第六单元加工工艺2.doc

加工工艺（2）什么是工艺过程设计？工艺过程设计曾经被定义为“负责将设计数据转换为工作指令的子系统。”工艺过程设计更详细的定义如下：它是在加工工厂内，为了将零件从它的最初形式转化为符合图纸（通常由设计师完成）要求的最终形式而建立起能够使用的工艺过程和工艺过程参数的功能。工艺过程的输入（原）原材料包含几种形式。（在机械加工中，这些材料通常通过金属的成形的方式得到：通过金属成形而得到的最普通的材料包括：棒料，铸件，锻件或者金属板料）其它的加工原料可以是切割（零件由火焰切割形成）成粗略尺寸的或者仅仅是长方体的块状材料。这种方式得到的原料具有各种形状和物理性能。有一些工艺过程可以改变零件尺寸或表面组织结构。另外的工艺过程：如热处理，用来改变材料的物理特性。更具体的说，退火可以降低材料的硬度和工件的拉伸强度。以这些原料为基础，工艺员必须准备一系列的工艺过程来将这些普通的材料加工成为最终的形状。对于工艺员来说最普通的材料去除工艺有：车，端面车削，铣，钻，镗孔，拉削，成型，深孔钻，铰，刨，锯，环锯，抛光，冲孔和磨削。一些从事加工的操作人员有时会将其中的某些操作认为是主要加工方法的子工序。铰孔通常被看作是钻孔的子工序。一些不被大家熟悉的工艺过程如电火花加工，电解加工，激光加工，有时也被用来去除材料。工艺员应该考虑所有对生产行之有效的可用工艺过程。工艺设计元素多利将工艺活动分为七类：1. 解释工艺需求2. 将零件置于机床上3. 确定各个工艺环节中间产品的要求4. 选择执行工艺过程的主要设备5. 在每个工序中选择刀具和工步6. 计算工序时间7. 形成工艺计划文件这其中的一些步骤可以被分为更小的单元；然而，这些所描述的步骤为分析提供了一个方便的分类方法。手工工艺设计工艺员通常依照以下原则进行操作：1. 了解所能使用的机器种类2. 每种机器的工艺种类3. 机器的工艺范围在这些机床限制条件下，依据包含零件几何尺寸要求的图纸，工艺员利用其经验制定出能够加工出零件的一系列的工艺。制定出的工艺不完全是随意的也不能被完全的预测。通常情况下加工一个特定的表面不止有一种工艺过程：工艺员必须选择他所认为是最好的一种工艺。通常他会考虑以往相似零件和相似表面以及他们的加工方法。用这种方法，工艺员比较工艺过程并选择一个最好的。这种方法为人工工艺设计，这是在当下生产中使用最广泛的工艺设计方法。设计生产零件的工艺需要考虑两方面因素：零件要求（工程图纸注明）；可以使用的机床和工艺过程，每种工艺过程的工艺范围。给定这些条件，工艺员选择出能够加工出最终零件的工艺组合。在选择工艺组合时要考虑几方面的因素。在工艺选择中，生产成本或生产时间是主要因素；当然机床利用率和机床布置也是影响工艺选择的因素。通常，工艺员努力去选择那些能加工一族零件而不是单一零件的工艺过程和机床。就像人们想象的那样，工艺过程与其说是科学，不如说是艺术。工艺参数信息通常被记录在手册里。手册里的信息有些可用有些不可用。同样的，设计人员还要根据手册选择操作信息，比如加工速度，进料量，切削深度。再重申一下，手册用来选择操作的特征参数，这一次，手册更加有经验，但这也不能保证操作一定充分有效，只是说是可行的。自动工艺设计对每一个加工活动来说，具有好的决策规则的具体工艺设计很少会产生坏的工艺。这样的设计系统可以通过将决策过程简化为一系列的机加工步骤来实现。然而，即便是一个很好的决策规则系统，由于人的参与，工艺设计的人工变量也会产生问题。工艺过程设计是一个单调乏味的工作，因此人工设计经常会产生错误的工艺设计。再加上人工设计的劳动强度，这使得很多企业开始研发自动工艺过程设计。不管工艺系统是人工的还是自动化的，都要执行多利提出的七个工艺设计的要求。接下来，我们将描述自动工艺设计的框架结构。Spur和Optiz最先描述了生产系统自动化及工艺设计在这些系统中发挥的作用。Spur是描述工艺设计的变量，产生式方法和这些设计系统的机械化与实施的第一人。各种工艺设计方法都是以组合工艺学的原则为基础的，基本包含两个步骤。1. 建立生产一个范围的零件的工艺设计的目录，给定一组加工工具。2. 创立必要的软件来检查被设计的零件并在目录中找到最相近的零件。然后找到相关的工艺设计。工艺设计的产生方法基本包括四步。1. 详细描述一个零件。2. 描述目录中能够生产零件的工艺。3. 描述能够执行这些操作的加工工具4. 建立软件来检查零件，工艺及加工工具看一下三者是否兼容。总的来说，采用产生式原则的工艺设计需要详细描述零件，加工过程及其准确性。基于各种不同原则的工艺设计通常是通过激活各个不同操作的标准解决方案然后在必要的地方修改调整得到的。泰勒公式的通用形式Vc=A/TmVc切削速度T刀具寿命A与实验条件的有关的系数m切削速度对刀具使用寿命的影响程度