制造工藝工藝規(guī)程的制定課件

1、第三章 工藝規(guī)程的制定一、生產(chǎn)過程和生產(chǎn)系統(tǒng)1.生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程是指產(chǎn)品由原材料到成品之間的各個相互聯(lián)系的勞動過程的總和。 包括原材料的運輸與管理、生產(chǎn)的準備工作、毛坯的制定、零件的加工，部件和產(chǎn)品的裝配、檢驗、油漆和包裝等。 3.1 基本概念生產(chǎn)過程特征要求不同產(chǎn)品的生產(chǎn)過程大不一樣，同一產(chǎn)品在不同廠家生產(chǎn)其生產(chǎn)過程也各有特點，不完全一樣。雖然各個廠家的生產(chǎn)過程各不一樣，但有一點是共同的：就是在滿足生產(chǎn)質量前提下，使生產(chǎn)效率最高，生產(chǎn)費用最低。實現(xiàn)優(yōu)質、高效、低成本的有效措施 采用多個工廠聯(lián)合協(xié)作，有利于組織專業(yè)化的生產(chǎn)，有利于達到這一目的。一個工廠的生產(chǎn)過程是為了便于組織生產(chǎn)和管理，常分為

2、各個車間或分廠的生產(chǎn)過程。一個車間或分廠生產(chǎn)成品，往往又是其它車間或分廠車間的原材料。2、系統(tǒng)及其屬性系統(tǒng)：根據(jù)其構成單元和功能的不同有多種不同的定義，較普遍的定義是：系統(tǒng)只由兩個或兩個以上相互依賴、相互作用、共同配合實現(xiàn)預定功能的各單元組成的有機集合體。如生態(tài)系統(tǒng)、水利系統(tǒng)、鐵路運輸系統(tǒng)，一臺機器、一套化工設備、一個工廠都可看成是一個系統(tǒng)。 如：鑄造和鍛造車間的成品就是機械加工車間的毛坯；機械加工車間的成品，又是裝配車間的原材料。系統(tǒng)具有如下屬性（基本特征） 集合性 關聯(lián)性 目的性 環(huán)境適應性 集合性：系統(tǒng)是由若干個要素組成，單元既可以是實體，也可以是要概念（信息），可以是天然的；也可以是人

3、工的（機床、夾具等）。 系統(tǒng)中各要素不是簡單地相加，只有各要素構成有機整體時系統(tǒng)才具備其功能。 一個系統(tǒng)，即使各要素都很優(yōu)良，如果整體性耐差，不成為一個好系統(tǒng)。 反之，一些不算很理想的要素，如果綜合得好，可成為具有優(yōu)良性能的系統(tǒng)。 關聯(lián)性：各個單元要素集合在一起構成的是一個“群體”或“整體”。 要使這一“群體”成為系統(tǒng)，各單元要素間必然存在相互聯(lián)系或相互影響。它們的關系可以是物理關系、邏輯關系或法定關系（如社會中上、下級關系）。可表現(xiàn)為某個單元從另一個單元接受輸入，而其輸出又往往是別的單元輸入。 如：汽車系統(tǒng)中，發(fā)動機變速箱傳動軸后橋叉速器行走輪胎。 目的性：為達到一定的目的，系統(tǒng)都具有一定的

4、功能。如：電力系統(tǒng)：目的是向用戶供電，它必須具有將其它形式的能轉化為電能 、功能。 制造系統(tǒng)：目的是向社會提供產(chǎn)品或設備，它應具有特材料制成各種零件，并裝配成產(chǎn)品的功能。測試系統(tǒng)：它通過許多傳感器，電器元件、存儲器、芯片及電纜導線組成，其目的是對信號進行采集、存貯、分析和處理。 環(huán)境適應性：任何系統(tǒng)都有一定的邊界和環(huán)境，與外部環(huán)境有一定的聯(lián)系和相互作用。外部環(huán)境的變化與系統(tǒng)是相互影響的，它們之間隨時進行著物質、能量、信息的交換。如機械加工系統(tǒng)受周圍環(huán)境的影響。 若系統(tǒng)能找出一種辦法進行自我控制，即便外部環(huán)境發(fā)生了變化，也能始終保持最優(yōu)狀態(tài)的系統(tǒng)。這樣，系統(tǒng)具有環(huán)境適應性。如：閉環(huán)、半閉環(huán)制造系

5、統(tǒng)。首先來看生產(chǎn)系統(tǒng)的兩個子系統(tǒng)，機械加工工藝系統(tǒng)和機械制造系統(tǒng)。3、 生產(chǎn)系統(tǒng)它們彼此關聯(lián)，相互影響，滿足特定加工要求的系統(tǒng)。機械加工工藝系統(tǒng)的組成（1）機械加工工藝系統(tǒng)金屬切削機床刀具夾具工件該系統(tǒng)的目的：是在特定的生產(chǎn)條件下，適應環(huán)境的要求，各要素間相互關聯(lián)，相互影響，在保證質量和產(chǎn)量前提下，采用合理的工藝過程，降低該工藝的加工成本。 要求：從機床、刀具、夾具、工件四個要素的整體出發(fā)，綜合分析、研究各種有關問題，實現(xiàn)系統(tǒng)的最佳化方案。機械加工工藝系統(tǒng)中的流物質流能量流信息流如坯料在各工序間流動加工中機床要耗費電力資源控制著系統(tǒng)中物質要素的動作和流動的工藝文件和數(shù)控程序。 機械加工工藝系統(tǒng)

6、中，坯料經(jīng)一工序加工，檢驗后，然后作為本工序加工完成的零件輸?shù)较乱还ば?。這樣一來，系統(tǒng)中存在物質的流動，我們稱之為“物質流”，同時在加工中，機床要耗費電力資源，也就是說系統(tǒng)中存在著“能量流”。另外，當今電子計算機和自動控制等技術廣泛深入到機械加工領域中，如工藝文件通過數(shù)控程序和適應性控制模型控制著系統(tǒng)中物質要素的動作和流動。這種要素我的稱之為信息流。 一個工序很優(yōu)秀，并不一定能獲得零件最低加工成本。必須全盤考慮組成零件加工的各道加工工序，才能實現(xiàn)零件加工的最佳化。這樣綜合的結果就是機械制造系統(tǒng)。 （2）機械制造系統(tǒng) 機械制造系統(tǒng)是以整個機械加工車間為更高一級的系統(tǒng)來考慮問題，其整體目的是使該車

7、間能最有效地全面完成全部零件的機械加工任務。它由各機械加工工藝系統(tǒng)要素組成。其中信息流除機械加工工藝系統(tǒng)中工藝參數(shù)信息外，還有計劃、調度、管理等方面的信息。 生產(chǎn)系統(tǒng)是以整個制造工廠為整體來看待的。工廠是社會生產(chǎn)的基層單位，在工廠進行的所有生產(chǎn)活動的總和就構成了一個典型的具有輸入和輸出的生產(chǎn)系統(tǒng)。 工廠（企業(yè)）是一個復雜的非線性大動力學系統(tǒng)，為了有效地經(jīng)營并獲得最高的經(jīng)濟效益，就不僅要把原材料，毛坯制造、機械加工、熱處理、裝配油漆、試車、運輸和保管等屬于物質范疇的要素進行考慮，而且還必須把技術情報，經(jīng)營管理，勞動力調配，市場動態(tài)等信息作為影響系統(tǒng)效果的要素來考慮。 （3）生產(chǎn)系統(tǒng)采購部門 銷售

8、部門供應商客戶AAAKMT采購 生產(chǎn) 銷售倉庫 銷售訂單 產(chǎn)品倉庫采購訂單 物料生產(chǎn)派工單資源設備人員 信息流過程資金流過程資金支出收入物流過程勞務流能量流 生產(chǎn)系統(tǒng)除物質流，能量流和信息流外，還包含勞務流和資金流，在工廠內(nèi)部動態(tài)地流動。資金流物流采購收貨領料生產(chǎn)入庫發(fā)運總帳物流帶動資金流應收帳款應付帳款采購生產(chǎn)發(fā)運入庫收貨領料信息流指揮物流采購生產(chǎn)發(fā)運入庫收貨領料銷售訂單派工單采購訂單初步設計數(shù)字化預裝配詳細設計P D M工裝CAD CAPP NC工藝CAPP NC用戶需求 使用維護反饋信息 方案設計設計、工藝總帳信息流、物流、資金流的統(tǒng)一應收帳款應付帳款采購生產(chǎn)發(fā)運入庫收貨領料采購訂單銷售

9、訂單派工單初步設計數(shù)字化預裝配詳細設計P D M工裝CAD CAPP NC工藝CAPP NC用戶需求 使用維護反饋信息 方案設計設計、工藝 由此可見，生產(chǎn)系統(tǒng)是包含制造系統(tǒng)更高一級的系統(tǒng)，制造系統(tǒng)是生產(chǎn)系統(tǒng)中比較重要的子系統(tǒng)。 我們之所以要來分析系統(tǒng)的概念，就是要用系統(tǒng)工程技術的觀點來分析所研究的系統(tǒng)及其組成，樹立局部服從整體，整體融于局部的觀點，以實現(xiàn)整個生產(chǎn)系統(tǒng)的最佳化。 1.工藝過程生產(chǎn)過程包含了工藝過程和輔助過程:工藝過程：直接改變工件形狀、尺寸、位量、性質;輔助過程：運輸、保管、刃磨、設備維護等。工藝過程：生產(chǎn)過程中，按一定順序逐漸改變生產(chǎn)對象的形狀（鑄造、鍛造等）、尺寸（機械加工）

10、、位置（裝配）和性質（熱處理），使其成為預期產(chǎn)品的主要過程；或者與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P的過程?？删唧w的分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、電鍍、裝配等工藝過程。本課程主要是研究機械加工工藝過程中的系列問題。 二、工藝過程和工藝規(guī)程同一零件（產(chǎn)品）可以采用不同的加工過程，零件依次通過的全部加工過程稱之工藝路線或工藝流程；它是制定工藝過程和進行車間分工的重要依據(jù)。工藝規(guī)程：技術人員根據(jù)工件要求、設備條件和工人技術情況等，確定采用的工藝過程，并將其寫成工藝文件。 工藝規(guī)程的形式： 機械加工工藝過程：由毛坯機加工變?yōu)槌善返倪^程。 機械加工工藝規(guī)程：將合理的機械加工過程以文件的形式寫出。2.

11、工藝規(guī)程三、工藝過程的組成1. 工序、工步和走刀 工序：一個或一組工人，在一個工作地對同一個或同時幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。它是組成工藝過程的基本單元。 一組（個）工人一個工作地（指機床）連續(xù)地加工工序包括三要素三要素任何一個改變都將視為不同工序。（如熱處理后再一次回到同一工作地）。 工步：在加工表面（或裝配時的連接表面）不變、加工（或裝配）工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序。加工表面不變（可以是單個表面或組合表面）工具不變（四角刀架，換刀）連續(xù)性（一個工序通常包含幾個工步）。工步包括三要素 走刀：(工作行程) 在一個工步中，有時材料要分幾次去除，則其切去一層材料稱為一次走

12、刀。工藝規(guī)程中常不包含走刀，但對加工量影響大的場合，應規(guī)定走刀（余量） 。 加工方案一小批量生產(chǎn)：車銑、去毛刺加工方案二大批量生產(chǎn)：1、粗車小端面、外圓、倒角2、粗車大端面、外圓、倒角3、精車小外圓4、精車大外圓5、銑鍵槽、去毛刺 為簡化工藝文件，對于那些連續(xù)進行的若干個相同的工步，通常都看作一個工步。如圖加工的零件，在同一工序中，連續(xù)鉆四個 5mm的孔，就可看作一個工步。 為了提高生產(chǎn)率，用幾把刀具同時參與切削幾個表面，這也可看作一個工步，稱為復合工步。端面或鉆兩端中心孔，它們都是復合工步。例如：銑端面、鉆中心孔，每個工位都是用兩把刀具同時銑兩立軸轉塔車床回轉刀架上的復合工步刨平面復合工步組

13、合銑刀銑平面復合工步鉆、擴孔復合工步提示： 小批量生產(chǎn)：產(chǎn)量少效率不是主要問題，主要應減少設備使的臺數(shù)及人員分配，所以不宜采取工序分散的辦法。 大批大量生產(chǎn)：主要問題是要提高生產(chǎn)率，所以宜采用高效專業(yè)用設備，工序也較多。2、安裝和工位 安裝：同一工序中，工件在機床或夾具中定位和夾緊一次，稱為一次安裝。 工位：為了完成一定的工序內(nèi)容，一次裝夾后，工件與夾具或設備的可動部分一起相對刀具或設備的固定部分所占據(jù)的某一個位置。 工件在加工中應盡量減少裝夾次數(shù)，因為多一次裝夾，就會增加裝夾的時間，還會增加裝夾誤差。 減少裝夾次數(shù)的有效辦法是采用多工位夾具。 減少工件的安裝次數(shù) 多工位加工工序1：裝卸工件

14、工序2：鉆孔工序3：擴孔 工序4：鉸孔 可實現(xiàn)加工時間與輔助時間重疊。 減少輔助時間，縮短工時，提高效率。多工位加工的好處：四、生產(chǎn)綱領和生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領：根據(jù)國家計劃，市場需要和企業(yè)的生產(chǎn)能力編制企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。產(chǎn)量的組成：需求產(chǎn)品數(shù)量，備品數(shù)量、廢品數(shù)量。因此：年生產(chǎn)綱領N可由下式計算：N=Qn(1+%)(1+%) - 年產(chǎn)量（臺/年） n - 每臺產(chǎn)品所需該零件數(shù)量（件/臺）- 備品率- 廢品率 本生產(chǎn)綱須確定后，就可以根據(jù)車間的具體情況按一定期限分批投產(chǎn)，每批投產(chǎn)的零件數(shù)量稱為批量。生產(chǎn)類型產(chǎn)品有大有小，小到螺釘，大至收音機，船舶。其特征有的復雜，有的簡單，

15、批量和生產(chǎn)綱須也各不相同。1單件、小批生產(chǎn)特征：產(chǎn)品做得少，只做一件或數(shù)件； 一個工作打進行多工序和多品種的作業(yè)； 重型機器、大型船舶，新樣機制造屬此類型。 根據(jù)產(chǎn)品的大小、特征、批量和生產(chǎn)綱領，我們通常將產(chǎn)品的生產(chǎn)分成三種生產(chǎn)類型：生產(chǎn)類型單件、小批生產(chǎn)成批生產(chǎn) 大批、大量生產(chǎn) 2成批生產(chǎn)特征： 產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量較多，周期地成批投入生產(chǎn)； 一個工作地順序地、分批地完成不同工件的某些工序； 通用機床，數(shù)量需求不大，但常更新產(chǎn)品就屬此類型。3. 大批、大量生產(chǎn)特征： 產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量大，需連續(xù)不斷地進行生產(chǎn)； 一個工作地重復不斷地進行某工序的加工； 如汽車通用件（軸承、螺栓等）自行車等屬此類生產(chǎn)類型。生

16、產(chǎn)類型的劃分：生產(chǎn)類型不僅決定于生產(chǎn)綱須，而且和產(chǎn)品的大小和復雜程度有關。 劃分依據(jù)可參照下表：表3-1生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領（年產(chǎn)量）的關系- -生產(chǎn)類型 重型機械 中型機械小型機械單件生產(chǎn) 5 20 5000 50000- - - 劃分生產(chǎn)類型有利于進行生產(chǎn)的規(guī)劃和管理。 大批、大量生產(chǎn) 宜廣泛采用高產(chǎn)專用機床和自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，按流小線或自動生產(chǎn)線排列進行生產(chǎn)，可大大提高生產(chǎn)率，從而降低成本，提高競爭力。單件、小批生產(chǎn) 宜采用通用性好的機床進行生產(chǎn)，以減少設備投資，從而降低成本。劃分生產(chǎn)類型的意義 隨著科技的發(fā)展和人民生產(chǎn)水平的提高，人們對產(chǎn)品的樣式要求越來越高，而同一樣式的數(shù)量越來越少，同一

17、產(chǎn)品獲取較高利潤；“有效壽命”愈來愈短，因此要求制造系統(tǒng)具有高效生產(chǎn)。能力又具快速轉產(chǎn)的“柔性”特性。 傳統(tǒng)的專用機和生產(chǎn)線，對一種產(chǎn)品有較高的生產(chǎn)效率，但很難適應新產(chǎn)品的需要。因此，它是有很大的剛性 。（即專用性） 而數(shù)控機床，加工中心能很好地適用于當今產(chǎn)品多品種，少批量生產(chǎn)自動化的要求。五、機械加工的經(jīng)濟精度影響加工的精度的因素有很多，如機床本身的精度、切削余量、進給速度、刀具磨損情況等。也就是說，同一種加工方法，隨著加工條件的改變，所能達到的加工精度是不一樣的。所謂經(jīng)濟精度是這樣定義的。 各種加工方法的加工誤差和加工成本之間存在一定的。這種關系呈負指數(shù)函數(shù)曲線形狀。 是指在正常的機床、刀

18、具、人工等工作條件下，以合適的工時消耗，某種加工方法所能達到的加工精度。在經(jīng)濟精度范圍內(nèi)，加工精度和加工成本是相互適應的。 有利于合理地選擇加工方法； 有利于準確地標注產(chǎn)品的技術要求 。經(jīng)濟精度：經(jīng)濟精度的重要性：各種加工方法的加工經(jīng)濟精度及表面粗糙度可查閱手冊。如書本P31頁。經(jīng)濟精度局限性的表現(xiàn)：有的加工方法因受到工件材料或加工尺寸的限制而不宜采用該加工方法； 如：車、銑、刨、鉆等加工方法不能加工已淬硬鋼；鉸孔不宜加工大孔；鏜孔不宜加工小孔。有時會碰到多種加工方法都能達到所需的加工要求，對此需進一步對加工成本進行定量分析，擇優(yōu)采用；經(jīng)濟精度的數(shù)值不是一成不變的。隨著技術進步，尤其是計算機技

19、術在制造系統(tǒng)中的廣泛應用，使得一些加工方法的加工精度和生產(chǎn)不斷提高，成本不斷下降。經(jīng)濟精度的數(shù)值不斷下降。 一、工藝規(guī)程及其作用 1.工藝規(guī)程: 把零件加工的全部工藝過程按一定格式寫成書面文件就叫做工藝規(guī)程。2.工藝規(guī)程的作用 工藝規(guī)程是在總結實踐經(jīng)驗的基礎上，依據(jù)科學的理論和必要的工藝試驗后制訂的，反映了加工中的客觀規(guī)律。因此，工藝規(guī)程是（1）指導工人操作和用于生產(chǎn)、工藝管理工作的主要技術文件，（2）又是新產(chǎn)品投產(chǎn)前進行生產(chǎn)準備和技術準備的依據(jù)和新建、擴建車間或工廠的原始資料，（3）此外，先進的工藝規(guī)程還起著交流和推廣先進經(jīng)驗的作用。 3.2 工藝規(guī)程完整性 規(guī)范性 3.對工藝規(guī)程的要求(1

20、)保證可靠地達到產(chǎn)品圖紙所提出的全部技術要求。(2)能獲得高質量、高生產(chǎn)效率。(3)有利于節(jié)約原材料和工時消耗，不斷降低成本。(4)有利于減輕工人勞動強度，保證安全和良好的工作條件。4.工藝文件的形式：多種多樣，區(qū)別很大，主要決定于生產(chǎn)類型。在單件小批生產(chǎn)中一般只編制綜合工藝過程卡。在成批生產(chǎn)中多采用機械加工工藝卡片。大批大量生產(chǎn)中則要求完整和詳細的文件，一般是工藝過程卡、工序卡片，有時甚至包括操作卡、調整卡以及檢驗卡。各工廠采用的工藝文件并無須統(tǒng)一格式，但基本內(nèi)容大同小異。 對待工藝規(guī)程的態(tài)度1）嚴格遵守 工藝規(guī)程是經(jīng)過逐級審批的，因而也是工廠生產(chǎn)中的工藝紀律，有關人員必須嚴格執(zhí)行。2）允許

21、修改 工藝規(guī)程也不是一成不變的，隨著科學技術的進步和生產(chǎn)的發(fā)展，工藝規(guī)程會出現(xiàn)某些不相適應的問題，因而工藝規(guī)程應定期整頓，及時吸取合理化建議、技術革新成果、新技術和新工藝。使工藝規(guī)程更加完善和合理。二、制訂工藝規(guī)程的原始資料制訂工藝規(guī)程的原始資料主要有：（1）產(chǎn)品整套裝配圖和零件工作圖；（2）產(chǎn)品年產(chǎn)量；（3）本廠生產(chǎn)條件：設備、工裝、工人技術水平等情況；（4）毛坯生產(chǎn)和供應條件；（5）產(chǎn)品的驗收質量標準； 三、制訂機械加工工藝規(guī)程的步驟(1)原則： 在保證質量的前提下，用最先進的、最經(jīng)濟合理的加工方案。(2)方法：認真研究、分析原始資料。參照國內(nèi)外文獻、結合現(xiàn)場實際編程。虛心征求工人意見。(

22、3)步驟：確定生產(chǎn)類型；分析研究產(chǎn)品的裝配圖和零件圖,進行工藝審查;熟悉產(chǎn)品,性能,用途和工作條件,零件在產(chǎn)品中的作用；了解零件圖上各項技術條件的依據(jù),確定關鍵性技術問題。檢查尺寸,視圖及技術條件是否是否合理,主要:a.審查各楦項技術要求是否合理；過高的精度,表面粗糙度及其他要求會使工藝過程復雜化，成本提高;b.審查零件的結構工藝性是否好；便于加工的安裝，盡可能減少加工和轉配的勞動量； c.審查材料選用是否恰當；確定毛坯的種類和尺寸；(應考慮生產(chǎn)批量，零件材料及毛坯生產(chǎn)條件）a.一般采用：鑄件、鍛件、焊接件；b.毛坯精度提高，材料利用率提高，大大節(jié)約機械加工工時，但毛坯精度過高往往使毛坯制造困

23、難。因此，毛坯種類和制造方法的選擇要根據(jù)生產(chǎn)類型和具體生產(chǎn)條件而定。達到高質量，降低生產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)成本。擬定零件加工工藝路線；訂出全部由粗到精的加工工序，內(nèi)容包括選擇定位基準，定位夾緊方案，各表面加工方法；可提出幾個方案對比。 選擇和確定機床設備，刀具，及工時定額，對于專用工藝設備，應提出設計任務書。確定工序尺寸及其公差；確定切削用量；確定時間定額；填寫工藝文件； 四、裝配工藝規(guī)程制訂的原則和步驟裝配是機器制造的最后一部分生產(chǎn)過程，它包括：裝配，調整、檢驗和試車等項工作。對裝配工序的要求：同樣要滿足質量、生產(chǎn)率和成本三方面要求。(1)制定裝配規(guī)程的原則：保證機器或產(chǎn)品的裝配技術要求，爭取最大質量

24、儲備；鉗工裝配工作量小，減輕勞動強度；裝配周期短，提高效率；占車間生產(chǎn)面積??；(2)制定裝配工藝規(guī)程的步驟及其內(nèi)容產(chǎn)品分析a.研究產(chǎn)品裝配技術要求；b.對產(chǎn)品結構進行尺寸分析；根據(jù)某些裝配精度要求進行工藝尺寸鏈分析計算，規(guī)定達到裝配精度的方法。c.裝配工分析，將產(chǎn)品分解成可以獨立進行裝配的裝配單元，以便組織裝配工作的平行流水作業(yè)。裝配組織形式的確定與生產(chǎn)類型有關；分大批大量生產(chǎn)，單件小批生產(chǎn)，成批生產(chǎn)； 確定裝配工藝過程；a.根據(jù)機械結構及其裝配技術要求規(guī)定裝配工作項目，工作規(guī)范，相應的設備及工，夾，量具。b.確定裝配工作順序，選定裝配單元的基準件；(4)計算各裝配工作的工時定額；(5)填寫裝

25、配工藝規(guī)程文件； 3.3 結構工藝性 同一產(chǎn)品可以有多種不同結構,所需花費的加工量也不大相同。所謂結構工藝性是指所設計的產(chǎn)品在能滿足使用要求的前提下，制造的可行性和經(jīng)濟性。 也就是機器的和零件的結構是否便于加工，裝配和維修。即在滿足機器工作性能的前提下能適應經(jīng)濟、高效制造過程的需要，達到優(yōu)質、高產(chǎn)、低成本。一、結構和工藝的聯(lián)系1、結構工藝性 因齒間的軸向距離很小、因而小齒圈不能用滾齒加工、只能用插齒加工；又因插斜齒需專用螺旋導軌，因而它的結構工藝性不好。若能采用電子束焊，先分別滾切兩個齒輪，再將它們焊成一體，這樣的制造工藝就較好，且能縮短齒輪間的軸向尺寸。 例如雙聯(lián)斜齒輪的加工 由此可見，結構

26、對工藝有著重要的影響。 產(chǎn)品的加工量、生產(chǎn)成本及材料消耗。具體分析比較下述各項特征：a.機器或零件結構的通用化，標準化程度；b.老產(chǎn)品零部件的重復利用程度；c.平均加工精度和表面粗糙度系數(shù);d.關鍵零件工藝的復雜程度e.材料利用率f.采用自動化加工方法的可能性 1、結構工藝性衡量的主要依據(jù) 必須對毛坯制造,機械加工到裝配調試的整個工藝過程進行綜合分析比較,全面評價。 2、結構工藝性具有綜合性 不同生產(chǎn)規(guī)模,不同生產(chǎn)條件的工廠 來說,對產(chǎn)品結構工藝性的要求是不同的。3、結構工藝性又具有相對性二、毛坯結構工藝性機械零件廣泛采用鑄件，占70% 85%；其次是鍛件、沖壓件、各種型材和焊件。(1)鑄造毛

27、坯的工藝性主要考慮一下因素:鍛件形狀盡量簡單;避免不規(guī)則分型面鑄件的垂直壁或筋否應有拔模斜度,內(nèi)表面斜度大于外表面;應防止?jié)沧⒉蛔?鑄件壁厚過渡不能太大。防止撓曲變形，盡量采用對稱截面布置。壁厚力求均勻，以免產(chǎn)生縮孔減少大的水平面，便于雜質和氣體排除，減少內(nèi)應力。鑄件局部凸臺應連成一片鑄造毛坯的工藝性分型面應盡量少鑄件結構不應阻礙材料收縮起模方向應有脫模斜度細長件收縮時易產(chǎn)生彎曲，應采用對稱截面或合理布置加強筋鑄造毛坯的工藝性適用于各種生產(chǎn)批量和毛坯形狀尺寸的場合。大批量模鍛 單批 小批自由鍛鍛造毛坯的工藝性要素：鍛造毛坯形狀應簡單、對稱、避免主體部分交貫和主要表面上有不規(guī)則凸臺。最大尺寸在分

28、型面。 鍛造毛坯應有拔模斜度和圓角; 毛坯形狀不應引起模具側向移動，使上下模錯位 ;零件壁厚差不能太大。 (2)鍛造毛坯的工藝性：形狀不對稱，上下模易錯位，影響鍛件質量截面形狀變化過大，模具壽命降低最大尺寸應在分型面上，以利于金屬填充毛坯在半模內(nèi)成型，有利于提高質量，降低成本鍛造毛坯的工藝性三、零件結構工藝性提高零件結構工藝性，應遵循以下原則：(1)減輕零件重量好處：省材、省工時。便于選用加工設備。便于運輸、裝卸和保存。措施：減小鑄件壁厚。壁厚減小一倍，重量減小2/3倍。采用焊接件，重量下降2030%、加工量減小3050%。大批量生產(chǎn)采用沖壓件焊接結構。 1和2采用沖壓件代替鑄件，可節(jié)省材料和

29、工時采用扎制型材，減少直徑，節(jié)省材料減輕零件重量要素：必須考慮加工時的安裝、對刀、測量和提高切削效率。如：a.減小加工表面積；b.正確規(guī)定加工要求；c.保證刀具能自由地進刀和退刀及正常工作；d.便于安裝，能減少對刀和安裝次數(shù)；(2)保證加工的可能性和經(jīng)濟性保證加工的可能性和經(jīng)濟性底座有凸臺，加工面積、加工量 、平面不平度誤差 、接觸精度 。進、排氣（油）孔設在外圓上，加工相對容易，且易保證槽間距減少深螺紋孔的加工，使用更為方便減少配合表面的長度 好處：結構要素標準化，節(jié)約工具，減少工藝裝備的工作，簡化工藝裝備。 尺寸一致：加工尺寸應能采用標準刀具加工。減少刀具規(guī)格，避免專門制備工具。3) 零件

30、尺寸規(guī)格標準化工藝性差 工藝性好工藝性差 工藝性好4)正確標注尺寸及規(guī)定加工要求 a.尺寸標注應符合尺寸鏈最短原則；b.不從軸線、銳邊假想平面或中心線等難于測量的基準標注尺寸（不易測量，需換算）；c.避免從一個加工表面確定幾個非加工表面的位置； d. 合理規(guī)定加工要求，過高精度及表面粗糙度，必然導致增加工序。四、零件結構要素的工藝性實例加工面積應盡量小減少加工量、材料消耗和工具磨損避免鉆孔入端和出端是斜面避免刀具磨損、提高鉆孔精度和加工效率避免斜孔簡化夾具結構、使多個平行孔同時加工、減少孔的加工余量孔的位置距離壁太近 封閉平面應有與刀具尺寸和刀具形狀相適應的過渡面槽與溝的表面不應與其它加工表面

31、重合四、裝配結構的工藝性改善機器裝配結構的工藝性，應遵循以下原則：好處：a.以便于組織平行的流水裝配作業(yè)，縮短裝配期。b.組件和具有獨立功能的部件可單獨進行檢驗和試車調整，更好地保證總裝質量并減少裝配時間和裝配的勞動強度。結構應能分解成獨立裝配單元；傳動軸的裝配工藝性措施：a.使裝配和拆卸方便。b.相配合零件有正確基面，避免找正。c.對有嚴格相對位置要求的裝配結構，應設置防裝錯裝置。d.應使裝配過程中的修配工作最少，所以，手工修配費時費力。如：柴油機汽缸孔壓缸套后再精鏜和珩磨。 應使裝配操作和調整方便，減輕裝配勞動；旁開工藝孔，便于裝配采用雙頭螺柱開辟裝配空間，方便拆卸方法： a.應用成組技術

32、。 b.盡量減少標準件的規(guī)格。如:木工機床采用同一種螺栓連接，減少扳手，效率增大。要有利于達到和提高裝配質量。為簡化結構并使裝配容易，裝配結構中，必要的零件數(shù)目和規(guī)格應減至最少。3.4 擬定工藝規(guī)程的幾個主要問題 一、基準的選擇1.基準(1)基準概念：我們知道零件總是由若干表面組成，各表面之間總有一定的尺寸和相互位置要求。 基準：就是零件專用來確定其他點、線、面所依據(jù)的那些點、線、面。(2)定位基準對工藝規(guī)程的影響。直接影響： a.工序的數(shù)目；b.夾具結構的復雜程度；c.零件的精度是否易于保證（如基準重合）； 設計基準：零件圖上用以確定其它點、線、面的基準。設計基準是尺寸標注的起始點?；鶞赎P系

33、是可逆的。擬定多種定位方案，進行比較擇優(yōu)。(3)選定基準的方法：(4)基準分類：設計基準工藝基準按其作用的不同分為：工藝基準有可分為:定位基準度量基準裝配基準 定位基準：在加工時使工件在機床或夾具上占有正確位置所采用的基準。 定位基準可分為：粗、精、輔助基準。 裝配基準：裝配時用來確定零件或部件在機器上位置的表面。工藝基準：在加工和裝配中使用的基準。 度量基準：檢驗時用來確定被測零件在度量工具上位置的表面。各種基準作為基準的點、線、面在工件上不一定存在。如中心線、槽的對稱平面、平面的交線等。但若選作為定位基準，則必須由某些具體表面來體現(xiàn)（即基面）。如軸的中心孔，體現(xiàn)的定位基準是中心線。以上均以

34、長度尺寸關系討論基準的問題，對于位置要求，如平行度、垂直度等均具有同樣的基準關系。(5)對基準的兩點說明 粗基準：選用毛坯表面來定位的基準。（在第一道工序中只能選用毛坯表面來定位）精基準：采用已加工過的表面來定位的基準。（在第一到工序之后的各工序中）2.定位基準及其選擇 設計基準在零件的工程圖中已經(jīng)標出，加工中是否就是以設計基準作為定位基準呢？ 回答是否定的。定位基準有粗、精、輔助基準之分。輔助基準：(有時回遇到這種情況)，工件上沒有能作為定位基準用的恰當表面，而在工件上專門設置或加工出定位表面。常用的有工藝孔和工藝塔子。 輔助基準在零件上不起作用，純粹是為了工藝上的需要。加工完畢后，若有需要

35、（如有礙外觀等）可予以去除。粗基準和精基準所起作用不同，兩者的選擇原則也不一樣。(1)粗基準的選擇原則1)兩個出發(fā)點： a.保證各加工表面有足夠余量。b.保證不加工表面的尺寸和位置符合圖紙要求。2)原則： a.若工件必須首先保證某重要表面余量均勻，則應選該表面為粗基準。 如圖車床床身的加工。導軌表面要求硬度高，而且均勻。b.若工件必須首先保證加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應選不加工表面為粗基準，以達到壁厚均勻，外形對稱等要求。又如圖，若AB，應選B面，否則選A面。c.若工件上每個表面都要加工，則應以余量最小的表面作為粗基準，以保證各表面都有足夠余量。 如圖若以大端為粗基準，由于大小端外

36、圓偏心有5毫米，則上側單邊為34，下側單邊為24,加工余量不足。分析：毛坯：單邊29，零件：單邊25； 由于偏移5，則一邊為24，另一邊為34，24的一邊加工不到。e.粗基準只允許使用一次。粗基準究竟是毛坯表面比較粗糙，重復定位精度低。d.粗基準表面應盡可能平整光潔不能有飛邊，澆口，冒口或其它缺陷,以便使定位準確、夾緊可靠。 若粗基準表面有飛邊，澆口，冒口等缺陷，在應用前應將其去除。(2) 精基選擇原則：1)出發(fā)點：應考慮減少定位誤差，安裝方便準確?；鶞手睾显瓌t：盡可能選用設計基準作為精基準，避免基準不重合誤差。 2)原則: 如圖，加工中，為了保證尺寸a，應如何進行定位如圖，圖b方案：夾具簡單

37、，但孔中心距a難于保證。為保證尺寸a需提高尺寸c的制造精度。圖 (c)方案則相反。圖b圖c 基準統(tǒng)一的好處：a.有利于保證各加工表面的相互位置要求，避免基準轉換帶來的誤差。b.可簡化夾具的設計與制造，縮短生產(chǎn)準備周期。典型方案：軸類零中加工采用中心孔和箱體類零中加工采用一面兩孔。 基準統(tǒng)一原則 盡可能選用統(tǒng)一的定位基準加工各表面，以保證各表面間的位置精度。注意：基準統(tǒng)一原則常常會帶來基準不重合的問題，此時應綜合考慮。自為基準原則 對于某些精加工或光整加工工序，因為這些工序要求余量小而均勻，以保證表面加工的質量并提高生產(chǎn)率，此時應選擇加工表面本身作為精基準。如：注意：采用自為基準僅能提高表面質量

38、，不能提高形位精度，該加工表面與其它表面之間形位精度則應由先行工序保證。典型的采用自為基準加工的方法有：珩磨、高速自由鏜等。便于裝夾的原則應滿足定位準、穩(wěn)定可靠，夾緊機構簡單，操作方便的要求?；榛鶞实脑瓌t 指的是：對于某些位置度要求很高的表面，常采用互為基準反復加工的辦法來達到位置度要求。如車床主軸前后支承軸頸與前錐孔有很高的同軸度要求。措施：接觸面積和分布面積盡可能大。二、工藝路線的擬定 工藝路線的擬定是擬定工藝規(guī)程的關鍵性一步。其實質就是選擇合適的加工方法和加工方案。1、方法：在具體工作中，應該在充分調查研究的基礎上，提出多種方案進行分析比較。 視工藝路線對加工質量和加工效率的影響。對工

39、人勞動強度的影響。 對設備投資，車間面積和生產(chǎn)成本的影響。2、工藝路線優(yōu)越性判斷依據(jù)：3、擬定工藝路線應考慮的問題（五個方面）1、合理選擇定位基準2、加工方法的選擇3、加工階段的劃分4、工序的集中與分散5、加工順序安排1、合理選擇定位基準 如前面所述。2、加工方法的選擇(1)內(nèi)容：根據(jù)每個加工表面的技術要求，確定其加工方法及分幾次加工。(2)具體應考慮的因素各加工方法：經(jīng)濟精度和表面粗糙度與表面加工技術要求相當。最好不低于加工技術要求，否則要進行特別處理，改進工藝措施。同時要注意：a、表中數(shù)據(jù)為一般情況下的數(shù)值，在某些條中下會發(fā)生變化。b、在大批大量生產(chǎn)中，為保證高的生產(chǎn)率和高的成品率。常把原

40、用于高光潔度的加工方法用于獲得較差的表面粗糙度。如：連桿孔表面粗糙度要求為Ra為0.8m，采用Ra可達0.040.32的珩磨加工方法，用以獲得高質、高效率。本廠現(xiàn)有設備、技術不應一謂追求高精設備 要充分利用現(xiàn)有設備,挖掘企業(yè)潛力，發(fā)揮職工的積極性和創(chuàng)造性。 生產(chǎn)類型 反映的是生產(chǎn)率與經(jīng)濟性關系。大批高效加工方法。 如：采用拉削取代銑、刨、鏜孔以獲得高效率。又如：農(nóng)用齒輪直接采用鍛造成型，無需切削加工。 材料的性質及可以加工性。如：淬火鋼應采用磨削加工，而有色金屬磨削困難，一般應采用金剛鏜或高速車削來進行精加工。3、加工階段的劃分（1）按加工性質和作用不同，工藝路線可分成如下幾個階段。 粗加工階

41、段主要任務：切除大部分加工余量。主要問題：如何獲得高的生產(chǎn)率。特點：加工精度低，表面粗糙度大 半精加工階段主要任務： a.主要表面消除粗加工留下的誤差。達到一定的精度及精加工余量。為精加工作準備。 b.完成一些次要表面如鉆孔、銑鍵槽等的加工。 荒加工毛壞余量特別大，表面極其粗糙。在粗加工前進行去皮加工。 精加工階段 任務：使各主要表面達到圖紙要求。 光整加工階段a.主要任務：對IT6 以上，Ra0.5%，退火 降低硬度；b.含碳0.5%，正火 增大硬度，使不粘刀；c.調質，細化組織熱處理目的：改變材料的性能，消除內(nèi)應力。最終熱處理：目的： 提高材料的強度和硬度。安排： 在半精和精加工之間，包括

42、：淬火、滲碳、氮化、調質等 。應用： 淬火：強度，塑性、鋼性，組織不穩(wěn)定，易變形，淬火后應進行回火。滲碳：強度變動加大 氮化：氮化前后都應進行磨削加工， a.前者：使氮化層厚度均勻。 b.后者：降低表面粗糙度Ra。調質：用以獲得強度高，鋼性好的綜合性能要求。去應力處理目的：消除應力，減小變形方法：人工時效、退火、高溫去應力等應用： a.一般鑄件：在粗加工后進行；b.精度要求高的鑄件：在半精加工之后，進行第二次c.高精度的絲桿、軸等，在粗車、粗磨、半精磨之后均需進行時效處理，為穩(wěn)定尺寸。還需進一步進行冰冷處理（-70-80攝氏度，12小時） （3）輔助工序安排： 輔助工序是保證質量的重要措施，主

43、要有檢驗工序。包括：中間檢驗、特種檢驗、表面處理。中間檢驗：是主要的輔助工序。和保證質量的重要措施。安排在：精加工前；送外廠或外車間加工前、后；花費大或重要工序前后；全部工序結束后。特種檢驗：如： a. x射線、超聲波探傷。用于內(nèi)部質量檢查，在工藝過程開始； b. 熒光檢驗、磁力探傷。用于檢驗表面質量，安排在精加工階段。表面處理：去毛刺、到棱邊、清洗、電鍍、發(fā)藍、涂防銹油。 三、加工余量的確定1加工余量的定義：在由毛坯變?yōu)槌善返倪^程中，在某加工表面切除的金屬的總厚度，稱為該表面的加工總余量。此外還有 a.工序間加工余量：每一道工序切除的金屬層厚度。b.單邊余量：象平面的加工余量，它等于實際切除

44、金屬層厚度c.雙邊余量：為外園和孔等旋轉表面，其加工余量指的是直徑上的，即表面實際切除的金屬層厚度為加工余量的一半。 a.機加工中、工序公差按入體原則 即：.對軸類： 單向負偏差.對孔類： 單向正偏差“入體”原則的好處: 保證孔軸尺寸計算中計算公式一致 。b.毛坯制造偏差取對稱正負偏差2一個規(guī)定：工序尺寸公差的取定3.加工總余量的計算加工總余量 Z=Z1+Z2+Zn最大工序余量： Z2max=D1max-D2min =Z2+2最小工序余量： Z2min=D1min-D2max=Z2-1工序余量公差：z2=Z2max-Z2min=1+21) 對軸類尺寸：工序中：對孔類尺寸：如圖，工序中：最大工序

45、余量： Z2max=D2max-D1min=Z2+2最小工序余量： Z2min=D2min-D1max=Z2-1工序余量公差： z2=Z2max-Z2min=1+2驗證了用“入體”的好處。 4.加工總余量對工藝過程的影響加工總余量的大小對制訂工藝過程有一定影響。a.總余量不夠:導致不足以去除零件上有誤差和缺陷部分，達不到加工要求b.總余量過大：導致加工勞動量增大，材料、工具、電力消耗增大，成本增高。c.加工總余量的數(shù)值與毛坯制造精度有關；若毛坯精度差，余量分布不均勻，應規(guī)定較大的余量。d.加工總余量的大小還與生產(chǎn)類型有關；批量小 Z0可大些；批量大，Z0 減小。 5.工序余量的確定：（1）方法：按經(jīng)驗估算或查閱相關手冊。 注意：查表與當前技術資料為準，因為隨著技術的進步，這些值有所變化。（2）工序余間對精加工的影響。a.余量過大：精加工工小時過長，甚至破壞加工精度和表面粗糙度。b.余量過?。汗ぜ承┎课患庸げ怀鰜?。c.余量不均：影響加工精度。上工序的表面粗糙度Ha及缺陷層Ta 如圖工序的尺寸公差a 如圖本工序基本余量必須大于上工序的尺寸公差。否則上一工序的誤差將帶入下一工序。由于毛坯制造、熱處理以及工件存放的時所引起的形狀誤差或位量誤差Pa0。本工序的