典型零件機械加工工藝規(guī)程編制階梯軸零件加工套類零件加工盤類零件加工鍵槽零件加工齒輪零件加工箱體零件加工減速器裝配全套可編輯PPT課件任務(wù)一零件圖分析任務(wù)導入任務(wù)實施一、

實施環(huán)境一、零件圖分析的一般方法二、獲得零件加工精度的方法三、機械零件結(jié)構(gòu)工藝性分析相關(guān)知識二、實施步驟任務(wù)一零件圖分析知識目標能力目標理解零件加工技術(shù)要求的內(nèi)涵了解獲得加工精度的方法會分析零件圖樣會分析零件的結(jié)構(gòu)公益性任務(wù)一零件圖分析任務(wù)導入要編制圖1-1所示軸承套零件的工藝規(guī)程等機械加工工藝文件,首先要看懂零件圖,然后對零件進行技術(shù)分析和工藝分析。零件圖是制訂工藝規(guī)程最主要的原始資料。在制訂工藝規(guī)程時,首先必須對零件圖進行認真分析,其次為了深刻理解零件結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)要求,還需要研究產(chǎn)品總裝圖、部件裝配圖以及產(chǎn)品驗收標準,從而了解零件的功用和相關(guān)零件配合及主要技術(shù)要求。圖1-1軸承套零件圖任務(wù)一零件圖分析相關(guān)知識編制零件的機械加工工藝規(guī)程需要仔細研讀設(shè)計圖樣,明確各項技術(shù)要求。包括對零件的材料、生產(chǎn)批量、結(jié)構(gòu)特點及加工面的尺寸精度、表面粗糙度、形位公差等因素的分析。圖1-1所示為軸承套零件設(shè)計圖,材料為HT200,小批量生產(chǎn)。對其圖樣分析的具體步驟為:一、零件圖分析的一般方法(1)審查設(shè)計圖樣的完整性和正確性審查內(nèi)容包括設(shè)計圖樣的視圖是否符合國家標準,尺寸、公差、表面粗糙度、表面幾何形狀和位置公差標注是否齊全、合理等。如圖樣上有錯誤或遺漏,則應(yīng)提出修改意見。(2)審查圖樣技術(shù)要求的合理性在不影響產(chǎn)品使用性能的前提下,產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)當滿足經(jīng)濟性的要求,盡可能地降低產(chǎn)品的制造精度。工藝人員有責任審查零件的技術(shù)要求是否合理及在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下能否達到設(shè)計要求,并與設(shè)計人員一起共同研究探討改進設(shè)計以降低生產(chǎn)成本。零件的技術(shù)要求主要有尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度和熱處理等。任務(wù)一零件圖分析①內(nèi)孔的技術(shù)要求。內(nèi)孔是套類零件起支承或?qū)蜃饔米钪饕谋砻?通常與運動著的軸或活塞等相配合。內(nèi)孔直徑尺寸精度一般取IT7,精密套筒精度取IT6;形狀公差一般控制在孔徑公差以內(nèi),較精密的套筒控制在孔徑公差的1/3~1/2,甚至更小。對長套筒除了有圓度要求外,還應(yīng)有孔的圓柱度要求。為保證套類零件的使用要求,內(nèi)孔表面粗糙度Ra取2.5~0.16μm,某些精密套類零件要求更高,Ra

可達0.04μm。②外圓的技術(shù)要求。外圓表面常以過盈或過渡配合與箱體或機架上的孔相配合起支承作用,其直徑尺寸精度一般取IT6~IT7;形狀公差應(yīng)控制在外徑公差以內(nèi);表面粗糙度Ra取5~0.08μm。(3)審查零件材料的合理性材料選擇主要取決于零件的功能要求、結(jié)構(gòu)特點及使用時的工作條件,一般可從鋼、鑄鐵、青銅、黃銅等材料中去選擇。圖1-1所示軸承套零件材料選擇灰口鑄鐵符合工況要求。任務(wù)一零件圖分析③各主要表面間的位置精度?！騼?nèi)外圓之間的同軸度。若套筒是裝入機座上的孔后再進行最終加工,這時對套筒內(nèi)外圓之間的同軸度要求較低;若套筒是在裝入前進行最終加工,這時對套筒內(nèi)外圓之間的同軸度要求較高,一般取0.01~0.05mm?！蚩纵S線與端面的垂直度。套筒端面若在工作中承受軸向載荷,或是作為定位基準和裝配基準用,這時端面與孔軸線有較高的垂直度或端面圓跳動要求,一般取0.02~0.05mm。④其他要求。兩端端面的表面粗糙度Ra

取1.6μm二、獲得零件加工精度的方法1．獲得尺寸精度的方法(1)試切法指加工時根據(jù)測得的尺寸與要求尺寸的差值,通過進給機構(gòu)調(diào)整刀具與工件的相對位置,然后進行試切、測量、調(diào)整、再試切,直至達到尺寸精度要求的工藝方法。此法加工效率低,加工精度取決于操作人員的技術(shù)水平,常用于單件、小批量生產(chǎn)。(2)調(diào)整法指先調(diào)整好刀具與工件的相對位置,并在一批零件的加工過程中保持這種相對位置不變來獲得所要求的零件尺寸的方法。此法生產(chǎn)率較高、精度較穩(wěn)定,適用于批量或大量生產(chǎn)。任務(wù)一零件圖分析二、獲得零件加工精度的方法1．獲得尺寸精度的方法(3)定尺寸刀具法指通過刀具尺寸來保證被加工表面尺寸精度的方法。如采用鉆頭、鉸刀、拉刀加工均屬于這種方法,其特點是操作簡便,生產(chǎn)率高,加工精度較穩(wěn)定。(4)自動控制法是通過自動測量和數(shù)字控制裝置,當工件達到要求的尺寸精度時,機床自動退刀,停止加工的一種尺寸控制方法。此方法加工質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)效率高。任務(wù)一零件圖分析二、獲得零件加工精度的方法2．獲得形狀精度的方法(1)成形刀具法指利用成形刀具對工件進行加工以獲得形狀精度的方法。例如,銑齒和拉齒加工均屬于成形刀具法加工,其加工精度主要取決于刀刃的形狀精度。如圖1-2所示,在銑床上用指狀銑刀銑削齒形就是成形刀具法的運用實例。任務(wù)一零件圖分析圖1-2用指狀銑刀銑削二、獲得零件加工精度的方法2．獲得形狀精度的方法(2)軌跡法是通過刀尖的運動軌跡來獲得形狀精度的方法,其加工精度與機床的精度有關(guān)。例如,車削圓柱類零件時,其圓度、圓柱度等形狀精度主要決定于主軸的回轉(zhuǎn)精度、導軌的導向精度,以及主軸回轉(zhuǎn)軸軸心線與導軌之間的相互位置精度。任務(wù)一零件圖分析二、獲得零件加工精度的方法2．獲得形狀精度的方法(3)展成法指利用刀具和工件作展成運動形成包絡(luò)面獲得形狀精度的工藝方法。常用于各種齒輪加工,其形狀精度與刀具精度以及機床傳動精度有關(guān)。圖1-3所示滾齒加工就屬于展成法加工。1-3滾齒加工任務(wù)一零件圖分析二、獲得零件加工精度的方法3．獲得位置精度的方法(1)直接找正法指利用百分表、劃針或目測等方法在機床上直接找正工件加工面的設(shè)計基準,使其獲得正確位置的方法,被找正的表面就是工件的定位基準。如圖1-4所示,加工時先用四爪卡盤使套筒定位,用劃針或百分表找正內(nèi)孔表面,使其軸線與機床回轉(zhuǎn)中心同軸,然后夾緊工件,這樣就能保證磨削內(nèi)孔時加工余量均勻。其中,工件內(nèi)孔是定位基準。圖1-4直接找正法加工套筒零件任務(wù)一零件圖分析二、獲得零件加工精度的方法3．獲得位置精度的方法直接找正法的定位精度與所使用的測量器具的精度和操作者的技術(shù)水平有關(guān),找正時間長,加工質(zhì)量不穩(wěn)定,只適用于單件小批量生產(chǎn)。在工件加工要求特別高而又沒有專門的高精度設(shè)備時,由技術(shù)熟練操作人員使用高精度測量器具進行加工。任務(wù)一零件圖分析二、獲得零件加工精度的方法3．獲得位置精度的方法(2)劃線找正法指先按加工表面的要求在工件上劃線,加工時在機床上按劃線找正以獲得工件的正確位置。如圖1-5所示,在牛頭刨床上按劃線找正裝夾工件,找正時可在工件底面墊上適當厚度的紙片或銅片以獲得正確的工件位置。此時支撐工件的底面不起定位作用,所劃的線為定位基準。劃線找正法定位精度低,受到劃線精度的限制,一般用于批量較小、毛坯精度較低及大型零件的粗加工場合。圖1-5劃線找正加工方法任務(wù)一零件圖分析二、獲得零件加工精度的方法3．獲得位置精度的方法(3)夾具定位法指直接利用夾具上的定位元件使工件獲得正確位置的定位方法,通常有通用和專用兩種夾具。如圖1-6所示,采用專用夾具鉆模裝夾工件,工件4以其內(nèi)孔為定位基準套在定位銷2上進行定位,用螺母和壓板夾緊工件,鉆頭通過鉆套3導向,在工件上鉆孔。1-夾具體;2-定位銷;3-鉆套;4-工件圖1-6用鉆模裝夾工件任務(wù)一零件圖分析夾具定位的加工方法能使工件在夾具中既迅速又準確地定位和夾緊,生產(chǎn)率高、定位精度高,因而廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)和單件、小批量生產(chǎn)的關(guān)鍵工序中。三、機械零件結(jié)構(gòu)工藝性分析1.零件結(jié)構(gòu)工藝性分析(1)零件的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)標準化標準化利于在生產(chǎn)中采用標準刀具和通用量具,降低生產(chǎn)成本。零件的結(jié)構(gòu)要素應(yīng)盡可能統(tǒng)一,以減少刀具和量具的種類,減少換刀次數(shù)。任務(wù)一零件圖分析零件結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的零件在能滿足使用要求的前提下,制造的可行性和經(jīng)濟性。內(nèi)容主要包括零件的尺寸和公差標注、零件的切削加工工藝性及零件的整體結(jié)構(gòu)工藝性等。在對零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析時,要注意以下問題。三、機械零件結(jié)構(gòu)工藝性分析1.零件結(jié)構(gòu)工藝性分析(2)結(jié)構(gòu)簡單、布局合理①加工表面形狀應(yīng)盡量簡單,便于加工,并盡可能布置在同一表面或同一軸線上,以利于減少工件裝夾、刀具調(diào)整及走刀次數(shù),提高工效。②零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝夾。裝夾時定位準確,夾緊可靠,有利于增強工件或刀具的剛度。③各加工表面間或各加工表面與非加工表面間應(yīng)能明顯分開。④要保證加工的可能性和方便性,保證刀具切入和退出的可行性。任務(wù)一零件圖分析三、機械零件結(jié)構(gòu)工藝性分析1.零件結(jié)構(gòu)工藝性分析(3)減小加工面的數(shù)量和面積盡量減少加工表面的數(shù)量和面積,合理地確定零件的精度和表面粗糙度。(4)剛度足夠保證零件具有足夠的剛度,加工時才能承受較大的夾緊力、切削力,從而提高加工效率。任務(wù)一零件圖分析三、機械零件結(jié)構(gòu)工藝性分析2.工藝條件對零件結(jié)構(gòu)工藝性的影響任務(wù)一零件圖分析結(jié)構(gòu)工藝性對于具有不同生產(chǎn)規(guī)模或不同生產(chǎn)條件的企業(yè),其對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性的要求不同。如有些單件小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與擴大生產(chǎn)批量后的流水生產(chǎn)線就不相適應(yīng)。如圖1-7所示為機床工作臺的T形槽。在單件小批生產(chǎn)時,圖1-7(a)具有較好的結(jié)構(gòu)工藝性,但在大批大量生產(chǎn)時此結(jié)構(gòu)就不符合高效率的生產(chǎn)要求,須修改成圖1-7(b)結(jié)構(gòu),以便能在龍門刨床或龍門銑床上進行高生產(chǎn)率加工。(a)單件小批生產(chǎn)(b)大批大量生產(chǎn)圖1-7機床工作臺的T形槽結(jié)構(gòu)圖三、機械零件結(jié)構(gòu)工藝性分析2.工藝條件對零件結(jié)構(gòu)工藝性的影響任務(wù)一零件圖分析電火花等特種加工的零件結(jié)構(gòu)工藝性就與切削加工要求有明顯區(qū)別。圖1-8所示為沖模結(jié)構(gòu),具有狹槽與尖角,難以切削加工。原來模具采用鑲拼結(jié)構(gòu),如圖1-8(a)所示,現(xiàn)則可利用電火加工,零件結(jié)構(gòu)采用整體模具結(jié)構(gòu),如圖1-8(b)所示,這種設(shè)計既簡化了模具結(jié)構(gòu),又提高了模具的剛度,結(jié)構(gòu)工藝性有了很大的改善。(a)鑲拼結(jié)構(gòu)(b)整體結(jié)構(gòu)圖1-8沖模結(jié)構(gòu)示意圖三、機械零件結(jié)構(gòu)工藝性分析3.機械加工結(jié)構(gòu)工藝性實例對比任務(wù)一零件圖分析表1-1列出了零件機械加工工藝性對比的一些應(yīng)用實例.表1-1零件結(jié)構(gòu)工藝性對比三、機械零件結(jié)構(gòu)工藝性分析3.機械加工結(jié)構(gòu)工藝性實例對比任務(wù)一零件圖分析表1-1零件結(jié)構(gòu)工藝性對比任務(wù)一零件圖分析任務(wù)實施理實一體化教學車間或普通教室。一、實施環(huán)境(1)按零件圖分析的一般方法審查設(shè)計圖樣的完整性和正確性軸承套零件視圖準確,圖樣標注符合國家標準。二、實施步驟對圖1-1所示零件進行如下步驟的圖樣分析。1.圖樣分析任務(wù)一零件圖分析(2)審查圖樣技術(shù)要求的合理性①內(nèi)孔的技術(shù)要求。這里內(nèi)孔30.0+0.0210mm主要與傳動軸相配合,尺寸精度為IT7,表面粗糙度Ra

為1.6μm。②外圓的技術(shù)要求。這里外圓44±0.015mm與軸承座內(nèi)孔相配合,尺寸精度為IT7,表面粗糙度Ra

為1.6μm

。③各主要表面間的位置精度。內(nèi)外圓之間的同軸度:外圓44±0.015mm對30H7孔的同軸度公差為0.02mm,可保證軸承在傳動中的平穩(wěn)性?？纵S線與端面的垂直度:軸承套的左端面對30H7孔軸線的垂直度公差為0.02mm。(3)審查零件材料的合理性零件材料選擇灰口鑄鐵,耐磨性好,符合工況要求。二、實施步驟任務(wù)一零件圖分析此軸承套零件結(jié)構(gòu)上由孔、外圓、端面和溝槽等基本表面組成,主要起支承或?qū)蜃饔?。主要工作表面為?nèi)、外圓表面,形狀精度、位置精度均較高,表面粗糙度要求小不是很高,孔壁較薄,容易變形,零件的長度大于孔的直徑。通過對該軸承套零件的結(jié)構(gòu)、尺寸標注等逐一分析,此零件的結(jié)構(gòu)工藝性較好。二、實施步驟2.結(jié)構(gòu)工藝性分析任務(wù)二選擇毛坯任務(wù)導入任務(wù)實施一、

實施環(huán)境一、毛坯種類二、毛坯的選擇方法三、毛坯的形狀與尺寸的確定相關(guān)知識二、實施步驟任務(wù)二選擇毛坯知識目標能力目標學會合理選用毛坯了解常用毛坯的種類掌握毛坯的選用方法熟悉確定毛坯形狀和尺寸的選用原則任務(wù)一零件圖分析任務(wù)導入在制訂工藝規(guī)程時,正確地選擇毛坯有重大的技術(shù)經(jīng)濟意義。毛坯種類的選擇不僅影響毛坯的制造工藝、設(shè)備及制造費用,而且對零件的機械加工工藝、設(shè)備和工具的消耗以及工時定額也都有很大的影響。學會毛坯的合理選擇除了要了解毛坯的種類外,還需要掌握毛坯選擇的原則,熟悉毛坯形狀和尺寸的確定方法。一、毛坯種類1．鑄件任務(wù)二選擇毛坯相關(guān)知識2．鍛件形狀復雜的毛坯,宜采用鑄造方法制造。目前生產(chǎn)中的鑄件大多數(shù)是用砂型鑄造的,少數(shù)尺寸較小的優(yōu)質(zhì)鑄件可采用特種鑄造,如金屬型鑄造、離心鑄造和壓力鑄造等。鍛件用于強度要求較高、形狀比較簡單的零件。鍛件有自由鍛造鍛件和模鍛鍛件兩種。自由鍛造鍛件的加工余量大,鍛件精度低,生產(chǎn)效率不高,適用于單件和小批量生產(chǎn)以及大型鍛件。模鍛件的加工余量較小,鍛件精度高,生產(chǎn)效率高,適用于生產(chǎn)大批量的中小型鍛件。3．型材任務(wù)二選擇毛坯4．焊接件5．冷沖件6．工程塑料7．粉末冶金型材有熱軋和冷拉兩類,用于形狀簡單或尺寸不大的零件。熱軋型材尺寸較大,精度較低,多用于一般零件的毛坯;冷拉型材尺寸較小,精度較高,多用于制造毛坯精度要求較高的中小型零件,適用于自動機加工。對于大件來說,焊接件簡單方便,特別是單件小批生產(chǎn)可以大大縮短生產(chǎn)周期,但焊接的零件變形較大,須經(jīng)過時效處理后才能進行機械加工。用于形狀復雜、生產(chǎn)批量較大的板料毛坯。精度較高,但厚度不宜過大。用于形狀復雜、尺寸精度高、力學性能要求不高的零件。尺寸精度高、材料損失少,用于大批量生產(chǎn)。成本較高,不適于結(jié)構(gòu)復雜、薄壁、有銳邊的零件。二、毛坯的選擇方法1.零件材料的工藝性及零件對材料組織和性能的要求任務(wù)二選擇毛坯2.零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸材料為鑄鐵或青銅的零件,應(yīng)選擇鑄件毛坯;對于鋼質(zhì)零件,要同時考慮機械性能的要求;對于一些重要零件,為保證良好的機械性能,一般均須選擇鍛件毛坯,而不能選擇鑄件或型材。常見的各種階梯軸,如各臺階直徑相差不大,可直接選取圓棒料;如各臺階直徑相差較大,為減少材料消耗和切削加工量,則宜選擇鍛件毛坯;對于一些非旋轉(zhuǎn)體板條形鋼質(zhì)零件,一般則多為鍛件。零件的外形尺寸對毛坯選擇也有較大的影響。對于尺寸較大的零件,目前只能選擇毛坯精度、生產(chǎn)率都比較低的砂型鑄造和自由鍛造毛坯;而中小型零件,則可選擇模鍛及各種特種鑄造毛坯。3.生產(chǎn)綱領(lǐng)大小任務(wù)二選擇毛坯4.現(xiàn)有生產(chǎn)條件當零件的產(chǎn)量較大時,應(yīng)選擇精度和生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。雖然制造毛坯的設(shè)備和裝備費用較高,但可以通過材料消耗的減少和機械加工費用的降低來補償。零件的產(chǎn)量較小時,可以選擇精度和生產(chǎn)率均較低的毛坯制造方法。選擇毛坯時,一定要考慮現(xiàn)場毛坯制造的實際工藝水平、設(shè)備狀況以及對外協(xié)作的可能性。三、毛坯形狀與尺寸的確定任務(wù)二選擇毛坯圖1-9工藝搭子①為使加工時工件安裝穩(wěn)定,有些鑄件毛坯需要鑄出工藝搭子,如圖1-9所示,工藝搭子在零件加工后一般均應(yīng)切除。毛坯制造尺寸和零件尺寸的差值稱為毛坯加工余量,毛坯制造尺寸的公差稱為毛坯公差。毛坯加工余量及公差與毛坯制造方法有關(guān),生產(chǎn)中可參照有關(guān)工藝手冊和部門或企業(yè)的標準確定。毛坯加工余量確定后,毛坯的形狀和尺寸,除了考慮切削加工余量外,還要考慮到毛坯制造、機械加工以及熱處理等其他工藝因素的影響。下面僅從機械加工工藝角度來討論確定毛坯形狀和尺寸時應(yīng)注意的幾個問題。任務(wù)二選擇毛坯圖1-10車床開合螺母外殼簡圖②在機械加工中,有時會遇到象磨床主軸部件中剖分式軸承的軸瓦、平衡砂輪用的平衡塊、車床走刀系統(tǒng)中的開合螺母外殼(圖1-10)等零件。為了加工方便和保證加工質(zhì)量,先將這些零件做成一個整體毛坯,加工到一定階段后再切割分離成單個零件。任務(wù)二選擇毛坯圖(a)零件圖(b)毛坯圖圖1-11小零件及毛坯圖③為了提高零件機械加工的生產(chǎn)率,對于一些類似圖1-11所示需經(jīng)鍛造的小零件,可以將若干零件先合鍛成一件毛坯,經(jīng)平面和兩側(cè)的斜面加工后再切割分離成單個零件。顯然,在確定毛坯的長度

L時,應(yīng)考慮切割零件所用鋸片銑刀的厚度B

和切割的零件數(shù)

n。任務(wù)二選擇毛坯任務(wù)實施理實一體化教學車間或普通教室。一、實施環(huán)境二、實施步驟對圖1-1所示軸承套零件按如下步驟選擇毛坯。④為了提高生產(chǎn)率和在加工過程中便于裝夾,對一些墊圈類零件,也常常把多件合成一個毛坯。加工完成后再經(jīng)過切割分離成單個墊圈零件。任務(wù)二選擇毛坯①軸承套工作狀況分析:此軸承套受交變彎曲應(yīng)力,要求零件有較高的強度和韌性,但其受力不大,無沖擊和低速。②毛坯選擇方案:可選擇型材、鍛件或鑄件。當內(nèi)孔直徑小于20mm時大多選用棒料;當孔徑較大、長度較長時,宜選用無縫鋼管或帶孔的鑄件或鍛件。③圖1-1所示零件材料為HT200鑄鐵。該零件形狀簡單,精度要求中等,但內(nèi)孔尺寸較大,因而確定選擇鑄鐵件作為毛坯。選用外徑為70mm的鑄鐵棒料,同時考慮到該零件形狀精度和位置精度要求較高,為減少零件裝夾次數(shù),可采用四件合一的加工方式。任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀任務(wù)導入任務(wù)實施一、

實施環(huán)境一、機械加工工藝規(guī)程二、機械加工生產(chǎn)過程與機械加工工藝過程三、生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型相關(guān)知識二、實施步驟四、定位基準的選擇任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀知識目標能力目標能看懂機械加工工藝過程卡會選擇粗、精基準會分析定位元件限制的自由度熟悉機械制造工藝編制的基礎(chǔ)知識掌握生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)組織類型了解定位基準的種類,掌握粗、精基準的選擇方法掌握工件的定位原理任務(wù)導入零件加工要經(jīng)過多道生產(chǎn)工序,需經(jīng)過多個企業(yè)、多個生產(chǎn)車間、多個操作工、多個技術(shù)員參與。為使生產(chǎn)有序進行,必須建立相應(yīng)的工藝文件來規(guī)定零件的加工過程。在企業(yè)里執(zhí)行工藝文件就是一條鐵的紀律。機械加工工藝文件的內(nèi)涵比較豐富,需要我們熟悉機械制造工藝規(guī)程的各項內(nèi)容,深入了解影響機械加工工藝規(guī)程的各個影響因素,只有這樣才能制訂出合理的工藝文件。任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀一、機械加工工藝規(guī)程1.機械加工工藝過程卡相關(guān)知識任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀機械加工工藝規(guī)程常常被填寫成卡片(表格)的形式,主要有下列三種。該卡以工序為單位簡要列出了整個零件加工所經(jīng)過的工藝路線。它是制定其他工藝文件的基礎(chǔ),是生產(chǎn)準備、編排作業(yè)計劃和組織生產(chǎn)的依據(jù)。這種卡片一般供生產(chǎn)管理用。由于各工序說明不太具體,因而不能直接用于指導工人操作,但在單件小批量生產(chǎn)中,這種卡片用于指導生產(chǎn)。機械加工工藝過程卡的基本內(nèi)容和格式如表1-2所示。1.機械加工工藝過程卡任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀表1-2機械加工工藝過程卡2.機械加工工藝卡任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀表1-3機械加工工藝卡它是以工序為單位,詳細說明整個工藝過程的一種工藝文件。它是用來指導生產(chǎn)和車間技術(shù)管理、人員管理的主要技術(shù)文件,廣泛用于批量零件加工及重要零件的小批量生產(chǎn)。機械加工工藝卡的基本內(nèi)容和格式如表1-3所示。3.機械加工工序卡任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀它是根據(jù)機械加工工藝卡為一道工序制訂的,詳細說明整個零件各個工序的要求,用來具體指導操作加工的工藝文件。工序卡上要畫工序簡圖,并說明每一工步的內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求及所用到的設(shè)備及工藝裝備。機械加工工序卡主要用于說明大批量生產(chǎn)中所有零件、中批量生產(chǎn)中重要零件和單件小批量生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序。任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀表1-4機械加工工序卡3.機械加工工序卡機械加工工序卡的基本內(nèi)容和格式如表1-4示。任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀表1-4機械加工工序卡（續(xù)）3.機械加工工序卡1.機械加工生產(chǎn)過程和機械加工工藝過程任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀二、機械加工生產(chǎn)過程與機械加工工藝過程制造產(chǎn)品要經(jīng)歷從原材料到毛坯制造、零件加工和熱處理、產(chǎn)品裝配、調(diào)試、檢驗以及到油漆、包裝等一系列的工作過程,這種將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程稱為生產(chǎn)過程。工藝過程是指在生產(chǎn)過程中改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸及相對位置和性質(zhì)等,使其成為成品或半成品的過程。在機械加工車間,直接用來改變原材料或毛坯的形狀、尺寸,使之成為半成品或成品的過程稱為機械加工工藝過程。2.機械加工工藝過程的組成任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀機械加工工藝過程是由一個或若干個順序排列的工序組成的,而工序又可分為若干個安裝、工位、工步、走刀等。(1)工序指一個或一組操作人員,在同一個工作地點對一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。區(qū)分工序的主要依據(jù)是工作地是否變動和完成的那部分工藝內(nèi)容是否連續(xù)。2.機械加工工藝過程的組成任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀圖1-12軸工作地點、操作人員、零件和連續(xù)作業(yè)是構(gòu)成工序的四個要素,其中任一要素變更就構(gòu)成新的工序。如圖1-12所示為軸的零件圖,外圓表面粗車后就進行精車,則整個粗車、精車外圓為一個工序。若階梯軸生產(chǎn)批量很大,則宜將粗車與精車分開,由于粗、精車外圓中間有了間斷,就成為兩個工序。2.機械加工工藝過程的組成任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀(2)安裝指工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工藝內(nèi)容。裝夾是指工件在加工前,在機床或夾具上先占據(jù)一正確位置,然后再夾緊的過程。在一道工序中,工件可能被裝夾一次或多次才能完成加工。工件在加工過程中應(yīng)盡可能減少安裝次數(shù),從而減少安裝工件的輔助時間并避免安裝誤差。2.機械加工工藝過程的組成任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀表1-5單件生產(chǎn)軸的工藝過程針對不同的生產(chǎn)批量,其工藝過程分別如表1-5及表1-6所示。2.機械加工工藝過程的組成任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀表1-6大批量生產(chǎn)軸的工藝過程2.機械加工工藝過程的組成任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀Ⅰ-裝、缷工位;Ⅱ-鉆孔工位;Ⅲ-擴孔工位;Ⅳ-鉸孔工位圖1-13多工位加工(3)工位指工件在一次裝夾后,工件與夾具或設(shè)備的可動部分一起相對刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個位置。在一次安裝中,工件可處于幾個不同的位置進行加工。如圖1-13所示,在多工位機床上加工精度IT7的孔,在該工序中工件僅裝夾一次,利用四工位的回轉(zhuǎn)臺使每個工件依次進行鉆、擴、鉸加工。可見,采用多工位加工可以減少裝夾次數(shù),減少裝夾誤差,提高生產(chǎn)率。2.機械加工工藝過程的組成任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀(4)工步指在一個工序中,加工表面、刀具、進給量和轉(zhuǎn)速都不變時所完成的那一部分工藝過程。劃分工步的主要依據(jù)是構(gòu)成工步的任一要素都不能改變,否則就是新的工步。但在采用復合刀具或多刀同時加工時稱為復合工步,可視為一個工步。例如,大批量加工圖1-12所示軸時,第一道工序用銑刀銑端面為一個工步;然后再鉆中心孔則為第二個工步。即一道工序中包含了兩個工步。2.機械加工工藝過程的組成任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀圖1–14包括4個相同表面加工的工步在一次安裝中連續(xù)進行的若干相同加工內(nèi)容,可以看成一個工步。如圖1-14所示,在同一表面上鉆4個孔,可以寫成一個工步,?

即鉆4個15孔。2.機械加工工藝過程的組成任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀圖1-15復合工步有時在一個工位上采用幾把刀具同時對幾個表面進行加工,稱為復合工步。復合工步中,各表面的加工開始時間不同,但同時結(jié)束切削,如圖1-15所示。(5)走刀(進給)指用同一把刀具在同一切削用量下,對同一表面進行的切削次數(shù)。在一個工步中,可分為多次切削,每一次切削稱為一次走刀。1.生產(chǎn)綱領(lǐng)任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀三、生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型產(chǎn)品的年產(chǎn)量(包括備品率和廢品率)稱為產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)按下式計算N=Qn(1+α%)(1+β%)式中N———零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)(件/年);Q———產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)(臺/件);n———每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量(件/臺);α———備品的百分率;β———廢品的百分率。2.生產(chǎn)類型任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀(1)單件生產(chǎn)指制造的產(chǎn)品數(shù)量不多,生產(chǎn)過程中各工作地點的工作完全不重復,或不定期重復的生產(chǎn)。如新產(chǎn)品試制、專用設(shè)備制造等。(2)成批生產(chǎn)指產(chǎn)品成批地投入制造,通過一定的時間間隔生產(chǎn)呈周期性的重復。成批生產(chǎn)又可分為大批、中批和小批生產(chǎn)三種類型。如機床制造、電機制造等屬于成批生產(chǎn)。企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類稱為生產(chǎn)類型。生產(chǎn)類型一般可分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)三種。

2.生產(chǎn)類型任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀表1-7劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)(3)大量生產(chǎn)指一種產(chǎn)品長期地在同一工作地點進行的生產(chǎn),其主要特征是每一工作地點長期固定地重復同一工序。如汽車、軸承等產(chǎn)品的制造都屬于大量生產(chǎn)。劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù)見表1-7。1.基準任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀四、定位基準的選擇在零件的設(shè)計和制造過程中,用來確定生產(chǎn)對象上的某些點、線、面的位置時所依據(jù)的那些點、線、面就是基準。根據(jù)基準的用途不同,可分為設(shè)計基準和工藝基準兩大類。(1)設(shè)計基準設(shè)計工作圖上所采用的基準。作為設(shè)計基準的點、線、面在工件上有時不一定具體存在,例如表面的幾何中心、對稱線、對稱面等,而常常由某些具體表面(稱為基面)來體現(xiàn)。1.基準任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀(2)工藝基準在機械加工過程中用來確定加工表面加工后尺寸、形狀、位置的基準。工藝基準按不同用途可分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。①工序基準:在工序圖上用來確定標注被加工表面尺寸和相互位置的基準。②定位基準:用來確定工件在機床上或夾具中的正確位置的基準。③測量基準:測量時采用的基準。④裝配基準:裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中相對位置時所用的基準。2.定位基準的選擇任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀(1)粗基準的選擇毛坯加工完成后,零件進入機械加工過程的第一道工序其定位基準必然是毛坯表面,即粗基準。粗基準的選擇主要考慮如何保證加工表面與非加工表面間的位置和尺寸要求,加工表面的加工余量是否均勻和足夠,以及減少裝夾次數(shù)等。基本原則如下:定位基準的選擇正確與否,關(guān)系到擬定工藝路線和夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理,并影響到工件的加工精度、生產(chǎn)率和加工成本。因此,定位基準的選擇是制訂工藝規(guī)程的主要內(nèi)容之一。定位基準分為粗基準、精基準兩種。粗基準:以未加工過的表面進行定位的基準。精基準:以已加工過的表面進行定位的基準。2.定位基準的選擇任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀圖1-16車床床身的粗基準選擇(b)不正確(a)正確①選擇重要表面作為粗基準。如圖1-16所示加工車床床身時第一道工序就是以導軌表面作為粗基準。因為導軌面是最重要的工作表面,要求加工時切去薄而均勻的一層金屬,使其保留鑄造時在導軌面所形成的均勻而細密的金相組織,以增加導軌的耐磨性。在第二道工序中,再以已加工的床腳底平面作為精基準加工導軌面,這樣一來,導軌面的加工余量就可以少而均勻,加工后表層金相組織均勻,力學性能基本相同,使用過程中表面的磨損就會比較均勻。2.定位基準的選擇任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀圖1–17粗基準選擇實例②選擇加工余量小的表面作為粗基準。③選擇不需要加工并且與加工表面有相互位置精度要求的表面作為粗基準。如圖1-17所示零件,內(nèi)孔和端面需要加工,外圓表面不需要加工。鑄造時內(nèi)孔B

與外圓A之間有偏心。為保證加工后零件的壁厚均勻,即內(nèi)、外圓同心度好,應(yīng)以不加工表面A

作為粗基準加工內(nèi)孔B;若以內(nèi)孔

B

作為粗基準,則加工后內(nèi)孔與外圓不同軸,壁厚必然不均勻。2.定位基準的選擇任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀圖1-18粗基準重復使用實例④選擇比較平整、面積大的表面作為粗基準。⑤同一尺寸方向上粗基準只能使用一次。如圖1-18所示,以表面B

為粗基準加工表面A

后,若仍以表面B為粗基準來加工表面C,由于作為粗基準的毛坯表面一般精度比較低,兩次裝夾會出現(xiàn)較大誤差,故不能保證工件軸心線在前后兩次裝夾中位置的一致性,則必然導致加工后的表面A

與C

之間產(chǎn)生較大的同軸度誤差。2.定位基準的選擇任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀(2)精基準的選擇精基準的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā),同時考慮裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)簡單。選擇原則一般為:①基準重合原則:以設(shè)計基準作為定位基準。在加工過程中應(yīng)盡可能選用被加工表面的設(shè)計基準作為精基準,否則會產(chǎn)生基準不重合誤差,增大加工難度。②基準統(tǒng)一原則:選用統(tǒng)一的定位基準來加工工件上的各個加工表面,以避免基準轉(zhuǎn)換而帶來的誤差,它有利于保證各表面的位置精度,可簡化工藝規(guī)程和夾具的設(shè)計、制造,縮短生產(chǎn)準備周期。2.定位基準的選擇任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀在實際生產(chǎn)中,軸類零件使用兩頂尖孔來作為統(tǒng)一基準;箱體類零件采用一面兩孔作為統(tǒng)一基準;套類零件采用一個長孔和一個止推面作為統(tǒng)一基準;盤類零件采用一個端面和一個短圓孔作為統(tǒng)一基準。2.定位基準的選擇任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀圖1-19在自為基準條件下磨削車床床身導軌面③自為基準原則:在加工精度要求較高的表面時,常采用磨削加工和光整加工,為減少加工余量和保證加工余量均勻,常以加工面自身作為精基準進行加工,這就是自為基準原則。如圖1-19所示,在精磨機床床身導軌面時,經(jīng)常在磨頭上裝上百分表,床身置于可調(diào)支承上,以導軌面本身為基準進行找正定位,來保證導軌面與磨床工作臺平行,然后進行磨削加工,這就使得磨削余量小而均勻,有利于提高導軌面的加工質(zhì)量與磨削生產(chǎn)率。2.定位基準的選擇任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀許多精加工孔的方法如鉸孔、拉孔、用浮動鏜刀塊鏜孔、用無心磨床磨外圓等都是自為基準的應(yīng)用實例。④互為基準原則:零件上某些位置精度要求很高的表面,較常采用互為基準反復加工的方法來保證位置精度要求。這種加工方法不僅使兩加工表面獲得較高的位置精度,且使加工余量小而均勻,在同軸度或平行度等相互位置精度要求較高的精密零件加工中經(jīng)常采用。⑤精基準的選擇應(yīng)保證工件定位準確、夾緊可靠、操作方便。上述粗、精基準選擇原則常常不能同時全部滿足,應(yīng)根據(jù)具體情況加以綜合分析,分清主次,著重解決主要矛盾。3.工件定位原理任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀(1)工件的定位任何一個物體如果對其不加任何限制,則它在空間中的位置是不確定的,可以向任何方向移動或轉(zhuǎn)動。即一個物體在三維空間中可能具有的運動稱為自由度。如圖1-20(a)所示,物體可以有沿

x、y

、z

軸的移動及繞

x、y

、z

軸的轉(zhuǎn)動,共有六個獨立的運動,即有六個自由度。工件的定位就是采取適當?shù)募s束措施來消除工件的六個自由度以實現(xiàn)工件的定位。圖1-20工件六點定位示意圖(a)3.工件定位原理任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀

圖1-20工件六點定位示意圖(b)3.工件定位原理任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀(2)定位原件典型定位元件的自由度限制分析如表1-8所示。表1-8定位元件限制的自由度3.工件定位原理任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀表1-8定位元件限制的自由度（續(xù)）3.工件定位原理任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀表1-8定位元件限制的自由度（續(xù)）3.工件定位原理任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀表1-8定位元件限制的自由度（續(xù)）3.工件定位原理任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀表1-8定位元件限制的自由度（續(xù)）(3)工件的定位形式①完全定位:工件在夾具中定位,若六個自由度都被限制,則稱完全定位。②不完全定位:工件在夾具中定位,限制的自由度少于六個,但能滿足加工要求稱不完全定位。③欠定位:工件在夾具中定位時,若定位支承點數(shù)少于加工工序要求應(yīng)予以限制的自由度數(shù),則工件定位不足,稱欠定位。④過定位:工件在夾具中定位,若幾個定位支承重復限制同一個或幾個自由度,稱過定位。一般來說,工件以形狀精度和位置精度很低的毛坯表面作為定位基準時,是不允許出現(xiàn)過定位的,而以加工過的工件表面或精度高的毛坯表面作為定位基準時,為提高工件定位的穩(wěn)定性和剛度,在一定的條件下允許采用過定位。3.工件定位原理任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀任務(wù)實施理實一體化教學車間或普通教室。一、實施環(huán)境二、實施步驟對圖1-1所示軸承套零件按如下進行工藝分析。1.確定生產(chǎn)類型零件加工數(shù)量為5件,為單件小批生產(chǎn)。任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀2.加工時的定位基準分析①車端面、鉆中心孔采用外圓定位。②四件合一毛坯粗加工軸承套,采用外圓和中心孔定位。③軸承套鉆孔采用外圓定位。④零件切斷后,以外圓定位,粗、精加工內(nèi)孔。⑤精加工時,選取內(nèi)孔作為定位基準,采用心軸裝夾方式精加工外圓和端面。在一次裝夾中盡可能完成各主要表面的加工,以滿足軸承套零件較高的位置精度要求。任務(wù)三機械加工工藝過程卡識讀任務(wù)四擬定機械加工工藝路線任務(wù)導入任務(wù)實施一、

實施環(huán)境一、零件各表面加工方案的確定二、加工階段的劃分三、工序的集中與分散相關(guān)知識二、實施步驟四、加工順序的確定任務(wù)四擬定機械加工工藝路線知識目標能力目標掌握合理選擇各種表面的加工方法會熟悉工序組合的兩種形式了解熱處理工序的安排原則能劃分加工階段會安排加工工序任務(wù)導入機械加工工藝路線的擬定是制訂工藝規(guī)程的關(guān)鍵,工藝路線制訂得是否合理直接影響到工藝規(guī)程的合理性、科學性和經(jīng)濟性。要擬定零件的工藝路線,首先要確定各個表面的加工方法和加工方案,明確加工階段劃分,確定工序集中與分散的原則,安排好各個表面的加工順序。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線一、零件各表面加工方案的確定相關(guān)知識任務(wù)四擬定機械加工工藝路線選擇表面加工方法和方案,應(yīng)同時滿足加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等方面的要求。表面加工方法的選擇,首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一精度及表面粗糙度的加工方法往往有若干種,實際選擇時還要結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小以及材料和熱處理的要求全面考慮。例如,對于IT7級精度孔的加工,采用鏜削、鉸削、拉削和磨削均可達到加工要求。但箱體上的孔,一般不宜選擇拉孔和磨孔,而常選擇鏜孔或鉸孔,孔徑大時選鏜孔,孔徑小時取鉸孔。對于一些需經(jīng)淬火的零件,熱處理后應(yīng)選磨孔;當零件材料為有色金屬時,為避免磨削時堵塞砂輪,則應(yīng)選擇高速鏜孔。表面加工方法的選擇,除了首先保證質(zhì)量要求外,同時還須考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟性要求。大批量生產(chǎn)時,應(yīng)盡量采用高效率的先進工藝方法。如內(nèi)孔與平面的拉削、同時加工幾個表面的組合銑削或磨削等。這些方法都能大幅度提高生產(chǎn)率,取得很好的經(jīng)濟效果。但是在年產(chǎn)量不大的生產(chǎn)條件下,如盲目采用高效率的加工方法及專用設(shè)備,則會因設(shè)備利用率低,造成經(jīng)濟上的較大損失。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線此外,任何一種加工方法可以獲得的加工精度和表面質(zhì)量均有一個相當大的范圍,但只有在一定的精度范圍內(nèi)才是經(jīng)濟的,這種一定范圍的加工精度即為該種加工方法的經(jīng)濟精度。選擇加工方法時,應(yīng)根據(jù)工件的精度要求選擇與經(jīng)濟精度相適應(yīng)的加工方法。例如,對于IT7級精度、表面粗糙度Ra

為0.4μm的外園,通過精心車削雖也可以達到要求,但在經(jīng)濟上就不及磨削合理。表面加工方法的選擇還要考慮現(xiàn)場的實際情況,如設(shè)備的精度狀況、負荷以及其他工藝裝備和操作人員技術(shù)水平等。選擇表面的加工方法應(yīng)從以下幾方面加以綜合考慮。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線①首先根據(jù)每個加工表面的技術(shù)要求,確定加工方法及分幾次加工。加工方法的經(jīng)濟精度、表面粗糙度與加工表面的技術(shù)要求相適應(yīng)。②被加工材料的性質(zhì)與加工方法相適應(yīng)。如經(jīng)淬火的鋼制件,精加工必須采用磨削的方法加工,而有色金屬制件則采用精車、精銑、精鏜、滾壓等方法,很少采用磨削進行精加工。③保證生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。單件小批量生產(chǎn),一般采用通用設(shè)備和工藝裝備及一般的加工方法;大批量生產(chǎn),盡可能采用專用的高效率設(shè)備和專用工藝裝備,毛坯生產(chǎn)也應(yīng)采用高效的方法制造,如壓鑄、模鍛、熱軋、精密鑄造、粉末冶金等。④根據(jù)本企業(yè)(或本車間)的現(xiàn)有設(shè)備情況和技術(shù)水平,充分利用現(xiàn)有設(shè)備,挖掘企業(yè)潛力。精度要求。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線二、加工階段的劃分圖1-1所示的軸零件加工質(zhì)量要求較高,應(yīng)劃分不同的加工階段。各加工階段的劃分和主要任務(wù)如下:1.加工階段的劃分和主要任務(wù)(1)粗加工階段主要任務(wù)是切除毛坯上各加工表面的大部分加工余量,使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品。在這一階段,提高生產(chǎn)率是主要任務(wù),同時要留有充分均勻的加工余量,為后續(xù)工序作必要的準備。(2)半精加工階段主要任務(wù)是達到一定的精度要求,并保證留有一定的加工余量,為主要表面的精加工作準備,同時也要完成一些次要表面的加工。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線(3)精加工階段主要任務(wù)是保證零件各主要表面達到規(guī)定的技術(shù)要求。若零件技術(shù)要求特別高,表面粗糙度要求很高時,應(yīng)當增加光整加工和超精密加工階段。1.加工階段的劃分和主要任務(wù)2.劃分加工階段的作用①有利于消除或減少內(nèi)應(yīng)力、夾緊力、切削力等變形對加工精度的影響。工件在粗加工時加工余量大,切削力、切削熱大,同時工件上所需夾緊力也大,因而工件在力和熱的作用下,變形也大,并且經(jīng)過粗加工后工件的內(nèi)應(yīng)力重新分布,也會使工件發(fā)生各種變形。如果不劃分加工階段連續(xù)加工,就無法避免和修正由于各種變形而引起的加工誤差。只有劃分加工階段后,粗加工時的各類加工誤差就能通過半精加工和精加工得到修正,逐步提高工件的加工精度和表面質(zhì)量,這樣安排容易保證工件的加工質(zhì)量要求。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線2.劃分加工階段的作用②有利于盡早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷,避免工時浪費。毛坯上的各種缺陷在粗加工時就能被及時發(fā)現(xiàn),便于及時修補或報廢,避免因盲目加工而造成更大的損失。同時精加工工序放在最后可以避免加工好的表面免受搬運和夾緊的各種損傷。③有利于合理選擇和使用設(shè)備。粗加工要求功率大,剛度好,生產(chǎn)率高而精度要求不高的機床設(shè)備,精加工則要求使用精度高的機床設(shè)備。只有劃分加工階段后,才能充分發(fā)揮粗、精加工不同機床設(shè)備各自的性能優(yōu)勢,做到合理使用設(shè)備,有利于提高粗加工時的生產(chǎn)效率,保證精加工時的精度要求。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線2.劃分加工階段的作用④有利于合理組織生產(chǎn)和安排工藝。實際生產(chǎn)中,不應(yīng)機械地進行加工階段的劃分。對于毛坯質(zhì)量好、加工余量小、剛性好并預先進行消除內(nèi)應(yīng)力熱處理的工件,加工精度要求不很高時,不一定要劃分加工階段,可將粗加工、半精加工,甚至包括精加工,合并在一道工序中完成,而且各加工階段也沒有嚴格的區(qū)分界限,一些表面可能在粗加工階段或半精加工階段完成。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線三、工序的集中與分散工序集中與工序分散是擬定工藝路線的兩個不同原則。工序集中是指在一道工序中盡可能多地包含加工內(nèi)容,而使總的工序數(shù)目減少,集中到極限時,一道工序就能把工件加工到規(guī)定的要求。工序分散則相反,整個工藝過程工序數(shù)目增多,使每道工序的加工內(nèi)容盡可能減少,分散到極限時,一道工序只包含一個簡單工步。1.加工階段的劃分和主要任務(wù)①減少了工序數(shù)目,簡化了工藝路線,縮短了生產(chǎn)周期。②減少了機床設(shè)備、操作工人和生產(chǎn)面積。③一次裝夾后可加工許多表面,因此,容易保證零件有關(guān)表面之間的相互位置精度。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線1.加工階段的劃分和主要任務(wù)④有利于采用高生產(chǎn)率的專用設(shè)備、組合機床、自動機床和工藝裝備,從而大大提高了勞動生產(chǎn)率。在通用機床上采用工序集中方式加工,由于換刀及試切時間較多,會降低生產(chǎn)率。⑤采用專用機床設(shè)備和工藝裝備較多,設(shè)備費用大,機床和工藝裝備調(diào)整費時,生產(chǎn)準備工作量大,對調(diào)試、維修人員的技術(shù)水平要求高。此外,不利于產(chǎn)品的開發(fā)和換代。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線2.工序分散的特點①工序內(nèi)容單一,可采用比較簡單的機床設(shè)備和工藝裝備,調(diào)整容易。②對操作人員的技術(shù)水平要求低。③生產(chǎn)準備工作量小,變換產(chǎn)品容易。④機床設(shè)備數(shù)量多,工作人員數(shù)量多,生產(chǎn)面積大。⑤由于工序數(shù)目增多,工件在工藝過程中裝卸次數(shù)多,對保證零件表面之間較高的相互位置精度不利任務(wù)四擬定機械加工工藝路線工序集中與工序分散各有優(yōu)缺點,在擬定工藝路線時要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求,結(jié)合工廠、車間的現(xiàn)場生產(chǎn)條件,進行全面綜合分析,確定工序集中和分散的程度。在一般情況下,單件、小批量生產(chǎn)都采用工序集中原則,而大批量生產(chǎn)既可采用工序集中原則,也可采用工序分散原則。根據(jù)目前工藝條件和今后工藝發(fā)展趨勢,隨著自動、半自動機床、數(shù)控機床的使用日益廣泛,應(yīng)更多采用工序集中的原則制定工藝過程和組織生產(chǎn)。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線四、加工順序的確定在安排加工順序時,應(yīng)注意以下幾點:1.機械加工順序的安排(1)基準先行零件加工一般多從精基準的加工開始,然后以精基準定位加工其他主要表面和次要表面。例如,軸類零件先加工頂尖孔,齒輪零件先加工內(nèi)孔及基準端面等。為了定位可靠且使其他表面加工達到一定的精度,精基準一開始即應(yīng)加工到足夠高的精度和較小的表面粗糙度值,并且往往在精加工階段開始時,還要進一步精整加工,以滿足其他主要表面精加工和光整加工的需要。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線1.機械加工順序的安排(2)先粗后精當零件要分段進行加工時,先安排各表面的粗加工,中間安排半精加工,最后安排主要表面的精加工和光整加工。由于次要表面精度要求不高,一般在粗、半精加工階段即可完成,但對于那些同主要表面相對位置關(guān)系密切的表面,通常多置于主要表面精加工之后加工。例如,零件上主要孔周圍的緊固螺孔的鉆孔和攻絲,多在主要孔精加工之后完成。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線1.機械加工順序的安排(3)先主后次根據(jù)零件功用和技術(shù)要求,先將零件的主要表面和次要表面區(qū)分開,然后首先加工主要表面,次要表面加工可適當穿插在各主要表面加工工序之間。(4)先面后孔有了加工后的平面,才能提供穩(wěn)定可靠的定位面,才能使后續(xù)加工中的刀具的初始切削條件得到改善。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線2.熱處理工序的安排機械零件常采用的熱處理工藝有:退火、正火、調(diào)質(zhì)、時效、淬火、回火、滲碳及氮化等。按照熱處理的目的,將上述熱處理工藝大致分為兩大類:預備熱處理和最終熱處理。(1)預備熱處理預備熱處理包括退火、正火、時效和調(diào)質(zhì)等。這類熱處理的目的是改善加工性能,消除內(nèi)應(yīng)力和為最終熱處理作好組織準備。其工序位置多在粗加工前后。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線①退火和正火。經(jīng)過熱加工的毛坯,為改善切削加工性能和消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力,常進行退火和正火處理。例如,含碳量大于0.7%的碳鋼和合金鋼,為降低硬度便于切削常采用退火;含碳量低于0.3%的低碳鋼和低合金鋼,為避免硬度過低切削時粘刀而采用正火以提高硬度。退火和正火能細化晶粒,均勻組織,為以后的熱處理作好組織準備。退火和正火常安排在毛坯制造之后粗加工之前。②調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)即淬火后進行高溫回火,能獲得均勻細致的索氏體組織,為以后表面淬火和氮化時減少變形作好組織準備,因此調(diào)質(zhì)可作為預備熱處理工序。由于調(diào)質(zhì)后零件的綜合機械性能較好,對某些硬度和耐磨性要求不高的零件,也可作為最終的熱處理工序。調(diào)質(zhì)處理常置于粗加工之后和半精加工之前。2.熱處理工序的安排任務(wù)四擬定機械加工工藝路線③時效處理。時效處理主要用于消除毛坯制造和機械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。對形狀復雜的鑄件,一般在粗加工后安排一次時效即可。但對于高精度的復雜鑄件(如坐標鏜床的箱體)應(yīng)安排兩次時效工序,即:鑄造→粗加工→時效→半精加工→時效→精加工。簡單鑄件則不必時效處理。2.熱處理工序的安排除鑄件外,對一些剛性差的精密零件,如精密絲杠,為消除加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,穩(wěn)定零件的加工精度,在粗加工、半精加工和精加工之間安排多次時效工序。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線①淬火。淬火分為整體淬火和表面淬火兩種,其中表面淬火因變形、氧化及脫碳較小而應(yīng)用較多。為提高表面淬火零件的心部性能和獲得細馬氏體的表層淬火組織,常需預先進行調(diào)質(zhì)及正火處理。其一般加工路線為:下料→鍛造→正火→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精加工→表面淬火→精加工。2.熱處理工序的安排(2)最終熱處理最終熱處理包括各種淬火、回火、滲碳和氮化處理等。這類熱處理的目的主要是提高零件材料的硬度和耐磨性,常安排在精加工前后。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線②滲碳淬火。滲碳淬火適用于低碳鋼和低合金鋼,其目的是使零件表層含碳量增加,經(jīng)淬火后使表層獲得高的硬度和耐磨性,而心部仍保持一定的強度和較高的韌性及塑性。滲碳處理按滲碳部位分整體滲碳和局部滲碳兩種。局部滲碳時對不滲碳部位要采取防滲措施。由于滲碳淬火變形較大,滲碳時一般滲碳層深度為0.5~2mm之間,所以滲碳淬火工序常置于半精加工和精加工之間。其加工路線一般為:下料→鍛造→正火→粗加工→半精加工→滲碳淬火→精加工。2.熱處理工序的安排任務(wù)四擬定機械加工工藝路線③氮化處理。氮化是表面處理的一種熱處理工藝,其目的是通過氮原子的滲入使表層獲得含氮化合物,以提高零件硬度、耐磨性、疲勞強度和抗蝕性。由于氮化溫度低,變形小且氮化層較薄,氮化工序位置應(yīng)盡量靠后安排。為減小氮化時的變形,氮化前要加一道消除應(yīng)力工序。因為氮化層較薄且脆,為使零件心部具有較高的綜合機械性能,故粗加工后應(yīng)安排調(diào)質(zhì)處理。氮化零件的加工路線一般為:下料→鍛造→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精加工→除應(yīng)力→粗磨→氮化→精磨、超精磨或研磨。2.熱處理工序的安排任務(wù)四擬定機械加工工藝路線任務(wù)實施理實一體化教學車間或普通教室。一、實施環(huán)境二、實施步驟對圖1-1所示軸承套零件按以下步驟確定工藝路線。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線①零件加工表面加工方案的確定。外圓及端面可用粗車、精車完成;內(nèi)圓可通過粗車、精車及鉸削來完成;外圓通過心軸裝夾保證加工精度;內(nèi)孔通過鏜銷和鉸孔達到精度要求。②加工階段的劃分。加工階段劃分為先粗加工,再半精加工,最后精加工的工藝方案。任務(wù)四擬定機械加工工藝路線③工序組合的原則。對于生產(chǎn)批量不大的軸承套零件,適合采用工序集中的組織方式。④加工順序的安排。準備四件合一鑄鐵棒料→鉆中心孔(基準先行)→粗車外圓、退刀槽→鉆孔→再車端面→鏜內(nèi)孔、鉸內(nèi)孔→精車外圓到設(shè)計尺寸。任務(wù)五機械加工工序設(shè)計任務(wù)導入任務(wù)實施一、

實施環(huán)境一、工序余量的確定二、工序尺寸與公差的確定三、機床及工藝裝備的選擇相關(guān)知識二、實施步驟四、切削用量的選擇五、工時定額的確定任務(wù)五機械加工工序設(shè)計知識目標能力目標掌握工序余量確定方法熟悉工序尺寸和公差的確定方法掌握機床及工藝裝備的選用方法會選擇切削用量會算工時定額任務(wù)導入擬定了零件的加工工藝路線后,還有其他重要的工作要做,那就是要確定好工序余量及工序尺寸,選用機床以及確定切削用量和工時定額等內(nèi)容。工序余量的計算確定與加工成本密切相關(guān)。機床及工藝裝備的選擇是制訂工藝規(guī)程的重要工作,它不但直接影響工件的加工質(zhì)量,還影響工件加工效率和制造成本,合理的切削用量選擇是保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高加工效率、經(jīng)濟效益的重要因素。任務(wù)五機械加工工序設(shè)計一、工序余量的確定相關(guān)知識工序余量的大小與加工成本密切相關(guān),工序余量過大不僅浪費材料,而且增加切削時間,增大刀具與機床的磨損,從而增加成本;加工余量過小,則前道工序加工缺陷得不到糾正,造成廢品,從而也增加成本,因而工序余量的確定意義重大。任務(wù)五機械加工工序設(shè)計零件由毛坯到成品的加工過程中,在加工表面上切除金屬層的總厚度,稱為該表面的總余量。在每道工序中切除金屬層的厚度稱為工序余量。1.工序余量的基本概念任務(wù)五機械加工工序設(shè)計2.工序余量的計算方法圖1-21工序余量的計算(a)①平面上的單邊工序余量對于外表面,如圖1-21(a)所示,有Z

b=a–b任務(wù)五機械加工工序設(shè)計2.工序余量的計算方法對于內(nèi)表面,如圖1-21(b)所示,有Zb=b-a。式中Zb———本道工序余量;a———前道工序基本尺寸;b———本道工序基本尺寸。圖1-21工序余量的計算(b)任務(wù)五機械加工工序設(shè)計2.工序余量的計算方法②旋轉(zhuǎn)表面(外圓、內(nèi)孔)的雙邊工序余量,對于軸,如圖1-21(c)所示,有2Zb

=da

-db圖1-21工序余量的計算(c)任務(wù)五機械加工工序設(shè)計2.工序余量的計算方法對于孔,如圖1-21(d),有2Zb=Db-Da式中2Zb———本道工序直徑方向的余量,即雙邊余量;d

a———前道工序軸的基本尺寸;d

b———本道工序軸的基本尺寸;D

a———前道工序孔的基本尺寸;Db———本道工序孔的基本尺寸。圖1-21工序余量的計算(d)任務(wù)五機械加工工序設(shè)計3.加工總余量的確定方法

任務(wù)五機械加工工序設(shè)計3.加工總余量的確定方法合理確定加工總余量非常必要,它對零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率影響較大。加工總余量確定的方法有:(1)經(jīng)驗估計法主要用于單件小批生產(chǎn),靠經(jīng)驗確定加工余量,因此不夠準確。為保證不出廢品,余量往往偏大。(2)查表修正法實際生產(chǎn)中廣泛使用這種方法,表格是以工廠的生產(chǎn)實踐和試驗研究所積累的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),并結(jié)合具體加工情況加以修正后制定的,如《金屬機械加工工藝人員手冊》。二、工序尺寸與公差的確定設(shè)計圖樣上加工表面要求的尺寸一般要經(jīng)過幾道工序的加工才能達到,每道工序所應(yīng)保證的尺寸叫工序尺寸。確定每道工序的工序尺寸與公差是機械制造工藝規(guī)程編制的重要工作。確定工序尺寸的方法為:由加工表面的最后工序往前推算,最后工序的工序尺寸按零件設(shè)計圖樣的要求標注。當基準不重合時,工序尺寸按尺寸鏈解算。任務(wù)五機械加工工序設(shè)計任務(wù)五機械加工工序設(shè)計對各工序的定位基準與設(shè)計基準重合時表面的多次加工,如內(nèi)、外圓柱面和某些平面,其工序尺寸計算步驟為:首先擬定該加工表面的工藝路線,確定工序及工步;然后按工序用分析法或查表法求出每道工序的加工余量;再按工序確定其加工經(jīng)濟精度和表面粗糙度;最后確定各工序的工序尺寸及公差,其中最后一道工序按照零件圖樣的設(shè)計尺寸及公差確定,其余工序尺寸及公差按“單向入體”原則確定。單向入體原則是指毛坯尺寸按雙向?qū)ΨQ偏差標注;對于孔,其基本尺寸值為公差帶的下偏差,即下偏差為零,上偏差為正值;對于軸,其基本尺寸值為公差帶的上偏差,即上偏差為零,下偏差取負值。三、機床及工藝裝備的選擇任務(wù)五機械加工工序設(shè)計1.機床選擇的基本原則①機床工作區(qū)域的尺寸應(yīng)當與零件的外廓尺寸相適應(yīng)。②機床的精度應(yīng)該與工件要求的加工精度相適應(yīng)。機床精度過低,不能滿足工件加工精度的要求;過高,則是一種浪費。③機床的功率、剛度和工作參數(shù)應(yīng)該與最合理的切削用量相適應(yīng)。粗加工時選擇有足夠功率和足夠剛度的機床,以免切削深度和進給量的選用受限制;精加工時選擇有足夠剛度和足夠轉(zhuǎn)速范圍的機床,以保證零件的加工精度和粗糙度。④機床生產(chǎn)率應(yīng)該與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。對于大批量生產(chǎn),宜采用高效率機床、專用機床、組合機床或自動機床;對于單件小批生產(chǎn),一般選擇通用機床。⑤要根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有條件及經(jīng)濟能力來選用機床。任務(wù)五機械加工工序設(shè)計2.夾具的選擇大批大量生產(chǎn)應(yīng)當采用液動、氣動專用夾具以提高生產(chǎn)效率;單件小批生產(chǎn)盡量采用通用夾具或組合夾具。3.刀具的選擇刀具選擇主要依據(jù)零件的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、工件所要求的精度及表面粗糙度、生產(chǎn)率、經(jīng)濟性等因素綜合確定。盡可能采用標準刀具,必要時采用復合刀具和其他專用刀具。4.量具的選擇量具主要依據(jù)生產(chǎn)類型和檢驗精度來選定。單件、小批生產(chǎn)采用通用量具;大批量生產(chǎn)則采用各種量規(guī)和高生產(chǎn)率的專用檢具。四、切削用量的選擇任務(wù)五機械加工工序設(shè)計1.切削用量的選擇原則①粗加工時,毛坯加工余量大,工件的幾何精度和表面粗糙度等要求低,因此應(yīng)充分發(fā)揮車床和刀具的切削性能,減少機動時間和輔助時間,提高生產(chǎn)率和提高刀具耐用度是選擇切削用量的主要依據(jù)。確定原則為首先選擇盡量大的切削深度

ap

,其次選擇一個較大的進給量f,最后根據(jù)已選定的ap

和f,并在工藝系統(tǒng)剛性、刀具壽命和機床功率允許的條件下選擇一個合理的切削速度vc

。切削用量是指切削速度vc

、進給量f

和背吃刀量a

p三要素。任務(wù)五機械加工工序設(shè)計1.切削用量的選擇原則②半精加工和精加工時,加工余量小,加工精度高,表面粗糙度值要求小,選擇切削用量主要考慮以提高加工質(zhì)量為主要依據(jù),其次再考慮盡可能提高生產(chǎn)率和刀具壽命。半精加工和精加工時選用較小切削深度,較大進給量,一般硬質(zhì)合金刀具采用較高的切削速度,高速鋼車刀選用較低的切削速度。③制造和刃磨如銑刀、齒輪刀具等復雜刀具時切削用量應(yīng)選得低一些,以提高刀具的耐用度。④切削大型工件,為避免加工過程中頻繁換刀,應(yīng)選取較低的切削用量。任務(wù)五機械加工工序設(shè)計2.切削用量的選擇方法(2)進給量f的選擇粗加工時,f

的大小主要受機床進給機構(gòu)強度、刀具的強度與剛性、工件的裝夾剛度等因素的限制;精加工時,f

的大小主要受加工精度和表面粗糙度的限制。生產(chǎn)實際中常根據(jù)經(jīng)驗或查表法確定。

任務(wù)五機械加工工序設(shè)計2.切削用量的選擇方法(3)切削速度vc

的確定根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量ap

、進給量

f及刀具使用壽命T,切削速度vc可按下式計算。式中xv

、yv———分別為背吃刀量、進給量的影響指數(shù);Cv———切削速度系數(shù);Kv———切削速度修正系數(shù);T———刀具耐用度;M———刀具耐用度指數(shù)。五、工時定額的確定任務(wù)五機械加工工序設(shè)計工時定額是在生產(chǎn)技術(shù)組織條件下,生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成某一道工序需消耗的時間。工時定額不僅是衡量勞動生產(chǎn)率的指標,也是安排生產(chǎn)計劃,計算生產(chǎn)成本的重要依據(jù),還是新建或擴建工廠計算設(shè)備和人員數(shù)量的依據(jù)。機械加工中完成一個零件的一道工序的時間定額就稱為單件時間定額。它包括以下幾個方面。五、工時定額的確定任務(wù)五機械加工工序設(shè)計1.基本時間Tb

五、工時定額的確定任務(wù)五機械加工工序設(shè)計2.輔助時間Ta為保證完成基本任務(wù)而執(zhí)行的各種輔助動作需要的時間。包括裝卸工件、開停機床、引進或退出刀具、改變切削用量、試切和測量工件等所消耗的時間。3.布置工作地時間Ts為使加工正常進行,布置工地所消耗的時間,包括更換刀具、潤滑機床、清理切屑、修正砂輪、收拾工具等。一般按作業(yè)時間的2%~7%計算。任務(wù)五機械加工工序設(shè)計5.準備和終結(jié)時間(簡稱準終時間)Te工人為生產(chǎn)一批產(chǎn)品或零部件進行準備和結(jié)束工作所消耗的時間。如在單件或成批生產(chǎn)中,加工開始前工人熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯、安裝刀具和夾具、調(diào)整機床及在加工一批零件終結(jié)時拆下和歸還工藝裝備、發(fā)送成品等所消耗的時間。如某批零件數(shù)量為n件,則成批生產(chǎn)時的單件時間Tc

為Tc=Tp+Te/n大量生產(chǎn)時,Te/n≈0,所以Tc=Tp=Ta+Tb+Ts+Tr

4.休息和生理需要的時間Tr操作人員在工作班內(nèi)恢復體力和滿足生理上需要所消耗的時間。一般按作業(yè)時間的2%~4%計算。以上四部分時間總和稱為單件時間Tp,即

Tp=Ta+Tb+Ts+Tr任務(wù)實施理實一體化教學車間或普通教室。一、實施環(huán)境二、實施步驟按以下步驟編制圖1-1所示軸承套零件的加工工藝過程。①零件圖分析(見本項目任務(wù)一)。②計算零件年生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類型。③選擇毛坯。選用外徑為70mm的鑄鐵棒料。任務(wù)五機械加工工序設(shè)計⑤擬定零件的機械加工工藝路線。確定各表面的加工方法。在保證加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上兼顧生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。制訂工藝路線。在對零件進行分析的基礎(chǔ)上,劃分零件粗、半精、精加工階段,并確定工序集中與分散的程度,合理安排各表面的加工順序,從而制訂出零件的機械加工工藝路線。對于比較復雜的零件,可以先考慮幾個方案,分析比較后,再從中選擇比較合理的加工方案。④選擇定位基準。鉆中心孔,采用外圓定作定位基準;粗車采用外圓和中心孔定作定