1、 机械加工工艺过程的组成概述 一机械加工工艺过程的组成 1.工序工人，在工作地对工件所连续完成的工艺过程。 2安装经一次装夹后所完成的工序内容 装夹定位加工前工件在机床或夹具上占据一正确的位置 夹紧使正确位置不发生变化 增加安装误差 增加装夹时间应尽量减少安装次数 3工位工件与工装可动部分相对工装固定部分所占的位置 多工位加工提高生产率、保证加工面间的相互位置精度 4工步加工表面和加工工具不变条件下所完成的工艺过程 一次安装中连续进行的若干相同的工步1 个工步 用几把不同刀具或复合刀具加工复合工步 5走刀每进行一次切削1 次走刀 二工艺规程 1工艺规程的作用指导生产 组织生产和管理生产 新建、
2、扩建或改建工厂及车间 2工艺规程的设计原则技术上的先进性 经济上的合理性 良好的劳动条件 机械加工工艺规程设计 一零件的工艺分析 1零件技术要求分析 加工表面的尺寸精度 主要加工表面的形状精度 主要加工表面之间的相互位置精度 各加工表面粗糙度以及表面质量方面的其他要求 热处理要求及其它技术要求（如动平衡等）。 1）零件的视图、技术要求是否齐全主要技术要求和加工关键 2）零件图所规定的加工要求是否合理 3）零件的选材是否恰当，热处理要求是否合理 2零件结构及其工艺性分析 结构组成内外圆柱面、圆锥面、平面、螺旋面、齿形面、成形面 结构组合轴类、套筒类、盘环类、叉架类、箱体类 分析刚度及其方向 结构
3、工艺性保证使用要求的前提下，能否以高生产率和低成本制造 二毛坯的选择 1毛坯种类的选择 铸件、锻件、焊接件、型材、冲压件、粉末冶金件和工程塑料件 2确定毛坯的形状和尺寸尽量与零件接近 毛坯加工余量毛坯制造尺寸与零件相应尺寸的差值加工总余量 毛坯公差毛坯制造尺寸的公差 为工件安装稳定，有些毛坯需工艺凸台 为加工方便，一些零件作整体毛坯半圆形零件合成整圆 小零件（垫圈）合成 1 件 3选择毛坯时应考虑的问题 零件的材料及力学性能要求铸铁、有色金属铸 重要件锻 零件的结构形状与尺寸复杂件铸 小台阶轴棒料，大台阶轴锻 生产纲领的大小大批量先进方法 现有生产条件 采用新工艺、新技术、新材料 三定位基准选
4、择 1基准的概念确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面 (1) 设计基准 零件图上的基准尺寸尺寸线的起点 相互位置基准符号 (2) 工艺基准 工艺中用的基准工序基准 定位基准 测量基准 装配基准 2.定位基准的选择毛坯面定位粗基准 已加工面定位精基准 (1) 精基准的选择可靠保证主要加工表面间的相互位置精度 1）基准重合原则选设计基准为定位基准 2）基准统一原则尽可能在多数工序中用一组精基准定位 3）定位稳定准确，简单方便的原则选面大、精度高的面为精基准 4）互为基准原则为加工余量均匀，位置精度高反复加工 5）自为基准原则要求余量小而均匀选加工面本身为精基准 辅助基准人为制造的基准工艺需要
5、而作的工艺凸台、中心孔 提高精度一面两孔定位 (2) 粗基准选择可靠方便地加工精基准 1）保证不加工面与加工面间的位置关系选择不加工面作粗基准 2）定位稳定可靠，简单方便选大面、平整面，无缺陷 3）合理分配各面加工余量应保证各加工面有足够的余量 某些重要面使其加工余量均匀 4）同一方向上的粗基准原则上只允许使用一次 基准选择具体情况具体分析，综合考虑，灵活运用，正确选择 【例】选择支架零件的精基准和粗基准 零件分析加工面底面、顶面、16H7 孔、2-10孔、直槽、圆弧槽 主要加工要求16H7、对称度 0.1、32340.1、280.1 基准分析底面顶面、16H7 孔高度方向的设计基准 16H7
6、 孔轴线直槽、圆弧槽、2-10 孔的设计基准。 精基准选择： 底面限制 3 个自由度（ 、 、 ） 基准重合（底面是顶面、16H7 孔高度方向的设计基准） 基准统一（在大多数工序中使用） 定位稳定可靠、夹具结构简单（定位面积大且平整）。 16H7 孔限制 2 个自由度（ 、 ） 基准重合（直槽、圆弧槽、2-10 孔的设计基准） 基准统一（在大多数工序中使用） 定位稳定可靠，夹具结构简单。 左边 10 孔限制 1 个自由度（ ） 基准重合（与 16H7 中心连线是直槽、圆槽、右 10 夹角的设计基准） 基准统一（在大多数工序中使用） 定位稳定可靠，离 16H7 中心远，转角误差小，夹具结构简单
7、粗基准的选择： 40 外圆限制 4 个自由度（ 、 、 、 ） 保证加工面与不加工面间的位置关系（16H7 与外圆壁厚均匀） 定位稳定可靠、夹紧方便（定位面平整光洁、可用三爪卡盘装夹） K 面限制 1 个自由度（ ） 保证加工面与不加工面间的位置关系（保证尺寸 12） 定位方便（直接靠在三爪卡盘卡爪上）。 左边 R10 外缘限制 1 个自由度（ ） 保证加工面与不加工面间的位置关系（10 孔中心与外圆对称） 四工艺路线的拟订 1表面加工方法和加工方案的选择 （1）加工面的技术要求经济精度正常工作条件下所达到的加工精度 （2）工件材料的性质及热处理 （3）工件的形状和尺寸 （4）结合生产类型考虑
8、生产率和经济性 （5）现有生产条件 2加工阶段的划分 粗加工阶段尽快切除余量高生产率 半精加工阶段继续减少加工余量，为精加工作准备，次要面加工 精加工阶段达到要求的加工精度和表面粗糙度 光整加工和超精密阶段降低表面粗糙度值 原因：保证加工质量 合理使用设备 便于安排热处理 及时发现毛坯缺陷，保护精加工表面 加工阶段划分针对零件加工的整个过程、针对主要加工面 3工序集中与工序分散 工序集中工序少，内容多 装夹次数少，位置精度高，设备数量少，工人少 工序分散工序多，内容少 设备工装简单，调整方便，切削用量合理；设备多，工人多 4加工顺序的安排 （1）机械加工顺序的安排先基准后其它 先粗后精 先主后
9、次、穿插进行 先面后孔 基准加工主要面粗加工次要面加工主要面半精加工 次要面加工修基准主要面精加工 （2）热处理工序的安排 1）预备热处理正火和退火粗加工前 时效处理粗加工前、后 调质处理粗加工后，半精加工前 2）最终热处理淬火精加工、磨削前 渗碳淬火半精加工后 渗氮尽量靠后 表面处理（电镀及氧化）最后 毛坯制造退火或正火主要面粗加工次要面加工 调质（或时效）主要面半精加工次要面加工 淬火（或渗碳淬火）修基准主要面精加工 （3）辅助工序的安排 检验粗加工后，精加工 0 前；转车间前后；重要工序前后，完工后 去毛刺钻、铣、刨、拉后，淬火前 辅助工序清洗、防锈、去磁、平衡等 五加工余量的确定 1加
10、工余量的概念 （1）工序余量切除的金属层厚度等于前后工序尺寸之差 被包容面：Zb=a-b 包容面：Zb=b-a 外圆表面：2Zb=da-db 内孔表面：2Zb=db-da （2）总加工余量 Z =各工序加工余量之和 =毛坯尺寸与零件尺寸之差 =毛坯余量 单向入体原则被包容面基本尺寸为最大极限尺寸，上偏差为零 包容面基本尺寸为最小极限尺寸，下偏差为零 孔与孔（平面）间距离尺寸对称分布 毛坯尺寸正负分布 工序余量的变动范围 =前后工序尺寸公差之和 2影响最小加工余量的因素 34 （1）前工序的表面粗糙度 Ra 和表面缺陷层深度 Ha （2）前工序的尺寸公差 Ta （3）前工序的相互位置偏差 a （
11、4）本工序加工时的安装误差 b 3确定加工余量的方法计算法 查表修正法 经验估算法 六工序尺寸的确定 余量法 确定各工序基本余量及各工序经济加工精度 从后向前推算各工序基本尺寸及毛坯尺寸 按“单向入体原则 ”确定各工序尺寸公差 基准不重合时，必须用尺寸链的原理进行分析计算 七机床及工艺装备的确定 1.机床的确定 1）机床规格尺寸应与工件尺寸相适应 2）机床的精度应与加工精度相适应 3）机床生产率应与生产类型相适应单件小批生产通用设备 大批量生产高效专用设备 4）机床的选择应结合现场的实际情况类型，设备负荷，排列等 2.工艺装备的确定 (1) 夹具的选择 单件小批生产通用夹具，组合夹具 大批量生
12、产高效和自动化专用夹具 多品种中小批量生产可调夹具、成组夹具 夹具的精度与工件加工精度相适应 (2) 刀具的选择优先选用标准刀具 高效复合刀具、专用刀具 刀具的类型、规格及精度与工件加工要求相适应 (3) 量具的选择 单件小批量生产通用量具 大批量生产高效专用量具-极限量规、专用量具和测量仪器 量具的量程和精度与工件结构尺寸和精度相适应 八确定切削用量和时间定额 1.切削用量的选择 单件小批生产不规定 批量较大严格地确定 粗加工保证高生产率 大的背吃刀量，较大的进给量，合理的切削速度 精加工保证加工精度和表面质量 较小的背吃刀量和进给量、合理的切削速度。 组合机床、自动机床比一般低一些 2时间
13、定额生产 1 件产品或完成 1 道工序所耗的时间 （1）单件时间定额 Tp 基本时间 Tb直接改变对象的尺寸形状、位置、状态或性质所耗的时间 直接切除余量所耗时间（含切入切出时间） 辅助时间 Ta实现基本工艺所进行的各种辅助动作所耗的时间 装卸、开停机、进退刀、改变切削用量、试切和测量等 基本时间+ 辅助时间= 作业时间 布置工作地时间 Ts工作班内照管工作地所耗的时间，作业时间 27% 调整更换刀具、修整砂轮、润滑擦试机床、清理切屑 休息与生理需要时间 Tr工作班内满足生理需要所耗的时间， 作业时间 24% 准备和终结时间 Te为生产一批产品准备和结束工作所耗的时间 Tp =Tb+Ta+Ts
14、+Tr+ （2）提高生产率的措施 1)缩减基本时间 Tb 外圆车削：Tb= 增大切削用量硬质合金200m/min，陶瓷刀具500m/min 金刚石、立方氮化硼刀具普通钢材900m/min 淬火钢或高镍合金钢90m/min 高速磨削80m/s；强力磨削深度630mm 减少或重合切削行程长度多刀多刃加工 多件加工顺序加工 平行加工 平行顺序加工 减小切削加工余量 Z毛坯精化 粉末冶金、压力铸造、精密铸造、精锻、冷挤压、热挤压等 冷挤压齿轮代替剃齿 2）缩短辅助时间直接缩减、间接缩减 直接缩减辅助时间大批量生产先进高效夹具 单件小批量生产成组夹具或通用夹具 主动测量法加工过程中测量工件实际尺寸，并主
15、动控制 数字显示装置显示尺寸变化、刀具位移量 间接缩减辅助时间使辅助时间与基本时间重合 转位移位工作台或多根心轴加工时间内装卸工件 主动测量或数字显示装置使测量时间与基本时间重合 （3）缩短布置工件地时间减少调刀对刀时间 快换刀夹、刀具微调机构、专用对刀样板、对刀块 （4）缩短准备和终结时间扩大零件批量和减少调整机床、工装的时间 成批生产缩短安装刀具、调整机床的时间，扩大零件批量 中小批生产零件通用化和标准化，或采用成组技术 34十编制工艺规程文件 机械加工工艺过程卡片成批生产 工艺路线工序名称、内容、车间工段、机床工艺装备名称、时间定额 机械加工工序卡片大批量生产、中批关键件、小批关键工序
16、工序加工要求细实线画工件外形（加工面用粗实线表示）本工序尺寸及公差、表面粗糙度及其它技术要求 定位基准、夹压位置和方式 3-3 工艺尺寸链 一工艺尺寸链的概念 1尺寸链的定义互相联系的，按一定顺序排列成的封闭尺寸图形 封闭性首尾相接 工艺性随工艺方案变化而变 2工艺尺寸链的组成: 封闭环最后自然形成的尺寸，A0 组成环直接获得的尺寸 增环该环增大，封闭环相应增大， 减环该环增大，封闭环相应减小， 3增、减环的判定方法设封闭环为减环方向，沿减环方向绕尺寸链顺次画箭头， 即为各组成环方向 4工艺尺寸链的建立 封闭环的确定间接得到 组成环的查找从定位面到加工面的尺寸直接得到 二工艺尺寸链计算的基本公
17、式 1封闭环基本尺寸=所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和 2封闭环上偏差=所有增环上偏差之和减去所有减环下偏差之和 3封闭环下偏差=所有增环下偏差之和减去所有减环上偏差之和 4封闭环公差=各组成环公差之和 三工艺尺寸链的应用 1.基准不重合时工序尺寸及公差的确定 （1）测量基准与设计基准不重合时尺寸的换算 【例】尺寸 不便测量，改测量孔深 A2 ，通过 （A1 ）间接 保证尺寸 （A0），求工序尺寸 A2 及偏差。 解:画尺寸链 封闭环 A0= ， 增环 A1= ， 减环 A2 计算封闭环基本尺寸： 10 = 50 - A2 A2=40 封闭环上偏差： 0 = 0 - EI2 EI2
18、=0 封闭环下偏差： 0.36 = -0.17 - ES2 ES2=0.19 验算封闭环公差 T0=0.36 ， T1+ T2 =0.17+0.19=0.36 计算正确 （2）定位基准与设计基准不重合时尺寸的换算 【例】A、B、C 面已加工。以 A 面定位镗孔，求工序尺寸及偏差。 解:画尺寸链 封闭环 A0= 增环 A2= ，A3 减环 A1= 计算封闭环基本尺寸： 100 = 40 + A3 - 240 ， A3=300 封闭环上偏差： 0.15 = 0 + ES3 - 0 ， ES3=0.15 封闭环下偏差： -0.15 =-0.06+EI3 - 0.1 ， EI3=0.01 =300.080.07 验算封闭环公差 T0=0.3 ， T1+ T2+ T3=0.10+0.06+0.14=0.30 计算正确 此帖被 luther021 在 2010-02-25 16:21 重新编辑 34
