生产制度表格-机械加工工艺规程设计课件(ppt 91页)

工业生产过程 机械加工工艺规程设计（上） ZZQ 2014-10-23 本节课内容： l机械加工工艺过程和工艺 规程的各相关概念和问题 l各种表面的加工路线和精 密超精密加工简介 2014-10-23 今天的课程学完后，预期学习结果 ： l了解机械加工工艺过程和工艺规程的概念； l掌握工序、安装、工位、工步和走刀等概念的定 义； l了解生产纲领、生产类型和工艺特征等概念； l了解机械加工工艺规程设计中各相关问题； l熟悉零件的结构工艺性和技术要求合理性； l了解作为选择加工方法主要依据的加工经济精度 概念； l熟悉各种典型表面的加工路线； l了解加工各种典型表面的精密超精密加工手段。 2014-10-23 CDIO相关能力在今天课程中的培养： l应用基础科学知识与工程基础知识，实行工程 推理和解决问题的能力； l通过对机械加工工艺过程和工艺规程各相关问 题的了解，理解系统思维的方法，了解企业目 标和计划，提高在企业和社会环境中，完成设 计实施过程、零件制造过程和实施过程管理的 各种具体能力； l对各项学习任务进行合理的时间安排，有效高 质量地完成。 2014-10-23 案 例 导 入 l要加工如图所示带键槽的轴，应选什么毛 坯；怎样选择粗、精基准；加工顺序、加 工余量、切削用量怎么确定；应该加工几 次；每次加工的工序尺寸怎么确定。 2014-10-23 机械加工工艺规程设计研讨课 研讨题 （现在先考虑） l现有一个矩形体零件需要加工：其毛 坯是铸件，要求每个面需粗、精加工 各一次，每次加工定为一个工序，共 12个工序。请拟定工艺路线并选择每 个工序的定位基准。 2014-10-23 研讨题 下面图a 2014-10-23 l右图所示零件，有关轴向尺 寸加工过程如下： l1）精车A面（车平）； l2）精车B面，保证A、B两面 之间距离尺寸A1； l3）自C处切断，保证A、C两 面之间距离尺寸A2； l4）在平面磨床上，以A面定 位磨C面，保证尺寸180.05 ； l若已知切断时经济加工公差 为0.5，磨削时最小余量为 0.1。试用尺寸链极值法确定 各工序尺寸及偏差。 研 讨 题 2014-10-23 机械加工工艺过程 l机械加工工艺过程是采用各种机械加工方法 ，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗 糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件 的全部过程。 l规定零件机械加工工艺过程的工艺文件称为 机械加工工艺规程。工艺规程设计是产品设 计和制造过程的中间环节，是企业生产活动 的核心，也是进行生产管理的重要依据，其 设计的好坏对保证加工质量、提高加工效率 、降低加工成本具有决定的意义，必须给予 充分的重视。 2014-10-23 机械产品生产过程 l机械产品制造时，将原材料或半成品变 为产品的各有关劳动过程的总和，称为 生产过程。它包括：生产技术准备工作 （如产品的开发设计、工艺设计和专用 工艺装备的设计与制造、各种生产资料 及生产组织等方面的准备工作）；原材 料及半成品的验收、保管、运输；毛坯 制造；零件加工（含热处理）；产品的 装配、调试、检测、以及油漆和包装等 。 2014-10-23 工艺过程 l在生产过程中凡直接改变生产对象的尺寸、形状 、性能(包括物理性能、化学性能、机械性能等) 以及相对位置关系的过程，统称为工艺过程。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，本课程只研究机械加工 工艺过程和装配工艺过程，铸造、锻造、冲压、 焊接、热处理等工艺过程是材料成型技术课 程的研究对象。 l工艺过程是生产过程的重要组成部分，其中零件 的加工是通过采取合理有序的各种加工方法，逐 步地改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性能使 其成为合格零件的过程，称之为加工工艺过程。 2014-10-23 机械加工工艺过程的组成 l机械加工工艺过程是指用机械加工方 法逐步改变毛坯的形态，使其成为合 格零件的全部过程。机械加工工艺过 程由按一定顺序排列的若干个工序组 成，而每一个工序又可细分为安装、 工位、工步和走刀。 2014-10-23 工序 l工序是机械加工工艺过程的基本单元，是指在一个工作 地点，由一个或一组工人对一个或同时对数个工件所连 续完成的那一部分工艺过程。工作地点、操作工人、加 工对象和连续作业构成了工序的四个要素，若其中任一 要素发生变更，即成为另一工序。工序是组成工艺过程 的基本单元，也是编制生产计划和进行经济核算的最基 本的单元。 l如前面图示的阶梯轴，因不同的生产批量，就有不同的 工艺过程： l（1）单件生产时的加工过程为：车端面，钻中心孔 ，车外圆，切退刀槽和倒角；铣键槽；磨外圆； 去毛刺。 l（2）大量生产时的加工过程为：铣端面，钻中心孔 ；车一端外圆，切退刀槽和倒角；车另一端外圆，切 槽和倒角；铣键槽；磨外圆；去毛刺。 2014-10-23 工序方案实例 2014-10-23 工序方案实例方案1 2014-10-23 工序方案实例方案2 2014-10-23 安装与工位 l在一道工序中，工件可能被装夹一次或多次，才 能完成加工。工件每经一次装夹后所完成的那部 分工序内容称为安装。如阶梯轴大批量生产时 两道工序，均需经过两次安装才能完成。 l为减少工件装夹的次数，常采用各种回转工作台 、回转夹具或移动夹具，使工件在一次装夹中， 先后处于几个不同的位置进行加工。 l在每一次装夹中，工件在机床上所占据的每一个 位置，称为一个工位。如下页图为在有分度装置 的钻模上加工零件上的四个孔，工件在机床上先 后占据四个不同的位置，即装卸、钻孔、扩孔和 铰孔，称为四个工位。 2014-10-23 安装方案实例 2014-10-23 多工位加工 2014-10-23 工步与走刀 l工步是指在工件被加工表面、加工工具和 切削用量都不变的情况下，所连续完成的 那部分工序，其中任一因素改变后，即构 成新的工步。工步是工序的主要组成部分 。一个工序可以有几个工步。 l切削工具在被加工表面上移动一次，切下 一层金属的过程称为走刀。如零件被加工 表面的加工余量较大，则在一个工步中要 分几次走刀。 2014-10-23 工步实例 2014-10-23 复 合 工 步 2014-10-23 走刀实例 2014-10-23 机械制造生产类型及工艺特点 l由前可知，机械产品的制造过程是一个复杂 过程，需要经过一系列的加工过程和装配过 程才能完成。尽管各种机械产品的结构、精 度要求等相差很大，但它们的制造工艺则存 在着许多共同的特征，这些共同的特征取决 于产品的生产类型和生产纲领。 l1.生产纲领 l生产纲领是企业根据市场需求和自身的生产 能力决定的在计划期内应当生产产品的产量 和进度计划。计划期常定为一年，所以生产 纲领也常称为年产量。 2014-10-23 生产纲领的计算 2014-10-23 机械制造生产类型及工艺特点 l生产组织管理类型（简称生产类型）是企业 （或车间、工段、班组、工作地）生产专业 化程度的分类。划分生产类型的根据是该工 厂的生产纲领。生产批量则是指每一次投入 或产出的同一种产品（或零件）的数量。生 产批量可根据零件的年产量及一年中的生产 批数计算确定。一年的生产批数根据用户的 需要、零件的特征、流动资金的周转、仓库 容量等具体确定的。 l生产类型的具体划分可根据生产纲领确定。 下页表给出了各种生产类型的划分。 2014-10-23 各种生产类型的划分 2014-10-23 各种生产类型的工艺特征 l生产类型不同，产品和零件的制造工艺 、所用设备及工艺装备、采取的技术措 施、达到的技术经济效果等也不同。各 种生产类型的工艺特征见下页表。 l在制订零件机械加工工艺规程时，应先 确定生产类型，再分析该生产类型的工 艺特征，以使所制订的工艺规程正确合 理。 2014-10-23 各种生产类型的工艺特征 2014-10-23 各种生产类型的工艺特点 2014-10-23 课堂练习 l教科书P378题7-1 2014-10-23 工艺规程 l工艺规程是规定产品和零部件制造工艺过程 和操作方法等的工艺文件，它是指导工人进 行生产和企业生产部门、物质供应部门组织 生产和物质供应的重要技术依据。 l工艺规程是制造过程的纪律性文件。工艺规 程一旦制定实施，一切生产人员都不得违反 。但在执行的过程中可根据实施的效果，对 工艺规程进行修改和补充。这是一项严肃认 真的工作，必须经过充分的讨论和严格的审 批手续。工艺规程自身也在不断的修改补充 中更加合理、完善，对生产起到更好的指导 作用。 2014-10-23 工艺规程的作用 l(1）工艺规程是指导生产的主要技术文件 合理的工艺 规程是依据工艺理论和必要的工艺试验而制订的。 l(2）工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据 在生 产管理中，产品投产前原材料及毛坯的供应、通用工 艺装备的准备、机械负荷的调整、专用工艺装备的设 计和制造、作业计划的编排、劳动力的组织，以及生 产成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据的。 l(3）工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料 在 新建或扩建工厂或车间时，只有依据工艺规程和生产 纲领才能正确确定生产所需要的机床和其它设备的种 类、规格和数量；确定车间的面积、机床的布置、生 产工人的工种、等级及数量以及辅助部门的安排等。 2014-10-23 制订机械加工工艺规程的原则 l原则是：在保证产品质量的前提下，应 尽量提高生产率和降低成本。应在充分 利用本企业现有生产条件的基础上，尽 可能采用国内外先进工艺技术和经验， 并保证有良好的劳动条件。 l工艺规程应做到正确、完整、统一和清 晰，所用术语、符号、计量 单位、编号 等都要符合相应标准。 2014-10-23 制订机械加工工艺规程所需的原始资料 必须具备下列原始资料： l产品的装配图和零件图； l产品的验收质量和验收标准； l产品的生产纲领； l零件毛坯的生产条件或协作关系； l工厂现有生产条件和资料； l国内外同类产品的生产情况。 2014-10-23 制订机械加工工艺规程的步骤及内容 l在掌握上述资料的基础上，可以开始制订机 械加工工艺规程，具体的方法和步骤如下： l（1）分析零件工作图和产品装配图； l（2）对零件图和装配图进行工艺审查； l（3）根据产品的生产纲领确定零件的生产类 型； l（4）确定毛坯的种类及其制造方法； l（5）选择定位基准； l（6）拟定工艺路线 2014-10-23 制订机械加工工艺规程的步骤及内容 l（7）确定各工序所用机床设备和工艺装备( 含刀具、夹具、量具、辅具等)，对需要改装 或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务 书。 l（8）确定各工序的余量，计算工序尺寸和公 差。 l（9）确定各工序的切削用量和时间定额。 l（10）确定各工序的技术要求和检验方法； l（11）进行方案对比和经济技术分析，确定 最佳工艺方案； l（12）按要求规范填写工艺文件。 2014-10-23 加工汽油机水泵叶轮实例 2014-10-23 机械加工工艺过程卡片 2014-10-23 车外圆、端面工序卡片 2014-10-23 机械加工工艺规程设计 l机械加工工艺规程的设计是一项时间性 很强的工作，在设计过程中要综合考虑 零件的材料、结构、生产类型、现有的 加工条件等因素，制定出一个最为合理 的工艺过程并以技术文件的形式规定下 来，用于指导生产。总的要求，就是要 在保证产品质量的前提下，应尽量提高 生产率和降低成本。下面按照机械加工 工艺规程的设计步骤进行介绍。 2014-10-23 零件的工艺分析 l零件图是制订工艺规程最主要的原始资料。在 制订工艺规程时，首先必须对零件图进行认真 分析。为了更深刻理解零件结构上的特征和技 术要求，通常还需要研究产品的总装配图、部 件装配图以及验收标淮，从中了解零件的功用 和相关零件的配合，以及主要技术要求制订的 依据等。对零件进行工艺分析，发现问题后及 时提出修改意见，是制订工艺规程时的一项重 要的基础工作。对零件进行工艺分析，主要包 括以下两个方面。 2014-10-23 零件的结构工艺性分析 l零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满 足使用要求的前提下制造的可行性和经济性 。它包括零件的整个工艺过程的工艺性，涉 及的面很广，具有综合性。而且在不同的生 产类型和生产条件下，同样的结构，制造的 可能性和经济性可能不同，因此必须根据具 体的生产类型和生产条件，全面、具体、综 合地分析其结构工艺性。下页表列出了一些 零件机械加工工艺性对比的例子，供参考。 2014-10-23 零件 机械 加工 工艺 性对 比 2014-10-23 零件的结构工艺性实例 2014-10-23 零件的结构工艺性实例 2014-10-23 零件的结构工艺性实例 2014-10-23 零件的结构工艺性实例 2014-10-23 零件的结构工艺性实例 2014-10-23 零件的结构工艺性实例 2014-10-23 零件的结构工艺性实例 2014-10-23 零件的结构工艺性实例 2014-10-23 零件的结构工艺性实例 2014-10-23 零件的结构工艺性实例 2014-10-23 零件的结构工艺性实例 2014-10-23 零件的结构工艺性实例 2014-10-23 零件的结构工艺性实例 2014-10-23 零件的结构工艺性实例 2014-10-23 零件的技术要求分析 l零件技术要求包括下列几个方面： l（1）加工表面的尺寸精度；（2）形状精度； （3）相互位置精度；（4）表面粗糙度以及 表面质量方面要求；（5）热处理要求及其它 要求（如动平衡等）。 l分析零件技术要求的目的，是要找出零件的 主要表面（即精度要求较高的面），一是决 定主要表面的加工方法；应采取什么工艺措 施，二是检查技术要求的合理性。如发现图 样上的视图、尺寸标注、技术要求有错误或 遗漏，或结构工艺性不好时，应提出修改意 见。但修改时必须征得设计人员的同意，并 经过一定的审批手续。 2014-10-23 零件技术要求分析实例 2014-10-23 思 考 l指出下面各图中的零件在结构工艺性方面 存在的问题，并提出改进意见。 2014-10-23 加工方法的选择 l机器零件的结构形状虽然多种多样，但它们都 是由一些最基本的几何表面（外圆、孔、平面 等）组成的，机器零件的加工过程实际就是获 得这些几何表面的过程。同一种表面可以选用 各种不同的加工方法加工，但每种加工方法的 加工质量、加工时间和所花费的费用却是各不 相同的。工程技术人员的任务，就是要根据具 体加工条件（生产类型、设备状况、工人的技 术水平等）选用最适当的加工方法，加工出合 乎图样要求的机器零件。 2014-10-23 加工方法选 择的依据 l右图表示了几种加工方法的加 工精度和加工成本的关系。 l对每一种具体的加工方法，加 工误差小（即加工精度高）到 一定程度，加工误差进一步减 小会导致加工成本大大提高； 而加工误差大到一定程度，加 工误差进一步增大仅能少量降 低加工成本。因此，每种加工 方法都有其相对应的加工经济 精度。加工方法的选择主要依 据加工经济精度。以零件图上 各表面的加工精度及表面粗糙 度要求为依据，可选定各表面 的加工路线。 2014-10-23 加工精度和加工成本 2014-10-23 加工精度和加工成本的关系 2014-10-23 加工经济精度 2014-10-23 加工经济精度 2014-10-23 选择加工方法时应考虑的因素 l选择加工方法时，除应保证加工表面的精度和粗糙 度要求之外，还应综合考虑下列因素。 l（1）工件材料的性质 加工方法的选择，常受工件 材料性质的限制。例如，淬硬钢制作零件的精加工 ，应采用磨削类的加工方法； l（2）工件的结构和尺寸 以内圆表面加工为例，对 于IT7级精度的孔，常采用拉削、铰削、镗削和磨削 等方法来加工。如果是箱体上的孔，一般不用拉和 磨削，而采用铰削或镗削，孔径较小时，宜采用铰 削，孔径较大时，则采用镗削。 l（3）生产类型和现场生产条件 大批量生产时，降低 零件制造成本的主要途径是提高生产率，故应选用 高生产率和质量稳定的加工方法。 2014-10-23 外圆表面的加工路线 2014-10-23 金刚石车削 2014-10-23 研磨 2014-10-23 超精加工 2014-10-23 砂带磨削 2014-10-23 超精镜面砂带抛光 硬磁盘涂层表面 2014-10-23 孔的加工路线 2014-10-23 扩孔钻 2014-10-23 孔 的 铰 削 2014-10-23 孔的精镗 2014-10-23 用圆孔拉刀拉圆孔 2014-10-23 用键槽拉刀拉孔内单键槽 2014-10-23 金刚镗 2014-10-23 孔 的 珩 磨 2014-10-23 孔的研磨 2014-10-23 习 题 l填空题 l1. 机械制造工艺过程中一般是指零件的 工艺过程和 工艺过程。 l2. 机械加工工艺规程是指一种用文件形式规 定下来的_。 l3. _工人在一个工作地，