机械加工工艺过程的组成.docx

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机械加工工艺过程的组成

1.机械加工工艺过程的组成

1.工序一一工人，在工作地对工件所连续完成的工艺过程。

2.安装一一经一次装夹后所完成的工序内容

装夹定位加工前工件在机床或夹具上占据一正确的位置

夹紧一一使正确位置不发生变化

增加安装误差

增加装夹时间一一应尽量减少安装次数

3.工位一一工件与工装可动部分相对工装固定部分所占的位置多工位加工一一提高生产率、保证加工面间的相互位置精度

4.工步一一加工表面和加工工具不变条件下所完成的工艺过程

一次安装中连续进行的若干相同的工步fl个工步

用几把不同刀具或复合刀具加工f复合工步

5.走刀一一每进行一次切削一一1次走刀

2.工艺规程

1.工艺规程的作用一一①指导生产

2组织生产和管理生产

3新建、扩建或改建工厂及车间

2.工艺规程的设计原则一一①技术上的先进性

2经济上的合理性

3良好的劳动条件

§机械加工工艺规程设计

1.零件的工艺分析

1.零件技术要求分析

1加工表面的尺寸精度

2主要加工表面的形状精度

3主要加工表面之间的相互位置精度

4各加工表面粗糙度以及表面质量方面的其他要求

5热处理要求及其它技术要求（如动平衡等）。

1）零件的视图、技术要求是否齐全一一主要技术要求和加工关键

2）零件图所规定的加工要求是否合理

3）零件的选材是否恰当，热处理要求是否合理

2.零件结构及其工艺性分析

1结构组成一一内外圆柱面、圆锥面、平面、螺旋面、齿形面、成形面

2结构组合轴类、套筒类、盘环类、叉架类、箱体类

★分析刚度及其方向

3结构工艺性一一保证使用要求的前提下，能否以高生产率和低成本制造

2.毛坯的选择

1.毛坯种类的选择

铸件、锻件、焊接件、型材、冲压件、粉末冶金件和工程塑料件

2.确定毛坯的形状和尺寸一一尽量与零件接近

毛坯加工余量一一毛坯制造尺寸与零件相应尺寸的差值一一加工总余量毛坯公差毛坯制造尺寸的公差

1为工件安装稳定，有些毛坯需工艺凸台

2为加工方便，一些零件作整体毛坯一一半圆形零件T合成整圆

小零件（垫圈）T合成1件

3•选择毛坯时应考虑的问题

1零件的材料及力学性能要求一一铸铁、有色金属t铸

重要件t锻

2零件的结构形状与尺寸一一复杂件t铸

小台阶轴T棒料，大台阶轴T锻

3生产纲领的大小一一大批量T先进方法

4现有生产条件

5采用新工艺、新技术、新材料

3.定位基准选择

1•基准的概念一一确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面

（1）设计基准一一零件图上的基准一一尺寸t尺寸线的起点相互位置T基准符号

（2）工艺基准一一工艺中用的基准一一①工序基准

2定位基准

3测量基准

4装配基准

2.定位基准的选择毛坯面定位t粗基准

已加工面定位T精基准

（1）精基准的选择一一可靠保证主要加工表面间的相互位置精度

1）基准重合原则一一选设计基准为定位基准

2）基准统一原则一一尽可能在多数工序中用一组精基准定位

3）定位稳定准确，简单方便的原则一一选面大、精度高的面为精基准

4）互为基准原则——为加工余量均匀，位置精度高——反复加工

5）自为基准原则一一要求余量小而均匀一一选加工面本身为精基准•辅助基准一一人为制造的基准一一工艺需要而作的工艺凸台、中心孔提高精度一一一面两孔定位

（2）粗基准选择一一可靠方便地加工精基准

1）保证不加工面与加工面间的位置关系——选择不加工面作粗基准

2）定位稳定可靠，简单方便一一选大面、平整面，无缺陷

3）合理分配各面加工余量①应保证各加工面有足够的余量

②某些重要面使其加工余量均匀

4）同一方向上的粗基准原则上只允许使用一次

•基准选择一一具体情况具体分析，综合考虑，灵活运用，正确选择

【例】选择支架零件的精基准和粗基准

♦零件分析一一加工面一一底面、顶面、016H7孔、2-$10孔、直槽、圆弧槽

主要加工要求——$16H7、对称度0.1、32±0.1、28±0.1

♦基准分析一一底面一一顶面、$16H7孔高度方向的设计基准

$16H7孔轴线一一直槽、圆弧槽、2-$10孔的设计基准。

♦精基准选择：

底面——限制3个自由度（、、）

1基准重合（底面是顶面、$16H7孔高度方向的设计基准）

2基准统一（在大多数工序中使用）

3定位稳定可靠、夹具结构简单（定位面积大且平整）。

$16H7孔一一限制2个自由度（、）

1基准重合（直槽、圆弧槽、2-$10孔的设计基准）

2基准统一（在大多数工序中使用）

3定位稳定可靠，夹具结构简单。

左边$10孔一一限制1个自由度（）

1基准重合（与$16H7中心连线是直槽、圆槽、右$10夹角的设计基准）

2基准统一（在大多数工序中使用）

3定位稳定可靠，离$16H7中心远，转角误差小，夹具结构简单

♦粗基准的选择：

$40外圆——限制4个自由度（、、、）

1保证加工面与不加工面间的位置关系（$16H7与外圆壁厚均匀）

2定位稳定可靠、夹紧方便（定位面平整光洁、可用三爪卡盘装夹）

K面一一限制1个自由度（）

1保证加工面与不加工面间的位置关系（保证尺寸12）

2定位方便（直接靠在三爪卡盘卡爪上）。

左边R10外缘一一限制1个自由度（）

1保证加工面与不加工面间的位置关系（$10孔中心与外圆对称）

四•工艺路线的拟订

1.表面加工方法和加工方案的选择

（1）加工面的技术要求一一经济精度一一正常工作条件下所达到的加工精度

（2）工件材料的性质及热处理

（3）工件的形状和尺寸

（4）结合生产类型考虑生产率和经济性

（5）现有生产条件

2•加工阶段的划分

粗加工阶段一一尽快切除余量一一高生产率

半精加工阶段一一继续减少加工余量，为精加工作准备，次要面加工精加工阶段一一达到要求的加工精度和表面粗糙度

光整加工和超精密阶段一一降低表面粗糙度值

原因：

①保证加工质量

2合理使用设备

3便于安排热处理

4及时发现毛坯缺陷，保护精加工表面

★加工阶段划分——针对零件加工的整个过程、针对主要加工面

3•工序集中与工序分散

工序集中一一工序少，内容多

――装夹次数少，位置精度高，设备数量少，工人少

工序分散一一工序多，内容少

――设备工装简单，调整方便，切削用量合理；设备多，工人多

4.加工顺序的安排

（1）机械加工顺序的安排一一①先基准后其它

2先粗后精

3先主后次、穿插进行

4先面后孔

•基准加工t主要面粗加工t次要面加工t主要面半精加工

T次要面加工T修基准T主要面精加工

（2）热处理工序的安排

1）预备热处理——正火和退火——粗加工前

时效处理粗加工前、后

调质处理一一粗加工后，半精加工前

2）最终热处理一一淬火一一精加工、磨削前

渗碳淬火一一半精加工后

渗氮——尽量靠后

表面处理（电镀及氧化）最后

•毛坯制造T退火或正火T主要面粗加工T次要面加工

T调质（或时效）t主要面半精加工T次要面加工

T淬火（或渗碳淬火）T修基准T主要面精加工

（3）辅助工序的安排

检验—粗加工后，精加工0前；转车间前后；重要工序前后，完工后去毛刺——钻、铳、刨、拉后，淬火前

辅助工序一一清洗、防锈、去磁、平衡等

5.加工余量的确定

1.加工余量的概念

（1）工序余量一一切除的金属层厚度一一等于前后工序尺寸之差

被包容面：

Zb=a-b

包容面：

Zb=b-a

外圆表面：

2Zb=da-db

内孔表面：

2Zb=db-da

=毛坯余量

（2）总加工余量ZS略工序加工余量之和=毛坯尺寸与零件尺寸之差

•单向入体原则一一被包容面一一基本尺寸为最大极限尺寸，上偏差为零包容面一一基本尺寸为最小极限尺寸，下偏差为零孔与孔（平面）间距离尺寸一一对称分布

毛坯尺寸——正负分布

•工序余量的变动范围=前后工序尺寸公差之和

2.影响最小加工余量的因素

（1）前工序的表面粗糙度Ra和表面缺陷层深度Ha

（2）前工序的尺寸公差Ta

（3）前工序的相互位置偏差pa

（4）本工序加工时的安装误差sb

3.确定加工余量的方法一一①计算法

②查表修正法

3经验估算法

6.工序尺寸的确定

•余量法

1确定各工序基本余量及各工序经济加工精度

2从后向前推算各工序基本尺寸及毛坯尺寸

3按单向入体原则”确定各工序尺寸公差

•基准不重合时，必须用尺寸链的原理进行分析计算

7.机床及工艺装备的确定

1.机床的确定

1）机床规格尺寸应与工件尺寸相适应

2）机床的精度应与加工精度相适应

3）机床生产率应与生产类型相适应一一单件小批生产t通用设备大批量生产t高效专用设备

4）机床的选择应结合现场的实际情况一一类型，设备负荷，排列等

2.工艺装备的确定

（1）夹具的选择

单件小批生产T通用夹具，组合夹具大批量生产t高效和自动化专用夹具多品种中小批量生产t可调夹具、成组夹具

♦夹具的精度一一与工件加工精度相适应

（2）刀具的选择一一优先选用标准刀具高效复合刀具、专用刀具

♦刀具的类型、规格及精度一一与工件加工要求相适应

⑶量具的选择

单件小批量生产一一通用量具

大批量生产一一高效专用量具--极限量规、专用量具和测量仪器

♦量具的量程和精度一一与工件结构尺寸和精度相适应

8.确定切削用量和时间定额

1.切削用量的选择

单件小批生产——不规定批量较大——严格地确定

粗加工保证咼生产率

大的背吃刀量，较大的进给量，合理的切削速度

精加工一一保证加工精度和表面质量较小的背吃刀量和进给量、合理的切削速度。

组合机床、自动机床一一比一般低一些

2.时间定额生产1件产品或完成1道工序所耗的时间

（1）单件时间定额Tp

1基本时间Tb——直接改变对象的尺寸形状、位置、状态或性质所耗的时间直接切除余量所耗时间（含切入切出时间）

2辅助时间Ta――实现基本工艺所进行的各种辅助动作所耗的时间

装卸、开停机、进退刀、改变切削用量、试切和测量等

♦基本时间+辅助时间=作业时间

3布置工作地时间Ts――工作班内照管工作地所耗的时间，作业时间2

调整更换刀具、修整砂轮、润滑擦试机床、清理切屑

4休息与生理需要时间Tr――工作班内满足生理需要所耗的时间，

作业时间2〜4%

5准备和终结时间Te――为生产一批产品准备和结束工作所耗的时间

Tp=Tb+Ta+Ts+Tr+

（2）提高生产率的措施

1）缩减基本时间Tb外圆车削：

Tb=

1增大切削用量硬质合金200m/min，陶瓷刀具500m/min

金刚石、立方氮化硼刀具普通钢材900m/min

\淬火钢或高镍合金钢90m/min

高速磨削一一80m/s;强力磨削深度一一6〜30mm

2减少或重合切削行程长度一一多刀多刃加工

多件加工一一顺序加工

平行加工

平行顺序加工

3减小切削加工余量Z――毛坯精化

粉末冶金、压力铸造、精密铸造、精锻、冷挤压、热挤压等冷挤压齿轮代替剃齿

2）缩短辅助时间一一直接缩减、间接缩减

1直接缩减辅助时间一一大批量生产一一先进高效夹具单件小批量生产一一成组夹具或通用夹具

主动测量法一一加工过程中测量工件实际尺寸，并主动控制

数字显示装置显示尺寸变化、刀具位移量

2间接缩减辅助时间——使辅助时间与基本时间重合转位移位工作台或多根心轴一一加工时间内装卸工件主动测量或数字显示装置一一使测量时间与基本时间重合

（3）缩短布置工件地时间一一减少调刀对刀时间快换刀夹、刀具微调机构、专用对刀样板、对刀块

（4）缩短准备和终结时间一一扩大零件批量和减少调整机床、工装的时间成批生产一一缩短安装刀具、调整机床的时间，扩大零件批量

中小批生产一一零件通用化和标准化，或采用成组技术十.编制工艺规程文件

1机械加工工艺过程卡片一一成批生产

工艺路线一一工序名称、内容、车间工段、机床工艺装备名称、时间定额

2机械加工工序卡片一一大批量生产、中批关键件、小批关键工序工序加工要求——细实线画工件外形（加工面用粗实线表示）本工序尺寸及公差、表面粗糙度及其它技术要求

定位基准、夹压位置和方式

§3-3工艺尺寸链

一.工艺尺寸链的概念

1•尺寸链的定义一一互相联系的，按一定顺序排列成的封闭尺寸图形

1封闭性一一首尾相接

2工艺性——随工艺方案变化而变

2.工艺尺寸链的组成：

封闭环——最后自然形成的尺寸，A0组成环一一直接获得的尺寸

\增环该环增大，封闭环相应增大，减环该环增大，封闭环相应减小，

3.增、减环的判定方法设封闭环为减环方向，沿减环方向绕尺寸链顺次画箭头，即为各组成环方向

4.工艺尺寸链的建立

1封闭环的确定一一间接得到

2组成环的查找一一从定位面到加工面的尺寸——直接得到

二•工艺尺寸链计算的基本公式

1.圭寸闭环基本尺寸=所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和

2.封闭环上偏差=所有增环上偏差之和减去所有减环下偏差之和

3.封闭环下偏差=所有增环下偏差之和减去所有减环上偏差之和

4.封闭环公差=各组成环公差之和