第4章机械加工工艺规程设计a.ppt
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1、第第4章章机械加工工艺机械加工工艺规程设计规程设计史成坤史成坤2021/9/231北京航空航天大学工程训练中心北京航空航天大学工程训练中心第第4章章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计工艺过程的基本概念工艺过程的基本概念工艺过程的基本概念工艺过程的基本概念零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析基准与定位基准与定位基准与定位基准与定位工艺路线的制订工艺路线的制订工艺路线的制订工艺路线的制订加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸工艺尺寸链工艺尺寸链工艺尺寸链工艺尺寸链典型零件加工工艺分析典型零件加工工艺分析典型零件加工工艺分
2、析典型零件加工工艺分析2021/9/232一、基本概念一、基本概念生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程技术准备过程技术准备过程辅助生产过程辅助生产过程生产服务过程生产服务过程工艺过程工艺过程产品投产前的市场调查、预测、新产品鉴定、工艺设计等工艺装备制造、能源供应、设备维修等 原材料的组织、运输、保管、产品包装等直接改变原材料或半成品的尺寸、尺寸、形状、表面的相互位置、表面粗糙形状、表面的相互位置、表面粗糙度或性能度或性能,使之成为成品的过程 生产过程生产过程生产过程生产过程将原材料或半成品转变成将原材料或半成品转变成为为产品产品所经过的全部过程所经过的全部过程构成构成2021/9/233工工
3、序序工工 步步走走 刀刀安安 装装工工 位位加工工艺过程加工工艺过程2021/9/234连续连续同一个工作地点同一个工作地点工工 序序一个(或一组)工人,在一个(或一组)工人,在同一个工作地点同一个工作地点(或机床)(或机床)对一个对一个(或一组)工件进行加工,所(或一组)工件进行加工,所连续连续完成的那部分工艺过程。完成的那部分工艺过程。工序工种工序内容工作地点(机床)0车车端面,打中心孔,掉头,车端面,打中心孔车床15车粗车各外圆;半精车各外圆,倒角,去毛刺车床210钳划线钳工台思考:u单个零件,同一个人在同一个车床完成前两个工序?u一批零件和单个零件?2021/9/235工序号工序内容设
4、备1车小端面,钻小端中心孔,粗车小端外圆,倒角;大端面,钻大端中心孔,粗车大端外圆,倒角;精车外圆车床2铣键槽,手工去毛刺铣床工序号工序内容设备1 车小端面,钻小端中心孔,粗车小端外圆,倒角车床12 车大端面,钻大端中心孔,粗车大端外圆,倒角车床23精车外圆车床34铣键槽,手工去毛刺铣床同一个零件,同样的加工内同一个零件,同样的加工内容可以有不同的工序安排容可以有不同的工序安排2021/9/236安装安装在同一个工序中,工件每在同一个工序中,工件每定位和夹紧定位和夹紧一次所完成的那部分工一次所完成的那部分工序内容称为一个安装。序内容称为一个安装。一个工序中,工件可安装一次或数次。一个工序中,工
5、件可安装一次或数次。工序工种工序内容工作地点(机床)0车车端面,打中心孔,掉头,车另一端面,打中心孔车床1二次二次安装安装2021/9/237工工 位位相对刀具或设备的固定部分,相对刀具或设备的固定部分,工件工件所占有的每一个加工位置所占有的每一个加工位置称为工位。称为工位。如果一个工序只有一个安装,并且该安装中只有一个工位,如果一个工序只有一个安装,并且该安装中只有一个工位,则工序内容就是则工序内容就是安装安装内容,同时也就是内容,同时也就是工位工位内容。内容。工序工种工序内容工作地点(机床)0车车端面,打中心孔,掉头,车另一端面,打中心孔车床1多工位安装多工位安装一般来说,一次安装对应一个
6、工位一般来说,一次安装对应一个工位2021/9/238工工 步步在一个工序中,当在一个工序中,当工件的加工表面、切削刀具和切削用量工件的加工表面、切削刀具和切削用量中的转速与进给量中的转速与进给量均均保持不变保持不变时所完成的那部分工序时所完成的那部分工序工序工种工序内容工作地点(机床)0车车端面,打中心孔,掉头,车另一端面,打中心孔车床15车粗车各外圆;半精车各外圆,倒角,去毛刺车床210钳划线钳工台工步的基本要素:工步的基本要素:工步的基本要素:工步的基本要素:加工面、刀具、切加工面、刀具、切加工面、刀具、切加工面、刀具、切削用量(削用量(削用量(削用量(不含背吃不含背吃不含背吃不含背吃刀
7、量)刀量)刀量)刀量)均不变均不变均不变均不变几个工步几个工步?2021/9/239 带回转刀架的机床带回转刀架的机床(转塔车床,加工中心转塔车床,加工中心),回转刀架的一次转位所完成的工,回转刀架的一次转位所完成的工位内容属一个工步;若有多把刀具同时参与切削,该工步称为位内容属一个工步;若有多把刀具同时参与切削,该工步称为复合工步复合工步。立轴转塔车床回转刀架立轴转塔车床回转刀架立轴转塔的一个复合工步立轴转塔的一个复合工步钻孔、扩孔复合工步钻孔、扩孔复合工步组合铣刀铣平面复合工步组合铣刀铣平面复合工步2021/9/2310工工艺艺过过程程走走 刀刀刀具从被加工表面每切去一层余量,就称为一次走
8、刀。刀具从被加工表面每切去一层余量,就称为一次走刀。是构成工步的基本单元,构成工艺过程的最小单元。是构成工步的基本单元,构成工艺过程的最小单元。一个工步可包括一次或数次走刀。当需要切去的金属层很厚一个工步可包括一次或数次走刀。当需要切去的金属层很厚(背吃刀量背吃刀量),不能在一次走刀下切完,则需分几次走刀。),不能在一次走刀下切完,则需分几次走刀。零件的机械加工工艺过程由若干个零件的机械加工工艺过程由若干个工序工序组成;组成;在一个在一个工序工序中可能包含有一个或几个中可能包含有一个或几个安装;安装;每一个每一个安装安装可能包含一个或几个可能包含一个或几个工位;工位;每一个每一个工位工位可能包
9、含一个或几个可能包含一个或几个工步;工步;每一个每一个工步工步可能包括一个或几个可能包括一个或几个走刀走刀。2021/9/23112021/9/2312基本概念基本概念生产类型生产类型每种产品只生产一每种产品只生产一件或几件,而且不件或几件,而且不再重复投产或不定再重复投产或不定期地重复投产。期地重复投产。产品分批进行生产,产品分批进行生产,经过一定时期后,又经过一定时期后,又交替地重复进行。可交替地重复进行。可分为大批、中批、小分为大批、中批、小批生产。批生产。单件生产单件生产单件生产单件生产划分依据划分依据产品的年产量产品的年产量产品的年产量产品的年产量工作地的专业化程度(产品本身的大小和
10、复杂度)工作地的专业化程度(产品本身的大小和复杂度)成批生产成批生产成批生产成批生产大量生产大量生产大量生产大量生产制定生产工艺通常要根据生产类型来进行制定生产工艺通常要根据生产类型来进行长时间内只生产同一长时间内只生产同一种产品,产品应用广种产品,产品应用广泛、产量很大、已经泛、产量很大、已经定型。如螺钉、螺母定型。如螺钉、螺母等标准件等标准件2021/9/2313生产类型零件的年生产纲领/件/年重型机械中型机械轻型机械单件生产小批生产中批生产大批生产大量生产5510010030030010001000202020020050050050005000100100500500500050005
11、000050000按产量划分生产类型按产量划分生产类型2021/9/2314生产类型特点单件生产成批生产大量生产加工对象经常变换周期性变换固定不变机床通用机床通用机床和专用机床专用机床或自动线机床布局机群式布置按零件分类的工段式布置按流水线布置夹具通用夹具或组合夹具必要时采用专用夹具通用或专用夹具广泛使用高效率专用夹具刀具通用刀具通用刀具和专用刀具广泛使用高效率专用刀具量具通用量具通用量具和专用量具广泛使用高效率专用量具毛坯制造方法木模手工造型、自由锻(精度低)手工及部分金属模造型和模锻金属模机器造型,压力铸造,特种铸造,模锻,特制型材(高精度)各种生产类型的工艺特点各种生产类型的工艺特点20
12、21/9/2315生产类型特点单件生产成批生产大量生产安装方法直接或划线找正划线找正和广泛使用夹具不需划线,全部使用夹具装配方法配制件不能互换广泛采用修配法绝大部分完全互换,少量分组或修配完全互换生产周期没有一定周期重复长时间连续生产生产率低一般高成本高一般低生产工人等级高一般低,调整工人技术水平要求高工艺文件简单,一般为加工过程卡片比较详细详细编制2021/9/2316基本概念基本概念机械加工工艺规程机械加工工艺规程工艺规程工艺规程将合理的工艺过程编写成用于将合理的工艺过程编写成用于指导生产指导生产指导生产指导生产的技的技术文件,如工艺路线卡、工艺过程卡、工序术文件,如工艺路线卡、工艺过程卡
13、、工序卡等卡等2021/9/2317制定工艺规程原则与步骤 1.1.原则原则保证加工的零件(产品)达到规定的技术要求。保证加工的零件(产品)达到规定的技术要求。提高生产率、降低成本、改善劳动条件。提高生产率、降低成本、改善劳动条件。充分利用本企业现有生产条件充分利用本企业现有生产条件,尽可能采用国内外先进工尽可能采用国内外先进工艺技术和检验艺技术和检验 。2021/9/23182 2.工艺过程设计的步骤工艺过程设计的步骤仔细阅读零件图;仔细阅读零件图;对零件进行工艺分析对零件进行工艺分析;选择毛坯选择毛坯;确定工件在加工时的基准和定位确定工件在加工时的基准和定位;拟定零件的工艺路线拟定零件的工
14、艺路线;确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差;确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差;确定各主要工序的技术要求及检验方法;确定各主要工序的技术要求及检验方法;确定各工序的切削用量和工时定额;确定各工序的切削用量和工时定额;(9)(9)填写工艺文件。填写工艺文件。2021/9/2319二、零件结构工艺性分析二、零件结构工艺性分析零件的图纸分析零件的图纸分析零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析结构工艺性装配工艺性2021/9/2320零件的图纸分析零件的图纸分析通过图纸了解零件的形状、结构并通过图纸了解零件的形状、结构并检查图纸的完整性和正确性检查图纸的完整性和正确性;分析分析尺寸及其公差、表面
15、粗糙度、几何公差等尺寸及其公差、表面粗糙度、几何公差等技术要求技术要求,审查其合,审查其合理性,必要时应参阅部、组件装配图或总装图理性,必要时应参阅部、组件装配图或总装图耳槽耳槽 Ra3.2改为改为Ra12.52021/9/2321 分析零件材料及热处理分析零件材料及热处理 目的目的:审查零件材料及热处理选用是否合适,了解零件材料加审查零件材料及热处理选用是否合适,了解零件材料加工的难易程度;工的难易程度;黑色金属(淬火钢),Ra=0.8 用磨削 有色金属(铝合金),Ra=0.8 用精车初步考虑热处理工序的安排。初步考虑热处理工序的安排。热处理:如预备热处理 高碳钢 退火;低碳钢 正火;铸铁
16、时效。2021/9/2322找出主要加工表面和某些特殊的工艺要求,找出主要加工表面和某些特殊的工艺要求,分析其可行性,以确分析其可行性,以确保其最终能顺利实现。保其最终能顺利实现。合理的标注尺寸合理的标注尺寸 重要尺寸直接标注重要尺寸直接标注尺寸应便于测量尺寸应便于测量不应封闭不应封闭按加工顺序标注自由尺寸按加工顺序标注自由尺寸非加工表面的位非加工表面的位置尺寸应直接标注置尺寸应直接标注2021/9/2323零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析 定义定义定义定义:零件结构工艺性零件结构工艺性是指所设计的零件在是指所设计的零件在满足使用要求前提下满足使用要求前提下,其制造、维修的可行性和经济
17、性。其内容包括零件机械加工其制造、维修的可行性和经济性。其内容包括零件机械加工结构工艺性结构工艺性和产品结构和产品结构装配工艺性装配工艺性。零件结构工艺性的好与差是相对的,零件结构工艺性的好与差是相对的,与生产的工艺过程、生产批与生产的工艺过程、生产批量、工艺装备条件和技术水平等因素有关量、工艺装备条件和技术水平等因素有关 学习零件结构工艺性的意义学习零件结构工艺性的意义l了解零件结构工艺性对加工影晌很大,设计零件结构时要充分予以了解零件结构工艺性对加工影晌很大,设计零件结构时要充分予以考虑。考虑。l 碰到结构工艺性不好时会做一般处理碰到结构工艺性不好时会做一般处理:(1)与设计者协商修改原设
18、计;(与设计者协商修改原设计;(2)不能修改时在工艺上想办法。)不能修改时在工艺上想办法。l 结构工艺性随科技发展而变化。结构工艺性随科技发展而变化。2021/9/2324l l 零件的结构尺寸应零件的结构尺寸应标准化标准化,以便采用标准刀具和通用量具,以便采用标准刀具和通用量具l l 零件结构形状应尽量简单和布局合理,零件结构形状应尽量简单和布局合理,方便加工和测量方便加工和测量l l 结构设计方便在夹具中安装、定位和夹紧结构设计方便在夹具中安装、定位和夹紧l l 结构设计便于结构设计便于提高生产率提高生产率、保证加工质量、保证加工质量结构工艺性l l 尽量减少加工表面的数量和面积,合理规定
19、零件的精度和尽量减少加工表面的数量和面积,合理规定零件的精度和表面粗糙度,表面粗糙度,减少切削加工量减少切削加工量l l 零件应具有零件应具有足够的刚度足够的刚度,能承受夹紧力和切削力,能承受夹紧力和切削力2021/9/2325l l 零件的结构尺寸应零件的结构尺寸应标准化标准化,以便采用标准刀具和通用量具,以便采用标准刀具和通用量具D尺寸标准化尺寸标准化采采用用标标准准件件螺纹直径和螺距采用标准值螺纹直径和螺距采用标准值2021/9/2326盲孔的孔底和阶梯孔的过渡部分应设计成与钻头顶角相同的圆锥面盲孔的孔底和阶梯孔的过渡部分应设计成与钻头顶角相同的圆锥面中断的平面或凹槽转角处应有与标准刀具
20、相适应的过渡表面中断的平面或凹槽转角处应有与标准刀具相适应的过渡表面2021/9/2327l l 零件结构形状应尽量简单和布局合理,零件结构形状应尽量简单和布局合理,方便加工和测量方便加工和测量减减少少内内表表面面加加工工量量,内内表表面面加加工工变变为为外外表表面面加加工工2021/9/2328便便于于刀刀具具进进出出尽量采用开口槽尽量采用开口槽保证刀具能正常切入切出保证刀具能正常切入切出2021/9/2329留出必要的退刀槽、空刀槽和越程槽(磨削)留出必要的退刀槽、空刀槽和越程槽(磨削)2021/9/2330练习12021/9/2331保保证证刀刀具具能能有有最最方方便便的的工工作作条条件
21、件孔孔轴轴线线应应与与端端面面垂垂直直细长孔不容易切削细长孔不容易切削2021/9/2332避免弯曲的孔避免弯曲的孔2021/9/2333不不方方便便加加工工的的结结构构可可采采用用组组合合结结构构2021/9/2334l l 尽量减少加工表面的数量和面积,合理规定零件的精度和表尽量减少加工表面的数量和面积,合理规定零件的精度和表面粗糙度,面粗糙度,减少切削加工量减少切削加工量铸出凸台,减少切削量铸出凸台,减少切削量尽量减少精加工表面面积尽量减少精加工表面面积2021/9/2335l l 结构设计方便在夹具中安装、定位和夹紧结构设计方便在夹具中安装、定位和夹紧增加必要的工艺凸台或夹紧边,以利于
22、安装增加必要的工艺凸台或夹紧边,以利于安装2021/9/2336在薄壁工件的装夹位置增加厚度在薄壁工件的装夹位置增加厚度l l 零件应具有零件应具有足够的刚度足够的刚度,能承受夹紧力和切削力,能承受夹紧力和切削力增设加强筋,防止切削变形增设加强筋,防止切削变形2021/9/2337l l 结构设计便于结构设计便于提高生产率提高生产率、保证加工质量、保证加工质量有有相相互互位位置置精精度度要要求求的的表表面面,最最好好在在一一次次安安装装中中加加工工出出来来尽尽量量减减少少安安装装次次数数,节节约约辅辅助助时时间间2021/9/2338尽尽量量减减少少刀刀具具、装装夹夹更更换换及及调调整整的的时
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- 机械 加工 工艺 规程 设计
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