零件的工藝分析及毛坯選擇

任務(wù)一零件的工藝分析及毛坯選擇軸類零件是機械設(shè)備中最主要和最基本的典型零件【背景引入】傳動軸零件圖學(xué)習(xí)過程階段1機械加工工藝認知階段2生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型的確定階段3機械加工結(jié)構(gòu)工藝性分析階段4確定毛坯類型及其制造方法階段5舉一反三任務(wù)一零件的工藝分析及毛坯選擇階段1機械加工工藝認知知識點1、機械加工工藝過程的組成知識點2、機械加工工藝規(guī)程知識點3、制定機械加工工藝規(guī)程的步驟錘把零件圖機械加工工藝過程--指用機械加工方法（主要是切削加工方法）逐步改變毛坯的形態(tài)（形狀、尺寸以及表面質(zhì)量），使其成為合格零件所進行的全部過程。

知識點1、機械加工工藝過程的組成為了更好的描述工藝過程，把機械加工工藝過程劃分為不同層次的單元，就是由一個或若干個順序排列的工序組成的，而工序又可分為安裝、工位、工步和行程(走刀)。概念：一個或一組工人，在一個工作地對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，稱為工序。毛坯順次通過這些工序就變成了成品或半成品。由零件加工的工序數(shù)就可以知道工作面積的大小，工人人數(shù)和設(shè)備數(shù)量，因此，工序是非常重要的。1、工序加工案例：工序劃分大批量生產(chǎn)案例小批量生產(chǎn)案例劃分工序的依據(jù)？討論制作錘把工序？毛坯：棒料銑削工序鉆孔工序磨削工序（軸頸）2、安裝與工位安裝：工件在加工前，在機床或夾具上先占據(jù)一正確位置（定位），然后再予以夾緊的過程稱裝夾。工件（或裝配單元）經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序內(nèi)容稱為安裝。在同一工序中，安裝次數(shù)有限制嗎？多了好還是少了好？車削錘把安裝了幾次？工位工位：工件在占據(jù)的每一個加工位置上所完成的那部分工序內(nèi)容稱為工位。為減少安裝次數(shù)，提高加工效率，可采用多工位加工，一次安裝，加工幾個不同的位置。四工位工作臺案例工序1中兩邊同時銑端面，鉆中心孔，有幾個工位？3、工步與行程工步:加工表面（或裝配時的聯(lián)接表面）和加工（或裝配）工具不變的條件下所完成的那部分工藝過程。

幾把刀具同時加工幾個表面也看作一個工步（復(fù)合工步）。工序1中車端面，鉆中心孔，有幾次安裝？幾個工步？工步1工步2復(fù)合工步鉆孔、擴孔復(fù)合工步行程：在一個工步內(nèi)，有些表面由于加工余量太大，或由于其它原因，需用同一把刀具以及同一切削用量對同一表面進行多次切削。這樣刀具對工件的每一次切削就稱為一次行程（走刀）。行程反映了進給次數(shù)

一個工步可包括一次或幾次行程。行程包括工作行程和空行程。行程任務(wù)實施如圖車削外圓加工工序，本工序有幾次安裝？幾個工位？每個工位幾個工步？每個工步有幾次走刀？小結(jié)請看視頻知識點2、機械加工工藝規(guī)程1、概念：機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的技術(shù)文件。一般包括下列內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗項目用檢驗方法、切削用量、時間定額等。2、作用：指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件。生產(chǎn)組織和管理工作的基本依據(jù)。新建和擴建工廠或車間的基本資料。技術(shù)交流工藝規(guī)程不能改變嗎？三、機械加工工藝規(guī)程3、種類

根據(jù)機械部指導(dǎo)性技術(shù)文件JBT9169.5-1998《工藝管理導(dǎo)則

工藝規(guī)程設(shè)計》的規(guī)定，工藝規(guī)程的類型有：1.專用工藝規(guī)程針對每一個產(chǎn)品和零件所設(shè)計的工藝規(guī)程。2.通用工藝規(guī)程在上述指導(dǎo)性技術(shù)文件中，還規(guī)定有多種工藝規(guī)程的形式,其中以工藝過程卡片和工序卡片在機械加工中最為常見。機械加工工藝過程卡片

以工序為單位，簡要說明零件工藝過程。包括各工序號、工序內(nèi)容、工藝過程所經(jīng)過的車間、每工序所使用的機床及工藝裝備、工時定額等。機械加工工序卡

以工序為單位，詳細說明零件工藝過程。包括工序簡圖、工步內(nèi)容、切削用量、余量、工時定額、刀具、量具及輔助工具等。

工序圖按零件在該工序完成以后獲得的形狀繪制。工序圖所顯示的零件姿勢應(yīng)與其在加工時的姿勢相一致。工序圖上零件的被加工表面用粗線標(biāo)出。在工序圖上要注出工序尺寸、公差及表面粗糙度。用定位及夾緊符號注明定位基準(zhǔn)及被夾緊表面。未在工序圖上表達的技術(shù)要求，用文字寫在工序圖的空白處。工序圖知識點3、制定機械加工工藝規(guī)程的步驟優(yōu)質(zhì)、高效、低成本，即在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，爭取最好的經(jīng)濟效益。注意技術(shù)上的先進性，經(jīng)濟上的合理性，有良好的勞動條件。

1、基本要求：2、主要依據(jù)（原始資料）產(chǎn)品的全套裝配圖和零件工作圖。產(chǎn)品的驗收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)（年產(chǎn)量）。毛坯資料（鑄造）?，F(xiàn)場的生產(chǎn)條件。(和實際聯(lián)系)國內(nèi)外的工藝技術(shù)發(fā)展的情況（借鑒）。有關(guān)的工藝手冊及圖冊。3、步驟（優(yōu)質(zhì)、高效、低成本）階段2生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型的確定知識點1、生產(chǎn)綱領(lǐng)知識點2、生產(chǎn)類型知識點3、明確工藝特征任務(wù)：計算任務(wù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定其生產(chǎn)類型。知識點1、生產(chǎn)綱領(lǐng)企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量和進度計劃稱生產(chǎn)綱領(lǐng)。1.生產(chǎn)綱領(lǐng)零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)按下列公式計算：

N=Qn(1+a)(1+b)式中：N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，單位為（件／年）；

Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量，單位為臺／年；

n——每臺產(chǎn)品中所含該零件的數(shù)量，單位為件／臺；

a——零件的備品百分率；

b——零件的廢品百分率。知識點2、生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型:企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。生產(chǎn)類型零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)重型零件中型零件輕型零件單件生產(chǎn)小批生產(chǎn)中批生產(chǎn)大批生產(chǎn)大量生產(chǎn)<55～100100～300300～1000>1000<1010～200200～500500～5000>5000<100100～500500～50005000～50000>50000生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型的關(guān)系如何劃分？企業(yè)生產(chǎn)類型的劃分主要根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，此外還需要考慮零件質(zhì)量的大小和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度。知識點3、明確工藝特征工藝特征單件小批中批大批大量零件的互換性缺乏互換性大部分具有互換性具有廣泛的互換性毛坯制造方法與加工余量木模手工造型或自由鍛，加工余量大部分采用金屬模鑄造或模鍛，加工余量中等廣泛采用金屬模機器造型、模鍛或其它高效方法，加工余量小機床設(shè)備通用機床部分通用機床和高效機床廣泛采用高效專用機床及自動機床工藝裝備夾具、標(biāo)準(zhǔn)附件、通用刀具、萬能量具廣泛采用夾具，較多采用專用刀具和量具廣泛采用高效夾具、復(fù)合刀具、專用量具或自動檢驗裝置生產(chǎn)組織機群式分工段排列設(shè)備流水線或自動線對工人的技術(shù)要求較高一定水平調(diào)整工：要求高操作工：要求低裝配慢中快成本較高中等較低任務(wù)實施階段3機械加工結(jié)構(gòu)工藝性分析知識點1、零件的整體分析知識點2、零件的技術(shù)要求分析知識點3、結(jié)構(gòu)工藝性分析任務(wù)要求：分析零件圖紙，為制定工藝做準(zhǔn)備！知識點1、零件的整體分析任務(wù)：熟悉產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，明確零件在產(chǎn)品中的位置、作用及相關(guān)零件的位置關(guān)系。軸類零件的功用和結(jié)構(gòu)特點軸類零件的功用和結(jié)構(gòu)特點軸類零件的作用支撐傳動零件（齒輪、凸輪、皮帶輪）；承受載荷；傳遞扭矩。軸類零件的特點長度大于直徑；加工表面為內(nèi)外圓柱面、圓錐面、螺紋、花鍵、溝槽等；有一定的回轉(zhuǎn)精度。知識點2、零件的技術(shù)要求分析任務(wù)：了解各加工表面的精度要求、熱處理要求，找出主要表面并分析與次要表面的位置關(guān)系，明確加工的難點及保證加工質(zhì)量的關(guān)鍵。軸類零件的主要技術(shù)要求⑴加工精度軸頸是重要表面，會影響軸的回轉(zhuǎn)精度！

①尺寸精度：一是支承軸頸（支承軸頸是與軸承相配合的軸頸），用于確定軸的位置并支承軸，通常為IT5~IT7；二是配合軸頸（配合軸頸是與軸上傳動零件相配合的軸頸），與軸上傳動零件相配合，常為IT6~IT9。②形狀精度：主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。一般應(yīng)限制在尺寸公差范圍內(nèi)，精密軸，另行規(guī)定其幾何形狀精度。軸類零件的主要技術(shù)要求③位置精度：包括內(nèi)、外表面、重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動、重要端面對軸心線的垂直度、端面間的平行度等。（2）表面粗糙度一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.5~0.63μm，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.63~0.16μm。（3）其它要求

強度、剛度、韌性和耐磨性等。需熱處理工序！任務(wù)實施知識點3、結(jié)構(gòu)工藝性分析一、任務(wù)描述下圖是小明設(shè)計的零件圖，有什么問題？請同學(xué)們自己分析上述零件是否容易制造。設(shè)計與制造有何關(guān)系？設(shè)計人員是否一點不懂工藝！！常規(guī)下，設(shè)計是龍頭，制造必須滿足設(shè)計，是否可以提出可制造性設(shè)計和可裝配性設(shè)計二、任務(wù)分析三、相關(guān)知識一、結(jié)構(gòu)工藝性概念設(shè)計零件設(shè)計結(jié)構(gòu)選擇材料確定尺寸使用性能：能用、好用、耐用（用戶）

工藝要求：好做、好裝、好修（廠家）結(jié)構(gòu)工藝性：保證零件使用性能的前提下，制造該零件的可行性和經(jīng)濟性二、為什么進行零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析1.了解零件結(jié)構(gòu)工藝性對加工影晌很大，設(shè)計零件結(jié)構(gòu)時要充分予以考慮。二、為什么進行零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析2．碰到結(jié)構(gòu)工藝性不好時會做一般處理： ①與設(shè)計者協(xié)商修改原設(shè)計 ②不能修改時會在工藝上想辦法三、結(jié)構(gòu)工藝性的分析包括內(nèi)容零件類型和精度分析零件組成要素工藝性分析零件整體結(jié)構(gòu)的工藝性分析3.1、零件類型和精度分析（1）零件的種類軸類盤套類支架箱體類3.1、零件類型和精度分析零件的組成要素組成零件常見的表面有外圓、內(nèi)圓、錐面、平面、螺紋、齒形、成形面以及各種溝槽等3.1、零件類型和精度分析零件的加工精度包括尺寸精度、形狀精度和位置精度。常用表面粗糙度來衡量零件表面質(zhì)量。零件類型和精度分析案例3.2、零件組成要素工藝性分析各要素的形狀應(yīng)盡量簡單，面積應(yīng)盡量小，規(guī)格應(yīng)盡量標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一能采用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進行加工，且刀具易進入、退出和順利通過加工表面加工面與非加工面應(yīng)明顯分開，加工面之間也應(yīng)明顯分開。示例1、

便于安裝、加工與測量，即便于定位和可靠的夾緊。示例2、形狀應(yīng)盡量簡單、統(tǒng)一盡量減少安裝次數(shù)，降低安裝誤差和減少輔助工時，提高切削效率，保證精度。示例3、加工表面加工表面形狀應(yīng)盡量簡單，且應(yīng)與所使用的刀具形狀相一致，以便于加工；示例4、應(yīng)盡量減小加工面積

應(yīng)盡量減少加工表面的加工面積和零件重量a）a）車螺紋時，螺紋根部不易清根，且工人操作緊張，易打刀

b）b）留有退刀槽，可使螺紋清根，工人操作相對容易，可避免打刀

a）插齒無退刀空間，小齒輪無法加工

a）b）b）留出退刀空間，小齒輪可以插齒加工

58a）兩端軸頸需磨削加工，但砂輪圓角不能清根

a）b）留有退刀槽，磨削時可以清根b）a）錐面磨削加工時易碰傷圓柱面，且不能清根

a）b）留出砂輪越程空間，可方便地對錐面進行磨削加工

b）a）a）斜面鉆孔，鉆頭易引偏

b）b）結(jié)構(gòu)允許，留出平臺，可避免鉆頭偏斜

a）孔壁出口處有臺階面，鉆孔時鉆頭易引偏，易折斷

a）b）b）結(jié)構(gòu)允許，內(nèi)壁出口處作成平面，鉆孔位置容易保證

60a）a）加工面高度不同，需兩次調(diào)整加工，影響加工效率

b）b）加工面在同一高度，一次調(diào)整可完成兩個平面加工a）鍵槽方向不一致，需兩次裝夾才能完成加工

a）b）b）鍵槽方向一致，一次裝夾即可完成加工3.3、零件整體結(jié)構(gòu)工藝性盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、借用件和相似件有便于裝夾的基準(zhǔn)盡可能減少裝夾次數(shù)有足夠的剛性節(jié)省材料減輕重量有位置要求或同方向的表面能在一次裝夾中加工。請看視頻任務(wù)實施階段4確定毛坯類型及其制造方法知識點1、毛坯的類型及制造方法知識點2、選擇毛坯的依據(jù)知識點3、確定毛坯余量及繪制毛坯簡圖任務(wù)：為零件選擇合適毛坯及毛坯的制造方法知識點1、毛坯的類型及制造方法請為下圖零件選擇合適毛坯？1.任務(wù)描述知識點1、毛坯的類型及制造方法毛坯是還沒加工的原料?？梢允氰T造件，鍛打件，或是用鋸割、氣割等方法下的料。常用坯的種類有鑄、鍛、壓制、沖壓、焊接、型材和板材等。1、鑄件適用于形狀復(fù)雜的毛坯。薄壁零件，不可用砂型鑄造；尺寸大的鑄件宜用砂型鑄造；中、小型零件可用較先進的鑄造方法。2、鍛件適用于強度較高、形狀較簡單的零件。尺寸大的零件一般用自由鍛；中、小型零件選模鍛；形狀復(fù)雜的鋼質(zhì)零件不宜自由鍛。熱軋型材的尺寸較大，精度低，多用作一般零件的毛坯；冷軋材尺寸較小，精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中、小零件，適用于自動機床加工3、型材對于大件來說，焊接件簡單、方便，特別是單件小批生產(chǎn)可大大縮短生產(chǎn)周期。但焊接后變形大，需經(jīng)時效處理4、焊接件適用于形狀復(fù)雜的板料零件，多用于中、小尺寸件的大批大量生產(chǎn)5、冷沖壓件1、零件的材料及其力學(xué)性能

零件材料的工藝特性和力學(xué)性能決定了毛坯的種類。例如鑄鐵零件用鑄造毛坯；鋼質(zhì)零件當(dāng)形狀較簡單且力學(xué)性能要求不高時常用棒料，對于重要的鋼質(zhì)零件，為獲得良好的力學(xué)性能，應(yīng)選用鍛件，當(dāng)形狀復(fù)雜力學(xué)性能要求不高時用鑄鋼件；有色金屬零件常用型材或鑄造毛坯。知識點2、選擇毛坯的依據(jù)2、零件的形狀和尺寸——選擇毛坯主要依據(jù)形狀