《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課件-04篇 第一單元 機(jī)械零件加工工藝組成及規(guī)程

04篇

機(jī)械零件制造工藝第一單元

機(jī)械零件加工工藝組成及規(guī)程教學(xué)目標(biāo):1.掌握工藝規(guī)程制定的原則

2.能制定工藝過程卡片和工序卡片

3.能正確分析零件的工藝

4.能根據(jù)生產(chǎn)類型正確選擇毛坯類型

5.能確定具體零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)

6.掌握工件的六點(diǎn)定位原理

7.掌握常見定位方式及定位元件

8.能正確選擇零件的定位基準(zhǔn)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):1.工序、安裝、工位、工步和走刀的定義及區(qū)別

2.工藝規(guī)程制定的原則

3.工藝過程卡片和工序卡片

4.零件的工藝分析

5.毛坯的選擇及生產(chǎn)類型的確定

6.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)的選擇

7.工件的定位原理

8.常見定位方式及定位元件

9.定位基準(zhǔn)的選擇4．1.1機(jī)械零件加工工藝過程組成4.1.1.1工藝過程的定義

工藝過程是指在生產(chǎn)產(chǎn)品的過程中，直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、性能及相對(duì)位置等，使其成為半成品或者成品的過程。工藝過程根據(jù)工作內(nèi)容可分為鍛造、鑄造、機(jī)械加工、焊接、沖壓、熱處理、表面處理、裝配等。

加工工藝是指按圖樣尺寸及技術(shù)要求，利用機(jī)械加工的方法直接改變毛坯的尺寸、形狀以及表面質(zhì)量等，使之成為合格零件的過程。4.1.1.2機(jī)械加工工藝過程的組成1.工序

工序是指一個(gè)或一組工人在一個(gè)工作地對(duì)一個(gè)或幾個(gè)工件進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)所完成的那一部分工藝過程。生產(chǎn)規(guī)模不同，工序的劃分也不一樣。如圖4-1所示階梯軸的工序如表4-1、表4-2所示。圖4-1階梯軸2.安裝

安裝是指工件經(jīng)一次裝夾后所完成的工序內(nèi)容。安裝次數(shù)越少越好。3.工位

工位是指工件與夾具或者設(shè)備的可動(dòng)部分一次裝夾后，工件相對(duì)于刀具或者設(shè)備的固定部分所占據(jù)的位置。如圖4-2所示的多工位加工，在三個(gè)工位上鉆、鉸圓盤零件上的孔。4.工步

工步是指加工工具以及加工表面不變條件下連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容。復(fù)合工步是指幾把刀具同時(shí)參與切削的工步，如圖4-3所示。5.走刀

在一個(gè)工步中，由于金屬切削層較厚，需分幾次切削，則每一次切削稱為一次走刀。表4-1的階梯軸，小批生產(chǎn)工藝過程有三道工序，工序１有兩次安裝、四個(gè)工步、兩端面各2次走刀；工序２有兩次安裝、五個(gè)工步、大圓柱及小圓柱各2次走刀；工序3有1次安裝，1個(gè)工步。表4-2中，階梯軸大批大量生產(chǎn)的機(jī)械加工工藝過程有五道工序，工序１、2、3、4各有一次安裝；工序１、2各有2個(gè)工步，工序3有3個(gè)工步，工序4有1個(gè)工步；大圓柱及小圓柱各2次走刀。由此可見，工序可劃分為若干個(gè)安裝、工位、工步和走刀。4.1.1.3機(jī)械加工工藝規(guī)程

機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容。（1）工件加工的工藝路線；（2）各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備；（3）切削用量、時(shí)間定額等；（4）工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法。一、機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用1.工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要技術(shù)文件、指揮現(xiàn)場生產(chǎn)的依據(jù)。(2)是組織生產(chǎn)和生產(chǎn)管理工作的依據(jù)。(3)是新建和擴(kuò)建工廠的技術(shù)依據(jù)。二、工藝規(guī)程制定的原則工藝規(guī)程制定的原則是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低成本，即在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，爭取最好的經(jīng)濟(jì)效益。在具體制定時(shí)，還應(yīng)注意下列問題。1)技術(shù)上先進(jìn)2)經(jīng)濟(jì)上合理3)有良好的勞動(dòng)條件三、制定工藝規(guī)程的原始資料制定工藝規(guī)程的原始資料如下：1)產(chǎn)品全套零件圖和裝配圖。2)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。3)毛坯資料。4)產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。5)本廠的生產(chǎn)條件。6)國內(nèi)外先進(jìn)工藝及生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展情況。7)有關(guān)工藝手冊(cè)及圖冊(cè)。四、制定工藝規(guī)程的步驟1)計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。2)分析產(chǎn)品裝配圖及零件圖，對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)及工藝分析。3)選擇毛坯。4)擬定工藝路線。5)確定零件各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差。6)確定各工序所用的加工設(shè)備、夾具、刀具、量具以及輔助工具。7)確定切削用量及工時(shí)定額。8)確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。9)填寫工藝文件。五、工藝文件的格式工藝文件格式常用的有工藝過程卡片和工序卡片兩種。(1)工藝過程卡片工藝過程卡片如表4-3所示。(2)機(jī)械加工工序卡片

機(jī)械加工工序卡片是指在工藝過程卡的基礎(chǔ)上按每道工序所編制的一種工藝文件。工序卡片是具體指導(dǎo)零件加工的工藝文件，適用于大批大量生產(chǎn)的零件，以及成批生產(chǎn)的重要零件或者重要和復(fù)雜工序。4.1.2零件的工藝分析4.1.2.1零件結(jié)構(gòu)分析零件的結(jié)構(gòu)分析主要包括以下三方面：（1）零件表面的組成和基本類型。(2)零件的結(jié)構(gòu)工藝性。(3)主要表面與次要表面區(qū)分。4.1.2.2零件的技術(shù)要求分析技術(shù)要求包括下列幾個(gè)方面：1）各加工表面間相互的位置精度；2）加工表面的表面質(zhì)量、尺寸精度以及形狀精度；3）工件的熱處理以及其它要求，如鍍鉻處理、動(dòng)平衡、去磁等。4.1.3工藝規(guī)程設(shè)計(jì)4.1.3.1毛坯的選擇1.生產(chǎn)類型與工藝特點(diǎn)1）生產(chǎn)綱領(lǐng)

生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)所完成的產(chǎn)品產(chǎn)量(年產(chǎn)量)及進(jìn)度計(jì)劃。零件的年產(chǎn)量用以下公式計(jì)算：式中：N——零件的年產(chǎn)量，單位為件/年；Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量，單位為件/年；n——每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量，單位為件/臺(tái)；a——零件的備品率；b——零件的平均廢品率。2.生產(chǎn)類型的確定

生產(chǎn)類型是指企業(yè)(或車間、工作地、工段、班組)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。生產(chǎn)類型按產(chǎn)品的年產(chǎn)量分為以下三種：(1)單件生產(chǎn)(2)成批生產(chǎn)(3)大量生產(chǎn)如表4-5所示是按產(chǎn)品年產(chǎn)量劃分的生產(chǎn)類型，供確定生產(chǎn)類型時(shí)參考。各種生產(chǎn)類型的工藝特征見表4-6。4.1.3.2基準(zhǔn)的選擇

基準(zhǔn)是指用來確定生產(chǎn)對(duì)象上各幾何要素間幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù)功用不同基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)兩大類。一、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是指設(shè)計(jì)圖樣上采用的基準(zhǔn)。圖4-4（ａ）所示鉆套的各內(nèi)孔及外圓表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是軸線O-O；內(nèi)孔表面D的軸心線是φ40h6外圓表面的徑向圓跳動(dòng)和端面Ｂ的端面跳動(dòng)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；端面Ａ是端面B、C的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。同樣，圖4-4（ｂ）中的F面是C面和E面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也是兩孔垂直度和C面平行度的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；Ａ面為Ｂ面的距離尺寸及平行度設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。二、工藝基準(zhǔn)

工藝基準(zhǔn)是指在機(jī)械加工工藝過程中用來確定本工序的加工表面加工后的尺寸、位置、形狀的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按不同的用途可分為定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)。1.定位基準(zhǔn)

定位基準(zhǔn)是指在加工中用作定位的基準(zhǔn)。2.工序基準(zhǔn)在工序圖上用來確定本工序的加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。3.裝配基準(zhǔn)裝配時(shí)用來確定零件或部件在產(chǎn)品中相對(duì)位置時(shí)所用的基準(zhǔn)稱為裝配基準(zhǔn)。4.測量基準(zhǔn)測量時(shí)采用的基準(zhǔn)稱為測量基準(zhǔn)。三、基準(zhǔn)重合的概念在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)盡量使以上的各種基準(zhǔn)重合，以消除基準(zhǔn)不重合誤差。（１）設(shè)計(jì)零件時(shí)應(yīng)盡量以裝配基準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，以便保證裝配技術(shù)要求；（２）在制定加工工藝路線時(shí)，應(yīng)盡量以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作工序基準(zhǔn)，以保證零件的加工精度；（３）在加工和測量零件時(shí)，要盡量使定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以減少加工誤差和測量誤差。

如圖4-5（a）中滿足裝配基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合原則，4-5（b）滿足加工基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合原則，4-5（c）滿足測量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合原則。四、認(rèn)識(shí)工件的定位原理工件在夾具中的定位涉及定位原理、定位誤差、夾具上采用的定位元件和工件上選用的定位基準(zhǔn)等幾方面的問題。工件的六個(gè)自由度如圖4-6所示。為了限制工件的自由度，在夾具中通常用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件一個(gè)自由度，這樣用合理布置的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度，使工件的位置完全確定，稱為“六點(diǎn)定位規(guī)則”，簡稱“六點(diǎn)定則”。使用六點(diǎn)定則時(shí)，六個(gè)支承點(diǎn)的分布必須合理，否則不能有效地限制工件的六個(gè)自由度，如圖4-7所示。五、常見定位方式及定位元件１.工件以平面定位（1）工件以粗基準(zhǔn)平面定位粗基準(zhǔn)平面常用的定位元件有B型球頭支承釘、C型齒紋支承釘、可調(diào)支承釘?shù)?。如圖4-8、4-9所示。（2）工件以精基準(zhǔn)平面定位常用的定位元件有平頭支承釘、支承板等。如圖4-10、4-11所示。在加工大型機(jī)體和箱體零件時(shí)，常采用輔助支承（如圖4-12）或者浮動(dòng)支承（如圖4-13），以減小工件變形和振動(dòng)。２.工件以內(nèi)孔定位工件以內(nèi)孔定位是一種中心定位，故通常要求內(nèi)孔基準(zhǔn)面有較高的精度。工件中心定位的方法是用定位銷（如圖4-14（a））、菱形銷（如圖4-14（b））、定位插銷（如圖4-15）、芯軸（如圖4-16）等。３.工件以外圓面定位工件以外圓柱面定位時(shí)，最常用的定位元件有V形塊、半圓套、定位套等，它們常用作中心定位。Ｖ形塊和定位套如圖4-17和圖4-18所示。六、定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)之分。1.粗基準(zhǔn)的選擇（１）對(duì)于同時(shí)具有不加工表面與加工表面的工件，為保證加工表面與不加工表面之間的位置要求，粗基準(zhǔn)應(yīng)選擇不加工表面，如圖4-19所示。（d）圖4-19粗基準(zhǔn)的選擇（2）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。（3）作為粗基準(zhǔn)的表面要求應(yīng)平整，沒有澆口、冒口或者飛邊等缺陷，以便定位可靠。（4）對(duì)于具有較多加工表面的工件，選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)考慮合理地分配各表面的加工余量。在加工余量的分配上應(yīng)考慮以下兩點(diǎn)。①應(yīng)保證各主要加