電子課件-機械制造工藝基礎(第七版)14第十四章機械加工工藝規(guī)程

1、143 工藝路線的擬定31141 基本概念 2142 基準的選擇144 毛坯的選擇4145 加工余量和工序尺寸的確定5146 計算機輔助工藝規(guī)劃設計（CAPP）6141 基本概念一、機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程與工藝過程1生產(chǎn)過程（1）原材料、半成品和成品的運輸和保存（2）生產(chǎn)和技術準備工作，如產(chǎn)品的開發(fā)和設計、工藝及工藝裝備的設計與制造（3）毛坯制造和處理，零件的機械加工，熱處理及其它表面處理（4）部件或產(chǎn)品的裝配、檢測、調(diào)試、包裝2工藝過程 工藝過程：改變產(chǎn)品形狀、尺寸、相對位置和材料性能，使之成為半成品或成品的過程工藝過程分為：毛坯制造、機械加工、熱處理和裝配等工藝過程 141 基本概念二、工藝過

2、程的組成機械加工工藝過程分為：工序、安裝、工位、工步齒輪軸加工過程包括：下料、粗車、調(diào)質(zhì)、精車、銑削、淬火、磨削 141 基本概念1工序工序是指同一個（或一組）工人，在同一臺機床（或同一場所），對同一個（或同時對幾個）工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程齒輪軸單件小批量生產(chǎn)的工藝過程 141 基本概念齒輪軸成批量生產(chǎn)的工藝過程 141 基本概念2安裝在同一道工序中工件每定位和夾緊一次所完成的那部分工序內(nèi)容3工位工件在一次安裝后，工件相對刀具或設備的固定部分所占據(jù)的每一個位置稱為工位 141 基本概念4工步工步：在加工表面、切削刀具和切削用量都保持不變的情況下所完成的那一部分工序內(nèi)容 為了提高生產(chǎn)效

3、率，常將幾個待加工表面用幾把刀具同時加工，這種由刀具合并起來的工步稱為復合工步 141 基本概念三、生產(chǎn)類型及其工藝特征1生產(chǎn)類型機械制造業(yè)的生產(chǎn)一般分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)三種類型 141 基本概念2各種生產(chǎn)類型的工藝特征 141 基本概念四、機械加工工藝文件1機械加工工藝過程卡以工序為單位，簡要說明產(chǎn)品或零、部件的加工（或裝配）過程所經(jīng)過的整個工藝路線 141 基本概念2機械加工工藝卡以工序為單元，詳細說明產(chǎn)品（或零、部件）在某一工藝階段中的工序號、工序名稱、工序內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及采用的設備和工藝裝備 141 基本概念 141 基本概念3機械加工工序卡工序卡是在機械加工工

4、藝過程卡或機械加工工藝卡的基礎上，對每道工序所編制的一種工藝文件工序卡一般具有工序簡圖，并詳細說明該工序的每個工步的加工（或裝配）內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所有設備和工藝裝備 141 基本概念142 基準的選擇一、設計基準設計基準：在設計零件時，根據(jù)零件功用，為滿足零件設計性能要求，確定零件表面在機器（或部件）中位置的一些點、線或面齒輪軸的設計基準 142 基準的選擇左端面是臺階端面和右端面的設計基準，30mm孔的軸線是外圓表面的設計基準 142 基準的選擇在每個方向只有一個主要的設計基準。習慣上把標注尺寸最多的點、線、面定作工件的主要設計基準 142 基準的選擇二、工藝基準1工序基準工序基

5、準：在工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準M、N為被加工孔軸線的工序基準 142 基準的選擇2定位基準在加工中用做定位的基準稱為定位基準在使用夾具時，其定位基準就是工件與夾具定位組件相接觸的點、線、面 142 基準的選擇以平面定位，工件下母線是定位基準以心軸定位，工件孔軸線為定位基準 142 基準的選擇3測量基準測量時所采用的基準稱為測量基準。測量基準是據(jù)以測量已加工表面位置的點、線、面 142 基準的選擇三、定位基準的選擇粗基準：在最初工序中，只能用工件上的未經(jīng)加工的毛坯表面作為定位基準精基準：采用經(jīng)過加工的表面作為定位基準1粗基準的選擇一是保證所有加工表面都有足夠

6、的加工余量；二是保證零件上加工表面和不加工表面之間具有一定的位置精度 142 基準的選擇（1）選擇不加工表面（2）選擇加工余量最小的表面（3）選擇比較牢固可靠的表面（4）選擇平整光滑的表面（5）選擇加工余量要求均勻的表面加工床腿的底平面加工導軌面 142 基準的選擇2精基準的選擇（1）盡可能采用設計基準或裝配基準作為定位變速箱箱蓋鉆孔基準（2）盡可能使定位基準和測量基準重合工件 正確 不正確 142 基準的選擇（3）盡可能使基準統(tǒng)一在車、銑、磨等工序中始終用中心孔作為精基準 142 基準的選擇（4）選擇精度高、安裝穩(wěn)定性可靠的表面作為精基準，并盡可能選用形狀簡單和尺寸較大的表面作為精基準（5）

7、選擇精基準應考慮使夾具設計容易，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便143 工藝路線的擬定一、制定工藝規(guī)程的技術依據(jù)和步驟1制定工藝規(guī)程的技術依據(jù)（1）產(chǎn)品的裝配圖和零件圖（2）產(chǎn)品驗收的質(zhì)量標準（3）毛坯的生產(chǎn)情況，如毛坯車間的生產(chǎn)能力與技術水平，各種材料、型材的品種規(guī)格（4）產(chǎn)品的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領（5）企業(yè)的生產(chǎn)條件 143 工藝路線的擬定2制定工藝規(guī)程的步驟 143 工藝路線的擬定二、工藝路線的擬定1各表面加工方法的選擇 143 工藝路線的擬定2各種加工方法特點 143 工藝路線的擬定 143 工藝路線的擬定 143 工藝路線的擬定3工序的集中與分散（1）工序集中的特點優(yōu)點：（1）減少工件的安裝定位次數(shù)

8、（2）減少定位夾具的數(shù)量（3）減少設備數(shù)量、工作場地和工人（4）簡化生產(chǎn)管理缺點：（1）調(diào)整機床比較復雜（2）對機床精度要求較高（3）對工人的技術操作水平要求較高 143 工藝路線的擬定（2）工序分散的特點缺點：（1）工序流程長（2）工人、設備、工裝較多（3）對生產(chǎn)管理要求高優(yōu)點：（1）可采用比較簡單的機床或單能機床（2）調(diào)整方便，容易實現(xiàn)單機自動化，實現(xiàn)自動裝卸工件，自動測量等（3）工人便于掌握操作技能，可使用技能水平較低的工人，每道工序容易選擇最佳切削用量 143 工藝路線的擬定4加工順序的安排（1）劃分加工階段 143 工藝路線的擬定（2）切削加工順序的安排 143 工藝路線的擬定（3）

9、熱處理工序的安排 143 工藝路線的擬定（4）輔助工序主要包括：檢驗、清洗、去毛坯刺和防銹檢驗工序的安排：1）粗加工階段結(jié)束后，避免致命缺陷造成進一步的加工浪費2）重要工序之后，保證工序加工質(zhì)量3）轉(zhuǎn)下工序前，通過檢驗確保合格工序半成品向下流轉(zhuǎn)；如發(fā)現(xiàn)問題，分析原因，明確責任，加強管理，及時改進4）全部加工完成后，保證成品合格入庫 143 工藝路線的擬定四、工藝路線擬定實例一般生產(chǎn)條件下小批量生產(chǎn)1分析零件圖樣2選擇材料45鋼的圓棒料 143 工藝路線的擬定3確定加工方案4確定熱處理工藝調(diào)質(zhì)處理安排在粗車后精車前，齒面高頻淬火安排在滾齒后磨齒前 143 工藝路線的擬定5確定加工基準齒輪軸的兩中

10、心孔即是零件的徑向設計基準，也是加工基準和測量基準6擬定加工工藝路線144 毛坯的選擇一、毛坯的種類 144 毛坯的選擇二、選擇毛坯應考慮的因素1零件的材料及力學性能要求2零件的結(jié)構(gòu)形狀及大小3生產(chǎn)類型4現(xiàn)有生產(chǎn)條件5盡量采用新工藝、新材料三、毛坯的形狀和尺寸毛坯上的一些表面必須留有加工余量，以便機械加工。毛坯尺寸與零件實際尺寸差值稱為毛坯加工余量145 加工余量和工序尺寸的確定一、加工余量的確定1加工余量的基本概念2加工余量的確定方法（1）經(jīng)驗法為了防止因余量不足而產(chǎn)生廢品，所估算的余量往住偏大，常用于單件、小批量生產(chǎn)（2）查表法根據(jù)工廠生產(chǎn)實踐中統(tǒng)計的數(shù)據(jù)和試驗研究積累的關于加工余量的資料

11、數(shù)據(jù)為基礎編制的加工余量標準，考慮不同加工方法和加工條件，查得的數(shù)據(jù)再結(jié)合實際加工情況進行修正，最后確定合理的加工余量二、工序尺寸及其公差的確定1工序尺寸的確定前工序的工序尺寸=本工序的工序尺寸本工序的工序余量（1）外表面前工序的工序尺寸=本工序的工序尺寸本工序的工序余量（2）內(nèi)表面2工序尺寸公差的確定原則（1）最終工序的公差，當工序基準與設計基準重合時，一般是零件圖樣規(guī)定的尺寸公差（2）毛坯尺寸公差按照制造方法或所選型材的規(guī)格確定（3）中間工序的公差按照該工序加工方法的經(jīng)濟加工精度確定（4）確定工序尺寸公差時，最后一道工序的公差按設計尺寸標注，其余工序公差的選擇原則是：外尺寸（軸）的尺寸偏差

12、按h配置，內(nèi)尺寸（孔）的尺寸偏差按H配置（5）在確定工序尺寸及其公差時，下列情況應特殊處理： 當被加工表面的后繼工序中要用做定位基準，而該工序的公差又不能滿足定位精度要求時，必須按定位精度要求縮小該工序的工序尺寸公差 需要滲碳、滲氮的零件表面，滲碳、滲氮前的加工工序及公差，必須與零件圖樣中規(guī)定的滲碳、滲氮層深度允許的變化量相符合。這時，工序尺寸及其公差應按工藝尺寸鏈計算結(jié)果確定三、加工余量與工序尺寸確定實例1齒輪軸右邊20js6外圓的加工工路線：粗車調(diào)質(zhì)半精車磨（1）計算加工余量外圓粗車余量z42， 半精車余量z31.3粗磨削余量z20.2精磨削余量z10.1zz1z2z3z40.10.21.

13、323.6按照“由后向前”的方法計算各工序基本尺寸精磨削后（最終工序）：D120粗磨削后：D2D1z1200.120.1半精車后：D3D2z2D1z1z2200.10.220.3粗車后：D4D3z3D2z2z320.10.21.321.6（2）計算各工序基本尺寸各加工工序的工序尺寸公差及表面粗糙度（3）確定公差及表面粗糙度根據(jù)各加工工序所能達到的經(jīng)濟精度，查標準公差數(shù)值表，確定公差及表面粗糙度2輸出軸36外圓的加工工路線：粗車調(diào)質(zhì)半精車（1）計算加工余量粗車余量z22半精車余量z11.4zz1z21.423.4（2）計算各工序基本尺寸半精車后（最終工序）：D136粗車后：D2D1z1361.4

14、37.4圓棒料：D3D2z2D1z1z2361.4239.4（3）確定公差半精車后：IT10粗車后：IT13查標準公差數(shù)值表，得基本尺寸為36的公差：IT10級為0.10， IT13級為0.39。各加工工序的工序尺寸公差及表面粗糙度：146 計算機輔助工藝規(guī)劃設計(CAPP)一、CAPP技術的基本概念及重要意義CAPP(Computer Aided Process Planning)是計算機輔助工藝規(guī)程設計的縮寫，它通過向計算機輸入被加工零件的幾何信息（結(jié)構(gòu)形狀、尺寸等）和工藝信息（加工要求、材料、熱處理、批量等），由計算機輔助工藝設計人員進行工藝規(guī)程設計并自動輸出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工

15、藝文件的過程（1）減輕工藝設計人員的工作量（2）縮短工藝設計周期，保證工藝設計的質(zhì)量（3）提高企業(yè)工藝設計的標準化，有利于工藝設計的最優(yōu)化（4）適應日趨自動化的現(xiàn)代制造需要，為實現(xiàn)計算機集成制造系統(tǒng)創(chuàng)造必要的技術基礎計算機輔助工藝設計的重要意義二、計算機輔助工藝設計系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1控制模塊(人機交互界面2零件信息輸入模塊包括系統(tǒng)菜單、工藝設計界面、工藝數(shù)據(jù)/知識輸入界面、工藝文件的顯示、編輯與管理界面等。其主要任務是協(xié)調(diào)各模塊的運行，是人機交互的接口，實現(xiàn)人機之間的信息交流，控制零件信息的獲取方式 當零件信息不能從CAD系統(tǒng)直接獲取時，用此模塊實現(xiàn)零件信息的輸入3工藝規(guī)程設計模塊以零件信息為依

16、據(jù)，按預先規(guī)定的決策邏輯，調(diào)用相關知識和數(shù)據(jù)，進行加工工藝過程決策，產(chǎn)生工藝過程卡4工序決策模塊 主要任務是生成工序卡，計算工序尺寸，生成工序圖5工步?jīng)Q策模塊 對工步內(nèi)容進行設計，確定切削用量，提供形成NC加工控制指令所需的刀位文件6NC加工指令生成模塊依據(jù)工步?jīng)Q策模塊所提供的刀位文件，調(diào)用NC代碼庫中適應于具體機床的NC指令代碼系統(tǒng)，產(chǎn)生NC加工控制指令7工藝文件管理/輸出模塊 主要完成工藝過程卡、工序卡、工步卡、工序圖及其它文檔的輸出。輸出亦可從現(xiàn)有工藝文件庫中調(diào)出各類工藝文件，利用編輯工具對現(xiàn)有工藝文件進行修改而得到所需的工藝文件8加工過程動態(tài)仿真 用于對所產(chǎn)生的加工過程進行模擬，以檢查

17、工藝的正確性9工藝數(shù)據(jù)庫/知識庫是CAPP系統(tǒng)的支撐工具，它包含了工藝設計所需要的工藝數(shù)據(jù)和規(guī)則三、CAPP的基本原理人工編制工藝的過程（1）分析零件結(jié)構(gòu)形狀和技術要求以及生產(chǎn)綱領（2）進行工藝決策，確定加工方法和工藝路線（3）確定機床設備、切削用量、工裝及工時定額（4）形成正式工藝規(guī)程文件CAPP系統(tǒng)工藝規(guī)程設計（1）將零件的特征信息以代碼或數(shù)據(jù)的形式輸入計算機，建立起零件信息數(shù)據(jù)庫（2）建立起工藝決策規(guī)則庫(工藝知識庫)（3）建立制造資源和工藝參數(shù)庫（4）通過程序設計自動生成工藝規(guī)程四、典型CAPP軟件介紹1開目CAPP 開目CAPP系統(tǒng)由表格定義、工藝規(guī)程類型管理、工藝規(guī)程內(nèi)容編制、工序

18、簡圖繪制、圖形文件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、工藝文件瀏覽器、企業(yè)資源管理器、公式管理器、打印中心等部分組成?？梢匀我鈩?chuàng)建工藝表格，制定工藝規(guī)程，擴充企業(yè)的工藝資源庫和公式庫2Extech CAPP（1）產(chǎn)品研發(fā)工藝規(guī)劃包括工藝設計方案的制定、工藝物料的合理劃分、毛坯的準備、零部件流轉(zhuǎn)路線和加工路線的排程、還包括制造BOM的設計等內(nèi)容（2）完善的工藝管理體系企業(yè)可以根據(jù)自己的實際應用情況，建立企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)模型、并組織分配對應的用戶權限（3）工藝設計系統(tǒng) Extech CAPP文件編輯系統(tǒng)支持各種特殊符號和工程標注，表格與數(shù)據(jù)庫的關聯(lián)體系自動對應相關的工藝資源數(shù)據(jù)，最大限度的減少重復工作，可以快速準確的生成所需的工藝文件（4）開放的資源管理 用戶可以根據(jù)自己的需要整合企業(yè)的工藝管理經(jīng)驗、設備、裝備等資源數(shù)據(jù)，分類有序的納入企業(yè)資源庫并集中管理起來（5）工藝數(shù)據(jù)匯總 軟件提供了多種工藝數(shù)據(jù)處理方式，可以快速定義和輸出各種常用的工藝路線表、工具匯總表、材料