機(jī)械制造工程原理第七章3

機(jī)械制造工程原理主要內(nèi)容：機(jī)械制造工藝學(xué)金屬切削原理金屬切削刀具機(jī)床夾具特種加工（機(jī)床）參考書：《機(jī)械制造工程原理》，馮之敬主編，清華大學(xué)出版社，1999，2《特種加工（第四版）》，劉晉春、趙家齊、趙萬生主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2005，1任何相關(guān)教材第七章機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。第一節(jié)基本概念一、機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程與機(jī)械加工工藝過程機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程是指從原材料到該機(jī)械產(chǎn)品出廠的全部勞動(dòng)過程。包括：毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理、裝配、檢驗(yàn)、試車、油漆、包裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)?。機(jī)械加工工藝過程是前者有關(guān)機(jī)械加工的部分。包括：切削加工、磨削加工、特種加工等。二、機(jī)械加工工藝過程的組成

1、工序指一個(gè)（或一組）工人在一個(gè)工作地點(diǎn)對一個(gè)（或同時(shí)對幾個(gè)）工件連續(xù)完成的那部分工藝過程。2、安裝如果在一個(gè)工序中需要對工件進(jìn)行幾次裝夾，則每次裝夾下完成的那部分工序內(nèi)容稱為一個(gè)安裝。3、工位在一次安裝中，如工件相對機(jī)床床身變換了加工位置，則把每一個(gè)加工位置上的加工內(nèi)容稱為一個(gè)工位。4、工步加工表面、切削刀具、切削速度和進(jìn)給量都不變的情況下所完成的工位內(nèi)容稱為一個(gè)工步。5、走刀切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內(nèi)容，稱為一次走刀。

三、生產(chǎn)類型與機(jī)械加工工藝規(guī)程機(jī)械加工工藝規(guī)程：用文件規(guī)定的機(jī)械加工工藝過程。1、年生生產(chǎn)綱領(lǐng)領(lǐng)和生產(chǎn)產(chǎn)批量一年內(nèi)應(yīng)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)產(chǎn)的零件件數(shù)量稱稱為該零零件的年年生產(chǎn)綱綱領(lǐng)。N――――零件的的年生產(chǎn)產(chǎn)綱領(lǐng)（（件/年年）Q――――產(chǎn)品的的年產(chǎn)量量（臺(tái)/年）n――――每臺(tái)產(chǎn)產(chǎn)品中，，該零件件的數(shù)量量（件/臺(tái)）α％―――備品率率β％―――廢品率率生產(chǎn)批量量：一次投入入或產(chǎn)出出同一產(chǎn)產(chǎn)品（或或零件））的數(shù)量量。n――每每批中的的零件數(shù)數(shù)量N――年年生產(chǎn)綱綱領(lǐng)規(guī)定定的零件件數(shù)量A――零零件應(yīng)該該儲(chǔ)存的的天數(shù)F――一一年中工工作日天天數(shù)2、生產(chǎn)產(chǎn)類型單件生產(chǎn)產(chǎn)、小批批生產(chǎn)、、中批生生產(chǎn)、大大批生產(chǎn)產(chǎn)、大量量生產(chǎn)3、機(jī)械械加工工工藝規(guī)程程的作用用是計(jì)劃、、調(diào)度、、工人操操作、質(zhì)質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)等的依依據(jù)。是生產(chǎn)準(zhǔn)準(zhǔn)備的依依據(jù)。是中批及及大批大大量生產(chǎn)產(chǎn)中新建建和擴(kuò)建建廠房的的依據(jù)。。4、機(jī)械械加工工工藝規(guī)程程的形式式工藝過程程卡片、、機(jī)械加加工工藝藝卡片、、機(jī)械加加工工序序卡片四、機(jī)械械加工工工藝規(guī)程程的設(shè)計(jì)計(jì)原則、、步驟和和內(nèi)容1、設(shè)計(jì)計(jì)原則1)可可靠保證證零件圖圖紙上所所有技術(shù)術(shù)要求的的實(shí)現(xiàn)2)工工藝成本本盡量低低3)充充分利用用現(xiàn)有條條件，少少花錢、、多辦事事4)盡盡量減輕輕工人的的勞動(dòng)強(qiáng)強(qiáng)度，安安全、文文明生產(chǎn)產(chǎn)。2、步驟驟和內(nèi)容容閱讀裝配配圖和零零件圖工藝審查查零零件結(jié)結(jié)構(gòu)工藝藝性確定毛坯坯擬定機(jī)械械加工工工藝路線線確定滿足足各工序序要求的的工藝裝裝備（包包括機(jī)床床、夾具具、刀具具和量具具等）確定各工工序的技技術(shù)要求求和檢驗(yàn)驗(yàn)方法確定各工工序的加加工余量量、計(jì)算算工序尺尺寸和公公差確定切削削用量確定時(shí)間間定額填寫工藝藝文件第二節(jié)工工件件加工時(shí)時(shí)的定位位及基準(zhǔn)準(zhǔn)一、工件件的定位位1、工件件的裝夾夾定位―――指確定定工件在在機(jī)床或或夾具中中占有正正確位置置的過程程。夾緊―――指工件件定位后后將其固固定，使使其在加加工過程程中保持持定位位位置不變變的操作作。裝夾三種種方法：：夾具裝夾夾直接接找找正正裝裝夾夾劃線線找找正正裝裝夾夾夾具具裝裝夾夾直接接找找正正裝裝夾夾劃線線找找正正裝裝夾夾2、、定定位位原原理理（1））六六點(diǎn)點(diǎn)定定位位原原理理――――――采采用用按按一一定定規(guī)規(guī)律律分分布布的的6個(gè)個(gè)約約束束點(diǎn)點(diǎn)，，可可以以限限制制工工件件的的6個(gè)個(gè)自自由由度度，，實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)完完全全定定位位，，稱稱為為六六點(diǎn)點(diǎn)定定位位原原理理。。（2））用用定定位位元元件件代代替替約約束束點(diǎn)點(diǎn)限限制制自自由由度度（3））完完全全定定位位和和不不完完全全定定位位完全全定定位位――――――不完完全全定定位位――――――工工件件6個(gè)個(gè)自自由由度度沒沒有有完完全全限限制制的的定定位位。。（4））欠欠定定位位和和過過定定位位欠定定位位――――工工件件需需要要限限制制的的自自由由度度沒沒有有被被完完全全限限制制的的定定位位。。過定定位位――――工工件件某某個(gè)個(gè)（（或或某某幾幾個(gè)個(gè)））自自由由度度被被重重復(fù)復(fù)限限制制的的定定位位。。二、、基基準(zhǔn)準(zhǔn)設(shè)計(jì)計(jì)基基準(zhǔn)準(zhǔn)工藝藝基基準(zhǔn)準(zhǔn)：：定定位位基基準(zhǔn)準(zhǔn)、、測測量量基基準(zhǔn)準(zhǔn)、、裝裝配配基基準(zhǔn)準(zhǔn)。。第三三節(jié)節(jié)工工藝藝路路線線的的制制定定一、、定定位位基基準(zhǔn)準(zhǔn)的的選選擇擇1、、粗粗基基準(zhǔn)準(zhǔn)的的選選擇擇1)如果果工工件件上上加加工工表表面面與與非非加加工工表表面面有有相相互互位位置置要要求求，，以以非非加加工工表表面面為為粗粗基基準(zhǔn)準(zhǔn)。。2)如如某某一一表表面面要要求求加加工工余余量量均均勻勻，，則則應(yīng)應(yīng)以以它它為為粗粗基基準(zhǔn)準(zhǔn)。。3)便便宜宜裝裝夾夾4)粗粗基基準(zhǔn)準(zhǔn)只只在在第第一一道道工工序序中中使使用用一一次次。。2、、精精基基準(zhǔn)準(zhǔn)的的選選擇擇(1)基基準(zhǔn)準(zhǔn)重重合合原原則則――――――盡盡可可能能選選擇擇被被加加工工面面的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)基基準(zhǔn)準(zhǔn)為為精精基基準(zhǔn)準(zhǔn)。。(2)基基準(zhǔn)準(zhǔn)統(tǒng)統(tǒng)一一原原則則――――――盡盡可可能能以以同同一一表表面面作作為為精精基基準(zhǔn)準(zhǔn)。。例例，，一一面面兩兩孔孔定定位位(3)互互為為基基準(zhǔn)準(zhǔn)原原則則――――――用用于于兩兩個(gè)個(gè)表表面面間間有有高高相相互互位位置置要要求求的的表表面面加加工工。。(4)自自為為基基準(zhǔn)準(zhǔn)原原則則――――――加加工工表表面面要要求求加加工工余余量量均均勻勻。。(5)便便于于裝裝夾夾。。二、、加加工工經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)精精度度與與加加工工方方法法的的選選擇擇1、、加加工工經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)精精度度2、、加加工工方方法法的的選選擇擇三、、典典型型表表面面的的加加工工路路線線外圓表面面加工路路線：孔的加工工路線：：平面的加加工路線線：四、工序序順序的的安排1、安排排原則先基準(zhǔn)后后其它先面后孔孔先主后次次先粗后精精2、熱處處理工序序及表面面處理工工序的安安排為改善切切削性能能而進(jìn)行行的熱處處理工序序（如退退火、正正火、調(diào)調(diào)治），，安排在在切削加加工之前前。為消除內(nèi)內(nèi)應(yīng)力而而進(jìn)行的的熱處理理工序（（如人工工時(shí)效、、退火、、正火等等），安安排在粗粗加工之之后。為材料力力學(xué)物理理性質(zhì)而而進(jìn)行的的熱處理理工序（（如表面面淬火等等），安安排在半半精加工工之后、、精加工工之前。。為提高零零件表面面耐磨性性或耐腐腐蝕性而而安排的的熱處理理工序，，以及以以裝飾為為目的的的熱處理理工序（（如鍍鉻鉻、鍍鋅鋅、發(fā)藍(lán)藍(lán)等），，安排在在工藝過過程的最最后。3、其它它工序檢驗(yàn)、去去毛刺、、平衡、、清洗等等。五．工序序的集中中與分散散工序集中中――使使每個(gè)工工序包含含盡量多多的加工工內(nèi)容，，因而總總的工序序數(shù)目減減少，工工藝路線線短。優(yōu)點(diǎn)：利利于保證證各加工工面間的的相互位位置精度度，節(jié)省省工件裝裝夾時(shí)間間，減少少工件搬搬運(yùn)次數(shù)數(shù)。應(yīng)用：中中小批量量生產(chǎn)，，加工中中心工序分散散――每每個(gè)工序序中包含含的加工工內(nèi)容少少，總的的工序數(shù)數(shù)目多多，工藝藝路線長長。優(yōu)點(diǎn)：每每個(gè)工序序所用設(shè)設(shè)備和夾夾具簡單單，對刀刀容易，，對操作作工人技技術(shù)水平平要求低低。應(yīng)用：大大批大量量生產(chǎn)，，傳統(tǒng)流流水線、、自動(dòng)生生產(chǎn)線。。六、加工工階段的的劃分粗加工階階段半精加工工階段精加工階階段精密、超超精密及及光整加加工階段段第四節(jié)加加工工余量、、工序尺尺寸及公公差的確確定一、加工工余量的的概念1、加工工總余量量（毛坯坯余量））與工序序余量Z0=Z1+Z2+…….+ZnZ0―――加加工總余余量Zi―――工工序余量量n――――工序數(shù)數(shù)目單邊余量量：Zi=li-1-liZi―――本本道工序序的工序序余量li-1―――上上道工序序的基本本尺寸li―――本本道工序序的基本本尺寸雙邊余量量：2Zi=li-1-li外圓面2Zi=di-1-di內(nèi)圓面2Zi=Di－Di-1余量公差差：Tz=Tb+Ta工序尺寸寸公差按按“入體體原則””標(biāo)注：：被包容容尺寸的的上偏差差為0，，包容尺尺寸的下下偏差為為0。2、工序序余量的的影響因因素1)上道工序序尺寸的的公差2)上上道工工序產(chǎn)生生的表面面粗糙度度Ry和和表面缺缺陷層深深度3)上工序留留下的空空間誤差差本工序的的裝夾誤誤差二、加工工余量的的確定計(jì)算法、、查表法法、經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)法三、工序序尺寸與與公差的的確定確定過程程：確定各加加工工序序的加工工余量從最后工工序開始始，即從從設(shè)計(jì)尺尺寸開始始，到第第一道工工序，逐逐次加上上每道加加工工序序余量，，分別得得到各工工序基本本尺寸（（包括毛毛坯尺寸寸）終加工工工序公差差按設(shè)計(jì)計(jì)尺寸確確定，其其它各工工序尺寸寸公差按按所用加加工方法法的經(jīng)濟(jì)濟(jì)加工精精度確定定。填寫工序序尺寸并并按“入入體原則則”標(biāo)注注工序尺尺寸。例：某軸軸φ50h5，，表面粗粗糙度Ra0.04μμm，高高頻淬火火，毛坯坯為鍛件件。第五節(jié)工工藝藝尺寸鏈鏈直線尺寸寸鏈基本本計(jì)算公公式1、極值值法計(jì)算算公式（1）封封閉環(huán)的的基本尺尺寸等于于各組成成環(huán)基本本尺寸的的代數(shù)和和（2）封封閉環(huán)的的公差等等于各組組成環(huán)的的公差之之和（3）封封閉環(huán)的的偏差（4）封封閉環(huán)的的極限尺尺寸2、概率率法計(jì)算算公式3、舉例例例1、例2、工藝安排排：鏜內(nèi)孔到到mm插鍵槽淬火處理理磨內(nèi)孔，，同時(shí)保保證內(nèi)孔孔直徑mm和鍵槽槽深度mm兩個(gè)個(gè)設(shè)計(jì)尺尺寸的要要求。第六節(jié)時(shí)時(shí)間定額額和提高高生產(chǎn)率率的工藝藝途徑一、時(shí)間間定額1、時(shí)間間定額概概念：指在一定定條件下下，完成成一道工工序所需需消耗的的時(shí)間。。2、技術(shù)術(shù)時(shí)間定定額的組組成（1）基基本時(shí)間間t基直接改變變生產(chǎn)對對象的尺尺寸、形形狀、相相對位置置以及表表面狀態(tài)態(tài)或材料料性質(zhì)等等的工藝藝過程所所消耗的的時(shí)間，，稱為基基本時(shí)間間。對切削削加工工來說說，基基本時(shí)時(shí)間就就是切切去金金屬所所消耗耗的機(jī)機(jī)動(dòng)時(shí)時(shí)間。。（2））輔助助時(shí)間間t輔各種輔輔助動(dòng)動(dòng)作所所消耗耗的時(shí)時(shí)間。。包括括：裝裝卸工工件、、開動(dòng)動(dòng)和停停止機(jī)機(jī)床、、改變變切削削用量量、測測量工工件尺尺寸、、進(jìn)刀刀和退退刀等等?；緯r(shí)時(shí)間與與輔助助時(shí)間間之和和稱為為操作作時(shí)間間或工工序時(shí)時(shí)間。。（3））布置置工作作地時(shí)時(shí)間t布置工人照照管工工作地地所消消耗的的時(shí)間間。包包括：：更換換刀具具、調(diào)調(diào)整或或潤滑滑機(jī)床床、清清理切切屑、、收拾拾工具具等。。一般般為操操作時(shí)時(shí)間的的2％％～7％（4））休息息和自自然需需要時(shí)時(shí)間t休工人的的工作作班內(nèi)內(nèi)，為為恢復(fù)復(fù)體力力和滿滿足自自然需需要所所消耗耗的時(shí)時(shí)間。。一般般為操操作時(shí)時(shí)間的的2％％（5））準(zhǔn)備備與終終結(jié)時(shí)時(shí)間t準(zhǔn)終為生產(chǎn)產(chǎn)一批批產(chǎn)品品和零零部件件，進(jìn)進(jìn)行準(zhǔn)準(zhǔn)備和和結(jié)束束工作作所消消耗的的時(shí)間間。包包括：：加工工前熟熟悉工工藝文文件、、領(lǐng)取取毛坯坯、安安裝刀刀具和和夾具具、調(diào)調(diào)整機(jī)機(jī)床和和刀具具等，，加工工終了了后拆拆下個(gè)個(gè)歸還還工藝藝裝備備、發(fā)發(fā)送成成品等等。3、單單件時(shí)時(shí)間和和單件件工時(shí)時(shí)定額額的計(jì)計(jì)算公公式工序時(shí)時(shí)間：：單件時(shí)時(shí)間：：單件工工時(shí)定定額：：大批大大量生生產(chǎn)：：二、提提高勞勞動(dòng)生生產(chǎn)率率的工工藝措措施1、縮縮短單單件時(shí)時(shí)間定定額(1)縮縮減減基本本時(shí)間間1)提高切切削用用量切削普普通鋼鋼材，，硬質(zhì)質(zhì)合金金―――200m/min，陶陶瓷―――500m/min，，立方方氮化化硼（（CBN））―――900m/min2)合合并工工步3)多多件加加工（2））縮短短輔助助時(shí)間間采用先先進(jìn)夾夾具使輔助助時(shí)間間與基基本時(shí)時(shí)間重重合（3））縮減減準(zhǔn)備備終結(jié)結(jié)時(shí)間間增大批批量，，設(shè)法法使零零件通通用化化和標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化化2、采采用先先進(jìn)工工藝方方法特種加加工少、無無切屑屑工藝藝3、進(jìn)進(jìn)行高高效自自動(dòng)化化加工工第七節(jié)節(jié)自自動(dòng)生生產(chǎn)線線和柔柔性制制造系系統(tǒng)一、自自動(dòng)生生產(chǎn)線線1、自動(dòng)生生產(chǎn)線線的組組成和和類型型指剛性性自動(dòng)動(dòng)生產(chǎn)產(chǎn)線2、自自動(dòng)線線的設(shè)設(shè)計(jì)（1））生產(chǎn)產(chǎn)節(jié)拍拍及平平衡（2））零件件加工工時(shí)的的定位位夾緊緊隨行夾夾具法法機(jī)床夾夾具法法（3））自動(dòng)動(dòng)線的的布置置形式式（4））工件件傳輸輸系統(tǒng)統(tǒng)（5））控制制方式式集中控控制、、分散散控制制二、柔柔性制制造系系統(tǒng)1、定定義及及特點(diǎn)點(diǎn)指可變變的、、自動(dòng)動(dòng)化程程度較較高的的制造造系統(tǒng)統(tǒng)。由由多臺(tái)臺(tái)加工工中心心和數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床組組成，，有自自動(dòng)上上、下下料裝裝置、、自動(dòng)動(dòng)化倉倉庫和和物流流輸送送系統(tǒng)統(tǒng)，由由