第6章+機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定.ppt

1、第六章 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定,第一節(jié) 概 述,一、機(jī)械加工工藝規(guī)程及其在生產(chǎn)中的作用,機(jī)械加工工藝規(guī)程（簡稱工藝規(guī)程） 是規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法的工藝文件。 機(jī)械加工工藝規(guī)程的主要作用有下述三個(gè)方面。 1）新產(chǎn)品投產(chǎn)前進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備的依據(jù) 。 2）組織生產(chǎn)和計(jì)劃管理的重要技術(shù)文件 。 3）新建或擴(kuò)建工廠（車間）的依據(jù) 。,二、機(jī)械加工工藝規(guī)程制定的步驟和內(nèi)容 在制定機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，必須具備以下原始資料： 1）零件設(shè)計(jì)圖樣和必要的產(chǎn)品或部件（總成）裝配圖樣； 2）產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與交貨狀態(tài)； 3）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)（年產(chǎn)量及品種）； 4）工廠現(xiàn)有的場地、設(shè)備等生產(chǎn)條件； 5）

2、有關(guān)的文件與法規(guī)，如有關(guān)節(jié)能、勞動(dòng)保護(hù)和環(huán)境保護(hù)的文件和法規(guī)等。,制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟 （一）分析研究部件（總成）裝配圖樣和審查零件圖樣 1分析被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2分析零件的各項(xiàng)技術(shù)要求 3審查零件的機(jī)械加工工藝性 （二）毛坯的選擇 （三）擬定工藝路線 工藝路線是零件在生產(chǎn)過程中，由毛坯到成品所經(jīng)過的工序先后順序。 擬定工藝路線主要內(nèi)容包括選擇定位基準(zhǔn)、定位夾緊方案、各表面的加工方法及其過程，安排零件加工各工序的順序等。擬定工藝路線是制定工藝規(guī)程最關(guān)鍵的一步，一般需要提出幾個(gè)方案，進(jìn)行分析比較，從中選擇一個(gè)最佳方案。,（四）確定各工序所采用的設(shè)備及工藝裝備。 （五）確定各工序的加工余

3、量，計(jì)算工序尺寸及其公差。 （六）確定各工序的切削用量和時(shí)間定額。 （七）確定各主要工序的技術(shù)檢驗(yàn)要求及檢驗(yàn)方法。 （八）編制工藝文件。,第二節(jié) 工藝路線的制定,一、定位基準(zhǔn)的選擇,1粗基準(zhǔn)的選擇原則 粗基準(zhǔn)的選擇有兩個(gè)出發(fā)點(diǎn)： 一是保證各加工表面有足夠且均勻的加工余量； 二是保證不加工表面與加工表面間的相對(duì)尺寸和位置符合設(shè)計(jì)要求。 （1）盡可能選用精度要求高的主要表面作粗基準(zhǔn) （2）用非加工表面作粗基準(zhǔn) （3）選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整 （4）基準(zhǔn)在同一尺寸方向上應(yīng)盡可能避免重復(fù)使用,圖6-2 以活塞不加工的內(nèi)腔為定位基準(zhǔn),圖6-1 變速器殼體的軸承座孔作為粗基準(zhǔn) a）銑削接合面時(shí)的定位

4、 b）鉆鉸接合面上兩定位銷孔時(shí)的定位 1圓錐銷 2菱形圓錐銷 3支承板 4支承釘,2.精基準(zhǔn)的選擇原則 選擇精基準(zhǔn)時(shí)，主要考慮保證加工表面之間的尺寸、位置精度以及裝夾方便、準(zhǔn)確，因此精基準(zhǔn)的選擇原則主要考慮以下幾個(gè)方面。 （1）盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn) 這樣選擇可避免因基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差，即應(yīng)遵循“基準(zhǔn)重合”原則。 （2）盡可能選用同一組定位基準(zhǔn)加工各個(gè)表面，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，亦稱“基準(zhǔn)不變”原則 （3）應(yīng)保證工件的裝夾穩(wěn)定可靠，機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾操作方便。,二、表面加工方法的選擇,1）根據(jù)加工表面的加工精度和表面粗糙度要求確定最終的加工方法。參見表

5、6-5，6-6，6-7 2）選擇加工方法應(yīng)考慮零件的結(jié)構(gòu)、加工表面的特點(diǎn)和材料等因素。 3）考慮零件材料及其物理力學(xué)性能。 4）選擇加工方法要考慮到生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。 5）考慮企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備狀況和技術(shù)的發(fā)展。,三、加工階段的劃分,劃分成粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。表面粗糙度要求特別小時(shí)，還需要安排精整、光整加工階段 各階段的主要任務(wù)： 1）粗加工是從毛坯上切除較大的加工余量的加工階段 2）半精加工階段為主要表面的精加工作好準(zhǔn)備，并完成一些精度要求不高表面的終加工。 3）精加工階段 精加工階段的任務(wù)是保證各主要表面達(dá)到零件圖樣規(guī)定的加工質(zhì)量和技術(shù)要求。 4）精整、光整加工階段 對(duì)于加工質(zhì)量要求

6、很高（尺寸精度IT5以上、表面粗糙度）的零件，需要安排精整、光整加工階段,零件加工需劃分加工階段的原因,1）可以更好地保證加工質(zhì)量。 2）可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，以便及時(shí)報(bào)廢或修補(bǔ)，避免繼續(xù)加工而造成浪費(fèi)。 3）可合理使用機(jī)床設(shè)備。,四、工序的集中與分散,工序分散：加工內(nèi)容是分散在幾道工序內(nèi)，在不同的機(jī)床上進(jìn)行。 工序集中：加工內(nèi)容集中在一道工序內(nèi)，在一臺(tái)設(shè)備上完成。 1）減少裝夾次數(shù)，便于保證各表面之間的位置公差。 2）便于采用高生產(chǎn)率的機(jī)床。 3）有利于生產(chǎn)組織和計(jì)劃工作。 汽車零件機(jī)械加工的主要發(fā)展方向是工序集中工序集中也會(huì)帶來下列問題。 1）機(jī)床設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 2）機(jī)床設(shè)備過于復(fù)雜、調(diào)整

7、和維護(hù)都不方便。,優(yōu)點(diǎn)： 由于工序簡單，所用的機(jī)床設(shè)備和工藝裝備也比較簡單，調(diào)整方便，調(diào)整時(shí)間短， 有利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短。 缺點(diǎn)： 機(jī)床設(shè)備數(shù)量多，總的生產(chǎn)周期較長，占地面積也較大。,工序分散的特點(diǎn),五、工序順序的安排,機(jī)械加工工藝路線 不僅要經(jīng)過機(jī)械加工工序，對(duì)于復(fù)雜零件還要經(jīng)過熱處理和檢驗(yàn)、去毛刺、清洗、平衡、稱重、磁力探傷等輔助工序。因此要把機(jī)械加工、熱處理和輔助工序綜合到一起全面考慮進(jìn)行安排。 （一）機(jī)械加工工序的安排原則 1）先加工基準(zhǔn)表面，后加工其它表面 2）先安排粗加工，后安排精加工 3）先加工平面，后加工孔 4）先加工主要表面，后加工次要表面,（二）熱處理工序的

8、安排原則,熱處理工序應(yīng)根據(jù)其作用和目的，安排在工藝過程的適當(dāng)位置。,1）為了提高工件材料表面硬度等物理力學(xué)性質(zhì)而進(jìn)行的各種熱處理工序（如各種淬火、調(diào)質(zhì)等）通常安排在工藝過程的半精加工之后，精加工之前。 2）為了改善工件材料的切削性能而進(jìn)行的熱處理工序（如退火、正火和作為預(yù)備熱處理的調(diào)質(zhì)等），應(yīng)安排在切削加工之前。 3）為了消除工件內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理工序，要根據(jù)工件的加工精度要求進(jìn)行安排。 4）為了提高工件表面耐腐蝕性或裝飾性的熱處理工序或表面處理工序（如鍍鉻、鍍鋅、發(fā)藍(lán)處理等），一般安排在工藝過程的最后。,（三）輔助工序的安排原則,檢驗(yàn)工序是主要的輔助工序，合理安排檢驗(yàn)工序是保證零件質(zhì)量的重

9、要措施之一。檢驗(yàn)工序分中間檢驗(yàn)和最終檢驗(yàn)。 安排原則： 1）容易產(chǎn)生廢品或花費(fèi)工時(shí)較多的工序之后，應(yīng)安排中間檢驗(yàn)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)廢品，防止繼續(xù)加工造成浪費(fèi)； 2）粗加工之后精加工之前，一般應(yīng)對(duì)工序尺寸和加工余量等進(jìn)行檢驗(yàn)； 3）某些特殊的檢驗(yàn)項(xiàng)目，如磁力探傷、動(dòng)平衡、滲漏等，一般安排在精加工之后，精整、光整加工之前進(jìn)行。,其他工序 除檢驗(yàn)工序外，在相應(yīng)的工序后面還要考慮安排其它輔助工序。 例如，去毛刺、銳邊去掉，并清洗干凈； 對(duì)易于變形的工件（如發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、凸輪軸、半軸等）在精加工、熱處理等工序后要安排校直工序； 對(duì)于工作中要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的工件（如發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、連桿、曲軸等），在精加工之后，要安排稱

10、重、平衡等工序。,第三節(jié) 工序設(shè)計(jì),工藝路線確定后，要確定各工序的具體內(nèi)容，包括：加工余量及工序尺寸、設(shè)備與工藝裝備、切削用量與時(shí)間定額等。,一、加工余量和工序尺寸的確定 1.加工余量的概念 為保證工件加工質(zhì)量而從加工表面上切除一層金屬，這層金屬的厚度稱為加工余量。 在某加工表面上切除的金屬層的總厚度，即某一表面的毛坯尺寸與零件設(shè)計(jì)尺寸之差，稱為該表面的總余量 。 每道工序切除的金屬 層厚度、即相鄰工序 的工序尺寸之差稱為 該表面的工序余量 。,圖6-5 雙面和單面余量,圖6-6 工序尺寸與工序余量間的關(guān)系,工序余量,最大工序余量,工序余量公差,最小工序余量,（1）上工序的尺寸公差,影響加工余

11、量的因素,（2）上工序加工后留下的表面粗糙度及表面 缺陷層（冷硬、脫碳等）深度,（3）工件各表面相互位置的空間偏差,單面余量 雙面余量 孔加工余量 研磨、超精加工,（4）本工序的裝夾誤差,主要過程如下： 1）根據(jù)毛坯種類、質(zhì)量和結(jié)構(gòu)尺寸確定加工表面的總余量，再根據(jù)工藝過程確定各工序余量，并校核第一道工序的加工余量是否合理。 2）由最終工序開始即從設(shè)計(jì)尺寸開始，至第一道工序，逐步推算每道工序的工序尺寸。 3）除最終工序外（該工序應(yīng)按設(shè)計(jì)要求確定工序尺寸及極限偏差），根據(jù)各工序的加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度或企業(yè)規(guī)定，確定各中間工序的工序尺寸公差。 4）按工序尺寸偏差注向體內(nèi)原則標(biāo)注各中間工序的工序尺寸

12、及極限偏差。,2.確定工序尺寸及公差,1.機(jī)床（設(shè)備）的選擇 選擇機(jī)床（設(shè)備）時(shí)，要綜合考慮下列因素： 1）機(jī)床（設(shè)備）的主要尺寸規(guī)格應(yīng)該與工件的輪廓尺寸或其它相關(guān)尺寸相適應(yīng)。 2）機(jī)床（設(shè)備）的加工精度、功率、剛度及切削用量范圍應(yīng)該與工序的加工性質(zhì)相適應(yīng)。 3）機(jī)床（設(shè)備）的生產(chǎn)率應(yīng)該與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 4）要充分利用現(xiàn)有的機(jī)床（設(shè)備）。,二、機(jī)床（設(shè)備）及工藝裝備的選擇,5）合理選用數(shù)控機(jī)床、加工中心等先進(jìn)制造設(shè)備。下列情況要考慮采用數(shù)控機(jī)床： a）采用通用機(jī)床需要設(shè)計(jì)制造復(fù)雜的專用機(jī)床夾具或加工效率低、手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的加工； b）輪廓形狀復(fù)雜、加工精度較高的復(fù)雜曲線、曲面

13、的加工； c）準(zhǔn)備以后多次改型設(shè)計(jì)的零件的加工。 當(dāng)工序集中程度較高時(shí)，例如對(duì)需要在一次裝夾中完成鉆、鏜、鉸、锪、攻絲及銑削等內(nèi)容加工的箱體類零件的加工，可以采用加工中心。,刀具的選擇（種類、規(guī)格、材料、精度）主要取決于表面的加工方法、加工表面的大小、工件材料、切削用量及工序的加工要求等 量檢具的選擇主要是根據(jù)生產(chǎn)類型和要求的檢驗(yàn)項(xiàng)目及其精度進(jìn)行的。,2.工藝裝備的選擇,1背吃刀量的選擇 選擇背吃刀量主要考慮工件的加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度。半精加工、精加工工序的背吃刀量由相應(yīng)的加工方法所需的加工余量確定。 2進(jìn)給量的選擇 粗加工時(shí)，進(jìn)給量的選擇主要考慮工藝系統(tǒng)的剛度與強(qiáng)度。 3切削速度的選擇

14、在背吃刀量和進(jìn)給量確定之后，可在保證合理刀具壽命的前提下，確定切削速度。切削速度可根據(jù)切削原理的公式計(jì)算，或者從根據(jù)已知的加工條件得出的標(biāo)準(zhǔn)切削速度表格中選取。,三、切削用量的確定,時(shí)間定額是在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定完成一道工序所需的時(shí)間消耗量。,四、時(shí)間定額的確定,（1）基本時(shí)間tm 它是直接用于改變工件的尺寸、形狀或表面質(zhì)量等消耗的時(shí)間。,時(shí)間定額的組成,圖6-11車削外圓的基本時(shí)間,（2）輔助時(shí)間ta 它是指在一道工序中為實(shí)現(xiàn)工藝過程所必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作（如裝卸工件、開停機(jī)床、改變切削用量、進(jìn)退刀具、測量工件等）所消耗的時(shí)間。 （3）布置工作地時(shí)間 它是指為使加工正常進(jìn)行，工人用于照管

15、工作地（更換刀具、潤滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的時(shí)間。,（4）休息與生理需要時(shí)間tr 它是指工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿足生理上的需要所消耗的時(shí)間。一般按工序作業(yè)時(shí)間的百分比估算。 上述四部分的時(shí)間之和稱為單件工時(shí)定額，即大量生產(chǎn)時(shí)的單件工時(shí)定額為,成批生產(chǎn)還要考慮準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間tsu 。 （5）準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間tsu 它是指成批生產(chǎn)中，工人為了生產(chǎn)一批工件而進(jìn)行的準(zhǔn)備和結(jié)束工作所消耗的時(shí)間。 成批生產(chǎn)的單件計(jì)算定額為,工藝方案經(jīng)濟(jì)分析方法一般有兩種，即按技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)或工藝成本進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。 按技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行分析評(píng)比，是按規(guī)定的一些技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來分析和評(píng)比幾種工藝方案。經(jīng)全面分析和

16、評(píng)比后選定一個(gè)經(jīng)濟(jì)效果好的工藝方案。,第四節(jié) 工藝方案的經(jīng)濟(jì)評(píng)比,生產(chǎn)成本是制造一臺(tái)產(chǎn)品或一件工件所需要的一切費(fèi)用的總和。它包括兩類費(fèi)用： 1）與工藝過程直接有關(guān)的費(fèi)用，稱為工藝成本； 2）與工藝過程無關(guān)的費(fèi)用。 工藝成本又包括與產(chǎn)量有關(guān)的可變費(fèi)用V和與產(chǎn)量無關(guān)的不變費(fèi)用C兩部分。,由于在同一生產(chǎn)條件下，不同工藝方案與工藝過程無關(guān)的費(fèi)用基本上是相等的，所以生產(chǎn)成本的分析和評(píng)比，只分析和評(píng)比工藝成本就可以了。 若工件的年產(chǎn)量為N，則全年的工藝成本 Sa由下式表示 單件工藝成本S為,圖6-12工藝成本與年產(chǎn)量的關(guān)系,圖6-13兩種方案的經(jīng)濟(jì)評(píng)比,對(duì)不同的工藝方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)比有下述兩種情況。 1）各工藝方案基本投資相近，或采用現(xiàn)有設(shè)備的條件下，用工藝成本作為衡量各工藝方案經(jīng)濟(jì)性的依據(jù)。 當(dāng)產(chǎn)量N為一變量時(shí)，設(shè)有兩個(gè)工藝方案，分別計(jì)算出兩個(gè)方案的工藝成本。