1、第六章工艺规程设计 第一节概述一 生产过程与工艺过程机器的生产过程是将原材料转变为成品的全过程 在生产过程中 凡是改变生产对象的形状 尺寸 位置和性质等 使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程 工艺过程又可分为铸造 锻造 冲压 焊接 机械加工 装配等工艺过程 机械制造工艺过程一般是指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程的总和 其它过程则称为辅助过程 第一节概述 工艺就是制造产品的方法 一台结构相同 要求相同的机器 或者具有相同要求的机器零件 均可以采用几种不同的工艺过程完成 但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最合理的 人们把合理工艺过程的有关内容写成工艺文件的形式 用以指导生产 这
2、些工艺文件即称为工艺规程 第一节概述 二 机械加工工艺过程的组成1 工序 工步和工作行程工序是组成加工工艺过程的基本单元 一个工序是指一个 或一组 工人 在一台机床 或一个工作地点 对同一工件 或同时对几个工件 所连续完成的那一部分工艺过程 第一节概述 制订机械加工工艺过程 必须确定该工件要经过几道工序以及工序进行的先后顺序 仅列出主要工序名称及其加工顺序的简略工艺过程 称为工艺路线 工步是在加工表面不变 加工工具不变 切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工序 工作行程也叫走刀 是加工工具在加工表面上加工一次所完成的工步 第一节概述 2 装夹和工位为完成零件的加工 必须对工件进行装夹 它是由
3、定位和夹紧过程组成 这一功能是由夹具完成的 采用转位或移位夹具 回转工作台或多轴机床上加工时 工件在机床上一次装夹后 要经过若干个位置依次进行加工 工件在机床上所占据的每一个位置上所完成的那一部分工序就称为工位 第一节概述 三 零件获得加工精度的方法零件的加工精度包括尺寸精度 形状精度和位置精度 形状精度的获得根据第一章所述 可概括为以下三种方法 轨迹法 利用切削运动中刀具刀尖的运动轨迹形成被加工表面的形状 所能达到的精度 主要取决于这种成形运动的精度 第一节概述 成形法 利用成形刀具刀刃的几何形状切出工件的形状 所能达到的精度 主要取决于刀刃的形状精度和刀具的装夹精度 展成法 利用刀具和工件
4、作展成切削运动 刀刃在被加工面上的包络面形成的成形表面 所能达到的精度 主要取决于机床展成运动的传动链精度与刀具的制造精度 第一节概述 位置精度的获得与工件的装夹方式和加工方法有关 当需要多次装夹加工时 有关表面的位置精度依赖夹具的正确定位来保证 如果工件一次装夹加工多个表面时 各表面的位置精度则依靠机床的精度来保证 第一节概述 尺寸精度的获得方法 有以下四种 试切法 即先试切出很小一部分加工表面 测量试切后所得的尺寸 按照加工要求适当调整刀具切削刃相对工件的位置 再试切 再测量 如此经过两三次试切和测量 当被加工尺寸达到要求后 再切削整个待加工面 定尺寸刀具法 用具有一定尺寸精度的刀具来保证
5、被加工工件尺寸精度的方法 第一节概述 调整法 利用机床上的定程装置 对刀装置或预先调整好的刀架 使刀具相对机床或夹具满足一定的位置精度要求 然后加工一批工件 需要采用夹具来实现装夹 加工后工件精度的一致性好 第一节概述 在机床上按照刻度盘进刀然后切削 也是调整法的一种 需要先按试切法决定刻度盘上的刻度 大批量生产中 多用定程挡块 样板 样件等对刀装置进行调整 第一节概述 自动控制法 使用一定的装置 在工件达到要求的尺寸时 自动停止加工 这种方法可分为自动测量和数字控制两种 前者机床上具有自动测量工件尺寸的装置 在达到要求时 停止进刀 后者是根据预先编制好的机床数控程序实现进刀的 第一节概述 四
6、 机械加工工艺与生产类型 1 生产类型生产类型的划分依据是产品或零件的年生产纲领 产品的年生产纲领就是产品的年生产量 第一节概述 零件的年生产纲领由下式计算 N Qn 1 a 1 b 件 年 N 零件的年产纲领 件 年 Q 产品的年产量 台 年 n 每台产品中该零件的数量 件 台 a 备品率b 废品率 第一节概述 按年生产纲领划分生产类型 如表6 1所示表6 1生产纲领与生产类型的关系 第一节概述 出于生产效率 成本 质量等方面的考虑 单件 小批量生产与大批量生产可能有不同的工艺过程 不仅如此 生产类型不同 工艺规程制订的要求也不同 各种生产类型的工艺过程特点可归纳成表6 2 第一节概述 表6
7、 2各种生产类型工艺过程的主要特点 第一节概述 2 生产类型与组织方式 产品的用途不同 决定了其市场需求量是不同的 因此不同的产品有不同的生产批量 需求的批量不同 形成了不同的生产规模类型 如大批量 中小批量 单件生产等 不同的生产类型即生产规模不同 生产组织的方式及相应的工艺过程也大不相同 第一节概述 大批量生产往往是由自动生产线 专用生产线来完成的 单件 小批生产往往是由通用设备 靠工人的技术或技艺来完成的 数控技术及设备的智能化使单件小批生产也接近大批生产的效率及成本 第一节概述 单件 小批生产时 往往采用多工序集中在一起 大批量生产时 一个零件往往分成了许多工序 在流水线上协调完成加工
8、任务 第一节概述 大批量生产时 产品的开发过程和大批量制造过程中间往往还有小批量试制阶段 以避免市场风险及完善生产准备工作 这些阶段间往往有较明确的界限 中间还要进行评估与分析 单件 小批生产中 产品的开发过程与生产过程往往结合为一体 第一节概述 这些界限不是绝对的 在敏捷制造 并行工程等先进制造模式下 大批量生产时 产品开发和生产组织阶段之间往往消除了明显的界限 第一节概述 针对不同的产品所选用的生产模式及制造技术的准则 质量 成本 生产率长期以来是评价机电产品制造过程的三大准则 现在应用的是T 交货时间 Q 质量 C 成本 S 服务 的准则 第一节概述 产品的制造过程包括了零件 部件 整机
9、的制造 部件和整机的制造一般是一个装配的过程 企业组织产品的生产可以有多种模式 生产全部零部件 组装机器 生产一部分关键的零部件 其余的由其它企业供应 完全不生产零部件 只负责设计及销售 第一节概述 第一种模式的企业 必须拥有加工所有零件 完成所有工序的设备 形成大而全 小而全的工厂 当市场发生变化时 适应性差 难以作到设备负载的平衡 固定资产利用率差 定岗人员也有忙闲不均情况 第一节概述 第三种模式具有场地占用少 固定设备投入少 转产容易等优点 较适宜市场变化快的产品生产 但对于核心技术和工艺应该自己掌握时 或大批量生产中附加值比较大的零部件生产 这一模式就有不足之处 第一节概述 这种组织方
10、式中 更显示出知识在现代制造业的突出作用和地位 实际上是将制造业由资金密集型向知识密集型过渡的模式 许多产品复杂的大工业多采用第二种模式 如汽车制造业 第一节概述 对第二种模式及第三种模式来说 零部件供应的质量是重要的 保证质量的措施可以采取主机厂有一套完善的质量检测手段 对供应零件进行全检或按数理统计方法进行抽检 为了保证及时供货及质量的另一个措施是可以向两个供应商订货 第一节概述 五 工艺规程的设计原则及原始资料1 工艺规程设计须遵循以下原则 所设计的工艺规程应能保证机器零件的加工质量 达到设计图纸上规定的各项技术要求 应使工艺过程具有较高的生产率 使产品尽快投放市场 设法降低制造成本 注意减轻工人的劳动强度 保证生产安全 第一节概述 2 设计工艺规程必须具备以下原始资料 产品装配图 零件图 产品验收质量标准 产品的年生产纲领 毛坯材料与毛坯生产条件 第一节概述 制造厂的生产条件 包括机床设备和工艺装备的规格 性能和现在的技术状态 工人的技术水平 工厂自制工艺装备的能力以及工厂供电 供气的能力等有关资料 工艺规程设计 工艺装备设计所需要的设计手册和有关标准 国内外先进制造技术资料等
