《機械制造基礎》課件-04篇 第一單元 機械零件加工工藝組成及規(guī)程

04篇

機械零件制造工藝第一單元

機械零件加工工藝組成及規(guī)程教學目標:1.掌握工藝規(guī)程制定的原則

2.能制定工藝過程卡片和工序卡片

3.能正確分析零件的工藝

4.能根據(jù)生產類型正確選擇毛坯類型

5.能確定具體零件的設計基準、工藝基準

6.掌握工件的六點定位原理

7.掌握常見定位方式及定位元件

8.能正確選擇零件的定位基準教學重點和難點:1.工序、安裝、工位、工步和走刀的定義及區(qū)別

2.工藝規(guī)程制定的原則

3.工藝過程卡片和工序卡片

4.零件的工藝分析

5.毛坯的選擇及生產類型的確定

6.設計基準、工藝基準的選擇

7.工件的定位原理

8.常見定位方式及定位元件

9.定位基準的選擇4．1.1機械零件加工工藝過程組成4.1.1.1工藝過程的定義

工藝過程是指在生產產品的過程中，直接改變生產對象的尺寸、形狀、性能及相對位置等，使其成為半成品或者成品的過程。工藝過程根據(jù)工作內容可分為鍛造、鑄造、機械加工、焊接、沖壓、熱處理、表面處理、裝配等。

加工工藝是指按圖樣尺寸及技術要求，利用機械加工的方法直接改變毛坯的尺寸、形狀以及表面質量等，使之成為合格零件的過程。4.1.1.2機械加工工藝過程的組成1.工序

工序是指一個或一組工人在一個工作地對一個或幾個工件進行連續(xù)生產所完成的那一部分工藝過程。生產規(guī)模不同，工序的劃分也不一樣。如圖4-1所示階梯軸的工序如表4-1、表4-2所示。圖4-1階梯軸2.安裝

安裝是指工件經一次裝夾后所完成的工序內容。安裝次數(shù)越少越好。3.工位

工位是指工件與夾具或者設備的可動部分一次裝夾后，工件相對于刀具或者設備的固定部分所占據(jù)的位置。如圖4-2所示的多工位加工，在三個工位上鉆、鉸圓盤零件上的孔。4.工步

工步是指加工工具以及加工表面不變條件下連續(xù)完成的那一部分工序內容。復合工步是指幾把刀具同時參與切削的工步，如圖4-3所示。5.走刀

在一個工步中，由于金屬切削層較厚，需分幾次切削，則每一次切削稱為一次走刀。表4-1的階梯軸，小批生產工藝過程有三道工序，工序１有兩次安裝、四個工步、兩端面各2次走刀；工序２有兩次安裝、五個工步、大圓柱及小圓柱各2次走刀；工序3有1次安裝，1個工步。表4-2中，階梯軸大批大量生產的機械加工工藝過程有五道工序，工序１、2、3、4各有一次安裝；工序１、2各有2個工步，工序3有3個工步，工序4有1個工步；大圓柱及小圓柱各2次走刀。由此可見，工序可劃分為若干個安裝、工位、工步和走刀。4.1.1.3機械加工工藝規(guī)程

機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內容。（1）工件加工的工藝路線；（2）各工序的具體內容及所用的設備和工藝裝備；（3）切削用量、時間定額等；（4）工件的檢驗項目及檢驗方法。一、機械加工工藝規(guī)程的作用1.工藝規(guī)程是指導生產的重要技術文件、指揮現(xiàn)場生產的依據(jù)。(2)是組織生產和生產管理工作的依據(jù)。(3)是新建和擴建工廠的技術依據(jù)。二、工藝規(guī)程制定的原則工藝規(guī)程制定的原則是優(yōu)質、高產和低成本，即在保證產品質量的前提下，爭取最好的經濟效益。在具體制定時，還應注意下列問題。1)技術上先進2)經濟上合理3)有良好的勞動條件三、制定工藝規(guī)程的原始資料制定工藝規(guī)程的原始資料如下：1)產品全套零件圖和裝配圖。2)產品的生產綱領。3)毛坯資料。4)產品驗收的質量標準。5)本廠的生產條件。6)國內外先進工藝及生產技術發(fā)展情況。7)有關工藝手冊及圖冊。四、制定工藝規(guī)程的步驟1)計算年生產綱領，確定生產類型。2)分析產品裝配圖及零件圖，對零件進行結構及工藝分析。3)選擇毛坯。4)擬定工藝路線。5)確定零件各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。6)確定各工序所用的加工設備、夾具、刀具、量具以及輔助工具。7)確定切削用量及工時定額。8)確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。9)填寫工藝文件。五、工藝文件的格式工藝文件格式常用的有工藝過程卡片和工序卡片兩種。(1)工藝過程卡片工藝過程卡片如表4-3所示。(2)機械加工工序卡片

機械加工工序卡片是指在工藝過程卡的基礎上按每道工序所編制的一種工藝文件。工序卡片是具體指導零件加工的工藝文件，適用于大批大量生產的零件，以及成批生產的重要零件或者重要和復雜工序。4.1.2零件的工藝分析4.1.2.1零件結構分析零件的結構分析主要包括以下三方面：（1）零件表面的組成和基本類型。(2)零件的結構工藝性。(3)主要表面與次要表面區(qū)分。4.1.2.2零件的技術要求分析技術要求包括下列幾個方面：1）各加工表面間相互的位置精度；2）加工表面的表面質量、尺寸精度以及形狀精度；3）工件的熱處理以及其它要求，如鍍鉻處理、動平衡、去磁等。4.1.3工藝規(guī)程設計4.1.3.1毛坯的選擇1.生產類型與工藝特點1）生產綱領

生產綱領是指企業(yè)在計劃期內所完成的產品產量(年產量)及進度計劃。零件的年產量用以下公式計算：式中：N——零件的年產量，單位為件/年；Q——產品的年產量，單位為件/年；n——每臺產品中該零件的數(shù)量，單位為件/臺；a——零件的備品率；b——零件的平均廢品率。2.生產類型的確定

生產類型是指企業(yè)(或車間、工作地、工段、班組)生產專業(yè)化程度的分類。生產類型按產品的年產量分為以下三種：(1)單件生產(2)成批生產(3)大量生產如表4-5所示是按產品年產量劃分的生產類型，供確定生產類型時參考。各種生產類型的工藝特征見表4-6。4.1.3.2基準的選擇

基準是指用來確定生產對象上各幾何要素間幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面。根據(jù)功用不同基準可分為設計基準、工藝基準兩大類。一、設計基準

設計基準是指設計圖樣上采用的基準。圖4-4（ａ）所示鉆套的各內孔及外圓表面的設計基準是軸線O-O；內孔表面D的軸心線是φ40h6外圓表面的徑向圓跳動和端面Ｂ的端面跳動的設計基準；端面Ａ是端面B、C的設計基準。同樣，圖4-4（ｂ）中的F面是C面和E面的設計基準，也是兩孔垂直度和C面平行度的設計基準；Ａ面為Ｂ面的距離尺寸及平行度設計基準。二、工藝基準

工藝基準是指在機械加工工藝過程中用來確定本工序的加工表面加工后的尺寸、位置、形狀的基準。工藝基準按不同的用途可分為定位基準、工序基準、裝配基準和測量基準。1.定位基準

定位基準是指在加工中用作定位的基準。2.工序基準在工序圖上用來確定本工序的加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準，稱為工序基準。3.裝配基準裝配時用來確定零件或部件在產品中相對位置時所用的基準稱為裝配基準。4.測量基準測量時采用的基準稱為測量基準。三、基準重合的概念在實際生產中，應盡量使以上的各種基準重合，以消除基準不重合誤差。（１）設計零件時應盡量以裝配基準作為設計基準，以便保證裝配技術要求；（２）在制定加工工藝路線時，應盡量以設計基準作工序基準，以保證零件的加工精度；（３）在加工和測量零件時，要盡量使定位基準、測量基準和工序基準重合，以減少加工誤差和測量誤差。

如圖4-5（a）中滿足裝配基準與設計基準重合原則，4-5（b）滿足加工基準與設計基準重合原則，4-5（c）滿足測量基準與設計基準重合原則。四、認識工件的定位原理工件在夾具中的定位涉及定位原理、定位誤差、夾具上采用的定位元件和工件上選用的定位基準等幾方面的問題。工件的六個自由度如圖4-6所示。為了限制工件的自由度，在夾具中通常用一個支承點限制工件一個自由度，這樣用合理布置的六個支承點限制工件的六個自由度，使工件的位置完全確定，稱為“六點定位規(guī)則”，簡稱“六點定則”。使用六點定則時，六個支承點的分布必須合理，否則不能有效地限制工件的六個自由度，如圖4-7所示。五、常見定位方式及定位元件１.工件以平面定位（1）工件以粗基準平面定位粗基準平面常用的定位元件有B型球頭支承釘、C型齒紋支承釘、可調支承釘?shù)?。如圖4-8、4-9所示。（2）工件以精基準平面定位常用的定位元件有平頭支承釘、支承板等。如圖4-10、4-11所示。在加工大型機體和箱體零件時，常采用輔助支承（如圖4-12）或者浮動支承（如圖4-13），以減小工件變形和振動。２.工件以內孔定位工件以內孔定位是一種中心定位，故通常要求內孔基準面有較高的精度。工件中心定位的方法是用定位銷（如圖4-14（a））、菱形銷（如圖4-14（b））、定位插銷（如圖4-15）、芯軸（如圖4-16）等。３.工件以外圓面定位工件以外圓柱面定位時，最常用的定位元件有V形塊、半圓套、定位套等，它們常用作中心定位。Ｖ形塊和定位套如圖4-17和圖4-18所示。六、定位基準的選擇定位基準有粗基準、精基準之分。1.粗基準的選擇（１）對于同時具有不加工表面與加工表面的工件，為保證加工表面與不加工表面之間的位置要求，粗基準應選擇不加工表面，如圖4-19所示。（d）圖4-19粗基準的選擇（2）粗基準應避免重復使用。（3）作為粗基準的表面要求應平整，沒有澆口、冒口或者飛邊等缺陷，以便定位可靠。（4）對于具有較多加工表面的工件，選擇粗基準時，應考慮合理地分配各表面的加工余量。在加工余量的分配上應考慮以下兩點。①應保證各主要加