机械制造工艺学-第章

绪论一、机械制造的概念二、制造业在国民经济中的地位三、本课程的主要任务和内容四、本课程的特点及学习方法第一章机械加工工艺规程的制订§1-1概述§1-2产品图分析及毛坯的选择§1-3定位基准的选择§1-4拟订工艺路线§1-5确定加工余量及工序尺寸和公差§1-6工艺过程的技术经济分析§1-7提高劳动生产率的途径§1-8成组技术第一章机械加工工艺规程的制订§1-1概述一、机械加工的工艺过程及其组成P7原材料采购、运输、保管——生产准备工作——毛坯制造——零件机加工——机器装配——试车、检验——油漆、包装——产品工艺过程——在机器的生产过程中，直接把原材料变为产品的过程。它是按一定顺序逐渐改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质使其成为预期产品的过程。机械加工工艺过程：是用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸或材料性能成为合格零件的过程。装配过程：把零件装成机器的过程（改变零件间的位置关系）。机械加工工艺过程的组成1)工序：是组成工艺过程的基本单元。是指工人、工作地点（设备）、工件不变的，连续完成的工艺过程。单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1车端面，钻中心孔；调头车另一端面，钻中心孔车床车大外圆及倒角；调头车小外圆及倒角2铣键槽、去毛刺铣床工序号工序内容设备1铣端面，钻中心孔专机2车大外圆及倒角车床3车小外圆及倒角车床4铣键槽铣床5去毛刺钳工大批大量生产的工艺过程2)工步：是构成工序的基本单元。是指一工序中加工面、刀具、转速、走刀量不变的的情况下所完成的加工。上述任何一个因素发生变化即算成两个工步。对于几把刀具同时切削几个表面的情况，仍算成一个工步，称复合工步。如果几个表面完全相同，所用的刀具与切削用量亦不变，也把它们当作一个工步。3)走刀：在一工步中，由于余量太大，或其它原因，需要对同一表面进行多次切削，这时刀具对工件的每一次切削称为一次走刀。几次走刀过程中的加工面、刀具、转速、走刀量不变。4)安装：工件加工前，使其在机床或夹具中占据一正确而固定位置的过程称为安装。在一个工序中，工件可能安装一次，也可能安装几次。工件加工中应尽可能减少安装次数。因为安装次数愈多，安装误差愈大，而且安装工件的辅助时间也愈多。5)工位：为了减少安装次数，常采用回转夹具或多轴机床，使工件在一次安装中相对于机床、刀具处于几个不同的位置进行加工。工件在机床上相对于刀具所占据的每个加工位置称为一个工位。机械加工过程组成原理图工序、安装、工位之间的关系工序安装1安装2工位1工位1工位3工位2工序工步1工步2走刀1走刀1走刀2工序、工步、走刀之间的关系第一章机械加工工艺规程的制订§1-1概述一、机械加工的工艺过程及其组成二、生产类型及工艺规程二、生产类型及工艺规程将实际生产的工艺过程用文件、表格的形式规定下来—称为工艺规程(工艺文件)。来源：是根据工厂实践，结合具体生产条件，从几种方案中选出的行之有效的加工方法。并通过生产实践的不断改进和完善。(一)生产纲领：根据国家计划、市场需求和本企业生产能力编制的企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。生产纲领中包含备品和废品在内。产品的年产量就称为产品的年生产纲领。零件的年生产纲领根据产品的年生产纲领、零件在产品中的数量、备品与废品率来确定。即：N=Qn(1+α%)(1+β%)生产纲领对工厂的生产过程和生产组织起决定性作用。(二)生产类型：考虑年产量、产品大小及复杂程度生产类型零件年生产纲领（件/年）重型零件中型零件小型零件单件生产510100批量生产5~30010~500100~5000大批量生产30050050001)单件小批生产：产量少、品种多，产品很少重复，甚至完全不重复。往往采用多工序集中在一起，要求技术灵活、万能性好，工人技术水平高；多为通用设备，按机群式布置；生产率低，成本高。单件、小批生产中，产品的开发过程与生产过程往往结合为一体。单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1车端面，钻中心孔；调头车另一端面，钻中心孔车床车大外圆及倒角；调头车小外圆及倒角2铣键槽、去毛刺铣床工序号工序内容设备1铣端面，钻中心孔专机2车大外圆及倒角车床3车小外圆及倒角车床4铣键槽铣床5去毛刺钳工大批大量生产的工艺过程绪论一、机械制造的概念二、制造业在国民经济中的地位三、本课程的主要任务和内容四、本课程的特点及学习方法第一章机械加工工艺规程的制订§1-1概述一、机械加工的工艺过程及其组成二、生产类型及工艺规程(一)生产纲领：(二)生产类型2)大批大量：品种单一、产量大。特点：经常性重复，大多数工作地点长期进行某一个零件的某一道工序。一个零件往往分成了许多工序；采用高效自动化设备和专用设备，按流水线或自动线布置；工人技术水平不高；生产率高，成本低。大批量生产时，产品的开发过程和大批量制造过程中间往往还有小批量试制阶段，以避免市场风险及完善生产准备工作。3)成批生产：品种不多，产量中等。特点：周期性重复。每批所制造的相同产品的数量，称为批量。成批生产即有通用设备和工装，也有专用设备和工装；大多通用设备、专用工装，按流水线布置。对工人技术水平的要求比单件低。第一章机械加工工艺规程的制订§1-1概述一、机械加工的工艺过程及其组成二、生产类型及工艺规程(一)生产纲领：(二)生产类型(三)工艺文件种类：(三)工艺文件种类：P1421.工艺过程卡：作用：概略说明加工的工艺路线，是工艺规程的总纲。内容：按加工顺序排列的工序、加工车间、应用的机床和工艺装备、工人技术等级、工时等。一般用于单件小批生产。2.工艺卡：内容：除工艺过程卡的内容外，还包括安装、工步及其切削用量。有时有一个工件简图，标注各加工表面。用于成批生产和单件小批生产中比较重要的零件或工序。3.工序卡：作用：以工序为单位，详细说明整个工艺过程的工艺文件，它是根据工艺卡制订的。内容：除工艺卡中每个工序要求的内容以外，还应画出工序简图，在工序简图上标出定位基准、加工表面及其粗糙度、工序尺寸及其公差、以及夹紧力的方向和着力点，在卡片中还应说明走刀长度和次数、单边余量、辅助工具等。一般用于大批、大量生产。第一章机械加工工艺规程的制订§1-1概述一、机械加工的工艺过程及其组成二、生产类型及工艺规程三、工艺规程的作用：三、工艺规程的作用：1.指导生产的主要技术文件2.生产管理和组织工作的依据3.新建和扩建厂和车间的基本技术文件工艺过程随生产发展而改变，但工艺规程一经确定后，一切生产人员都应严格执行、认真贯彻。第一章机械加工工艺规程的制订§1-1概述一、机械加工的工艺过程及其组成二、生产类型及工艺规程三、工艺规程的作用：四、设计要求：四、设计要求：快、好、省，好字当头，好中求快、省。首先是确保产品设计所要求的质量。另一方面是确保以最经济的办法获得要求的生产率。五、制订工艺规程的原则：在一定的生产条件下，以最少的劳动消耗和最低的费用，按计划规定的进度，可靠地加工出符合质量要求的零件。同时还必须考虑：技术上的先进性，经济上的合理性和良好而安全的劳动条件，本厂现有生产条件。六、制订工艺规程所需的原始资料1.零件图及产品装配图2.产品验收质量标准3.生产纲领，投产批量4.毛坯情况，毛坯车间的生产能力5.生产条件，设备性能、规格，工人水平，工厂管理6.各种资料：有关的手册、标准及指导性文件手册：切削用量手册、加工余量手册、时间定额手册、夹具结构及元件图册等。标准：公差标准、机械零件标准、轴承、气动和液压标准等。七、设计的内容和步骤：1.对零件图进行工艺分析和审查2.调查研究现场条件3.选择毛坯的种类和制造方法4.选择加工方法5.选择定位基准，确定安装方法6.选择工艺路线7.确定加工余量、工序尺寸及公差8.确定切削用量9.确定时间定额10.填写工艺文件第一章机械加工工艺规程的制订§1-1概述一、机械加工的工艺过程及其组成二、生产类型及工艺规程三、工艺规程的作用：四、设计要求：五、制订工艺规程的原则：六、制订工艺规程所需的原始资料七、设计的内容和步骤：§1-2产品图分析及毛坯的选择§1-2产品图分析及毛坯的选择一、产品图的工艺分析及审查P144首先要了解整个产品的原理和所加工零件在整个机器中的作用，零件装配位置、工作条件及受力情况。工艺分析的内容包括以下几个方面：1.零件图的视图、尺寸、公差、粗糙度和技术条件等是否完整。2.零件图的视图、尺寸和公差的标注、表面粗糙度和技术要求、材料选择和热处理等是否合理。3.零件的结构工艺性分析结构工艺性：机器和零件结构是否便于加工、装配和维修。应考虑以下几个方面：1)减轻重量，减小壁厚焊接件，冲压件，型材2)零件的结构应便于加工二联齿轮中间和变颈轴中间应留有退刀槽钻头应能接近加工表面退刀槽应一致钻头在钻入和钻出时，不产生引偏或折断工件上有几个平面时，应便于在一次走刀中加工出来箱体同轴孔应里小外大加工面设计在外表面3)尽量减少不必要的加工面积减小轴承座的底面积减小孔的精加工面积，避免深孔加工4)零件的结构应便于安装通过工艺分析可知：了解零件加工的主要矛盾轴上的键槽应在同一母线上采用多刀加工阶梯轴时，各阶梯的长度应是整倍数关系，直径尺寸沿一个方向递减。第一章机械加工工艺规程的制订§1-1概述§1-2产品图分析及毛坯的选择一、产品图的工艺分析及审查二、毛坯选择二、毛坯选择总的准则：总成本低、物理机械性能高。1.零件的生产纲领：大批量生产适于选用高生产率和高精度的毛坯制造方法单件小批生产宜采用生产费用少的毛坯制造方法2.零件的结构和外形：3.零件尺寸大小：4.零件的机械性能：5.充分利用新工艺、新技术、新材料，以提高毛坯质量。第一章机械加工工艺规程的制订§1-1概述§1-2产品图分析及毛坯的选择§1-3定位基准的选择§1-3定位基准的选择一、基准的概念与分类：P23基准就是依据，是零件上用来确定其它点、线、面所依据的那一些点、线、面。一般基准关系是可逆的。1.设计基准：产品设计图(零件图)上尺寸标注的起点。根据零件的功用、位置、加工工艺性确定。2.工艺基准：在加工和装配过程中所采用的基准。根据用途不同可分为：装配基准：确定零件或部件在机器中的位置。支座零件（钻孔）定位基准：加工时安装工件用，与夹具定位元件直接接触的工件表面。工序基准：工艺文件上尺寸标注的起点度量基准：用于加工或加工完毕进行测量所用的。第一章机械加工工艺规程的制订§1-1概述§1-2产品图分析及毛坯的选择一、产品图的工艺分析及审查二、毛坯选择§1-3定位基准的选择一、基准的概念与分类：1.设计基准：2.工艺基准：在分析基准问题时必须注意下列几点：1.作为基准的点、线、面在工件上不一定具体存在。常由某些具体的表面来体现，这些表面称为基面。2.作为基准，可以是没有面积的点和线、及很小的面，但是代表这种基准的基面总是有一定面积的。3.基准是有方向性，同一个点、线、面在不同方向上的基准是不同的。4.上面所分析的都是尺寸关系的基准问题，对于位置关系也是一样的。第一章机械加工工艺规程的制订§1-1概述§1-2产品图分析及毛坯的选择§1-3定位基准的选择一、基准的概念与分类：1.设计基准：2.工艺基准：二、定位基准选择的一般原则：二、定位基准选择的一般原则：一般应对几种定位方案进行比较。定位精度高，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便。1.选最大尺寸的表面为安装面(限制三个自由度)，选最长距离的表面为导向面(限制二个自由度)，选最小尺寸的表面为支承面(限制一个自由度)。2.首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度。3.应尽量选择零件的主要面为定位基