,加工精度,工序基本尺寸,工序尺寸及偏差,磨削,0.3,IT7 0.021,25.00,25.0,0,-0.021,精车,0.8,IT10 0.084,粗车,1.9,IT12 0.210,毛坯,3.0,IT14 1.0, 28 0.5,表7-11 工序尺寸及公差的计算,（单位：,mm）,工序名称,工序余量,工序经济,加工精度,工序基本尺寸,工序尺寸及偏差,磨削,0.3,IT7 0.021,25.00,25.0,0,-0.021,精车,0.8,IT10 0.084,25+0.3=25.3,粗车,1.9,IT12 0.210,25.3+0.8=26.1,毛坯,3.0,IT14 1.0,26.1+1.9=28.0, 28 0.5,表7-11 工序尺寸及公差的计算,（单位：,mm）,工序名称,工序余量,工序经济,加工精度,工序基本尺寸,工序尺寸及偏差,磨削,0.3,IT7 0.021,25.00,25.0,0,-0.021,精车,0.8,IT10 0.084,25+0.3=25.3,25.3,0,-0.084,粗车,1.9,IT12 0.210,25.3+0.8=26.1,26.1,0,-0.210,毛坯,3.0,IT14 1.0,26.1+1.9=28.0, 28 0.5,某齿轮内孔工序尺寸及公差的计算,（单位：,mm）,工序名称,工序余量,工序经济,加工精度,工序基本尺寸,工序尺寸及偏差,精镗,0.3,IT7 0.025,48.00,48.0,+0.025,0,半精镗,1.0,IT9 0.062,48.0-0.3=47.7,47.7,+ 0.062,0,粗镗,1.7,IT12 0.250,47.7-1.0=46.7,46.7,+0.250,0,毛坯,3.0,IT15 1.0,46.7-1.7=45.0, 45 0.5,二、工艺装备的选择,工艺装备：,机床、夹具、量具、刀具、辅具,1.机床的选择,(1),机床的尺寸规格要与被加工的零件尺寸相适；,(2),机床精度要与被加工零件的加工要求相适应；,(3) 机床的生产率与被加工零件的生产纲领相适应；,(4) 机床的选用要考虑节省投资和适当考虑生产的发展;,(5),改（扩）建车间，要充分利用原有设备。,2.机床夹具的选择,机床夹具的选择主要考虑生产类型。,（1）单件小批量生产应尽量选用通用夹具；,（2）大批大量生产时，应采用高生产效率的专用机床夹具；,此外，夹具的精度应与零件的加工精度相适应。,3.刀具的选择,刀具的选择主要取决于：,工序所采用的加工方法,加工表面的尺寸大小,工件材料,要求的加工精度,表面粗糙度,生产率,经济性,在选择时应尽量采用标准刀具。,4.量具的选择,量具的选择主要根据生产类型和要求的检验精度进行。,对于尺寸误差：,1）在单件小批生产中，广泛采用通用量具（游标卡尺、千分尺等）；,2）成批生产多采用极限量规；,3）大量生产多采用自动化程度高的量仪，如电动或气动量仪等。,对于形位误差：,1),在单件小批生产中，一般采用通用量具（百分表，千分表等），也有采用三坐标测量机的；,2）在成批大量生产中，多采用专用检具。,三、切削液的选择,1.切削液的作用,（1）冷却作用,（2）润滑作用,（3）清洗作用,三、切削液的选择,2.切削液的种类,（1）,水溶液,（2）,乳化液,（3）,切削油,3.切削液的选用,(1),按加工性质选用：,1),粗加工时，应选用以冷却为主的水溶液或乳化液；,2),精加工时，应选用润滑为主的极压切削油或高浓度的极压乳化液。,3),钻削、铰削、拉削和深孔加工时，应选用粘度较小的极压水溶液、极压乳化液和极压切削油，并应加大流量和压力。,3.切削液的选用,(2),按刀具材料选用：,1),高速钢刀具粗加工，用极压水溶液或极压乳化液。高速钢刀具精加工，用极压乳化液或极压切削油，以减小摩擦，提高表面质量和精度，延长刀具寿命。,2),硬质合金刀具高速切削，一般，不使用切削液；,3),使用立方氮化硼刀具或砂轮时，不宜使用水质切削液。,3.切削液的选用,(3) 按工件材料选用 要注意以下几点：,1)铸铁、黄铜及硬铝等脆性材料，由于切屑碎末会堵塞冷却系统，容易使机床磨损，一般不加切削液。但精加工时为了降低表面粗糙度，可采用粘度较小的煤油或7%10%乳化液。,2)切削有色金属和铜合金时，不宜采用含硫的切削液，以免腐蚀工件。,3)切削镁合金时，不能用油质切削液，以免燃烧起火。,四、时间定额的确定,什么是时间定额？,1.时间定额的组成,图7-22 车削外圆的基本时间,（1）,基本时间,t,m,（,单位：,min,）,1.时间定额的组成,（2）辅助时间,ta,（,单位：,min,）,如:,装卸工件、,开停机床、,改变切削用量、,进退刀具、,测量工件等,1.时间定额的组成,（2）辅助时间,ta,（,单位：,min,）,如:,装卸工件、,开停机床、,改变切削用量、,进退刀具、,测量工件等,基本时间+辅助时间=工序作业时间,1.时间定额的组成,（3）布置工作地时间,ts,（,单位：,min,）,如：更换刀具、,润滑机床、,清理切屑、,收拾工具等,布置工作地时间,ts,=,工序作业时间,%,1.时间定额的组成,（4）休息与生理需要时间,tr,（,单位：,min,）,休息与生理需要时间=,工序作业时间,%,上述四部分的时间之和称为单件工时，即,1.时间定额的组成,（5）,准备与终结时间,tsu,（,单位：,min,）,2、提高生产率的措施,(1)缩短基本时间：,1）采用精铸、精锻的毛坯件，实施无切屑或少切屑加工；,2）合理选择切削条件，确定合理的切削用量；,3）采用多刀多刃切削，多件同时加工；,4）缩短工作行程；,5）在可行条件下，采用先进切削技术，如高速切削、强力切削与大进给切削等。,2、提高生产率的措施,(2) 缩短辅助时间：,1）采用高度自动化的机床或数控机床；,2）采用先进的检测设备，实施在线主动检测；,3）采用连续加工，如采用带回转工作台的组合机床或者在万能机床上设置多工位夹具，使装卸时间和加工时间相重合。,2、提高生产率的措施,(3)合理采用先进制造技术（,AMT），,例如,CAPP、CAM、GT,及,CIMS,等。,(4) 合理采用科学管理模式，提高管理效率和劳动生产率，使制造系统管理组织机构合理化，使制造系统以最优化的方式运行。,五、切削用量的合理选择,什么是合理的切削用量？,它是指在保证加工质量的前提下，充分利用刀具和机床的性能，能获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。,五、切削用量的合理选择,1.,切削用量选择的原则,（1）,a,sp,、,f,、,v,c,对切削生产率的影响,材料切除率,P,17,Q,=1000,v,c,a,sp,f （mm,3,/s）,（2）,a,sp,、,f,、,v,c,对表面粗糙度的影响,表面粗糙度,进给量,f,影响最大,切削速度,v,c,次之,被吃刀量,a,sp,影响最小,（3）,asp,、,f,、,vc,对刀具寿命的影响,刀具寿命：,P,103,五、切削用量的合理选择,1.切削用量选择的原则,在机床、刀具、工件的强度以及工艺系统刚性允许的条件下:,1)首先选择尽可能大的背吃刀量,asp,;,2)其次选择在加工条件和加工要求限制下允许的进给量,f,;,3)最后再按刀具寿命的要求确定一个合适的切削速度,vc,。,五、切削用量的合理选择,2.刀具寿命的确定,1),刀具的经济寿命,T,C,（,min,）：,按工序加工成本最低的原则确定的刀具寿命。,2),刀具的最高生产率寿命,T,P,（,min,）：,按工序加工时间最少的原则确定的刀具寿命,。,2.刀具寿命的确定,表7-12 计算刀具寿命的近似公式,刀具寿命,高 速 钢,硬 质 合 金,陶 瓷,经 济寿 命,最高生产率,寿 命,五、切削用量的合理选择,3.切削用量的合理制定,3.切削用量的合理制定,(1),背吃刀量,asp,和走刀次数的选择,1）,粗加工时，首先应将精加工的和半精加工的余量留下来，剩下的余量尽可能在一次走刀下切除。,3.切削用量的合理制定,(1),背吃刀量,asp,和走刀次数的选择：,2）精加工时的最小背吃刀量的确定，取决于刀具刃口的锋利程度，对于刃口较锋利的高速钢刀具,不应小于0.005,mm,；,对于刃口不太锋利的硬质合金刀具，背吃刀量要略大一点。,3.切削用量的合理制定,(2),进给量,f,的选择：,1）,粗加工时，主要考虑工艺系统的承受能力。,选择进给量的限制条件有：机床进给机构的强度、车刀刀杆强度、车刀刀杆刚度、刀片强度以及工件装夹刚度等，每个限制条件给出一个允许的进给量，在这几个允许的进给量中选取最小的一个。,在制定大批大量生产的工艺规程时，应该按照上述限制条件，通过计算和比较，来确定合理的进给量。,3.切削用量的合理制定,(2),进给量,f,的选择：,2）,半精加工和精加工时，最大进给量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。,当车刀的刀尖圆弧半径,r,较大或车刀具有副偏角很小的修光刃，且切削速度较高时，进给量可,以选得大一些。,3.切削用量的合理制定,(2),进给量,f,的选择：,3）,在生产中，进给量常常是按实际经验确定的。,P247,表,7-15,3.切削用量的合理制定,(2),进给量,f,的选择：,4）,受已加工表面粗糙度限制的半精加工和精加工的进给量经验值，可按表7-16选取。,3.切削用量的合理制定,(1),切削速度,vc,的选择：,1）首先，应该根据已确定的背吃刀量,asp,、,进给量,f,以及刀具寿命,T,，,再按刀具寿命与切削用量关系式计算，得出的计算值。,所选定的这个刀具寿命,T,，,一般都在刀具的经济寿命,Tc,和最高生产率寿命,Tp,之间,。,3.切削用量的合理制定,(3),切削速度,vc,的选择：,2）计算,v,c,后，应根据加工工件直径计算相应的转速，,转速,n,再按照机床的转速表，,确定一个可实现的转速,n,。,然后，再计算在这个实际转速,n,下的实际的切削速度,vc,。,通常要求实际的切削速度,vc,尽量接近（一般为略小于）初始计算值。,3）校验机床功率及扭矩。,切削功率,Pc,：,（,Kw,）,机床的有效功率,：,（,Kw,）,若 则机床效验合格,(3),切削速度,vc,的选择：,