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文檔簡介

1、機械加工 工藝§概述.機械加工工藝過程的組成1 . 工序 工人,在工作地對工件所連續(xù)完成的工藝過程。2 安裝 經一次裝夾后所完成的工序內容裝夾 定位加工前工件在機床或夾具上占據(jù)一正確的位置夾緊使正確位置不發(fā)生變化增加安裝誤差增加裝夾時間應盡量減少安裝次數(shù)3 工位工件與工裝可動部分相對工裝固定部分所占的位置多工位加工提高生產率、保證加工面間的相互位置精度4 工步加工表面和加工工具不變條件下所完成的工藝過程一次安裝中連續(xù)進行的若干相同的工步-1個工步用幾把不同刀具或復合刀具加工-復合工步5 走刀 每進行一次切削 1 次走刀.工藝規(guī)程1 工藝規(guī)程的作用 指導生產組織生產和管理生產新建、擴建

2、或改建工廠及車間2 工藝規(guī)程的設計原則 技術上的先進性經濟上的合理性良好的勞動條件§機械加工工藝規(guī)程設計一零件的工藝分析1 零件技術要求分析加工表面的尺寸精度主要加工表面的形狀精度主要加工表面之間的相互位置精度各加工表面粗糙度以及表面質量方面的其他要求熱處理要求及其它技術要求(如動平衡等)。1 )零件的視圖、技術要求是否齊全 主要技術要求和加工關鍵2)零件圖所規(guī)定的加工要求是否合理3)零件的選材是否恰當,熱處理要求是否合理2 零件結構及其工藝性分析結構組成內外圓柱面、圓錐面、平面、螺旋面、齒形面、成形面結構組合軸類、套筒類、盤環(huán)類、叉架類、箱體類分析剛度及其方向結構工藝性 保證使用要

3、求的前提下,能否以高生產率和低成本制造二毛坯的選擇1 毛坯種類的選擇鑄件、鍛件、焊接件、型材、沖壓件、粉末冶金件和工程塑料件2 確定毛坯的形狀和尺寸盡量與零件接近毛坯加工余量毛坯制造尺寸與零件相應尺寸的差值加工總余量毛坯公差 毛坯制造尺寸的公差為工件安裝穩(wěn)定,有些毛坯需工藝凸臺為加工方便,一些零件作整體毛坯一一半圓形零件-合成整圓小零件(墊圈)-合成 1件3 選擇毛坯時應考慮的問題零件的材料及力學性能要求鑄鐵、有色金屬-鑄重要件-鍛零件的結構形狀與尺寸一一復雜件-鑄小臺階軸棒料,大臺階軸鍛生產綱領的大小一一大批量-先進方法現(xiàn)有生產條件采用新工藝、新技術、新材料三定位基準選擇1 基準的概念 確定

4、其他點、線、面的位置所依據(jù)的點、線、面(1)設計基準 一一零件圖上的基準一一尺寸-尺寸線的起點相互位置-基準符號(2) 工藝基準 工藝中用的基準工序基準定位基準測量基準裝配基準2.定位基準的選擇一一毛坯面定位-粗基準已加工面定位-精基準(1) 精基準的選擇 一一可靠保證主要加工表面間的相互位置精度1 )基準重合原則一一選設計基準為定位基準2 )基準統(tǒng)一原則一一盡可能在多數(shù)工序中用一組精基準定位3 )定位穩(wěn)定準確,簡單方便的原則 一一選面大、精度高的面為精基準4 )互為基準原則一一為加工余量均勻,位置精度高一一反復加工5 )自為基準原則一一要求余量小而均勻一一選加工面本身為精基準輔助基準 一一人

5、為制造的基準一一工藝需要而作的工藝凸臺、中心孔提高精度一一一面兩孔定位(2) 粗基準選擇 一一可靠方便地加工精基準1)保證不加工面與加工面間的位置關系一一選擇不加工面作粗基準2)定位穩(wěn)定可靠,簡單方便一一選大面、平整面,無缺陷3)合理分配各面加工余量一一應保證各加工面有足夠的余量某些重要面使其加工余量均勻4)同一方向上的粗基準原則上只允許使用一次基準選擇 一一具體情況具體分析,綜合考慮,靈活運用,正確選擇【例】選擇支架零件的精基準和粗基準零件分析加工面底面、頂面、小16H7孔、2-小10孔、直槽、圓弧槽小10夾角的設計基準)主要加工要求小16H7、對稱度 0.1、32+ 0.1、28+ 0.1

6、基準分析主一底面一一頂面、616H7孔高度方向的設計基準小16H7線軸線一一直槽、圓弧槽、 2-小10孔的設計基準精基準選擇:底面BM制3個自由度(z、x、y)基準重合(底面是頂面、小 16H7孔高度方向的設計基基準統(tǒng)一(在大多數(shù)工序中使用)定位穩(wěn)定可靠、夾具結構簡單(定位面積大且平整)()16H7孑LBM制2個自由度(x、 y)基準重合(直槽、圓弧槽、 2-小10孔的設計基準)基準統(tǒng)一(在大多數(shù)工序中使用)定位穩(wěn)定可靠,夾具結構簡單。左邊4 10孔主一BM制1個自由度(z)基準重合(與小16H7中心連線是直槽、圓槽、右基準統(tǒng)一(在大多數(shù)工序中使用)定位穩(wěn)定可靠,離小16H7中心遠,轉角誤差小

7、,夾具結構簡單粗基準的選擇:()40外圓BM制4個自由度(x、y、x、y)保證加工面與不加工面間的位置關系(616H7 與外圓壁厚均勻)定位穩(wěn)定可靠、夾緊方便(定位面平整光潔、可用三爪卡盤裝夾)K 面 限制 1 個自由度( z )保證加工面與不加工面間的位置關系(保證尺寸12)定位方便(直接靠在三爪卡盤卡爪上)。左邊 R10 外緣 限制 1 個自由度( z )保證加工面與不加工面間的位置關系(小10孔中心與外圓對稱)四工藝路線的擬訂1 表面加工方法和加工方案的選擇( 1 )加工面的技術要求經濟精度 正常工作條件下所達到的加工精度( 2 )工件材料的性質及熱處理( 3 )工件的形狀和尺寸( 4

8、)結合生產類型考慮生產率和經濟性( 5 )現(xiàn)有生產條件2 加工階段的劃粗加工階段盡快切除余量高生產率半精加工階段繼續(xù)減少加工余量,為精加工作準備,次要面加工精加工階段達到要求的加工精度和表面粗糙度光整加工和超精密階段降低表面粗糙度值原因:保證加工質量合理使用設備便于安排熱處理及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷,保護精加工表面加工階段劃針對零件加工的整個過程、針對主要加工面3 工序集中與工序分散工序集中工序少,內容多裝夾次數(shù)少,位置精度高,設備數(shù)量少,工人少工序分散工序多,內容少設備工裝簡單,調整方便,切削用量合理;設備多,工人多4 加工順序的安排( 1 )機械加工順序的安排先基準后其它先粗后精先主后次、穿插進行

9、先面后孔基準加工-主要面粗加工-次要面加工-主要面半精加工次次要面加工-修基準-主要面精加工( 2 )熱處理工序的安排1 )預備熱處理正火和退火粗加工前時效處理粗加工前、后調質處理粗加工后,半精加工前2 )最終熱處理淬火精加工、磨削前滲碳淬火半精加工后滲氮盡量靠后表面處理(電鍍及氧化)最后毛坯制造-退火或正火-主要面粗加工-次要面加工調質(或時效)主要面半精加工次要面加工-淬火(或滲碳淬火)-修基準-主要面精加工( 3 )輔助工序的安排檢驗 粗加工后,精加工 0 前;轉車間前后;重要工序前后,完工后去毛刺 鉆、銑、刨、拉后,淬火前輔助工序 清洗、防銹、去磁、平衡等五加工余量的確定1 加工余量的

10、概念( 1 )工序余量切除的金屬層厚度等于前后工序尺寸之差被包容面:Zb=a-b包容面:Zb =b-a外圓表面:2Zb=da-db內孔表面:2Zb=d b-da(2)總加工余量 Zx =各工序加工余量之和=毛坯尺寸與零件尺寸之差=毛坯余量單向入體原則 被包容面基本尺寸為最大極限尺寸,上偏差為零包容面基本尺寸為最小極限尺寸,下偏差為零孔與孔(平面)間距離尺寸對稱分布毛坯尺寸正負分布 工序余量的變動范圍 = 前后工序尺寸公差之和2 影響最小加工余量的因素( 1 )前工序的表面粗糙度Ra 和表面缺陷層深度Ha( 2 )前工序的尺寸公差Ta( 3)前工序的相互位置偏差p a( 4)本工序加工時的安裝誤

11、差£ b3 確定加工余量的方計算查表修正 經驗估算六工序尺寸的確定余量法確定各工序基本余量及各工序經濟加工精度從后向前推算各工序基本尺寸及毛坯尺寸按“單向入體原則”確定各工序尺寸公差基準不重合時,必須用尺寸鏈的原理進行分析計算七機床及工藝裝備的確定1. 機床的確定1 )機床規(guī)格尺寸應與工件尺寸相適應2)機床的精度應與加工精度相適應3)機床生產率應與生產類型相適應單件小批生產-通用設備大批量生產-高效專用設備4 )機床的選擇應結合現(xiàn)場的實際情況 類型,設備負荷,排列等2. 工藝裝備的確定(1) 夾具的選擇單件小批生產-通用夾具,組合夾具大批量生產 -高效和自動化專用夾具多品種中小批量生

12、產-可調夾具、成組夾具夾具的精度一一與工件加工精度相適應(2) 刀具的選擇 優(yōu)先選用標準刀具 高效復合刀具、專用刀具刀具的類型、規(guī)格及精度一一與工件加工要求相適應(3) 量具的選擇單件小批量生產 一一通用量具大批量生產 一一高效專用量具 - 極限量規(guī)、專用量具和測量儀器量具的量程和精度一一與工件結構尺寸和精度相適應八.確定切削用量和時間定額1 .切削用量的選擇單件小批生產一一不規(guī)定批量較大一一嚴格地確定粗加工一一保證高生產率大的背吃刀量,較大的進給量,合理的切削速度精加工一一保證加工精度和表面質量較小的背吃刀量和進給量、合理的切削速度。組合機床、自動機床一一比一般低一些2 ,時間定額 一一生產

13、1件產品或完成 1道工序所耗的時間(1 )單件時間定額Tp基本時間 Tb 一直接改變對象的尺寸形狀、位置、狀態(tài)或性質所耗的時間直接切除余量所耗時間(含切入切出時間)輔助時間 Ta一一實現(xiàn)基本工藝所進行的各種輔助動作所耗的時間裝卸、開停機、進退刀、改變切削用量、試切和測量等基本時間+輔助時間=作業(yè)時間布置工作地時間Ts一工作班內照管工作地所耗的時間,作業(yè)時間27%調整更換刀具、修整砂輪、潤滑擦試機床、清理切屑休息與生理需要時間Tr 一一工作班內滿足生理需要所耗的時間,作業(yè)時間 24%準備和終結時間Te 一為生產一批產品準備和結束工作所耗的時間Tp = Tb + Ta+Ts+Tr + Te n(2

14、)提高生產率的措施1)縮減基本時間 Tb外圓車削:Tb=DLZ1000vc fa p c p增大切削用量硬質合金200m/min,陶瓷刀具500m/min金剛石、立方氮化硼刀具普通鋼材 900m/min淬火鋼或高銀合金鋼 90m/min高速磨削J 80m/s ;強力磨削7度一一630mm減少或重合切削行程長度多刀多刃加工多件加工一一順序加工平行加工平行順序加工減小切削加工余量Z金一毛坯精化粉末冶金、壓力鑄造、精密鑄造、精鍛、冷擠壓、熱擠壓等冷擠壓齒輪代替剃齒2)縮短輔助時間金一直接縮減、間接縮減直接縮減輔助時間大批量生產先進高效夾具單件小批量生產一一成組夾具或通用夾具主動測量法金一加工過程中測

15、量工件實際尺寸,并主動控制數(shù)字顯示裝置單一顯示尺寸變化、刀具位移量間接縮減輔助時間單一使輔助時間與基本時間重合單位移位工作臺或多根心軸一一加工時間內裝卸工件主動測量或數(shù)字顯示裝置一一使測量時間與基本時間重合(3)縮短布置工件地時間一一減少調刀對刀時間快換刀夾、刀具微調機構、專用對刀樣板、對刀塊(4)縮短準備和終結時間單一擴大零件批量和減少調整機床、工裝的時間成批生產一一 縮短安裝刀具、調整機床的時間,擴大零件批量中小批生產單一零件通用化和標準化,或采用成組技術十編制工藝規(guī)程文件機械加工工藝過程卡片 成批生產工藝路線工序名稱、內容、車間工段、機床工藝裝備名稱、時間定額機械加工工序卡片 大批量生產

16、、中批關鍵件、小批關鍵工序工序加工要求細實線畫工件外形(加工面用粗實線表示)本工序尺寸及公差、表面粗糙度及其它技術要求定位基準、夾壓位置和方式§ 3-3 工藝尺寸鏈一工藝尺寸鏈的概念1 尺寸鏈的定義互相聯(lián)系的,按一定順序排列成的封閉尺寸圖形封閉性首尾相接工藝性隨工藝方案變化而變2 工藝尺寸鏈的組成: 封閉環(huán)最后自然形成的尺寸,A0組成環(huán)直接獲得的尺寸、增環(huán)一一該環(huán)增大,封閉環(huán)相應增大,Ai減環(huán) 該環(huán)增大,封閉環(huán)相應減小,Ai3 增、減環(huán)的判定方法 一一設封閉環(huán)為減環(huán)方向,沿減環(huán)方向繞尺寸鏈順次畫箭頭,即為各組成環(huán)方向4工藝尺寸鏈的建立封閉環(huán)的確定一一間接得到組成環(huán)的查找一一從定位面到

17、加工面的尺寸一一直接得到二工藝尺寸鏈計算的基本公式1 封閉環(huán)基本尺寸= 所有增環(huán)基本尺寸之和減去所有減環(huán)基本尺寸之和nmA0AiAiin12 .封閉環(huán)上偏差=所有增環(huán)上偏差之和減去所有減環(huán)下偏差之和nmESoESiELi 1i n 13 .封閉環(huán)下偏差=所有增環(huán)下偏差之和減去所有減環(huán)上偏差之和nmEIo EI iESii 1i n 14 .封閉環(huán)公差 =各組成環(huán)公差之和ToTiTiTii 1求工序尺寸 A2及偏差。增環(huán) A1= 5000.17,減環(huán) A210 = 50 - A2三.工藝尺寸鏈的應用1.基準不重合時工序尺寸及公差的確定(1 )測量基準與設計基準不重合時尺寸的換算【例】尺寸10 00.36不便測量,改測量孔深A ,通過5000.17(A1)間接保證尺寸100 0.36 (Ao)解:畫尺寸鏈封閉環(huán)Ao=1O°o.36,計算封閉環(huán)基本尺寸:A 2=40封閉環(huán)上偏差:0 = 0 - EIEI 2=0封閉環(huán)下偏差:0.36 = -0.17 - ESES 2=0.19A2 4000.19mm驗算封閉環(huán)公差T0=0.36, T 1 + T 2 =0.17+0.19=0.36 計算正確(2)定位基準與設計基準不重

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