《机械制造技术与设备 教学课件 ppt 作者 周同玉 第6章 机械加工工艺规程的编制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造技术与设备 教学课件 ppt 作者 周同玉 第6章 机械加工工艺规程的编制（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械制造技术与设备,主编,第6章 机械加工工艺规程的编制,学习目标 6.1 基本知识 6.2 零件的工艺分析与毛坯选择 6.3 工艺路线的拟定 6.4 工序参数的确定 6.5 工艺尺寸链,学习目标,1)了解机械加工工艺规程的相关概念及其编制方法。 2)重点掌握毛坯选择、工艺路线拟定及工序尺寸的确定方法。 3)掌握工艺尺寸链计算方法。 4)能结合实际生产进行简单零件的工艺规程编制。,6.1 基本知识,6.1.1 生产过程与工艺过程 1.生产过程 1)生产技术准备过程即完成产品投入生产前的各项生产和技术准备工作。 2)毛坯制造过程。 3)零件的机械加工、热处理和其他表面处理等。 4)产品的装配、调
2、试、检验和涂装。 5)原材料和成品的运输与保管。 2.工艺过程,6.1 基本知识,表6-1 机械加工工艺过程卡,6.1 基本知识,表6-2 机械加工工序卡,6.1.2 机械加工工艺过程的组成,6.1 基本知识,要完成一个零件的加工，需要采用多种不同的加工方法和设备，通过一系列加工工序。 1.工序,图6-1 阶梯轴,6.1 基本知识,表6-3 阶梯轴加工工艺过程,6.1 基本知识,表6-4 阶梯轴加工工艺过程,2.安装 3.工位,6.1 基本知识,4. 工步 5.走刀,图6-2 多工位加工,6.1 基本知识,图6-3 复合工步,6.1 基本知识,图6-4 加工四个相同表面的工步,6.1.3 生产
3、纲领与生产类型,6.1 基本知识,1.生产纲领 2.生产类型 (1)单件生产 生产中，单个或少量地生产不同结构和尺寸的产品，很少重复或不重复，这种生产称为单件生产。 (2)大量生产 同一产品的生产数量很大，大多数工作地点重复地进行某个零件的某道工序的加工，这种生产称为大量生产。 (3)成批生产 一年中分批地制造相同的产品，工作地点的加工对象周期性重复，称为成批生产(或批量生产)。,表6-5 生产类型划分方法,6.1 基本知识,表6-6 各种生产类型的工艺特点,6.1.4 工艺文件 1.工艺文件的概念,6.1 基本知识,(1)机械加工工艺过程卡 主要列出零件加工所经过的步骤(包括毛坯制造、机械加
4、工、热处理等)。 (2)机械加工工序卡 用来具体指导生产的一种详细的工艺文件。 2.工艺规程的作用及制定原则 3.制订工艺规程的原始资料 4.制订工艺规程的步骤 1)计算生产纲领，确定生产类型。 2)研究分析零件图和产品装配图。 3)选择确定毛坯种类、结构及尺寸。 4) 拟定工艺路线，选择定位基准和加工方法。 5) 确定各工序的工序尺寸及公差。 6) 确定切削用量及工时定额。,6.1 基本知识,7) 选择设备及工艺装备。 8) 填写工艺文件。,6.2 零件的工艺分析与毛坯选择,6.2.1 零件的工艺分析 工艺技术人员在编制零件的机械加工工艺规程之前，必须研究零件图及装配图，了解零件在产品中的作
5、用及其工作条件，从加工制造的角度来分析审查零件的结构、尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、材料及热处理等技术要求是否合理，是否便于加工和装配。 1.审查零件图上尺寸精度、形位公差、表面粗糙度等是否齐全合理 (1) 零件主次表面的区分和主要表面的保证 零件的主要表面是零件与其他零件相配合的表面，或是直接参与机器工作过程的表面。,6.2 零件的工艺分析与毛坯选择,(2) 重要技术要求的分析 技术要求一般指表面形状和相互位置精度、静平衡/动平衡要求，热处理、表面处理、探伤要求和气密性试验等。 2.审查零件的结构工艺性,表6-7 结构工艺性示例,6.2 零件的工艺分析与毛坯选择,表6-7 结构工艺性示例,
6、6.2 零件的工艺分析与毛坯选择,表6-7 结构工艺性示例,6.2 零件的工艺分析与毛坯选择,6.2.2 毛坯的选择 毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺和费用，而且影响到零件机械加工工艺及其生产率与经济性。 1.毛坯的种类 (1)铸件 铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。 (2)锻件 锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。 (3)型材 型材有槽钢、角钢、工字钢、圆钢、方钢、六角钢等，制造方法分热轧和冷拉两种。 (4)焊接件 焊接件即是将型材或钢板等焊接成所需的零件结构，简单方便，生产周期短，但需经时效处理后才能进行机械加工。 2.毛坯选择时应考虑的因素,6.2 零件的工艺分析与毛坯选择,(1
7、)零件的材料及机械性能要求 某些材料由于其工艺特性，决定了其毛坯的制造方法，例如铸铁和非铁金属只能铸造；对于重要的钢质零件为获得良好的力学性能，不论其结构复杂或简单，均应选用锻件，而不宜选用型材。 (2)零件的结构形状与大小 大型零件毛坯多用砂型铸造、自由锻或焊接；结构复杂的毛坯多用铸造；板状钢质零件多用锻造；轴类零件毛坯，如阶梯直径相差不大，可用棒料；如各阶梯直径相差较大，则宜选择锻件。 (3)生产纲领 当零件的生产批量较大时，应选用精度和生产率均较高的毛坯制造方法，如模锻、金属型机器造型铸造和精密铸造等。,6.2 零件的工艺分析与毛坯选择,(4)现有生产条件 选择毛坯时，要充分考虑现有的生
8、产条件，如毛坯制造的实际水平和能力。 (5)充分考虑利用新技术、新工艺、新材料的可能性 为节约材料和能源，机械制造的发展趋势是少切屑、无切屑加工，即选用先进的毛坯制造方法如精铸、精锻、冷轧、冷挤压等。,6.3 工艺路线的拟定,6.3.1 表面加工方法的选择 选择表面加工方法时，一般先根据表面的精度和表面粗糙度要求选定最终加工方法，然后再确定精加工前准备工序的加工方法，可以分成几步（阶段）来达到此要求，即确定加工方案。,表6-8 外圆表面加工方案,6.3 工艺路线的拟定,表6-9 内孔表面加工方案,6.3 工艺路线的拟定,表6-10 平面加工方案,6.3.2 基准的选择 基准是确定零件上某些点、
9、线、面位置时所依据的那些点、线、面。,6.3 工艺路线的拟定,1.设计基准,图6-5 设计基准,6.3 工艺路线的拟定,2.工艺基准 (1) 定位基准 在加工时，用以确定零件在机床夹具中的正确位置所采用的基准，称定位基准。 (2)工序基准 在工序图上用以标定被加工表面位置的基准，称为工序基准。 (3) 装配基准 装配时用以确定零件在机器中位置的基准，称为装配基准。,图6-6 齿轮的装配基准,6.3 工艺路线的拟定,(4) 测量基准 零件检验时，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准，称为测量基准。,图6-7 测量基准,6.3.3 定位基准的选择,6.3 工艺路线的拟定,定位基准选择合理与否，不仅影
10、响加工表面的位置精度，而且影响各表面的加工顺序。 1.精基准的选择原则 1)基准重合原则。,图6-8 基准不重合误差,2)基准统一原则。,6.3 工艺路线的拟定,3)自为基准原则。,图6-9 自为基准加工,4)互为基准原则。 5)所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。 2.粗基准选择原则,6.3 工艺路线的拟定,1) 如果主要要求保证工件上某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面作为粗基准。 2) 若零件上有某个表面不需要加工，则应选择这个不需加工的表面为粗基准。 3)如果工件上有几个不加工面，则应选其中与加工面位置要求较高的不加工面为粗基准。 4)如果零件上每个表面都要加工时
11、，则应选加工余量和位置公差最小的表面作为粗基准。,图6-10 以不加工面为粗基准,6.3 工艺路线的拟定,图6-11 以余量小的表面为粗基准,5)作为粗基准的表面，应尽量平整光洁，,6.3 工艺路线的拟定,使工件定位可靠、夹紧方便。 6) 粗基准在同一自由度方向只能使用一次。,图6-12 重复使用粗基准,6.3 工艺路线的拟定,6.3.4 加工顺序的安排 1.加工阶段的划分 (1)粗加工阶段主要是切除各表面上的大部分余量。 (2)半精加工阶段主要任务是达到一般的技术要求，即完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工作准备，一般在热处理之前进行。 (3)精加工阶段保证各主要表面达到图样规定的质量要
12、求。 (4)光整加工阶段对于表面粗糙度和尺寸精度要求很高的零件表面(例如标准公差IT6及以上，表面粗糙度Ra0.32m)，需要进行光整加工。 2.加工顺序的安排,6.3 工艺路线的拟定,(1) 切削加工顺序的安排原则 总的原则是前面工序为后续工序创造条件，尽快提供精基准。 1)先粗后精。 2)先主后次。 3)先面后孔。 4)基准先行。 (2) 热处理工序的安排 1)预备热处理。 2)最终热处理 常用的有淬火、渗碳淬火、渗氮等。,6.3 工艺路线的拟定,(3) 辅助工序的安排 检验是主要的辅助工序，除每道工序由操作者自行检验外，在粗加工之后、精加工之前、零件转换车间时以及重要工序之后和全部加工完
13、毕、进库之前等一般都要安排检验工序。 3.工序的集中与分散 (1) 工序集中原则 将尽可能多的表面加工集中在一道工序内进行，使总工序数减少。 (2) 工序分散原则 将加工分细以简化工序内容，因而增加了工序的数目。,6.4 工序参数的确定,6.4.1 加工余量的确定 1.基本概念 (1) 工序余量 工序余量是指某一表面在一道工序中切除的金属层厚度。,图6-13 工序余量,6.4 工序参数的确定,(2)总加工余量 总加工余量是指零件从毛坯变为成品时从某一表面所切除的金属层总厚度。 .确定加工余量的方法 (1)经验估计 为了保证不致由于加工余量不够而出废品，估计出来的余量总是偏大，故多用于单件小批生
14、产。 (2)查表法 以生产实践和试验积累的加工余量的表格为依据，结合实际加工情况予以必要的修正。 6.4.2 基准重合时确定工序尺寸及其公差 轴、孔和某些平面的加工都属于基准重合情况。 1)查表或经验估计确定毛坯总加工余量和工序余量。 2)求工序基本尺寸。 3)确定工序尺寸公差。,6.4 工序参数的确定,4)标注工序尺寸及偏差。 例6-1 某轴类零件的一段外圆经粗车精车粗磨精磨达到设计要求30 0mm，表面粗糙度值Ra0.4m。试确定各工序尺寸及其极限偏差。 解 根据前述的计算步骤，通过查表或凭经验：确定毛坯总余量及其公差、工序余量及其经济精度和经济粗糙度(见表6-11)，然后，计算工序基本尺
15、寸，结果列于表6-11中。,表6-11 工序尺寸及公差的计算,6.4.3 设备与工艺装备等的选择,6.4 工序参数的确定,在制订工艺规程时，需要确定各工序加工时所需要的加工设备及工艺装备。 .设备与工装的尺寸规格 .设备与工装的精度范围 .设备与工装的生产效率 .结合企业生产现场情况 .切削用量与工时定额,6.5 工艺尺寸链,6.5.1 基本概念及其建立方法 .工艺尺寸链的定义和特征,图6-14 工艺尺寸链示例,6.5 工艺尺寸链,.工艺尺寸链的组成 (1)封闭环在加工过程中，间接获得、最后保证的尺寸，用A0表示。 (2)组成环加工过程中直接获得的尺寸，用Ai(i=1、2、3)表示。 1)增环
16、当该环变化引起封闭环同向变化时，称为增环，如图6-14b中的A1即为增环，简记为。 2)减环当该环变化引起封闭环反向变化时称为减环，如图6-14b中的A2即为减环，简记为。 .工艺尺寸链的建立 (1)确定封闭环 正确确定封闭环是解算工艺尺寸链最关键的一步。,6.5 工艺尺寸链,(2)查找组成环 从封闭环某一端开始，按照工艺过程的顺序，向前查找该表面最近一次加工所得的尺寸，直至到达封闭环另一端，所经过的尺寸都为该尺寸链的组成环。 (3)确定增减环 对于环数少的尺寸链，可以根据增、减环的定义直接判别。 .工艺尺寸链计算的基本公式,图6-15 增减环的判断,6.5 工艺尺寸链,表6-12 尺寸链计算使用符号(单位：mm),(1)封闭环的基本尺寸计算 (2)封闭环的极限尺寸计算 (3)封闭环的上下偏差计算 (4)封闭环的公差计算 (5)平均尺寸计算法 极值法求解尺寸链时还可以使用平均尺寸计算法。 1)正计算。,6.5 工艺尺寸链,2)反计算。 6.5.2 工艺尺寸链的计算及其应用 在零件加工时，会遇到测量基准、定位基准等与
