课2机械加工的质量分析、生产效率与经济分析

第二章机械加工的质量分析、消费效率与经济分析本课次要处理的问题一、外表质量包含哪几个部分？二、外表质量对零件的运用性能有哪些影响？三、如何提高外表质量？四、如何提高消费效率？五、如何较低消费本钱？§2机械加工外表质量2.1机械加工外表质量的含义及其对产品运用性能的影响2.1.1机械加工外表质量的含义一、外表的几何特性1.外表粗糙度它是指加工外表的微观几何外形误差。2.外表波度它是介于宏观几何外形误差(△形)与微观几何外形误差(即粗糙度)之间的周期性几何外形误差。外表粗糙度与波度a)外表粗糙度b)外表波度1、当依次加工一批工件时，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、偶尔性误差d、系统性偶尔误差练习题：外表层物理力学性能主要是指以下三个方面：1)外表层加工硬化(冷作硬化)。2)外表层金相组织的变化。3)外表层剩余应力。二、外表层物理力学性能2.1.2外表质量对产品运用性能的影响一、外表质量对零件耐磨性的影响图2-36外表粗糙度与初期磨损量1—轻负荷2—重负荷图2-37外表冷硬程度与耐磨性的关系三外表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外表粗糙度。外表粗糙度值越大，越容易积聚腐蚀性物质外表粗糙度值太大，不利于配合性质的坚持。表现剩余应力会引起零件变形，使零件外形和尺寸发生变化，因此对配合性质也有一定的影响。四外表质量对配合性质的影响2.1.3影响外表质量的要素一、影响外表粗糙度的要素主要有三类：几何要素；物理要素；振动要素。图2-38车削外圆时留下的刀痕(a)尖刀；(b)圆头刀。图2-39切削塑性资料时的实践粗糙度图2-40车削时的积屑瘤高度和外表的不平度二、影响外表层物理机械性质的要素用机械加工塑性金属时，工件已加工外表遭到刀具后刀面的摩擦挤压而产生塑性变形；同时，加工过程中产生大量的热，提高了切削区域的温度。一切这些都使已加工外表层金属的物理机械性质发生变化，其主要是：外表层产生剩余应力和外表层强化(冷硬)；另外在磨削加工中有时还会出现外表热损伤缺陷。1.切削加工后外表层的剩余应力外表层的剩余应力产生的要素归纳起来有三方面：(1)塑性变形的要素(2)温度的要素(3)金相组织变化的要素2.切削加工后外表层的强化(冷硬)切削加工时，外表层金属由于塑性变形而得到强化。1、影响外表粗糙度的要素主要有：a几何要素b物理要素c振动要素d环境要素练习题：§3提高机械加工劳动消费率的工艺措施劳动消费率是指单位人——时的平均消费量。也就是说：一个工人在单位劳动时间内制造出的合格产品的数目。3.1工时定额计算时间定额中的根本时间可以根据切削用量和行程长度来计算，其他组成部分的时间，可取自根据阅历而来的统计资料。单件时间是： T单件=T根本+T辅助+T效力+T休憩3.1缩短根本时间1.提高切削用量2.减少切削行程长度1.直接缩减辅助时间(a)采用先进夹具(b)采用各种快速换刀、自动换刀安装3.2缩短辅助时间2.使辅助时间与根本时间重合(a)采用两工件或多工位的加工方法，可以缩短工件的装卸时间。(b)采用两个一样夹具交替任务。(c)采用自动检验或数字显示式自动丈量安装图2-47双工位夹具3.3同时缩短根本时间和辅助时间1.多件加工——机床在一次安装下同时加工几个工件，从而使分摊到每一个工件上的根本时间和辅助时间都能缩短。2.采用多刀多刃加工及成形切削3.采用各种类型的半自动机、自动机、多工位机床、组合机床、自动线等图2-48顺序加工图2-49平行加工图2-50平行顺序加工图2-51多刀加工3.4缩短预备终结时间1.夹具和刀具调整的通用化2.采用可换刀架或刀夹3.采用刀具的微调机构和对刀的辅助工具4.采用预备终结时间极少的先进加工设备§4机械加工工艺过程的经济分析4.1机械加工工艺过程的经济性设计某一零件的机械加工工艺规程时，普通在给定的消费条件下可以拟定几种方案。从保证质量的观念来看，这些方案能够具有同等效果，但从经济角度比较，那么这些方案的价值不一样。这时我们当然应该选择最经济的方案。4.2机械加工工艺本钱的组成零件本钱包含的各项费用可概括为两大类：第一类是与完成工序直接有关的费用，如零件资料费、消费工人工资、机床电力费、设备折旧费等等。第二类是与完成工序无直接关系，而是与整个车间的全部消费条件有关的费用，如技术行政人员的工资、厂房折旧及维修费、取暖照明费及运输费等。在进展经济分析时，只须分析与完成工序直接有关的第一类费用(称工艺本钱)，由于在同一消费条件下，可以为第二类费用是相等的。工艺本钱的各项费用又分为两种：第一种费用与年产量有关，因此这种费用的全年总值随年产量而变化，故称为可变费用，用“v〞表示，其中包括：零件资料费、机床工人工资、机床维护费、通用机床折旧费、刀具维护及折旧费、通用夹具维护及折旧费等。工艺本钱的第二种费用与年产量无关，因此这种费用的全年总值不随年产量而变化，故称为不变费用，以“C〞表示，其中包括：机床调整工人的工资、公用机床折旧费、公用夹具维护及折旧费等。4.3工艺过程方案的经济比较每个零件的工艺本钱应等于不变费用和可变费用之和：全年的工艺本钱应为：图2-52单件工艺本钱与年产量的关系图2-53全年工艺本钱与年产量的关系在实践任务中，均按全年工艺本钱进展经济比较。现设有两种不同的工艺过程方案，其全年的工艺本钱分别为：S年1=v1n+C1 (3-3)S年2=v2n+C2(3-4)设两种方案的本钱相等即S年1=S年2这时可求得临界年产量n临如下：v1n临+C1=v2n临+C2 (3-5)