机械制造工艺101.ppt

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基本概念,机械制造系统的概念,机械制造系统图,机械制造工艺学,生产过程,是指将原材料转变为成品的全过程。,一、机械的生产过程和工艺过程,原材料和成品的运输与保管；,生产技术准备工作,毛坯的制造,零件加工,产品的装配、调试、检验、油漆和包装等。,包括：,如生产计划的制订、工艺规程的编制与生产工具的准备等,锻压、铸造、焊接等,机械加工、热处理和表面处理等,（一）生产过程,机械制造工艺学,(,二,),工艺过程,工艺过程,生产过程中改变生产对,象的,形状,（铸造、锻造等）、,尺寸,（机械加工）、,相对位置,（装配）和,性质,（热处理）等，使其成为半成品和产品的过程。,包括：锻压、铸造、机械加工、热处理、表面处理、装配等。,采用机械加工方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使之成为合格零件的过程，称为,机械加工工艺过程,。,把零件装配成机器并达到装配要求的过程，称为,装配工艺过程,。,机械制造工艺学,二、机械加工工艺过程的组成,一个零件的工艺过程可以有多种不同的加工方法和设备。为保证被加工零件的精度和生产效率，便于工艺过程的执行和生产组织管理，通常把机械加工工艺过程划分为不同层次的单元。,组成机械加工工艺过程的基本单元是,工序,。机械加工工艺过程是由一系列工序组成的，毛坯依次通过这些工序而变为成品。,工序,又由,工步,、,走刀,、,安装,和,工位,组成。,机械制造工艺学,一个或一组工人，在,一个工作地点,上，对一个工件（或几个工件）进行加工所,连续,完成的那部分工艺过程称为,工序,。,（一）工序,1,、,一个工人在一台车床上完成车外圆、端面、螺纹、切断；,2,、,一组工人刮研一台机床的导轨；,3,、,一组工人对一批零件去毛刺；,举例,：,4,、,在车床上加工一批阶梯轴，分两种情况来加工：,（,1,）,对每一根轴连续进行粗车和精车外圆；,（,2,）,先对整批轴进行粗车外圆，然后再依次精车外圆。,机械制造工艺学,【,例,】,如下图所示，不同生产类型阶梯轴的工艺过程，如方法,1,、方法,2,所示。,阶梯轴加工,机械制造工艺学,生产规模不同，加工条件不同，其工艺过程及工序的划分也不同。,加工阶梯轴时，根据加工是否连续和变换机床的情况，小批量生产，三道工序；大批大量生产，五道工序。,机械制造工艺学,方法,1,（单件小批生产的工艺过程）：,序,号,工,序,名,称,工,序,内,容,设,备,1,车,车一端外圆与端面、打中心孔并倒角，径向尺寸至,26mm,；掉头车另一端外圆及端面并倒角，径向尺寸至,18mm,，轴向尺寸至,32mm,，轴向总长至,61mm,车床,2,铣,铣键槽、去毛刺,铣床,机械制造工艺学,方法,2,（大批量生产的工艺过程）：,序号,工序名称,工,序,内,容,设,备,1,铣,铣端面、打中心孔，轴向尺寸至,61mm,铣端面打中心孔机床，夹具,SJ-1802,2,车,1,车大端外圆并倒角，径向尺寸至,26mm,CA6140,3,车,2,车小端外圆并倒角，径向尺寸至,18mm,，轴向尺寸至,32mm,CA6140,（另一台）,4,铣,铣键槽,X6132,5,钳,去毛刺,钳工台,机械制造工艺学,(二),工步与走刀,工步,在,被加工表面、加工工具,不变的条件下所,连续完成,的那部分工序内容，称为,工步,。,一个工序含有一个或几个工步。,工步是划分工序的单元，,加工表面、加工工具和连续加工,3,个要素中有一个发生变化就是另一个工步。,机械制造工艺学,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,。,对于在一次安装中连续加工的若干相同工步，可写成一个工步。,例如：在工件上钻,4,个,15mm,孔，可写成：钻,4,15mm,。,机械制造工艺学,在一个工步内，如果要切除的金属层很厚，需要对同一表面进行几次切削，这时,刀具每切削一次,称作,一次走刀,。,走刀,一个工步又可分为,几次走刀,进行；,走刀是构成工艺过程的最小单元。,机械制造工艺学,（三）安装与工位,安装,将工件在机床或夹具中,每定位、夹紧一次,所完成的那一部分工序内容称为,安装,。,在加工前，应先使工件在机床上或夹具中处在正确的位置上，这一过程称为,定位,。,工件定位后将其固定住，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作称为,夹紧,。,注意：,在一道工序内，工件可能安装数次，安装次数越多，,装夹误差越大。,机械制造工艺学,一联轴器，其中工序,30,内容：在车床上加工出外圆、,30,孔和三个端面。安装一：车端面、车外圆、车,30,孔、倒角,245,；,安装二：车端面、车端面,B,、倒角,245,。,机械制造工艺学,工,序,安,装,工,步,工 序 内 容,设备,10,铸造,20,时效,30,一,1,三爪卡盘夹,50,外圆,车端面,C,车床,2,车外圆保证尺寸,100,3,钻,30,至尺寸,28,4,扩,30,孔至,30,5,倒角,二,6,调头、三爪卡盘夹,100,外圆,车另一端面,A,7,车端面,B,8,倒角,联轴器加工工艺过程（中批生产）,机械制造工艺学,工件在机床上所占据的,每一个待加工位置,都称为一个,工位,。,工位,下图所示为一利用回转工作台在一次安装中顺次完成装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔四工位加工的例子。,工位,装卸工件 工位,钻孔,工位,扩孔 工位,铰孔,机械制造工艺学,工序与工步、走刀、安装及工位之间的关系图,机械制造工艺学,三、生产类型与工艺特点,（一）,生产纲领,指企业在计划期内应生产的产品数量和进度计划。,对于零件，产品的产量除了制造机器所需的数量外，还要包括一定的备品和废品，通常为,5%,的备品率和,2%,的,废品率。,零件的生产纲领,：,是指包括备品和废品在内的年产量，,如,下式：,N=Qn(1+a%+b%),式中,：,N,零件的生产纲领（件,/,年）,Q,产品的生产纲领（台,/,年）,n,每台产品中含该零件的数量（件,/,台）,a,%,零件备品,百分,率；,b,%,零件废品,百分,率。,机械制造工艺学,(二),生产类型及工艺特点,生产类型,：,指企业生产专业化程度的分类。,根据生产纲领和产品的大小，可分为：,单件生产,：,生产单个或少数几个，很少或不重复生产,。,成批生产,：,分批轮流地加工，工作地点周期重复生产,。,大量生产,：,产品数量很大，大多数工作地点重复生,产。,机械制造工艺学,生产纲领决定生产类型，产品大小也对生产类型有影响。,生 产 类 型,零件的年生产量,/,件,重型零件,零件重量,50kg,中型零件,零件重量,15,50kg,轻型零件,零件重量,15kg,单件生产,5,10,100,成批生产,小批量,5,100,10,200,100,500,中批量,100,300,200,500,500,5000,大批量,300,1000,500,5000,5000,50000,大量生产,1000,5000,50000,表,1-,3,生产类型和生产纲领的关系,机械制造工艺学,工艺特,点,：,不同的生产类型具有不同的工艺特点。,工 艺 特 点,生 产 类 型,单件生产,批量 生 产,大量生产,毛坯情况,锻件自由锻造，铸件木模手工造型，毛坯精度低,锻件部分采用模锻，铸件部分用金属模，毛坯精度中等,广泛采用模锻，金属机器模造型等高效方法生产毛坯，毛坯精度高,机床设备及其布置形式,通用机床，机群式布置，也可用数控机床,部分通用机床，部分专用机床，机床按零件类别分工段布置,广泛采用自动机床，专用机床，按流水线、自动线排列设备,工艺装置,通用刀具、量具和夹具，或组合夹具，找正后装夹工件,广泛采用夹具，部分靠找正装夹工件，较多采用专用量具和刀具,高效专用夹具，多用专用刀具，专用量具及自动检测装置,对工人的技术要求,需要技术熟练,中等,对调整工人的技术水平要求高，对操作工人技术水平要求低,工艺文件,仅要工艺过程卡,工艺过程卡，关键零件有工序卡,详细的工艺文件，工艺过程卡、工序卡、调整卡等,生产率,较低,中等,高,加工成本,较高,中等,低,表,1-,4,各种生产类型的工艺特点,机械制造工艺学,(,三,),生产,组织形式,二、流水生产线生产（成批）,三、自动线生产（大量）,一、机群式生产（单件）,机械制造工艺学,零件加工工艺流程、零件加工工序内容、切削用量、工时定额、各工序所采用的设备和工艺装备,四、机械加工工艺规程,包括：,规定零件,机械加工工艺过程,和,操作方法,的,工艺文件,。,切削用量：,是切削时各运动参数的总称，包括切削速度、进,给量和吃刀量。,工时定额：,是生产单位产品或完成一定工作量所规定的时间,消耗量。如对车工加工一个零件、装配工组装一,个部件或一个产品所规定的时间。,工艺流程：,指工业产品生产中，从原料到制成成品各项工序,安排的程序。,机械制造工艺学,（一）工艺规程的作用,2,、是生产组织和生产准备工作的基本依据,大批量生产工艺规程较详细；单件小批生产工艺规程较简单。无论生产规模大小，都必须有工艺规程，否则生产调度、技术准备、关键技术研究、器材配置等都无法安排，造成生产混乱。,3,、是新建和扩建工厂（车间）工作的基本资料,生产计划的制订、原材料的采购、工艺装备的设计、制造与采购、机床负荷的调整、作业计划的编排、劳动力的组织、工时定额的制订、成本的核算等。,生产所需的机床和设备的种类、数量和规格，车间的面积、机床的布置，工人的工种、技术等级及数量，辅助部门的安排等。,1,、是指导生产的主要技术文件，是指挥现场生产的依据,机械制造工艺学,（,二）工艺规程文件的格式,将工艺规程的内容，填入一定格式的卡片,，即成为生产准备和施工依据的工艺文件。常用的工艺文件格式有下列几种：,1,、机械加工工艺过程卡片,这种卡片以,工序为单位，简要地列出了整个加工所经过的工艺路线,（包括毛坯制造、机械加工和热处理等），它是制订其它工艺文件的基础，也是生产技术准备、编排作业计划和组织生产的依据。,在这种卡片中，各工序的说明不够具体，故一般不能直接指导工人操作，而多作生产管理方面使用。但是，在单件小批生产中，由于通常不编制其它较详细的工艺文件，就以这种卡片指导生产。,机械制造工艺学,机械制造工艺学,2,、机械加工工艺卡片,以,工序为单位，详细说明整个工艺过程,的工艺文件。是用来指导工人生产和帮助车间管理人员和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主要技术文件，广泛用于成批生产的零件和小批生产的重要零件。,机械制造工艺学,机械制造工艺学,3,、机械加工工序卡片,在机械加工工艺过程卡的基础上，,按每道工序的工序内容所编制,的一种工艺文件。更详细地说明整个零件,各个工序,的加工要求，是用来具体指导工人操作的工艺文件。在这种卡片上，要画出,工序简图,，注明该工序每个工步的内容、工艺参数、操作要求以及所用的设备和工艺装备。用于大批量生产的零件。,工序简图上表示出被加工表面在该工序所达到的尺寸、公差和表面粗糙度及工件的安装方法。,机械制造工艺学,机械制造工艺学,小结,二、生产过程与工艺过程的概念,三、生产纲领及生产类型的关系,一、机械制造系统,四、工艺规程的作用和工艺文件格式,机械制造工艺学,第二节 工艺规程制订的原则、,步骤和原始资料,机械制造工艺学,一、工艺规程制订的原则,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,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,注意保证工人操作时有良好而安全的劳动条件。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。,机械制造工艺学,二、制订工艺规程的原始资料,1,、产品全套装配图和零件图,2,、产品验收的质量标准,3,、产品的生产纲领,4,、毛坯资料,5,、本企业现有的生产条件,6,、国内外同类产品的新技术、新工艺及其发展前景等相关信息,7,、有关的工艺手册及图册,机械制造工艺学,三、制订工艺规程的步骤,1,、熟悉和分析制订工艺规程的主要依据，计算生产纲领，确,定生产类型；,2,、分析零件图及产品装配图，对零件结构进行工艺分析；,3、选择毛坯；,首先明确零件在产品中的作用、位置和工作条件，并找出其主要的技术要求和规定它的依据，然后对零件图进行工艺审查。如果在审查过程中认为不合理或者是错误及遗漏，可提出修改意见。,与零件的结构形状、尺寸大小、材料的机械性能和零件的生产类型及毛坯车间的具体生产条件有关。,4、拟定工艺路线；,包括：定位基准面的选择；各表面的加工方法；加工阶段的划分；各表面的加工顺序；工序集中或分散的程度；热处理及检验工序的安排；其它辅助工序（如清洗、去毛刺、去磁、倒角）的安排等。,机械制造工艺学,9、填写工艺文件。,8、确定各工序的技术要求及检验方法；,7、确定切削用量和工时定额；,6、确定各工序的设备、刀、夹、量具和辅助工具；,5、确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；,机械制造工艺学,一、制订工艺规程的原则,二、制订工艺规程的原始资料,三、制订工艺规程的步骤,小结,机械制造工艺学,第,三,节 零件的工艺性分析,机械制造工艺学,一、分析研究产品的零件图和装配图,（1）零件的视图、尺寸、公差和技术要求等是否齐全。,（2）零件图所规定的加工,要求是否合理。,吊耳内侧面的表面,粗糙度不合理,机械制造工艺学,（3）零件的选材是否恰当，热处理要求是否合理。,用T8A为材料，,局部淬火不合理。,零件太短会整个被淬硬，使小孔无法加工。,（4）分析装配图，熟悉产品的用途、性能及工作条件，明确各零件在产品中的位置和作用。,机械制造工艺学,二、零件的结构工艺性分析,零件的结构工艺性,是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的,可行性和经济性,。即零件的结构应方便于加工时工件的装夹、对刀、测量，可以提高切削效率等。,良好的结构工艺性是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。结构工艺性不好会使加工困难，浪费材料和工时，有时甚至无法加工，所以应该对零件的结构进行工艺性审查，如发现零件结构有不合理之处，应与有关设计人员一起分析，按规定手续对图样进行必要的修改及补充。,机械制造工艺学,（一）铸造零件的工艺结构,1,、拔模斜度,铸件在内外壁沿起模方向应有斜度，称为拔模斜度。当斜度较大时，应在图中表示出来，否则不予表示。,机械制造工艺学,2,、铸造圆角,铸件表面相交处应有圆角，以免铸件冷却时产生缩孔或裂纹，同时防止脱模时砂型落砂。,机械制造工艺学,3,、铸件壁厚,铸件的壁厚应保持均匀或逐渐过渡。,机械制造工艺学,a,所示的零件只能用双顶尖加拨盘装夹，拨盘夹紧不方便，,b,所示的结构，则可以方便地选择夹盘和顶尖。,1,、从零件方便装夹方面进行分析,（二）零件机械加工的工艺结构,机械制造工艺学,左图所示的大平板工件在加工中不便装夹，为此，增设夹紧的工艺凸缘或工艺孔，以便用螺钉、压板夹紧，且吊装、搬运方便。,机械制造工艺学,2,、从零件加工方面进行分析,零件设计时尽量,采用标准化数值；,同时还应考虑加工时的,进退刀、加工难易程度,等方面；尽量考虑一次装夹就能加工大部分工作表面；尽量减少不必要的加工，既节约材料，又减轻重量。,序,号,（,A,）结构工艺性不好,（,B,）结构工艺性好,说,明,1,键槽的尺寸、方位相同，可以在一次装夹中加工出全部键槽，以提高生产率,2,结构,B,避免了深孔加工，节约了材料，减轻质量,3,结构,B,的底面接触面积小，加工量小，稳定性好，有利于减小平面度误差,机械制造工艺学,轴上的键槽不在同一方向，铣削时需重复安装和对刀。若键槽布置在同一方向上可减少安装、调整次数，也易于保证位置精度。,（,1,）尽量减少安装次数，降低安装误差和减少辅助工时，,提高切削效率，保证精度。,机械制造工艺学,（,2,）避免深孔加工,避免深孔加工，提高连接强度，节约材料，减少加工量。,机械制造工艺学,（,3,）应尽量减小加工面积,支座底面设计为中凹可减少加工量，提高稳定性，还可以保证装配时零件间的很好配合。,机械制造工艺学,（4）工件的结构应方便刀具的引进,（5）减少刀具种类，节省换刀时间,机械制造工艺学,车床进给箱箱体零件。单件小批时，其同轴孔的直径应设计成单向递减的，以便在镗床上通过一次安装就能逐步加工出分布在同一轴线上的所有孔。大批生产中，为提高生产率，一般用双面联动组合机床加工，这时应采用双向递减的孔径设计，用左、右两镗杆各镗两端孔，以缩短加工工时。,3,、要考虑生产类型与加工方法,机械制造工艺学,4,、尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸,零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸，可减少刀具规格和换刀次数。轮廓内圆弧半径决定着刀具直径的大小，因而内圆弧半径不应过小。,机械制造工艺学,5,、装配和维修对零件结构工艺性的要求,零件的结构设计应考虑便于装配和维修时的拆装。左图所示螺钉装配空间太小，螺钉装不进，改进后的结构如右图所示。,机械制造工艺学,小结,一、铸造零件的工艺结构,二、零件机械加工的工艺结构,机械制造工艺学,本节结束,