机械加工工艺过程的组成

1、工艺§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T1个工步用几把不同刀具或复合刀具加工T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、扩建或改

2、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否合理3 ）零件的选材是否恰当，热处理要否合理2 零件结构及其工艺性分析 结构组成 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 结构工艺性

3、 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一一半圆形零件-合成整圆小零件（垫圈）T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、有色金属宀铸重要件T锻 零件的结构形状与尺寸复杂件T铸小台阶轴T棒料，大台阶轴T锻 生产纲领的大小一一大批量-先进方法 现有生产条件 采用新工艺、新技术、新材料三

4、定位基准选择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

5、人为制造的基准工艺需要而作的工艺凸台、中心孔提高精度一面两孔定位（2）粗基准选择一一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一一选择不加工面作粗基准2 ）定位稳定可靠，简单方便一一选大面、平整面，无缺陷3 ）合理分配各面加工余量一一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 一一具体情况具体分析，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孑L、2- © 10孔、直槽、圆弧槽主要加工要求©16H7、对称度 0.1、32 ±

6、0.1、28 ± 0.1基准分析底面顶面、©16H7 孔高度方向的设计基准©16H7 孔轴线一一直槽、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（z、x、y ） 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 孔一一限制2个自由度（X、y ） 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孔一一限制1个自由度（

7、z） 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，夹具结构简单粗基准的选择:©40外圆一一限制4个自由度（X、y、X、y ）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（ z ） 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（ z ） 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

8、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，容多装夹次数少，位置精度高，设备数量少，工人少

9、工序分散 工序多，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 先主后次、穿插进行 先面后孔基准加工T主要面粗加工T次要面加工T主要面半精加工T次要面加工T修基准T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T退火或正火T主要面粗加工T次要面加工 T调质（或时效）T主要面半精加工T次要面加工T淬火（或渗碳淬火）T修基准T主要面精加工（3 ）

10、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： Z b=b-a外圆表面： 2Z b =d a-d b孔表面： 2Z b =d b -d a= 毛坯余量(2 )总加工余量 Z 2 =各工序加工余量之和 =毛坯尺寸与零件尺寸之差单向入体原则 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

11、余量的变动围 =前后工序尺寸公差之和2 影响最小加工余量的因素( 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pa(4 )本工序加工时的安装误差eb3 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单件小批生产-通用设备3 )机床生产率应与生产

12、类型相适应4 )机床的选择应结合现场的实际情况大批量生产-高效专用设备类型，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一一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一一不规定批量较大一一严格

13、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

14、理需要时间T r 工作班满足生理需要所耗的时间，作业时间 24%准备和终结时间T e 为生产一批产品准备和结束工作所耗的时间T p =T b +T a +T s+T r+ Te n(2 )提高生产率的措施1)缩减基本时间Tb外圆车削:Tb =DLZlOOOVc fa p增大切削用量硬质合金200m/min,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高速磨削一一80m/s ;强力磨削深度一一630mm减少或重合切削行程长度多刀多刃加工多件加工一一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

15、、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一一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 间接缩减辅助时间一一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装卸工件主动测量或数字显示装置一一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一一扩大零件批量和减少调整机床、工装的时间成批生产一一 缩短安装刀具、调整机床的时间，扩大零件批量中小批生产一一零件通

16、用化和标准化，或采用成组技术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、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 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， A 0组成环直接获得的尺寸增环一一该环增大，封闭环相应增大，Ai减环 该环增大，封闭

17、环相应减小，Ai3 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nmA0AiAii1i n 12 .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ESonESii 1mElii n 13 .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ElEhmESii n 14 .封闭环公差=各组成环公差之和TonTi1mTii n 1mTii 1三.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