機械制造技術(shù)基礎(chǔ)-第七章工藝設(shè)計

第七章工藝規(guī)程設(shè)計概述工藝尺寸鏈

零件的工藝性分析

定位基準的選擇機械加工工藝路線的擬定機床加工工序的設(shè)計

加工工藝過程的生產(chǎn)率與技術(shù)經(jīng)濟分析裝配工藝規(guī)程設(shè)計7.1概述一、生產(chǎn)過程和機械加工工藝過程生產(chǎn)過程：原材料成品售后服務(wù)

形狀、尺寸工藝過程：生產(chǎn)對象成品、半成品

位置、性質(zhì)

機加工

機械加工工藝過程：毛坯零件形狀、位置、尺寸、性質(zhì)裝配工藝過程：零件機器二、機械加工工藝過程的組成基本單元：工序。工序又是由安裝、工位、工步及走刀組成的。工序：是指一個或一組工人，在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。

工作地、工人、零件和連續(xù)作業(yè)是構(gòu)成工序的四個要素，其中任一要素的變更即構(gòu)成新的工序。工序是制定勞動定額、配備工人及機床設(shè)備、安排作業(yè)計劃和進行質(zhì)量檢驗的基本單元。二、機械加工工藝過程的組成安裝：是工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序。在一個工序中，有的工件只需裝夾一次；也有需要多次裝夾的。二、機械加工工藝過程的組成工位：當應(yīng)用轉(zhuǎn)位（或移位）加工的機床（或夾具）進行加工時，在一次裝夾中，工件（或刀具）相對于機床要經(jīng)過幾個位置依次進行加工，在每一個工作位置上所完成的那一部分工序。二、機械加工工藝過程的組成工步：是加工表面、切削刀具和切削用量（僅指主軸轉(zhuǎn)速和進給量）都不變的情況下所完成的那一部分工藝過程。變化其中的一個就是另一個工步。走刀：

在一個工步中，如果要切掉的金屬層很厚，可分幾次切削，每切削一次就稱為一次走刀。二、機械加工工藝過程的組成復合工步：有時為了提高生產(chǎn)率，把幾個待加工表面用幾把刀具同時加工，這也可看作一個工步。三、生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型 生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)計劃期應(yīng)當產(chǎn)量進度計劃 零件：N=Q（1+a%）（1+6%）n件/年Q：產(chǎn)量生產(chǎn)類型（專業(yè)化程度）：大量生產(chǎn)，成批生產(chǎn)， 單件生產(chǎn) 安裝1

工序1 工位1—工步1—走刀1

安裝2— 工步1走刀1

機械工位1 工步2—

加工工序2工位2 工位2…… 走刀2

工藝……

過程 工位M 工步P ……

工序N工序：工人、工作地（機床）零件、連續(xù)作業(yè)（四要素）組成工藝過程的基本單元。批量劃分內(nèi)容多少。安裝：一次裝夾后完成的工序內(nèi)容。裝夾：誤差，時少工位：工件相對于刀具的每一個位置。工步：加工表面，工具不變所連續(xù)完成的工序內(nèi)容復合工步走刀：切層厚，分幾刀加工。四、機械加工工藝規(guī)程工藝規(guī)程：是規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造過程和操作方法等的工藝文件，它是企業(yè)生產(chǎn)中的指導性技術(shù)文件。機械加工工藝規(guī)程的種類

機械加工工藝過程卡片機械加工工序卡片檢驗工序卡片機床調(diào)整卡片工藝規(guī)程的地位：指導性技術(shù)文件，工藝工作中心，生產(chǎn)程序、方法的具體反映。作用：1）組織車間生產(chǎn)

2）生產(chǎn)準備，計劃，調(diào)度

3）新（擴）建廠房、車間

4）技術(shù)交流制訂原則：優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、好勞動條件、不斷完善原始資料：產(chǎn)品技術(shù)文件、毛坯圖、生產(chǎn)條件、技術(shù)資料

（手冊、標準等）步驟：工藝性生產(chǎn)綱領(lǐng)、類型毛坯工藝過程 工序設(shè)計工藝文件7.2工藝尺寸鏈尺寸鏈：在零件加工或機器裝配過程中，相互聯(lián)系并按一定順序排列的封閉尺寸組合。工藝尺寸鏈：在機械加工過程中，由同一個零件有關(guān)工序尺寸組成的尺寸鏈。裝配尺寸鏈：在機器設(shè)計及裝配過程中，由有關(guān)零件設(shè)計尺寸所組成的尺寸鏈。7.2工藝尺寸鏈尺寸鏈的環(huán)：組成尺寸鏈的每一個尺寸。封閉環(huán)：在零件加工或裝配過程中，間接得到或最后形成的環(huán)。組成環(huán)：尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的各環(huán)。尺寸鏈的計算方法本節(jié)僅介紹目前計算工藝尺寸鏈常用的方法——極值法。此法是按誤差綜合最不利的情況，即各增環(huán)均為最大（或最?。O限尺寸而減環(huán)均為最?。ɑ蜃畲螅O限尺寸，來計算封閉環(huán)極限尺寸的。此法簡便、可靠，其缺點是當封閉環(huán)公差較小、組成環(huán)數(shù)目較多時，會使組成環(huán)的公差過于嚴格。尺寸鏈的計算，有以下三種情況：

（1）已知組成環(huán)，求封閉環(huán)

（2）已知封閉環(huán)，求組成環(huán)

（3）已知封閉環(huán)及部分組成環(huán)，求其余組成環(huán)。尺寸鏈的計算方法機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）來表示的。在尺寸鏈計算中，各環(huán)的尺寸及公差要求，還可以用最大極限尺寸（Amax）和最小極限尺寸（Amin）或用平均尺寸（AM）和公差（TA）來表示。封閉環(huán)的最大極限尺寸公式封閉環(huán)的最小極限尺寸尺寸鏈的計算方法封閉環(huán)的上偏差ES0

封閉環(huán)的下偏差EI0封閉環(huán)的公差：

尺寸鏈的計算方法封閉環(huán)的平均尺寸反計算中的公差分配等公差法是將封閉環(huán)的公差平均分配給各個組成環(huán)：等精度法是按照等精度原則來分配封閉環(huán)公差。即認為各組成環(huán)公差具有相同的公差等級，按此計算出公差等級系數(shù)，再求出各組成環(huán)的公差。等精度法工藝上比較合理，當各組成環(huán)加工方法相同，但基本尺寸相差較大時，應(yīng)考慮采用。

反計算中的公差分配實際可行性分配法：當各組成環(huán)的加工方法不同時，應(yīng)當采用實際可行性分配法來決定各組成環(huán)的公差。

反計算中的公差分配

工藝尺寸鏈的計算1.基準不重合時的尺寸換算

1）

定位基準與設(shè)計基準不重合時的尺寸換算

假廢品問題：假廢品的出現(xiàn)，給生產(chǎn)、質(zhì)量管理帶來很多麻煩，因此，除非不得已，不要使定位基準與設(shè)計基準不重合。

2）測量基準與設(shè)計基準不重合時的尺寸換算2.標注工序尺寸的基準是尚待加工的設(shè)計基準時的尺寸計算3.

多尺寸保證時工藝尺寸鏈的計算4.余量校核

5.零件進行表面熱處理時的工序尺寸換算6.

圖解追蹤法確定工序尺寸

切磨加工數(shù)控加工（特）復雜曲線、曲面加工難，不好易，好方孔，小孔，窄縫不好好四、毛坯的選擇（制造方法）

1、種類總成本=毛坯成本+機加工成本低鑄件：箱體、機座、復雜件、手工、機器、離心、熔、壓力鍛件：高強度、簡單、自由鍛、模鍛精型材：圓、方、長方、六角、管材、板材度焊件：支架、變形大、時效、周期短沖壓件：板料小零件、凸、高效冷擠壓件：簡單、小件、精度高高粉末冶金件：刀具、高精度、無切削、銳角定位基準的選擇粗基準:第一道工序中，毛坯上未經(jīng)加工的表面作為基準。精基準粗基準的選擇：影響：1、不加工面與加工面間的相互位置精度；2、加工面的余量分配；3、夾具結(jié)構(gòu)若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準。在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個表面都要加工，則應(yīng)該以加工余量最小的表面作為粗基準。在與上項相同的前提條件下，若零件上有的表面不需加工，則應(yīng)以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準，以達到壁厚均勻，外形對稱等要求。選用粗基準的表面應(yīng)盡量平整光潔，不應(yīng)過飛邊、澆口、冒口及其他缺陷，以減小定位誤差，并能保證零件夾緊可靠。粗基準一般只使用一次。精基準的選擇影響：加工精度（位置）、夾具結(jié)構(gòu)“基準重合”原則：設(shè)計、工序=定位基準=設(shè)計基準；中間工序：工序基準=定位基準?！盎鶞式y(tǒng)一”原則：應(yīng)盡可能選擇加工工件多個表面時都能使用的定位基準作為精基準，即遵循基準統(tǒng)一的原則。保證各加工面間的相互位置精度，避免基準變換所產(chǎn)生的誤差，簡化夾具的設(shè)計和制造?！盎榛鶞省痹瓌t：當兩個表面相互位置精度以及它們自身的尺寸與形狀精度都要求很高時，可以采取互為精基準的原則，反復多次進行精加工。“自為基準”原則：有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，在加工時就應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為精基準，即遵循自為基準的原則，而該表面與其他表面之間的位置精度則由先行的工序保證。相互矛盾：保證了基準的統(tǒng)一，就不一定符合基準重合的原則。具體情況，綜合考慮，靈活掌握。

機械加工工藝路線的擬定一、表面加工方法的選擇：表面要經(jīng)過多次加工，有多種方法（組合）?？紤]：加工方法的經(jīng)濟精度及表面粗糙度：在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標準的設(shè)備、工藝裝備和標準技術(shù)等級的工人，不延長加工時間）所能保證的加工精度。

機械加工工藝路線的擬定一、表面加工方法的選擇：表面要經(jīng)過多次加工，有多種方法（組合）?？紤]：加工表面的技術(shù)要求（包括由于基準不重合而提高對某些表面的加工要求，以及由于被作為精基準而可能對其提出的更高加工要求）。首先確定被加工零件主要表面的最終加工方法，然后再選擇前面一系列的加工方法和順序。各表面加工方法分別初定后，還應(yīng)綜合考慮為保證各加工表面位置精度要求而采取的工藝措施。生產(chǎn)類型零件結(jié)構(gòu)、加工表面的特點和材料性質(zhì)等因素。箱體孔：不拉，磨 大孔：鏜小孔：鉸本廠的現(xiàn)有設(shè)備等生產(chǎn)條件。典型表面所采用的典型工藝路線。加工階段的劃分粗加工階段：主要任務(wù)是切除各加工表面上的大部分余量，并加工出精基準。半精加工階段：主要目的是使主要表面消除粗加工后留下的誤差，使其達到一定的精度，為精加工做好準備，并完成一些次要表面的加工（如鉆孔、攻絲、銑鍵槽等）。精加工階段：任務(wù)是保證各主要加工表面達到圖紙所規(guī)定的質(zhì)量要求。精加工切除的余量較少。光整加工階段：對于精度要求很高（IT5級以上）、表面粗糙度值要求很?。≧a0.2μm以下）的零件，必須有光整加工階段。典型方法有桁磨、研磨、超精密加工及鏡面磨削等。不但能降低表面粗糙度值，而且能提高尺寸精度和形狀精度，但多數(shù)都不能提高位置精度。加工階段的劃分劃分加工階段的必要性在于：

(1)保證加工質(zhì)量。由于粗加工階段的金屬較多，產(chǎn)生的切削力和切削熱也較大，同時也需要較大的夾緊力，而且粗加工后內(nèi)應(yīng)力會重新分布，在這些力的作用下，工件會產(chǎn)生較大的變形。因此，劃分加工階段，通過半精加工和精加工可使粗加工引起的誤差得到糾正。

(2)合理的使用機床設(shè)備。粗、精加工分開，粗加工使用大功率機床，可充分發(fā)揮機床的效能；精加工使用精密機床，可以保證零件的精度要求。

(3)粗、精加工分開，便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷（如氣沙、砂眼等），及時修補或報廢，避免工時浪費。

(4)表面精加工安排在最后，可避免或減少在夾緊和運輸過程中損傷已精加工過的表面。工序集中與分散工序集中：內(nèi)容多，工藝路線短，工序少。工序分散：內(nèi)容少，工藝路線長，工序多。1.工序集中的特點

1）采用高效率專用設(shè)備和工藝設(shè)備，提高生產(chǎn)率、減少機床數(shù)量和生產(chǎn)面積。

2）減少了工序的裝夾次數(shù)。工件在一次裝夾中可加工多個表面，有利于保證這些表面之間的相互位置精度。減少裝夾次數(shù)，也可減少裝夾所造成的誤差。

3）減少工序數(shù)目，縮短了工藝路線，也簡化了生產(chǎn)計劃和組織工作。

4）專用設(shè)備和工藝裝備較復雜，生產(chǎn)準備周期長，更換產(chǎn)品較困難。2.工序分散的特點

1）設(shè)備和工藝裝備比較簡單，調(diào)整比較容易。

2）工藝路線長，設(shè)備和工人數(shù)量多，占地面積大。

3）可采用最合理的切削用量，減少基本時間。

4）容易變換產(chǎn)品。工序順序的安排

1.機械加工工序的安排

1）先基準面，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。

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