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1、金属工艺学金属工艺学青岛工学院 2011年11月30 第六章第六章工艺过程的基本知识工艺过程的基本知识生产过程生产过程工艺过程工艺过程生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型第一节 基本概念生产过程生产过程 对于机器的制造而言，对于机器的制造而言，生产过程生产过程包括：包括：n原材料和成品的运输与保管原材料和成品的运输与保管n生产技术准备过程生产技术准备过程n毛坯的制造过程毛坯的制造过程n零件的机械加工、热处理和其他表面处理零件的机械加工、热处理和其他表面处理n产品的装配、调试、检验和油漆产品的装配、调试、检验和油漆 机械产品制造时，将原材料转变为产品的所有劳动过程机械产品制造时，将原材料转变为产
2、品的所有劳动过程工艺过程及其组成工艺过程及其组成 工工艺艺过过程程：在在生生产产过过程程中中，改改变变生生产产对对象象的的形形状状、尺尺寸寸、相相对对位位置置和和性性质质，使使其其成成为为半半成成品品或或成成品品的的过过程程，亦亦即即生生产产过过程程中中由由毛毛坯坯制制造造起起到到油油漆为止的过程。漆为止的过程。工艺过程包括：工艺过程包括： n毛坯制造过程，如铸造、锻造和焊接毛坯制造过程，如铸造、锻造和焊接n改变材料性能的热处理过程改变材料性能的热处理过程n零件的切削加工零件的切削加工工艺过程的组成：工艺过程的组成： 工艺过程由一个或若干个顺序排列的工序组成工艺过程由一个或若干个顺序排列的工序
3、组成工序：工序： 一一个个（或或一一组组）工工人人，在在一一个个工工作作地地点点（或或一一台台机机床床上上），对对同同一一个个零零件件（或或一一组组零零件件）进进行加工所连续完成的那部分工艺过程。行加工所连续完成的那部分工艺过程。划分工序的主要依据是：划分工序的主要依据是：n工作地点（或机床）是否改变工作地点（或机床）是否改变n加工是否连续加工是否连续思考：这个题目思考：这个题目的工艺过程？的工艺过程？生产纲领：企企业业在在计计划划期期内内应应当当生生产产的的产产品品产产量和进度计划，即一年中制造产品的数量。量和进度计划，即一年中制造产品的数量。 零件的生产纲领还应包括备品和废品。零件的生产纲
4、领还应包括备品和废品。 生产类型：企业生产专业化程度的分类企业生产专业化程度的分类生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型n单件生产：单单个个生生产产不不同同结结构构和和尺尺寸寸的的产产品品，很很少少重复甚至不重复重复甚至不重复 特特点点是是：品品种种多多；产产量量小小；工工作作地地点点的的加加工工对对象象经常改变经常改变n批量生产：一一年年中中分分批批轮轮流流制制造造几几种种不不同同的的产产品品，每每种种产产品品均均有有一一定定的的数数量量，工工作作地地点点的的加加工工对对象象周期性重复周期性重复特点是特点是：有一定的生产数量；加工对象周期性改有一定的生产数量；加工对象周期性改变；加工过程周期性
5、重复变；加工过程周期性重复生产类型：生产类型：n大量生产：同一产品生产数量很大，大多数工作地点按一同一产品生产数量很大，大多数工作地点按一定节奏重复进行某一零件的某道工序的加工定节奏重复进行某一零件的某道工序的加工 特特点点是是：产产量量大大；工工作作地地点点的的加加工工对对象象较较少少改改变变；加加工工过过程重复程重复生产类型：生产类型：在拟定零件的工艺过程时，由于生产类型不同，在拟定零件的工艺过程时，由于生产类型不同，所采用的加工方法、机床设备、工夹量具、毛坯以所采用的加工方法、机床设备、工夹量具、毛坯以及对工人的技术要求等都有很大不同，看下表。及对工人的技术要求等都有很大不同，看下表。第
6、二节 工件的安装及机床夹具 一、概一、概 述述 为了加工出符合规定技术要求的为了加工出符合规定技术要求的表面，必须在加工前将工件装夹在机表面，必须在加工前将工件装夹在机床上。床上。1. 1. 工件的装夹工件的装夹（1 1）装夹的目的）装夹的目的实现工件的定位与夹紧实现工件的定位与夹紧1 1）直接安装法）直接安装法找正费时，定位找正费时，定位精度不易保证，精度不易保证，生产率较低，通生产率较低，通常仅适用于单件常仅适用于单件小批生产。小批生产。（2 2）装夹的方法）装夹的方法2 2） 专用夹具安装专用夹具安装 操作简单，效率高，容易保证加工精度，适用于成批或大批大量生产类型 。 2. 2. 机床
7、夹具的用途机床夹具的用途3. 3. 机床夹具的分类机床夹具的分类通用夹具通用夹具专用夹具专用夹具通用可调夹具和成组夹具通用可调夹具和成组夹具组合夹具组合夹具按夹具的应用按夹具的应用范围和特点分范围和特点分车床夹具车床夹具铣床夹具铣床夹具钻床夹具钻床夹具镗床夹具镗床夹具按所使用的按所使用的机床分机床分手动夹具手动夹具气动夹具气动夹具液压夹具液压夹具电动夹具电动夹具按产生夹紧力按产生夹紧力的动力源分的动力源分4. 4. 机床夹具的组成机床夹具的组成机床夹具的组成机床夹具的组成定位元件定位元件夹紧装置夹紧装置导向元件导向元件其它装置其它装置夹具体夹具体(1)(1)定位元件定位元件(2) (2) 夹紧
8、机构夹紧机构 （3 3）导向元件）导向元件(4)(4)夹具体和其它部分夹具体和其它部分钻床夹具钻床夹具1 1定位元件定位元件2 2夹紧装置夹紧装置3 3对刀引导元件对刀引导元件4 4连接元件连接元件5 5夹具体夹具体6 6其它件其它件金属工艺学金属工艺学青岛工学院 2011年12月5 二、工艺规程概述 1、工艺规程的概念、工艺规程的概念 为为了了保保证证产产品品质质量量、提提高高生生产产效效率率和和经经济济效效益益，把把根根据据具具体体生生产产条条件件拟拟订订的的较较合合理理的的工工艺艺过过程程，用用图图表表（或或文文字字）的的形形式式写写成成文文件件，就就是是工艺规程。工艺规程。第三节第三节
9、工艺规程的拟订工艺规程的拟订一、工艺规程一、工艺规程 2、工艺规程的作用、工艺规程的作用 机机械械制制造造厂厂最最主主要要的的技技术术文文件件之之一一，是是生生产产一一线的法规性文件。线的法规性文件。 指导生产的主要技术文件指导生产的主要技术文件n组织和管理生产的基本依据组织和管理生产的基本依据n新建和扩建工厂的基本资料新建和扩建工厂的基本资料n交流和推广经验的基本文件交流和推广经验的基本文件 3、制订工艺规程的步骤、制订工艺规程的步骤 n1)分析零件图和产品装配图；分析零件图和产品装配图；n2)选择毛坯；选择毛坯；n3)拟定工艺路线；拟定工艺路线；n4)选择定位基准；选择定位基准；n5)确定
10、各工序的设备、工装确定各工序的加工余量，确定各工序的设备、工装确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差；计算工序尺寸和公差；n6)确定各主要工序的技术要求及检验方法；确定各主要工序的技术要求及检验方法；n7)确定切削用量和工时定额；确定切削用量和工时定额；n8)进行经济分析，选择最佳方案；进行经济分析，选择最佳方案；n9)填写工艺文件填写工艺文件二、制订工艺规程时要解决的主要问题二、制订工艺规程时要解决的主要问题 1零件的工艺分析零件的工艺分析检查产品图样的完整性和正确性检查产品图样的完整性和正确性审查零件的结构工艺性审查零件的结构工艺性零件结构工艺性的主要要求零件结构工艺性的主要要求：1)零
11、件图的尺寸标注应适应机械加工工艺和检验的要求零件图的尺寸标注应适应机械加工工艺和检验的要求2)尽可能减少机械加工量，提高生产率尽可能减少机械加工量，提高生产率3)提高生产效率，保证产品质量提高生产效率，保证产品质量4)减少装夹次数，缩短辅助时间减少装夹次数，缩短辅助时间5)结构应适应刀具要求结构应适应刀具要求6)保证装配的方便和可拆性保证装配的方便和可拆性零件的技术要求分析零件的技术要求分析n加工表面的尺寸精度加工表面的尺寸精度 n主要加工表面的形状精度主要加工表面的形状精度n主要加工表面之间的位置精度主要加工表面之间的位置精度n加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其它要求加工表面的粗糙度以及表
12、面质量方面的其它要求n热处理要求热处理要求n其它要求其它要求2毛坯的选择及加工余量的确定毛坯的选择及加工余量的确定选择毛坯的基本任务选择毛坯的基本任务： 选定毛坯的制造方法及其制造精度选定毛坯的制造方法及其制造精度毛坯的种类毛坯的种类： 铸件铸件; 锻件锻件; 冲压件冲压件; 压制件压制件; 型材型材; 焊接件焊接件2毛坯的选择及加工余量的确定毛坯的选择及加工余量的确定加工余量的概念：加工余量的概念： 为了加工出合格的零件，必须从毛坯上切去的那层为了加工出合格的零件，必须从毛坯上切去的那层材料，称为加工余量。材料，称为加工余量。分类：分类：加工余量分为工序余量和总余量。加工余量分为工序余量和总
13、余量。n工序余量：工序余量：某工序中所需切除的那层材料某工序中所需切除的那层材料n总余量：总余量：从毛坯到成品总共需要切除的余量，等于相从毛坯到成品总共需要切除的余量，等于相应表面各工序余量之和。应表面各工序余量之和。2毛坯的选择及加工余量的确定毛坯的选择及加工余量的确定加工余量的意义：加工余量的意义： 为了切除上一道工序所留下来的加工误差和表面为了切除上一道工序所留下来的加工误差和表面缺陷。缺陷。确定工序余量的方法：确定工序余量的方法： 毛坯上所留的加工余量不应过大或过小。决定大毛坯上所留的加工余量不应过大或过小。决定大小时，应考虑在保证加工质量的前提下使余量尽可能小时，应考虑在保证加工质量
14、的前提下使余量尽可能小。方法有：估计法、查表法、计算法。小。方法有：估计法、查表法、计算法。金属工艺学金属工艺学青岛工学院 2011年12月7 基准定位基准定位基准工序基准工序基准装配基准装配基准测量基准测量基准设计基准设计基准工艺基准设计和加工中，设计和加工中，用于确定零件上用于确定零件上其它点、线、面其它点、线、面位置所依据的那位置所依据的那些点、线、面。些点、线、面。设计图样上所采设计图样上所采用的基准就是设用的基准就是设计基准。计基准。在加工时用于工件在加工时用于工件定位的基准，称为定位的基准，称为定位基准。定位基准。1 1、粗基准、粗基准2 2、精基准、精基准在加工中或加工在加工中或
15、加工后用来测量工件后用来测量工件时采用的基准时采用的基准在装配时用来确定零在装配时用来确定零件或部件在产品中相件或部件在产品中相对位置所采用的基准对位置所采用的基准在工序图上使用的基准。在工序图上使用的基准。加工、测量、加工、测量、装配过程中使装配过程中使用的基准。用的基准。3、定位基准的选择、定位基准的选择通说说明明：基基准准是是依依据据，因因此此必必然然客客观观存存在在，但但不不一一定定具具体体存存在在：有有的的是是轮轮廓廓要要素素，可可直直接接接接触触；有有的的是是中中心心要要素，不可触摸，常由某些具体存在的基面来体现素，不可触摸，常由某些具体存在的基面来体现齿轮孔的轴线，并不具体存在，
16、齿轮孔的轴线，并不具体存在，而是由内孔表面来体现的，所而是由内孔表面来体现的，所以确切的说，内孔是加工外圆以确切的说，内孔是加工外圆和左端面得和左端面得定位基准面定位基准面。定位基准定位基准1 1、粗基准、粗基准2 2、精基准、精基准定位基准选择定位基准选择最初工序中采用毛坯最初工序中采用毛坯上未经加工的表面作上未经加工的表面作为定位基准为定位基准。在其后各工序中采用在其后各工序中采用经过加工的表面作为经过加工的表面作为定位基准定位基准。粗基准选择 1. 1. 选择不加工表面作为粗基准，若有几个不加工表面，选择不加工表面作为粗基准，若有几个不加工表面，选其中与加工表面位置精度要求高的一个，以保
17、证两者的选其中与加工表面位置精度要求高的一个，以保证两者的位置精度。位置精度。重点考虑：重点考虑：加工表面与不加工表面的加工表面与不加工表面的 相对位置精度；相对位置精度；各加工表面有足够的余量各加工表面有足够的余量车床床身加工车床床身加工2. 2. 为保证某重要表面余量均匀，则选择该重要表面本身为保证某重要表面余量均匀，则选择该重要表面本身作为粗基准。作为粗基准。3. 3. 若每个表面都加工，则以余量最小的表面作为粗基准，若每个表面都加工，则以余量最小的表面作为粗基准， 以保证各表面都有足够的余量。以保证各表面都有足够的余量。4. 4. 粗基准应平整、光滑，无浇冒口、飞边等，定位、夹粗基准应
18、平整、光滑，无浇冒口、飞边等，定位、夹紧可靠。紧可靠。5. 5. 粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。常只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。二、精基准选择二、精基准选择1 1、基准重合原则、基准重合原则重点考虑：重点考虑：减少定位误差减少定位误差保证加工精度保证加工精度2 2、基准统一原则、基准统一原则3 3、互为基准原则、互为基准原则4 4、自为基准原则、自为基准原则5 5、定位夹紧定位夹紧可靠、方便可靠、方便n即选择设计基准作为定位基准即选择设计基准作为定位基准n即采用同一基准加工尽可
19、能多的表面即采用同一基准加工尽可能多的表面n即精加工某些余量小而均匀的重要表即精加工某些余量小而均匀的重要表面时，以其自身作为基准面时，以其自身作为基准n即加工位置精度要求高的两表面时，即加工位置精度要求高的两表面时，以二表面互相作为基准，反复进行加工以二表面互相作为基准，反复进行加工n即保证定位准确，夹紧可靠，设计简即保证定位准确，夹紧可靠，设计简单，操作方便单，操作方便工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位设计合理的定位方法、定位装置设计合理的定位方法、定位装置有足够的定位精度有足够的定位精度 六点定位原理六点定位原理定位的任务定位的任务定位的原理定位的原理1 1、六点定位原理六点定位原理用
20、用适当分布的六个支承点适当分布的六个支承点消除消除工件的六个自由度，使工件在夹具工件的六个自由度，使工件在夹具中位置完全确定，这个原理称为六中位置完全确定，这个原理称为六点定位原理。点定位原理。三个支承点在三个支承点在OxyOxy平面上，限制平面上，限制X X、Y Y的转动和的转动和Z Z的移动三个自由度；的移动三个自由度；两个支承点在两个支承点在OxzOxz平面上，限制平面上，限制Y Y的移动和的移动和Z Z的转动两个自由度；的转动两个自由度；一个支承点在一个支承点在OyzOyz平面上，限制平面上，限制X X的移动一个自由度；的移动一个自由度；完全定位与完全定位与不完全定位不完全定位 完全定
21、位完全定位工件的六个自由度全工件的六个自由度全被限制的定位方式。被限制的定位方式。不完全定位不完全定位按照技术要求，工按照技术要求，工件的六个自由度没有被全部限制的件的六个自由度没有被全部限制的定位方式。定位方式。欠定位欠定位应该消除的应该消除的自由度没有消除，不允许。自由度没有消除，不允许。过定位过定位几个支承点重复几个支承点重复限制某个自由度，一般不允限制某个自由度，一般不允许，应用是有条件的。许，应用是有条件的。欠定位与过定位欠定位与过定位正确配置支承点正确配置支承点正确处理过定位正确处理过定位提高工件定位表面与定位元提高工件定位表面与定位元件之间的位置精度；件之间的位置精度；改变定位元件的结构。改变定位元件的结构。一般按三、二、一布置。一般按三、二、一布置。主要定位表面受力面积主要定位表面受力面积越大越好。越大越好。
