机械加工的质量、生产效率与经济

第二章机械加工的质量分析、生产效率与经济分析本课次要解决的问题一、表面质量包含哪几个部分？二、表面质量对零件的使用性能有哪些影响？三、如何提高表面质量？四、如何提高生产效率？五、如何较低生产成本？§2机械加工表面质量

2.1机械加工表面质量的含义及其对产品使用性能的影响2.1.1机械加工表面质量的含义一、表面的几何特性1.表面粗糙度

它是指加工表面的微观几何形状误差。

2.表面波度

它是介于宏观几何形状误差(△形)与微观几何形状误差(即粗糙度)之间的周期性几何形状误差。

表面粗糙度与波度a)表面粗糙度b)表面波度1、

当顺次加工一批工件时，大小和方向没有一定变化规律的加工误差，称为：a、系统性误差b、系统性变值误差c、偶然性误差d、系统性偶然误差练习题：表面层物理力学性能主要是指下列三个方面：1)表面层加工硬化(冷作硬化)。2)表面层金相组织的变化。3)表面层残余应力。二、表面层物理力学性能2.1.2表面质量对产品使用性能的影响一、表面质量对零件耐磨性的影响

图2-36表面粗糙度与初期磨损量1—轻负荷2—重负荷

图2-37表面冷硬程度与耐磨性的关系

三表面质量对零件耐腐蚀性能的影响零件的耐腐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度。表面粗糙度值越大，越容易积聚腐蚀性物质

表面粗糙糙度值太太大，，不利于于配合性性质的保保持。表现残余余应力会会引起零零件变形形，使零零件形状状和尺寸寸发生变变化，因因此对配配合性质质也有一一定的影影响。四表面质量量对配合合性质的的影响2.1.3影响表面面质量的的因素一、影响响表面粗粗糙度的的因素主要有三三类：几何因素素；物理因素素；振动因素素。图2-38车车削外外圆时留留下的刀刀痕(a)尖尖刀；；(b)圆圆头刀。。图2-39切削塑性性材料时时的实际际粗糙度度图2-40车削时的的积屑瘤瘤高度和和表面的的不平度度二、影影响表面面层物理理机械性性质的因因素用机械加加工塑性性金属时时，工件件已加工工表面受受到刀具具后刀面面的摩擦擦挤压而而产生塑塑性变形形；同时时，加工工过程中中产生大大量的热热，提高高了切削削区域的的温度。。所有这些些都使已已加工表表面层金金属的物物理机械械性质发发生变化化，其主主要是：：表面层层产生残残余应力力和表面面层强化化(冷硬硬)；另另外在磨磨削加工工中有时时还会出出现表面面热损伤伤缺陷。。1.切切削加工工后表面面层的残残余应力力表表面层的的残余应应力产生生的因素素归纳起起来有三三方面：：(1)塑性变形形的因素素(2)温度的因因素(3)金相组织织变化的的因素2.切切削加工工后表面面层的强强化(冷冷硬)切削加工工时，表表面层金金属由于于塑性变变形而得得到强化化。1、影响响表面粗粗糙度的的因素主要有：：a几何何因素b物理理因素c振动动因素d环境境因素练习题：：§3提提高机机械加工工劳动生生产率的的工艺措措施劳动生产产率是指指单位人人——时时的平均均生产量量。也就就是说：：一个工工人在单单位劳动动时间内内制造出出的合格格产品的的数目。。3.1工工时定额额计算时间定额额中的基基本时间间可以根根据切削削用量和和行程长长度来计计算，其其余组成成部分的的时间，，可取自自根据经经验而来来的统计计资料。。单件时间间是：T单件=T基本+T辅助+T服务+T休息3.1缩缩短基基本时间间1.提高切削削用量2.减少切削削行程长长度1.直接缩减减辅助时时间(a)采用先进进夹具(b)采用各种种快速换换刀、自自动换刀刀装置3.2缩短辅助助时间2.使使辅助时时间与基基本时间间重合(a)采采用用两工件件或多工工位的加加工方法法，可以以缩短工工件的装装卸时间间。(b)采采用两两个相同同夹具交交替工作作。(c)采采用主主动检验验或数字字显示式式自动测测量装置置图2-47双工位夹具具3.3同时缩短基基本时间和和辅助时间间1.多件加工———机床在在一次安装装下同时加加工几个工工件，从而而使分摊到到每一个工工件上的基基本时间和和辅助时间间都能缩短短。2.采用用多刀多刃刃加工及成成形切削3.采用各种类类型的半自自动机、自自动机、多多工位机床床、组合机机床、自动动线等图2-48顺序加工图2-49平行加工图2-50平行顺序加加工图2-51多刀加工3.4缩短准备终终结时间1.夹具和刀具具调整的通通用化2.采用可换刀刀架或刀夹夹3.采用刀具的的微调机构构和对刀的的辅助工具具4.采用准备终终结时间极极少的先进进加工设备备§4机械加工工工艺过程的的经济分析析4.1机机械加工工工艺过程的的经济性设计某一零零件的机械械加工工艺艺规程时，，一般在给给定的生产产条件下可可以拟定几几种方案。。从保证质质量的观点点来看，这这些方案可可能具有同同等效果，，但从经济济角度比较较，则这些些方案的价价值不相同同。这时我我们当然应应该选择最最经济的方方案。4.2机机械加工工工艺成本的的组成零件成本包包含的各项项费用可概概括为两大大类：第一类是与与完成工序序直接有关关的费用，，如零件材材料费、生生产工人工工资、机床床电力费、、设备折旧旧费等等。。第二类是与与完成工序序无直接关关系，而是是与整个车车间的全部部生产条件件有关的费费用，如技技术行政人人员的工资资、厂房折折旧及维修修费、取暖暖照明费及及运输费等等。在进行经济济分析时，，只须分析析与完成工工序直接有有关的第一一类费用(称工艺成成本)，因因为在同一一生产条件件下，可认认为第二类类费用是相相等的。工艺成本的的各项费用用又分为两两种：第一种费用用与年产量量有关，因因而这种费费用的全年年总值随年年产量而变变化，故称称为可变费费用，用““v”表示示，其中包包括：零件件材料费、、机床工人人工资、机机床维护费费、通用机机床折旧费费、刀具维维护及折旧旧费、通用用夹具维护护及折旧费费等。工艺成本的的第二种费费用与年产产量无关，，因而这种种费用的全全年总值不不随年产量量而变化，，故称为不不变费用，，以“C””表示，其其中包括：：机床调整整工人的工工资、专用用机床折旧旧费、专用用夹具维护护及折旧费费等。4.3工艺过程方方案的经济济比较每个零件的的工艺成本本应等于不不变费用和和可变费用用之和：全年的工艺艺成本应为为：图2-52单件工艺成成本与年产产量的关系系图2-53全年年工艺成本本与年产量量的关系在实际工作作中，均按按全年工艺艺成本进行行经济比较较。现设有两种种不同的工工艺过程方方案，其全全年的工艺艺成本分别别为：S年1=v1n+C1(3-3)S年2=v2n+C2(3-4)设两种方案案的成本相相等即S年1=S年2这时可求得得临界年产产量n临如下：v1n临+C1=v2n临+C2(3-5)(3-6)1、采用各种快快速换刀、、自动换刀刀装置是为为了：a、缩短基本时