机械制造工艺学[含机床夹具设计]

天津科技大学机械工程学院1第一章绪论生产过程与工艺过程的基本概念1、生产过程：从原材料转变为成品的全部过程。它包括：原料运输，存放，生产前准备，毛坯制造，机械加工，装配、检测，包装等。天津科技大学机械工程学院22、工艺过程•工艺过程：在生产过程中,加工对象(材料，毛坯，零件，机器)当化学，物理，机械性能，尺寸，形状，相互位置，外观发生变化的那一部分劳动过程称为工艺过程。（这里指的是泛述其定义）•天津科技大学机械工程学院3机械加工工艺过程：在加工过程中，直接改变零件的尺寸和形状及表面质量的工艺过程，以及机器的装配工艺过程。机械加工工艺过程天津科技大学机械工程学院4工艺过程的组成（1）、工序（2）、工步（3）、走刀（亦称工作行程）（4）、安装（5）、工位三爪卡盘工件中心钻端面车刀车刀一个工人（或一组工人）在一台机床（或一个工作地点）对同一个（或同时对几个）工件连续完成的工艺过程钻孔扩孔锪孔2341天津科技大学机械工程学院5工序一个工人（或一组工人），在一台机床（或一个工作地点），对同一个（或同时对几个）工件所连续完成的那一部分工艺过程。（通常把仅列出主要工序名称的简略工艺过程称为工艺路线。）•特点：工人，机床，零件不变；工作连续。一个工人（或一组工人）在一台机床（或一个工作地点）对同一个（或同时对几个）工件连续完成的工艺过程天津科技大学机械工程学院6工步工件的加工表面，加工工具，切削用量不变的条件下所连续完成的那一部分工艺过程。特点：加工面，工具，切削用量不变；连续。三爪卡盘工件中心钻端面车刀工步数计算1、车端面2、钻中心孔3、分两次粗车外圆表面工序数计算1、车端面钻中心孔2、分两次粗车外圆表面车刀天津科技大学机械工程学院7走刀加工工具在加工表面上切削一次所完成的工步部分。（亦叫工作行程）天津科技大学机械工程学院8安装在完成机械加工的工序中，使工件在机床或夹具中占据某一正确加工位置的过程和对工件实施夹紧的过程称为装夹，工件经一次装夹所完成的那一部分工序内容称为工件的安装。在一个工序中可含有一个或多个安装。天津科技大学机械工程学院9工位•为了一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。钻孔扩孔锪孔2341天津科技大学机械工程学院10**各组成部分之间的关系•工艺过程的组成单元里，工序是工艺过程中的基本单元。零件的机械加工工艺过程是由若干工序组成；•在一个工序中可能包含有一个或几个安装，每一安装中又可能包含有一个或几个工步；•每一工步中包含一个或几个工作行程（几次走刀）。工步数计算1、车端面2、钻中心孔3、分两次粗车外圆表面工序数计算1、车端面钻中心孔2、分两次粗车外圆表面天津科技大学机械工程学院11生产纲领和生产类型生产纲领：是企业在计划期内应当生产的产品产量，某零件的生产纲领是包括备品和废品在内的零件的年产量。零件的生产纲领计算式:N=Q·n(1+a%)(1+b%)[单位：件/年]其中：a%——备品率b%——废品率Q——产品的年产量（台/年）n——每台产品中该零件的数量（件/台）天津科技大学机械工程学院12批量根据产品生产周期，销售和库存量以及车间生产均衡情况，把全年产量分批投入生产车间，每批投入制造生产的零件数叫做批量。工件1年产量工件2年产量工件3年产量工件4年产量由工件1、2、3、4组成产品的年产量每批零件组成产品的产量每批零件组成产品的产量每批零件组成产品的产量1批2批3批1批2批3批1批2批3批1批2批3批1批1批1批1批天津科技大学机械工程学院13生产类型是指企业（或车间）生产专业化程度的分类。根据产品的尺寸大小和特征，年生产纲领，批量及投入生产的连续性，可分为三种生产类型：单件生产：产品品种多而很少重复，同一种零件的生产量很少的情况。大量生产：连续地大量生产同一种产品，一般每台机床都固定地完成某种零件的某一工序的加工。成批生产：一年中分批制造若干相同产品，生产呈周期性重复的特征。天津科技大学机械工程学院14成批生产一年中分批制造若干相同产品，生产呈周期性重复的情况按批量大小及产品特征，又可分为：•小批生产：零件虽按批量投产，但批量不稳定，生产连续性不明显，其工艺过程及生产组织类似于单件生产；•中批生产：产品品种规格有限而生产有一定周期性的情况；•大批生产：产品品种较为稳定，零件投产批量大，其中主要零件是连续性生产的情况。天津科技大学机械工程学院15获得零件加工精度的方法零件的加工精度分为：尺寸精度、形状精度、相互位置精度。这些精度是在加工过程中同时获得。这里研究：•获得尺寸精度的方法•获得形状精度的方法天津科技大学机械工程学院16获得尺寸精度的方法之（１）试切法先试切出很小一部分加工表面，测量试切所得的尺寸，按照加工要求适当调整刀具相对工件的位置，再试切、再测量、再调整直至达到要求后，再切削整个待加工表面。天津科技大学机械工程学院17获得尺寸精度的方法之（２）定尺寸刀具法使用有一定尺寸精度的刀具，如钻头等，来保证工件被加工表面的尺寸精度。天津科技大学机械工程学院18获得尺寸精度的方法之（３）调整法利用机床上的定程装置或对刀装置或预先调整好的刀架，使刀具相对于机床或夹具达到一定的位置精度，然后加工一批工件。天津科技大学机械工程学院19获得尺寸精度的方法之（４）自动控制法：•自动测量法：在机床上安装有自动测量装置，当加工中工件达到加工尺寸精度要求时，自动装置自动发出指令，使机床自动退刀并停止工作。•数字控制法：通过在机床中的控制刀架、或工作台精确移动的步进电机、及整套数字控制装置，由预先编制好的程序通过计算机数字控制装置控制被加工工件的尺寸精度。天津科技大学机械工程学院20获得形状精度的方法（１）轨迹法：以切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表面的形状。天津科技大学机械工程学院21（２）成形法：以成形刀具刀刃的几何形状切削出工件的形状。成形刀具天津科技大学机械工程学院22（３）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。天津科技大学机械工程学院23第二章．机制工艺规程的编制§2-1工艺规程的概念，作用§2-2工艺规程制定原则及格式§2-3编制工艺规程的原始资料§2-4编制步骤§2-5应用举例天津科技大学机械工程学院24§2-1工艺规程的概念、作用一、工艺规程：生产中用一定的文件形式规定下来的工艺过程。二、工艺规程作用：（１）是指导生产的技术文件；具有法规性效力；（２）是生产管理和组织的主要依据；（３）是新建或扩建工厂或车间的基本文件；（４）是现有生产方法和技术的总结，是生产技术交流的重要文件。天津科技大学机械工程学院25§2-2工艺规程制定原则及格式１．原则：在一定生产条件下，以优质，高产，低耗加工出符合图纸要求的零件。２．工艺文件的种类与格式：（1）综合工艺过程卡：用于单件小批生产中；（2）工艺卡：说明工艺过程的文件，其中详细说明每一工序所包括的工位及工步的工作内容，对复杂工序，在文件中还要绘制工序简图；（3）工序卡：为每一工序一卡。用于大批大量生产或重要零件的成批生产。天津科技大学机械工程学院26（1）综合工艺过程卡产品名称及型号零件名称零件图号名称种类毛重第页牌号毛坯尺寸零件重量（KG）净重共页工厂名综合工艺过程卡片材料性能每料件数每台件数每批件数时间定额（min）工艺装备名称及编号工序号工序内容加工车间设备名称及编号夹具刀具量具技术等级单件准备—终结更改内容编制抄写校对审核批准天津科技大学机械工程学院27（2）工艺卡产品名称及型号零件名称零件图号名称种类毛重第页牌号毛坯尺寸零件重量（KG）净重共页（工厂名）机械加工工艺卡片材料性能每料件数每台件数每批件数切削用量工艺装备名称及编号工时定额（min）工序安装工步工序内容同时加工零件数切削深度（mm）切削速度（m/min）每分钟转数(r/min)或往复次数进给量(mm/r或mm/2L)设备名称及编号夹具刀具量具技术等级单件准备—终结更改内容编制抄写校对审核批准天津科技大学机械工程学院28（3）工序卡产品名称及型号零件名称零件图号工序号工序名称第页共页（工厂名）机械加工工序卡片材料名称材料牌号机械性能零件重量（KG）车间工段同时加工工件数每料件数技术等级单件时间（min）量具名称、规格设备名称设备编号夹具名称夹具编号冷却液（工序图）更改内容计算数据（mm）切削用量工时定额（min）刀具及辅助工具工步号工步内容直径或长度工作行程长度单边余量工作行程次数切削深度（mm）进给量(mm/r)(或mm/min)每分钟转数(r/min)(或2L/min)切削速度(m/min)基本时间辅助时间布置工作地时间休息与生理需要时间准备—终结时间名称规格编号数量编制抄写校对审核批准天津科技大学机械工程学院29§2-3编制工艺规程的原始资料•零件工作图及有关装配图；•零件的生产纲领和投产批量；•有关产品质量验收标准的技术文件；•本厂现有生产条件，包括设备，生产能力，技术水平。以及外协条件等；•零件毛坯生产条件及生产技术水平；•有关国内外同类产品的参考资料等。天津科技大学机械工程学院30§2-4编制步骤分为四个阶段：•准备工作阶段•工艺路线拟定阶段•工序设计阶段•最终确定阶段天津科技大学机械工程学院311、准备工作阶段（１）搜集和分析原始资料及基本数据：熟悉零件工作图，装配图，了解零件在产品中的部位，作用。（２）零件的结构及工艺分析：如属于什么类型，以及零件的技术条件分析。天津科技大学机械工程学院32所谓零件的结构工艺性是指设计的零件是否能在现有技术水平及设备条件下被经济，方便地制造出来，是否能够使用高效率的制造方法和充分发挥设备能力的程度。结构工艺性天津科技大学机械工程学院33结构工艺性的内容与分类：•内容：零件的结构设计，尺寸标注，技术要求，材质等。•分类：机械加工结构工艺性，铸造结构工艺性，焊接结构工艺性等。天津科技大学机械工程学院34零件结构的机械加工工艺性分析•加工表面积尽可能减小；•毛坯余量尽可能减小及选用可加工性好的材料；•安装容易，刚性要好且允许采用多刀加工；•刀具易接近加工部位，有多件加工的可能性，有足够的退刀和越程尺寸；•定位基准的可选性，且定位基准至加工表面间的标注尺寸应测量方便。天津科技大学机械工程学院35零件的机械加工工艺性6.36.3加工表面积尽可能减小有多件加工的可能性天津科技大学机械工程学院36有足够的退刀和越程尺寸abc标注尺寸应测量方便天津科技大学机械工程学院37不加工表面的位置必须由另一个不加工表面确定，其中只可以有一个不加工表面和加工表面之间有尺寸联系,避免从一个加工表面确定几个非加工表面。6.32.5bac6.36.32.5a’c6.3bd天津科技大学机械工程学院38零件设计技术要求的工艺性分析•主要加工表面：与其它零件有配合关系或决定其使用性能的表面。•次要加工表面：除主要加工表面之外的其它表面。105-1.457-1.295p6491.5x45º1.5x45º6017.511132-Ø12H775.2CCBB33±0.0518+0.25(32)55°A250.03B0.05C0.052-E502412082852H73434M10天津科技大学机械工程学院39（３）确定毛坯：毛坯的种类：型材：热轧（型钢）；冷拉（棒料）；铸件；煅件；焊接件；冲压件等。确定毛坯的因素：•零件的材料与机械性能；如灰铁用铸件，重要的阶梯轴用煅件。•零件的结构形状及外形尺寸；•零件制造经济性；•生产纲领；•毛坯的现有生产条件和技术水平。天津科技大学机械工程学院40毛坯图画法绘制毛坯图：以双点划线画出零件外形，毛坯外形为按毛坯精度等级在要加工表面加放余量用粗实线表示，不加工表面不加放余量。毛坯尺寸公差按毛坯精度等级在加放余量的尺寸上标注双向对称公差。大于５mm的铸造圆角应在图中画出。天津科技大学机械工程学院41*工艺设计中对于铸件的毛坯图其内容包括毛坯形状，尺寸及公差，分型面及浇冒口位置，拔模斜度及圆角，毛坯组织，硬度，表面及内部缺陷等技术要求。天津科