机械制造工程学ppt教学课件第7章工艺规程设计

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1、机械制造工程学,主讲：汪庆华,第7章 工艺规程设计,7.1,7.2,7.3,7.4,7.5,概述 机械加工工艺规程设计 加工余量及工序尺寸 工艺尺寸链 机器装配工艺规程设计 工艺过程的技术经济分析,7.6,生产过程与工艺过程,机械加工工艺过程的组成,生产类型与工艺特征,工艺规程的作用和种类,主要 内容,概述,一、 生产过程与工艺过程,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。,直接改变加工对象的尺寸、形状、表面质量以及相对位置 关系的生产过程称为工艺过程。,生产过程：指把原材料转变为成品的全过程。,毛坯和零件

2、成形铸造、锻压、焊接 、注塑 机械加工切削、磨削、特种加工 材料改性与处理热处理、电镀、热喷涂 机械装配组合成部件和整台机械产品，包括零件的固定、连接、调整、平衡、检验和试验等工作,一、 生产过程与工艺过程,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、尺寸以及相互位置），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。,工序是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分机械加工工艺过程。,二、 机械加工工艺过程的组成,1. 加工小头端面 2. 小头端面钻中心孔 3. 加工大头端面

3、 4. 大头端面钻中心孔 5. 车大端外圆 6. 对大端倒角 7. 车小端外圆 8. 对小端倒角 9. 精车外圆 10.铣键槽 11.去毛刺,工序方案1（单件小批生产）,二、 机械加工工艺过程的组成,工序方案2（成批生产）,二、 机械加工工艺过程的组成,9,二、 机械加工工艺过程的组成,工序方案2（大量生产）,安装在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。,工位工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位。,二、 机械加工工艺过程的组成,工步指在加工表面不变、切削刀具不变、切削用量不变的情况下所 连续完成的那部分工序。（在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，

4、称此工步为复合工步）,a）立轴转塔车床的一个复合工步 b）钻孔、扩孔复合工步 图6-4 复合工步,二、 机械加工工艺过程的组成,特例： 1）、在液压仿形车床上用同一把车刀，依次将工件不同直径外圆连续车削出来，视为一个工步。 2）、用成形车刀加工成形面，用齿轮刀具加工齿轮，用花键拉刀拉花键孔，是用同一刀具同时或依次加工多个或不同表面，视为一个工步。,二、 机械加工工艺过程的组成,13,走刀同一加工表面加工余量较大，可以分作几次工作进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。,走刀是构成工艺过程的最小单元。,二、 机械加工工艺过程的组成,14,工序、安装、工位、工步和走刀之间的关系如下：,二、 机

5、械加工工艺过程的组成,15,生产类型,生产类型是指产品生产的专业化程度，可按产品的年生 产纲领来划分。生产纲领 N=Qn(1+a)(1+b) 式中 Q产品的年产量；n单台产品中该零件的数量；a备品率，以百分数计；b废品率，以百分数计。,根据生产纲领和产品本身的大小及结构复杂性，产品的 制造可分为三种生产类型,三、 生产类型与工艺特征,16,三种生产类型： 1、单件生产,单个地生产不同结构尺寸的产品，且很少重复的 生产。如重型机械、大型船舶制造、新产品试制等。,2、成批生产,成批地制造相同产品，且周期性地重复生产，如机 床制造等。根据产品特征及批量大小，又分为小批、中 批和大批生产三种。,3、大

6、量生产,产品数量很大，大多数工作地一直按照一定的节拍进 行同一种零件的某一道工序的加工，称为大量生产。如 自行车、洗衣机、汽车等生产。,三、 生产类型与工艺特征,三、 生产类型与工艺特征,机械加工工艺规程的作用,(1)生产的计划、调度，工人的操作、质量检查等都是以机械加工工艺规程为依据。 (2)生产准备工作(包括技术准备工作)离不开机械加工工艺规程。 (3)除单件小批生产以外，在中批或大批大量生产中要新建或扩建车间(或工段)，其原始依据也是机械加工工艺规程。根据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量，确定机床的布置和动力配置，确定生产面积和工人的数量等。机械加工工艺规程的修改与补充是一项严肃的工

7、作，它必须经过认真讨论和严格的审批手续。,四、 工艺规程的作用与工艺规程的种类,23,1）以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提。 2）工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。 3）充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。 4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。 5）积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要求。,四、 工艺规程的作用与工艺规程的种类,24,产品的全套装配图及零件图 产品的验收质量标准 产品的生产纲领及生产类型 零件毛坯图及毛坯生产情况 本厂（车间）的生产条件 各种有关手册、标准等技术资料 国内外先进工艺及生产技

8、术的发展与应用情况,四、 工艺规程的作用与工艺规程的种类,生产过程与工艺过程,机械加工工艺过程的组成,生产类型与工艺特征,工艺规程的作用和种类,主要 内容,机械加工工艺规程设计,7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤 7.2.2 制订机械加工工艺规程时要解决的主要问题7.2.2.1 定位基准的选择7.2.2.2 加工方法的选择7.2.2.3 加工阶段的划分7.2.2.4 工序的集中与分散 7.2.2.5 加工顺序的安排7.2.2.6 机床的选择,7.2 机械加工工艺规程设计,1阅读装配图和零件图 了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用，明确零件的主要技术要求。 2工

9、艺审查 审查图上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构工艺性。,7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤,所谓结构工艺性好，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。,加工表面形状应尽量简单，且应与所使用的刀具形状相一致，以便于加工；,下面为几种零件的结构工艺性举例,应尽量减少加工表面的加工面积和零件重量,（如上图及下图所示）,某些结构必须设置退刀槽,7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤,7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤,a）孔距箱壁太近： 需加长钻头才能加工 钻头在圆角处容易引偏,b）加长箱耳，不需加长钻头

10、即可加工,c）结构上允许，将箱耳设计在某一端，不需加长箱耳,7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤,7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤,7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤,7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤,3熟悉或确定毛坯 确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批量等。常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等，其特点及应用见表3-1。,7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤,7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤,4. 选择定位基准 5. 拟定加工路线 6. 确定满足各工序要求的

11、工艺装备,包括机床、夹具、刀具、量具、辅具等。 工艺装备的选择在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，应与生产批量和生产节拍相适应，并应充分利用现有条件，以降低生产准备费用。 对必须改装或重新设计的专用或成组工艺装备，应在进行经济性分析和论证的基础上提出设计任务书。,7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤,确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差 确定切削用量 确定时间定额 编制数控加工程序（对数控加工） 评价工艺路线 对所制定的工艺方案应进行技术经济分析，并应对多种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定出最优工艺方案。 12. 填写或打印工艺文件,7.2.1 机械加工

12、工艺规程设计的内容及步骤,7.2.2 制定机械加工工艺规程时要解决的主要事项,基准分类1）设计基准,2）工艺基准 工序基准 工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准 定位基准a.粗基准和精基准b.附加基准 测量基准 装配基准,7.2.2 制定机械加工工艺规程时要解决的主要事项,在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。可分为：,使用未经机械加工表面作为定位基准，称为粗基准。,零件上根据机械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（图3-1）等。,使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。,7.2.2 制定机械加工

13、工艺规程时要解决的主要事项,7.2.2 制定机械加工工艺规程时要解决的主要事项,基准分类归纳如下：,7.2.2 制定机械加工工艺规程时要解决的主要事项,一 般 原 则(1)选最大尺寸的表面为安装面(限制3个自由度)，选最长距离的表面为导向面(限制2个自由度)，选最小尺寸的表面为支承面(限制1个自由度)。(2)首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度。(3)应尽量选择零件的主要表面为定位基准。(4)定位基准应有利于夹紧，在加工过程中稳定可靠。,7.2.2 制定机械加工工艺规程时要解决的主要事项,粗基准,7.2.2 制定机械加工工艺规程时要解决的主要事项,重点考虑：各加工表面有足够的余量。保证

14、加工表面与不加工表面的相对位置精度；,3）便于工件装夹的原则,4）粗基准一般不得重复使用的原则,1）保证相互位置精度要求的原则,2）保证加工表面加工余量合理分配的原则,1. 粗基准的选择原则,7.2.2 制定机械加工工艺规程时要解决的主要事项,a ) 零件图，要求内外圆同轴；b)以不加工的外圆1为粗基准（正确）：孔的余量不均，但加工后 壁厚均匀。c）以内圆2为粗基准（错误）：孔的余量均匀，但加工后壁厚不均匀。,保证相互位置要求原则如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。,方案B:,方案B:,7.2.2 制定机械加工工艺规程时要解决的主要事项,余量均匀分配

15、原则如果首先要求保证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。,为保证零件的壁厚均匀，应以不加工的外圆表面A为粗基准，镗内孔。,为保证皮带的轮缘厚度均匀，以不加工表面1为 基准车外圆表面。,以不加工表面为粗基准,7.2.2 制定机械加工工艺规程时要解决的主要事项,便于工件装夹原则要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。,粗基准一般不得重复使用原则若能采用精基准定位，粗基准一般不应被重复的使用。粗基准通常只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。,7.2.2 制定机械加工工艺规程时要解决的主要事项,7.2.2 制定机械加工工艺规程时要解决的主要事项,基准重合原则；,统一基准原则；,精基准,互为基准，反复加工原则；,自为基准原则；,重点考虑： 保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。,2. 精基准的选择原则,基准重合原则选用被加工面设计基准作为精基准,7.2.2 制定机械加工工艺规程时要解决的主要事项,若本道工序的加工精度为，则只要 A2，即可满足加工要求，与 的大小没有关系。,例：图示零件加工台阶面,设计基准,定位基准,称为基准不重合误差（定位和设计基准的变动量）,若要满足加工精度必须有：,7.2.2 制定机械加工工艺规程时要解决的主要事项,