機械制造技術(shù)第三章

第三章機械加工工藝規(guī)程的制訂3.1基本概念3.2零件工藝性分析及毛坯選擇3.3機械加工工藝過程設(shè)計3.1基本概念3.1.1工藝過程及其組成3.1.2生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型3.1.3各種生產(chǎn)類型的工藝特征3.1.4工藝規(guī)程及其作用3.1.1工藝過程及其組成將原材料轉(zhuǎn)變成成品的全過程稱為生產(chǎn)過程(productionprocess)。在生產(chǎn)過程中，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程(process)。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配等工藝過程。在工藝過程中，用機械加工方法，改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。零件的機械加工工藝過程由許多工序組合而成，每個工序又可分為若干個安裝、工位、工步和行程。3.1.2生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)(productionprogram)是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量和進度計劃。N＝Qn（l+α+β)生產(chǎn)類型(typesofproduction)是指企業(yè)(或車間、工段、班組、工作地)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。機械產(chǎn)品的生產(chǎn)類型有如下四種不同的劃分方法：(1)按一定時間內(nèi)產(chǎn)品產(chǎn)量的連續(xù)程度劃分。分為單件小批生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量(連續(xù))生產(chǎn)三種類型。(2)按產(chǎn)品品種和產(chǎn)量的關(guān)系劃分。分為多品種小批量、中品種中批量和少品種大批量三種類型。(3)按產(chǎn)品的銷售方式劃分。分為訂貨生產(chǎn)和存貨生產(chǎn)兩種類型。(4)按生產(chǎn)系統(tǒng)與產(chǎn)品生命周期的關(guān)系劃分。分為項目型生產(chǎn)、非流水線生產(chǎn)、間歇生產(chǎn)、裝配線和流水線生產(chǎn)四種類型。各種生產(chǎn)類型之間的關(guān)系3.1.3各種生產(chǎn)類型的工藝特征3.1.4工藝規(guī)程及其作用1工藝規(guī)程的概念2機械加工工藝規(guī)程的作用3工藝規(guī)程的種類和格式4工藝規(guī)程設(shè)計的主要原則5工藝規(guī)程設(shè)計的依據(jù)6工藝規(guī)程設(shè)計的步驟1工藝規(guī)程的概念規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程(produre)。2機械加工工藝規(guī)程的作用(1)機械加工工藝規(guī)程是組織車間生產(chǎn)的主要技術(shù)文件(2)機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備和計劃調(diào)度的主要依據(jù)(3)機械加工工藝規(guī)程是新建成擴建工廠、車間的基本技術(shù)文件3工藝規(guī)程的種類和格式工藝規(guī)程的類型有：專用工藝規(guī)程：針對每一種產(chǎn)品零件設(shè)計的工藝規(guī)程。通用工藝規(guī)程：典型工藝規(guī)程—為一組結(jié)構(gòu)相似的零部件所設(shè)計的通用工藝規(guī)程。成組工藝規(guī)程—按成組技術(shù)原理將零件分類成組，針對每一組零件所設(shè)計的通用工藝規(guī)程。標準工藝規(guī)程—已納入標準的工藝規(guī)程。機械加工工藝過程卡片(processsheet)是以工序為單位簡要說明零部件機械加工過程的一種工藝文件。用于說明工序名稱、排列順序、工序內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設(shè)備和工藝裝備、工時定額等。機械加工工序卡片(oprationsheet)是在工藝過程卡的基礎(chǔ)上，按每道工序所編制一種工藝文件。一般有工序簡圖并詳細說明該工序每個工步的加工（或裝配）的內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作以及所用設(shè)備和裝備等。4工藝規(guī)程設(shè)計的主要原則(1)必須使零件可靠地達到圖紙規(guī)定的各項技術(shù)要求。(2)要保證生產(chǎn)具有較高生產(chǎn)率，盡可能采用高效先進的工藝技術(shù)。(3)要保證良好的經(jīng)濟性。在采用高效設(shè)備及工裝時應與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應，要對不同加工方案進行經(jīng)濟性比較。(4)為適應多品種生產(chǎn)，除在小批和中批生產(chǎn)時應該采用成組技術(shù)外，還應采用具有柔性(生產(chǎn)對象和工藝過程改變時，具有靈活的適應性)的自動化加工方法及其相應的設(shè)備和系統(tǒng)。(5)要盡量減輕工人勞動強度，保障生產(chǎn)安全和創(chuàng)造良好的勞動條件。(6)要考慮充分挖掘企業(yè)潛力，更新或改造現(xiàn)有生產(chǎn)條件，消除生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié)。5工藝規(guī)程設(shè)計的依據(jù)1零件圖和必要的裝配圖，有關(guān)技術(shù)條件及相關(guān)標準等。2零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)(年產(chǎn)量)和所屬生產(chǎn)類型。3毛坯圖(毛坯選用型材時除外)。通常由鍛冶科或毛坯車間提出毛坯圖。從毛坯圖可以知道分型(模)面、毛邊位置及拔模斜度等，以便正確地選擇粗加工時的定位基準(必要時應由冷、熱加工雙方會商確定，并在毛坯圖上標明)；從毛坯圖還可知道毛坯精度和總余量。4有關(guān)的生產(chǎn)條件6工藝規(guī)程設(shè)計的步驟（1）分析零件圖和部件裝配圖。通過分析，找出主要的加工表面和主要的技術(shù)要求。（2）確定毛坯尺寸。對型鋼毛坯件，確定毛坯尺寸(規(guī)格)和公差。(3)工藝過程設(shè)計，也即擬定零件工藝路線。它包括確定零件加工時所用定位基準，確定零件各表面的加工方法，加工階段的劃分，工序的合理組合以及加工順序的安排等。必要時應對不同的加工方案進行技術(shù)經(jīng)濟分析。(4)詳細設(shè)計工序。包括確定各工序所需設(shè)備及工藝裝備，加工余量，工序尺寸、公差及技術(shù)要求，切削用量及時間定額，工序的檢驗方法及工序質(zhì)量控制點。對數(shù)控加工應編制數(shù)控程序。(5)填寫工藝規(guī)程文件(根據(jù)生產(chǎn)類型及加工復雜程度，確定并填寫有關(guān)工藝文件)。3.2零件工藝性分析及毛坯選擇3.2.1零件工藝性分析3.2.2零件結(jié)構(gòu)工藝性3.2.3毛坯的選擇3.2.1零件工藝性分析1了解零件的各項技術(shù)要求通過分析產(chǎn)品裝配圖和零件工作圖，熟悉該產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，明確被加工零件在產(chǎn)品中的位置和作用，找出主要技術(shù)要求和加工關(guān)鍵，為制訂工藝方案打下基礎(chǔ)。2審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性零件結(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。它包括零件的各個制造過程中的工藝性，有零件結(jié)構(gòu)的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工工藝性等。3.2.2零件結(jié)構(gòu)工藝性1零件整體結(jié)構(gòu)的工藝性2零件要素的切削加工工藝性3數(shù)控加工和特種加工對零件結(jié)構(gòu)工藝性的影響4零件結(jié)構(gòu)工藝性的評定指標1零件整體結(jié)構(gòu)的工藝性零件三化（標準化、通用化和系列化）程度高，結(jié)構(gòu)繼承性好，盡可能采用標準件、通用件和相似件。零件各項技術(shù)要求適當，尺寸、公差和表面粗糙度標注合理，有利于降低零件制造的難度和降低生產(chǎn)成本。零件要有足夠的剛度以保證相應幾何精度要求和減少裝夾、切削時的變形，并可以采用較大的切削用量加工，以利于提高加工效率。零件上有便于裝夾的基準面，必要時設(shè)置輔助基準，以使工件加工時裝夾可靠。零件選擇材料和毛坯制造方法合理有利于節(jié)省材料、減輕零件重量和減少機械加工工作量。2零件要素的切削加工工藝性零件要素是指組成零件的各加工面。各要素的工藝性會直接影響零件的工藝性。零件要素的切削加工工藝性歸納起來有以下幾點要求，工件便于裝夾和減少裝夾次數(shù)減少刀具的調(diào)整與走刀次數(shù)采用標準刀具，減少刀具種類減少刀具切削空行程避免內(nèi)凹表面及內(nèi)表面的加工加工時便于進刀、退刀和測量減少加工表面數(shù)和縮小加工表面面積增強刀具剛度與提高刀具壽命保證零件加工時有足夠的剛度合理采用組合件和組合表面3數(shù)廚控加工和供特種加工蚊對零件結(jié)蛾構(gòu)工藝性鋸的影響結(jié)構(gòu)工藝隙性是一個狠相對概念魂，不同的贈生產(chǎn)條件冬和生產(chǎn)規(guī)黑模對同一兄零件的結(jié)欄構(gòu)工藝性銜的評價是敲不相同的敬。隨著制灣造技術(shù)的展發(fā)展，特克別是數(shù)控鉤加工和特剖種加工的前應用，對君零件工藝糧評價以發(fā)生了許翁多變化。4勺零件結(jié)構(gòu)轟工藝性的挎評定指標3.2銹.3毛既坯的選刑擇1毛釋坯的種類2選至擇毛坯應唐考慮的因亭素1毛煙坯的種類(1)鑄喉件(2)掀鍛件(3)遲型材(4)焊蚊接件(5)垃沖壓件(6)熟冷擠壓滿零件(7)粉綁末冶金件2選預擇毛坯應轟考慮的因褲素1)零耐件的材辨料及其羨力學性宏能。2)零件物的形狀和野尺寸。3)生悔產(chǎn)類型躁。4)生訊產(chǎn)條件并。5)充礦分考慮壤利用新惰工藝、誕新技術(shù)涼和新材旬料的可鐘能性。3.3帝機算械加工工凍藝過程設(shè)輛計3.3.值1攏定位基于準的選擇3.3.慌2智零件的裝財夾和加工抗方法的選搬擇3.3.飄3您工藝路線辮的擬訂3.3倚.4約數(shù)控機穩(wěn)床加工遣工藝設(shè)逼計3.3.蒜5工桑藝過程技矩術(shù)經(jīng)濟分趣析和優(yōu)化3.3習.1慣定位基奶準的選乘擇工件在加肉工時，用嶼以確定工劇件對于機綢床及刀具食相對位置綿的表面，濕稱為定位亡基準。最繳初工序中尊所用定位駐基準，是柱毛坯上未領(lǐng)經(jīng)加工的捉表面，稱剝?yōu)榇只鶞?。在其理后各工悅序加工利中所用榜定位基鳥準是已爹加工的博表面，籌稱為精基準。1早精基準腹選擇原胞則(1)誦所選定減位基準海應便于剖定位、監(jiān)裝夾和阿加工，滾要有足燃夠的定暮位精度座。(2)虧當工件政以某一雕組精基爹準定位擾，可以先比較方任便地加拳工其余妙多數(shù)表般面時，功宜在這蹦些表面必的粗、孫半精和徹精加工丟各工序證中，采友用這同侍一組基仿準來定鏡位，這督叫做基準統(tǒng)一原則。(3)選表面最員后精加教工需保交證位置痛精度時婦，宜選乖設(shè)計基統(tǒng)準為定梁位基準恐，這叫匪做基準重租合原則。在陽用基準統(tǒng)流一原則定爐位，而不爹能保證其鄉(xiāng)豐位置精度惹的那些表鳥面的精加襯工時，必矩須采用基真準重合原留則。(4)當咐有的表面叫的精加工桃工序要求德余量小而腦均勻(如銀導軌磨)帽時，可利給用被加工鐮表面本身港作為定位阻基準，這怠叫做自為基準原則。此蠅時的位置棕精度應由省先行工序扭保證。(5)為階了加工表鞠面間有高揉的位置精陳度和使其災加工余量播小而均勻洪時，可采每取互為基慨準、反復宇加工的方斗法，這叫氧做互為基準的原則軟。2粗小基準選擇鏡原則(1)如藥果必須首池先保證工譽件加工面擊與某不加立工面之間顫的位置精惡度要求，咽則應以該寒不加工面請為粗基準鄉(xiāng)豐。(2)僑為保證需某重要如表面的您粗加工溫余量小宏而均勻躬，應選示該表面鍬為粗基梯準。(3)為祝使毛坯上描多個表面堆的加工余匆量相對較梯為均勻，傷應選能使掌其余毛坯貌面至所選膠粗基準的而位置誤差雙得到均分層的這種毛懷面為粗基鳥準。(4)選奧用的粗基溜準應便于盛定位、裝葛夾和加工亭，并使夾園具結(jié)構(gòu)簡門單。3.3.侄2皺零件的裝俯夾和加工外方法的選筋擇1工憶件裝夾方閥法2刑表面加堡工方法乓選擇1工伍件裝夾方誕法1攔直接蝕找正法2劃外線找正法3陜采用夾絞具定位2表請面加工方送法選擇加工方酬法的選蹤蝶擇要滿菜足下述尊幾個方薦面的原悶則:(1)所貌選加工方百法的經(jīng)濟康精度及表耕面粗糙度劃要與零件專加工表面牽的精度要挺求和表面困粗糙度要奔求相適應忍。(2)尋所選加胃工方法詳要能確胳保加工毅面的幾榮何形狀漆精度和棚表面間縣相互位虛置精度落的要求毫。(3)加靈工方法要壯與零件材蝴料的可加畜工性相適販應。(4)結(jié)加工方畜法要與單生產(chǎn)類火型相適猴應。(5)洞加工方貝法要與禁企業(yè)現(xiàn)販有生產(chǎn)疑條件相器適應。3.3.迫3夕工藝路線清的擬訂1療加工階盲段劃分2塵工序的姑合理組竟合3毛加工順秋序的安傍排4衣熱處理腹和表面洞處理的字安排5駁輔助工窮序的安暈排1加由工階段劃咽分(1)粗候加工階段奪：主要是卸切除各加澇工表面上測的大部分濟余量，加珠工所用精羽基準的精脊加工則應恩在本階段嗎的最初工佩序中完成藥。(2)薯半精加受工階段抬：為各觀主要表俱面的精漠加工做燃好準備鳳(達到頓－定的謹精度要滋求并留咸有精加惡工余量謎)，并唉完成－雖些次要范表面的限加工(疑例如，幟還可以死是小孔絹等的粗羅加工)僑。(3)精緩加工階段剩：使各主仁要表面達鄉(xiāng)豐到規(guī)定的許質(zhì)量要求美。2工芳序的合理雹組合按工序書集中原鹿則組織宜工藝過其程的特尋點是：(1)烤可減少暈工件在貞加工過帽程中的動安裝次炎數(shù)，縮夢減輔助寸時間，彈且容易胳保證一障次安裝脹中加工片出的幾辨?zhèn)€表面辨之間具挨有較高攔的相互吸位置精釘度。(2)有餓利于采用講高效專用捎機床和工擁藝裝備，雄生產(chǎn)效率逆高；減少砍機床設(shè)備迎和夾具的羅使用數(shù)量蠻，也相應共地減少了屯操作工人店數(shù)量和生蔽產(chǎn)用地面吉積。(3)簡財化了生產(chǎn)率的計劃和悼組織工作穿。(4)腳當采用暑比較復償雜的專笨用設(shè)備土和工裝廳時，生雖產(chǎn)準備蘿工作量鹽大，調(diào)祝整費時銳，對產(chǎn)炭品更新升的適應貢性差。按工序分夫散原則組伐織工藝過洋程的特點駛是：(1)霸機床、豎刀具、躬夾具等劫結(jié)構(gòu)簡爪單，調(diào)抱整方便爛。(2)生窗產(chǎn)準備工相作量小，涌改變生產(chǎn)杜對象容易井，生產(chǎn)適籃應性好。(3)可獅以選用最毅有利的切怠削用量。(4)賠工序數(shù)垂目多，尸設(shè)備數(shù)鎖量多，聞相應地允增加了鹽操作工肚人人數(shù)瘦和生產(chǎn)爹面積。3騰加工順姨序的安歇排(1)棕基準先摘行(2)切先粗后膊精(3)先噴主后次(4)先支面后孔4熱更處理和表島面處理的萬安排1）退窄火與正?；?）時效3）淬火4）調(diào)質(zhì)5）滲養(yǎng)碳、滲跑氮6）表傻面處理熱處理在縫工藝過程層中的安排5輔穗助工序的輝安排1軍檢驗2特啄種檢驗3清并洗、防銹3.3行.4粗數(shù)控機鼓床加工潑工藝設(shè)匯計1 數(shù)控借機床加工袋零件的合狹理選擇2避數(shù)控俊機床加油工工藝扶設(shè)計1 數(shù)控感機床加工書零件的合唉理選擇(1)重餃復性投產(chǎn)敞的零件。(2)要碼求重點保丘證加工質(zhì)優(yōu)量又能高抓效生產(chǎn)的盞中小批量部關(guān)鍵零件勒。(3)加日工的零件相應符合能熔充分發(fā)揮女數(shù)控機床爽多工序集治中加工的蕩工藝特點疾。(4)零舉件加工內(nèi)隆容限制(5)稠零件綜漆合加工涂能力的林平衡。(6)一搏些特殊零冒件加工的習考慮。2第數(shù)控嫌機床加轎工工藝腔設(shè)計1阻毛坯精斧化和材蘭質(zhì)均勻窩性要求2銷加工方法躺的選擇3合裳理安排工直序順序4 工捕件裝夾5適大流量切養(yǎng)削液冷卻話工件方式1毛夜坯精化和肌材質(zhì)均勻栽性要求由于數(shù)眼控機床浸的工時宵費遠遠阻高于非鋤數(shù)控機軌床，因辱此在毛鑰坯上只還能留下皆必要的習最少余斧量，一者些余量治不均勻尸的鑄鍛懷件必要并時應考待慮在粗活加工機梳床上預狂先粗加拖工。鑄仁鍛件一塌般要經(jīng)角過人工扛時效處各理，消幸除工件歌內(nèi)應力臭，以減律少在多克工序集從中加工奏后的零買件變形判。2貌加工掙方法的球選擇特點:(1)但由于數(shù)盜控機床芒本身精資度高、納剛性好僑、又有惱閉環(huán)、碰半閉環(huán)墨控制系譯統(tǒng)和誤魂差補償傭系統(tǒng)，誰提高了布定位精亦度，因慰此采用符同樣的顫加工方勵法，用松加工中確心可獲憤得較普憤通機床病更高的寨精度。(2)由開于加工中閘心有直線槍插補、圓喉弧插補和嘗刀具偏置盜等功能，慮可利用立古銑刀的側(cè)壞刃進行平尸面和曲面攏加工，一構(gòu)些原來鏜座削加工的君情況，如移環(huán)槽、大任直徑孔等善，也可采殲用銑削方攏法完成。(3)加過工中心加柄工孔時，料所用夾具撇一般均無船導向裝置娃，刀具懸催臂加工。開(4)況數(shù)控加歡工時，應睡選用切削捕性能好、晨精度高的攤刀具。(5)數(shù)撈控加工的瓦切削用量牧選擇原則哲與普通加蜜工相同，堪但輪廓加惹工中，應梯考慮由于伐慣性或伺索服系統(tǒng)的呢隨動誤差托而造成輪恨廓拐角處抵的“超程充”或“欠客程”。（6）好充分發(fā)炎揮數(shù)控閃機床強存力高速斗的潛能3合寬理安排工雪序順序考慮原則扛：(1)砌決定積零件在件數(shù)控機匪床上加遼工的內(nèi)夠容應與瓦它的前隊后工序淋相聯(lián)系沒，即確爐定采用玻的零件胖毛坯在萬進入本賠機床前咳加工的弟基面、財基準孔計，要留格的加工所余量以愉及以后股的工序悟內(nèi)容等乎。(2)泊凡是用普區(qū)通機床加葡工比數(shù)控脖機床更合斜適、更經(jīng)丙濟的工序滴，就應安枯排在普通祝機床上加鍵工。(3)灣在機床上虜一次裝夾詢零件完成即多少工序勺內(nèi)容應慎久重考慮，搭需要與零尸件最終加旋工精度要楊求、熱處挎理要求、脹刀具、夾奶具等因素嶺作綜合平停衡。(4)憑每一把個加工倘程序中盡工序間面的工藝埋安排應貿(mào)采取先賠粗后精唉的原則癥。(5)登加工順序甜的安排除聽了應按照略先面后孔短、由粗漸尖精等基本密工藝原則雄安排加工券順序外，鮮還要按照衛(wèi)以下原則塔應考慮每饅個工序中恩走刀路徑揭的合理性呆：l)瞞對于在愈加工中心周上換刀時秩間遠短于聞工作臺轉(zhuǎn)物位時間時縮慧，應采用伙相同工位卻集中加工接的原則，糞即盡可能菌在不轉(zhuǎn)動界工作臺的法情況下加農(nóng)工完畢所竟有可以加雙工的待加哀工表面，戲然后再轉(zhuǎn)殃動工作臺失去加工其攏他表面；躍對于換刀莊時間較工狼作臺轉(zhuǎn)位傘時間長時飽，在不影搭響精度前郵提下，為曲了減少換衛(wèi)刀次數(shù)和廈時間，可任以按刀具及集中工序炕，即用同渡一把刀具加加工完工良件上所有狂需用該刀寸具加工的鋼各個部位括后，再換密下一把刀娛具進行加謙工。2)安對于同軸翁度要求很統(tǒng)高的孔系巖，應該在攝同一工位訓下，通過自順序連續(xù)馳換刀，順預序連續(xù)加路工完該孔速系的全部乞孔后，再叉加工其他濱坐標位置喪的孔，以諸提高孔系別的同軸度貼。若因孔繳距太長而套無法同時相加工時，珍則應在一保個工位加弟工完一孔斥后，立即居轉(zhuǎn)動工作許臺位置去袍加工有同舟軸度要求業(yè)的另一孔謊，利用加干工中心的淺轉(zhuǎn)位精度蹲來保證同留軸度要求潛。4 工購件裝夾工件定位唱基準的選輝擇及工件幟在工作臺少上位置的連確定除與隨普通機床偵加工一樣廟，遵循“腔基準統(tǒng)一節(jié)”和“基戒準重合”進等原則外畫，還應考塑慮以下幾算點：(1)家柔性蠻自動化抖加工中削工件裝恰夾次數(shù)源應盡量細少。(2)村必須協(xié)琴調(diào)工件、繩夾具和機贏床坐標系耗之間的尺視寸關(guān)系。(3)汗為了盛簡化定母位安裝銳、編程濱和對刀膀，必須愿協(xié)調(diào)工擱件、夾糾具、托盈板和機搞床坐標商系之間顯的尺寸愈關(guān)系。5大流濾量切削鍋液冷卻妥工件方祥式為