机械设计与夹具(精品).ppt
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1、第八章第八章 机械加工先进工艺技术简介机械加工先进工艺技术简介第一节第一节 成组技术成组技术第二节第二节 计算机辅助工艺规程设计计算机辅助工艺规程设计第三节第三节 特种加工方法简介特种加工方法简介第一节第一节 成组技术成组技术一、概述一、概述近年来,由于科学技术飞跃发展及市场竞争日益激烈,机械近年来,由于科学技术飞跃发展及市场竞争日益激烈,机械工业企业的产品更新愈来愈快,产品品种日益增多,而每种工业企业的产品更新愈来愈快,产品品种日益增多,而每种产品的批量都愈来愈少。目前,多品种,中小批量生产企业产品的批量都愈来愈少。目前,多品种,中小批量生产企业约占机械工业企业总数的约占机械工业企业总数的7
2、5%80%,通常这些企业的劳,通常这些企业的劳动生产率比较低,生产周期长,产品成本高,不利于竞争。动生产率比较低,生产周期长,产品成本高,不利于竞争。在这种情况下,成组工艺就成为改变多品种,中、小批生产在这种情况下,成组工艺就成为改变多品种,中、小批生产落后面貌而迅速发展起来的一种新技术。它为多品种,中小落后面貌而迅速发展起来的一种新技术。它为多品种,中小批量生产创造了大批量生产的条件。批量生产创造了大批量生产的条件。下一页 返回第一节第一节 成组技术成组技术事实上,不同的机械产品,尽管其功能和用途各不相同,然事实上,不同的机械产品,尽管其功能和用途各不相同,然而每种产品中所包含的零件类型都存
3、在一定的规律性。大量而每种产品中所包含的零件类型都存在一定的规律性。大量的统计分析表明,任何一种机械产品中的组成零件都可分为的统计分析表明,任何一种机械产品中的组成零件都可分为以下三类:以下三类:(1)专用件)专用件 这类零件在产品中数量少,约占零件总数的这类零件在产品中数量少,约占零件总数的5%10%,但结构复杂,再用性低。如机床床身、主轴箱,但结构复杂,再用性低。如机床床身、主轴箱,发动机中的一些大件均属此类。发动机中的一些大件均属此类。(2)相似件)相似件 这类零件在产品中的种类多,数量大,约占零这类零件在产品中的种类多,数量大,约占零件总数的件总数的65%70%,其特点是相似程度高,多
4、为中等复,其特点是相似程度高,多为中等复杂程度的零件,如轴、套、支座、拨叉、齿轮等。杂程度的零件,如轴、套、支座、拨叉、齿轮等。(3)标准件)标准件 这类零件结构简单,再用性高,如螺母、螺钉、这类零件结构简单,再用性高,如螺母、螺钉、垫圈等,一般均以组织大量生产。垫圈等,一般均以组织大量生产。下一页 返回上一页第一节第一节 成组技术成组技术所谓组成技术,就是用科学的方法,在多品种生产中将形状、所谓组成技术,就是用科学的方法,在多品种生产中将形状、工艺、尺寸近似的零件组成一个零件组,并按零件组统一制工艺、尺寸近似的零件组成一个零件组,并按零件组统一制定工艺规程进行制造。这样就扩大了批量,以便于采
5、用近似定工艺规程进行制造。这样就扩大了批量,以便于采用近似大批量生产中的高效工艺方法、设备和生产组织形式来进行大批量生产中的高效工艺方法、设备和生产组织形式来进行生产,以提高生产效率和经济效益。生产,以提高生产效率和经济效益。二、零件分类编码系统二、零件分类编码系统零件的分类编码是成组技术的主要环节,分类的合理与否将零件的分类编码是成组技术的主要环节,分类的合理与否将直接关系到成组加工的效果。所谓零件的分类编码就是用数直接关系到成组加工的效果。所谓零件的分类编码就是用数字来描绘零件的名称,几何形状、工艺特征、尺寸和精度等,字来描绘零件的名称,几何形状、工艺特征、尺寸和精度等,也就是零件特征的数
6、字化。也就是零件特征的数字化。下一页 返回上一页第一节第一节 成组技术成组技术目前国内外推行成组技术所采用的分类编码系统有几十种,目前国内外推行成组技术所采用的分类编码系统有几十种,其中德国其中德国Opitz教授领导研制的奥匹兹分类系统,在国际上教授领导研制的奥匹兹分类系统,在国际上获得较为广泛的应用。在分析了德国奥匹兹系统等的基础上,获得较为广泛的应用。在分析了德国奥匹兹系统等的基础上,根据全国机械产品的具体情况,我国机械工业部已于根据全国机械产品的具体情况,我国机械工业部已于1984年制定了年制定了“机械零件分类编码系统(机械零件分类编码系统(JLBM-1系统)系统)”。它。它是我国机械工
7、厂实施成组技术的一种指导性文件。是我国机械工厂实施成组技术的一种指导性文件。JLBM-1系统采用十五个码位(参见系统采用十五个码位(参见表表8-1),由九个主码),由九个主码和六个副码组成,与每个码位相对应的是由和六个副码组成,与每个码位相对应的是由0到到9的十个特征的十个特征码。码。(1)主码)主码 占前九个码位。第一、二码位表示零件的类别,占前九个码位。第一、二码位表示零件的类别,它描述零件的主要形状和功能,如它描述零件的主要形状和功能,如表表8-2所示,它决定了工所示,它决定了工艺特征和采用的机床种类。艺特征和采用的机床种类。第三至第九码是形状与加工码位,其进一步描述了回转类零第三至第九
8、码是形状与加工码位,其进一步描述了回转类零件和非回转类型零件的形状及加工特征,分别表示零件的内件和非回转类型零件的形状及加工特征,分别表示零件的内外表面、平面和辅助加工等。外表面、平面和辅助加工等。下一页 返回上一页第一节第一节 成组技术成组技术(2)副码)副码 占后六个码位。第十至第十二码位说明零件的材占后六个码位。第十至第十二码位说明零件的材料,毛坯和热处理的状况,它决定了刀具参数和切削用量。料,毛坯和热处理的状况,它决定了刀具参数和切削用量。第十三、十四码位为零件的主要尺寸码位,它决定机床规格。第十三、十四码位为零件的主要尺寸码位,它决定机床规格。第十五码位是零件的精度码位。第十五码位是
9、零件的精度码位。(3)示例)示例 为了理解应用为了理解应用JLBM-1系统编码情况,下面仅举系统编码情况,下面仅举两例进行说明。两例进行说明。图图8-2(a)和和图图8-2(b)分别为回转体类分别为回转体类零件和非回转体零件的零件和非回转体零件的JLBM-1系统编码示例系统编码示例。三、零件分类成组方法三、零件分类成组方法1.特征码位法特征码位法特征码位法是指选择与加工直接有关的几个码位,作为划分特征码位法是指选择与加工直接有关的几个码位,作为划分零件组(族)的依据。零件组(族)的依据。下一页 返回上一页第一节第一节 成组技术成组技术2.特征码域法特征码域法JLBM-1编码系统的每个码位,都有
10、十个(编码系统的每个码位,都有十个(09)数字项。)数字项。特征码域法,就是根据全部零件的结构特征分布状况,设备特征码域法,就是根据全部零件的结构特征分布状况,设备加工范围和负荷,以及加工装备对每个码位限制一个或几个加工范围和负荷,以及加工装备对每个码位限制一个或几个数字项,即数字项,即 制定码域。凡零件编码中的各码位都落在该码域制定码域。凡零件编码中的各码位都落在该码域内,均划分在同一零件组内,最后作相应调整。内,均划分在同一零件组内,最后作相应调整。通常特征码位法和特征码法结合使用。通常特征码位法和特征码法结合使用。3.生产流程分析法生产流程分析法生产流程分析法是直接按零件的加工工艺分类,
11、把加工工艺生产流程分析法是直接按零件的加工工艺分类,把加工工艺相同的零件划在同一组内。这时,主要考虑零件制造过程的相同的零件划在同一组内。这时,主要考虑零件制造过程的相似性,而不拘泥于零件结构的相似性。相似性,而不拘泥于零件结构的相似性。下一页 返回上一页第一节第一节 成组技术成组技术四、成组工艺过程设计四、成组工艺过程设计在零件组(族)组成以后,选择一个能包括该组全部结构要在零件组(族)组成以后,选择一个能包括该组全部结构要素的主样件,它往往是经过综合方法人为拟定的假想零件素的主样件,它往往是经过综合方法人为拟定的假想零件,但也可以是零件组中最复杂的实际零件。成组加工工艺过程但也可以是零件组
12、中最复杂的实际零件。成组加工工艺过程就是按假想零件进行编制,该工艺过程不仅适应组中每个零就是按假想零件进行编制,该工艺过程不仅适应组中每个零件的加工,而且是最佳工艺方案。件的加工,而且是最佳工艺方案。图图8-4是成组工艺路线的是成组工艺路线的一个简例。一个简例。返回上一页第二节第二节 计算机辅助工艺规程设计计算机辅助工艺规程设计一、概述一、概述计算机辅助工艺过程设计是指用计算机编制零件的加工工艺计算机辅助工艺过程设计是指用计算机编制零件的加工工艺规程。它包括制定工艺路线和确定具体的工序内容,包括工规程。它包括制定工艺路线和确定具体的工序内容,包括工序尺寸、机床和工艺装备、切削参数和工时定额,最
13、后编制序尺寸、机床和工艺装备、切削参数和工时定额,最后编制出完整的工艺文件。出完整的工艺文件。目前,我国绝大多数工厂编制工艺规程大都是由工艺人员凭目前,我国绝大多数工厂编制工艺规程大都是由工艺人员凭经验进行的。由于工艺设计所涉及因素多,因果关系错综复经验进行的。由于工艺设计所涉及因素多,因果关系错综复杂,如若几位工艺人员各编制同一零件的工艺规程,其所设杂,如若几位工艺人员各编制同一零件的工艺规程,其所设计的方案一般各部相同,而其很可能都不是最佳方案。另外计的方案一般各部相同,而其很可能都不是最佳方案。另外设计中,对工步、切削参数的规定及工时定额的确定,多数设计中,对工步、切削参数的规定及工时定
14、额的确定,多数也是凭经验而定,十分粗略,缺少科学依据。也是凭经验而定,十分粗略,缺少科学依据。下一页 返回第二节第二节 计算机辅助工艺规程设计计算机辅助工艺规程设计计算机辅助工艺设计的出现,从根本上改变了依赖个人经验计算机辅助工艺设计的出现,从根本上改变了依赖个人经验编制工艺规程的落后状况。编制工艺规程的落后状况。CAPP能按照各种不同零件迅速能按照各种不同零件迅速编制出相应的工艺规程文件,缩短了工艺准备周期,促进了编制出相应的工艺规程文件,缩短了工艺准备周期,促进了工艺规程的标准化和最优化,同时提高了工艺设计质量及降工艺规程的标准化和最优化,同时提高了工艺设计质量及降低了设计费用,而且可使工
15、艺人员从繁琐重复的工作中摆脱低了设计费用,而且可使工艺人员从繁琐重复的工作中摆脱出来,集中精力去考虑提高工艺水平和产品质量的问题。此出来,集中精力去考虑提高工艺水平和产品质量的问题。此外,外,CAPP也为制定先进合理的工时定额及推行成组技术和也为制定先进合理的工时定额及推行成组技术和改善企业管理提供了科学依据。改善企业管理提供了科学依据。计算机辅助工艺规程编制的基本方法通常有两种,即派生法计算机辅助工艺规程编制的基本方法通常有两种,即派生法和创成法。和创成法。下一页 返回上一页第二节第二节 计算机辅助工艺规程设计计算机辅助工艺规程设计二、派生法原理二、派生法原理派生法是在成组技术基础上发展起来
16、的,将同一零件组中所派生法是在成组技术基础上发展起来的,将同一零件组中所有零件的主要形面要素综合成为假想的主样件,再按照主样有零件的主要形面要素综合成为假想的主样件,再按照主样件制定出适合本厂最优加工方案的典型工艺规程,并以文件件制定出适合本厂最优加工方案的典型工艺规程,并以文件形式存贮在计算机中,当要编制某个新零件的工艺规程时,形式存贮在计算机中,当要编制某个新零件的工艺规程时,先将该零件成组编码输入零件组搜索模块中,计算机会根据先将该零件成组编码输入零件组搜索模块中,计算机会根据零件成组编码识别它所属零件组,如果零件组矩阵文件中包零件成组编码识别它所属零件组,如果零件组矩阵文件中包含有该零
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