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1、 2004 金工教研室,机械制造基础,机械制造基础,金工教研室 制造科学与工程学院 2007年春季学期,第八讲：零件制造工艺过程常识, 2004 金工教研室,机械制造基础,第八讲：零件制造工艺过程常识,工艺过程的有关概念 工艺过程、工序、工步、生产类型 安装与夹具 基准、六点定位原理、基准选择原则、夹具 零件加工工艺制订的有关常识 内容、步骤、原则、工艺文件、CAPP 简单实例, 2004 金工教研室,机械制造基础,一、工艺过程的有关概念,生产过程 机器制造时，由原材料到成品之间各个相互关联的劳动过程的总和 例如，可能包括 原材料运输和保管（库存） 生产准备工作 毛坯制造、零件加工和热处理 产
2、品装配、调试、检验、油漆、包装, 2004 金工教研室,机械制造基础,工艺过程,工艺过程 生产过程的主要部分 机械加工工艺过程 用机械加工方法直接改变原材料或毛坯形状、尺寸，使之变成成品 装配工艺过程 在装配车间将零件装配成机器的过程, 2004 金工教研室,机械制造基础,工艺过程的组成,工序 三定一连续： 定机床、定工件、定工人 连续完成的加工内容 工序可以细分为工步 定刀具或装夹, 2004 金工教研室,机械制造基础,生产类型,生产类型 零件大小生产纲领（年产量） 单件生产 通用机床、工夹量具、工序集中、需要熟练工 成批生产 专用机床、工夹量具、工序分散、工人技能要求一般 大量生产 广泛采
3、用专用生产线、重复劳动、工人技能要求不高 无论那种批量，均可使用数控机床 尽量工序集中, 2004 金工教研室,机械制造基础,二、安装与夹具,安装包括的概念 定位 进行机械加工前，必须将工件放在机床上，使之在夹紧前占据正确的位置 夹紧 在加工过程中，为使工件能承受切削力，并使之保持正确位置，必须将工件压紧夹牢 从定位到夹紧的整个过程：安装, 2004 金工教研室,机械制造基础,1、工件安装的方法,工件的安装 一般均使用夹具 机床上自带的通用夹具、专门制作的专用夹具 直接安装 使用机床自带的通用夹具安装 有时需画线找正位置、费时、适用于单件小批 利用专用夹具安装 安装迅速可靠、精度高、成本高、批
4、量生产 哲学问题？ 单件小批生产、如果通用夹具不能保证精度或者非常费时，怎么办？, 2004 金工教研室,机械制造基础,专用镗模通孔夹具,2、关于专用夹具,定位元件,夹紧机构,导向元件,夹具体和其它部分, 2004 金工教研室,机械制造基础,3、六点定位原理：自由度,不受约束的物体 六个自由度：三个方向移动、三个方向转动, 2004 金工教研室,机械制造基础,六点定位原理,六点定位原理 要完全确定工件位置，必须有六个相应的支承点来限制工件的六个自由度, 2004 金工教研室,机械制造基础,定位情况,完全定位 不完全定位 超（过）定位 欠定位：绝对不允许, 2004 金工教研室,机械制造基础,4
5、、夹具上的定位元件,夹具上用于限制工件自由度的元件 V型铁、挡块 平面用：支承钉、支承板 孔用：心轴、定位销 每种元件限制的自由度数量不同 形状决定的 钉（1），板（2），销（4、2、1） V型铁（4、2），心轴（4、2）, 2004 金工教研室,机械制造基础,支承钉,限制1个自由度, 2004 金工教研室,机械制造基础,支承板,较长时，限制2个自由度, 2004 金工教研室,机械制造基础,定位销,圆柱销：（长销：4，短销或圆锥销：2 ） 菱形销（削边销）：1 一面两销：用于箱体的完全定位, 2004 金工教研室,机械制造基础,V型铁,长V型铁（4） 短V型铁（2）, 2004 金工教研室,机
6、械制造基础,心轴,长心轴（4） 短心轴（2）, 2004 金工教研室,机械制造基础,5、基准：工件上定位的几何元素,基准 零件的设计制造中，用于确定零件上点线面等几何要素的依据（也是一些点线面） 基准的种类 设计基准 设计时使用的基准 工艺基准 制造零件或者装配机器时使用 定位基准、度量基准、装配基准, 2004 金工教研室,机械制造基础,设计基准,面2、3、孔4的设计基准是面1 孔5的基准是孔4 实际上全部都是面1, 2004 金工教研室,机械制造基础,定位基准,观察图示零件 加工外圆和端面时的定位基准 孔的轴线 定位基准通常都以面的形式体现 轴线孔面 因此基准面要求有更高的加工精度, 20
7、04 金工教研室,机械制造基础,常见定位基准表面确定的自由度,平面 大平面（3）、小平面（1）、狭长平面（2） 外圆、内圆 长（4）、短（2） 锥面 长（5）、短（3） 一般判断原则 观察哪些自由度没有限制, 2004 金工教研室,机械制造基础,定位基准：平面,大3、小1、长2, 2004 金工教研室,机械制造基础,定位基准：圆柱（内外圆）,长4、短2, 2004 金工教研室,机械制造基础,定位基准：锥面,长5、短3, 2004 金工教研室,机械制造基础,6、定位基准的选择原则,定位基准选择的出发点 保证加工精度、提高加工效率 从加工精度要求高的表面中选择 粗基准 第一道切削加工工序所使用的基
8、准 不是（粗加工时使用的基准） 精基准 第一道工序以后使用的基准, 2004 金工教研室,机械制造基础,（1）粗基准,第一道切削加工工序所使用的基准 不是（粗加工时使用的基准） 第一道工序只能使用未加工表面作基准 选择粗基准的基础 保证各个加工表面都有足够加工余量 保证不加工表面的位置精度, 2004 金工教研室,机械制造基础,粗基准选择原则,选择不加工表面 保证不加工表面的位置精度 多个不加工表面 选择位置精度要求高的, 2004 金工教研室,机械制造基础,粗基准选择原则,选择要求加工余量均匀的表面 该基准面的加工均匀 机床导轨表面要求 金相、性能一致 去处一层很薄的余量, 2004 金工教
9、研室,机械制造基础,粗基准选择原则,所有表面都要加工时，选择余量和公差最小的表面，避免出现废品 其它原则 表面光洁、平整、面积足够大、装夹稳固 重要常识 粗基准只能使用一次, 2004 金工教研室,机械制造基础,（2）精基准,第一道工序后应该使用已加工表面作为基准：精基准 选择的基础 保证精度 基准重合、基准同一、自为基准、互为基准 基准面的精度应该较高 选定基准面后，即使该表面设计精度不高，也应该提高加工精度, 2004 金工教研室,机械制造基础,基准重合原则,考查3种定位基准下尺寸A的公差 以M定位 以H定位 以K定位 已知 MH的公差 c HK的公差 B, 2004 金工教研室,机械制造
10、基础,以M定位,考虑基准不重合产生的误差 A B c 当然，还有这次加工产生的加工误差, 2004 金工教研室,机械制造基础,精基准选择的其它原则,基准同一原则 加工位置精度要求较高的一组表面，尽可能选择同一个基准定位 有利于保证这些表面的相互位置精度 自为基准、互为基准 精度较高、装夹稳固可靠 夹具结构简单、工件安装加工方便, 2004 金工教研室,机械制造基础,以H定位,考虑基准不重合产生的误差 A B, 2004 金工教研室,机械制造基础,以K定位,基准重合时该项误差为0 A0, 2004 金工教研室,机械制造基础,夹紧机构,老祖宗：楔形的摩擦自锁 螺纹机构、偏心机构, 2004 金工教
11、研室,机械制造基础,三、零件加工工艺制订的有关常识,零件加工工艺加工的方法和步骤 制定零件加工工艺的内容 排列加工工序 毛坏制造、切削加工、热处理和检验工序 确定各工序所用的： 机床、装夹方法、加工方法、测量方法、工夹量具、加工余量、切削用量和工时定额 将这些内容用工艺文件形式表示出来 机械加工工艺规程（机械加工工艺卡片）, 2004 金工教研室,机械制造基础,制定零件加工工艺必须满足的要求,确保零件的全部技术要求 生产效率高 生产成本低 劳动生产条件好重要原则 要根据客观生产条件，经过反复实践反复修改，才能使之合理与完善, 2004 金工教研室,机械制造基础,制定零件加工工艺的步骤,1、研究
12、零件图样及其技术要求 零件的形状、结构、尺寸、精度、表面粗糙度、材料、热处理、数量 2、选择毛坯的类型 型材、铸件、锻件、焊接件 应根据零件的材料、形状、只寸、批量和工厂的现有条件等因素综合考虑。, 2004 金工教研室,机械制造基础,制定零件加工工艺的步骤,3、零件的工艺分析 (1) 确定主要表面的加工方法和步骤 (2) 确定定位基面 轴类（两端面的中心孔） 盘套类（孔） 箱体支架类（装配基准平面） (3) 确定各工序加工余量、切削用量和工时定额, 2004 金工教研室,机械制造基础,制定零件加工工艺的步骤,4、安排热处理工序 5、拟定工艺过程 合理安排零件各表面的加工先后顺序 安排工艺过程
13、时考虑的一般原则 先基准后其他（基准先行原则） 先粗后精（粗精加工分开原则） 先重要后其他 先面后孔, 2004 金工教研室,机械制造基础,工艺文件编制,1、机械加工工艺过程卡片（单件小批）, 2004 金工教研室,机械制造基础,工艺文件编制,2、机械加工工序卡片 大批大量生产时，要求工艺文件更加完整和详细 每个零件的各个工序都要有工序卡片 工序卡片的主要表达形式：工序图 表示本工序完成后工件的形状、尺寸及其技术要求 表示出工件的装夹方式、刀具的形状及其位置 工序卡片的格式和填写要求可参阅原机械上业部指导性技术文件“工艺规程格式及填写规则” (JB/Z187.382), 2004 金工教研室,
14、机械制造基础,工艺文件编制,3、机械加工工艺(综合)卡片 主要用于成批生产 它比工艺过程卡片详细 比工序卞片简单且较灵活 足介于两者之间的一种格式, 2004 金工教研室,机械制造基础,关于CAPP的常识,制订零件工艺过程 复杂、繁琐、依靠经验、重点在管理 CAPP（Computer Aided Process Planning） 最低目标：工艺过程管理信息系统 管理大量复杂的企业工艺资源信息 自动化编辑生成各种工艺文件 最高目标：代替经验丰富的工艺人员 智能生成零件的工艺过程 创成式、检索式 核心理论：成组技术企业基础信息的统筹管理, 2004 金工教研室,机械制造基础,四、简单实例：盘套类
15、零件, 2004 金工教研室,机械制造基础,工艺分析,典型组成型面 孔、外圆、端面、沟槽 技术要求的重点 相互位置精度 毛坯选择 铸件、锻件、型材 工艺原则重点 孔为基准、“一刀活”, 2004 金工教研室,机械制造基础,工艺过程, 2004 金工教研室,机械制造基础,工艺过程, 2004 金工教研室,机械制造基础,工艺过程, 2004 金工教研室,机械制造基础,工艺过程, 2004 金工教研室,机械制造基础,工艺过程, 2004 金工教研室,机械制造基础,总结,工艺过程的有关概念 装夹与定位 零件加工工艺制订的有关常识 简单实例 工艺人员更多的是靠长期积累的经验 CAPP更像一个工艺过程的信息管理系统, 2004 金工教研室,机械制造基础,作业！,作业： 冷加工习题集 一（4654） 二（8186） P20（19）, 2004 金工教研室,机械制造基础,现代自动化生产系统简介,生产系统 自动化 FMS CIMS 敏捷化生产系统 国外的发展现状, 2004 金工教研室,机械制造基础,关于制造过程的环境保护,全球性的环境问题 大气污染：酸雨、温室效应、臭氧层破坏 淡水资源状况 自然资源状况：森林减少、水土流失、沙漠化 制造过程的环境污染问题 主要污染物 切削液、金属表面处理排除的污染物、热处理的污染物、焊接污染 环境保护的国际标准,
