机械制造工程原理第七章3

机械制造工程原理主要内容：机械制造工艺学金属切削原理金属切削刀具机床夹具特种加工（机床）参考书：《机械制造工程原理》，冯之敬主编，清华大学出版社，1999，2《特种加工（第四版）》，刘晋春、赵家齐、赵万生主编，机械工业出版社，2005，1任何相关教材第七章机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。第一节基本概念一、机械产品生产过程与机械加工工艺过程机械产品生产过程是指从原材料到该机械产品出厂的全部劳动过程。包括：毛坯制造、机械加工、热处理、装配、检验、试车、油漆、包装、储存、运输等。机械加工工艺过程是前者有关机械加工的部分。包括：切削加工、磨削加工、特种加工等。二、机械加工工艺过程的组成

1、工序指一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时对几个）工件连续完成的那部分工艺过程。2、安装如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分工序内容称为一个安装。3、工位在一次安装中，如工件相对机床床身变换了加工位置，则把每一个加工位置上的加工内容称为一个工位。4、工步加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工位内容称为一个工步。5、走刀切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。

三、生产类型与机械加工工艺规程机械加工工艺规程：用文件规定的机械加工工艺过程。1、年生生产纲领领和生产产批量一年内应应当生产产的零件件数量称称为该零零件的年年生产纲纲领。N――――零件的的年生产产纲领（（件/年年）Q――――产品的的年产量量（台/年）n――――每台产产品中，，该零件件的数量量（件/台）α％―――备品率率β％―――废品率率生产批量量：一次投入入或产出出同一产产品（或或零件））的数量量。n――每每批中的的零件数数量N――年年生产纲纲领规定定的零件件数量A――零零件应该该储存的的天数F――一一年中工工作日天天数2、生产产类型单件生产产、小批批生产、、中批生生产、大大批生产产、大量量生产3、机械械加工工工艺规程程的作用用是计划、、调度、、工人操操作、质质量检验验等的依依据。是生产准准备的依依据。是中批及及大批大大量生产产中新建建和扩建建厂房的的依据。。4、机械械加工工工艺规程程的形式式工艺过程程卡片、、机械加加工工艺艺卡片、、机械加加工工序序卡片四、机械械加工工工艺规程程的设计计原则、、步骤和和内容1、设计计原则1)可可靠保证证零件图图纸上所所有技术术要求的的实现2)工工艺成本本尽量低低3)充充分利用用现有条条件，少少花钱、、多办事事4)尽尽量减轻轻工人的的劳动强强度，安安全、文文明生产产。2、步骤骤和内容容阅读装配配图和零零件图工艺审查查零零件结结构工艺艺性确定毛坯坯拟定机械械加工工工艺路线线确定满足足各工序序要求的的工艺装装备（包包括机床床、夹具具、刀具具和量具具等）确定各工工序的技技术要求求和检验验方法确定各工工序的加加工余量量、计算算工序尺尺寸和公公差确定切削削用量确定时间间定额填写工艺艺文件第二节工工件件加工时时的定位位及基准准一、工件件的定位位1、工件件的装夹夹定位―――指确定定工件在在机床或或夹具中中占有正正确位置置的过程程。夹紧―――指工件件定位后后将其固固定，使使其在加加工过程程中保持持定位位位置不变变的操作作。装夹三种种方法：：夹具装夹夹直接接找找正正装装夹夹划线线找找正正装装夹夹夹具具装装夹夹直接接找找正正装装夹夹划线线找找正正装装夹夹2、、定定位位原原理理（1））六六点点定定位位原原理理――――――采采用用按按一一定定规规律律分分布布的的6个个约约束束点点，，可可以以限限制制工工件件的的6个个自自由由度度，，实实现现完完全全定定位位，，称称为为六六点点定定位位原原理理。。（2））用用定定位位元元件件代代替替约约束束点点限限制制自自由由度度（3））完完全全定定位位和和不不完完全全定定位位完全全定定位位――――――不完完全全定定位位――――――工工件件6个个自自由由度度没没有有完完全全限限制制的的定定位位。。（4））欠欠定定位位和和过过定定位位欠定定位位――――工工件件需需要要限限制制的的自自由由度度没没有有被被完完全全限限制制的的定定位位。。过定定位位――――工工件件某某个个（（或或某某几几个个））自自由由度度被被重重复复限限制制的的定定位位。。二、、基基准准设计计基基准准工艺艺基基准准：：定定位位基基准准、、测测量量基基准准、、装装配配基基准准。。第三三节节工工艺艺路路线线的的制制定定一、、定定位位基基准准的的选选择择1、、粗粗基基准准的的选选择择1)如果果工工件件上上加加工工表表面面与与非非加加工工表表面面有有相相互互位位置置要要求求，，以以非非加加工工表表面面为为粗粗基基准准。。2)如如某某一一表表面面要要求求加加工工余余量量均均匀匀，，则则应应以以它它为为粗粗基基准准。。3)便便宜宜装装夹夹4)粗粗基基准准只只在在第第一一道道工工序序中中使使用用一一次次。。2、、精精基基准准的的选选择择(1)基基准准重重合合原原则则――――――尽尽可可能能选选择择被被加加工工面面的的设设计计基基准准为为精精基基准准。。(2)基基准准统统一一原原则则――――――尽尽可可能能以以同同一一表表面面作作为为精精基基准准。。例例，，一一面面两两孔孔定定位位(3)互互为为基基准准原原则则――――――用用于于两两个个表表面面间间有有高高相相互互位位置置要要求求的的表表面面加加工工。。(4)自自为为基基准准原原则则――――――加加工工表表面面要要求求加加工工余余量量均均匀匀。。(5)便便于于装装夹夹。。二、、加加工工经经济济精精度度与与加加工工方方法法的的选选择择1、、加加工工经经济济精精度度2、、加加工工方方法法的的选选择择三、、典典型型表表面面的的加加工工路路线线外圆表面面加工路路线：孔的加工工路线：：平面的加加工路线线：四、工序序顺序的的安排1、安排排原则先基准后后其它先面后孔孔先主后次次先粗后精精2、热处处理工序序及表面面处理工工序的安安排为改善切切削性能能而进行行的热处处理工序序（如退退火、正正火、调调治），，安排在在切削加加工之前前。为消除内内应力而而进行的的热处理理工序（（如人工工时效、、退火、、正火等等），安安排在粗粗加工之之后。为材料力力学物理理性质而而进行的的热处理理工序（（如表面面淬火等等），安安排在半半精加工工之后、、精加工工之前。。为提高零零件表面面耐磨性性或耐腐腐蚀性而而安排的的热处理理工序，，以及以以装饰为为目的的的热处理理工序（（如镀铬铬、镀锌锌、发蓝蓝等），，安排在在工艺过过程的最最后。3、其它它工序检验、去去毛刺、、平衡、、清洗等等。五．工序序的集中中与分散散工序集中中――使使每个工工序包含含尽量多多的加工工内容，，因而总总的工序序数目减减少，工工艺路线线短。优点：利利于保证证各加工工面间的的相互位位置精度度，节省省工件装装夹时间间，减少少工件搬搬运次数数。应用：中中小批量量生产，，加工中中心工序分散散――每每个工序序中包含含的加工工内容少少，总的的工序数数目多多，工艺艺路线长长。优点：每每个工序序所用设设备和夹夹具简单单，对刀刀容易，，对操作作工人技技术水平平要求低低。应用：大大批大量量生产，，传统流流水线、、自动生生产线。。六、加工工阶段的的划分粗加工阶阶段半精加工工阶段精加工阶阶段精密、超超精密及及光整加加工阶段段第四节加加工工余量、、工序尺尺寸及公公差的确确定一、加工工余量的的概念1、加工工总余量量（毛坯坯余量））与工序序余量Z0=Z1+Z2+…….+ZnZ0―――加加工总余余量Zi―――工工序余量量n――――工序数数目单边余量量：Zi=li-1-liZi―――本本道工序序的工序序余量li-1―――上上道工序序的基本本尺寸li―――本本道工序序的基本本尺寸双边余量量：2Zi=li-1-li外圆面2Zi=di-1-di内圆面2Zi=Di－Di-1余量公差差：Tz=Tb+Ta工序尺寸寸公差按按“入体体原则””标注：：被包容容尺寸的的上偏差差为0，，包容尺尺寸的下下偏差为为0。2、工序序余量的的影响因因素1)上道工序序尺寸的的公差2)上上道工工序产生生的表面面粗糙度度Ry和和表面缺缺陷层深深度3)上工序留留下的空空间误差差本工序的的装夹误误差二、加工工余量的的确定计算法、、查表法法、经验验法三、工序序尺寸与与公差的的确定确定过程程：确定各加加工工序序的加工工余量从最后工工序开始始，即从从设计尺尺寸开始始，到第第一道工工序，逐逐次加上上每道加加工工序序余量，，分别得得到各工工序基本本尺寸（（包括毛毛坯尺寸寸）终加工工工序公差差按设计计尺寸确确定，其其它各工工序尺寸寸公差按按所用加加工方法法的经济济加工精精度确定定。填写工序序尺寸并并按“入入体原则则”标注注工序尺尺寸。例：某轴轴φ50h5，，表面粗粗糙度Ra0.04μμm，高高频淬火火，毛坯坯为锻件件。第五节工工艺艺尺寸链链直线尺寸寸链基本本计算公公式1、极值值法计算算公式（1）封封闭环的的基本尺尺寸等于于各组成成环基本本尺寸的的代数和和（2）封封闭环的的公差等等于各组组成环的的公差之之和（3）封封闭环的的偏差（4）封封闭环的的极限尺尺寸2、概率率法计算算公式3、举例例例1、例2、工艺安排排：镗内孔到到mm插键槽淬火处理理磨内孔，，同时保保证内孔孔直径mm和键槽槽深度mm两个个设计尺尺寸的要要求。第六节时时间定额额和提高高生产率率的工艺艺途径一、时间间定额1、时间间定额概概念：指在一定定条件下下，完成成一道工工序所需需消耗的的时间。。2、技术术时间定定额的组组成（1）基基本时间间t基直接改变变生产对对象的尺尺寸、形形状、相相对位置置以及表表面状态态或材料料性质等等的工艺艺过程所所消耗的的时间，，称为基基本时间间。对切削削加工工来说说，基基本时时间就就是切切去金金属所所消耗耗的机机动时时间。。（2））辅助助时间间t辅各种辅辅助动动作所所消耗耗的时时间。。包括括：装装卸工工件、、开动动和停停止机机床、、改变变切削削用量量、测测量工工件尺尺寸、、进刀刀和退退刀等等。基本时时间与与辅助助时间间之和和称为为操作作时间间或工工序时时间。。（3））布置置工作作地时时间t布置工人照照管工工作地地所消消耗的的时间间。包包括：：更换换刀具具、调调整或或润滑滑机床床、清清理切切屑、、收拾拾工具具等。。一般般为操操作时时间的的2％％～7％（4））休息息和自自然需需要时时间t休工人的的工作作班内内，为为恢复复体力力和满满足自自然需需要所所消耗耗的时时间。。一般般为操操作时时间的的2％％（5））准备备与终终结时时间t准终为生产产一批批产品品和零零部件件，进进行准准备和和结束束工作作所消消耗的的时间间。包包括：：加工工前熟熟悉工工艺文文件、、领取取毛坯坯、安安装刀刀具和和夹具具、调调整机机床和和刀具具等，，加工工终了了后拆拆下个个归还还工艺艺装备备、发发送成成品等等。3、单单件时时间和和单件件工时时定额额的计计算公公式工序时时间：：单件时时间：：单件工工时定定额：：大批大大量生生产：：二、提提高劳劳动生生产率率的工工艺措措施1、缩缩短单单件时时间定定额(1)缩缩减减基本本时间间1)提高切切削用用量切削普普通钢钢材，，硬质质合金金―――200m/min，陶陶瓷―――500m/min，，立方方氮化化硼（（CBN））―――900m/min2)合合并工工步3)多多件加加工（2））缩短短辅助助时间间采用先先进夹夹具使辅助助时间间与基基本时时间重重合（3））缩减减准备备终结结时间间增大批批量，，设法法使零零件通通用化化和标标准化化2、采采用先先进工工艺方方法特种加加工少、无无切屑屑工艺艺3、进进行高高效自自动化化加工工第七节节自自动生生产线线和柔柔性制制造系系统一、自自动生生产线线1、自动生生产线线的组组成和和类型型指刚性性自动动生产产线2、自自动线线的设设计（1））生产产节拍拍及平平衡（2））零件件加工工时的的定位位夹紧紧随行夹夹具法法机床夹夹具法法（3））自动动线的的布置置形式式（4））工件件传输输系统统（5））控制制方式式集中控控制、、分散散控制制二、柔柔性制制造系系统1、定定义及及特点点指可变变的、、自动动化程程度较较高的的制造造系统统。由由多台台加工工中心心和数数控机机床组组成，，有自自动上上、下下料装装置、、自动动化仓仓库和和物流流输送送系统统，由由