CH1 机械加工工艺规程的制定

第一章机械加工工艺规程的制定机械与动力工程学院本章提要机械加工的目的是将毛坯加工成符合产品要求的零件。通常，毛坯需要经过若干工序才能转化为符合产品要求的零件。同一种机器零件，可以采用几种不同的工艺过程完成，但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最经济、最合理的。第一章机械加工工艺规程的制定本章所要解决的重点是:在现有的生产条件下如何采用经济有效的加工方法，并将若干加工方法以合理路径安排以获得符合产品要求的零件。学习本章，首先要掌握工序与安装、工位、工步、走刀、基准、生产过程与机械加工过程等概念，在此基础上将重点学习机械加工工艺规程的作用、内容及编制方法。本章提要第一章机械加工工艺规程的制定1.11.2机械加工工艺过程的基本概念工件的装夹与获得加工精度的方法机械加工工艺规程的原始资料与制订步骤制订机械加工工艺过程的主要问题工艺尺寸链工艺过程的技术经济分析与工艺文件内容提纲第一章机械加工工艺规程的制定1.31.41.51.6生产过程：将原材料转变为成品所有相关劳动过程的总和。1-1机械加工工艺过程的基本概念第一章机械加工工艺规程的制定一台产品的生产过程包括的内容有：原材料（或半成品、元器件、标准件、工具、工装、设备）的购置、运输、检验、保管；生产准备工作：如编制工艺文件，专用工装及设备的设计与制造等；毛坯制造；零件的机械加工及热处理；产品装配与调试、性能试验及产品包装、发运等。生产过程=工艺过程+辅助过程生产过程：将原材料转变为成品所有相关劳动过程的总和。1-1机械加工工艺过程的基本概念第一章机械加工工艺规程的制定生产过程=工艺过程+辅助过程工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、装配等工艺过程。本门课程只研究机械加工工艺过程和装配工艺过程；铸造、锻造、冲压、焊接、热处理等工艺过程是《材料成型技术》课程的研究对象。1-1机械加工工艺过程的基本概念第一章机械加工工艺规程的制定工艺过程：在生产过程中凡直接改变生产对象的尺寸、形状、性能(包括物理性能、化学性能、机械性能等)以及相对位置关系的过程。生产过程=工艺过程+辅助过程机械加工工艺过程：用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能等，使之变为合格零件的过程。机器的装配工艺过程：将零件装配成机器的过程。工艺规程：工艺过程的内容用表格的形式规定下来就是工艺规程。1-1机械加工工艺过程的基本概念第一章机械加工工艺规程的制定机械加工工艺过程的组成1-1机械加工工艺过程的基本概念第一章机械加工工艺规程的制定机械加工过程=N个工序工序=m安装+n工位+p工步+q走刀1、工序、工步和工作行程工序：是指一个（或一组）工人在同一个工作地对一个（或同时对几个）工件连续完成那一部分工艺过程。工作地点不变加上连续完成是构成工序的两个基本要素，工序是组成工艺过程的基本单元。工序数目和工艺过程的确定与零件的技术要求、生产规模、现有工艺条件等有关，如阶梯轴零件加工。工艺路线：仅列出主要工序名称的简略工艺过程的简称。1-1机械加工工艺过程的基本概念第一章机械加工工艺规程的制定机械加工过程=N个工序=m安装+n工位+p工步+q走刀大批大量生产工艺过程1-1机械加工工艺过程的基本概念第一章机械加工工艺规程的制定工序号工序内容设备1铣两端面，打中心孔专用机床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去毛刺钳工台机械加工过程=N个工序=m安装+n工位+p工步+q走刀工序号工序内容设备1车一端面，打中心孔掉头车另一端面，打中心孔车床2车大外圆及倒角调头车小外圆及倒角车床3铣键槽、去毛刺铣床1-1机械加工工艺过程的基本概念第一章机械加工工艺规程的制定机械加工过程=N个工序=m安装+n工位+p工步+q走刀单件小批生产工艺过程1-1机械加工工艺过程的基本概念第一章机械加工工艺规程的制定机械加工过程=N个工序=m安装+n工位+p工步+q走刀1-1机械加工工艺过程的基本概念第一章机械加工工艺规程的制定机械加工过程=N个工序=m安装+n工位+p工步+q走刀工步：是工序的组成单位。在被加工表面、切削用量（切削速度、进给量）、切削刀具均不变的情况下所完成的那部分工艺内容。当其中有一个因素变化时，则为另一个工步。当同时对一个零件的几个表面进行加工时，则为复合工步。1-1机械加工工艺过程的基本概念第一章机械加工工艺规程的制定1、工序、工步和工作行程工作行程：加工工具在加工表面上加工一次所完成的工步部分，又称一次走刀。走刀是构成工艺过程的最小单元。机械加工过程=N个工序=m安装+n工位+p工步+q走刀1-1机械加工工艺过程的基本概念第一章机械加工工艺规程的制定复合工步机械加工过程=N个工序=m安装+n工位+p工步+q走刀2、安装和工位安装：工件每装夹一次所完成的那部分工艺内容。安装是工序的一部分，每一个工序可能有一个安装，也可能有多个安装。在同一工序中，安装次数应尽量少，既可以提高生产效率，又可以减少由于多次安装带来的加工误差。工位：工件在每一个加工位置上所完成的那部分工艺内容。如回转工作台或转位夹具等，采用多工位加工，可以提高生产率和保证被加工表面间的相互位置精度。1-1机械加工工艺过程的基本概念第一章机械加工工艺规程的制定机械加工过程=N个工序=m安装+n工位+p工步+q走刀1-1机械加工工艺过程的基本概念第一章机械加工工艺规程的制定多工位加工机械加工过程=N个工序=m安装+n工位+p工步+q走刀1-1机械加工工艺过程的基本概念第一章机械加工工艺规程的制定机械加工过程=N个工序=m安装+n工位+p工步+q走刀螺栓的机械加工工艺过程1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定一、装夹的概念定位：工件在机床或夹具上占据正确位置的过程称为定位。夹紧：将工件夹牢的过程称为夹紧。或者说：工件固定后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。装夹：将工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程称为装夹。装夹=定位+夹紧一次装夹获得法在工件的同一次装夹中将加工面连同其设计基面（如需加工)一并加工出来。可获得很高的位置精度。多次装夹获得法如轴类零件上的键槽、箱体上的孔和各表面等第一章机械加工工艺规程的制定二、位置精度的获得方法——装夹1-2工件的装夹与获得加工精度的方法1）直接装夹：在机床上直接装夹工件，来保证加工面与定位基面的位置精度。1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定二、位置精度的获得方法——装夹装夹有三种主要的方法：直接装夹、找正装夹、夹具装夹应用场合:工件批量小，采用专用夹具不经济，而采用通用夹具装夹比较方便时。A┴BA┴BA//B2）找正装夹：通过找正工件相对切削成形运动的准确位置，来保证加工面与定位基面之间的位置精度。a)直接找正装夹：用找正工具(划针,百分表,精密量具等)在机床上直接找正工件位置b)划线找正装夹：按照图纸要求，在工件表面上划出位置线、加工线和找正线，并按找正线在机床上找正定位，然后夹紧工件。1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定二、位置精度的获得方法——装夹装夹有三种主要的方法：直接装夹、找正装夹、夹具装夹1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定二、位置精度的获得方法——装夹装夹有三种主要的方法：直接装夹、找正装夹、夹具装夹直接找正装夹磨内孔效率低,用于单件小批生产,形状简单的零件定位精度取决于找正工具和工人的技术水平用划针找正定位精度0.5mm左右用百分表达0.02mm左右用精密量具可达0.01—0.005m直接找正装夹的特点：单件小批量，形状复杂的铸件；尺寸和重量都很大的铸锻件；毛坯的尺寸公差很大，表面很粗糙，一般无法直接使用夹具时。1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定二、位置精度的获得方法——装夹装夹有三种主要的方法：直接装夹、找正装夹、夹具装夹直接找正装夹的应用：划线找正装夹位置线找正线加工线毛坯孔工件四爪卡盘1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定二、位置精度的获得方法——装夹装夹有三种主要的方法：直接装夹、找正装夹、夹具装夹划线找正装夹的特点：效率低、费时􀀹划线找正的对线精度一般为0.1－0.5mm，定位精度不高􀀹不需要其它专门设备，通用性好适用于单件小批量，形状复杂毛坯公差大，精度要求低，大型工件的粗加工工序。1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定二、位置精度的获得方法——装夹装夹有三种主要的方法：直接装夹、找正装夹、夹具装夹3)夹具装夹：先根据工件某一工序的加工要求设计、制造夹具，工件定位基准面与夹具上的定位面紧密贴合而定位，然后夹紧的装夹方式称为夹具装夹。特点：精度高且稳定，效率高。应用：适用于成批大量生产1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定二、位置精度的获得方法——装夹装夹有三种主要的方法：直接装夹、找正装夹、夹具装夹a-工件的加工面；b-工件的定位基准面；c-夹具上定位元件的定位面；d-夹具的安装面；e-机床的装夹面；f-刀具的切削成形面工件、夹具和机床之间的位置关系1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定装夹有三种主要的方法：直接装夹、找正装夹、夹具装夹二、位置精度的获得方法——装夹1)试切法：调整—试切—测量计算—调整，这样反复几次直到试切尺寸符合要求为止；主要影响因素:测量精度,微进给机构的准确性,刀具的切削性能；可达到很高的精度。1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定三、获得工件尺寸精度的方法获得工件尺寸精度的方法有：试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法2)调整法：首先调整好刀具与工件的相对位置,并要求在一批零件的加工过程中保持这个位置不变。如多刀机床,六角自动车床等。影响因素与试切法相同,有调整精度和调整装置的刚度等1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定三、获得工件尺寸精度的方法获得工件尺寸精度的方法有：试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法3)定尺寸刀具法:用刀具尺寸来保证工件尺寸。1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定三、获得工件尺寸精度的方法获得工件尺寸精度的方法有：试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法4)自动控制法:将测量、调整和切削等机构组成一个自动加工系统,工件达到尺寸后，系统自动停止加工。1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定三、获得工件尺寸精度的方法获得工件尺寸精度的方法有：试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定四、获得工件形状精度的方法轨迹法：利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表面的形状。工件形状精度主要取决于成形运动的精度。1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定四、获得工件形状精度的方法成形法：利用成形刀具刀刃的几何形状切削出工件的形状。工件形状精度主要取决于刀刃的形状精度与刀具的装夹精度。1-2工件的装夹与获得加工精度的方法第一章机械加工工艺规程的制定四、获得工件形状精度的方法展成法：利用刀具和工件作展成切削运动时，刀刃在被加工表面上的包络面形成成形表面。工件形状精度主要取决于机床展成运动的传动链精度与刀具的制造精度等因素。工艺规程：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。机械加工工艺规程：规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。1-3机械加工工艺规程的原始资料与制定步骤第一章机械加工工艺规程的制定一、机械加工工艺规程的作用指导生产的主要技术文件；是生产组织和生产管理的依据；是新建或扩建工厂或车间主要技术资料。零件的机械加工工艺规程是每个机械制造厂或加工车间必不可少的技术文件。生产前用它做生产的准备，生产中用它做生产的指挥，生产后用它做生产的检验。工艺规程的作用1-3机械加工工艺规程的原始资料与制定