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1、二机械制造工艺理论 概述机械制造工艺,是将各种原材料、半成品加工成为产品的方法和过程,是机械工业的基础技术之一。采用先进适用的制造工艺及设备是提高质量、节能节材、降低成本、提高劳动生产率、减轻环境污染、提高企业经济和社会效益的主要途径。随着机械工业的发展和科学技术的进步,机械制造工艺的涵和面貌不断发生变化,而且变化和发展的速度越来越快。近一二十年的技术进展和未来发展趋势主要有如下几个方面：1常规工艺的不断优化保持原有工艺原理不变,通过改善工艺条件,优化工艺参数实现常规工艺优化；以工艺方法为中心,实现工艺设备、辅助工艺、工艺材料、检测控制系统成套供应服务,使优化工艺易于为企业采用。2新型加工方法
2、的不断出现和发展新型加工方法的类型有：精密加工和超精密加工、微细加工、特种加工及高密度能加工、新型材料加工、大件及超大件加工、表面功能性覆层技术以及复合加工。 3工艺设计由经验走向定量分析计算机数值模拟技术在铸造、锻压、焊接等传统工艺中开始得到应用。它可以预测缩孔、缩松、裂纹等缺陷的位置及防止措施,确定工艺规,优化工艺方案,从而控制及确保毛坯件的质量。再以物理模拟和专家系统,使工艺研究由经验判断走向定量分析,使工艺设计由人工计算、画图到工艺计算机辅助设计。4自动化等高新技术与工艺的紧密结合应用集成电路、可编程控制器PLC、计算机辅助工艺规程编制CAPP、数控加工NC、计算机辅助设计CAD、制造
3、CAM、机器人以及制造技术、制造系统。 5机械制造技术系统 的形成 在加工工艺流程中,重视辅助工序；在工艺装备中,重视辅助工装及工艺材料的配套发展；重视搬运、存储、检验、包装等辅助生产过程；物流、能量流与信息流的集成。要制定出合理的零件制造工艺过程,首先要掌握目前有哪些可供选用的加工方法,并能够针对零件的具体要求较合理地选用。其次还必须解决各表面的加工顺序和热处理如何安排的问题。要做到后一点,不仅需要工艺理论知识,更需要生产实践经验。另外,零件的工艺过程不仅是生产过程,同时也是消耗过程。其涉及面广,灵活性大,在一定的生产条件下,可实施的方案可能有很多。因此,在寻求最佳工艺方案时,应充分了解和合
4、理利用本企业和社会协作渠道所能提供的工艺资源,以便获取最佳的社会经济效益。二产品工艺过程设计 产品工艺过程设计,是产品设计完成之后投入制造之前最重要的工作阶段,它是产品生产工艺准备工作的核心容。一般包括产品结构工艺性审查及工艺方案的初步设计、工艺方案设计与评价、工艺技术选择、工艺流程设计、工序优化、工艺规程编制等主要阶段。 1产品结构工艺性审查及工艺方案的初步设计1 新产品设计开发阶段中,产品设计人员与工艺人员应共同找出从工艺角度看是关键的零、部件,并共同研究和决定其工艺方案初步设计。2 发现工艺上有疑难问题,应与产品设计上的问题同步安排科研开发课题。3 在工艺方案设计中要大胆设想多种可行方案
5、,但在决定前要客观的论证和评价,既要敢于创新,又必须立足于科学分析和试验验证。 2工艺方案设计 工艺方案是指导产品工艺准备工作的技术依据和纲领,是工艺技术选择、工艺流程的基础。 工艺方案设计的原则是： 2 根据本企业能力,充分发挥现有设备的作用,并积极采用先进工艺技术和设备,不断提高企业工艺水平。3不同工艺方法的特点和使用围： 不同的毛坯制造方法,通过以下几方面的因素显示出不同的工艺特点,从而产生不同的技术经济效果。 材料的组织和力学性能的发挥。正确选择毛坯制造方法,可以发挥材料的性能潜力提高毛坯的部质量。例如同是铝合金件,锻件、挤压件及压铸件的性能明显高于砂型铸件。 毛坯的尺寸精度、表面粗糙
6、度等外部质量。手工砂型铸造和自由锻造的表面质量较差；压铸、精冲等少无切屑工艺的表面质量好。 生产效率和设备投资。不同方法之间也极不相同,它决定了对不同生产类型的适应性和经济性。 对零件的材料、形状、尺寸、重量的适应性。它决定了各种毛坯制造方法的工艺可能性。例如铸铁、铸铝材料只能采用铸造方法,薄壁工件不能采用砂型铸造,外形尺寸过大的铸件不能采用压铸等。 合理选择机械加工方法,主要考虑如下因素： 零件的表面形状和尺寸,这决定了可能可能采用的加工方法种类和加工机床。 零件要求的尺寸精度和表面粗糙度,它决定了最终加工方法和加工路线。选择加工方法时,尽量用最短的加工路线来达到最终加工目的：同一零件的各个
7、表面尽量采用相同的加工方法,以减少切削工具种类及工件装夹次数,保证各表面间的相互位置精度,提高生产效率。 被加工工件的材料及其加工性能。被加工材料的硬度及其他加工性能决定了加工方法和切削刀具的选择。 生产类型。它通过劳动生产率和设备投资等经济性因素决定了加工方法及机床类别的选择和自动化程度的高低。 材料改性处理方法主要有热处理和表面保护工艺。在进行工艺技术选择时,主要考虑如下因素：材料的性能潜力及热处理、表面保护工艺性能；材料的服役条件载荷、摩擦、介质、环境等及失效类型； 零件的结构形状及尺寸大小； 生产类型。三零件加工工艺的制定制定零件加工工艺规程的意义与作用制定零件加工工艺规程是一项复杂的
8、工作,它要求在给定的生产条件下,制定出最合理的工艺过程。工艺规程的意义与作用有如下几点： 工艺规程是指导生产的主要技术文件,是指挥现场的根据。 工艺规程是进行组织生产,做好生产技术准备的主要文件。 在工艺规程付诸实现的过程中,可以根据实践的结果,不断地总结及积累经验,因此,有了工艺规程,就便于总结和积累生产经验。工艺规程本身就是生产技术文件的简明总结。制定工艺规程时所需的原始资料在制定加工工艺规程时,必须有下列的原始资料,这些原始资料中,有些是领导部门下达的,有些需要自己精心收集及调查了解。1. 产品的全套装配图及零件图2产品验收的质量标准3产品的生产纲领及生产类型4毛坯图5生产条件6各有关手
9、册、标准及指导性文件制定零件加工工艺的步骤1研究零件图样及其技术要求仔细阅读零件图样,对零件的形状、结构、尺寸、精度、表面粗糙度、材料、热处理、数量等要求进行全面系统的了解和分析,做到心中有数。2. 选择毛坯的类型常用的毛坯有型材、铸件、锻件和焊件等。轴类零件的毛坯通常选用圆钢料或锻件。对于光滑轴、直径相差不大的阶梯轴,多采用热轧或冷轧圆钢料。直径相差悬殊的阶梯轴,为节省材料,减少机加工工时,多采用锻件。此外,锻件的纤维组织分布合理,可提高轴的强度。应根据零件的材料、形状、尺寸、批量和工厂的现有条件等因素综合考虑。3. 零件的工艺分析在拟订零件工艺过程之前,要认真进行工艺分析重点处理好三个问题： i. 确定主要表面的加工方法和步骤。主要表面的加工质量直接影响零件和产品的质量,因此要根据零件的全部技术要求,合理选择主要表面的加工方案。 ii. 确定定位基面。在加工过程中,合理确定定位基面,对保证零件的技术要求和工序的安排有决定性的影响
