热动工艺-第10章ppt课件

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1、.,热能与动力机械制造工艺学,沈阳航空航天大学 航空航天工程学部 牛玲,第十章 零件制造工艺规程的编制与典型零件的制造工艺,第一节零件制造工艺规程的基本知识 一、零件制造工艺规程及其在生产中的作用 零件制造工艺规程是规定零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件。它是在总结生产实践知识的基础上，依据工艺理论制定的，用以指导工人操作和用于生产、工艺管理的各种技术文件。 工艺过程的制定包括拟定工艺路线和各工序的具体内容两部分。 前者仅确定各工序的加工方法及顺序，后者则要具体地规定每道工序的操作内容，最后按照规定的格式编写成工艺文件。 由于生产类型的不同，工艺文件有多种形式，其繁简程度也有很大的差别。主要

2、的工艺文件有工艺过程卡片，工序卡片，调整卡片和检验工序卡片等。 (1)工艺过程卡片 这种卡片亦称工艺路线卡，格式见表101。它是以工序为单位简要说明零件加工过程的一种工艺文件，其内容包括零件工艺过程所经过的各个车间和工段，按零件工艺过程顺序列出的各个工序。在每个工序中，要指明使用的机床、工艺装备及时间定额等。,在单件小批生产中，一般只编制综合工艺过程卡，以供生产管理和生产调度使用。至于每一工序如何加工，则由操作者决定。只有对关键或复杂的零件才制定内容较为详细的工艺文件。 (2)工序卡片 工序卡片(简称工序卡)是为每道工序所编制的工艺文件，见表102。在卡片上绘有工序简图，注明定位基准符号、各加

3、工表面的工序尺寸、表面粗糙度和其他技术要求等，并写明各工步的顺序和内容、使用设备及工艺装备、规定的切削用量和时间定额等。它是用以指导操作工人进行生产的文件。 (3)调整卡片 主要用于多工位、多刀加工的工序。它突出标明多刀位置、行程长度及各工位切削参数(刀具参数和切削用量)，以便于调整，其格式一般因机床而异。表103所示为卧式加工中心加工壳体的刀具调整卡片。 (4)检验工序卡片它是检验人员使用的文件，其中列有检验内容、使用的设备及量、检具等。 由上述可知，工艺规程的主要作用是： 1)新产品投产前进行生产准备和技术准备的依据。如按工艺规程规定进行机床(设备)、刀具、夹具、量具的设计及制造或定货，原

4、材料、半成品及外购件的供应以及人员的配备等。,2)组织生产和计划管理的重要技术文件。它对产品的生产周期、质量和生产效率，都有着直接影响。 3)新建或扩建工厂(车间)的依据。例如，设备的添置、车间面积的确定等，都是以工艺规程为依据的。 因此，工艺规程是机械加工车间设计的基础，对合理地达到设计生产能力，保证产品质量，保证车间的投资效果，以及对今后生产的发展等许多方面，都有着重大的影响。 二、零件制造工艺规程制定的步骤和内容 在制定零件加工工艺规程时，必须具备以下原始资料： 1)零件图样和必要的产品或部件(总成)装配图样。 2)产品的生产纲领(年产量及品种)。 3)工厂(车间)现有的生产条件等。 在

5、编制之前，一般先规定工艺原则以供编制各零件工艺规程时遵循。 工艺原则是按已确定的生产任务，总体上确定生产类型和安排工艺的基本原则。 具体内容包括：初步确定生产类型、投产批量和批次；工艺手段是采用常规工艺，还是采用新工艺及特种工艺；设备选择通用的，还是通用设备加上专用工艺装备；组成几条流水线或自动线；对多品种生产是否推行成组技术等。,制定机械加工工艺规程的步骤如下： (1)分析研究部件(总成)装配图样和审查零件图样 制定工艺规程时，首先应分析该零件所在部件(总成)的装配图样，了解该零件在部件(总成)中的位置和功用，以及部件(总成)对该零件提出的技术要求。据此，找出该零件关键的技术要求。根据零件的

6、结构形状和技术要求等，找出零件的特点。 1)分析被加工零件的结构特点。 其目的是明确被加工零件的主要工艺要求。 2)分析零件的各项技术要求。 通过分析找出其中主要的技术要求，以便在选择表面加工方法及拟定工艺路线时重点考虑。 3)审查零件结构工艺性。 审查零件结构工艺性是否良好，对尺寸及其公差、形位公差和表面粗糙度等不合理的规定、结构设计中的加工禁忌提出修改意见，这些应反馈给产品设计人员进行必要的修改。,(2)毛坯的选择 毛坯选择的基本任务是合理选定毛坯的制造方法，它对零件工艺过程的经济性有着很大影响。 毛坯种类的选择影响材料消耗、工序数量、加工工时等；毛坯的质量也影响加工时工件的定位、夹紧、加

7、工质量。 要提高毛坯质量，往往使毛坯制造困难，需采用较复杂的工艺和昂贵的设备，增加了毛坯的成本。 因此，毛坯种类和制造方法的选择，要根据生产类型和具体生产条件等来决定。同时，应充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性和现实性。 (3)拟定工艺路线 工艺路线是零件生产过程中，由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。 拟定工艺路线，即制定出全部由粗到精的加工工序，其主要内容包括选择定位基准、定位夹紧方案、各表面的加工方法及其过程，安排零件加工各工序的顺序等。拟定工艺路线是制定工艺规程最关键的一步，一般需要提出几个方案进行分析比较，选择一二个最佳方案。,(4)工序过程的确定 确定各工序所采用的设备及工艺

8、装备；确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公差；确定各工序的切削用量和时间定额；确定各主要工序的技术检验要求及方法。 (5)填写工艺文件。 第二节 零件机械加工工艺路线的拟定方法 零件机械加工工艺路线的拟定是工艺规程制定中的关键步骤。 它包括用哪些表面作为加工时的定位基准，采用哪些加工方法来保证各表面的技术要求，以及确定零件的加工顺序等。它直接影响工艺路线的工序数量、设备投资、车间面积、零件加工质量、生产率和生产成本等。 制定工艺路线时，主要进行以下几方面工作。 一、定位基准的选择 选择工件的哪些表面作为定位基准，是制定工艺规程时的一个重要的问题。定位基准选择得是否合理，将直接影响零件加工质

9、量和机床夹具结构的复杂程度。 1粗基准的选择原则 粗基准的选择有两个出发点：一是保证各加工表面有足够的余量，二是保证不加工表面的尺寸和位置符合图样要求。,粗基准的选择原则是： 1)如果在工件上必须首先保证某重要表面的余量小而均匀，则应当选择该表面作为粗基准。小而均匀的余量，对于保证表面层的耐磨性有重要的作用。例如，单体铸造的活塞环外表面，要求硬度高而均匀。在加工时，希望这些表面仅去除较小而均匀的余量，以便耐磨。 2)如加工面与非加工面之间有位置精度要求，则应用此非加工表面作粗基准。这样，可使非加工表面与加工表面间的位置误差最小。 如活塞的加工，其内壁是非加工面。由于活塞是薄壁零件，必须保证其壁

10、厚均匀，否则会降低活塞的刚度。当毛坯质量较差时，应选择活塞的内壁(包括内腔顶面)作为粗基准，以保证壁厚均匀，其定位情况如图10-1所示。 3)选作粗基准的表面，应尽可能平整光洁，不能有飞边、浇道、冒口或其他缺陷，以便定位准确，夹紧可靠。 4)一般情况下，粗基准在同一尺寸方向上不要重复使用。粗基准是毛坯表面，表面比较粗糙，误差大。但是，若采用精制毛坯，或者由于重复装夹产生的误差在允许范围内，则粗基准也可重复使用。 5)定位、夹紧方便，夹具结构简单。,2精基准的选择原则 选择精基准时，主要考虑减少定位误差和装夹方便、准确。因此，精基准的选择原则是： 1)遵循“基准重合”的原则。 为了避免基准不重合

11、而产生的误差，应尽量选用设计基准或工序基准作为定位基准。如果加工的是最终工序，所选择的定位基准应与设计基准重合；若是中间工序，应尽可能采用工序基准作为定位基准。 例如，图10-2所示箱体件，最终精镗孔时应以底面为定位基准，因底面是设计基准，这样就能直接保证尺寸AA及孔轴线对底面的平行度要求。 关于孔的加工，从零件图来看，其设计基准是孔，两孔之间有尺寸BB和平行度的要求。由于以孔为定位基准来加工孔较为困难，还是以底面为定位基准为宜。尽管这样，加工孔时其定位基准与设计基准不重合，但这是在同一次安装中加工孔及孔，两孔之间的位置尺寸和平行度是由镗模精度来直接保证，从而不会受基准不重合误差的影响。,2)

12、遵循“基准统一” 的原则。 这一原则就是要在尽量多的工序中，选用相同的定位基准。这样，既有利于保证这些工序所加工表面的位置精度，又可简化夹具的设计与制造，缩短生产准备时间，降低生产成本。 例如，加工轴类零件时，以两端的中心孔定位，可加工外圆、轴肩、外螺纹、轮齿、花键等。又如，加工气缸体、变速箱、离合器壳体等零件时，选用一个平面与该平面上两个相距较远的定位销孔作定位基面，即采用“一面双孔”定位，也是较为典型的实例。 3)遵循“互为基准”的原则。 对于位置精度要求比较高的两个表面，应当相互作为精基准，交替使用，反复加工，以保证这两个表面间的位置精度及加工余量均匀。 4)遵循“自为基准”的原则。 对

13、于要求加工余量小而均匀的精加工工序，如珩磨、铰孔、浮动镗孔等，常选择加工表面本身作为定位基准，该加工表面与其他表面间的位置公差是由前工序保证的。 在选择定位基准时，要根据具体情况，灵活运用上述原则，以便达到定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便的效果。,二、表面加工方法的选择 对于具有一定加工质量要求的表面，其加工过程是由预加工和终加工组成的。 零件表面的加工方法，主要根据加工表面的结构特点及其技术要求、生产类型和工厂设备条件等，经分析比较后选定。达到同样加工质量要求的加工过程及最终加工方法可以有多个方案。因此，在选择从粗到精的加工方法及其过程时，要综合考虑各方面的因素。 1)根据加工表面的加

14、工精度和表面粗糙度要求确定最终加工方法，该方法的经济精度和表面粗糙度必须可靠地满足加工要求。 根据有关资料或工厂的生产经验，可提出几个方案进行分析比较，选择一个合理方案。 例如，加工一直径为35H7mm，表面粗糙度为Ra0.8m的孔，有三种方案可供选择： 钻孔扩孔粗铰精铰。 钻孔拉孔。 钻孔粗镗半精镗精镗。,2)选择加工方法应考虑零件的结构、加工表面的特点和材料等因素。 零件的结构和表面特点不同，所选择的加工方法是不同的。 例如，箱体零件的平面和盘状零件的端平面，前者通常用铣削，后者通常用车削加工。同样，箱体上的螺栓孔通常用钻孔，而大直径的轴承座孔，一般采用镗孔方法。 工件材料的性质及物理力学

15、性能不同，应采用不同的加工方法。 淬硬钢采用磨削方法进行精加工，而非铁金属的加工就不宜用磨削，一般采用金刚镗或细车方法进行精加工。 3)选择加工方法要考虑生产率和生产成本，除保证加工质量外，还要满足生产率和经济性的要求。 不同的加工方案，生产率不同，采用的设备和刀具不同，经济效果也不一样。 例如，在大批量生产中可采用专用的高效设备，某些零件的平面和孔加工可采用拉削加工代替铣削平面和镗孔。,4)考虑工厂现有设备和技术的发展。应该充分利用工厂现有设备和考虑设备的负荷平衡，还应考虑采用新技术、新工艺，不断提高工艺水平。 表104、表105介绍了外圆和内孔最常用的一些加工方案，供选择参考。,三、加工阶

16、段的划分 对于加工要求较高的表面，总是先粗而后再精加工。 粗加工主要是用来高效地切掉大部分余量，精加工是为了达到规定的精度和表面粗糙度。因此，按加工性质的不同，一般将主要表面的加工划分为粗加工、半精加工、精加工和光整加工四个阶段。 划分加工阶段的优点是：能尽早发现毛坯的缺陷；有利于保证加工质量，避免工件的重要表面受到损伤；便于安排热处理工序；可以合理使用设备。 四、工序的集中与分散 确定了表面的加工方法并划分了加工阶段之后，还要解决每个工序完成多少加工内容的问题。即进一步确定这些加工内容是分散在几个工序内，在不同机床设备上进行，还是尽量把某些加工内容集中在一个工序内，在一台设备上完成。前者称为工序分散，后者称为工序集中。,工序集中的特点是： 1)减少装夹次数，便于保证各表面之间的位置公差。工件在一次装夹中加工多个表面，其表面间位置误差也就小，位置误差只决定于机床或夹具的精度。而分散加工时，表面的位置误差还取决于工件在每次定位时的定位精度。 2)便于采用高生产率的机床。在成批生产时，工序集中适宜采用转塔车床、多刀车床、卧式或立式多轴车床、多轴钻、镗和铣