第四章_机械加工工艺规程设计5hupo版.ppt
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1、4.1 概述概述完整性完整性 规范性规范性 第四章第四章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计一、工艺规程及其作用一、工艺规程及其作用1.1.工艺规程工艺规程:规定产品或零部件制造工艺过程和操作方规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。法等的工艺文件。2.2.工艺规程的作用(经验性)工艺规程的作用(经验性)工艺规程是在总结实践经验的基础上,依据科学的理论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。和必要的工艺试验后制订的,反映了加工中的客观规律。a a 指导工人操作和用于生产、工艺管理工作的主要技术文件指导工人操作和用于生产
2、、工艺管理工作的主要技术文件;b 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车间或工厂的原始资料;c c 先进的工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。先进的工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。3.对工艺规程的要求对工艺规程的要求(1)保证可靠地达到产品图纸所提出的全部技术要求。保证可靠地达到产品图纸所提出的全部技术要求。(2)能获得高质量、高生产效率。能获得高质量、高生产效率。(3)有利于节约原材料和工时消耗,不断降低成本。有利于节约原材料和工时消耗,不断降低成本。(4)有利于减轻工人劳动强度,保证安全和良
3、好的工作条件。有利于减轻工人劳动强度,保证安全和良好的工作条件。4.工艺文件的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。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在单件小批生产中一般只编制综合工艺过程卡。综合工艺过程卡。在成批生产中多采用在成批生产中多采用机械加工工艺卡片。机械加工工艺卡片。大批大量生产中则要求完整和详细的文件,一般是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、工艺过程卡、工序卡片,工序卡片,有时甚至包括有时甚至包括操作卡、调整卡操作卡、调整卡以及以及检验卡检验卡。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。各工
4、厂采用的工艺文件并无须统一格式,但基本内容大同小异。5.对待工艺规程的态度对待工艺规程的态度1)严格遵守)严格遵守 工艺规程是经过逐级审批的,因而也是工厂生产中的工艺工艺规程是经过逐级审批的,因而也是工厂生产中的工艺法律文件,有关人员必须严格执行。法律文件,有关人员必须严格执行。2)允许修改(没有最好,只有更好)允许修改(没有最好,只有更好)工艺规程工艺规程不是一成不变的,随着科学技术的进步和生产的不是一成不变的,随着科学技术的进步和生产的发展,工艺规程会出现某些不相适应的问题,因而工艺规程应发展,工艺规程会出现某些不相适应的问题,因而工艺规程应定期整顿,及时吸取合理化建议、技术革新成果、新技
5、术和新定期整顿,及时吸取合理化建议、技术革新成果、新技术和新工艺。使工艺规程更加完善和合理。工艺。使工艺规程更加完善和合理。二、制订工艺规程的原始资料二、制订工艺规程的原始资料制订工艺规程的原始资料主要有:制订工艺规程的原始资料主要有:(1)产品整套装配图和零件工作图;)产品整套装配图和零件工作图;(2)产品年产量;)产品年产量;(3)本厂生产条件:设备、工装、工人技术水平等情况;)本厂生产条件:设备、工装、工人技术水平等情况;(4)毛坯生产和供应条件;)毛坯生产和供应条件;(5)产品的验收质量标准;)产品的验收质量标准;三、制订机械加工工艺规程的步骤(简要说明)三、制订机械加工工艺规程的步骤
6、(简要说明)(1)原则:原则:在保证质量的前提下,用最先进的、最经济合理的加工在保证质量的前提下,用最先进的、最经济合理的加工方案。方案。(2)方法:方法:认真研究、分析原始资料。认真研究、分析原始资料。参照国内外文献、结合现场实际编程。参照国内外文献、结合现场实际编程。虚心征求工人意见。虚心征求工人意见。(3)步骤:步骤:确定生产类型;确定生产类型;分析研究产品的装配图和零件图分析研究产品的装配图和零件图,进行工艺审查进行工艺审查;熟悉产品熟悉产品,性性能能,用途和工作条件用途和工作条件,零件在产品中的作用;零件在产品中的作用;检查尺寸检查尺寸,视图及技术条件是否是否合理视图及技术条件是否是
7、否合理?主要主要:a.a.审查各项技术要求是否合理;过高的精度审查各项技术要求是否合理;过高的精度,表面粗糙度及其他要求会使工艺过程复杂化,表面粗糙度及其他要求会使工艺过程复杂化,成本提高成本提高;b.b.审查零件的结构工艺性是否好;便于加工的审查零件的结构工艺性是否好;便于加工的安装,尽可能减少加工和装配的劳动量;安装,尽可能减少加工和装配的劳动量;c.c.审查材料选用是否恰当;审查材料选用是否恰当;确定毛坯的种类和尺寸;确定毛坯的种类和尺寸;(应考虑生产批量,零件材料及毛坯应考虑生产批量,零件材料及毛坯生产条件)生产条件)a.一般采用:铸件、锻件、焊接件;一般采用:铸件、锻件、焊接件;b.
8、毛坯精度提高,材料利用率提高,大大节约机械加工工时,毛坯精度提高,材料利用率提高,大大节约机械加工工时,但毛坯精度过高会使毛坯制造困难,毛坯成本增加。但毛坯精度过高会使毛坯制造困难,毛坯成本增加。因此,毛坯种类和制造方法的选择要根据因此,毛坯种类和制造方法的选择要根据生产类型和具体生产类型和具体生产条件生产条件而定。达到高质量,降低生产产品生产成本。而定。达到高质量,降低生产产品生产成本。拟定零件加工工艺路线;拟定零件加工工艺路线;订出全部由粗到精的加工工序,内容包括选择定位基准,订出全部由粗到精的加工工序,内容包括选择定位基准,定位夹紧方案,各表面加工方法;可提出几个方案对比。定位夹紧方案,
9、各表面加工方法;可提出几个方案对比。选择和确定机床设备,刀具,及工时定额选择和确定机床设备,刀具,及工时定额;对于专用工艺设备,应提出设计任务书。对于专用工艺设备,应提出设计任务书。确定工序尺寸及其公差;确定工序尺寸及其公差;确定切削用量;确定切削用量;确定时间定额;确定时间定额;填写工艺文件;填写工艺文件;4.2 工艺路线的制订工艺路线的制订 一、基准的选择一、基准的选择1.基准基准(1)基准概念:基准概念:基准:基准:用以确定生产对象上的几何要素间的几何关系用以确定生产对象上的几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。包含设计基准和工艺基准所依据的那些点、线、面。包含设计基准和工艺基准
10、设计基准:设计基准:设计图上所采用的基准。设计图上所采用的基准。用以确定其它点、线、用以确定其它点、线、面的基准。面的基准。设计基准是设计尺寸标注的起点。设计基准是设计尺寸标注的起点。可互为基准可互为基准拟定多种定位方案,进行比较择优。拟定多种定位方案,进行比较择优。(2)选定基准的方法:选定基准的方法:(3)基准分类:基准分类:设计基准设计基准工艺基准工艺基准按其作用的不同分为:按其作用的不同分为:工艺基准有可分为工艺基准有可分为:工序基准工序基准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准工艺基准:工艺基准:在工艺过程中所采用的基准。在工艺过程中所采用的基准。工序基准:工序基准:工序图
11、上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状和位置的基准。工序尺寸标注的起点。和位置的基准。工序尺寸标注的起点。不可互为基准,但可以是假想不可互为基准,但可以是假想表面。表面。定位基准:定位基准:在加工中使工件在机床或夹具上占有正确位置所采用的基在加工中使工件在机床或夹具上占有正确位置所采用的基准。加工中用作定位的基准,定位尺寸标注的起点。准。加工中用作定位的基准,定位尺寸标注的起点。必须以实际存在必须以实际存在的表面来体现。的表面来体现。定位基准可分为:定位基准可分为:粗、精、辅助基准粗、精、辅助基准。测量基准:测量基准:测量时用来确定被测零
12、件在度量工具上位置所采用的基准。测量时用来确定被测零件在度量工具上位置所采用的基准。必须实际存在,不可互为基准。必须实际存在,不可互为基准。装配基准:装配基准:装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。基准。可以是假想的可以是假想的 (4)定位基准对工艺规程的影响。定位基准对工艺规程的影响。直接影响:直接影响:a.工序的数目;工序的数目;b.夹具结构的复杂程度;夹具结构的复杂程度;c.零件的精度是否易于保证(如基准重合);零件的精度是否易于保证(如基准重合);各种基准各种基准:作为基准的点、线、面在工件上不一定能具体找到。某些基准
13、可以是假想作为基准的点、线、面在工件上不一定能具体找到。某些基准可以是假想表面。可以由某些具体的表面来体现。表面。可以由某些具体的表面来体现。如中心线、槽的对称平面、平面的交线等。如中心线、槽的对称平面、平面的交线等。定位基准常用一定面积的具体表面来体现一些假想的基准(点、线、面)。定位基准常用一定面积的具体表面来体现一些假想的基准(点、线、面)。如基准是内孔的中心线,内孔心轴与孔内表面接触,体现的定位基准如基准是内孔的中心线,内孔心轴与孔内表面接触,体现的定位基准是中心线。是中心线。用用V型块与外圆表面接触体现轴中心线基准。型块与外圆表面接触体现轴中心线基准。形位关系也有基准关系。形位关系也
14、有基准关系。(5)对基准的几点说明对基准的几点说明粗基准:粗基准:选用毛坯表面或未加工表面作为定位基准。选用毛坯表面或未加工表面作为定位基准。(在第一道工序中只能选用毛坯表面来定位)(在第一道工序中只能选用毛坯表面来定位)精基准:精基准:采用已加工表面作为定位基准。采用已加工表面作为定位基准。2.定位基准及其选择定位基准及其选择 在加工中使工件在机床或夹具上占有正确位置所采用的基准。加工中用作在加工中使工件在机床或夹具上占有正确位置所采用的基准。加工中用作定位的基准,定位尺寸标注的起点。定位的基准,定位尺寸标注的起点。设计基准在零件的工程图中已经标出,加工中是否就以设计基准在零件的工程图中已经
15、标出,加工中是否就以设计基准作为定位基准?设计基准作为定位基准?定位基准有定位基准有粗、精粗、精、“辅助基准辅助基准”之分。之分。辅助基准:辅助基准:(有时回遇到这种情况有时回遇到这种情况),工件上没有能作为定位基,工件上没有能作为定位基准用的恰当表面,而在工件上专门设置或加工出定位表面。常准用的恰当表面,而在工件上专门设置或加工出定位表面。常用的有工艺孔和工艺塔子。用的有工艺孔和工艺塔子。辅助基准在零件上不起辅助基准在零件上不起功能作用,纯粹是为了功能作用,纯粹是为了工艺上的需要。加工完工艺上的需要。加工完毕后,若有需要(如有毕后,若有需要(如有碍外观等)可予以去除。碍外观等)可予以去除。粗
16、基准和精基准所起作用不同,两者的选择原则也不一样。粗基准和精基准所起作用不同,两者的选择原则也不一样。基本要求是:先把精基准加工出来,基本要求是:先把精基准加工出来,即基准先行即基准先行(1)粗基准的选择原则粗基准的选择原则1)两个出发点:两个出发点:a.保证各加工表面有足够余量。保证各加工表面有足够余量。b.保证不加工表面的尺寸和位置符合图纸要求。保证不加工表面的尺寸和位置符合图纸要求。2)选择原则:选择原则:a.若工件必须首先保证某重要表面余量均匀,则应选该表面若工件必须首先保证某重要表面余量均匀,则应选该表面为粗基准。为粗基准。(自为基准原则自为基准原则)如图如图车床床身的加工。导轨表面
17、要求硬度高,而且均匀。车床床身的加工。导轨表面要求硬度高,而且均匀。b.若工件必须首先保证加工表若工件必须首先保证加工表面与不加工表面之间的位置要面与不加工表面之间的位置要求,则应选不加工表面为粗基求,则应选不加工表面为粗基准,以达到壁厚均匀,外形对准,以达到壁厚均匀,外形对称等要求。称等要求。(保证相互位置要求保证相互位置要求原则原则)又如图,若又如图,若AB,应选应选B面,否则选面,否则选A面。面。c.若工件上每个表面都要加工,则应以余量最小的表面作若工件上每个表面都要加工,则应以余量最小的表面作为粗基准,以保证各表面都有足够余量。为粗基准,以保证各表面都有足够余量。(余量足够原则)(余量
18、足够原则)如图若以大端为粗基准,由于大小端外圆偏心有如图若以大端为粗基准,由于大小端外圆偏心有5毫米,毫米,则上侧单边为则上侧单边为34,下侧单边为,下侧单边为24,加工余量不足。加工余量不足。分析:分析:毛坯:单边毛坯:单边29;零件:单边零件:单边25;由于偏移由于偏移5,则一,则一边为边为24,另一边为,另一边为34,24的若以左边的若以左边轴心为基准,则右轴心为基准,则右边加工不到。边加工不到。e.粗基准只允许使用一次。粗基准只允许使用一次。(不重复使用原则不重复使用原则)粗基准毕竟是毛坯表面比较粗糙,重复定位精度低。粗基准毕竟是毛坯表面比较粗糙,重复定位精度低。d.粗基准表面应尽可能
19、平整光洁不能有飞边,浇口,冒口或粗基准表面应尽可能平整光洁不能有飞边,浇口,冒口或其它缺陷其它缺陷,以便使定位准确、夹紧可靠。以便使定位准确、夹紧可靠。(装夹可靠原则(装夹可靠原则)若粗基准表面有飞边,浇口,冒口等缺陷,在若粗基准表面有飞边,浇口,冒口等缺陷,在应用前应应用前应将其去除。将其去除。(2)精基选择原则:精基选择原则:1)出发点:出发点:应考虑减少定位误差,安装方便准确。应考虑减少定位误差,安装方便准确。基准重合原则:基准重合原则:尽可能选用被加工表面的设计基准作为精基尽可能选用被加工表面的设计基准作为精基准,避免基准不重合误差。准,避免基准不重合误差。2)原则原则:如图如图,加工
20、中,为了保,加工中,为了保证尺寸证尺寸a,应如何进行定应如何进行定位位如图如图,图,图b方案:夹具简单,但孔中心距方案:夹具简单,但孔中心距a难于保证。为保难于保证。为保证尺寸证尺寸a需提高尺寸需提高尺寸c的制造精度。图的制造精度。图(c)方案则相反。方案则相反。图图b图图c 基准统一的好处:基准统一的好处:a.有利于保证各加工表面的相互位置要求,避免基准转有利于保证各加工表面的相互位置要求,避免基准转换带来的误差。换带来的误差。b.可简化夹具的设计与制造,缩短生产准备周期。可简化夹具的设计与制造,缩短生产准备周期。典型方案:典型方案:轴类零中加工采用两中心孔和箱体类零中加轴类零中加工采用两中
21、心孔和箱体类零中加工采用一面两孔。工采用一面两孔。基准统一原则基准统一原则 尽可能选用统一的精基准加工各表面,方便地加工大尽可能选用统一的精基准加工各表面,方便地加工大多数其他表面,同时保证各表面间的位置精度。多数其他表面,同时保证各表面间的位置精度。注意:注意:基准统一原则常常会带来基准不重合的问题,此时基准统一原则常常会带来基准不重合的问题,此时应综合考虑。应综合考虑。自为基准原则(减小加工余量和保证加工余量均匀)自为基准原则(减小加工余量和保证加工余量均匀)对于某些精加工或光整加工工序,因为要求余量小而均匀,对于某些精加工或光整加工工序,因为要求余量小而均匀,以保证表面加工的质量并提高生
22、产率,应选择加工表面本身作为以保证表面加工的质量并提高生产率,应选择加工表面本身作为精基准。精基准。方法方法:用千分表找正、用假销、假挡块定位:用千分表找正、用假销、假挡块定位 注意:注意:采用自为基准采用自为基准仅能提高表面质量,不能提高形位精度,仅能提高表面质量,不能提高形位精度,该该加工表面与其它表面之间形位精度则应由先行工序保证。加工表面与其它表面之间形位精度则应由先行工序保证。典型的采用自为典型的采用自为基准加工的方法基准加工的方法有:导轨面、工有:导轨面、工作台、珩磨、高作台、珩磨、高速自由镗等。速自由镗等。便于装夹的原则(始终不能违反)便于装夹的原则(始终不能违反)应保证定位准确
23、、可靠,夹紧机构应保证定位准确、可靠,夹紧机构简单,操作方便的要求。简单,操作方便的要求。互为互为基准的原则基准的原则 指的是:对于某些位置度要求很高的表面,常采用互为指的是:对于某些位置度要求很高的表面,常采用互为基准反复加工的办法来达到位置度要求。基准反复加工的办法来达到位置度要求。如如车床主轴前后支承轴颈与前锥孔有很高的同轴度要求。车床主轴前后支承轴颈与前锥孔有很高的同轴度要求。汽缸盖上下表面平行度要求高汽缸盖上下表面平行度要求高措施:接触面积和分布面积尽可能大。措施:接触面积和分布面积尽可能大。二、加工经济精度与加工方法选择二、加工经济精度与加工方法选择1、加工经济精度(经济加工精度)
24、、加工经济精度(经济加工精度)在正常的加工条件(符合质量的设备、工艺装备和标准等级的工人,在正常的加工条件(符合质量的设备、工艺装备和标准等级的工人,不延长加工时间)所能达到的加工精度和表面粗糙度。在经济精度范不延长加工时间)所能达到的加工精度和表面粗糙度。在经济精度范围内,加工精度和加工成本是相互适应的。围内,加工精度和加工成本是相互适应的。是一种变化的概念!是一种变化的概念!2)加工方法的选择)加工方法的选择 根据零件精度要求(尺寸、形状、位置、表面)要求,考虑本车间根据零件精度要求(尺寸、形状、位置、表面)要求,考虑本车间(或工厂)现有工艺条件,依经济加工精度因素选择加工方法。(或工厂)
25、现有工艺条件,依经济加工精度因素选择加工方法。主要考虑因素:主要考虑因素:a)达到零件精度要求;达到零件精度要求;b)依零件材料选择;(有色金属用切削加工,不宜用磨削)依零件材料选择;(有色金属用切削加工,不宜用磨削)c)生产率的要求;(拉削效率高,常用于齿轮内孔加工)生产率的要求;(拉削效率高,常用于齿轮内孔加工)d)依本厂具体条件选择(工艺、装备、技术人员水平等)。依本厂具体条件选择(工艺、装备、技术人员水平等)。影响加工的精度的因素有很多,如机床本身的精度、切削余影响加工的精度的因素有很多,如机床本身的精度、切削余量、进给速度、刀具磨损情况等。也就是说,量、进给速度、刀具磨损情况等。也就
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