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文档简介
第七章工艺规程设计概述工艺尺寸链
零件的工艺性分析
定位基准的选择机械加工工艺路线的拟定机床加工工序的设计
加工工艺过程的生产率与技术经济分析装配工艺规程设计7.1概述一、生产过程和机械加工工艺过程生产过程:原材料成品售后服务
形状、尺寸工艺过程:生产对象成品、半成品
位置、性质
机加工
机械加工工艺过程:毛坯零件形状、位置、尺寸、性质装配工艺过程:零件机器二、机械加工工艺过程的组成基本单元:工序。工序又是由安装、工位、工步及走刀组成的。工序:是指一个或一组工人,在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。
工作地、工人、零件和连续作业是构成工序的四个要素,其中任一要素的变更即构成新的工序。工序是制定劳动定额、配备工人及机床设备、安排作业计划和进行质量检验的基本单元。二、机械加工工艺过程的组成安装:是工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。在一个工序中,有的工件只需装夹一次;也有需要多次装夹的。二、机械加工工艺过程的组成工位:当应用转位(或移位)加工的机床(或夹具)进行加工时,在一次装夹中,工件(或刀具)相对于机床要经过几个位置依次进行加工,在每一个工作位置上所完成的那一部分工序。二、机械加工工艺过程的组成工步:是加工表面、切削刀具和切削用量(仅指主轴转速和进给量)都不变的情况下所完成的那一部分工艺过程。变化其中的一个就是另一个工步。走刀:
在一个工步中,如果要切掉的金属层很厚,可分几次切削,每切削一次就称为一次走刀。二、机械加工工艺过程的组成复合工步:有时为了提高生产率,把几个待加工表面用几把刀具同时加工,这也可看作一个工步。三、生产纲领和生产类型 生产纲领:企业计划期应当产量进度计划 零件:N=Q(1+a%)(1+6%)n件/年Q:产量生产类型(专业化程度):大量生产,成批生产, 单件生产 安装1
工序1 工位1—工步1—走刀1
安装2— 工步1走刀1
机械工位1 工步2—
加工工序2工位2 工位2…… 走刀2
工艺……
过程 工位M 工步P ……
工序N工序:工人、工作地(机床)零件、连续作业(四要素)组成工艺过程的基本单元。批量划分内容多少。安装:一次装夹后完成的工序内容。装夹:误差,时少工位:工件相对于刀具的每一个位置。工步:加工表面,工具不变所连续完成的工序内容复合工步走刀:切层厚,分几刀加工。四、机械加工工艺规程工艺规程:是规定产品或零部件制造过程和操作方法等的工艺文件,它是企业生产中的指导性技术文件。机械加工工艺规程的种类
机械加工工艺过程卡片机械加工工序卡片检验工序卡片机床调整卡片工艺规程的地位:指导性技术文件,工艺工作中心,生产程序、方法的具体反映。作用:1)组织车间生产
2)生产准备,计划,调度
3)新(扩)建厂房、车间
4)技术交流制订原则:优质、高产、低消耗、好劳动条件、不断完善原始资料:产品技术文件、毛坯图、生产条件、技术资料
(手册、标准等)步骤:工艺性生产纲领、类型毛坯工艺过程 工序设计工艺文件7.2工艺尺寸链尺寸链:在零件加工或机器装配过程中,相互联系并按一定顺序排列的封闭尺寸组合。工艺尺寸链:在机械加工过程中,由同一个零件有关工序尺寸组成的尺寸链。装配尺寸链:在机器设计及装配过程中,由有关零件设计尺寸所组成的尺寸链。7.2工艺尺寸链尺寸链的环:组成尺寸链的每一个尺寸。封闭环:在零件加工或装配过程中,间接得到或最后形成的环。组成环:尺寸链中除封闭环以外的各环。尺寸链的计算方法本节仅介绍目前计算工艺尺寸链常用的方法——极值法。此法是按误差综合最不利的情况,即各增环均为最大(或最小)极限尺寸而减环均为最小(或最大)极限尺寸,来计算封闭环极限尺寸的。此法简便、可靠,其缺点是当封闭环公差较小、组成环数目较多时,会使组成环的公差过于严格。尺寸链的计算,有以下三种情况:
(1)已知组成环,求封闭环
(2)已知封闭环,求组成环
(3)已知封闭环及部分组成环,求其余组成环。尺寸链的计算方法机械制造中的尺寸及公差要求,通常是用基本尺寸(A)及上、下偏差(ESA、EIA)来表示的。在尺寸链计算中,各环的尺寸及公差要求,还可以用最大极限尺寸(Amax)和最小极限尺寸(Amin)或用平均尺寸(AM)和公差(TA)来表示。封闭环的最大极限尺寸公式封闭环的最小极限尺寸尺寸链的计算方法封闭环的上偏差ES0
封闭环的下偏差EI0封闭环的公差:
尺寸链的计算方法封闭环的平均尺寸反计算中的公差分配等公差法是将封闭环的公差平均分配给各个组成环:等精度法是按照等精度原则来分配封闭环公差。即认为各组成环公差具有相同的公差等级,按此计算出公差等级系数,再求出各组成环的公差。等精度法工艺上比较合理,当各组成环加工方法相同,但基本尺寸相差较大时,应考虑采用。
反计算中的公差分配实际可行性分配法:当各组成环的加工方法不同时,应当采用实际可行性分配法来决定各组成环的公差。
反计算中的公差分配
工艺尺寸链的计算1.基准不重合时的尺寸换算
1)
定位基准与设计基准不重合时的尺寸换算
假废品问题:假废品的出现,给生产、质量管理带来很多麻烦,因此,除非不得已,不要使定位基准与设计基准不重合。
2)测量基准与设计基准不重合时的尺寸换算2.标注工序尺寸的基准是尚待加工的设计基准时的尺寸计算3.
多尺寸保证时工艺尺寸链的计算4.余量校核
5.零件进行表面热处理时的工序尺寸换算6.
图解追踪法确定工序尺寸
切磨加工数控加工(特)复杂曲线、曲面加工难,不好易,好方孔,小孔,窄缝不好好四、毛坯的选择(制造方法)
1、种类总成本=毛坯成本+机加工成本低铸件:箱体、机座、复杂件、手工、机器、离心、熔、压力锻件:高强度、简单、自由锻、模锻精型材:圆、方、长方、六角、管材、板材度焊件:支架、变形大、时效、周期短冲压件:板料小零件、凸、高效冷挤压件:简单、小件、精度高高粉末冶金件:刀具、高精度、无切削、锐角定位基准的选择粗基准:第一道工序中,毛坯上未经加工的表面作为基准。精基准粗基准的选择:影响:1、不加工面与加工面间的相互位置精度;2、加工面的余量分配;3、夹具结构若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀,则应选择该表面为粗基准。在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下,若零件上每个表面都要加工,则应该以加工余量最小的表面作为粗基准。在与上项相同的前提条件下,若零件上有的表面不需加工,则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准,以达到壁厚均匀,外形对称等要求。选用粗基准的表面应尽量平整光洁,不应过飞边、浇口、冒口及其他缺陷,以减小定位误差,并能保证零件夹紧可靠。粗基准一般只使用一次。精基准的选择影响:加工精度(位置)、夹具结构“基准重合”原则:设计、工序=定位基准=设计基准;中间工序:工序基准=定位基准。“基准统一”原则:应尽可能选择加工工件多个表面时都能使用的定位基准作为精基准,即遵循基准统一的原则。保证各加工面间的相互位置精度,避免基准变换所产生的误差,简化夹具的设计和制造。“互为基准”原则:当两个表面相互位置精度以及它们自身的尺寸与形状精度都要求很高时,可以采取互为精基准的原则,反复多次进行精加工。“自为基准”原则:有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀,在加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准,即遵循自为基准的原则,而该表面与其他表面之间的位置精度则由先行的工序保证。相互矛盾:保证了基准的统一,就不一定符合基准重合的原则。具体情况,综合考虑,灵活掌握。
机械加工工艺路线的拟定一、表面加工方法的选择:表面要经过多次加工,有多种方法(组合)。考虑:加工方法的经济精度及表面粗糙度:在正常加工条件下(采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人,不延长加工时间)所能保证的加工精度。
机械加工工艺路线的拟定一、表面加工方法的选择:表面要经过多次加工,有多种方法(组合)。考虑:加工表面的技术要求(包括由于基准不重合而提高对某些表面的加工要求,以及由于被作为精基准而可能对其提出的更高加工要求)。首先确定被加工零件主要表面的最终加工方法,然后再选择前面一系列的加工方法和顺序。各表面加工方法分别初定后,还应综合考虑为保证各加工表面位置精度要求而采取的工艺措施。生产类型零件结构、加工表面的特点和材料性质等因素。箱体孔:不拉,磨 大孔:镗小孔:铰本厂的现有设备等生产条件。典型表面所采用的典型工艺路线。加工阶段的划分粗加工阶段:主要任务是切除各加工表面上的大部分余量,并加工出精基准。半精加工阶段:主要目的是使主要表面消除粗加工后留下的误差,使其达到一定的精度,为精加工做好准备,并完成一些次要表面的加工(如钻孔、攻丝、铣键槽等)。精加工阶段:任务是保证各主要加工表面达到图纸所规定的质量要求。精加工切除的余量较少。光整加工阶段:对于精度要求很高(IT5级以上)、表面粗糙度值要求很小(Ra0.2μm以下)的零件,必须有光整加工阶段。典型方法有桁磨、研磨、超精密加工及镜面磨削等。不但能降低表面粗糙度值,而且能提高尺寸精度和形状精度,但多数都不能提高位置精度。加工阶段的划分划分加工阶段的必要性在于:
(1)保证加工质量。由于粗加工阶段的金属较多,产生的切削力和切削热也较大,同时也需要较大的夹紧力,而且粗加工后内应力会重新分布,在这些力的作用下,工件会产生较大的变形。因此,划分加工阶段,通过半精加工和精加工可使粗加工引起的误差得到纠正。
(2)合理的使用机床设备。粗、精加工分开,粗加工使用大功率机床,可充分发挥机床的效能;精加工使用精密机床,可以保证零件的精度要求。
(3)粗、精加工分开,便于及时发现毛坯的缺陷(如气沙、砂眼等),及时修补或报废,避免工时浪费。
(4)表面精加工安排在最后,可避免或减少在夹紧和运输过程中损伤已精加工过的表面。工序集中与分散工序集中:内容多,工艺路线短,工序少。工序分散:内容少,工艺路线长,工序多。1.工序集中的特点
1)采用高效率专用设备和工艺设备,提高生产率、减少机床数量和生产面积。
2)减少了工序的装夹次数。工件在一次装夹中可加工多个表面,有利于保证这些表面之间的相互位置精度。减少装夹次数,也可减少装夹所造成的误差。
3)减少工序数目,缩短了工艺路线,也简化了生产计划和组织工作。
4)专用设备和工艺装备较复杂,生产准备周期长,更换产品较困难。2.工序分散的特点
1)设备和工艺装备比较简单,调整比较容易。
2)工艺路线长,设备和工人数量多,占地面积大。
3)可采用最合理的切削用量,减少基本时间。
4)容易变换产品。工序顺序的安排
1.机械加工工序的安排
1)先基准面,后其他面。
2)先主要表面,后次要表面。
3)先主要平面,后主要孔。
4
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