第七章 工藝過程基本知識

1、第七章 工藝過程的基本知識1 工藝過程的基本概念一、生產(chǎn)過程和工藝過程一、生產(chǎn)過程和工藝過程1. 1. 生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程由原材料制成各種零件，并裝配成機器的全過程。由原材料制成各種零件，并裝配成機器的全過程。包括：原材料的運輸、保管，生產(chǎn)準備、毛坯制造、機械加工、熱處理、裝配、檢驗、試車、油漆、包裝等。2. 2. 工藝過程工藝過程 在生產(chǎn)過程中，直接改變原材料的（毛坯）的形狀、在生產(chǎn)過程中，直接改變原材料的（毛坯）的形狀、尺寸、性能，使之變?yōu)槌善坊虬氤善返倪^程。尺寸、性能，使之變?yōu)槌善坊虬氤善返倪^程。工藝過程具體可分為： 熱加工（鑄造、壓力加工、焊接）、機械加工、裝配等工藝過程。1) 1) 工

2、序工序 一個（一組）工人，在同一工作地點（同一機床），對一個（一組）零件所連續(xù)完成的那部分工藝過程。機械加工工藝過程的組成機械加工工藝過程的組成二、機械加工工藝過程二、機械加工工藝過程采用各種機械加工方法，直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面質(zhì)量、性能，使之成為合格零件的過程。4) 4) 安裝安裝 2) 2) 工步工步 工件在一次裝夾中所完成的那部分工藝過程。在一個工序中，當加工表面、刀具、進給量、轉(zhuǎn)速不變的條件下，所連續(xù)完成的那部分工藝過程。3) 3) 走刀走刀 5) 5) 工位工位指在加工表面上切削一次所完成的那一部分工步。 零件在機床上所占據(jù)的每一個待加工位置稱為工位。 三、生產(chǎn)類型三、生

3、產(chǎn)類型1. 1. 生產(chǎn)綱領生產(chǎn)綱領生產(chǎn)綱領 產(chǎn)品的年產(chǎn)量。%)1%)(1 (nQN零生產(chǎn)綱領產(chǎn)品的年產(chǎn)量廢品率備品每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃稱為生產(chǎn)綱領。計劃期為一年的生產(chǎn)綱領稱為年生產(chǎn)綱領，也稱年生產(chǎn)總量。 1) 1) 單件生產(chǎn)單件生產(chǎn) 2) 2) 成批生產(chǎn)成批生產(chǎn) 3) 3) 大量生產(chǎn)大量生產(chǎn) 單個的制造某一種零件，很少重復、甚至不重復生產(chǎn)。如：大型機械、試制品、修配件等。成批的制造某一相同的零件，每隔一定時間又重復生產(chǎn)。小批生產(chǎn)：中批生產(chǎn)：大批生產(chǎn)：同一種零件（產(chǎn)品）的制造數(shù)量很大，在大多數(shù)工作地點，經(jīng)常重復地進行一種零件某一工序的生產(chǎn)。2. 2.

4、生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型根據(jù)批量生產(chǎn)類型同一零件的年產(chǎn)量（件）重型中型小型單件生產(chǎn)5201000500050000生產(chǎn)類型的劃分：生產(chǎn)類型的劃分：單件、小批生產(chǎn)單件、小批生產(chǎn)成批生產(chǎn)成批生產(chǎn)大批大量生產(chǎn)大批大量生產(chǎn)加工對象加工對象經(jīng)常變換經(jīng)常變換周期性變換周期性變換固定不變固定不變工藝規(guī)程工藝規(guī)程簡單的工藝路線卡簡單的工藝路線卡較詳細的工藝規(guī)程較詳細的工藝規(guī)程詳細的工藝規(guī)程詳細的工藝規(guī)程機床設備機床設備通用（萬能）的設備通用（萬能）的設備通用和部分專用設備通用和部分專用設備廣泛使用高效專用設備廣泛使用高效專用設備夾具夾具通用夾具通用夾具廣泛使用專用夾具廣泛使用專用夾具廣泛使用高效專用夾具廣泛使用高效專

5、用夾具刀具和量具刀具和量具一般刀具和通用量具一般刀具和通用量具部分的采用專用刀具和部分的采用專用刀具和量具量具廣泛采用高效率專用刀廣泛采用高效率專用刀具和量具具和量具毛坯毛坯木模手工造型和自由木模手工造型和自由鍛造鍛造,精度低精度低部分的采用機器造型和部分的采用機器造型和模鍛模鍛,精度和余量中等精度和余量中等機器造型、壓力鑄造、機器造型、壓力鑄造、模鍛、滾鍛等模鍛、滾鍛等,精度高精度高對工人的技對工人的技術要求術要求高高一般一般操作工操作工 低低調(diào)整工調(diào)整工 高高成本成本高高中中低低生產(chǎn)率生產(chǎn)率低低中中高高各種生產(chǎn)類型的特征和要求：各種生產(chǎn)類型的特征和要求：2 2 工件的安裝與夾具工件的安裝與

6、夾具定位夾緊= 安裝+一、工件的安裝一、工件的安裝1. 1. 直接找正安裝法直接找正安裝法工件直接安裝在機床工作臺或通用夾具上，利用找正工具找正位置，然后夾緊。找正比較費時，定位精度的高低主要取決于找正面、所用工具或儀表的精度，以及工人的技術水平。所以：定位精度不易保證，生產(chǎn)率低，僅適用于單件小批量生產(chǎn)。3. 3. 夾具安裝法夾具安裝法工件安裝在為其加工專門設計和制造的夾具上中。無需找正。所以：定位精度高，生產(chǎn)率高，適用于大批量生產(chǎn)。2. 2. 劃線找正安裝劃線找正安裝預先在毛坯的待加工面上劃出找正線，然后用劃線工具找正工件在機床上的正確位置，再夾緊。所以：定位精度不高，生產(chǎn)率低，適用于單件小

7、批生產(chǎn)。二、夾具簡介二、夾具簡介夾具是加工工件時，為完成某道工序，用來正確迅速安裝工件的裝置。1. 1. 夾具的種類夾具的種類1) 1) 通用夾具通用夾具 已標準化的夾具。如：三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗、分度頭等。所以：通用性強，定位精度不易保證，生產(chǎn)率低，僅適用于單件小批量生產(chǎn)。2) 2) 專用夾具專用夾具 為某一特定零件的特定工序?qū)ｉT設計和制造的夾具。所以：設計制造周期長，定位精度高，生產(chǎn)率高，適用于大批量生產(chǎn)。3)3)可調(diào)夾具可調(diào)夾具指加工形狀相似、尺寸相近的多種零件時，只需更換或調(diào)整指加工形狀相似、尺寸相近的多種零件時，只需更換或調(diào)整夾具上的個別元件或部件，就可使用的夾具。夾具上的個

8、別元件或部件，就可使用的夾具。 可以顯著減少專用夾具數(shù)量，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，因此在多品種、小批量生產(chǎn)中得到廣泛應用。4)4)組合夾具組合夾具由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。 元、部件之間相互配合部分的尺寸精度高、硬度高、耐磨性好，且具有完全互換性，可以隨時拆卸和組裝，所以組合夾具特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件、小批量生產(chǎn)。5)5)隨行夾具隨行夾具該夾具既要起到裝夾零件的作用，又要與零件成為一體沿著該夾具既要起到裝夾零件的作用，又要與零件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。自動線從一個工位移到下一

9、個工位，進行不同工序的加工。2. 2. 夾具的組成夾具的組成工件工件擋鐵擋鐵V V形塊形塊夾緊機構(gòu)夾緊機構(gòu)鉆套鉆套夾具體夾具體1) 1) 定位元件及裝置定位元件及裝置 2) 2) 夾緊機構(gòu)及裝置夾緊機構(gòu)及裝置 3) 3) 導向及對刀元件導向及對刀元件5) 5) 其它元件及裝置其它元件及裝置 4) 4) 夾具體夾具體 夾具上用來對刀和引導刀具進入正確加工位置的元件。分度機構(gòu)、導向鍵、平衡塊等。用于連接夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件，并通過它與機床有關部位連接，以確定夾具相對于機床的位置。 工件工件擋鐵擋鐵夾緊機構(gòu)夾緊機構(gòu)鉆套鉆套夾具體夾具體三、工件三、工件 定位原理定位原理xyz1

10、. 1. 工件的六點定位原理工件的六點定位原理 xyzxyz：xoyo：yoz：xozxyzxzy注意： 定位支承點限制工件自由度時，必須使支承點與工件定位基準面始終緊密貼緊。 一個支承點只限制工件的一個自由度，工件的同一自由度只能有一個支承點限制。 夾緊 定位CBbca2. 2. 定位現(xiàn)象分析定位現(xiàn)象分析 完全定位工件在夾具中六個自由度都被限制，工件具有唯一確定的位置。AabcxyzxzyaAbCabxyzzyaxyz 不完全定位工件在夾具中被限制的自由度數(shù)少于六個，仍能保證加工質(zhì)量。aA 欠定位 過定位xyz只限制：夾具中用兩個或兩個以上 的支承點重復限制工件的某一個自由度。aAbC四、四

11、、 常用定位元件常用定位元件定位元件應滿足下列基本要求： (1) 應具有足夠的精度。 (2) 應有足夠的剛度和強度。 (3) 應有一定的耐磨性。 通常定位元件的尺寸精度取IT6IT8；表面粗糙度值取0.2 m 1.6 maR。其硬度一般要求為HRC58HRC65。 1. 1. 平面定位的定位元件平面定位的定位元件 1) 支承釘2) 支承板3) 可調(diào)支承2. 2. 圓柱孔定位的定位元件圓柱孔定位的定位元件1) 定位銷2) 定位心軸3) 圓錐銷3. 3. 零件以外圓柱面定位的定位元件零件以外圓柱面定位的定位元件(1) V形塊(2) 定位套筒3 3 機械加工工藝規(guī)程的制定機械加工工藝規(guī)程的制定機械加

12、工工藝規(guī)程制定步驟機械加工工藝規(guī)程制定步驟分析產(chǎn)品裝配圖和零件圖，對零件進行工藝分析，形成擬定工藝規(guī)程的總體思路；確定毛坯的制造方法；擬定工藝路線，選定定位基準，劃定加工階段；確定各工序所用的機床設備和工藝裝備(含刀具、夾具、量具、輔具等)；確定各工序的加工余量，計算工序尺寸和公差；確定各工序的切削用量和工時定額；確定各主要工序的技術要求和檢驗方法；編制工藝文件。一、對加工零件進行工藝分析一、對加工零件進行工藝分析1).1). 檢查零件的圖紙是否完整正確；檢查零件的圖紙是否完整正確；2).2). 審查零件材料的選擇是否恰當；審查零件材料的選擇是否恰當；3).3). 審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性；審查零

13、件的結(jié)構(gòu)工藝性；4).4). 分析零件的技術要求；分析零件的技術要求；二、毛坯的選擇及加工余量的確定二、毛坯的選擇及加工余量的確定1) .1) . 確定毛坯的種類；確定毛坯的種類；毛坯 鍛件、鑄件、型材、焊接件等。2).2). 確定毛坯的形狀；確定毛坯的形狀；三、定位基準的選擇三、定位基準的選擇1. 1. 基準的概念及分類；基準的概念及分類；1) 1) 基準基準 2) 2) 基準的分類基準的分類 設計基準：在零件圖上用于標注尺寸和表面相互位置關系的基準?；鶞示褪橇慵嫌脕泶_定其他點、線或面位置的點、線或面等幾何要素。 工藝基準：工藝基準： 在工藝過程中所依據(jù)的基準。定位基準：定位基準：裝配基準

14、：裝配基準：測量基準測量基準：裝配時，用來確定零件、部件在產(chǎn)品中的相對位置所依據(jù)的基準。在加工過程中，用作工件定位的基準。測量工件被加工表面尺寸和相互位置所依據(jù)的基準。工序基準：工序基準：用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準 2、定位基準的選擇、定位基準的選擇（1 1）粗基準的選擇）粗基準的選擇 保證各重要加工表面都有足夠的加工余量 保證加工表面與非加工表面之間的相互位置精度如果首先要求保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，則應以不加如果首先要求保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，則應以不加工面作為粗基準。工面作為粗基準。 保證相互位置要求原則 床身粗基準選擇比較床

15、身粗基準選擇比較工序工序1 1工序工序1 1工序工序2 2工序工序2 2余量均勻分配原則如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時，應選擇該表面的毛坯如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時，應選擇該表面的毛坯面作為粗基準。面作為粗基準。 便于工件裝夾原則 要求選要求選用的粗基準面盡可能平整、光潔，且有足夠大的尺寸，不允用的粗基準面盡可能平整、光潔，且有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。也不宜選用鑄造分型面許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。也不宜選用鑄造分型面作粗基準。作粗基準。粗基準一般不得重復使用原則 如果零件上所有的表面都需要機械加工，則應以加工余量最小的

16、加工表面作粗基準，以保證加工余量最小的表面有足夠的加工余量。 （2 2） 精基準的選擇精基準的選擇 精基準 經(jīng)過切削加工才用作定位基準的表面。盡可能選用設計基準為定位基準?？梢员苊庥捎诨鶞什恢睾隙鸬亩ㄎ徽`差。重點考慮：如何較少誤差，提高定位精度。重點考慮：如何較少誤差，提高定位精度。 “基準基準”重合原則；重合原則；基準統(tǒng)一原則基準統(tǒng)一原則 當工件以某一表面作精基準定位，可以方便地加工大多當工件以某一表面作精基準定位，可以方便地加工大多數(shù)（或全部）其余表面時，應盡早地將這個基準面加工數(shù)（或全部）其余表面時，應盡早地將這個基準面加工出來，并達到一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均出來，并達到

17、一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均以它為精基準進行加工。以它為精基準進行加工。 采用基準統(tǒng)一原則：采用基準統(tǒng)一原則： 有利于保證各加工表面之間有利于保證各加工表面之間的位置精度；的位置精度； 可以簡化夾具設計，減少工可以簡化夾具設計，減少工件搬動和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。件搬動和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。 1、2 軸頸3、4 錐孔互為基準原則 導軌磨削基準選擇導軌磨削基準選擇自為基準原則 便于裝夾原則 所選擇的精基準，應能保證工件定位準確、可靠，并盡可所選擇的精基準，應能保證工件定位準確、可靠，并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。能使夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。當精加工工序要求余量當精加工工序要求余量盡量均勻而小時，應選盡量均

18、勻而小時，應選加工面本身作精基準。加工面本身作精基準。為了獲得小而均勻加工余量和較高的位置精度，采用反復加工，互為基準。為了獲得小而均勻加工余量和較高的位置精度，采用反復加工，互為基準。 四、四、 工藝路線的擬定工藝路線的擬定就是把零件各表面的加工和所需的工序按順序作合理安排。就是把零件各表面的加工和所需的工序按順序作合理安排。1. 選擇加工方法選擇加工方法1 1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求。零件加工表面的精度和表面粗糙度要求。2 2）零件材料的加工性。）零件材料的加工性。3 3）生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍要求。生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍要求。4 4）經(jīng)濟性。）經(jīng)濟性。5 5）企業(yè)現(xiàn)有加工設備和加工能

19、力。）企業(yè)現(xiàn)有加工設備和加工能力。例：加工一個直徑25H7表面粗糙度Ra0.8m的孔。 a.鉆孔-擴孔-粗鉸-精鉸； b.鉆孔-粗鏜-半精鏜-磨削； c.鉆孔-粗鏜-半精鏜-精鏜-精細鏜； d.鉆-拉。2. 2. 加工階段的劃分；加工階段的劃分； 粗加工階段：粗加工階段： 半精加工階段半精加工階段 ： 精加工階段精加工階段 ： 光整加工階段光整加工階段 ：劃分加工階段的目的：劃分加工階段的目的： 保證加工質(zhì)量； 及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷； 合理使用設備 便于組織生產(chǎn)。 3. 3. 工序的集中與工序分散；工序的集中與工序分散；1.工序集中的特點（1）采用高效率專用設備和工藝設備，提高生產(chǎn)率、減少機床數(shù)

20、量和生產(chǎn)面積。（2）減少了工序的裝夾次數(shù)。工件在一次裝夾中可加工多個表面，有利于保證這些表面之間的相互位置精度。減少裝夾次數(shù)，也可減少裝夾所造成的誤差。（3）減少工序數(shù)目，縮短了工藝路線，也簡化了生產(chǎn)計劃和組織工作。 （4）專用設備和工藝裝備較復雜，生產(chǎn)準備周期長，更換產(chǎn)品較困難。工序分散的特點如下： （1）設備和工藝裝備比較簡單，調(diào)整比較容易。（2）工藝路線長，設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)占地面積大。（3）可采用最合理的切削用量，減少基本時間。（4）容易變換產(chǎn)品。n4. 加工順序的安排加工順序的安排 先粗后精； 先基準后其它； 先主后次； 先面后孔。正火、退火、時效處理和調(diào)質(zhì)等預備熱處理常安排在粗

21、加工前后，淬火回火、滲碳淬火、滲氮等最終熱處理一般安排在精加工(磨削)之前，或安排在精加工之后， 熱處理工藝的安排熱處理工藝的安排6、編制工藝文件、編制工藝文件1. 1. 機械加工工藝過程卡片機械加工工藝過程卡片2. 2. 機械加工工序卡片機械加工工序卡片2. 2. 機械加工工藝（綜合）卡片機械加工工藝（綜合）卡片用于單件、小批生產(chǎn)中。用于大批大量生產(chǎn)中。用于成批生產(chǎn)中。4 4 典型零件工藝過程典型零件工藝過程一、軸類零件一、軸類零件1. 軸類零件的材料及毛坯常用的材料是45鋼 40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn 20CrMnTi、18CrMnTi、20Mn2B、20Cr等 中碳合金氮化鋼38CrMoAlA， 軸類零件可選用棒料、鑄件、或鍛件等毛坯形式。 (1)所用材料(2)所用毛坯2. 軸類零件的加工工藝特點精定位基準是兩中心孔 粗加工時為了提高零件的剛度，一般用外圓表面或外圓表面與中心孔共同作為定位基準。內(nèi)孔加工時，也以外圓作為定位基準。對于空心軸，為了使以后各工序有統(tǒng)一的定位基準，在加工出內(nèi)孔后，采用帶中心孔的錐堵或錐堵心軸，保證用中心孔定位 n在設備維