零件工藝性分析與毛坯選擇

1、3.2 3.2 零件工藝性分析及毛坯選擇零件工藝性分析及毛坯選擇一一. 零件工藝性分析的內(nèi)容零件工藝性分析的內(nèi)容 鑄件：便于造型、拔模斜度鑄件：便于造型、拔模斜度 壁厚均勻、無尖邊、尖角壁厚均勻、無尖邊、尖角 鍛件：形狀簡(jiǎn)單、無尖邊、鍛件：形狀簡(jiǎn)單、無尖邊、 尖角、飛刺，便于出模尖角、飛刺，便于出模 焊接件：焊縫布置、坡口形式焊接件：焊縫布置、坡口形式 在毛坯制造方面在毛坯制造方面 在加工方面在加工方面 在裝配方面在裝配方面 便于裝配、減少修配量便于裝配、減少修配量 合理標(biāo)注零件的技術(shù)要求合理標(biāo)注零件的技術(shù)要求 便于加工、減少加工的工作量便于加工、減少加工的工作量 數(shù)控加工工藝性分析數(shù)控加工工

2、藝性分析二二. 零件的結(jié)構(gòu)工藝性零件的結(jié)構(gòu)工藝性1. 零件整體結(jié)構(gòu)的工藝性零件整體結(jié)構(gòu)的工藝性零件三化（標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化）程度零件三化（標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化）程度高，結(jié)構(gòu)繼承性好；高，結(jié)構(gòu)繼承性好；零件各項(xiàng)技術(shù)要求適當(dāng)，尺寸、公差和表面零件各項(xiàng)技術(shù)要求適當(dāng)，尺寸、公差和表面粗糙度標(biāo)注合理；粗糙度標(biāo)注合理；零件具有足夠的強(qiáng)度和剛度；零件具有足夠的強(qiáng)度和剛度；零件上有便于裝夾的基準(zhǔn)面；零件上有便于裝夾的基準(zhǔn)面；零件選擇材料和毛坯制造方法合理有利于節(jié)零件選擇材料和毛坯制造方法合理有利于節(jié)省材料、減輕零件重量和減少機(jī)械加工工作省材料、減輕零件重量和減少機(jī)械加工工作量。量。2. 數(shù)控加工和特種加

3、工對(duì)零件結(jié)構(gòu)工藝性的影響數(shù)控加工和特種加工對(duì)零件結(jié)構(gòu)工藝性的影響結(jié)構(gòu)工藝性是相對(duì)的；結(jié)構(gòu)工藝性是相對(duì)的；數(shù)控機(jī)床使許多在普通機(jī)床上很難達(dá)到的要數(shù)控機(jī)床使許多在普通機(jī)床上很難達(dá)到的要求和結(jié)構(gòu)變得相對(duì)容易的多；求和結(jié)構(gòu)變得相對(duì)容易的多；特種加工不是利用機(jī)械能，而是利用電能、特種加工不是利用機(jī)械能，而是利用電能、光能、聲能和化學(xué)能等對(duì)工件進(jìn)行加工。因光能、聲能和化學(xué)能等對(duì)工件進(jìn)行加工。因而加工不受工件材料硬度、強(qiáng)度的影響，并而加工不受工件材料硬度、強(qiáng)度的影響，并且加工過程中無宏觀機(jī)械力作用。在普通機(jī)且加工過程中無宏觀機(jī)械力作用。在普通機(jī)械加工中難加工的材料，工藝性不合理的結(jié)械加工中難加工的材料，工藝

4、性不合理的結(jié)構(gòu)，在采用特種加工后都變得容易加工了；構(gòu)，在采用特種加工后都變得容易加工了；因此，在評(píng)價(jià)零件切削加工工藝性時(shí)，應(yīng)把因此，在評(píng)價(jià)零件切削加工工藝性時(shí)，應(yīng)把數(shù)控加工和特種加工的手段也包括進(jìn)去；數(shù)控加工和特種加工的手段也包括進(jìn)去； 零件結(jié)構(gòu)工藝性的評(píng)定指標(biāo)零件結(jié)構(gòu)工藝性的評(píng)定指標(biāo)加工精度系數(shù)結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一化系數(shù)材料利用系數(shù)總數(shù)產(chǎn)品（或零件）的尺寸尺寸數(shù)圖樣中標(biāo)有公差要求的產(chǎn)品（或零件 )acKKac結(jié)構(gòu)繼承性系數(shù)Ks產(chǎn)品零件總數(shù)件數(shù)產(chǎn)品中借用件數(shù)通用sK結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)Kst產(chǎn)品零件總數(shù)產(chǎn)品中標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)stKKeKm該結(jié)構(gòu)要素的尺寸數(shù)結(jié)構(gòu)要素?cái)?shù)產(chǎn)品中各零件所用同一eK定額該產(chǎn)品的材料消耗工藝產(chǎn)

5、品凈重mK 鑄件鑄件：適合制造形狀復(fù)雜，且主要承受壓力：適合制造形狀復(fù)雜，且主要承受壓力的零件毛坯，如：箱體、床身、機(jī)座等。的零件毛坯，如：箱體、床身、機(jī)座等。三三. 毛坯的選擇毛坯的選擇1 1. 毛坯的種類毛坯的種類 砂型鑄造砂型鑄造：手工造型鑄出的毛坯精度低，生：手工造型鑄出的毛坯精度低，生產(chǎn)效率也低，但該方法適應(yīng)性強(qiáng)，主要應(yīng)用于產(chǎn)效率也低，但該方法適應(yīng)性強(qiáng)，主要應(yīng)用于單件小批生產(chǎn)及復(fù)雜的大型零件的毛坯制造。單件小批生產(chǎn)及復(fù)雜的大型零件的毛坯制造。機(jī)器造型的鑄件質(zhì)量較好，生產(chǎn)效率高，但設(shè)機(jī)器造型的鑄件質(zhì)量較好，生產(chǎn)效率高，但設(shè)備投資大，適用成批或大量生產(chǎn)。備投資大，適用成批或大量生產(chǎn)。 金

6、屬型鑄造金屬型鑄造：鑄件精度較高，組織致密，表：鑄件精度較高，組織致密，表面質(zhì)量也較好，生產(chǎn)效率較高。該方法主要用面質(zhì)量也較好，生產(chǎn)效率較高。該方法主要用于大批大量生產(chǎn)中小尺寸鑄件，鑄件材料多為于大批大量生產(chǎn)中小尺寸鑄件，鑄件材料多為有色金屬有色金屬 。 離心鑄造離心鑄造：主要用于空心回轉(zhuǎn)體零件毛坯的生：主要用于空心回轉(zhuǎn)體零件毛坯的生產(chǎn)，毛坯尺寸不能太大，如各種套筒、管件等。產(chǎn)，毛坯尺寸不能太大，如各種套筒、管件等。離心鑄造的鑄件在遠(yuǎn)離中心的部位，其表面質(zhì)量離心鑄造的鑄件在遠(yuǎn)離中心的部位，其表面質(zhì)量和精度都較高，愈靠近回轉(zhuǎn)中心組織愈疏松。該和精度都較高，愈靠近回轉(zhuǎn)中心組織愈疏松。該法生產(chǎn)效率高

7、，適用于大批量生產(chǎn)。法生產(chǎn)效率高，適用于大批量生產(chǎn)。 熔模鑄造熔模鑄造：鑄件尺寸精度高，表面粗糙度低，：鑄件尺寸精度高，表面粗糙度低，機(jī)械加工量小甚至可不加工，適用于各種生產(chǎn)類機(jī)械加工量小甚至可不加工，適用于各種生產(chǎn)類型、各種材料和形狀復(fù)雜的中小鑄件生產(chǎn)，如刀型、各種材料和形狀復(fù)雜的中小鑄件生產(chǎn)，如刀具、自行車零件、泵的葉輪和葉片等。具、自行車零件、泵的葉輪和葉片等。 壓力鑄造壓力鑄造：鑄件的尺寸精度較高，表面粗糙度：鑄件的尺寸精度較高，表面粗糙度低，生產(chǎn)率較高。主要用于中小尺寸的薄壁有色低，生產(chǎn)率較高。主要用于中小尺寸的薄壁有色金屬鑄件，如電器、儀表和紡織機(jī)的零件的大量金屬鑄件，如電器、儀表

8、和紡織機(jī)的零件的大量生產(chǎn)。生產(chǎn)。 鍛件：適合制造強(qiáng)度要求較高，形狀相對(duì)簡(jiǎn)鍛件：適合制造強(qiáng)度要求較高，形狀相對(duì)簡(jiǎn)單的零件毛坯，如：主軸等。單的零件毛坯，如：主軸等。 焊接件：結(jié)構(gòu)重量相對(duì)較輕，制造周期短，焊接件：結(jié)構(gòu)重量相對(duì)較輕，制造周期短，但變形大，抗振性差。但變形大，抗振性差。 沖壓件：精度較高，生產(chǎn)效率也高，適合制沖壓件：精度較高，生產(chǎn)效率也高，適合制造形狀復(fù)雜，批量較大的（中小型）薄壁件。造形狀復(fù)雜，批量較大的（中小型）薄壁件。 型材：板材、管材、型鋼等（熱軋稍厚，但型材：板材、管材、型鋼等（熱軋稍厚，但質(zhì)量不如冷軋或冷拉）。質(zhì)量不如冷軋或冷拉）。 零件的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱零件的生產(chǎn)類型和

9、生產(chǎn)綱領(lǐng)領(lǐng)2 2. 毛坯的選擇毛坯的選擇 毛坯材料及工藝特性毛坯材料及工藝特性 零件的尺寸和形狀零件的尺寸和形狀 現(xiàn)有生產(chǎn)條件現(xiàn)有生產(chǎn)條件 3.3 3.3 機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)一一. 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇 基基 準(zhǔn)準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)粗粗 基基 準(zhǔn)準(zhǔn)精精 基基 準(zhǔn)準(zhǔn)（輔助基準(zhǔn)）（輔助基準(zhǔn)） 用來確定生產(chǎn)對(duì)象上用來確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素之間相互關(guān)系所幾何要素之間相互關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為基準(zhǔn)。為基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)1、粗基準(zhǔn)、粗基準(zhǔn)2、精基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)采用毛坯

10、上未經(jīng)加工采用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)的表面作為定位基準(zhǔn)。采用經(jīng)過加工的表面采用經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。工件在加工時(shí)，用以確定工件在加工時(shí)，用以確定工件對(duì)于機(jī)床及刀具相對(duì)工件對(duì)于機(jī)床及刀具相對(duì)位置的表面稱為定位基準(zhǔn)位置的表面稱為定位基準(zhǔn)。（1）基準(zhǔn)重合）基準(zhǔn)重合重點(diǎn)考慮：重點(diǎn)考慮： 減少定位誤差減少定位誤差 保證加工精度保證加工精度（2 2）基準(zhǔn)統(tǒng)一）基準(zhǔn)統(tǒng)一（3 3）互為基準(zhǔn)）互為基準(zhǔn)（4 4）自為基準(zhǔn)）自為基準(zhǔn)（5 5）注意幾何結(jié)構(gòu)）注意幾何結(jié)構(gòu)1 1. 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇減少基準(zhǔn)不重合誤差減少基準(zhǔn)不重合誤差 使用統(tǒng)一基準(zhǔn)，使用統(tǒng)一基準(zhǔn)，使各工序定位簡(jiǎn)單一使各

11、工序定位簡(jiǎn)單一致。致。 提高加工表提高加工表面間的相互位置面間的相互位置精度。精度。 使加工表余使加工表余量均勻，提高精量均勻，提高精度。度。 使定位夾使定位夾緊可靠方便。緊可靠方便。重點(diǎn)考慮：重點(diǎn)考慮： 加工表面與不加工表面的相對(duì)位置精加工表面與不加工表面的相對(duì)位置精 度；度； 各加工表面有足夠的余量各加工表面有足夠的余量 選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若有幾個(gè)不加工表面，選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若有幾個(gè)不加工表面，選其中與加工表面位置精度要求高的一個(gè)，以保證兩者選其中與加工表面位置精度要求高的一個(gè)，以保證兩者的位置精度。的位置精度。 為保證某重要表面余量均勻，則選擇該重要表面本身為保證某重要

12、表面余量均勻，則選擇該重要表面本身作為粗基準(zhǔn)。作為粗基準(zhǔn)。 若每個(gè)表面都加工，則以余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，若每個(gè)表面都加工，則以余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證各表面都有足夠的余量。以保證各表面都有足夠的余量。 粗基準(zhǔn)應(yīng)平整、光滑粗基準(zhǔn)應(yīng)平整、光滑, , 無澆冒口、飛邊等，定位、夾無澆冒口、飛邊等，定位、夾緊可靠。緊可靠。 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。在同一尺寸方向上，粗基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。在同一尺寸方向上，粗基準(zhǔn)通常只允許使用一次，以免產(chǎn)生較大的定位誤差。通常只允許使用一次，以免產(chǎn)生較大的定位誤差。2 2. 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇二二. 工件裝夾和加工方法的選擇工件裝夾和加工方法的選擇

13、直接找正直接找正 劃線找正劃線找正 采用夾具定位采用夾具定位 加工方法的經(jīng)濟(jì)精度、表面粗糙度與加工表加工方法的經(jīng)濟(jì)精度、表面粗糙度與加工表面的技術(shù)要求相適應(yīng)。面的技術(shù)要求相適應(yīng)。 加工方法要能確保加工表面的幾何形狀和表加工方法要能確保加工表面的幾何形狀和表面間相互位置精度的要求。面間相互位置精度的要求。 加工方法與被加工零件材料的可加工性相適加工方法與被加工零件材料的可加工性相適應(yīng)。應(yīng)。 加工方法與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。加工方法與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 加工方法與企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件相適應(yīng)。加工方法與企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件相適應(yīng)。1 1. 工件裝夾方法選擇工件裝夾方法選擇2 2. 表面加工方法選擇表面加工方法選擇三

14、三. 工藝路線的擬訂工藝路線的擬訂 粗加工階段粗加工階段光整加工階段光整加工階段精加工階段精加工階段半精加工階段半精加工階段加工階段加工階段劃分加工階段的原因劃分加工階段的原因 切除大量多余材料，主要提高生產(chǎn)率。 完成次要表面加工 ( 鉆、攻絲、銑鍵槽等) 主要表面達(dá)到一定要求，為精加工作好余量準(zhǔn)備安排在熱處理前。主要表面達(dá)到圖紙要求。進(jìn)一步提高尺寸精度降低粗糙度，但不能提高形狀、位置精度1、保證加工質(zhì)量2、合理使用設(shè)備3、便于安排熱處理工序4、便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷5、避免重要表面損傷。1 1. 加工階段的劃分加工階段的劃分（1 1）工序集中工序集中原則：將工件的加工，集中在少數(shù)原則：將工件的

15、加工，集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成。每道工序的加工內(nèi)容較多。幾道工序內(nèi)完成。每道工序的加工內(nèi)容較多。（2 2）工序分散工序分散原則：將工件的加工，分散在較多的原則：將工件的加工，分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行。每道工序的加工內(nèi)容很少，最少時(shí)每工序內(nèi)進(jìn)行。每道工序的加工內(nèi)容很少，最少時(shí)每道工序僅一個(gè)簡(jiǎn)單工步。道工序僅一個(gè)簡(jiǎn)單工步。（3 3）趨勢(shì)：工序集中（）趨勢(shì)：工序集中（MC、FMC 等）等）按照生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)按照生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求、機(jī)床設(shè)備特點(diǎn)和技術(shù)要求、機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件工藝過程的等具體生產(chǎn)條件工藝過程的具體工序。具體工序。2 2. 工序的合理組合工序的合理組合基面先行基面先

16、行先面后孔先面后孔先主后次先主后次先粗后精先粗后精（1 1）機(jī)械加工順序的安排）機(jī)械加工順序的安排進(jìn)給路線短進(jìn)給路線短換刀次數(shù)少換刀次數(shù)少3 3. 加工順序的安排加工順序的安排（2 2）熱處理工序的安排）熱處理工序的安排退火：用于高碳鋼、合金鋼等，降低硬度，便于切削；正火：用于低碳鋼，提高硬度，便于切削；調(diào)質(zhì)：淬火后高溫回火預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理最終熱處理最終熱處理去除內(nèi)應(yīng)力處理去除內(nèi)應(yīng)力處理位置：粗加工前目的：改善切削性能，消除內(nèi)應(yīng)力位置：半精加工后，精加工前目的：提高強(qiáng)度、硬度 位置：粗加工前、后，半 精加工后，精加工前 目的：消除內(nèi)應(yīng)力，防止 變形、開裂。淬火、滲碳、氮化等自然時(shí)效人工時(shí)效

17、（3 3）輔助工序的安排）輔助工序的安排表面處理工序表面處理工序其它工序安排其它工序安排位置：工藝過程最后目的：美觀 位置：去毛刺、倒鈍銳邊應(yīng)在淬火前，涂防銹油應(yīng)在入庫前；其余可根據(jù)實(shí)際情況是但適當(dāng)安排。目的：安全 位置：粗加工后、關(guān)鍵工序 后、送往外車間加工前后、 零件全部加工結(jié)束之后 目的：質(zhì)量控制。去毛刺、倒鈍銳邊去磁清洗涂防銹油檢檢 驗(yàn)驗(yàn) 工工 序序金屬鍍層非金屬鍍層氧化膜質(zhì)量檢驗(yàn)特種檢驗(yàn)（無損探傷、磁力探傷、水壓、超速試驗(yàn)）四四. 數(shù)控機(jī)床加工工藝設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床加工工藝設(shè)計(jì) 用數(shù)控機(jī)床加工，工藝準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)（工藝分析、編程、調(diào)整試切等），而這些內(nèi)容均可儲(chǔ)存，反復(fù)使用。有些重要的關(guān)鍵件，用

18、普通機(jī)床加工難以達(dá)到要求，必須有專用設(shè)備，而數(shù)控機(jī)床可用軟件代替硬件，實(shí)現(xiàn)高精度，高質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床可以多工序集中加工，一次裝夾，完成多道工序，多種加工，效率高切加工精度好。有些零件用普通機(jī)床加工難以加工（甚至無法加工），采用數(shù)控機(jī)床加工才能順利完成。1 1. 合理選擇被加工零件合理選擇被加工零件重復(fù)性投產(chǎn)的零件重復(fù)性投產(chǎn)的零件單件小批量的關(guān)鍵件單件小批量的關(guān)鍵件工序多，加工周期長(zhǎng)工序多，加工周期長(zhǎng)的零件的零件特殊零件特殊零件與普通機(jī)床加工類似。數(shù)控機(jī)床可多工序集中加工，應(yīng)注意與其前后工序的聯(lián)系。綜合考慮各表面加工的定位方式，以完成各表面的加工。協(xié)調(diào)工件、夾具和機(jī)床坐標(biāo)系之間的關(guān)系內(nèi)容：根據(jù)零件

19、的技術(shù)要求進(jìn)行綜合工 藝分析，明確加工要求，確定加 工方案，選擇合理的對(duì)刀點(diǎn)、刀 具路徑、切削用量等。數(shù)控機(jī)床不作粗加工，因多是若干工序集中加工，故應(yīng)在時(shí)效后加工。多采用大流量切削液冷卻工件及刀具。2 2. 加工工藝設(shè)計(jì)加工工藝設(shè)計(jì)毛坯精化和材質(zhì)均勻毛坯精化和材質(zhì)均勻性要求性要求加工方法的選擇加工方法的選擇加工順序的安排加工順序的安排工件裝夾工件裝夾工件冷卻方式工件冷卻方式五五. 工藝過程技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和優(yōu)化工藝過程技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和優(yōu)化 一般只考慮與工藝方案有關(guān)的生產(chǎn)費(fèi)用。工藝方案的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則工藝方案的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則成本指標(biāo)成本指標(biāo)資金指標(biāo)資金指標(biāo)為實(shí)現(xiàn)某一方案所需的一次性資金。當(dāng)該兩指標(biāo)出現(xiàn)矛盾時(shí)需計(jì)算追加投資回收期追加投資回收期1221CCIITiC1C2： 全年全年生產(chǎn)費(fèi)用節(jié)約額生產(chǎn)費(fèi)用節(jié)約額I1I2