机械制造工艺学复习.docx

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机械制造工艺学复习

第1章绪论

1）何谓生产过程，工艺过程，工艺系统；

生产过程是指将原材料转变为成品的所有劳动过程

工艺过程：

在生产过程中，毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、产品的装配等工作直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，这一过程称为。

工艺系统：

机械加工中，由机床、刀具、夹具和工件组成的统一体。

2）生产纲领概念及计算，生产类型的确定及对应的工艺特点。

生产纲领定义：

计划期内，包括备品率和废品率在内的产量。

某零件在计划期为一年的年生产纲领N计算：

N=Qn（1+α%+β%）（件/年）

式中：

Q—产品的产量（台/年）；

n—每台产品中该零件的数量（件/台）；

α%—备品的百分率；

β%—废品的百分率。

3）工艺过程：

工序、安装、工位，工步（复合工步），走刀的概念

一个或一组工人在一个工作地点或一台机床上，对同一个或几个零件进行加工所连续完成的那部分工艺过程称为工序

在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，则把工件在机床上所占据的位置称为工位

在一次安装中，可能只有一个工位，也可能有几个工位

在加工表面不变、加工工具不变、切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工序内容，称为工步。

注意：

一个工序含有一个或几个工步。

为提高生产率，采用多刀同时加工一个零件的几个表面时，也看作一个工步，并称为复合工步。

在一个工步内，若被加工表面需切除的余量较大，一次切削无法完成，则可分几次切削，每一次切削就称为一次走刀。

走刀是构成工艺过程的最小单元。

4）工件在机床或夹具中的装夹主要有哪三种方式？

直接找正安装，划线找正装夹，夹具中装夹

5）工艺基准的分类（概念）（设计、工序、定位、测量、装配基准）,知道什么是基准重合原则，会根据实际问题确定设计、工序、定位、测量基准。

基准重合原则即，设计基准与工序基准重合，定位基准与设计基准重合。

.（应尽可能选用设计基准作为精基准，这样可以避免由于基准不重合而引起的误差。

6）工艺加工时的定位：

不完全定位，过定位，欠定位概念及特点，会根据实际问题绘出定位方式，确定定位自由度。

工件的6个自由度均被限制，称为完全定位

工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制，称为不完全定位

根据工件的加工（尺寸、形状、位置）要求，应该限制的自由度没有完全被限制，无法保证加工要求，欠定位是绝对不允许的。

工件某一个自由度（或某几个自由度）被两个（或两个以上）约束点约束，称为过定位

7）复习习题：

1-6,1-7,1-10,1-12（图1-31b）

第2章机械加工工艺规程设计

1）零件结构工艺性分析举例：

表２－３；

2）粗基准、精基准的概念及选择的原则。

用毛坯上未经加工的表面作为定位基准（划线基准），称为粗基准

利用工件上已加工过的表面作为定位基准面，称为精基准

粗基准的选择

（1）保证相互位置要求原则：

如果首先要求保证工件加工面与不加工面相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准

（2）重要表面余量均匀原则

工件如果必须保证某重要表面的余量均匀，则选择该重要表面为粗基准

⑶便于工件装夹的原则

选择粗基准时，必须考虑定位准确，夹紧可靠以及夹具结构简单、操作方便等问题。

为了保证定位准确，夹紧可靠，要求选用的粗基准尽可能平整、光洁和有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其他缺陷

（4）粗基准一般不得重复使用原则

精基准的选择

（1）基准重合原则：

选用被加工面设计基准作为精基准

（2）统一基准原则：

当工件以某一表面作精基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早将这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全部）工序均以它为精基准进行加工

（3）互为基准原则

（4）自为基准原则

对于某些精加工或光整加工工序，因为这些工序要求余量小而均匀，以保证表面加工的质量并提高生产率，此时应选择加工表面本身作为精基准

（5）便于装夹原则：

所选择的精基准应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便

粗、精基准的选择使用，必注意：

精基准选择在前，使用在后，粗基准选择在后，使用在先。

3）机械加工工艺规程的设计原则、步骤及工序顺序安排的原则。

制订工艺规程的原则

优质、高产和低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。

1、技术上的先进性在制定工艺规程时，要了解国内外本行业工艺技术的发展，通过必要的工艺试验，尽可能采用先进适用的工艺和工艺装备。

2、经济上的合理性在一定的生产条件下，可能会出现几种能够保证零件技术要求的工艺方案。

此时应通过成本核算或相互对比，选择经济上最合理的方案，使产品生产成本最低。

3、良好的劳动条件及避免环境污染在制订工艺规程时，要注意保证工人操作时有良好而安全的劳动条件。

因此，在工艺方案上要尽量采取机械化或自动化措施，以减轻工人繁重的体力劳动。

同时，要避免环境污染。

产品质量、生产率和经济性这三个方面有时相互矛盾，因此，合理的工艺规程应该处理好这些矛盾，体现这三者的统一。

工艺规程设计步骤和内容

1.阅读装配图和零件图

了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用，明确零件的主要技术要求。

2.工艺审查

审查图纸尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构工艺性。

零件结构工艺性正误举例（表2-3）

3.熟悉或确定毛坯

确定毛坯依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特征以及零件生产批量等。

常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等

4.选择定位基准（见2.2节）

5.拟定加工路线（见2.2节）

6.确定满足个工序要求的工艺装备

􀂾包括机床、夹具、刀具、量具、辅具等。

􀂾工艺装备的选择在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，应与生产批量和生产节怕相适应，并应充分利用现有条件，以降低生产准备费用。

􀂾对必须改装或重新设计的专用或成组工艺装备，应在进行经济性分析和论证的基础上提出设计任务书。

7.确定各主要工序技术要求和检验方法

8.确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差（见2.3，2.4节）

9.确定切削用量

10.确定时间定额（见2.7.1节）

11.编制数控加工程序（对数控加工）

12.评价工艺路线（见2.6节）

对所制定的工艺方案进行技术经济分析，并对多种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定出最优工艺方案。

13.填写或打印工艺文件

4）机械加工经济精度的概念，选择加工方法时如何考虑。

加工经济精度是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，合理的加工时间）所能保证的加工精度。

相应的粗糙度称为经济表面粗糙度

5）典型表面（如轴、平面）的加工工艺路线及适应范围（可以达到什么精度、适合什么材料等），能够根据加工精度、粗糙度及位置精度要求来选择零件加工的工艺路线、加工方法、加工机床。

选择表面加工方法应考虑的主要因素

（1）加工表面的精度和粗糙度要求

（2）工件材料的性质

（3）生产类型

（4）具体生产条件

外圆表面的加工路线

①粗车—半精车—精车：

常用材料（淬火钢除外），中等要求的表面；

②粗车—半精车—精车—金刚石车：

有色金属，要求较高的表面；

③粗车—半精车—粗磨—精磨：

需要淬硬的材料，要求较高的表面；

④粗车—半精车—粗磨—光整加工或（超）精密加工：

黑色金属材料，表面精度、粗糙度要求质量高的表面。

孔加工路线

①钻孔—扩孔—铰—精铰：

主要用于中、小直径（d＜50mm）的精密孔。

②钻或扩（粗镗）—粗拉—精拉：

用于大量生产中尺寸中等的孔、花键孔等。

③钻或粗镗—半精镗—精镗—浮动镗—金刚镗：

广泛用于箱体零件的孔系加工、有色金属零件的精密孔的加工。

④钻或粗镗—半精镗—粗磨—精磨—珩磨或研磨：

主要用于淬硬零件或要求高的零件。

平面加工路线

平面加工方法主要是铣削、刨削和磨削。

①粗铣—半精铣—精铣—高速铣：

用于精度和粗糙度要求高的平面加工，生产率高。

②粗刨—半精刨—精刨—刮或研磨：

多用于单件、小批生产，生产率低。

③粗铣（刨）—半精铣（刨）—粗磨—精密磨、导轨磨、研磨、砂带磨：

主要用于淬硬零件和精度要求高、表面粗糙度值要求小的平面加工。

④粗拉—精拉：

用于大量生产。

6）为什么要划分加工阶段？

各加工阶段的主要作用是什么，以及加工过程中热处理的安排。

原因

1．有利于保证零件的加工质量加工过程分阶段进行的优点在于，粗加工后零件的变形和加工误差可以通过后续的半精加工和精加工消除和修复，因而有利于保证零件最终的加工质量。

2．有利于合理使用设备划分加工阶段后，就可以充分发挥机床的优势

3．便于及时发现毛坯的缺陷先安排零件的粗加工，可及时发现零件毛料的各种缺陷，采取补救措施，同时可以及时报废无法挽救的毛料避免浪费时间。

4．便于热处理工序的安排对于有高强度和硬度要求的零件，必须在加工工序之间插入必要的热处理工序

5．有利于保护加工表面精加工、光整加工安排在最后，可避免精加工和光整加工后的表面由于零件周转过程中可能出现的碰、划伤现象。

零件的加工质量要求较高时，都应划分加工阶段。

一般划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。

如果零件要求的精度特别高，表面粗糙度很细时，还应増加光整加工和超精密加工阶段。

各加工阶段的主要任务是：

    1）粗加工阶段主要任务是切除毛坯上各加工表面的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品。

因此，应采取措施尽可能提高生产率。

同时要为半精加工阶段提供精基准，并留有充分均匀的加工余量，为后续工序创造有利条件。

    2）半精加工阶段达到一定的精度要求，并保证留有一定的加工余量，为主要表面的精加工作准备。

同时完成一些次要表面的加工（如紧固孔的钻削，攻螺纹，铣键槽等）。

    3）精加工阶段主要任务是保证零件各主要表面达到图纸规定的技术要求。

    4）光整加工阶段对精度要求很高（IT6以上），表面粗糙度很小（小于Ra0.2m）的零件，需安排光整加工阶段。

其主要任务是减小表面粗糙度或进一步提高尺寸精度和形状精度

7）直线尺寸链在工艺过程中的应用：

8）工序集中、工序分散概念及特点。

工序集中：

就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工内容多，工艺路线短。

其主要特点是：

①可以采用高效机床和工艺装备，生产率高；

②减少了设备数量以及操作工人人数和占地面积，节省人力、物力；

③减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度；

④采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大

工序分散：

就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工的内容少，工艺路线很长。

其主要特点是：

①设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产品的变换；

②对工人的技术要求较低；

③可以采用最合理的切削用量，减少机动时间；

④所需设备和工艺装备的数目多，操作工人多，占地面积大

9）生产成本,工艺成本、结构工艺性、工序余量概念，最小余量的影响因素。

生产成本:

制造一个零件（或产品）所耗费的费用总和

工艺成本:

与工艺过程直接有关的生产费用

加工余量——加工过程中从加工表面切去材料层厚度

􀂙工序（工步）余量——某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料层厚度

总加工余量——零件从毛坯变为成品切除材料层总厚度

10）时间定额的概念、组成及提高生产率的途径。

时间定额是指在一定生产条件下，规定生产一件

产品或完成一道工序所需消耗的时间

时间定额的组成:

基本时间Tb辅助时间