第二章-汽车零件机械加工工艺基本概念分析.ppt

第 二 章汽车零件机械加工工艺基本概念 第一节 机械加工工艺过程及其组成第二节 汽车产品的生产性质、生产纲领 和生产类型第三节 汽车零件的加工经济精度 第四节 汽车制造专业的工艺文件 第二章 汽车零件机械加工工艺基本概念1.1 机械加工工艺过程的基本概念第一节机械加工工艺过程及其组成生产过程中按一定顺序改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。工艺过程是生产过程中的主要部分，其余的劳动过程则为生产过程的辅助过程。工艺过程包括运输、保管、刃磨、设备维护等1.1 机械加工工艺过程的基本概念由若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可分为安装、工位、工步和走刀一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程同一工序中，工件在机床或夹具中定位和夹紧一次，称为一次安装。工艺过程的组成工序安装1.2 机械加工工艺过程的组成分类在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置在一个工步内，若被加工表面需切去的金属层很厚，就可分几次切削，每切削一次为一次走刀工位工步走刀1.2 机械加工工艺过程的组成工序：工序：一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。它是组成工艺过程的基本单元。一组（个）工人一个工作地（指机床）连续地加工工序包括三要素三要素任何一个改变都将视为不同工序。（如热处理后再一次回到同一工作地）。1.2 机械加工工艺过程的组成工序集中工序分散将工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。工序集中有利于采用数控机床、高效专用设备及工装将工件的加工，分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。工序分散使用的设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，操作简单，转产容易工序的集中与分散工序的集中与分散1.2 机械加工工艺过程的组成提示：提示：小批量生产：小批量生产：产量少效率不是主要问题，主要应减少设备使 的台数及人员分配，所以不宜采取工序分散的办法。大批大量生产：大批大量生产：主要问题是要提高生产率，所以宜采用高效专业用设备，工序也较多。1.2 机械加工工艺过程的组成 为了完成一定的工序内容，一次装夹后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的某一个位置。工件在加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹，就会增加装夹的时间，还会增加装夹误差。减少装夹次数的有效办法是采用多工位夹具多工位夹具。1.2 机械加工工艺过程的组成11 减少工件的安装次数 多工位加工工位1：装卸工件 工位2：钻孔工位3：扩孔 工位4：铰孔 可实现加工时间与辅助时间重叠。减少辅助时间，缩短工时，提高效率。多工位加工的好处：多工位加工的好处：1.2 机械加工工艺过程的组成12工步：工步：在加工表面（或装配时的连接表面）不变、加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。加工表面不变（可以是单个表面或组合表面）工具不变（四角刀架，换刀）连续性（一个工序通常包含几个工步）。工步包括三要素1.2 机械加工工艺过程的组成13 为简化工艺文件，对于那些连续进行的若干个相同的工步，通常都看作一个工步。如图加工的零件，在同一工序中，连续钻四个 5mm的孔，就可看作一个工步。为了提高生产率，用几把刀具同时参与切削几个表面，这也可看作一个工步，称为复合工步复合工步。端面或钻两端中心孔，它们都是复合工步。例如：铣端面、钻中心孔，铣端面、钻中心孔，每个工位都是用两把刀具同时铣两1.2 机械加工工艺过程的组成14立轴转塔车床回转刀架上的复合工步刨平面复合工步1.2 机械加工工艺过程的组成15组合铣刀铣平面复合工步钻、扩孔复合工步1.2 机械加工工艺过程的组成16课堂示例1：如图所示的圆盘零件，设计其单件小批及成批生产时的加工工艺过程。1.2 机械加工工艺过程的组成17181.2 机械加工工艺过程的组成19第二节汽车产品的生产性质、生产纲领和生产类型 2.1 汽车产品的生产性质1）产品试制2）试生产3）正式生产202.2 汽车产品的生产纲领 概念：汽车生产企业在一定计划期间内（通常为1年）规定了应生产汽车的产量和进度计划，这就是工厂的生产纲领。汽车产品的生产纲领 Q产量的组成：产量的组成：需求产品数量，备品数量、废品数量。21汽车零件的年生产纲领N可由下式计算：N=QN=Qn(1+a%+b%)n(1+a%+b%)N-零件的年产量Q-产品的年产量（台/年）n-每台产品所需该零件数量（件/台）a-备品率，指用于维修的备件数占装车件数的比例b-废品率，零件的废品占投入生产件数的比例 本生产纲须确定后，就可以根据车间的具体情况按一定期限分批投产，每批投产的零件数量称为批量。2.2 汽车产品的生产纲领222.3 汽车产品的生产类型及工艺特征1）生产类型 产品有大有小，小到螺钉，大至收音机，船舶。其特征有的复杂，有的简单，批量和生产纲领也各不相同。根据产品的大小、特征、批量和生产纲领，我们通常将产品的生产分成三种生产类型：生产类型单件生产成批生产 大量生产 23生产类型不仅决定于生产纲领，而且和产品的大小和复杂程度有关。划分依据可参照下表：表1.2 加工零件生产类型的划分2.3 汽车产品的生产类型及工艺特征24表1.3 汽车制造企业生产类型与产量之间的关系2.3 汽车产品的生产类型及工艺特征252）不同生产类型机械加工的工艺特征（1）单件生产）单件生产特征：产品做得少，只做一件或数件；一个工作进行多工序和多品种的作业；重型机器、大型船舶，新样机制造属此类型。采用设备：通用设备，也可以选用先进的数控机床，以降低成本2.3 汽车产品的生产类型及工艺特征26（2 2）成批生产）成批生产特征：产品生产数量较多，周期地成批投入生产；一个工作地顺序地、分批地完成不同工件的某些工序；通用机床，数量需求不大，但常更新产品就属此类型。成批生产小批生产中批生产 大批生产2.3 汽车产品的生产类型及工艺特征27（3 3）大批生产大批生产特征：产品生产数量大，需连续不断地进行生产；一个工作地重复不断地进行某工序的加工；如汽车通用件（轴承、螺栓等）自行车等属此类生产类型。采用设备：高效率的设备和工艺方法，以提高生产效率2.3 汽车产品的生产类型及工艺特征28表1.4 汽车制造中不同生产类型的工艺特点2.3 汽车产品的生产类型及工艺特征29衡量工序专业化程度可用每台设备或者工作场地完成的工序数目或节拍等方法确定。汽车流水线零件的生产节拍是指一条生产线上相继完成两件产品生产之间的时间间隔。T=60H/NT=60H/NT为流水线的生产节拍，minH为零件年有效生产工作时间，h为工时利用率N为年生产纲领，件/年2.3 汽车产品的生产类型及工艺特征30稳定节拍、加快节拍是生产节拍优化工程的目标。稳定节拍、加快节拍是生产节拍优化工程的目标。生产节拍最慢的环节称为瓶颈（bottleneck）。例：流水线三道工序依次作业时间为8min，10min，6min，寻求其改进方法。1）10min工序的工作量分担给6min工序 8-8-82）增加10min工序人手，8min工序分担部分给10min工序 6-6*2-62.3 汽车产品的生产类型及工艺特征313）汽车产品生产批量与成本间的关系 规模生产三原则集中生产规模经济专业化协作2.3 汽车产品的生产类型及工艺特征32第三节 汽车零件的加工经济精度加工经济精度 在正常的加工条件下（采用符合标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级的工人，不延长加工时间）的一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度。333.1 加工精度与成本的关系 各种加工方法的加工误差和加工成本之间存在一定的。这种关系呈负指数函数曲线形状负指数函数曲线形状。343.2 加工经济精度与加工方法的选择表面光洁度表面特征主要加工方法应用举例名称数值/m粗面Ra100明显可见刀痕1 粗车、粗铣、粗刨、钻为光洁度最低的加工面，一般很少应用Ra50可见刀痕用粗纹锉刀和粗砂轮加工Ra25微见刀痕粗车、刨、立铣、平铣、钻不接触表面、不重要的接触面，如：螺丝孔、倒角、机座底面等半 光面Ra12.5可见加工痕精车、精铣、精刨、铰、镗、粗磨等没有相对运动的零件接触面，如：箱、盖、套筒Ra6.3微见加工痕要求紧贴的表面、键和键槽工作表面。相对运动速度不高的接触面，如：支架孔、衬套、皮带轮轴孔的工作面Ra3.2看不见加工痕光面Ra1.6可辨加工痕迹方向精车、精铰、精拉、精镗、精磨等要求很好密合的接触面，如：与滚动轴承配合的表面、锥销孔等。相对运动速度较高的接触面，如：滑动轴承的配合表面、齿轮轮齿的工作表面等。Ra0.8微辨加工痕迹方向Ra0.4不可辨加工痕迹方向最 光 面Ra0.2暗光泽面研磨、抛光、超级精细研磨等精密量具的表面，极重要零件的摩擦面，如：汽缸的内表面、精密车床主轴颈、座标镗床的主轴颈等Ra0.1亮光泽面Ra0.05镜状光泽面Ra0.025雾状光泽面Ra0.012镜面35第四节 汽车制造专业的工艺文件工艺文件 是将工艺工作以一定格式文件的形式确定下来的全部资料的总称，按其作用可分为工艺规程和管理用工艺文件两类。36374.1 工艺规程概念：把比较合理的工艺过程确定下来后，按一定的格式（通常是表格和图表）和要求写成文件形式，要求企业有关人员必须严格执行的指令性文件。作用：工艺规程是在总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必要的工艺试验后制订的，反映了加工中的客观规律。因此，工艺规程是（1）指导工人操作和用于生产、工艺管理工作的主要技术文件，（2）又是新产品投产前进行生产准备和技术准备的依据和新建、扩建车间或工厂的原始资料，（3）此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。38（1）机械加工工艺规程包括的内容 拟定机加工工艺路线拟定机加工工艺路线 确定各道工序的具体内容确定各道工序的具体内容4.1 工艺规程39（2）机械加工工艺规程文件形式工艺文件的形式：多种多样，区别很大，主要决定于生产类型。工艺文件的形式：多种多样，区别很大，主要决定于生产类型。在单件小批生产中一般只编制机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡。在成批生产中多采用机械加工工序卡片机械加工工序卡片。大批大量生产中则要求完整和详细的文件，一般是工艺过程卡、工工艺过程卡、工序卡片，序卡片，有时甚至包括操作卡、调整卡操作卡、调整卡以及检验卡检验卡。各工厂采用的工艺文件并无须统一格式，但基本内容大同小异。4.1 工艺规程404.1 工艺规程414.1 工艺规程424.2 管理用工艺文件（1）工装设计任务书（2）工具一览表与草案（3）工厂设计文件本章回顾1.了解工艺过程的定义；熟练掌握机械加工工艺过程的组成。2.对简单零部件能够制定加工工艺过程（小批、大批）。3.掌握汽车零件的生产纲领、汽车零件生产节拍的计算方法。4.了解汽车产品的生产类型。5.了解加工经济精度与成本的关系。6.了解工艺文件的组成。了解工艺过程卡、工序卡的格式内容。作业题：2.1 简述机械加工工艺过程的组成，并分析多工位加工的优点。2.2 某发动机厂年产某型号4缸机20000台，已知曲轴的备品率为10%，曲轴加工废品率为2%，1.试计算曲轴的年生产纲领N，2.五月份共工作28天，（若一年工作日为260天），请计算五月份的生产批量P。3.若曲轴生产厂家平均每天有效工作时间为8小时，其工时利用率为85%，求曲轴生产线的生产节拍。