《工艺规程设计》课件.ppt

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1、西安交通大学CIMS中心第六章第六章 工艺规程设计工艺规程设计西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第六章第六章 工艺规程设计工艺规程设计第一节第一节 概概 述述 第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 第三节第三节 加工余量及工序尺寸加工余量及工序尺寸 第四节第四节 工艺尺寸链工艺尺寸链第五节第五节 技术经济分析及工艺文件技术经济分析及工艺文件第六节第六节 制订工艺规程实例制订工艺规程实例第七节第七节 机器装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述n产品、零件设计好之后进行

2、产品、零件设计好之后进行加工之前需要进行工艺规程设加工之前需要进行工艺规程设计；计；n工艺规程设计的好坏对到整工艺规程设计的好坏对到整个产品的生产制造影响很大。个产品的生产制造影响很大。西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述一、生产过程与工艺过程一、生产过程与工艺过程机器的生产过程是将机器的生产过程是将原材料转变原材料转变为成品为成品的全过程；的全过程；在生产过程中，凡是改变生产对在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程工艺过程；工

3、艺过程可分为：工艺过程可分为：机械制造工艺过程机械制造工艺过程一般是指零件一般是指零件的的机械加工工艺过程机械加工工艺过程和和机器的装配机器的装配工艺过程工艺过程的总和。其它过程则称为的总和。其它过程则称为辅助过程辅助过程。焊接铸造 锻造 冲压 机械加工 装配F22F22装配现场装配现场西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述工艺工艺就是制造产品的方法；就是制造产品的方法；几种不同的工艺过程总有几种不同的工艺过程总有一种工艺过程在某一特定一种工艺过程在某一特定条件下是最合理的；条件下是最合理的；把合理工艺过程的有关内把合理工艺过程的有关内容写成工艺

4、文件的形式，容写成工艺文件的形式，用以用以指导生产指导生产，这些工艺，这些工艺文件即称为文件即称为工艺规程工艺规程；工艺规程不是一成不变的；工艺规程不是一成不变的；基于基于PLMPLM平台的电子工艺规程平台的电子工艺规程输出技术输出技术 西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成1.1.工序、工步和工作行程；工序、工步和工作行程；2.2.装夹和工位。装夹和工位。工序工序工序工序是组成加工工艺过程的基本单元；是组成加工工艺过程的基本单元；一个工序是指一个（或一组）工人，在一台机床一个工序是指一个（或一

5、组）工人，在一台机床（或一个工作地点），对同一工件（或同时对几个工（或一个工作地点），对同一工件（或同时对几个工件）所连续完成的那一部分件）所连续完成的那一部分工艺过程工艺过程；制订机械加工工艺过程中，列出制订机械加工工艺过程中，列出主要工序名称主要工序名称及其及其加工顺序加工顺序的简略工艺过程，称为的简略工艺过程，称为工艺路线工艺路线。西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述工步；工步；工步工步是在加工表面不是在加工表面不变、加工工具不变、变、加工工具不变、切削用量不变的条件切削用量不变的条件下所连续完成的那部下所连续完成的那部分工序；分工序；工

6、作行程；工作行程；工作行程工作行程也叫走刀，也叫走刀，是加工工具在加工表是加工工具在加工表面上加工一次所完成面上加工一次所完成的工步。的工步。机翼机翼1肋上下缘条的加工工步肋上下缘条的加工工步西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述阶梯轴的加工阶梯轴的加工 若阶梯轴的精度和表面粗糙度要求不高，则加工这根阶梯轴的若阶梯轴的精度和表面粗糙度要求不高，则加工这根阶梯轴的工艺过程将包含下列加工内容：工艺过程将包含下列加工内容：（1 1）切一端面；）切一端面；(2)(2)打中心孔；（打中心孔；（3 3）切另一端面；（）切另一端面；（4 4）打中心孔；（打中心

7、孔；（5 5）车大外圆；）车大外圆；(6)(6)大外圆倒角；（大外圆倒角；（7 7）车小外）车小外圆；（圆；（8 8）小外圆倒角；（）小外圆倒角；（9 9）铣键槽；（）铣键槽；（1010）去毛刺。）去毛刺。西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述根据根据车间加工条件和生产规模车间加工条件和生产规模的不同，可以采用不同的方案的不同，可以采用不同的方案来完成上述工件的加工。来完成上述工件的加工。在表在表6161及表及表6262中分别表示在单件小批生产及大批大量生中分别表示在单件小批生产及大批大量生产中工序的划分和所用的机床。产中工序的划分和所用的机床。

8、表表6-1单件小批生产的工艺过程单件小批生产的工艺过程 表表6-2 大批大量生产的工艺过程大批大量生产的工艺过程 工序号工序号工序内容工序内容设备设备1 1车一端面、打中心车一端面、打中心孔、调头车另一端孔、调头车另一端面，打另一中心孔面，打另一中心孔车床车床2 2车大外圆及倒角调车大外圆及倒角调头车小外圆及中心头车小外圆及中心孔孔车床车床3 3铣键槽、去毛刺铣键槽、去毛刺铣床铣床工序号工序号工序内容工序内容设备设备1 1铣端面，打中心铣端面，打中心孔孔铣端面和打中铣端面和打中心孔机床心孔机床2 2车大外圆及倒角车大外圆及倒角车床车床3 3车小外圆及倒角车小外圆及倒角车床车床4 4铣键槽铣键槽

9、键槽铣床键槽铣床5 5去毛刺去毛刺钳工台钳工台西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述从表中可以看出，随着生产规模的不同，工序的划分及每一从表中可以看出，随着生产规模的不同，工序的划分及每一个工序所包含的加工内容是不同的。个工序所包含的加工内容是不同的。在在单件小批生产单件小批生产的工序的工序1 1中，包括四个工步：中，包括四个工步：两次两次车端面；车端面；两次两次打中心孔。打中心孔。分为四个工步的原因是加工表面变了。分为四个工步的原因是加工表面变了。在工序在工序2 2 中也包括四个工步，这时加工表面和切削工具都中也包括四个工步，这时加工表面和切削

10、工具都变了。变了。西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述装夹和工位装夹和工位装夹是由装夹是由定位定位和和夹紧夹紧过程组成，这一功能是由过程组成，这一功能是由夹具完成夹具完成的；的；采采用用转转位位或或移移位位夹夹具具、回回转转工工作作台台或或多多轴轴机机床床上上加加工工时时，工工件件在在机机床床上上一一次次装装夹夹后后，要要经经过过若若干干个个位位置置依依次次进进行行加加工工。工工件件在在机机床床上上所所占占据据的的每每一一个个位位置置上上所所完完成成的的那那一一部部分工序就称为分工序就称为工位工位。气动通用夹具气动通用夹具 多工件装夹钻孔攻丝工

11、装多工件装夹钻孔攻丝工装 西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述三、生产类型与加工工艺过程的特点三、生产类型与加工工艺过程的特点 一）生产类型一）生产类型生生产产类类型型的的划划分分依依据据是是产产品品或或零零件件的的年年生生产产纲纲领领，产产品品的的年年生生产产纲纲领领就就是是产产品品的的年年生生产产量量。而而零零件件的的年年生生产产纲纲领领由由下式计算：下式计算：N=Qn(1+a%)(1+b%)(件件/年年)N N零件的年产纲领零件的年产纲领 (件件/年年)Q Q产品的年产量产品的年产量 （台年）（台年）n n每台产品中该零件的数量（件每台产

12、品中该零件的数量（件/台）台）a%a%备品率备品率b%b%废品率废品率西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述按年生产纲领划分生产类型按年生产纲领划分生产类型 表表6-3 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轻型零件轻型零件单件生产单件生产 510001000 1050005000 1005000050000小批生产小批生产中批生产中批生产大批生产大批生产大量生产大量生产西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节

13、 概概 述述单件生产单件生产单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复且很少重复;批量生产批量生产一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。每批制造的相同产品的数量称为批量。根一定的重复性。每批制造的相同产品的数量称为批量。根据批量的大小，成批生产又可分为：据批量的大小，成批生产又可分为：小批生产、中批生产小批生产、中批生产和大批生产和大批生产。小批生产的工艺过程的特点和单件生产相似；。小批生产的工艺过程的特点和单件生产相似；大批生产的工艺过程的特点和大量生产相似；中批生产的大批生产的工艺过程的特点和大

14、量生产相似；中批生产的工艺过程的特点则介于单件小批生产和大批大量生产之间工艺过程的特点则介于单件小批生产和大批大量生产之间;大批量生产大批量生产产品数量很大，大多数工作地点经常重复产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。地进行某一个零件的某一道工序的加工。西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述单件、小批量生产与大批量生产可能有不同的工艺过程单件、小批量生产与大批量生产可能有不同的工艺过程;对对单件小批生产单件小批生产，可能只要制订一个简单的工艺路线就行，可能只要制订一个简单的工艺路线就行了；了；对于对于大批量生产大

15、批量生产，应该制订一个详细的工艺规程，详细地，应该制订一个详细的工艺规程，详细地给出各种工艺参数。这样做主要是因为对大批量生产来说，给出各种工艺参数。这样做主要是因为对大批量生产来说，每个工序、工步节省每个工序、工步节省1 1秒种，就会带来可观的效益秒种，就会带来可观的效益;同时，详细的工艺规程，也是进行工夹具设计制造的依据。同时，详细的工艺规程，也是进行工夹具设计制造的依据。西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述各种生产类型的工艺过程特点可归纳成表各种生产类型的工艺过程特点可归纳成表64。表表64各各种种生生产产类类型型工工艺艺过过程程的的主主

16、要要特特点点西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述二）生产类型与组织方式二）生产类型与组织方式 产品的用途不同，产品的用途不同，决定了其市场需求量是不同的，因此不同决定了其市场需求量是不同的，因此不同的产品有不同的生产批量的产品有不同的生产批量;需求的批量不同需求的批量不同，形成了不同的生产规模类型，如大批量、，形成了不同的生产规模类型，如大批量、中小批量、单件生产等中小批量、单件生产等;不同的生产类型即生产规模不同，生产组织的方式及相应的不同的生产类型即生产规模不同，生产组织的方式及相应的工艺过程也大不相同工艺过程也大不相同;单件、小批：长江三

17、峡巨型发电机组单件、小批：长江三峡巨型发电机组 大批量：斯巴鲁水平对置发动机大批量：斯巴鲁水平对置发动机西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述针对不同的产品所选用的生产模式及制造针对不同的产品所选用的生产模式及制造技术的准则是什么？技术的准则是什么？质量、成本、生产率质量、成本、生产率长期以来是评价机电产品制造过长期以来是评价机电产品制造过程的三大准则；程的三大准则；随着科学技术的飞速发展及人们消费水平的提高，随着科学技术的飞速发展及人们消费水平的提高，质质量、成本、生产率量、成本、生产率这三大准则的内涵有了新的发展。这三大准则的内涵有了新的发展

18、。T T（交货时间）（交货时间）Q Q（质量）（质量）C C（成本）（成本）S S（服务）（服务）的准则的准则被提出来了；被提出来了；服务服务实际上也可看作质量的一个要素，单独提出来，实际上也可看作质量的一个要素，单独提出来，引起更多重视引起更多重视。西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述由于市场竞争的日趋激烈，由于市场竞争的日趋激烈，快速响应制造快速响应制造的概念被提出来的概念被提出来了；了；最早上市的几家公司往往占有市场份额的最早上市的几家公司往往占有市场份额的80%80%以上，往往以上，往往可以有较高的价格，即使生产成本较大，企业仍能获得丰

19、可以有较高的价格，即使生产成本较大，企业仍能获得丰厚利润；厚利润；决策一个产品的生产组织、开发方式及制造工艺时，不仅决策一个产品的生产组织、开发方式及制造工艺时，不仅要对要对工艺技术工艺技术有深刻透彻的掌握，而且能从有深刻透彻的掌握，而且能从管理学角度管理学角度作作出有战略眼光的选择。出有战略眼光的选择。西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述企业组织产品的生产可以有多种模式：企业组织产品的生产可以有多种模式：生产全部零部件、组装机器；生产全部零部件、组装机器；生产一部分关键的零部件，其余的由其它企业供应；生产一部分关键的零部件，其余的由其它企业供

20、应；完全不生产零部件，只负责设计及销售。完全不生产零部件，只负责设计及销售。第一种模式的企业第一种模式的企业，必须形成大而全、小而全的工厂。当市，必须形成大而全、小而全的工厂。当市场发生变化时，场发生变化时，适应性差适应性差，难以作到设备负载的平衡难以作到设备负载的平衡，而且固，而且固定资产利用率差，定岗人员也有忙闲不均情况，影响管理和全定资产利用率差，定岗人员也有忙闲不均情况，影响管理和全员的积极性员的积极性；西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述第三种模式第三种模式具有具有固定设备投入少固定设备投入少、转产容易等优点，适宜市、转产容易等优点，

21、适宜市场的变化。但对于核心技术和工艺应该自己掌握时，或大批场的变化。但对于核心技术和工艺应该自己掌握时，或大批量生产中附加值比较大的零部件生产，这一模式就有不足之量生产中附加值比较大的零部件生产，这一模式就有不足之处。许多高新技术开发区处。许多高新技术开发区“两头在内、中间在外两头在内、中间在外”的企业均的企业均是这种方式；是这种方式；国外国外敏捷制造中的动态联盟敏捷制造中的动态联盟，其实质即是在，其实质即是在INTERNETINTERNET信息技信息技洛克希德洛克希德马丁公司在马丁公司在“联合攻击机联合攻击机”项项目中的异地协同网络结构目中的异地协同网络结构支持下，在全球范围内实现这支持下，

22、在全球范围内实现这一生产模式。一生产模式。西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述许多产品复杂的许多产品复杂的大工业大工业多采用第二种模式；多采用第二种模式；美国的三大汽车公司美国的三大汽车公司周围密布着数以千计的中小企业，承周围密布着数以千计的中小企业，承担担汽车零配件汽车零配件、汽车生产汽车生产所需的专用工模具、专用设备的所需的专用工模具、专用设备的生产供应，形成一个繁荣的产业；生产供应，形成一个繁荣的产业；日本的汽车工业日本的汽车工业也是如此，汽车生产厂家只控制整车、车也是如此，汽车生产厂家只控制整车、车身和发动机的设计和生产。身和发动机的设

23、计和生产。日本电装、丰田工机、美国的日本电装、丰田工机、美国的TRWTRW、德尔福、德尔福都是专门生产汽车零部件的巨型企业，它们都是专门生产汽车零部件的巨型企业，它们对多家汽车生产厂供货。对多家汽车生产厂供货。西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述工艺规程设计须遵循以下原则：工艺规程设计须遵循以下原则：1)1)保证机器零件的保证机器零件的加工质量加工质量(或机器的装配质量或机器的装配质量)，达到，达到设计设计图纸图纸上规定的各项上规定的各项技术要求技术要求；2)2)应使工艺过程具有应使工艺过程具有较高的生产率较高的生产率，使产品尽快投放市场；，使

24、产品尽快投放市场；3)3)设法设法降低制造成本降低制造成本；4)4)注意注意减轻减轻工人的劳动强度，保证生产安全。工人的劳动强度，保证生产安全。四、工艺规程的设计原则及原始资料四、工艺规程的设计原则及原始资料西安交通大学西安交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述设计工艺规程必须具备以下原始资料：设计工艺规程必须具备以下原始资料：1)1)产品装配图、零件图；产品装配图、零件图；2)2)产品验收质量标准；产品验收质量标准；3)3)产品的年生产纲领；产品的年生产纲领；4)4)毛坯材料与毛坯生产条件；毛坯材料与毛坯生产条件；5)5)制造厂的生产条件；制造厂的生产条件；6)6)工艺规程设计、工艺装备设计所需要的设计手册和有关标工艺规程设计、工艺装备设计所需要的设计手册和有关标准；准；7)7)国内外先进制造技术资料等。国内外先进制造技术资料等。