機械制造技術(shù)基礎第4章課件

1、學機械院機械制造技術(shù)基礎機械工程與自動化學院鞏亞東 教授Gongyd024Gongyd2012年9月第4章 機械加工工藝規(guī)程的制訂 4.1 機械加工工藝過程基本概念 4.1.1 機械加工工藝過程的組成 （1）工序 一個（或一組）工人在一個工作地點（指安置機床、鉗工臺等的地點），對一個（或同時加工的幾個）工件所連續(xù)完成的那部分機械加工工藝過程稱為工序。 階梯軸單件小批生產(chǎn)時加工工藝過程階梯軸大批生產(chǎn)時加工工藝過程工件在機床上占有一個確定位置所連續(xù)完成那一部分工藝過程稱為工序。（2）安裝 工件在一次裝夾后所完成的那一部分工序稱為安裝。 在完成機械加工的工序中，使工件在機床或夾具中占據(jù)某一正確位置并

2、被夾緊的過程，稱為裝夾。 （3）工步 在加工表面和加工工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序稱為工步。 （4）工作行程 刀具以加工進給速度相對工件所完成一次進給運動的工步部分稱為工作行程。 4.1.2 機械加工工藝規(guī)程及其編制步驟 用一定的文件形式規(guī)定下來的工藝過程稱為工藝規(guī)程。 （1）機械加工工藝規(guī)程的作用、編制要求 和依據(jù) 機械加工工藝規(guī)程在生產(chǎn)中的作用 ）工藝規(guī)程是指導生產(chǎn)的技術(shù)文件。 ）工藝規(guī)程是生產(chǎn)管理和組織的主要依據(jù)。 ）工藝規(guī)程是新建或擴建工廠或車間的基本文件。 ）是現(xiàn)有生產(chǎn)和技術(shù)的總結(jié)，生產(chǎn)技術(shù)交流的文件。 （2）機械加工工藝規(guī)程編制的基本步驟 ）準備性工作階段 ）工藝路線

3、擬定階段 根據(jù)規(guī)定的技術(shù)要求和對定位基準的選擇，確定零件上每一加工表面的加工方法和獲得步驟。 將所有需要的加工步驟按一定原則確定其進行的先后順序，排列形成個有序的工步排列。 對工步序列中的若干工步進行組合，形成以工序為單位的序列。這一序列是初步設計形成的零件機械加工工藝路線。 ）工序設計階段 ）最終確定階段 （3）工藝文件 1）工藝過程綜合卡片 是簡要說明零件整個工藝過程的一種卡片，又稱過程卡。 2）機械加工工藝卡片 又稱工藝卡，以工序為單位說明工藝過程，詳細規(guī)定了每一工序及其工位和工步的工作內(nèi)容。 3）機械加工工序卡片 又稱工序卡，用來具體指導工人的操作。 表 6-1（3）零件技術(shù)要求等的工

4、藝性審查 （4）毛坯的確定 1）鑄件 2）鍛件 3）型材 4）焊接件毛坯 5）冷沖壓件毛坯 6）其它 毛坯種類的選擇主要依據(jù)下列各方面的因素： 設計圖紙規(guī)定的材料及機械性能 零件的結(jié)構(gòu)形狀及外形尺寸 零件制造經(jīng)濟性 4.2.2 零件機械加工工藝路線的擬定 （1）零件表面加工方法的選擇 1）被加工表面的幾何特點 2）被加工表面的技術(shù)要求 3）零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小 4）生產(chǎn)綱領和投產(chǎn)批量 ）粗基準的選擇原則 當必須保證不加工表面與加工表面間相互位置關(guān)系時，應選擇該不加工表面為粗基準。 對于有較多加工表面而不加工表面與加工表面間位置要求不嚴格的零件，粗基準選擇應能保證合理地分配各加工表面的余量。

5、選作粗基準的毛坯表面應盡量光滑平整，不應有澆口、冒口的殘跡及飛邊等缺陷，以免增大定位誤差，并使零件夾緊可靠。 粗基準應盡量避免重復使用，原則上只能在第一道工序中使用 2） 先加工基準表面后加工其它表面，即基準先行原則。 3） 先主后次的加工順序安排原則 ）先面后孔的加工順序 （4）工序的組合 1）幾個工步能否在同一機床上加工 2）要考慮是采用工序集中或工序分散原則（5）熱處理及輔助工序在工藝過程中的安排 ）熱處理工序的安排 預備熱處理 最終熱處理 ）輔助工序的安排 4.2.3 工序設計 （1）確定加工余量、工序尺寸及其公差 ）加工余量及其確定 軸（外表面）2Zbda-db 孔（內(nèi)表面）2Zbd

6、b-da 外表面 Zba-b 內(nèi)表面 Zbb-a ZZmax-Zmina+b 常用的加工余量確定方法是： 經(jīng)驗估計法 查表修正法 ）工序尺寸及其公差的確定 使用查表修正法或經(jīng)驗估計法確定該表面的全部加工工序余量數(shù)值 。 由毛坯精度確定毛坯尺寸公差 。 取零件圖的基本尺寸為最后工序的工序尺寸基本值，再按各工序余量大小由最后工序向前依次推算出各工序尺寸基本值。 （2）機床及工藝裝備的選擇 ： 在工藝文件中需要規(guī)定每一工序使用的機床及工藝裝備。機床的選擇要考慮如下方面：機床的加工尺寸范圍應與零件外廓尺寸相適應，機床精度應與工序要求的加工精度相適應，以及機床功率應與工序加工需要的功率相適應。 （3）切

7、削用量的確定 由工序余量確定切削深度。全部工序（或工步）余量最好在一次走刀中去除； 按本工序加工表面粗糙度確定進給量。對粗加工工序，進給量按加工粗糙度初選后還要校驗刀片強度及機床進給機構(gòu)強度； 選擇刀具磨純標準及耐用度； 確定切削速度，并按機床實有的主軸轉(zhuǎn)速表選取接近的主輪轉(zhuǎn)速； 最后校驗機床功率。（4）時間定額的確定 ）基本時間T基 ）輔助時間T輔 3）布置工作地時 間T布 ）休息和生理需要時間T休 T單T基十T輔十T布十T休 ）準備與終結(jié)時間T準終 T單T基十T輔十T布十T休+ T準終 /n 4.3 尺寸鏈和工藝尺寸鏈問題 4.3.1尺寸鏈概念及工藝尺寸鏈 （1）尺寸鏈概念 在工序設計中確

8、定工序尺寸及公差時，如工序基準或測量基準與設計基準不相重合，則不能如前面所述進行簡單計算，而需要借助于尺寸鏈求解。尺寸鏈是在機器裝配關(guān)系或零件加工過程中，由相互連接的尺寸形成的封閉的尺寸組。 傳遞系數(shù)表示組成環(huán)對封閉環(huán)影響大小的系數(shù)。第i個組成環(huán)的傳遞系數(shù)記為i。對所有組成環(huán)都平行于封閉環(huán)的直線尺寸鏈，增環(huán)變動某一數(shù)值，封閉環(huán)同向變動同一數(shù)值，故增環(huán)的傳遞系數(shù)為十。顯然，其減環(huán)的傳遞系數(shù)為。 （2）尺寸鏈極值法計算基本公式 封閉環(huán)的基本尺寸 封閉環(huán)的極限尺寸 封閉環(huán)的極限偏差 封閉環(huán)的極值公差 封閉環(huán)中間偏差 （3）工藝尺寸鏈問題的解題步驟 確定封閉環(huán)。 查明全部組成環(huán)、畫出尺寸鏈圖 。 判定

9、組成環(huán)中的增、減環(huán)，并用箭頭標出。 利用基本計算公式求解 。4.3.2 幾種工藝尺寸鏈問趣的分析計算 （1）定位基準與設計基準不重合時工序尺寸及其公差的計算 （2）測量基準與設計基準不重合時測量尺寸及其公差的換算 （3）中間工序的工序尺寸及其公差的求解計算 （4）保證應有滲碳或滲氮層深度時工藝尺寸及其公差的計算 4.4 機械加工的生產(chǎn)率和經(jīng)濟性 4.4.1 提高機械加工生產(chǎn)率的工藝措施 縮短基本時間 ）提高切削用量 ）減少工件加工長度 3）合并工步 4）多件加工 ）提高毛坯制造精度 (2) 縮短輔助時間 ）直接縮減輔助時間 ）間接縮短輔助時間 (3) 縮短布置工作地時間 (4) 縮短準備與終結(jié)

10、時間 4.4.2 工藝過程的技術(shù)經(jīng)濟分析 S單=）要比較的兩種工藝方案的基本投資相近 S年1V1N + C1 S年2V2N + C2）比較的兩種工藝方案的基本投資額相差較大時 可用回收期限計算： (K1K2) / (S年2S年1) 回收期限越短則經(jīng)濟性越好?；厥掌谙薇仨殱M足以下要求：回收期限應小于所采用的機床設備或工藝裝備的使用年限，回收期限應小于產(chǎn)品生產(chǎn)年限，以及回收期限應小于國家規(guī)定的標準回收期限。如采用新夾具的標準回收期限規(guī)定為年；采用新機床的標準回收期限規(guī)定為年。 4.5 計算機輔助工藝規(guī)程設計 4.5.1 計算機輔助工藝規(guī)程設計（CAPP）及其功能 在人工進行工藝規(guī)程設計過程中，由于大量的設計決策是由工藝設計人員根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)工藝信息、加工條件、工藝技術(shù)現(xiàn)狀等多方面因素依個人經(jīng)驗主觀決定的，不可避免會或多或少地偏離最優(yōu)方案，設計質(zhì)量和效率低，設計統(tǒng)一性和規(guī)范性差，而且工藝人員重復性勞動量大。為解決這一問題，利用計算機輔助編制工藝規(guī)程（CAPP）就成為一種先進的工藝規(guī)程設計手段。 4.5.2 計算機輔助工藝規(guī)程設計的主要方法 CAPP的實現(xiàn)主要基于兩種方法：即樣件法和創(chuàng)成法。另外，也有采用樣件法和創(chuàng)成法配合使用的CAPP系統(tǒng)，稱之為