机械制造基础-课题七

1工艺尺寸与公差的确定第七章机械加工工艺规程的制定本章要点掌握制订工艺规程的原则和步骤工艺路线拟订工艺方案的技术经济分析掌握零件的工艺分析与毛坯选择2机械制造技术基础课题七机械加工工艺规程的制定情境一机械加工工艺规程概述生产过程原材料成品（机器）一、生产过程和机械加工工艺过程生产过程即制造机械产品时，将原材料转变为成品的全过程一、生产过程和机械加工工艺过程1、生产过程包括：1)原材料的运输、保管和准备；2)生产的准备工作；3)毛坯的制造；4)零件的机械加工与热处理；5)零件装配成机器；6)机器的质量检查及运行试验；7)机器的油漆、包装和入库。例、汽车产品的生产过程铸铁废钢铝锭辅助材料┊热处理机械加工部件装配铸造铁粉碳粉┊粉末冶金烧结粉末冶金件铸件锻件钢板冲压铆、焊接装配油漆缸体曲轴变速箱壳体齿轮┊发动机变速器转向器驱动桥┊协作件、电器系统轮胎其它部件总装配试车汽车钢材锻造图汽车生产过程6生产过程和机械加工工艺过程3、机械加工工艺过程采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部劳动过程。1、生产过程机器的生产过程是将原材料转变为成品的全过程。2、工艺过程在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。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。二、机械加工工艺过程的组成1.工序一个或一组工人在一个工作地点（或一台机械设备）对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。工序是制订工艺过程的基本单元也是制订生产计划和进行成本核算的基本单元工序安装和数目的确定与零件的技术要求，零件的数量和现有工艺条件等有关工人、工作地点、工作对象不能变例：表7-1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣床表7-2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2车大外圆及倒角车床I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床5去毛刺钳工台图7–1阶梯轴讨论：生产规模不同，工序的划分不一样。二、机械加工工艺过程的组成2.工步工步是指在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容。加工表面不变，加工工具不变例：表7-1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣床表7-2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2车大外圆及倒角车床I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床5去毛刺钳工台图7–1阶梯轴四个五个二个四个三个两个一个生产规模不同，工序中工步的数量。讨论：二、机械加工工艺过程的组成3.走刀在一个工步中，有时因所需切除的金属层较厚而不能一次切完，需分几次切削，则每一次切削称为一次走刀。（加工表面，切削刀具，转速和进给量都不变的情况下）4.安装工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容，称为安装。例：表7-1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣床表7-2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2车大外圆及倒角车床I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床5去毛刺钳工台图7–1阶梯轴两次两次一次一次一次一次一次讨论：安装次数多好还是少好？5.工位为了完成一定的工序内容，工件一次装夹后，与夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。5.工位图7–3多工位加工1-钻孔5-铰孔6-装卸例：2-扩孔三、生产纲领与生产类型1.生产纲领生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。零件在计划期一年中的生产纲领N可按下式计算：)1)(1(QnN式中N为零件的年生产纲领（件/年）Q—产品的年产量（台/年）；n—每台产品中该零件的数量，单位：件/台；——备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的需要；——废品率。1)(确定生产批量的大小主要考虑如下三个因素1）资金周转要快2）零件的加工、调整费用少3）保证装配和销售有足够的储备量所谓生产批量是指一次投入或产出的同一产品的数量。三、生产纲领与生产类型2.生产类型及其工艺特征生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为：1）大量生产2）成批生产3）单件生产2.生产类型及其工艺特征1）单件生产产品数量少，但种类、规格较多，多数产品只能单个或少数几个地生产，很少重复。例如，重型机器、大型船舶制造及新产品试制等常属于这种生产类型。2.生产类型及其工艺特征2）成批生产产品数量较多，每年生产的产品结构和规格可以预先确定，而且在某一段时间内是比较固定的，生产可以分批进行，即相同的零件周期性地重复进行生产。根据批量的大小，成批生产又可分为小批生产、中批生产和大批生产。例如，通用机床（一般为车、铣、刨、钻、磨床）等产品制造往往属于这种生产类型。2.生产类型及其工艺特征3）大量生产产品的数量很大，产品的结构和规格比较固定，产品生产可以连续进行，大部分工作地的加工对象是单一不变的。例如，汽车、拖拉机、轴承等产品的制造，通常是以大量生产方式进行的。生产类型零件年生产纲领重型零件中型零件轻型零件单件生产520100成批生产小批5～10020～200100～500中批100～300200～500500～5000大批300～1000500～50005000～50000大量生产1000500050000各种生产类型的工艺特点工艺特点单件小批生产成批生产大批大量生产采用的机床与工艺装备通用的通用机床配专用夹具或部分专用机床广泛采用专用设备、组合机床及自动线机床布置及生产组织形式机床按机群式布置机床按工艺路线布置成流水线，按生产周期对流水线进行调整机床严格按工艺路线和生产节拍布置装配组织形式固定式装配装配对象固定，工人相对专业化移动式流水装配毛坯制造木模造型铸造和自由锻造金属模机器造型、模锻金属模机器造型、压力铸造、模锻零件互换性钳工试配互换性、部分试配全部互换，部分精度高的采用试配工件装夹和精度保证方法画线找正、试切法部分画线找正、调整法夹具装夹、调整法对个人的技术要求高中操作工低、调整工高工艺文件的详细程度只编制简单的工艺过程卡片较详细的工艺过程卡片，重要零件的关键工序有工序操作卡详细工艺规程和工序卡生产率低中高生产成本高中低课堂小结一、生产过程和工艺过程的概念二、机械加工工艺过程及其组成三、生产纲领、生产类型和工艺过程的关系课外作业P1861，3四、机械加工工艺规程也称工艺规程，是将机械加工工艺过程的各项内容写成文件，用来指导、组织和管理生产的技术文件。依据工艺理论和必要的工艺试验制订机械加工工艺规程应满足的要求：技术和经济两方面工艺规程所包含的内容有拟定工艺路线和确定各工序具体内容两大部分四、机械加工工艺规程2.机械加工工艺规程的作用(1)是指导生产的主要技术文件，是指挥现场生产的依据。(2)是组织生产和计划管理的重要依据。(3)是新建、扩建或改建厂房（车间）的依据。工艺规程是生产加工、检验验收、工时考核、生产调度的主要依据。四、机械加工工艺规程3.机械加工工艺规程的格式(1)工艺规程卡片简要说明零件加工过程的一种工艺文件。以工序为单位，列出零件加工所经过的工艺路线，机械加工工艺规程的格式(2)工艺卡片为工艺阶段编制的一种工艺文件。以工序为单位详细说明产品在某一工艺阶段中的工序号、工序名称、工序内容、工艺参数、操作要求及采用的设备和工艺装备等广泛用于成批和中、小批量生产(3)工序卡片用来指导生产的一种详细的工艺文件工序卡片是为每一道工序编制的一种工艺文件。详细说明工序中的每个工步的加工内容、工艺参数、操作要求、年用设备和工艺装备等大批量生产机械加工工艺规程的格式34表5-1机械加工工艺过程卡片工艺规程格式（工艺过程卡、工艺卡、工序卡）35机械加工工艺规程表5-1机械加工工艺过程卡片36表5-1机械加工工艺过程卡片1、产品的全套装配图及零件图2、产品的验收质量标准与交货状态3、产品的生产纲领及生产类型4、现有的生产条件和资料5、国内外同类产品的有关工艺资料6、有关的文件与法规制定机械加工工艺规程制定主要依据1）技术上的先进性，尽可能采用先进适用的工艺和工艺装备2）经济上的合理性，就通过成本核算或相互对比，以使产品生产成本最低3）良好的劳动条件及避免环境污染制订机械加工工艺规程的原则机械加工工艺规程设计步骤1．分析研究部件或总装配图和零件图样2．选择毛坯3．拟定工艺路线，包括选定定位基准、定位夹紧方案、各表面的加工方法及其过程，安排各加工工艺的先后顺序。4．确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差5.确定各工序所采用的设备及工艺装备6.确定各工序的切削用量和时间定额7.确定各工序的技术要求用检验方法8.填写工艺文件机械加工工艺规程制订步骤分析零件结构工艺性选择确定毛坯拟定工艺路线选机床、设备工艺装置（选刀、夹、量等辅具）确定各工序加工余量、工序尺寸及公差确定切削用量估算时间定额确定各工序技术要求和检验方法课堂小结一、生产过程和工艺过程的概念二、机械加工工艺过程及其组成三、生产纲领、生产类型和工艺过程的关系四、机械加工工艺规程（要求、作用、格式及制订的主要依据、原则和步骤）课后思考P1862，4，543机械制造技术基础情境二零件的工艺分析与毛坯选择一零件的工艺分析和毛坯的选择零件的工艺性分析学习内容：1、零件工艺性分析的目的2、零件工艺性分析的内容重点难点了解零件工艺性分析的概念，熟悉工艺性分析的目的和内容1零件表面的组成和基本类型1）基本表面有圆柱面、圆锥面和平面等特殊表面主要有螺旋面、渐开线齿形表面、圆弧面（如球面）等2）基本类型大致分为轴类、套类、箱体、齿轮叉架类等一零件的工艺性分析2零件的结构工艺性定义——零件结构的工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造该零件的可行性和经济性。良好的结构工艺性是指在现有工艺条件下既能方便制造，又能降低制造成本。一零件的工艺性分析测量的可能性和方便性在测量方面在装夹、装配方面便于装配、减少修配量在加工方面合理标注零件的技术要求便于加工、减少加工量•⑴便于装夹零件的结构工艺性涉及面很广主要分析工件的切削加工工艺性锥度心轴的结构保证装夹方便、稳定可靠装夹可靠装夹不可靠保证装夹方便、稳定可靠数控铣床床身的结构尽量减少装夹次数轴上多键槽的布局两次装夹一次装夹•⑵便于加工•零件的结构就尽量采用标准系列值，同时需注意退刀和进刀，•易于保证加工精度要求和减少加工面积等。越程槽越程槽精磨表面精磨表面退刀槽为了便于定位及避免损坏钻头，设计时要求需加工孔的表面与孔的轴线保持垂直或大于60。609060零件结构工艺性实例分析减少机床调整次数轴上锥度尽可能一致不合理合理零件结构工艺性实例分析两凸台端面在同一个水平面上凸台结构加工工艺性加工面应等高零件上与其他零件的接触面，一般都要加工。为了减少加工面积，并保证零件表面之间有良好的接触，通常在铸件上设计出凸台、凹坑。如下图要求测量孔中心线与基准面A的平行度•3）便于测量1.61.61.61.61.6便于尺寸测量的结构不合理合理•⑴加工表面的尺寸精度。•⑵加工表面的几何形状精度。•⑶各加工表面之间的相互位置精度。•⑷加工表面粗糙度以及表面质量方面的其他要求。•⑸热处理以及其他要求。2零件的技术要求分析表各类毛坯的特点及适用范围毛坯种类制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形状机械性能适用生产类型型材型材焊接件砂型铸造自由锻造普通模锻钢模铸造精密锻造压力铸造熔模铸造