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1、2012年2月,学习目的与要求,（1）掌握机械制造工艺的基本概念，熟悉工艺规程的编制方法、步骤及其格式 （2）熟悉零件的毛坯选择和结构工艺性 （3）熟悉基准对加工的重要性，掌握合理选择定位基准的原则 （4）掌握拟定零件加工工艺路线的原则和方法 （5）掌握工艺尺寸链的解算方法 （6）了解机械装配的过程及其对机器质量的重要性 （7）熟悉装配方法及其适用性 （8）了解装配工艺规程的形式、制定方法和步骤,第3章机械加工与装配工艺规程的制定12学时,主要教学内容,第3章 机械加工与装配工艺规程制订 3.1 概机械加工工艺规程概述 3.2 零件的结构工艺性及毛坯的选择 3.3 基准及其选择 3.4 加工工
2、艺路线的拟定 3.5 加工余量及工序尺寸、公差的制订 3.6 尺寸链及其应用 3.7 时间定额和提高生产效率的工艺措施 X 3.8 工艺过程方案的技术经济分析 X 3.9 制订工艺规程的实例-床头箱体的加工 3.10 装配工艺及装配尺寸链 3.11 装配工艺规程的制订 X,3-1 概述,3.1.1、生产过程与工艺过程 生产过程：指原材料到成品之间的劳动过程的总和 工艺过程：在机械产品的生产过程中，将原材料直接变为成品或半成品的过程 3.1.2、机械加工工艺过程 1)定义：采用机械加工的方法，直接改变毛坯的尺寸、形状、位置和表面质量，使之成为产品的过程,2)机械加工工艺过程组成 工序、安装、工位
3、、工步、走刀 工序：一个（或一组）工人在一个工作地点（如机床或钳台）对一个（或几个）工件连续完成的那部分工艺过程。组成工艺过程的基本单元。 安装：一个工序有时在零件的几次装夹下完成，这时在零件每次装夹下所完成的那部分工作称为一次安装。 工步：在加工表面、切削刀具和切削速度、进给量（不包括背吃刀量）都不变的情况下完成的那一部分工序内容。工序的基本单元 复合工步：一个工件上有几把刀同时切削不同的表面，算一个工步，称为复合工步。,有如下几种加工方法： a：一车一钻床： 在车床上加工所有外圆、端面及内孔；在钻床上钻六孔。共2个工序 b：两车一钻(一批工件)： 在车床上，车C、D、E；在另一车床上，车A
4、、B；在钻床上钻六孔。共3个工序 c：一车一钻一车： 在车床上，车C、D、E在钻床上钻六孔在另一车床上，车A、B。共3个工序,E,D,走刀：有些工步，由于余量较大或其他原因，需要用同一刀具在同一转速和进给量条件下对同一表面进行多次切削（多次走刀），这样刀具对工件的每次切削称为一次走刀。 工位：工件在机床上相对刀具所占据的每个加工位置所完成的那部分工作称为一个工位。,1. 装卸位置 2. 铣面 3. 开槽 4. 钻孔,如图：回转工作台,3.1.3、加工工艺规程的内容和作用 1）机械加工工艺规程：把工艺过程的有关内容，用文件表格的形式固定下来，称为 2）主要内容 加工路线和经过的车间或工段 各工序
5、内容及所用机床、刀具、工艺装备 工件检验项目及方法 切削用量 工时定额 工人技术等级,3）机械加工工艺规程的作用 指导生产的主要技术文件 工艺过程是生产准备的依据 新建或扩建厂和车间的基本技术文件 3.1.4 指导思想 保证质量、提高效率、降低成本 3.1.5 生产类型对工艺过程的影响P120 生产类型分类： 单件生产 成批生产：小批生产 中批生产 大批生产 大量生产,重型零件 200Kg以上 中型零件 100200Kg 轻型零件 100Kg以下,3.1.6 制订工艺规程的步骤及内容 1）原始资料 产品的整套装配图和零件工作图 产品的验收质量标准 产品的生产纲领（年产量）和生产类型 毛坯的生产
6、情况 车间现有条件 当前先进工艺及工艺及生产技术发展情况 有关的工艺手册和统计资料,2）制订步骤 分析零件图纸和产品装配图 确定毛坯的种类和制造方法 拟定工艺路线 确定加工余量，计算工序尺寸及公差 确定机床、工艺装备和切削用量 计算工时定额和工人等级 确定重要工序的检查项目和方法 填写工艺文件,常见的工艺文件形式有： 综合工艺过程卡、机械加工工艺卡、机械加工工序过程卡（见P121表3.4）,3.2 零件的结构工艺性及毛坯的选择,3.2.1 结构工艺性： 结构工艺性：工件能否进行加工的可能性或表示加工的难易 1）被加工表面的加工可能性,空刀,2）保证位置精度的可能性 位置精度主要指同轴度、垂直度
7、、平行度等 最好一次安装就能加工工件的所有表面，以保证各加工表面的相互位置关系,AB同轴0.02,安装,3）零件安装时应有方便的定位基准 如车床小刀架 底座,有的附加基准影响外观 可在加工后去除,4）加工面的尺寸、形状及位置应便于加工,内端面加工有困难应改为外端面加工,大 中 小,大 小 大,内壁加工面位置,箱体零件孔的结构布局,小 大 小,多个加工面的尺寸、位置方向应一致,结构尺寸、形状与刀具关系,考虑形状误差的影响，减小加工表面的尺寸,参见P123表3.5零件结构工艺性实例,3.2.2 毛坯的种类及毛坯的选择 毛坯的种类：锻件、型材、组合毛坯、冲压 选择毛坯时应考虑：,零件的生产纲领（年产
8、量） 产量大可采用模锻型材等 产量小可采用自由锻或手工造型 零件的结构和外形 结构复杂时，可采用铸造 结构简单时可采用锻造 零件的尺寸大小 尺寸大：可采用铸造成型或自由锻造成型 尺寸小：可采用模锻、型材 零件机械性能 机械性能高时，可采用锻机械性能 一般时，可采用铸造或型材 充分利用新工艺、新技术、新材料 如精密铸造、精密锻造等,3.3.1 加工时工件的安装方法 装夹-将工件准确的安放在加工位置（定位）并将其固定（夹紧）的过程 装夹方法有两种：找正法、夹具装夹法 1）找正法 直接找正法：如用三爪或四爪卡盘装夹工件 划线找正法：装夹前先在工件上划线，确定加工位置和加工余量，然后“按线找正”装夹工
9、件,3.3 基准和基准的选择,划线的目的： 调整工件的各加工表面的加工余量，使之加工余量均匀且足够 调整工件的加工面与非加工面的正确位置关系,找正法适合于单件小批量生产,2）夹具装夹法 通过夹具上定位元件使工件获得正确位置并夹紧 装夹方便迅速，定位精度稳定，适于成批和大批量生产,3）获得加工尺寸精度的方法 （1）试切法 试切测量调整加工反复进行直到工件合格的加工方法。用于单件、小批生产。 （2）调整法 按零件规定的尺寸预先调整好刀具与工件的相对位置来保证加工表面尺寸的方法。用于成批、大量生产。 （3）尺寸刀具法 用刀具的相应尺寸来保证加工的尺寸。生产率高，刀具制造复杂。用于各种生产。 （4）主
10、动测量法 切削过程自动测量工件尺寸，自动补偿调整。,4）获得工件表面形状精度的加工方法,（5）获得相互位置精度的方法 主要由机床、夹具本身固有的位置精度和工件的装夹精度来保证,3.3.2、基准及其分类 1）定义：确定零件或部件上某些点、线、面位置时所选作参照的那些点、线、面称为 2）分类 设计基准：零件图上使用的基准，互换性课中使用的基准。,加工基准（工艺基准） 定位基准：夹具或零件安装时，确定零件加工位置的点线面的基准称为定位基准。 生产中，定位基准可进一步分为：,粗基准 使用未加工表面作为定位基准。该基准称为 粗基准。 精基准 使用已加工表面作为定位基准，该基准称为 精基准。,辅助基准（基
11、面） 零件上根据加工工艺需要而专门设计的定位基准。 如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台等。,装配基准,测量（检查）基准 工序基准：工序图上使用的基准。注意工序图与零件图的区别,3.3.4粗基准的选择 粗基准的作用：主要用于开始加工阶段,如果工件上加工面与不加工面有相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。,上图工件内孔需要加工，而外圆不加工。如用三爪卡盘夹外圆，用外圆表面做粗基准加工内孔可使壁厚均匀，但加工余量可能不均 如果用四爪卡盘夹外圆，然后，按内孔找正，则内孔加工后使加工余量均匀，但壁厚可能不一致,1）粗基准的选择原则： 相互位置要求原则 见图3.14用40外
12、圆做粗基准比较 好，会得到均匀的壁厚。,减速器上盖粗基准的选择,连接凸台上缘，保证凸台宽度均匀，加工表面与不加工表面有位置要求时应用不加工表面做粗基准,箱体零件粗基准的选择,方案1：选F面为粗基准，按D尺寸加工G面。然后，以G面为精基准按尺寸C加工H面，再按B尺寸加工E孔。 问题：B尺寸受C、D尺寸的加工误差影响，有基准不重合误差。由于毛坯制造误差大，可能影响到箱体内壁到齿轮齿顶圆的距离，使齿轮不能正常装配。,方案2：选J面为粗基准，按A尺寸加工H面。然后，以H面为精基准按尺寸B尺寸加工E孔。可保证箱体内壁到齿轮齿顶圆的距离。,车床床身粗基准的选择,2）保证重要表面加工余量均匀如果首先要求保证
13、工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。,3）选择粗基准时应考虑定位准确，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便 选用的表面应平整，没有浇口，冒口或飞边等缺陷。表面应平整，没有浇口，冒口或飞边等缺陷。,图3.16 毛坯飞刺对粗基准选择的影响,材料为铝合金的活塞零件金属型铸造，大批量生产，整体形状比较规矩。若用不加工的内表面B-B剖面两个定位夹紧销顶在飞刺上，使定位不可靠。避开行不行？用外圆柱面做粗基准加工左端的止口和右端面的中心孔的方案可行。,4）不重复使用粗基准原则,粗基准一般不得重复使用，同一尺寸方向上某粗基准只能用一次。 因为粗基准是未加工表面，表面很可能粗糙、不平整。
14、这一原则并不是说粗基准只能在第一道工序使用， 后序工序亦可用，只要这一方向不重复使用就行。,3.3.4、精基准的选择 1）基准重合原则选用设计基准作为定位精基准。 采用基准重合原则不会产生基准不重合误差，对保证加工质量有利。,2）最短路线原则:若不用设计基准作为定位精基准时应尽量减少基准的转换次数，减小基准不重合误差。 3）统一基准原则：当以某一精基准定位，可方便的加工大多数其它各表面时，以后各工序都应以该精基准定位的原则。 采用统一基准原则的好处： 1）有利于保证各加工表面之间的位置精度； 2）可以简化夹具设计，减少工件装夹次数。 实际生产中，常使用的统一基准形式有： 1）轴类零件常使用两顶
15、尖孔做统一基准； 2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准； 3）盘、套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准； 4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。,4）所选基准，应能保证工件定位准确稳定，夹紧可靠。作为精基准的表面应大些；要有相应的夹具可采用； 5）互为基准原则：加工余量少的磨削、光整加工时，采用零件上的两个精基准交替使用的原则； 6）自为基准原则：加工余量少的磨削、光整加工时，采用加工表面自身做定位基准的原则。,齿轮内孔与齿面互为基准进行精加工,机床导轨面采用自为基准进行精加工,基准定义：确定零部件上某些点、线、面位置所选作参照的点、线
16、、面基准分类： 1）设计基准：零件图上使用的基准 2）工艺基准：在生产过程中使用的基准。主要包括： 测量（检查）基准：测量时使用的基准 工序基准：工序图上使用的基准 装配基准：装配时使用的基准 定位基准：应用夹具装夹时，使用的基准 粗基准：用工件上未加工的表面做定位基准，该基准称为 粗基准选用原则： a 相互位置要求原则 b 加工余量均匀原则 c 所选的粗基准应使定位准确、稳定、夹紧可靠 d 同一方向上，粗基准只能用一次 精基准：用工件上已加工的表面做定位基准，该基准称为 精基准选用原则： a 基准重合原则 b 基准统一原则 c 所选的精基准应使工件定位准确、稳定、夹紧可靠 d 最短路线原则 e 互为基准原则 d 自为基准原则,3.4.1、加工方法的选择 1、经济加工精度和经济表面粗糙度,3.4 加工工艺路线的拟定P141,同一加工方法，精度高成本高 精度、成本有一定的极限 随着技术的发展，加
