機(jī)械制造工藝學(xué) 第四章 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂-課件

第四章機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)第一節(jié)概述第二節(jié)工藝路線(xiàn)的擬定★第三節(jié)加工余量及工序間尺寸確實(shí)定★第四節(jié)工藝尺寸鏈的計(jì)算★第五節(jié)時(shí)間定額及勞動(dòng)生產(chǎn)率

第一節(jié)概述規(guī)定產(chǎn)品或零件制造工藝過(guò)程和操作方法的工藝文件一、工藝規(guī)程的概念二、制訂工藝規(guī)程的作用與格式1、工藝規(guī)程的作用：指導(dǎo)、組織生產(chǎn)生產(chǎn)準(zhǔn)備、方案調(diào)度的主要依據(jù)車(chē)間設(shè)計(jì)、布置的依據(jù)2、工藝規(guī)程的主要格式：表格〔卡片〕的形式機(jī)械加工工藝過(guò)程卡機(jī)械加工工序卡典型零件的工藝過(guò)程卡三、制訂工藝規(guī)程的步驟分析研究工藝規(guī)程的主要依據(jù)，確定零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類(lèi)型，進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析。確定毛坯：選擇毛坯類(lèi)型及其制造方法；擬訂工藝路線(xiàn)；是制定工藝規(guī)程的核心，主要包括：選擇定位基準(zhǔn)、確定加工方法、安排加工順序以及安排熱處理、檢驗(yàn)和其他工序等。工序設(shè)計(jì)：〔選擇機(jī)床，工藝裝備，工序余量，工序尺寸及公差，切削用量，時(shí)間定額等〕填寫(xiě)工藝文件。第二節(jié)工藝路線(xiàn)的制定選擇定位基準(zhǔn)確定加工方法安排加工順序和熱處理、檢驗(yàn)工序一、定位基準(zhǔn)的選擇

粗基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇

4)粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原那么2、精基準(zhǔn)的選擇原那么1〕基準(zhǔn)重合原那么－設(shè)計(jì)基準(zhǔn)保證各加工外表相互位置要求，防止基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的誤差。簡(jiǎn)化夾具的設(shè)計(jì)與制造，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。軸類(lèi)零中加工采用中心孔和箱體類(lèi)零中加工采用一面兩孔。2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原那么盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各外表，以保證各外表間的位置精度。注意：基準(zhǔn)統(tǒng)一原那么常常會(huì)帶來(lái)基準(zhǔn)不重合的問(wèn)題，此時(shí)應(yīng)綜合考慮。3〕互為基準(zhǔn)原那么－位置度要求很高的外表4)自為基準(zhǔn)原那么對(duì)于某些精加工或光整加工工序，因?yàn)檫@些工序要求余量小而均勻，以保證外表加工的質(zhì)量并提高生產(chǎn)率，此時(shí)應(yīng)選擇加工外表本身作為精基準(zhǔn)。如：注意：采用自為基準(zhǔn)僅能提高外表質(zhì)量，不能提高形位精度，該加工外表與其它外表之間形位精度那么應(yīng)由先行工序保證。5〕便于裝夾原那么保證定位準(zhǔn)確、可靠，夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便二、加工方法的選擇1、應(yīng)考慮的主要問(wèn)題：要求到達(dá)的精度、外表粗糙度；工件所用材料的性質(zhì)和毛坯的質(zhì)量及硬度；零件的結(jié)構(gòu)形狀和加工外表的尺寸；熱處理情況；生產(chǎn)類(lèi)型；現(xiàn)有設(shè)備的情況；2、加工經(jīng)濟(jì)精度：指在正常的加工條件下〔采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人，不延長(zhǎng)加工時(shí)間〕，所能到達(dá)的加工精度和外表粗糙度。同一種加工方法，精度越高，加工本錢(qián)越大精度有一定極限，過(guò)A點(diǎn)后，即使再增加本錢(qián)，精度提高也很少。本錢(qián)也有一定極限，過(guò)B點(diǎn)后，本錢(qián)根本不變。經(jīng)濟(jì)精度3、典型外表加工方法的選擇外圓外表的加工方法粗車(chē)IT13~11半精車(chē)IT10~9精車(chē)IT8~7粗磨IT8~7精磨IT6~5金剛石車(chē)IT6~5滾壓IT7~6研磨IT5~4精密磨削IT5超精加工IT5沙帶磨削IT6~5拋光內(nèi)圓外表的加工方法鉆孔IT13~11粗鏜IT13~11擴(kuò)孔IT10~9半精鏜IT10~9粗拉IT8~7精拉IT7~6粗鉸IT8~7精鉸IT7~6手鉸IT7~6精鏜IT8~7粗磨IT8~7精磨IT7~6金剛鏜IT7~6珩磨IT6~4精密磨削IT5研磨IT6~5滾壓IT7~6平面加工方法粗銑IT13~11半精銑IT10~9粗刨I(mǎi)T13~11粗車(chē)IT13~11粗拉IT11~10精銑IT8~7半精刨I(mǎi)T10~9精刨I(mǎi)T8~7半精車(chē)IT10~9精車(chē)IT8~7精拉IT9~6粗磨IT8~7精磨IT7~6拋光研磨IT6~5導(dǎo)軌磨IT6沙帶磨IT6~5金剛石車(chē)IT6精密磨IT6~5寬刀精刨I(mǎi)T6刮研高速精銑IT7~6三、加工順序的安排1、機(jī)械加工順序的安排〔1〕先基準(zhǔn)后其他〔2〕先主要后次要〔3〕先粗后精〔4〕先面后孔2、熱處理工序的安排熱處理作用：提高材料的力學(xué)性能、改善金屬的加工性能、消除剩余應(yīng)力。預(yù)備熱處理:位于粗加工前后。改善加工性能，為最終熱處理作好準(zhǔn)備和消除剩余應(yīng)力。退火、正火、時(shí)效最終熱處理：位于精加工前后。提高材料的物理力學(xué)性能淬火+回火、滲碳、滲氮、外表處理3、其它工序的安排1〕檢驗(yàn)工序粗加工階段結(jié)束后。重要工序前后。送往外車(chē)間加工的前后，全部加工工序完成后。2〕內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)：X射線(xiàn)檢查、超聲波探傷，一般都安排在工藝過(guò)程的開(kāi)始。3〕外表質(zhì)量檢驗(yàn)：如磁力探傷等檢查工件的外表質(zhì)量，一般都安排在精加工階段。4〕密封性檢驗(yàn)驗(yàn)、工件的平衡和重量檢驗(yàn)，一般都安排在工藝過(guò)程最后進(jìn)行。5〕去毛刺：切削加工之后。6〕清洗：清洗殘留切屑、砂粒、去磁四、工序的集中與分散工序集中程度：指在一個(gè)工序中所完成的工作內(nèi)容的多少。在每道工序中所安排的加工內(nèi)容多，一個(gè)零件的加工只集中在少數(shù)幾道工序中完成，那么稱(chēng)工序集中。反之，稱(chēng)工序分散。工序集中的特點(diǎn)：有利于保證加工外表間相互位置精度；有利于采用高生產(chǎn)率的機(jī)床；工序數(shù)目少，設(shè)備數(shù)量少；專(zhuān)用設(shè)備多，調(diào)整維修困難；工序分散的特點(diǎn)：機(jī)床和工裝簡(jiǎn)單，易調(diào)整；有利于采用合理的切削用量;工序數(shù)目多，設(shè)備數(shù)量大，生產(chǎn)組織工作較復(fù)雜；生產(chǎn)適應(yīng)性好，轉(zhuǎn)產(chǎn)容易；工藝上可行；生產(chǎn)節(jié)拍允許；調(diào)整能夠?qū)崿F(xiàn)；采用工序集中應(yīng)注意的問(wèn)題五、加工階段的劃分粗加工階段：切去大局部加工余量，為半精加工提供定位基準(zhǔn)。高生產(chǎn)率。半精加工階段：減小粗加工中的誤差，為零件主要外表的精加工作好準(zhǔn)備，并完成一些次要外表的加工。精加工階段：確保尺寸、形狀和位置精度到達(dá)或根本到達(dá)圖紙的精度和外表粗糙度。光整加工階段：珩磨、研磨、精密磨、超精加工、金剛石車(chē)1、劃分加工階段的原因有利于合理使用設(shè)備和技術(shù)工人便于保證加工質(zhì)量及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷便于安排熱處理工序防止已加工外表磕傷2、各階段的主要任務(wù)

第三節(jié)加工余量及工序間尺寸確實(shí)定一、加工余量的概念在加工過(guò)程中．從被加工外表上切除的金屬層厚度。總余量和工序余量零件上外表的毛坯尺寸與零件圖的設(shè)計(jì)尺寸之差稱(chēng)為加工總余量相鄰兩工序的工序尺寸之差稱(chēng)為工序余量加工余量分：工序余量和加工總余量(毛坯余量)二種?？傆嗔亢凸ば蛴嗔康年P(guān)系：加工余量的概念2、單邊余量與雙邊余量加工余量和工序尺寸的關(guān)系對(duì)于被包容面：Z=上工序根本尺寸-本工序根本尺寸對(duì)于包容面：Z=本工序根本尺寸-上工序根本尺寸影響加工余量的因素上道工序加工外表的外表質(zhì)量上道工序的尺寸公差Ta上道工序的位置誤差ρa(bǔ)本道工序的安裝誤差εb加工余量確實(shí)定分析計(jì)算法對(duì)雙邊余量：對(duì)單邊余量：查表法經(jīng)驗(yàn)法工序尺寸及公差確實(shí)定擬定加工路線(xiàn)粗車(chē)半精車(chē)淬火粗磨精磨研磨確定各工序的加工余量：查表法：研磨：，粗磨：，精磨：半精車(chē)：，粗車(chē)：可得：Z總圓整?。篫總=6mm那么取粗車(chē)余量：4.49mm工序間尺寸公差確實(shí)定確定各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度及外表粗糙度按“入體原那么〞分配工序尺寸的偏差查表:

研磨：

精磨：粗磨：半精車(chē)：粗車(chē)：毛坯：±2mm工序間尺寸及公差確實(shí)定計(jì)算工序間尺寸、公差研磨：50精磨：粗磨：半精車(chē)：粗車(chē)：鍛造毛坯：51.51+4.49=56第四節(jié)工藝尺寸鏈計(jì)算尺寸鏈的概念

在零件的機(jī)械加工過(guò)程中和機(jī)器裝配過(guò)程中，常常遇到彼此首尾連接并構(gòu)成封閉圖形的一組尺寸，其中有一個(gè)尺寸的精度決定于其他所有尺寸的精度。這樣的一組尺寸構(gòu)成所謂的尺寸鏈。工藝尺寸鏈：裝配尺寸鏈：二、工藝尺寸鏈的組成工藝尺寸鏈由一個(gè)封閉環(huán)和假設(shè)干個(gè)組成環(huán)構(gòu)成封閉環(huán)在加工過(guò)程中最后形成〔間接獲得〕的尺寸。記為：A0注意：一個(gè)尺寸鏈中只能有一個(gè)封閉環(huán)；封閉環(huán)的精度決定于其他環(huán)的精度；要求保證的尺寸(設(shè)計(jì)尺寸)為封閉環(huán)或不要求保證的尺寸(非設(shè)計(jì)尺寸)為封閉環(huán)的說(shuō)法都是錯(cuò)誤的；二、工藝尺寸鏈的組成組成環(huán)：在加工過(guò)程中直接獲得的尺寸。記為：Ai

增環(huán)：在組成環(huán)中，當(dāng)某組成環(huán)的尺寸增加，使得封閉環(huán)的尺寸增加，則該環(huán)為增環(huán)。記為：

減環(huán)：在組成環(huán)中，當(dāng)某組成環(huán)的尺寸增加，使得封閉環(huán)的尺寸減少，則該環(huán)為減環(huán)。記為：三、尺寸鏈的計(jì)算1、極值法m：增環(huán)數(shù)，n：尺寸鏈總環(huán)數(shù)2、概率法正態(tài)分布：非正態(tài)分布：ki平均尺寸標(biāo)注組成環(huán)的平均尺寸：封閉環(huán)的平均尺寸：3、計(jì)算形式正計(jì)算：各組成環(huán)的尺寸Ai，求A0反計(jì)算：A0，求各組成環(huán)尺寸Ai中間計(jì)算：A0及局部Ai，求其余的組成環(huán)四、計(jì)算舉例驗(yàn)證：能否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)尺寸的要求。正計(jì)算：設(shè)計(jì)尺寸如圖所示，加工過(guò)程如下：以A為基準(zhǔn)銑B面，達(dá)到工序尺寸：以A為基準(zhǔn)銑C面，達(dá)到工序尺寸：四、計(jì)算舉例反計(jì)算：求：A1、A2的尺寸求各組成環(huán)的平均公差：根據(jù)平均公差和制造工藝的復(fù)雜程度確定各組成環(huán)的公差：?。篢A1，TA2按入體原那么分配各組成環(huán)的偏差：驗(yàn)算：ESA0，EIA0取其中一個(gè)組成環(huán)為協(xié)調(diào)環(huán)，按尺寸鏈的關(guān)系式計(jì)算：驗(yàn)算：〔1〕基準(zhǔn)不重合時(shí)的工序尺寸計(jì)算測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的工序尺寸計(jì)算例1五、尺寸鏈在工藝過(guò)程中的應(yīng)用測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的工序尺寸計(jì)算例2封閉環(huán)減環(huán)增環(huán)根據(jù)極值解法公式：

L1=40-10=30mmESL1=EIL2-EIL0=-0.16-(-0.3)=0.14mmEIL1=ESL2-ESL0=0-0=0mm注意假?gòu)U品問(wèn)題：L1MAX，L1MIN=30mm當(dāng)測(cè)得：L1=30.3mm時(shí),如果:L2=40mm,那么:L0=9.7mm仍然是合格品。如圖所示設(shè)計(jì)尺寸：加工時(shí)通過(guò)測(cè)量L1尺寸控制臺(tái)肩位置。求：L1=？2.定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合計(jì)算例1設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合的工序尺寸計(jì)算例2增環(huán)封閉環(huán)減環(huán)根據(jù)極值解法公式：L0=L1+L2-L310=L1+30-60L1=40ESL0=ESL1+ESL2-EIL30.18=ESL1+0.04-(-0.05)ESL1EIL0=EIL1+EIL2-ESL30=EIL1EIL1〔2〕一次加工滿(mǎn)足多個(gè)設(shè)計(jì)尺寸要求如圖所示加工過(guò)程如下：鏜孔至插鍵槽，工序尺寸A1熱處理磨內(nèi)孔至，同時(shí)保證設(shè)計(jì)尺寸。A0=A1+A3-A2A1=A0+A2-A3ESA0=ESA1+ESA3-EIA2ESA1EIA0=EIA1+EIA3-ESA2EIA1解法2在尺寸鏈〔1〕中：Z為封閉環(huán)。在尺寸鏈〔2〕中：尺寸為封閉環(huán),A1、Z為增環(huán)依據(jù)尺寸鏈計(jì)算式可求出：封閉環(huán)封閉環(huán)〔3〕滲碳或滲氮層深度的工序尺寸計(jì)算圖示零件：內(nèi)孔表面F要求滲碳，滲碳層厚度為0.3～0.5mm。加工過(guò)程如下：磨內(nèi)孔至滲碳，厚度為δ。磨內(nèi)孔至尺寸并保證滲碳層厚度0.3～0.5mm。求：

δ=？72.39±0.0172.51±0.01δ0.4±0.1δ=0.52±0.08=0.60.44〔4〕電鍍零件的工序尺寸計(jì)算圖示零件F表面要求鍍銀，鍍層厚度為0.2～0.3mm,F表面的最終尺寸為,求鍍前工序尺寸。第五節(jié)時(shí)間定額及勞動(dòng)生產(chǎn)率時(shí)間定額：在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時(shí)間。式中：Td：完成一個(gè)工序的單件時(shí)間定額；Tj：根本切削時(shí)間；Tf：輔助時(shí)間；Tb：布置工作地時(shí)間；2%-7%操作時(shí)間Tx：休息時(shí)間；2%操作時(shí)間Tzz：準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間；提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的措施指一個(gè)工人在單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出合格品的數(shù)量。記為：Q提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的措施：減少根本時(shí)間：提高切削用量；采用復(fù)合工步1〕多刀單件加工2〕單刀多件或多刀多件加工勞動(dòng)生產(chǎn)率的概念減少輔助時(shí)間和使輔助時(shí)間與根本時(shí)間重疊：〔1〕減小輔助時(shí)間采用先進(jìn)的夾具和自動(dòng)上、下料裝置提高機(jī)床自動(dòng)化水平〔2〕使輔助時(shí)間與根本時(shí)間重疊a.采用可換夾具或可換工作臺(tái)使裝夾時(shí)間與tj重疊。b.采用轉(zhuǎn)位夾具或轉(zhuǎn)位工作臺(tái)加工中完成裝卸c.采用