機械加工基礎(chǔ)

家具制造工藝學(xué)[本章重點]一、加工基準(zhǔn)、加工精度、外表粗糙度、工藝過程的根本概念二、標(biāo)準(zhǔn)化的概念、實施標(biāo)準(zhǔn)化的主要內(nèi)容[本章內(nèi)容]一、加工根底二、加工精度三、外表粗糙度四、工藝過程五、標(biāo)準(zhǔn)化§3機械加工基礎(chǔ)工件的定位與安裝

1.夾具

2.定位

3.夾緊

4.安裝

1.夾具

1)夾具的作用

2)夾具的組成§3.1加工基準(zhǔn)夾具1)夾具的作用(1)保證零件的加工精度；(2)提高機床的生產(chǎn)效率和降低產(chǎn)品本錢；(3)擴大機床的工藝使用范圍；(4)有利于組織流水線生產(chǎn)；(5)減輕工人勞動強度，操作更方使、平安、有效。2)夾具的組成由定位機構(gòu)、夾緊機構(gòu)、夾具體和導(dǎo)向機構(gòu)所組成。定位機構(gòu)：是夾具上與工件定位基準(zhǔn)直接接觸，并確定工件在夾具中正確位置的一種裝置。夾緊機構(gòu)：工件在夾具上定位后，須使用夾緊機構(gòu)把工件夾緊，以防止加工時工件在切削力等作用下產(chǎn)生位移。夾具體：夾具的根本局部，用來固定定位機構(gòu)、夾緊機構(gòu)和導(dǎo)向機構(gòu)，以構(gòu)成一個夾具整體。直角箱榫夾具

2.定位工件與刀具之間的一個相對正確的位置。

3.夾緊：保證其相對正確的位置。

4.安裝：定位和夾緊的全過程。工件定位的根本原理與加工方式工件定位的“六點〞原那么加工方式：

1)定位式加工：工件固定、刀具進(jìn)給、切削

2)通過式加工：工件進(jìn)給、刀具切削。

3)定位通過式加工：工件進(jìn)給、刀具進(jìn)給或切削。加工方式自由度保留自由度加工設(shè)備定位式6鉆床、打眼機、CNC和電子開料鋸?fù)ㄟ^式5沿X軸直線運動四面刨、壓刨、推臺鋸和直線封邊機定位通過式3沿X、Y軸直線運動、Z軸旋轉(zhuǎn)鏤銑機5沿X軸旋轉(zhuǎn)車床

1)定位式加工：

2)通過式加工：

3)定位通過式加工：基準(zhǔn)的根本概念基準(zhǔn)：作為定位根底和依據(jù)的點、線、面P701.設(shè)計基準(zhǔn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時用來確定產(chǎn)品中零件與零件之間相互位置的點、線和面。2.工藝基準(zhǔn)在加工或裝配過程中，用來確定與該零件的其余外表或在產(chǎn)品中與其他零部件的相對位置的點、線、面。1)定位基準(zhǔn)2)裝配基準(zhǔn)3)測量基準(zhǔn)零件在機床或夾具上定位時，用來確定加工外表與機床、刀具間相對位置的外表。1.粗基準(zhǔn)2.輔助基準(zhǔn)3.精基準(zhǔn)工作臺上的面、靠住導(dǎo)規(guī)的側(cè)面和頂住擋板的端面

定位基準(zhǔn)刀具工件工作臺作為定位基準(zhǔn)的工件外表的幾種情況：1.用一個外表作定位基準(zhǔn)，加工其相對面；2.用一個外表作基準(zhǔn)，加工這一外表；3.用一個外表作基準(zhǔn)，加工其相鄰面；4.用兩個相鄰面作基準(zhǔn)，加工其余兩個相鄰面；5.用三個外表作基準(zhǔn)。一個外表作基準(zhǔn)，加工其相鄰面選擇基準(zhǔn)的原那么基準(zhǔn)：作為定位根底和依據(jù)的點、線、面。1.減少基準(zhǔn)的數(shù)量；2.較長、較寬的面；3.平面；4.精基準(zhǔn)；5.“基準(zhǔn)重合〞的原那么；6.“統(tǒng)一基準(zhǔn)〞的原那么；7.便于工件的安裝和加工。根本概念加工誤差的性質(zhì)和種類影響加工精度的因素加工精度與互換性§3.2加工精度根本概念1.概念：P71指零件在加工后所得到的尺寸、形狀和位置等幾何參數(shù)的實際數(shù)值和圖紙上規(guī)定的尺寸、形狀和位置等幾何參數(shù)的理論數(shù)值相符合的程度。1)加工誤差：系統(tǒng)誤差和偶然誤差。經(jīng)濟精度：在一定技術(shù)水平上用某種加工方法和其他方法相比，在加工時間及加工本錢上消耗最少，同時在正常生產(chǎn)條件下又能保證零件要求的加工精度。加工誤差的性質(zhì)和種類

1.系統(tǒng)誤差：誤差保持不變或按一定規(guī)律變化。

2.偶然誤差：誤差不固定或沒有一定規(guī)律。零件加工時可能產(chǎn)生的誤差影響加工精度的因素

1.影響因素：

1)機床的制造精度和幾何精度；

2)刀具制造精度，安裝精度及刀具的磨損；

3)夾具的精度及零件在夾具上的安裝精度；

4)工藝系統(tǒng)彈性變形；

5)量具的制造精度及測量誤差；

6)機床調(diào)整誤差；

7)零件的基準(zhǔn)誤差；

8)加工材料性質(zhì)。1)機床的幾何精度；包括：刀軸的徑向和軸向跳動；床身、導(dǎo)尺、刀架和工作臺的平直度；導(dǎo)尺對刀軸軸心線的垂直度或平行度；機床各傳動局部的間隙等。

在縱解鋸上，如果導(dǎo)尺和刀軸不垂直，使加工出零件的厚度或?qū)挾染筒灰恢隆?)刀具的制造精度，安裝精度及刀具的磨損；

固定尺寸刀具和成形刀具3)夾具的精度及零件在夾具上的安裝精度；

使夾具具有合理的結(jié)構(gòu)和必要的加工精度，并且采用合格的材料加以制造，以保證夾具具有足夠的剛度，減少變形。鉆模誤差引起工件孔距誤差1.鉆模、2.工件4)工藝系統(tǒng)彈性變形；

工藝系統(tǒng)：機床、夾具、刀具、工件等。工藝系統(tǒng)的剛度：法線方向的切削力Py和法向位移y之比，以j系表示。切削力作用下刀軸的變形4)工藝系統(tǒng)彈性變形；

刀具的剛度在有些機床上影響不太大，在有些機床對零件的加工精度影響很大。在鉆床上用端銑刀加工長圓形榫眼，隨著端銑刀伸出夾頭距離的增大，刀具剛度逐漸降低，易發(fā)生擺動，使榫眼的平均尺寸增大。榫孔寬度平均尺寸/mm機床－刀具系統(tǒng)的剛度(kg/mm)刀具剛度對加工尺寸的影響4)工藝系統(tǒng)彈性變形；工件剛度對加工精度的影響1.樣模、2.木框、3.夾緊器、4.刀具1.B1尺寸分布曲線2.B2尺寸分布曲線木框在銑床上加工時的尺寸分布曲線圖

B2尺寸在分布曲線的左側(cè)數(shù)量增加，這是因為木框零件中部的剛度不夠和在夾具上安裝時夾緊力過大而造成的。夾具的剛度決定于夾具上各部件的剛度。5)量具的制造精度及測量誤差；導(dǎo)尺、卷尺、卡規(guī)等。6)機床調(diào)整誤差；機床調(diào)整的精確程度與調(diào)整方法、調(diào)整時使用的工具以及操作人員的技術(shù)等因素有關(guān)。機床調(diào)整通常用樣品零件來調(diào)整，先在機床靜態(tài)條件下，按標(biāo)尺調(diào)整好刀具與工件間的相互位置，然后加工幾個零件，測量它們加工后的平均尺寸，再按其誤差來調(diào)整。7)零件的基準(zhǔn)誤差；零件上加工企口產(chǎn)品設(shè)計時，要求保證尺寸a和b具有較高的精度。

1.選擇A－A面作定位基準(zhǔn)，四面刨加工。

2.銑床加工，必需以B－B面作定位基準(zhǔn)。1.工件、2.導(dǎo)尺、3.刀具8)加工材料性質(zhì)；木材是各向異性的材料，在三個方向上的物理、力學(xué)性質(zhì)是不同的，同時材質(zhì)上又有多節(jié)、斜紋、扭紋等缺陷，不同樹種材質(zhì)的硬度不同，所以在切削過程中產(chǎn)生的切削力就不一樣，不同切削力必然要引起機床、夾具、刀具、工件工藝系統(tǒng)的彈性變形不一致，從而影響到工件的加工誤差。根本概念影響加工外表粗糙度的因素外表粗糙度的評定外表粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)值外表粗糙度的測量刨削加工§3.3加工表面粗糙度根本概念1.概念：P73指木材加工外表上具有的，各種各樣或程度不同的的微觀加工痕跡或不平度。2.表現(xiàn)的形式：1)刀具痕跡2)波紋：形狀、大小相近，有規(guī)律的波狀起伏。3)破壞性不平度4)彈性恢復(fù)不平度5)木毛和毛刺6)結(jié)構(gòu)不平度實際平面理想平面切削加工木材外表不平度：1.鋸痕、2.撕裂、3.崩裂、4.劈裂不平度(Hardware、Fittings)切削加工木材外表不平度：5.端裂、6.彈性不平度、7.木毛、8.波紋、9.波紋最大深度木材外表粗糙度是評定木制品外表質(zhì)量重要指標(biāo)，它直接影響木材的膠貼質(zhì)量和裝飾質(zhì)量，影響膠料與涂料的耗用量，同時也關(guān)系到加工工藝安排與加工余量確實定及原材料的消耗和勞動生產(chǎn)率。銑削時外表波紋的形成L.波紋距離、R.波紋深度、r.切削圓的半徑影響加工外表粗糙度的因素1.因素：P741)切削用量2)切削刀具3)工藝系統(tǒng)4)材料的物理力學(xué)性質(zhì)5)切削方向6)加工余量7)除塵方式8)加工方法影響加工外表粗糙度的因素2.降低措施：P741)選擇適當(dāng)?shù)募庸C床類型2)增大切削圓直徑，提高轉(zhuǎn)速、增加刀片數(shù)量和降低進(jìn)料速度3)切削方向4)切削用量5)刀具刃磨切削圓半徑3.實例一：圓鋸鋸解時，外表粗糙度主要決定于切削速度、進(jìn)料速度和鋸齒與木材所成的遇角。當(dāng)進(jìn)料速度在每齒0.5毫米以下時，木材外表的不平度主要是鋸齒齒痕。但當(dāng)進(jìn)料速度到達(dá)每齒1毫米時，外表撕裂是不平度的主要形式。圓鋸鋸切過程中，鋸齒在木材外表按擺線軌跡形成溝紋，其最大寬度為：Lmax＝Un·sinθmax式中：Un－回鋸片每轉(zhuǎn)進(jìn)給量θmax－最大遇角3.實例二：在平刨、壓刨及銑床上加工時，工件外表上不平度的形式，最主要的是由于刀具作圓周運動而在被切削外表上形成的波紋。L＝U/n·N·1000(mm)式中：U－進(jìn)料速度(米/分)n－刀頭轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)N－刀頭上安裝的刀片數(shù)由上式可知，假設(shè)增加刀頭上的刀片數(shù)那么波紋節(jié)距L可以減小。但有時因刀具在刀頭上安裝不精確，幾片刀的刀刃不在同一切削圓周上，加工外表上的波紋，將是切削圓最大的刀刃所形成的。這時上式中的N＝1，L就等于刀頭的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。波紋深度R:外表粗糙度的評定1.根本術(shù)語1)實際輪廓：平面與實際外表相交所得的輪廓線。2)取樣長度L：判別測量具有外表粗糙度特征的一段基準(zhǔn)線長度。目的：限制、減弱幾何形狀誤差及外表粗糙度對測量結(jié)果的影響。3)評定長度Ln：評定外表粗糙度時所必須的一段長度。一般Ln=5L實際輪廓線1.橫向?qū)嶋H輪廓線、2.實際外表、3.加工紋理方向、4.平面4)基準(zhǔn)線(算術(shù)平均中線)：評定外表粗糙度參數(shù)值大小的一條參考線。取樣長度和評定長度外表粗糙度的評定2.評定參數(shù)1)輪廓最大高度(Ry)：一個取樣長度內(nèi)，實際輪廓峰頂線至谷低線之間的距離。特點：測量方便，反映外表微觀幾何形狀特征不全面。高度特征參數(shù)1.輪廓峰頂線、2.輪廓谷低線2)輪廓算術(shù)平均偏差(Ra)：在一個取樣長度內(nèi)，被測實際輪廓上各點至基準(zhǔn)線的距離的絕對值的算術(shù)平均值。特點：客觀反映實際外表。3)微觀不平度十點高度(Rz)：在一個取樣長度內(nèi)，實際輪廓上五個最大輪廓峰高平均值與五個最大輪廓谷深的平均值之和。特點：測量、計算方便，反映外表微觀幾何形狀特征不如Ｒa全面。外表粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)值根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)“GB/T3324－95家具標(biāo)準(zhǔn)和GB/T1951－家具產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)〞。外表粗糙度：粗光、細(xì)光、精光三等。粗光：指經(jīng)平壓刨加工后，直接使用的零部件，到達(dá)外表平整，不得有哨頭和明顯溝紋、波紋長度不大于3mm。細(xì)光：指允許有目視不明顯而手摸有感覺的木毛、毛刺、刀痕，但不得有溝紋。精光：指經(jīng)目視和手感無毛刺(木毛)、哨頭、刀痕、機械損傷、用粉筆平劃后，看不心粗糙痕跡。外表粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)值木家具涂飾前各部位的外表粗糙度。涂飾部位的粗糙度Ra≤3.2μm(精光)，內(nèi)部不涂飾部位的粗糙度Ra為3.2－12.5μm(細(xì)光)，隱蔽處的粗糙度Ra為12.5－50μm(粗光)。部位粗糙度要求普級中高級外表細(xì)光精光內(nèi)表細(xì)光細(xì)光內(nèi)部粗光細(xì)光隱蔽處粗光細(xì)光外表粗糙度的測量測定外表粗糙度的常用方法：1.光斷面法：利用光切原理，用雙管顯微鏡測量。常用于測量Rz為0.5－60μm。光斷面法Ⅰ.工作原理圖、Ⅱ.儀器示意圖1.光源、2.聚光鏡、3.狹縫、4.物鏡、5.工件、6.測微目鏡測定外表粗糙度的常用方法：2.陰影斷面法：陰影斷面法Ⅰ.工作原理圖、Ⅱ.儀器示意圖1.目鏡、2.分劃板、3.物鏡、4.光源、5.透鏡、6.小孔光欄、7.刀片、8.被測工件根本概念工藝過程的構(gòu)成典型的工藝流程工藝規(guī)程及其作用§3.4工藝過程根本概念1.生產(chǎn)過程：P77所有與將原材料加工成產(chǎn)品相關(guān)的過程總和。2.工藝過程：利用各種加工設(shè)備，直接改變材料的形狀、尺寸和性能，從而獲得產(chǎn)品的加工過程(材料到產(chǎn)品的過程)。工藝過程的構(gòu)成1.加工工段：原材料－天然實木材料、木質(zhì)人造板1)制材2)枯燥3)配料4)毛料加工5)凈料加工6)膠合與膠貼7)彎曲成型8)裝飾9)裝配2.加工工序：工序：由一個人(一組人)在一個工作位置上對一個或幾個工件連續(xù)完成的工藝過程的某一局部操作。工序是工藝過程的根本組成局部，是生產(chǎn)方案的根本單元。工序的組成：安裝：定位－夾緊－安裝工位：工件處在相對于刀具或機床一定的位置時所完成的那一局部工作。工步：在不改變切削用量的前提下，用同一刀具對零件的同一外表所進(jìn)行的加工操作。走刀：刀具和切削量不變的前提下，切去一層材料的過程。將工序分為四個組成局部的好處：1)有利于檢查質(zhì)量因素2)提高勞動生產(chǎn)率的途徑3)工時定額確實定

3.工藝過程：

1)工序分化：

工序的分化：使每一工序內(nèi)所包含的工作量盡量少(把復(fù)雜的工序分成一系列小的簡單的工序)。

極限：僅包含一個簡單工步的工序。

意義：

1)有利于機械化、自動化生產(chǎn)2)工人的技術(shù)要求不高3)加工質(zhì)量易控制4)設(shè)備簡單2)工序集中：工序的集中：使工件盡可能在一次安裝后同時進(jìn)行幾個外表的加工(把一些獨立的工序集中為一個較復(fù)雜的工序)。極限：一個零件的全部加工在一個工序內(nèi)完成。意義：1)用于加工比較復(fù)雜、比較笨重的零件2)零件加工的精度要求高3)可提高生產(chǎn)效率4)要求工人技術(shù)較高、設(shè)備復(fù)雜、調(diào)機復(fù)雜木框橫檔的加工工序木框的橫檔工序順序工序名稱工作位置1橫向截斷橫截鋸2縱向鋸解縱解鋸3刨基準(zhǔn)面和邊平刨4刨相對面和邊壓刨5截頭、開榫開榫機6加工榫眼打眼機典型的工藝流程

1.板式家具生產(chǎn)工藝流程

2.框式家具生產(chǎn)工藝流程

3.曲木家具生產(chǎn)工藝流程工藝規(guī)程及其作用1.概念：P80規(guī)定生產(chǎn)中合理加工工藝和加工方法的技術(shù)文件。內(nèi)容：工藝卡、檢驗卡2.作用：1)指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件2)生產(chǎn)組織和管理的根本依據(jù)3)新建或擴建工廠設(shè)計的根底3.制定必須考慮的問題：1)技術(shù)上的先進(jìn)性2)經(jīng)濟上的合理性3)有良好的工作條件根本概念標(biāo)準(zhǔn)化水平低造成的現(xiàn)狀標(biāo)準(zhǔn)化的根本原理板式家具實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)鍵和內(nèi)容§3.5標(biāo)準(zhǔn)化根本概念標(biāo)準(zhǔn)：對重復(fù)性事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定，以科學(xué)、技術(shù)和實踐經(jīng)驗的綜合成果為根底，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機構(gòu)批準(zhǔn)，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準(zhǔn)那么和依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)化：在經(jīng)濟、技術(shù)、科學(xué)及管理等社會實踐中，對重復(fù)性事物和概念通過制定、發(fā)布和實施標(biāo)準(zhǔn)，到達(dá)統(tǒng)一，以獲得最正確秩序和社會效益的活動。標(biāo)準(zhǔn)是一種規(guī)定，而標(biāo)準(zhǔn)化是實施這種規(guī)定的活動，目的是獲得良好的秩序和收益。標(biāo)準(zhǔn)化水平低造成的現(xiàn)狀·家具制造材料·設(shè)計缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的思想和標(biāo)準(zhǔn)·工藝制作差異大·生產(chǎn)環(huán)節(jié)表現(xiàn)·營銷的影響綜上所述，標(biāo)準(zhǔn)化水平低造成的危害是巨大的和廣泛的。因此，增強標(biāo)準(zhǔn)化意識，實施標(biāo)準(zhǔn)化工作是何等重要和緊迫。標(biāo)準(zhǔn)化的根本原理包括以下六個方面:1)統(tǒng)一化原理2)簡化原理3)互換性原理4)協(xié)調(diào)原理5)選優(yōu)原理6)階梯或動態(tài)過渡原理板式家具實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)鍵和內(nèi)容1.設(shè)計是實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)鍵“好設(shè)計，好產(chǎn)品。〞設(shè)計是家具的靈魂，同樣也是實現(xiàn)板式家具標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)鍵。2.實施標(biāo)準(zhǔn)化的主要內(nèi)容1)產(chǎn)品設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化(1)符合系列和其他現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)化的要求

(2)新產(chǎn)品預(yù)期到達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)化程度

(3)對原材料和其他配件的要求

(4)與國內(nèi)外同類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化水平比照，提出新產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化要求。32mm系列家具的設(shè)計，主要是標(biāo)準(zhǔn)板的設(shè)計。標(biāo)準(zhǔn)板：一系列產(chǎn)品中可以互換使用的板塊，一般以旁板為主。標(biāo)準(zhǔn)板的要求是：“協(xié)調(diào)〞一是在打孔過程中，左右協(xié)調(diào)。二是在裝配過程中，左右協(xié)調(diào)。抽屜背板在一個設(shè)計系列中，通用板件最好具有多種用途：既能做擱板、面板、底板，同時又可做門、旁板等五種功能。例如，70×380的標(biāo)準(zhǔn)板件即可用作餐廳柜的旁板，也可用作梳妝臺的底板。標(biāo)準(zhǔn)板件2)原材料標(biāo)準(zhǔn)化原材料是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)的物質(zhì)根底。主要有四方面的內(nèi)容：·盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)材料·合理壓縮原材料的品種、規(guī)格·做好對稀有、貴重原材料的限制和節(jié)約使用，以及對新材料的推薦工作·制定原材料進(jìn)廠驗收標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的規(guī)格為1270×1257×25，材料為MDF，采用MDF幅面尺寸為1220mm×2440mm。某企業(yè)組合大角柜的頂板127012573)五金件的標(biāo)準(zhǔn)化

根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)代家具五金共有九大類?；壍目孜徊捎?2mm系統(tǒng)設(shè)計，并可微調(diào)。三滑道抽屜滑軌

4)編碼管理的標(biāo)準(zhǔn)化

在本企業(yè)，M指臥房系列，N指中低柜，T指臺類，E指幾類，R指酒柜類。如M50T1床頭柜，M50表示第50套臥房系列，T1表示床頭柜。編號T1T2T3T4T5T6T7T8T9產(chǎn)品

名稱床頭柜妝凳梳妝臺四門衣柜五門衣柜六門衣柜床大床床