c8机械加工工艺规程设计.ppt

C8 机械加工工艺规程设计 基本内容 1 机械加工工艺过程2 机械加工工艺规程3 工艺规程的设计4 工序尺寸的确定5 工艺规程的技术经济分析 8 1工艺规程设计概述一 机械加工工艺过程1 生产过程 工艺过程 机械加工工艺过程 广义上 生产过程包括 新产品构思与实验产品设计产品制造产品销售和售后服务 狭义上 生产过程即产品的制造过程是形成最终仪器的主要工作 目的是获得具有一定几何特性和物理 化学性能的产品 生产过程 机械产品制造时 将原材料或半成品转变为成品的各有关劳动过程的总和 生产技术准备过程毛坯的制造过程零件的各种加工过程产品的装配过程各种生产服务活动 工艺过程 在机械产品的生产过程中 那些与原材料变为成品直接有关的过程 如毛坯制造 机械加工 热处理和装配等过程 机械加工工艺过程 采用机械加工的方法 直接改变毛坯的形状 尺寸和表面质量 使之成为产品的过程 2 机械加工工艺过程的组成加工工艺过程 是指在加工车间直接改变生产对象的形状 尺寸 相对位置及其物理 化学性质等 使其成为成品的过程 加工工艺过程由一系列工序组成 每个工序又分为若干个安装 工位 工步 进给及动作 1 工序在一个工作地连续完成工序是工艺过程的基本单元 2 安装每装夹一次3 工位每一个位置上4 工步加工表面 切削刀具和切削用量不变5 进给每一次切削6 动作行动单元 工艺过程 1 在中心孔钻床上大两端中心孔2 粗车A B C各段及各台阶面3 在另一车床上精车A B C各段及各台阶面4 铣H J两槽5 磨外圆6 去毛刺 工序车外圆 端面并加工孔 二 机械加工工艺规程1 工艺规程 实际生产中 一个零件从毛坯加工到成品所采取的工艺过程 用一定的文件形式规定下来 2 机械加工工艺规程包括的内容 零件加工的工艺路线各工序具体的加工内容 切削用量 工时定额以及所采用的设备和工艺装备等 3 机械加工工艺规程的作用是指导生产的依据 是组织生产 做好生产技术准备的主要技术文件 是生产车间及全企业生产的法规 要严格执行 三 机械加工工艺规程的格式 1 机械加工工艺过程卡片主要列出零件加工过程所经过的工艺路线 用于单件小批量生产 供生产管理和调度使用 2 机械加工工艺卡片以工序为单位详细说明整个工艺过程的工艺文件 用于大批量生产 3 机械加工工序卡片用来具体指导工人进行操作的一种工艺文件 用于大批量生产 四 机械加工工艺规程的设计原则工艺规程应满足生产纲领的要求 要与生产类型相适应 工艺规程应保证零件的加工质量 达到图样上所提出的各项技术要求 在保证加工质量的基础上 应使工艺过程具有较高的生产效率和较好的经济性 工艺规程要尽量减轻工人的劳动强度 保证安全生产 创造良好的文明劳动条件 积极采用先进技术和工艺 减少材料和能源消耗 并应符合环保要求 五 机械加工工艺规程的设计步骤工艺规程设计 是把产品的设计信息转化为制造信息的过程设计 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 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 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 4 选择定位基准5 拟定加工路线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 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拍相适应 并应充分利用现有条件 以降低生产准备费用 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基础上提出设计任务书 确定各工序加工余量 计算工序尺寸和公差确定切削用量确定时间定额编制数控加工程序 对数控加工 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 12 填写或打印工艺文件 问题 什么是最佳的工艺规程 不一定是加工精度最高的 也不一定是生产效率最高的 是能够符合技术要求和相应生产效率的最经济的工艺过程 六 生产的组织形式1 制造活动的定义生产 是将各种生产要素的输入转变为产品输出的过程 生产要素包括 生产对象生产劳动生产资料生产信息 2 生产的组织方式制造过程包括 零件 部件 整机的制造和装配过程 模式1 生产全部零部件 组装产品 模式2 生产部分零部件 模式3 社会采购 组装产品 七 产品的开发过程1 必要性产品寿命周期 介绍期成长期成熟期衰退期新的市场需求 科学进步企业竞争力 市场经济 追求利润不断改进产品 技术革新 储备新产品 2 产品开发的内容新产品分为 原创性产品更新换代产品性能改进产品移植产品仪器开发就是要了解最新科技成果 应用到本行业中去 了解本行业仪器的现状 完善存在的问题 产品开发的途经 独立开发 合作开发 技术引进 8 2机械加工工艺规程设计一 定位基准的选择 1 基准及分类基准 是确定零部件上各要素之间几何关系所依据的那些点 线 面 是计算和测量的起点 1 设计基准2 工艺基准工序基准定位基准装配基准3 测量基准 上述各种基准应尽可能使之重合 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量基准 以消除由于基准不重合引起的误差 定位基准的选择是影响工艺路线制定和夹具结构设计的主要因素 它直接影响工件的加工精度 生产效率和加工成本 定位基准分为 粗定位基准 精定位基准和辅助定位基准 粗定位基准 以未加工过的表面为定位面的基准精定位基准 以已加工过的表面为定位面的基准辅助定位基准 为了便于零件的加工而设置的基准 选择定位基准主要是为了保证零件加工表面之间以及加工表面与未加工表面之间的相互位置精度 因此 定位基准是有相互位置精度要求的加工表面 2 定位的基准选择1 粗基准的选择 便于工件装夹原则 要求选用的粗基准面尽可能平整 光洁 且有足够大的尺寸 不允许有锻造飞边 铸造浇 冒口或其它缺陷 也不宜选用铸造分型面作粗基准 粗基准一般不得重复使用原则 粗基准通常只允许使用一次 这是因为粗基准一般都很粗糙 重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间的位置误差会相当大 所以 粗基准一般不得重复使用 余量均匀分配原则 如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时 应选择该表面的毛坯面作为粗基准 在床身零件中 导轨面是最重要的表面 它不仅精度要求高 而且要求导轨面具有均匀的金相组织和较高的耐磨性 由于在铸造床身时 导轨面是倒扣在砂箱的最底部浇铸成型的 导轨面材料质地致密 砂眼 气孔相对较少 因此要求在加工床身时 导轨面的实际切除量要尽可能地小而均匀 故应选导轨面作粗基准加工床身底面 然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面 这样做可以保证从导轨面上切除的加工余量少而均匀 保证相互位置要求原则 如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求 则应以不加工面作为粗基准 2 精基准的选择 基准重合原则 应尽可能选择所加工表面的工序 设计 基准为定位基准 这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差 基准统一原则 当工件以某一表面作精基准定位 可以方便地加工大多数 或全部 其余表面时 应尽早将这个基准面加工出来 并达到一定精度 以后大多数 或全部 工序均以它为精基准进行加工 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 一端面和一短圆孔 作统一基准 4 套类零件用一长孔和一止推面作统一基准 采用统一基准原则好处 1 有利于保证各加工表面之间的位置精度 2 可以简化夹具设计 减少工件搬动和翻转次数 注意 采用统一基准原则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 根据实际情况选择精基准 互为基准原则 当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时 可以采用两个加工表面互为基准的方法进行加工 自为基准原则 一些表面的精加工工序 要求加工余量小而均匀 常以加工表面自身为精基准进行加工 便于装夹原则 所选择的精基准 应能保证工件定位准确 可靠 并尽可能使夹具结构简单 操作方便 二 工艺路线的拟定拟定零件机械加工工艺路线时 要解决的主要问题 零件各表面的加工方法及使用设备的选择加工阶段的划分工序的集中与分散工序的安排 1 零件各表面的加工方法及使用设备的选择 1 加工方法的选择1 各种加工方法的经济加工精度和粗糙度 加工精度 误差 与加工成本关系加工方法的经济精度 正常工作条件 设备 工艺装备 标准技术工人 标准耗用时间和生产费用 2 加工方法和加工方案的选择根据每个加工表面的技术要求 确定加工方法和加工方案 决定加工方法时要考虑被加工材料的性质 选择加工方法要考虑生产类型 生产率和经济性问题 选择加工方法还要考虑本单位的现有设备情况及技术条件 经济公差 在通用设备上 采用最经济的加工方法所能达到的加工精度 生产公差 在通用设备上 采用特殊工艺装备 不考虑效率因素进行加工所能达到的加工精度 技术公差 在特殊设备上 在良好的实验室条件下 进行加工和检测时所能达到的加工精度 机器零件的结构形状虽然多种多样 但它们都是由一些最基本的几何表面 外圆 孔 平面等 组成的 机器零件的加工过程实际就是获得这些几何表面的过程 同一种表面可以选用各种不同的加工方法加工 但每种加工方法的加工质量 加工时间和所花费的费用却是各不相同的 工程技术人员的任务 就是要根据具体加工条件 生产类型 设备状况 工人的技术水平等 选用最适当的加工方法 加工出合乎图样要求的机器零件 例 IT7 Ra1 6 3 2的孔 具有一定技术要求的加工表面 一般都不是只通过一次加工就能达到图样要求的 对于精密零件的主要表面 往往要通过多次加工才能逐步达到加工质量要求 在选择加工方法时 一般总是首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件 先选定该表面终加工工序加工方法 然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法 主要表面的加工方案和加工方法选定之后 再选定次要表面的加工方案和加工方法 2 设备的选择机床工作区域的尺寸应当与零件的外轮廓尺寸相适应 机床的精度应该与工件要求的加工精度相适应 机床的功率 刚度和工作参数应该与最合理的切削用量相适应 机床的生产效率应该与工件的生产类型相适应 加工阶段的划分当零件的加工质量要求较高时 一般都要经过粗加工 半精加工和精加工等三个阶段 如果零件的加工精度要求特别高 表面粗糙度要求特别小时 还要经过精整和光整加工阶段 各个加工阶段的主要任务是 1 粗加工阶段高效地切除加工表面上的大部分余量 使毛坯在形状和尺寸上接近成品零件 2 半精加工阶段切除粗加工后留下的误差 使被加工工件达到一定精度 为精加工作准备 并完成一些次要表面的加工 例如 钻孔 攻螺纹 铣键槽等 3 精加工阶段保证各主要表面达到零件图规定的加工质量要求 4 精整和光整加工阶段对于精度要求很高 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阶段 其主要任务是减小表面粗糙度和进一步提高尺寸精度和形状精度 但一般没有提高表面间位置精度的作用 主要工艺有 珩磨 研磨 精密磨 超精加工 金刚石车 金刚镗等其他特种加工 将零件的加工过程划分为几个加工阶段的主要目的是 1 保证零件加工质量粗加工阶段要切除加工表面上的大部分余量 切削力和切削热量都比较大 装夹工件所需夹紧力亦较大 被加工工件会产生较大的受力变形和受热变形 此外 粗加工阶段从工件上切除大部分余量后 残存在工件中的内应力要重新分布 也会使工件产生变形 如果加工过程不划分阶段 把各个表面的粗 精加工工序混在一起交错进行 那么安排在工艺过程前期通过精加工工序获得的加工精度势必会被后续的粗加工工序所破坏 这是不合理的 加工过程划分为几个阶段以后 粗加工阶段产生的加工误差 可以通过半精加工和精加工阶段逐步予以修正 这样安排 零件的加工质量容易得到保证 2 有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理粗加工各表面后 由于切除了各加工表面的大部分加工余量 可及早发现毛坯的缺陷 气孔 砂眼 裂纹和加工余量不够 以便及时报废或修补 不会浪费后续精加工工序的制造费用 3 有利于合理利用机床设备粗加工工序需选用功率大 精度不高的机床加工 精加工工序则应选用高精度机床加工 在高精度机床上安排做粗加工工作 机床精度会迅速下降 将某一表面的粗 精加工工作安排在同一机床上加工是不合理的 4 便于安排热处理工序 应当指出 将工艺过程划分为几个阶段进行是对整个加工过程而言的 不能拘泥于某一表面的加工 例如 工件的定位基准 在半精加工阶段 有时甚至在粗加工阶段 中就需要加工得很精确 而在精加工阶段中安排某些钻 攻螺纹孔之类的粗加工工序也是常见的 当然 划分加工阶段并不是绝对的 在高刚度高精度机床设备上加工刚性好 加工精度要求不特别高或加工余量不太大的工件就可以不必划分加工阶段 有些精度要求不太高的重型零件 由于运送工件和装夹工件费时费工 一般也不划分加工阶段 而是在一个工序中完成全部粗加工和精加工工作 在上述加工中 为减少夹紧变形对工件加工精度的影响 一般都在粗加工后松开夹紧装置 然后用较小的夹紧力重新夹紧工件 继续进行精加工 这对提高工件加工精度有利 工序的集中与分散确定加工方法之后 就要按零件加工的生产类型和工厂 车间 具体条件确定工艺过程的工序数 确定零件加工过程工序数有两种截然不同的原则 一种是工序集中原则 另一种是工序分散原则 按工序集中原则组织工艺过程 就是使每个工序所包括的加工内容尽量多些 组成一个集中工序 最大限度的工序集中 就是在一个工序内完成工件所有表面的加工 按工序分散原则组织工艺过程 就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些 最大限度的工序分散就是使每个工序只包括一个简单工步 按工序集中原则组织工艺过程的特点是 1 有利于采用自动化程度较高的高效率机床和工艺装备 生产效率高 2 工序数少 设备数少 可相应减少操作工人数和生产面积 3 工件的装夹次数少 不但可缩短辅助时间 而旦由于在一次装夹中加工了许多表面 有利于保证各加工表面之间的相互位置精度要求 按工序分散原则组织工艺过程的特点是 l 所用机床和工艺装备简单 易于调整 2 对操作工人的技术水平要求不高 3 工序数多 设备数多 操作工人多 占用生产面积大 按工序集中原则和工序分散原则组织工艺过程各有特点 生产上都有应用 传统的以专用机床 组合机床为主体组建的流水生产线 自动生产线基本是按工序分散原则组织工艺过程的 这种组织方式可以实现高生产率生产 但对产品改型的适应性较差 转产比较困难 采用数控机床和加工中心加工零件都按工序集中原则组织工艺过程 虽然设备的一次性投资较高 但由于可重组生产的能力较强 生产适应性好 转产相对容易 仍然受到愈来愈多的重视 工序的集中与分散确定 生产类型 零件结构和技术要求 现有设备工序集中 单件生产 通用设备 大型零件 高效机床 大批大量 工序分散 流水线 工序间时间平衡 工序先后顺序的安排1 机械加工工序的安排机械加工工序先后顺序的安排 一般应遵循以下几个原则 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 热处理工序及表面处理工序的安排为改善工件材料切削性能安排的热处理工序 例如退火 正火 调质等 应在切削加工之前进行 为消除工件内应力安排的热处理工序 例如人工时效 退火等 最好安排在粗加工阶段之后进行 为了减少机械加工车间与热处理车间之间的运输工作量 对于加工精度要求不高的工件也可安排在粗加工之前进行 对于机床床身 立柱等结构较为复杂的铸件 在粗加工前后均须安排时效处理工序 人工时效或自然时效 使材料组织稳定 日后不再有较大的变形产生 人工时效 就是将铸件以50 100 小时的速度加热到500 550 保温3 5h 然后以20 50 h的速度随炉冷却 自然时效 就是将铸件在露天放置几个月到几年时间 让铸件在自然界经受日晒雨淋的 锤炼 使材料组织内部应力松弛并逐渐趋于稳定 为改善工件材料力学性能的热处理工序 例如淬火 渗碳淬火等 一般都安排在半精加工和精加工之间进行 这是因为淬火处理后尤其是渗碳淬火后工件会有较大的变形产生 为修正渗碳 淬火处理产生的变形 热处理后需要安排精加工工序 在淬火处理进行之前 需将铣槽 钻孔 攻螺纹 去毛刺等次要表面的加工进行完毕 当工件需要作渗碳淬火处理时 由于渗碳过程工件会有较大的变形产生 常将渗碳过程放在次要表面加工之前进行 这样可以减少次要表面与淬硬表面间的位置误差 为提高工件表面耐磨性 耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序 例如镀铬 镀锌 发兰等 一般都安排在工艺过程最后阶段进行 3 其他工序的安排为保证零件制造质量 防止产生废品 需在下列场合安排检验工序 l 粗加工全部结束之后 2 送往外车间加工的前后 3 工时较长工序和重要工序的前后 4 最终加工之后 除了安排几何尺寸检验工序之外 有的零件还要安排探伤 密封 称重 平衡等检验工序 零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大 切削加工之后 应安排去毛刺工序 零件在进入装配之前 一般都应安排清洗工序 工件内孔 箱体内腔易存留切屑 研磨 珩磨等光整加工工序之后 微小磨粒易附着在工件表面上 要注意清洗 在用磁力夹紧的工序之后 要安排去磁工序 不让带有剩磁的工件进入装配线 4 其他工序的安排 校直 去毛刺 去磁 清洗工艺路线 毛坯 热处理 加工精基准 或先加工平面 粗加工 次要表面 热处理 半精加工 次要表面 热处理 精加工 光整加工 三 机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机器零件时 一般都要从毛坯上切除一层层材料之后最后才能制得符合图样规定要求的零件 加工余量 毛坯上留作加工用的材料层 称为加工余量 加工余量 总余量 工序余量 单边余量 如图a 双边余量 如图b c 对于非对称表面 其加工余量用单边余量表示 对于外圆与内圆这样的对称表面 其加工余量用双边余量2表示 由于工序尺寸有偏差 各工序实际切除的余量值是变化的 故工序余量有公称余量 简称余量 最大余量和最小余量之分 工序尺寸偏差一般按 入体原则 标注 对被包容尺寸 例如轴径 上偏差为0 其最大尺寸就是基本尺寸 对包容尺寸 例如孔径 槽宽 下偏差为0 其最小尺寸就是基本尺寸 正确规定加工余量的数值是十分重要的 加工余量规定得过大 不仅浪费材料而巨耗费机时 刀具和电力 但加工余量也不能规定得过小 如果加工余量留得过小 则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层 因而也就没有达到设置这道工序的目的 1 上工序留下的表面粗糙度值 表面轮廓的最大高度 和表面缺陷层深度本工序必须把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷层全部切去 如果连上一道工序残留在加工表面上的表面粗糙度和表面缺陷层都清除不干净 那就失去了设置本工序的本意了 由此可知 本工序加工余量必须包括和这两项因素 2 上工序的尺寸公差由于上工序加工表面存在尺寸误差 为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层 本工序加工余量必须包括项 3 值没有包括的上工序留下的空间位置误差工件上有一些形状误差和位置误差是没有包括在加工表面的工序尺寸公差范围之内的 在确定加工余量时 必须考虑它们的影响 否则本工序加工将无法全部切除上工序留在加工表面上的表面粗糙度和缺陷层 4 本工序的装夹误差如果本工序存在装夹误差 包括定位误差 夹紧误差 则在确定本工序加工余量时还应考虑的影响 为保证本工序能切除上工序留在加工表面上的表面粗糙度缺陷层 本工序应设置的工序余量值 对于单边余量 对于双边余量 加工余量的确定确定加工余量有计算法 查表法和经验估计法等三种方法 分述如下 1 计算法在掌握上述各影响因素具体数据的条件下 用计算法确定加工余量是比较科学的 可惜的是 目前所积累的统计资料尚不多 计算有困难 此法目前应用较少 2 经验估计法加工余量由一些有经验的工程技术人员和工人根据经验确定 由于主观上有怕出废品的思想 故所估加工余量一般都偏大 此法只用于单件小批生产 3 查表法此法以工厂生产实践和实验研究积累的数据为基础制定的各种表格为依据 再结合实际加工情况加以修正 用查表法确定加工余量 方法简便 比较接近实际 生产上广泛应用 4 工序尺寸 是指零件在加工过程中各工序所应保证的尺寸 计算工序尺寸和标注工序公差是制订工艺规程的主要工作之一 工序尺寸要根据已确定的加工余量及定位基准的转换情况进行计算 其公差按各种加工的经济精度选定 当定位基准 工序基准 测量基准与设计基准重合时 只需考虑各工序的加工余量 按加工的经济精度确定公差和表面粗糙度 当四个基准不重合时 要经尺寸换算后计算工序尺寸 1 先确定毛坯余量 各工序余量 查表 粗加工余量计算得到 2 再由后向前逐个工序推算 从零件设计尺寸开始 由最后工序开始向前工序推算 3 最后工序的加工工序尺寸 公差 粗糙度 零件设计尺寸 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 并按入体标注5 各工序粗糙度 各加工方法的粗糙度 确定工序尺寸及公差 表6 9主轴孔工序尺寸及公差的确定 二 尺寸链 尺寸链的功能 1 公差分配 从保证产品装配精度出发 规定零部件的公差 2 公差控制 从已知零件的公差来核算产品预定的装配精度 1 尺寸链的定义与组成尺寸链 将相互关联的尺寸从零件或部件中抽出来 按一定顺序构成的封闭尺寸图形 环封闭环组成环增环减环 2 尺寸链的分类 1 按应用场合分装配尺寸链工艺尺寸链 2 按尺寸链中各组成环的空间位置分线性尺寸链平面尺寸链空间尺寸链 3 按尺寸链中各环的几何特性分长度尺寸链角度尺寸链 4 按尺寸链间的相互联系形态分基本尺寸链并联尺寸链 3 尺寸链的计算方法 1 尺寸链的计算习惯上可分为正计算和反计算两大类 正计算 公差控制计算 是已知各组成环的公差与极限偏差 计算封闭环的公差与极限偏差 反计算 公差分配计算 是已知封闭环的公差与极限偏差 计算组成环的公差与极限偏差 2 从计算方法类分可分为极值法和统计法 工艺尺寸链计算 采用极值法装配尺寸链计算 采用极值法或统计法1 极值法 是指各组成环同时出现极大值或极小值时 封闭环尺寸与各组成环尺寸之间的关系 1 封闭环的基本尺寸A0 2 封闭环的公差T0 3 封闭环的上 下偏差ES0 EI0 4 封闭环的平均尺寸A0av和中间偏差 A0 封闭环的平均尺寸等于所有增环平均尺寸之和减去所有减环平均尺寸之和 封闭环的平均偏差等于所有增环平均偏差之和减去所有减环平均偏差之和 例 阶梯轴 已知加工尺寸 特点 直观 简单 方便 但以极值进行计算 与实际情况差异大 画出尺寸链图确定增环 减环求封闭环的基本尺寸A0求封闭环的公差T0求封闭环的上 下偏差ES0 EI0 2 统计法 大数互换法 对任何尺寸分布形式都适宜 只要求各组成环之间相互独立 1 封闭环的公差T0S的计算 公差控制 已知封闭环的尺寸和公差 求各组成环的尺寸和公差 目的 将封闭环公差合理地分配给各个组成环 平均公差Tav是按构成尺寸链的各个组成环公差相等的原则来计算的 2 组成环平均公差Tav的计算 公差分配 3 计算尺寸链的有关参数 1 平均偏差x 全部尺寸偏差的平均值 2 中间偏差 0 上偏差与下偏差的平均值 注意 对称分布时 1 2 不对称分布时 1 2 3 相对分布系数ki 4 传递系数 i 增环 i取正值 减环 i取负值 例 已知一尺寸链 如图 各组成环为正态分布 废品率为0 27 求封闭环公差值及公差带分布 解 各组成环为正态分布 故ki km 1 A0为封闭环 A1 A2为增环 A3 A4 A5为减环 各组成环的公差 T1 0 4 T2 0 5 T3 0 2 T4 0 2 T5 0 2 各组成环的中间偏差 封闭环公差 封闭环公差带分布 工序基准是尚待加工的设计基准 1 拉内孔至 2 插键槽 保证尺寸x 试确定尺寸x的大小及公差 3 热处理 建立尺寸链如图b所示 H是间接保证的尺寸 因而是封闭环 计算该尺寸链 可得到 4 磨内孔至 同时保证尺寸 a b 键槽加工尺寸链 解 阶梯轴的轴向尺寸简图如下 因为端面M的粗糙度值很小 故需磨削 并要求同时保证两个设计尺寸和 加工过程如下 1 以M面为基准 精车N面和Q面 工序尺寸及A2如图 2 以N面为基准 磨削M面 至尺寸 间接保证尺寸 如图 求工序尺寸A2 对某表面进行加工 同时保证多个设计尺寸 工序尺寸确定例题 例1 零件的1面已加工 现以1面定位加工3面和2面 其工序简图如b图 试求工序尺寸A1和A2 例2 以工件底面1为定位基准 镗孔2 然后以同样的定位基准 镗孔3 设计尺寸 不是直接获得的 试分析 设计尺寸 A2为何值时才能保证设计尺寸 1 如果工序尺寸 是否能得到保证 2 如果在加工时确定 例3 偏心零件的表面A要求渗碳处理 渗碳层深度为0 5 0 8mm 加工过程如下 1 精车A面 保证尺寸 2 渗碳处理 控制渗碳层深度为H1 3 精磨A面 保证尺寸 同时保证渗碳层深度达到规定的要求 试确定H1的数值 1 车内孔 例4 某零件材料为2Cr13 其内孔的加工顺序如下 2 氰化 工艺要求氰化层深度为t 3 磨内孔至 要求保证氰化层深度为0 1 0 3mm 试求氰化工序的氰化层深度为t 例5 采用火花磨削方法加工某齿轮轴的端面 其前后有关的工序为 1 精车工序 以精车过的A面为基准精车B面 保证工序尺寸L1 精车C面 保证工序尺寸L2 2 在热处理后的磨削工序中 对B面进行磨削 控制磨削余量为 要求满足设计尺寸 例6 工件成批生产时以端面B定位加工表面A 保证尺寸 试标注铣此缺口的工序尺寸及公差 例7 某零件由两道工序完成 试求工序尺寸A B及其极限偏差 例8 加工轴时 要求保证轴径尺寸 和键槽深度 有关的工艺过程如下 1 车外圆至 2 在铣床上铣键槽深度至H 3 热处理 4 磨外圆至 若车后外圆与磨后外圆的同轴度为0 04mm 试分别用极值法与概率法计算铣键槽的工序尺寸H及其极限偏差 例9 加工轴套零件 其部分工序如下 工序5精车小端外圆 端面及肩面 工序10钻孔 工序15热处理 工序20磨孔及底面 工序25磨小端外圆及肩面 求工序尺寸A B及其极限偏差 四 时间定额与技术经济分析1 时间定额 完成某一工序所规定的时间 是用单件生产时间来计算的 是安排生产计划 计算产品成本的重要依据 按零件的年生产纲领N确定完成一个工序所要求的单件时间tptp 60 t Nt 年基本工时 h 年 设备负载率 0 75 0 85 N 生产纲领 件 年 按工艺规程确定工序单件时间tdtd tj tf tw tx基本时间tj辅助时间tf工作地服务时间tw休息和自然需要时间tx应该tp td以保证工艺过程按需要的生产率进行 每个工件某一工序的时间定额tntn td tz mtz为准备结束时间m为单批工件数量 提高劳动生产率的工艺措施 1 平衡工序单件时间各工序的tn大致相等 充分发挥各加工设备的生产效能 各工序的平均tn tp 确保完成全年生产任务 调整各工序的tn 保证生产线有节奏地正常运行 2 缩短单件时间td 即缩短tj tf tw tz 8 3工艺方案的技术经济分析 是计算分析技术经济指标 是对不同工艺方案进行工艺成本的分析和比较 确定最经济的方案 即生产成本最少的工艺方案 1 技术经济指标每一产品所需劳动量 工时 台时 每个工人每年的产量每台设备的产量每平方米生产面积的年产量 2 工艺成本的计算生产成本 是制造一个零件 产品 所消耗费用的总和 工艺成本 在生产成本中 大约有70 75 的费用与工艺过程直接有关的 工艺成本由两部分组成 可变费用V 是与年产量有关 并与之呈正比例的费用 不变费用S 是与年产量的变化没有直接关系的费用 当产量在一定范围内变化时 不变费用基本上保持一定 全年的工艺成本E 元 年 E S V N可变费用V 元 件 不变费用S 元 年产量N 件 3 最佳生产纲领的分析单件工艺成本EdEd V S N可以得到Ed N的变化曲线关系 双曲线 A段 设备负荷很低 N略有变化 Ed变化很大 B段 曲线趋近水平线 N有变化 Ed变化很小 问题 什么是最佳生产纲领 最佳生产纲领Np 对于某一工艺方案 当专用设备的不变费用S一定时 就具有一个与此设备生产能力相适应的产量 当NNp时 S N比值变得越来越小 并趋于稳定 达到一定程度后 则不能再降低Ed 4 临界产量和投资回收期分析A 两种工艺方案的基本投资相近 以单件工艺成本进行比较 B 两种工艺方案的基本投资相差较大 则必须同时考虑不同方案的基本投资差额的回收期限