ch04機械加工工藝規(guī)程設計

機械加工工藝規(guī)程設計普通高等教育機電類“十三五”規(guī)劃教材機械制造工藝與裝備第四章01機械加工工藝規(guī)程設計方法機械加工工藝規(guī)程的作用一般來說，大批大量生產(chǎn)類型要求有細致和嚴密的組織工作，因此要求有比較詳細的機械加工工藝規(guī)程。單件小批生產(chǎn)由于分工比較粗糙，因此其機械加工工藝規(guī)程可以簡單些。但是，不論生產(chǎn)類型如何，都必須有章可循，即都必須有機械加工工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程設計方法生產(chǎn)的計劃、調(diào)度、工人的操作、質量檢查等都以機械加工工藝規(guī)程為依據(jù)，任何生產(chǎn)人員都不得隨意違反機械加工工藝規(guī)程。生產(chǎn)準備工作（包括技術準備工作）離不開機械加工工藝規(guī)程。除單件小批生產(chǎn)外，在中批或大批大量生產(chǎn)中要新建或擴建車間（或工段），其原始依據(jù)也是機械加工工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程設計方法機械加工工藝規(guī)程設計方法機械加工工藝規(guī)程的格式一般只編寫簡單的機械加工工藝過程卡片或機械加工工藝路線卡片（參見表4-1）。設計機械加工工藝規(guī)程應遵循如下原則。必須可靠地保證零件圖紙上所有技術要求的實現(xiàn)。在規(guī)定的生產(chǎn)綱領和生產(chǎn)批量下，一般要求工藝成本最低。充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，提高生產(chǎn)效率。盡量減輕工人的勞動強度，保障生產(chǎn)安全，創(chuàng)造良好、文明的勞動條件。機械加工工藝規(guī)程設計方法機械加工工藝規(guī)程設計必須具備以下原始資料。（1）產(chǎn)品裝配圖、零件圖。（2）產(chǎn)品驗收質量標準。（3）產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領。（4）毛坯材料和毛坯的生產(chǎn)條件。（5）現(xiàn)有生產(chǎn)條件，包括機床設備和工藝裝備的規(guī)格、性能和當前的技術狀態(tài)，工人的技術水平，工廠自制工藝裝備的能力及供電、供氣能力的有關資料。（6）工藝規(guī)程設計和工藝裝備設計所用設計手冊和有關標準。（7）國內(nèi)外有關制造技術資料等。機械加工工藝規(guī)程設計方法機械加工工藝規(guī)程設計的步驟和內(nèi)容如下。分析產(chǎn)品裝配圖和零件圖。工藝審查。確定毛坯的種類和制造方法。擬定機械加工工藝路線。機械加工工藝規(guī)程設計方法確定滿足各工序要求的機床和工藝裝備。確定各主要工序的技術要求和檢驗方法。確定各工序的加工余量，計算工序尺寸和公差。確定切削用量。確定各工序時間定額。機械加工工藝規(guī)程設計方法評價工藝路線。填寫工藝文件。機械加工工藝規(guī)程設計方法02零件的結構工藝性分析零件的結構工藝性分析（1）應盡量采用標準化參數(shù)。（2）要保證加工的可能性和方便性，加工面應有利于刀具的進入和退出。（3）加工表面形狀應盡量簡單，便于裝夾，并盡可能布置在同一表面和同一軸線上，以減少工件裝夾、刀具調(diào)整和走刀次數(shù)，有利于提高加工效率。（4）零件的結構應便于工件裝夾，并有利于增強工件和刀具的剛度。零件的結構工藝性分析（5）有相互位置要求的有關表面，應盡可能在一次裝夾中加工完。（6）應盡可能減輕零件重量，減小加工表面面積，并盡量減少內(nèi)表面加工。（7）合理采用零件的組合，以便于零件的加工。（8）在滿足零件使用性能的條件下，零件的尺寸、形狀、相互位置與表面粗糙度的要求應盡量合理。（9）零件的結構應與先進的加工工藝方法相適應。零件的結構工藝性分析目前，關于零件結構工藝性的分析尚停留在定性分析階段，表4-5列舉了在常規(guī)工藝條件下零件結構工藝性定性分析的例子，供設計零件和對零件進行結構工藝性分析時參考。零件的結構工藝性分析零件的結構工藝性分析零件的結構工藝性分析03工件的定位及基準工件的裝夾在設計機械加工工藝規(guī)程時，要考慮的最重要的問題之一就是怎樣將工件裝夾在機床上或夾具中。這里裝夾有兩個含義，即定位和夾緊。定位是指確定工件在機床或夾具中占有正確位置的過程，可理解為確定工件相對于刀具的位置，以保證加工尺寸的形位精度要求。夾緊是指工件定位后將其固定，使其在加工過程中能承受重力、切削力而保持定位位置不變的操作。工件的定位及基準工件定位原理1）六點定位原理2）用定位元件代替約束點限制自由度3）完全定位和不完全定位4）欠定位和過定位工件的定位及基準設計基準設計圖樣上標注設計尺寸所依據(jù)的基準，稱為設計基準。工藝基準零件在加工工藝過程中所采用的基準稱為工藝基準。工藝基準又可進一步分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。工件的定位及基準定位基準還可進一步分為粗基準、精基準，此外還有附加基準?！啊惫ぜ亩ㄎ患盎鶞?4工藝路線的制定粗基準的選擇將影響加工面與不加工面的相互位置，或影響加工余量的分配，并且第一道粗加工工序首先要遇到粗基準選擇問題。粗基準的選擇選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現(xiàn)及裝夾準確、可靠、方便。精基準的選擇工藝路線的制定加工經(jīng)濟精度及表面粗糙度加工經(jīng)濟精度是指在正常加工條件下（采用符合質量標準的設備、工藝裝備和技術標準等級的工人、不延長加工時間）所能保證加工精度。加工方法的選擇一般情況下，根據(jù)零件的精度（包括尺寸精度、形狀精度和位置精度）和表面精糙度要求，考慮本車間（或本廠）的現(xiàn)有工藝條件、加工經(jīng)濟精度的因素選擇加工方法。工藝路線的制定工藝路線的制定外圓表面的加工路線零件的外圓表面如圖4-25所示。工藝路線的制定孔的加工路線圖4-26所示是常見的孔的加工路線。工藝路線的制定平面的加工路線圖4-27所示是常見的平面的加工路線。工序順序的安排原則如下。先基準面，后其他表面。先主要平面，后主要孔。先主要表面，后次要表面。先安排粗加工工序，后安排精加工工序。工藝路線的制定熱處理工序及表面處理工序的安排如下。預備熱處理。時效處理。最終熱處理。表面處理。工藝路線的制定其他工序的安排檢查、檢驗工序，去毛刺、平衡、清洗工序等也是工藝規(guī)程的重要組成部分。檢查、檢驗工序是保證產(chǎn)品質量合格的關鍵工序之一。每個操作工人在操作過程中和操作結束以后都必須自檢。在工藝規(guī)程中，下列情況應安排檢查工序：①零件加工完畢；②從一個車間轉到另一個車間的前后；③工時較長或重要的關鍵工序的前后。工藝路線的制定選定了加工方法后，就要確定工序的數(shù)目，即工序的集中和分散問題。同一個工件，同樣的加工內(nèi)容，可以安排兩種不同形式的工藝規(guī)程：一種是工序集中，另一種是工序分散。工序集中和工序分散的特點都很突出。工序集中有利于保證各加工面間的相互位置精度要求，有利于采用高生產(chǎn)率機床，節(jié)省裝夾工件的時間，減少工件的搬動次數(shù)。工序分散可使每個工序使用的設備和夾具比較簡單，調(diào)整、對刀也比較容易，對操作工人的技術水平要求較低。工藝路線的制定粗加工時，切削層厚，切削熱量大，無法消除因熱變形帶來的加工誤差。后續(xù)加工容易把已加工好的加工面劃傷。不利于及時發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷。不利于合理地使用設備。不利于合理地使用技術工人。工藝路線的制定05加工余量與工序尺寸的確定工藝路線擬定以后，在進一步安排各個工序的具體內(nèi)容時，應正確地確定工序尺寸。加工余量的概念為了合理確定加工余量，必須了解影響加工余量的各項因素。影響工序余量的因素確定加工余量的方法有三種：分析計算法、查表法和經(jīng)驗法。加工余量的確定加工余量與工序尺寸的確定加工余量與工序尺寸的確定對于各工序的工序基準與設計基準重合時的表面多次加工，其工序尺寸的計算相對比較簡單，掌握基準重合情況下工序尺寸與公差的確定過程非常重要，其過程如下。（1）確定各加工工序的加工余量。（2）從終加工工序開始，即從設計尺寸開始，到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，可分別得到各工序基本尺寸。（3）除終加工工序外，其他各加工工序按各自所采用加工方法的加工經(jīng)濟精度確定工序尺寸公差。（4）填寫工序尺寸并按“入體原則”標注工序尺寸公差。06工藝尺寸鏈尺寸鏈的定義、組成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稱為尺寸鏈。尺寸鏈的分類（1）按尺寸鏈的形成及應用范圍分類。（2）按尺寸鏈中環(huán)所處的空間位置和幾何特征分類。工藝尺寸鏈極值法、概率法。尺寸鏈的計算方法正計算、反計算、中間計算。尺寸鏈的計算類型等公差法、等精度法、實際可行性分配法。尺寸鏈反計算中的公差分配工藝尺寸鏈工藝基準和設計基準不重合時工藝尺寸的計算。一次加工滿足多個設計尺寸要求的工藝尺寸計算。表面淬火、滲碳層深度及鍍層、涂層厚度工藝尺寸鏈的計算。余量校核。工藝尺寸鏈上面介紹的工藝尺寸鏈計算例子中，只包含一個封閉環(huán)和對應的一個尺寸鏈，尺寸鏈的建立與計算相對簡單。但對于尺寸要求比較多的零件，如果工序較多，工序基準又不重合，尺寸還需要換算，則工序尺寸及其公差的確定就比較復雜（關鍵是不容易正確列出工藝尺寸鏈）。通過跟蹤法能準確地查找出全部工藝尺寸鏈，并且能把一個復雜的工藝過程用箭頭直觀地在圖中表示出來。工藝尺寸鏈應用概率法計算尺寸鏈有五個基本因素，即基本尺寸、上偏差、下偏差、平均偏差及公差?！啊惫に嚦叽珂?7典型零件加工工藝典型零件加工工藝如圖4-47所示的直升機旋翼軸是典型的薄壁長軸類零件，且內(nèi)部帶有深孔。主要是粗車內(nèi)、外型面，主要目的是去除大部分余量，保證后續(xù)工序加工余量均勻。粗加工階段主要是深孔的擴鏜、外表面精細加工、部分孔的加工，并完成部分表面處理。半精加工階段精加工階段要完成軸的全部加工，達到設計圖樣的全部要求，并完成檢測。精加工階段典型零件加工工藝典型零件加工工藝直升機旋翼軸的機械加工工藝過程如表4-11所示。典型零件加工工藝典型零件加工工藝典型零件加工工藝典型零件加工工藝典型零件加工工藝08機械加工生產(chǎn)率和技術經(jīng)濟分析所謂時間定額是指在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時間。時間定額的概念基本時間Z、輔助時間T、布置工作地時間、休息和生理需要時間、準備與終結時間T。時間定額的組成單件時間和單件工時定額計算公式機械加工生產(chǎn)率和技術經(jīng)濟分析1.縮短單件工時定額2.采用高效自動化加工及成組加工在成批大量生產(chǎn)中，采用組合機床及自動線加工；在單件小批生產(chǎn)中，采用數(shù)控機床、加工中心機