制定工藝規(guī)程的原則

會(huì)計(jì)學(xué)1制定工藝規(guī)程的原則21.1.5零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

零件結(jié)構(gòu)的工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足要求的前題下，制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。良好的結(jié)構(gòu)工藝性是指在現(xiàn)有工藝條件下既能方便制造，又有較低的制造成本。對(duì)零件進(jìn)行工藝分析的目的，一是形成有關(guān)零件的全面深入的認(rèn)識(shí)和工藝過(guò)程的初步輪廓，做到心中有數(shù)；二是從工藝的角度審視零件，掃除工藝上的障礙，為后續(xù)各項(xiàng)程序中確定工藝方案奠定基礎(chǔ)。零件結(jié)構(gòu)工藝性的分析，包括零件尺寸和公差的標(biāo)注、零件的組成要素和整體結(jié)構(gòu)等方面的分析。第1頁(yè)/共55頁(yè)31、分析零件圖（1）分析零件的結(jié)構(gòu)（2）分析零件的技術(shù)要求（3）分析零件的材料第2頁(yè)/共55頁(yè)4第3頁(yè)/共55頁(yè)52、分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性切削加工對(duì)零件結(jié)構(gòu)工藝性總的要求是使零件安裝、加工和測(cè)量方便，提高切削效率，減少加工量和易于保證加工質(zhì)量。表1.1-8和表1.1-9對(duì)照列出最常見(jiàn)的零件切削加工工藝性的優(yōu)劣，供分析時(shí)參考。第4頁(yè)/共55頁(yè)6第5頁(yè)/共55頁(yè)7第6頁(yè)/共55頁(yè)8第7頁(yè)/共55頁(yè)9第8頁(yè)/共55頁(yè)10第9頁(yè)/共55頁(yè)11在對(duì)零件進(jìn)行工藝性分析中若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，如圖樣上的視圖、尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求不盡合理甚至有錯(cuò)誤或遺漏，或結(jié)構(gòu)工藝性不好，工藝人員可以提出修改意見(jiàn)，在征得設(shè)計(jì)人員的同意后，經(jīng)一定的試驗(yàn)和審批程序進(jìn)行修改。第10頁(yè)/共55頁(yè)123、裝配和維修對(duì)零件結(jié)構(gòu)工藝性的要求零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配和維修時(shí)的拆裝。表1.1-10所示為裝配和維修對(duì)零件結(jié)構(gòu)工藝性影響的示例。第11頁(yè)/共55頁(yè)13第12頁(yè)/共55頁(yè)141.1.6制定工藝規(guī)程的原則機(jī)械加工工藝規(guī)程簡(jiǎn)稱(chēng)為工藝規(guī)程，是規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。在一定的生產(chǎn)條件下，對(duì)同樣一個(gè)零件，可能會(huì)有幾個(gè)不同的工藝過(guò)程。合理的工藝設(shè)計(jì)方案應(yīng)立足于生產(chǎn)實(shí)際，全面考慮，體現(xiàn)各方面要求的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一?？傮w目標(biāo)：優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、環(huán)保第13頁(yè)/共55頁(yè)151.1.6制定工藝規(guī)程的原則（1）目標(biāo)方面的科學(xué)性制訂工藝規(guī)程的首要原則是確保質(zhì)量，即加工出符合設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求的零件?！皟?yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、環(huán)保、低耗”是制造過(guò)程中不懈追求的目標(biāo)。但質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性之間經(jīng)?；ハ嗝?，可遵循“質(zhì)量第一、效益優(yōu)先、效率爭(zhēng)先”這一基本法則，統(tǒng)籌兼顧，處理好這些矛盾。在保證質(zhì)量可靠的前提下，評(píng)定不同工藝方案好壞的主要標(biāo)志是工藝方案的經(jīng)濟(jì)性?！靶б鎯?yōu)先”就是通過(guò)成本核算和相互對(duì)比，選擇經(jīng)濟(jì)上最合理的方案，力爭(zhēng)減少制造時(shí)的材料和能源消耗，降低制造成本?！靶薁?zhēng)先”就是爭(zhēng)取最大限度地滿足生產(chǎn)周期和數(shù)量上的要求。第14頁(yè)/共55頁(yè)161.1.6制定工藝規(guī)程的原則（2）實(shí)施方面的可行性應(yīng)充分考慮零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類(lèi)型，充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)條件，使制訂的工藝切實(shí)可行，尤其注意不要與國(guó)家環(huán)境保護(hù)明令禁止的工藝手段等要求相抵觸，并盡可能做到平衡生產(chǎn)。第15頁(yè)/共55頁(yè)171.1.6制定工藝規(guī)程的原則（3）技術(shù)方面的先進(jìn)性要用可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)指導(dǎo)工藝方案的制訂，既應(yīng)符合生產(chǎn)實(shí)際，又不能墨守成規(guī)，在通過(guò)必要的工藝試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，積極采用國(guó)內(nèi)外適用的先進(jìn)技術(shù)和工藝。第16頁(yè)/共55頁(yè)181.1.6制定工藝規(guī)程的原則（4）勞動(dòng)方面的安全性樹(shù)立保障工人實(shí)際操作時(shí)的人身安全和創(chuàng)造良好文明的勞動(dòng)條件的思想，在工藝方案上注意采取機(jī)械化或自動(dòng)化等措施，并體現(xiàn)在工藝規(guī)程中，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，工藝規(guī)程還應(yīng)做到正確、完整、統(tǒng)一和清晰，所用術(shù)語(yǔ)、符號(hào)、計(jì)量單位和編號(hào)等都應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)以方便直接指揮現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)和操作。第17頁(yè)/共55頁(yè)19任務(wù)1.2軸的工藝路線擬定

1.2.1實(shí)心軸的工藝路線擬定第18頁(yè)/共55頁(yè)20第19頁(yè)/共55頁(yè)21一、零件的工藝分析圖示零件是減速器中的傳動(dòng)軸，該零件小批生產(chǎn)。它屬于臺(tái)階軸類(lèi)零件，由圓柱面、軸肩、螺紋、螺尾退刀槽、砂輪越程槽和鍵槽等組成。軸肩一般用來(lái)確定安裝在軸上零件的軸向位置，各環(huán)槽的作用是使零件裝配時(shí)有一個(gè)正確的位置，并使加工中磨削外圓或車(chē)螺紋時(shí)退刀方便；鍵槽用于安裝鍵，以傳遞轉(zhuǎn)矩；螺紋用于安裝各種鎖緊螺母和調(diào)整螺母。根據(jù)工作性能與條件，該傳動(dòng)軸圖樣規(guī)定了主要軸頸M，N，外圓P、Q以及軸肩G、H、I有較高的尺寸、位置精度和較小的表面粗糙度值，并有熱處理要求。這些技術(shù)要求必須在加工中給予保證。因此，該傳動(dòng)軸的關(guān)鍵工序是軸頸M、N和外圓P、Q的加工。第20頁(yè)/共55頁(yè)22二、毛坯的選擇該傳動(dòng)軸材料為45鋼，因其屬于一般傳動(dòng)軸，故選45鋼可滿足其要求。本例傳動(dòng)軸屬于中、小傳動(dòng)軸，并且各外圓直徑尺寸相差不大，故選擇φ60mm的熱軋圓鋼作毛坯。第21頁(yè)/共55頁(yè)23三、定位基準(zhǔn)的選擇合理地選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)于保證零件的尺寸和位置精度有著決定性的作用。由于該傳動(dòng)軸的幾個(gè)主要配合表面(Q、P、N、M)及軸肩面(H、G)對(duì)基準(zhǔn)軸線A-B均有徑向圓跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng)的要求，它又是實(shí)心軸，所以應(yīng)選擇兩端中心孔為基準(zhǔn)，采用雙頂尖裝夾方法，以保證零件的技術(shù)要求。第22頁(yè)/共55頁(yè)24三、定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)采用熱軋圓鋼的毛坯外圓。中心孔加工采用三爪自定心卡盤(pán)裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車(chē)端面、鉆中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔，而應(yīng)該以毛坯外圓作粗基準(zhǔn)，先加工一個(gè)端面，鉆中心孔，車(chē)出一端外圓；然后以已車(chē)過(guò)的外圓作基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤(pán)裝夾(有時(shí)在上工步已車(chē)外圓處搭中心架)，車(chē)另一端面，鉆中心孔。如此加工中心孔，才能保證兩中心孔同軸。第23頁(yè)/共55頁(yè)25四、工藝路線的擬定1．各表面加工方法的選擇傳動(dòng)軸大都是回轉(zhuǎn)表面，主要采用車(chē)削與外圓磨削成形。由于該傳動(dòng)軸的主要表面M、N、P、Q的公差等級(jí)(IT6)較高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8um)較小，故車(chē)削后還需磨削。外圓表面的加工方案可為：粗車(chē)→半精車(chē)→磨削。第24頁(yè)/共55頁(yè)26四、工藝路線的擬定2．加工順序的確定對(duì)精度要求較高的零件，其粗、精加工應(yīng)分開(kāi)，以保證零件的質(zhì)量。該傳動(dòng)軸加工劃分為三個(gè)階段：粗車(chē)(粗車(chē)外圓、鉆中心孔等)，半精車(chē)(半精車(chē)各處外圓、臺(tái)階和修研中心孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各處外圓)。各階段劃分大致以熱處理為界。第25頁(yè)/共55頁(yè)27四、工藝路線的擬定軸的熱處理要根據(jù)其材料和使用要求確定。對(duì)于傳動(dòng)軸，正火、調(diào)質(zhì)和表面淬火用得較多。該軸要求調(diào)質(zhì)處理，并安排在粗車(chē)各外圓之后，半精車(chē)各外圓之前。第26頁(yè)/共55頁(yè)28四、工藝路線的擬定綜合上述分析，傳動(dòng)軸的工藝路線如下：下料→車(chē)兩端面，鉆中心孔→粗車(chē)各外圓→調(diào)質(zhì)→修研中心孔→半精車(chē)各外圓，車(chē)槽，倒角→車(chē)螺紋→劃鍵槽加工線→銑鍵槽→修研中心孔→磨削→檢驗(yàn)。第27頁(yè)/共55頁(yè)29定位精基準(zhǔn)面中心孔應(yīng)在粗加工之前加工，在調(diào)質(zhì)之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。調(diào)質(zhì)之后修研中心孔為消除中心孔的熱處理變形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是為提高定位精基準(zhǔn)面的精度和減小錐面的表面粗糙度值。擬定傳動(dòng)軸的工藝過(guò)程時(shí)，在考慮主要表面加工的同時(shí)，還要考慮次要表面的加工。在半精加工φ52mm、φ44mm及M24mm外圓時(shí)，應(yīng)車(chē)到圖樣規(guī)定的尺寸，同時(shí)加工出各退刀槽、倒角和螺紋；三個(gè)鍵槽應(yīng)在半精車(chē)后以及磨削之前銑削加工出來(lái)，這樣可保證銑鍵槽時(shí)有較精確的定位基準(zhǔn)，又可避免在精磨后銑鍵槽時(shí)破壞已精加工的外圓表面。在擬定工藝過(guò)程時(shí)，應(yīng)考慮檢驗(yàn)工序的安排、檢查項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法的確定。第28頁(yè)/共55頁(yè)30第29頁(yè)/共55頁(yè)31第30頁(yè)/共55頁(yè)32第31頁(yè)/共55頁(yè)33第32頁(yè)/共55頁(yè)34第33頁(yè)/共55頁(yè)351.2.2空心軸的工藝路線擬定（一）、主軸加工工藝過(guò)程分析第34頁(yè)/共55頁(yè)36第35頁(yè)/共55頁(yè)371、主軸毛坯的制造方法及熱處理批量：大批；材料：45鋼；毛坯：模鍛件(1)材料在單件小批生產(chǎn)中，軸類(lèi)零件的毛坯往往使用熱軋棒料。對(duì)于直徑差較大的階梯軸，為了節(jié)約材料和減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量，則往往采用鍛件。單件小批生產(chǎn)的階梯軸一般采用自由鍛，在大批大量生產(chǎn)時(shí)則采用模鍛。第36頁(yè)/共55頁(yè)38（2）熱處理45鋼，在調(diào)質(zhì)處理（235HBS）之后，再經(jīng)局部高頻淬火，可以使局部硬度達(dá)到HRC62～65，再經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)幕鼗鹛幚?，可以降到需要的硬度（例如CA6140主軸規(guī)定為HRC52）。9Mn2V，這是一種含碳0.9%左右的錳釩合金工具鋼，淬透性、機(jī)械強(qiáng)度和硬度均比45鋼為優(yōu)。經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚碇?，適用于高精度機(jī)床主軸的尺寸精度穩(wěn)定性的要求。例如，萬(wàn)能外圓磨床M1432A頭架和砂輪主軸就采用這種材料。第37頁(yè)/共55頁(yè)39（2）熱處理38CrMoAl，這是一種中碳合金氮化鋼，由于氮化溫度比一般淬火溫度為低540—550℃，變形更小，硬度也很高（HRC＞65，中心硬度HRC＞28）并有優(yōu)良的耐疲勞性能，故高精度半自動(dòng)外圓磨床MBG1432的頭架軸和砂輪軸均采用這種鋼材。第38頁(yè)/共55頁(yè)40此外，對(duì)于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類(lèi)零件，多選用40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼，這類(lèi)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和高頻淬火后，具有較高的綜合機(jī)械性能，能滿足使用要求。有的軸件也選用滾珠軸承鋼如GCr15和彈簧鋼如66Mn等材料．這些鋼材經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火后，具有極高的耐磨性和耐疲勞性能。當(dāng)要求在高速和重載條件下工作的軸類(lèi)零件，可選用18CrMnTi、20Mn2B等低碳含金鋼，這些鋼料經(jīng)滲碳淬火后具有較高的表面硬度、沖擊韌性和心部強(qiáng)度，但熱處理所引起的變形比38CrMoAl為大。第39頁(yè)/共55頁(yè)41凡要求局部高頻淬火的主軸，要在前道工序中安排調(diào)質(zhì)處理（有的鋼材則用正火）,當(dāng)毛坯余量較大時(shí)(如鍛件)，調(diào)質(zhì)放在粗車(chē)之后、半精車(chē)之前，以便因粗車(chē)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力得以在調(diào)質(zhì)時(shí)消除；當(dāng)毛坯余量較小時(shí)（如棒料），調(diào)質(zhì)可放在粗車(chē)（相當(dāng)于鍛件的半精車(chē)）之前進(jìn)行。高頻淬火處理一般放在半精車(chē)之后，由于主軸只需要局部淬硬，故精度有一定要求而不需淬硬部分的加工，如車(chē)螺紋、銑鍵槽等工序，均安排在局部淬火和粗磨之后。對(duì)于精度較高的主軸在局部淬火及粗磨之后還需低溫時(shí)效處理，從而使主軸的金相組織和應(yīng)力狀態(tài)保持穩(wěn)定。第40頁(yè)/共55頁(yè)422、定位基準(zhǔn)的選擇對(duì)實(shí)心的軸類(lèi)零件，精基準(zhǔn)面就是頂尖孔，滿足基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一，而對(duì)于象CA6140A的空心主軸，除頂尖孔外還有軸頸外圓表面并且兩者交替使用，互為基準(zhǔn)。3、加工階段的劃分主軸加工過(guò)程中的各加工工序和熱處理工序均會(huì)不同程度地產(chǎn)生加工誤差和應(yīng)力，因此要?jiǎng)澐旨庸るA段。主軸加工基本上劃分為下列三個(gè)階段。第41頁(yè)/共55頁(yè)433、加工階段的劃分（1）、粗加工階段1）毛坯處理毛坯備料、鍛造和正火2）粗加工鋸去多余部分，銑端面、鉆中心孔和荒車(chē)外圓等（2）、半精加工階段１）半精加工前熱處理對(duì)于45鋼一般采用調(diào)質(zhì)處理以達(dá)到220～240HBS。2）半精加工車(chē)工藝錐面（定位錐孔）半精車(chē)外圓端面和鉆深孔等。第42頁(yè)/共55頁(yè)443、加工階段的劃分（3）、精加工階段1）精加工前熱處理局部高頻淬火2）精加工前各種加工粗磨定位錐面、粗磨外圓、銑鍵槽和花鍵槽，以及車(chē)螺紋等。3）精加工精磨外圓和內(nèi)外錐面以保證主軸最重要表面的精度。第43頁(yè)/共55頁(yè)454、加工順序的安排和工序路線的確定具有空心和內(nèi)錐特點(diǎn)的軸類(lèi)零件，在考慮支承軸頸、一般軸頸和內(nèi)錐等主要表面的加工順序時(shí)，可有以下幾種方案。①外表面粗加工→鉆深孔→外表面精加工→錐孔粗加工→錐孔精加工；②外表面粗加工→鉆深孔→錐孔粗加工→錐孔精加工→外表面精加工；③外表面粗加工→鉆深孔→錐孔粗加工→外表面精加工→錐孔精加工。第44頁(yè)/共55頁(yè)46第一方案：在錐孔粗加工時(shí)，由于要用已精加工過(guò)的外圓表面作精基準(zhǔn)面，會(huì)破壞外圓表面的精度和粗糙度，所以此方案不宜采用。第二方案：在精加工外圓表面時(shí)，還要再插上錐堵，這樣會(huì)破壞錐孔精度。另外，在加工錐孔時(shí)不可避免地會(huì)有加工誤差（錐孔的磨削條件比外圓磨削條件差；加上錐堵本身的誤差等就會(huì)造成外圓表面和內(nèi)錐面的不同軸，故此方案也不宜采用。第三方案：在錐孔精加工時(shí)，雖然也要用已精加工過(guò)的外圓表面作為精基準(zhǔn)面；但由于錐面精加工的加工余量已很小，磨削力不大；同時(shí)錐孔的精加工已處于軸加工的最終階段，對(duì)外圓表面的精度影響不大；加上這一方案的加工順序，可以采用外圓表面和錐孔互為基準(zhǔn)，交替使用，能逐步提高同軸度。第45頁(yè)/共55頁(yè)47第46頁(yè)/共55頁(yè)48工序的確定要按加工順序進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)掌握兩個(gè)原則：1）工序中的定位基準(zhǔn)面要安排在該工序之前加工。例如，深孔加工所以安排在外圓表面粗車(chē)之后，是為了要有較精確的軸頸作為定位基準(zhǔn)面，以保證深孔加工時(shí)壁厚均勻。2）對(duì)各表面的加工要粗、精分開(kāi)，先粗后精，多次加工，以逐步提高其精度和粗糙度。主要表面的精加工應(yīng)安排在最后。為了改善金屬組織和加工性能而安排的熱處理工序，如退火、正火等，一般應(yīng)安排在機(jī)械加工之前。為了提高零件的機(jī)械性能和消除內(nèi)應(yīng)力而安排的熱處理工序，如調(diào)質(zhì)、時(shí)效處理等，一般應(yīng)安排在粗加工之后，精加工之前。第47頁(yè)/共55頁(yè)495、大批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)工藝過(guò)程的比較（1）定位基準(zhǔn)的選擇第48頁(yè)/共55頁(yè)50（2）軸端兩頂尖孔的加工在單件小批生產(chǎn)時(shí)，多在車(chē)床或鉆床上通過(guò)劃線找正加工。在成批生產(chǎn)時(shí)，可在中心孔鉆床上加工。專(zhuān)用機(jī)床可在同一工序中銑出兩端面并打好頂尖孔。（3）外圓表面的加工在單件小批生產(chǎn)時(shí)，多在普通車(chē)床上進(jìn)行；而在大批生產(chǎn)時(shí)，則廣泛采用高生產(chǎn)率的多刀半