《新编》机械加工工艺规程的制订

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1、第三章机械加工工艺规程制订 加工工艺 产品制造的方法 工艺规程制订的原则 是优质 高产 低成本 即在保证产品质量的前题下 争取最好的经济效益 第一节概述 1 生产过程指把原材料转变为成品的全过程 机械工厂的生产过程一般包括原材料的验收 保管 运输 生产技术准备 毛坯制造 零件加工 含热处理 产品装配 检验以及涂装等 一 生产过程和工艺过程 1 生产全部零部件 组装机器 2 生产一部分关键的零部件 其余的由其它企业供应 3 完全不生产零部件 自己只负责设计与销售 企业在市场导向下 产品的生产过程主要可划分为四个阶段 即新产品开发 产品制造 产品销售和售后服务阶段 企业组织产品生产的模式 工艺过程

2、可根据其具体工作内容分为铸造 锻造 冲压 焊接 机械加工 热处理 表面处理 装配等不同的工艺过程 2 工艺过程 把生产过程中改变生产对象的形状 尺寸 相对位置和物理 力学性能等 使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程 机械加工工艺过程是指用机械加工方法 主要是切削加工方法 逐步改变毛坯的形态 形状 尺寸以及表面质量 使其成为合格零件所进行的全部过程 它一般由工序 工步 走刀等不同层次的单元所组成 零件的年生产纲领按下列公式计算 N Qn 1 a 1 b 3 1 式中N 零件的生产纲领 单位为件 年 Q 产品的年产量 单位为台 年 n 每台产品中所含该零件的数量 单位为件 台 a 零件的备品百分

3、率 b 零件的废品百分率 1 生产纲领 产品的年生产纲领就是产品的年生产量 二 生产纲领与生产类型 2 生产类型的划分 根据产品投入生产的连续性 可大致分为三种不同的生产类型 1 单件生产 产品品种不固定 每一品种的产品数量很少 大多数工作地点的加工对象经常改变 例如 重型机械 造船业等一般属于单件生产 2 大量生产 产品品种固定 每种产品数量很大 大多数工作地点的加工的对象固定不变 例如 汽车 轴承制造等一般属于大量生产 在成批生产中 根据批量大小可分为小批 中批和大批生产 小批生产的特点接近于单件生产的特点 大批生产的特点接近于大量生产的特点 中批生产的特点介于单件和大量生产特点之间 因此

4、生产类型可分为 单件小批生产 大批大量生产 中批生产 各种生产类型的工艺特点见表3 3 3 成批生产 产品品种基本固定 但数量少 品种较多 需要周期性地轮换生产 大多数工作地点的加工对象是周期性的变换 各种生产类型的规范 计算节拍的公式 t 60 N 3 2 式中t 节拍 单位为min 件 机床每年工作时数 单位为h N 零件生产纲领 单位为件 cmn 式中c 每天班次 以2计算 m 每年周数 以51计算 n 每周一班工作时数 以35计算 设备利用率 一般取0 94 0 96 四 节拍 节拍是指生产每一个零件所规定的时间指标 三 机械加工工艺规程 1 定义 规定产品或零部件制造工艺过程和操作方

5、法等的工艺文件称为工艺规程 其中 规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程 它是在具体的生产条件下 最合理或较合理的工艺过程和操作方法 并按规定的形式书写成工艺文件 经审批后用来指导生产的 工艺规程中包括各个工序的排列顺序 加工尺寸 公差及技术要求 工艺设备及工艺措施 切削用量及工时定额等内容 1 指导生产的主要技术文件 起生产的指导作用 2 是生产组织和生产管理的依据 即生产计划 调度 工人操作和质量检验等的依据 3 是新建或扩建工厂或车间主要技术资料 总之 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

6、的指挥 生产后用它做生产的检验 为了适应工业发展的需要 加强科学管理和便于交流 原机械电子工业部还制订了指导性技术文件JB Z187 3 88 工艺规程格式 要求各机械制造厂按统一规定的格式填写 按照规定 属于机械加工工艺规程的有 1 机械加工工艺过程卡片 2 机械加工工序卡片 3 标准零件或典型零件工艺过程卡片 4 单轴自动车床调整卡片 5 多轴自动车床调整卡片 6 机械加工工序操作指导卡片 7 检验卡片等 最常用的是 机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片 它是根据工艺卡片的每一道工序制订的 主要用来具体指导操作工人进行生产的一种工艺文件 多用于大批大量生产或成批生产中比较重要的零件 该卡

7、片中附有工序简图 并详细记载了该工序加工所需的资料 如定位基准选择 工序尺寸及公差以及机床 刀具 夹具 量具 切削用量和工时定额等 1 机械加工工艺过程卡 它是以工序为单位 详细说明零件的机械加工工艺过程 其内容介于工艺流程卡片和工序卡片之间 它用来指导工人进行生产和帮助车间干部和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主要工艺文件 广泛用于成批生产和单件小批生产中比较重要的零件或工序 2 机械加工工序卡 产品整套装配图 零件图质量标准生产纲领 生产类型毛坯情况本厂现有生产条件先进技术 工艺有关手册 图册 1 机械加工工艺规程制定的原则 1 必须可靠保证零件图纸上所有技术要求的实现 即保证质量 并要

8、提高工作效率 2 保证经济上的合理性 即要成本低 消耗要小 3 保证良好的安全工作条件 尽量减轻工人的劳动强度 保障生产安全 创造良好的工作环境 4 要从本厂实际出发 所制订的工艺规程应立足于本企业实际条件 并具有先进性 尽量采用新工艺 新技术 新材料 5 所制订的工艺规程随着实践的检验和工艺技术的发展与设备的更新 应能不断地修订完善 2 内容与步骤 1 分析零件图和产品装配图 2 对零件图和装配图进行工艺审查 3 由零件生产纲领确定零件生产类型 4 确定毛坯种类 5 拟定零件加工工艺路线 6 确定各工序所用机床设备和工艺装备 含刀具 夹具 量具 辅具等 7 确定各工序的加工余量 计算工序尺寸

9、及公差 8 确定各工序的技术要求及检验方法 9 确定各工序的切削用量和工时定额 10 编制工艺文件 定义 零件结构的工艺性是指所设计的零件在满足要求的前题下 制造的可行性和经济性 功能相同的零件 其结构工艺性可以有很大差异 良好的结构工艺性是指在现有工艺条件下既能方便制造 又有较低的制造成本 零件结构工艺性的分析 包括零件尺寸和公差的标注 零件的组成要素和整体结构等方面的分析 第二节零件的结构工艺性分析及毛坯选择 1 审查零件图的完整性 审查零件图上的尺寸标注是否完整 结构表达是否清楚 2 分析技术要求是否合理 1 加工表面的尺寸精度 2 主要加工表面的形状精度 3 主要加工表面的相互位置精度

10、 4 表面质量要求 5 热处理要求 零件上的尺寸公差 形位公差和表面粗糙度的标注 应根据零件的功能经济合理地决定 过高的要求会增加加工难度 过低的要求会影响工作性能 两者都是不允许的 3 审查零件材料选用是否适当 材料的选择既要满足产品的使用要求 又要考虑产品成本 尽可能采用常用材料 如45号钢 少用贵重金属 4 零件的结构工艺性分析 1 零件结构工艺性 是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性 它包括零件的各个制造过程中的工艺性 有零件结构的铸造 锻造 冲压 焊接 热处理 切削加工等工艺性 由此可见 零件结构工艺性涉及面很广 具有综合性 必须全面综合地分析 在制订机械加工

11、工艺规程时 主要进行零件切削加工工艺性分析 2 机械加工对零件局部结构工艺性的要求 1 便于刀具的趋进和退出 如边缘孔的钻削 机械加工对零件局部结构工艺性的要求举例 2 保证刀具正常工作 图a所示结构 孔的入口端和出口端都是斜面或曲面 钻孔时钻头两个刃受力不均 容易引偏 而且钻头也容易损坏 宜改用图b所示结构 图c所示孔结构 入口是平的 但出口都是曲面 宜改用图d所示结构 3 保证能以较高的生产率加工 被加工表面形状应尽量简单 图a所示键槽形状只能用生产率较低的键槽铣刀加工 图b所示结构就能用生产率较高的三面刃铣刀加工 尽量减少加工面积 尽量减少加工过程的装夹次数 加工图示零件螺孔 需作两次装

12、夹 先钻 攻螺孔B C 然后翻身装夹 再钻 攻螺孔A 如果设计允许 宜将螺孔A改成图左上角的结构 尽量减少工作行程次数 应统一或减少尺寸种类 4 避免深孔加工 5 应外表面联接代替内表面联接 左图箱体采用内表面联接 加工困难 右图改用外表面联接 加工容易 因外表面加工比内表面加工容易 6 零件的结构应与生产类型相适应 在大批量生产中 图a所示箱体同轴孔系结构是工艺性好的结构 在单件小批生产中 则认为图b是工艺性好的结构 这是因为在大批大量生产中采用专用双面组合镗床加工 此机床可以从箱体两端向中进给镗孔 采用专用组合镗床 一次性投资虽然高 但因产量大 分摊到每个零件上的工艺成本并不多 经济上仍是

13、合理的 7 有位置要求或同方向的表面能在一次装夹中加工出来 8 零件要有足够的刚性 便于采用高速和多刀切削 加工时 工件要承受切削力和夹紧力的作用 工件刚性不足易发生变形 影响加工精度 图示两种零件结构 图b所示结构有加强筋 零件刚性好 加工时不易产生变形 其工艺性就比图a所示结构好 零件是各要素 各尺寸组成的一个整体 所以更应考虑零件整体结构的工艺性 具体有以下几点要求 1 尽量采用标准件 通用件 2 在满足产品使用性能的条件下 零件图上标注的尺寸精度等级和表面粗糙度要求应取最经济值 3 尽量选用切削加工性好的材料 4 有便于装夹的定位基准和夹紧表面 5 节省材料 减轻质量 机械加工对零件整

14、体结构工艺性的要求 在毛坯制造方面 在装配方面 便于装配 减少修配量 结构工艺性内容 在加工方面 合理标注零件的技术要求便于加工 减少加工面积数控加工工艺性分析 铸件 便于造型 拔模斜度合理 璧厚均匀 无尖边 尖角锻件 形状简单 无尖边 尖角 飞刺 便于出模 减轻零件重量保证加工的可行性 经济性零件尺寸 规格 结构要素标准化正确标注图纸尺寸及加工技术要求 在装配方面 提高零件结构工艺性措施 在加工方面 便于分解独立装配单元便于平行 流水作业调整方便 减轻装配劳动便于达到装配精度 毛坯的选择 1 毛坯的种类 1 铸造毛坯 适合做形状复杂零件的毛坯 2 锻造毛坯 适合做形状简单零件的毛坯 3 型材

15、 适合做轴 平板类零件的毛坯 4 焊接毛坯 适合板料 框架类零件的毛坯 2 选择毛坯的原则 1 选择原则 毛坯的形状和尺寸应尽量接近零件的形状和尺寸 以减少机械加工 2 毛坯选择应考虑的因素 1 生产纲领的大小 对于大批大量生产 应选择高精度的毛坯制造方法 以减少机械加工 节省材料 2 现有生产条件 要考虑现有的毛坯制造水平和设备能力 3 举例 1 轴类零件 车床主轴 45号钢模锻件 阶梯轴 直径相差不大 棒料 2 箱体 铸造件或焊接件 3 齿轮 小齿轮 棒料 大多数中型齿轮 模锻件 大型齿轮 铸钢件 第三节定位基准选择 一 基准的概念学习要点 掌握基准的概念 深刻理解设计基准 工艺基准 包括

16、工序基准 定位基准 装配基准和测量基准 的含义及其相互之间的关系 掌握装夹的概念及三种装夹方法的特点 1 基准的定义 工件是个几何形体 它由一些几何元素 如点 线 面 所构成 工件上任何一个点 线 面的位置总是要用它与另外一些点 线 面的相互关系 如尺寸距离 平行度 垂直度 同轴度等 来确定 在零件图上或实际的零件上 用来确定其它点 线 面位置时所依据的那些点 线 面 称为基准 2 基准的分类 按其功用可分为 1 设计基准 零件工作图上用来确定其它点 线 面位置的基准 为设计基准 2 工艺基准 是加工 测量和装配过程中使用的基准 又称制造基准 设计基准 在设计图样上所采用的基准称为设计基准 如图所示的箱体零件 顶面B的设计基准为底面A 尺寸H 孔I的设计基准为底面A与角尺面C 尺寸X1 Y1 孔 的设计基准为底面A孔I的中心 尺寸Y2 R1 孔 的设计基准为孔I与孔 的中心 尺寸R2 R3 设计人员是从零件的工作性能要求出发而确定设计基准的 图中孔I与孔 孔 之间 孔 与孔 之间均有齿轮啮合传动关系 为保证齿侧啮合间隙量 孔 采用了孔I中心作设计基准 孔 采用了孔I与孔 的中心作为的设