机械制造技术3

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1、1,机械制造技术基础,第6章 机械加工工艺规程制订,FUNDAMENTALS OF MACHINERY MANUFACTURING TECHNOLOGY,Machining Process Planning,2,6.1 概述,6.1.1 机械加工工艺规程及其作用,机械加工工艺规程,按一定的格式（表格或图表）和要求描述机械加工工艺过程的指令性技术文件,包括：机械加工工艺过程卡、工序卡、检验工序卡、机床调整卡等,一切生产人员必须严格地执行工艺规程，不得违反工艺纪律,3,6.1.2 制订机械加工工艺规程的原则和步骤,必须保证加工质量 力求高效率、低成本 充分利用现有生产条件 保障文明生产和安全生产

2、力求技术先进性 符合可持续发展,基本原则,所需资料,产品的装配图及零件图 产品的验收质量标准 产品的生产纲领 毛坯及其生产情况 本厂的加工设备和生产条件 各种手册、标准等技术资料 国内外先进工艺和技术,4,制订机械加工工艺规程的步骤及内容,（1）分析零件的工作图和产品装配图工艺审查 （2）确定毛坯种类及制造方法（3）拟订机械加工工艺路线（4）工序设计（5）评价工艺路线 （6）形成工艺文件,完整性，正确性，工艺性,零件功用，技术要求,技术经济分析，优化工艺方案,各类图、卡,6.6,5,实例：CA6140车床拨叉（中批量生产） HT200,6,实例：CA6140车床拨叉（中批量生产） HT200,

3、选择机床和工装 确定各工序的加工余量 计算各工序尺寸 确定各工序的切削用量 确定各工序的工时定额,选择定位基准 确定加工方法 安排加工顺序 安排辅助工序,拟定工艺路线,工序设计,工艺审查,7,6.2 零件的工艺性分析及毛坯的选择,6.2.1 零件的工艺性分析,1了解零件的各项技术要求 零件图、装配图 2审查零件图 检查图样的完整性和正确性 审查技术要求和材料选择的合理性,T8A碳素工具钢？ 小件方头淬硬与小孔配作？,20Cr 方头局部渗碳 小孔处镀铜保护,8,6.2 零件的工艺性分析及毛坯的选择,6.2.1 零件的工艺性分析,1了解零件的各项技术要求 零件图、装配图 2审查零件图 检查图样的完

4、整性和正确性 审查技术要求和材料选择的合理性 审查零件机械加工的结构工艺性,9,6.2.2 毛坯的选择,直接影响零件的机械加工质量、加工方法、材料利用率 和机械加工劳动量。常用毛坯及其使用范围： 铸件：适用于做形状复杂的零件毛坯 锻件：适用于要求强度较高、形状比较简单的零件 型材：热轧型材尺寸较大、精度低，多用作一般零件冷拉型材尺寸较小、精度较高，多用于中小型零件，适宜于自动机加工 焊接件：大件单件小批生产，可缩短生产周期，但焊接的零件毛坯变形较大，需经时效处理后加工 冷冲压件：适用形状复杂的板料零件，多用于中小尺寸零件的大批、大量生产,10,6.3 机械加工工艺过程设计,6.3.1 定位基准

5、的选择,粗基准的选择原则,（1） 保证相互位置 以与加工面位置精度要求较高的不加工面为粗基准,11,6.3 机械加工工艺过程设计,6.3.1 定位基准的选择,粗基准的选择原则,（1） 保证相互位置 以与加工面位置精度要求较高的不加工面为粗基准,（2） 余量均匀分配 以在精加工中要求余量均匀的表面的毛坯面为粗基准,12,6.3 机械加工工艺过程设计,6.3.1 定位基准的选择,粗基准的选择原则,（1） 保证相互位置 以与加工面位置精度要求较高的不加工面为粗基准,（2） 余量均匀分配 以在精加工中要求余量均匀的表面的毛坯面为粗基准,（4） 便于工件装夹 以尽可能平整、光洁、面积大的表面为粗基准,（

6、3） 尽量使用一次 避免在同一方向上重复使用同一粗基准而带来较大的位置误差,13,精基准的选择原则,（1） 基准重合 尽量避免基准不重合误差,（2） 基准统一 尽量减少基准转换，便于装夹方案设计,（5） 便于装夹 尽量选用面积大、精度高的定位基准面,（3） 互为基准 相互定位、反复加工以减少位置误差,（4） 自为基准 保证精加工表面加工余量小而且均匀,2. 精基准的选择,14,6.3.2 工艺路线的拟订,1. 加工方法的选择,力求优质、高效、低成本、绿色,15,（1）常用的加工方法,车、铣、刨、磨、拉、研磨、刮削（研）、抛光,车、磨、研磨、珩磨、砂带磨、抛光、滚压,钻、扩、铰、镗、拉、磨、珩磨

7、、研磨、挤压,车、攻（套）、铣、磨、滚压,平面加工：,外圆加工：,孔加工：,螺纹加工：,齿形加工：,铣、拉、插、滚、剃、珩、磨,成形表面加工：,成形刀具加工、简单刀具加工,16,（2）典型表面的加工工艺路线,1） 外圆表面的加工工艺路线,17,2） 内孔表面的加工工艺路线,18,3） 平面的加工工艺路线,19,2. 加工阶段的划分,主要去除各表面的大部分加工余量，并加工出精基准,完成一般精度表面的加工，为主要表面的精加工做准备,使主要表面的加工达到设计的加工精度和表面粗糙度 为少数需要精密加工或光整加工的表面做准备,达到高精度表面的加工精度和表面粗糙度要求,20,修正误差，粗精分开,及时报废，

8、减少损失,人尽其才，物尽其用,热处理， 生产环境,划分加工阶段是针对零件加工的整个过程而言，不能以某一表面的加工和某一工序的加工来判断。,21,3. 工序的集中与分散,工序集中 在每个工序中加工内容很多，尽可能在一次安装中加工许多表面，或尽量在同一台设计上连续完成较多的加工要求。工序少 工艺路线短,工序分散 每个工序安排的加工内容很少工序多 工艺路线长,22,工序的集中与分散各有特点 在制订工艺规程时，应根据生产类型、零件的结构特点和技术要求、机床设备等具体情况，通过综合经济技术分析后决定采用哪种工艺路线。 一般情况下，工序分散在较大批量生产时采用。传统流水线、自动线 多品种、生产批量较小时，

9、多采用工序集中。 随着数控机床以及柔性制造系统的技术进步，现代生产工艺多趋于采用工序集中方式 。,23,4. 加工顺序的安排,力求： 优质、高效、低成本、绿色,24,（2）热处理及表面处理工序的安排,预备阶段热处理 改善工件毛坯材料的切削性能，去应力处理,中间热处理 粗、精加工之间的去应力、时效处理等,最终阶段热处理 改善工件材料的力学物理性能，如调质、淬火等,表面处理 改善耐磨、耐蚀、装饰性，如电镀、氧化、发黑、发蓝、滚压强化等,25,题1：试简要安排图示零件的加工工艺过程,（小批量）,工艺审查,工艺方案不是唯一的 要根据实际择优确定,26,题2：简要安排中批量加工图示零件的机械加工工序，选

10、择各工序加工时的定位基准并说明理由。,27,6.4 机械加工工序设计,6.4.1 机床与工艺装备的选择1机床的选择原则, 机床的加工范围 应与工件的外廓尺寸相适应 机床的精度 应与工序加工要求的精度相适应 机床的生产率 应与零件的生产纲领相适应单批小批生产 一般选择通用机床大批大量生产 广泛采用专用机床和组合机床,28,2. 工艺装备的选择, 夹具 单件小批生产 应尽量选用通用夹具和组合夹具中、大批量生产 应设计制造专用夹具采用成组工艺 应设计使用成组夹具 刀具 主要取决于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的加工精度和表面粗糙度、生产率及经济性等一般应尽可能采用标准刀具必要

11、时可采用复合刀具和其它专用刀具 量具 主要是根据生产类型和要求检验的精度单件小批生产 尽量采用通用量具量仪大批大量生产 应采用各种专用量规和高生产率的专用检验仪器和检验夹具等,29,6.4.2 加工余量及工序尺寸的确定,1. 有关尺寸和加工余量的概念,（1）设计尺寸、工艺尺寸和工序尺寸,设计尺寸标注在零件图上，对加工的最终要求 工艺尺寸工艺规程中给出，在工艺过程中使用 工序尺寸某工序加工中应达到的尺寸要求不仅与设计尺寸有关，还与加工过程有关,30,（2）有关尺寸和加工余量的概念,加工余量在加工过程中从被加工表面上切除的金属层厚度,单边余量 平面加工 即实际切除的金属层厚度,双边余量 轴、孔加工

12、 实际切除的金属层厚度为加工余量的一半,工序（步） 余量,工序（步）余量,加工总余量,31,平面和回转面加工时的工序余量,32,以外表面加工为例：,试切原理 （极值法）,本工序的基本余量 本工序的最大余量 本工序的最小余量 本工序余量的公差,单件或小批量生产时 多用极值法计算 较大批量生产和生产稳定时 可用调整法计算,33,2. 加工余量的确定方法,（1） 经验法 根据工厂的加工经验确定余量往往偏大，故一般多用于单件小批生产 （2） 查表法 查阅有关工艺设计手册中的加工余量表是目前工厂中广泛应用的方法 （3）分析计算法 在了解和分析影响加工余量基本因素的基础上加以综合计算来确定余量的大小,34

13、,3. 工序尺寸的确定,工艺尺寸链在零件加工过程中，由同一零件有关工序尺寸所形成的尺寸链,（1）工艺尺寸链及其组成环、封闭环,35,组成环及封闭环的确定,组成环互不影响而各自独立的直接尺寸,封闭环由各组成环所共同形成的尺寸,36,工序尺寸的极值解法,公差计算式,基本尺寸计算式,偏差计算式,极限尺寸计算式,（2）工艺尺寸链的计算式,37,尺寸按对称分布形式标注时：,由，增环平均尺寸,增环为,即有， 封闭环为,减环平均尺寸,减环为,38,工序尺寸的概率解法,公差计算式,平均尺寸计算式,39,解：,得： A0 = 9.95 0.17 =,例 图示尺寸链，已知：A1 = 150.09 mm，A2 =

14、，A3 = ，用概率法求解封闭环 A0,A0,A3,A2,A1,40,（3）简单工序尺寸的确定,同一表面需要经过多次加工时的工序尺寸计算,确定该加工表面的总余量，再根据加工路线确定各工 序的基本余量，并核对第一道序的加工余量是否合理。,自终加工工序起，即从设计尺寸开始，至第一道工序，逐次加上（对被包容面）或减去（对包容面）各工序的基本余量，便可得到各道工序的基本工序尺寸。,除终加工工序外，根据各工序的加工方法及其经济加工精度，确定其工序公差和表面粗糙度。,按“入体原则”以单向偏差方式标注工序尺寸，并作适当调整,41,例： 某连杆大头孔的设计尺寸为 ，表面粗糙度，毛坯为锻件，采用的加工路线为：粗镗半精镗精镗细镗滚压。试确定各工序尺寸。,解： 1）确定总余量 查表并根据大头孔为剖分孔这一特点，确定大头孔直径总余量为4.5mm，毛坯尺寸偏差为 。,2）确定工序余量 滚压工序余量：根据试验定为0.003mm;细镗余量： 查表确定为0.3mm；精镗余量： 由该厂资料定为0.7mm；半精镗余量： 剖分孔，合装前余量定得较大，1.5mm；粗镗余量： 为,