《机械加工工艺编制》项目1

东莞职业技术学院机电工程系吴铁军东莞职业技术学院【教学目标】最终目标：能正确理解并掌握生产过程、工艺过程及相关的机械加工工艺及规程基础知识，正确理解、分析金属切削运动及加工参数。促成目标：1.能正确划分、分析零件机械加工工艺过程；2.能正确认识机械加工工艺规程的作用、格式及其内容；3.能正确理解、分析金属切削运动；4.能根据实际加工要求选择金属切削加工参数；5.能查阅并贯彻相关国家标准和行业标准。6.能注重培养学生的职业素养、习惯养成。东莞职业技术学院提问装配东莞职业技术学院任务1.1生产过程和工艺过程认知项目1机械加工工艺及规程东莞职业技术学院•1.常用的机械加工工艺基本术语•1）工件•机械加工中的加工对象称为工件。•2）毛坯•根据零件所要求的形状、工艺尺寸等而制成的供进一步加工用的生产对象称为毛坯。1.1.2相关知识东莞职业技术学院•1.常用的机械加工工艺基本术语•1）工件•2)毛坯•3)工艺装备•工艺装备就是工装，指的是用来保证某种产品生产的一些设施。在机械加工中主要指夹具、刀具和量具。•4)机械加工•利用机械力对各种工件进行加工的方法称为机械加工。它一般是通过工人操纵机床设备进行加工的。•5)切削加工•利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法称为切削加工。1.1.2相关知识东莞职业技术学院刀具量具东莞职业技术学院•2.常用的毛坯种类•1）铸件•毛坯的铸造方法有:砂型铸造金属型铸造精密铸造离心铸造压力铸造熔模铸造等•常用材料有：铸铁、钢、铜、铝等形状复杂的零件毛坯如：箱体、床身、机架、壳体1.1.2相关知识东莞职业技术学院2.常用的毛坯种类•2）锻件•毛坯的锻造方法有:自由锻模锻•适用于做力学性能要求高、形状较为简单的零件毛坯。•（1）自由锻造锻件：精度低，生产率不高，加工余量较大，而且零件的结构必须简单；适用于单件小批生产及制造大型锻件。•（2）模锻件：精度和表面粗糙度均比自由锻造得好，可以使毛坯形状更接近工件形状，加工余量小。同时，由于模锻件的材料纤维组织分布好，锻件的机械强度高。主要适用于批量较大的中、小型零件。1.1.2相关知识东莞职业技术学院•2.常用的毛坯种类•3）型材•型材的种类有:•热轧型材（精度低、价格便宜，用于一般零件的毛坯）•冷拔型材（精度高，价格较高，多用作自动机加工用料）••形式圆、方、六角棒料板材、管材、角钢、工字钢等1.1.2相关知识东莞职业技术学院•2.常用的毛坯种类•4）焊接件（制造周期短）•焊接件毛坯类型：型材－型材型材－锻件型材－铸钢件适用于工期紧、批量不大的零件生产。•焊接毛坯的抗振性较差，热变形较大，必须经时效处理后才能进行加工。1.1.2相关知识焊接组合图1.5熔焊东莞职业技术学院•2.常用的毛坯种类•5）冲压件（可以非常接近成品要求）•小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。•冲压模具昂贵，故多用于大量或成批生产而零件厚度较小的中小型零件。•6）冷挤压件：适用于大批量生产中制造形状简单的小型零件。•7）粉末冶金制品•8）其他•工程塑料制品•新型陶瓷•复合材料制品等毛坯。1.1.2相关知识东莞职业技术学院Text机床上装夹工件的一种重要的工艺装备。主要功用：实现工件的定位和夹紧，使工件在加工时相对于机床、刀具的正确的位置，以保证加工精度。3.机床夹具1.1.2相关知识东莞职业技术学院三爪卡盘四爪卡盘万向平口钳回转工作台分度头通用夹具东莞职业技术学院1.生产过程技术和生产准备如生产计划的制订、生产资料的准备、工艺编制、专用工艺装备的设计和制造等。生产服务如原材料、外购件、外协件和工艺装备的供应、运输、保管等。毛坯制造：如铸造、锻造、焊接、冲压等。零件机械加工。热处理及其他表面处理。产品装配，如部装、总装、试验、检验和油漆等。产品包装、入库。生产和技术准备生产服务毛坯制造产品包装产品装配零件加工表面处理1.1.3任务实施东莞职业技术学院1.生产过程在现代制造业中，通常是组织专业化生产的。如汽车制造——汽车。这样更有利于提高产品质量，提高劳动生产率和降低生产成本。因此，一个工厂或生产车间的生产过程可能只是整个产品生产过程的一部分。生产和技术准备生产服务毛坯制造产品包装产品装配零件加工表面处理关键零部件配套件1.1.3任务实施东莞职业技术学院机械加工工艺过程就是利用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和物理或化学性质和性能等，使其成为合格零件的全过程。项目1机械加工工艺及规程工艺过程操作方法+东莞职业技术学院•2.工艺过程工艺过程毛坯制造工艺过程机械加工工艺过程热处理工艺过程装配工艺过程1.1.3任务实施东莞职业技术学院2）工艺过程是生产过程的主要组成部分，是生产过程的主体。这一过程将直接影响产品的质量，所以是整个生产过程的核心。本课程重点学习机械加工工艺过程。1.1.3任务实施东莞职业技术学院•（1）阶梯轴单件小批生产的机械加工工艺过程•表1-1阶梯轴单件小批生产的机械加工工艺过程1.1.3任务实施东莞职业技术学院任务1.2机械加工工艺过程的组成认知项目1机械加工工艺及规程东莞职业技术学院如图1.11所示为圆盘零件简图。单件小批生产时其加工工艺过程如表1-3所示；成批生产时其加工工艺过程如表1-4所示。分析圆盘的机械加工工艺过程，认识机械加工工艺过程的组成。1.2.1任务引入——资讯图1.11圆盘零件东莞职业技术学院圆盘零件单件小批生产时其加工工艺过程如表1-3所示。1.2.1任务引入东莞职业技术学院圆盘零件成批生产时其加工工艺过程如表1-2所示。1.2.1任务引入东莞职业技术学院一个零件的加工工艺往往是比较复杂的，根据其技术要求和结构特点，在不同的生产条件下，常常需要采用不同的加工方法和设备，通过一系列的加工步骤，才能使毛坯变成零件。为了便于描述，需要对工艺过程的组成单元给予科学的定义。认识机械加工工艺过程的组成1.2.3任务实施东莞职业技术学院1.2.3任务实施表1-3圆盘零件单件小批机械加工工艺过程东莞职业技术学院1.2.3任务实施东莞职业技术学院由此可知，机械加工工艺过程均由若干个按顺序排列的工序组成的，毛坯依次通过各工序变为成品。而工序又可分为若干个安装、工位、工步和走刀。1.2.3任务实施东莞职业技术学院•机械加工工艺过程的组成工序1安装2工位3工步4走刀51.2.3任务实施东莞职业技术学院1.2.3任务实施表1-3圆盘零件单件小批机械加工工艺过程东莞职业技术学院•1.工序——一个（或一组）工人，在一台机床上（或一个工作地点），对同一个（或一组）工件所连续完成的那一部分机械加工工艺过程，称为工序。工序四要素工序是组成工艺过程的基本单元工人工作地点工件三不变+连续完成1.2.3任务实施东莞职业技术学院加工设备：工作地点是否变动操作工人工件1.工序1.2.3任务实施加工是否连续（中间没有插入另一个工件加工）工序四要素东莞职业技术学院•2.安装1.2.3任务实施工件加工前，在机床或夹具上先占据一个正确的位置（定位），然后再夹紧的过程称为装夹。工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序内容称为安装。东莞职业技术学院•2.安装•工件加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹就多一次装夹误差，而且增加了辅助时间。因此生产中常用各种分度头、回转工作台、回转夹具或移动夹具等，以便在工件一次装夹后，可使其处于不同的位置加工。1.2.3任务实施东莞职业技术学院•3.工位•为完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。1.2.3任务实施东莞职业技术学院1.2.3任务实施•3.工位•如图1.12所示，为利用回转工作台或回转夹具，在一次安装中顺次完成装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔四个工位加工的实例。采用这种多工位加工方法，可以提高加工精度和生产率。图1.12多工位加工1-装卸工件；2-钻孔；3-扩孔；4-铰孔2134flash东莞职业技术学院•4.工步1.2.3任务实施东莞职业技术学院•4.工步•在加工表面和加工工具不变的情况下所连续完成的那一部分工序内容称为工步。1.2.3任务实施东莞职业技术学院•4.工步•一般来说，构成工步的任一要素（加工表面、刀具及加工连续性）改变后，即成为另一个工步。但下面指出的情况应视为一个工步：•（1）一次装夹中连续进行的若干相同的工步时，应视为一个工步。1.2.3任务实施东莞职业技术学院•4.工步•（2）为了提高生产率，有时用几把刀具同时加工几个表面或采用复合刀具加工，如图1.13所示，此时也应视为一个工步，称为复合工步。1.2.3任务实施(a)同时车外圆和倒角(b)同时铣削两侧面(c)复合钻加工图1.13复合工步东莞职业技术学院•5.走刀•在一个工步内，若被加工表面的切削余量较大，需分几次切削，则每进行一次切削就称为一次走刀。一个工步可以包括一次走刀或几次走刀。1.2.3任务实施东莞职业技术学院•工序、安装、工位、工步和走刀之间的关系如下：提问？东莞职业技术学院东莞职业技术学院年生产纲领与生产批量年生产纲领N=Qn（1+a%）（1+b%）（1-1）式中Q——产品年产量（件/年）；n——每台产品中该零件数量（件/台）；a——备品率；b——废品率。1.2.2相关知识东莞职业技术学院1.生产类型及其工艺特征生产纲领的大小决定了产品(或零件)的生产类型，不同的生产类型有不同的工艺特征，制定工艺规程时必须考虑这些工艺特征对零件加工过程的影响。因此，生产纲领是制定和修改工艺规程的重要依据。1.2.2相关知识生产纲领生产类型产品或零件工艺规程东莞职业技术学院1.生产类型及其工艺特征2）生产类型：生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。生产类型：生产专业化程度单件生产成批生产大量生产1.2.2相关知识东莞职业技术学院生产类型（专业化生产程度）◆单件生产单个生产不同结构和尺寸的产品，很少重复甚至不重复。如新产品的试制、重型机器的制造。◆成批生产一年中分批轮流制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，工作地点的加工对象周期性重复。如通用机床的制造、机车的制造。生产类型东莞职业技术学院◆大量生产同一产品生产数量很大，大多数工作地点按一定节奏重复进行某一零件的某道工序的加工。如齿轮、轴承等东莞职业技术学院生产类型零件的年生产纲领（件/年）重型机械中型机械轻型机械单件生产≤5≤20≤100小批生产＞5~100＞20~200100~500中批生产＞100~300＞200~500500~5000大批生产＞300~1000＞500~5000＞5000~50000大量生产＞1000＞5000＞50000表1-5各种生产类型的规范不同的生产类型，产品制造的工艺方法、采用的设备、和工艺装备，以及生产的组织均不相同。表1-6各种生产类型的工艺特点东莞职业技术学院项目单件、小批生产成批生产大批、大量生产加工对象经常变换周期性变换固定不变毛坯木模铸造、自由锻部分采用金属模造型和模锻广泛采用金属模、机器造型、模锻机床设备通用机床通用机床或部分专用机床，广泛采用高效专用机床和自动机床刀具和量具夹具一般刀具，通用量具和万能夹具广泛使专用夹具部分采用专用刀具和量具广泛使用高效专用夹具、专用刀具和量具对工人技术要求需要技术熟练工人，边试切边度量需要比较熟练的工人，在调整好的机床上工作操作工技术要求低，工艺文件编写简单工艺过程卡详细编写工艺卡详细编写工艺卡和工序卡东莞职业技术学院任务1.3机械加工工艺规程的格式认知项目1机械加工工艺及规程东莞职业技术学院1.金属切削加工基本知识•1）切削运动1.3.2相关知识(a)车削运动(b)切削用量示意图图1.13车削运动、切削层及工件上形成的表面东莞职业技术学院1.金属切削加工基本知识•1）切削运动•切削运动按照它们在切削过程中的作用，一般分为主运动和进给运动。切削运动按作用主运动：只有一个进给运动速度切削速度vc进给速度vf（或f）速度1.3.2相关知识东莞职业技术学院主运动切下切屑形成工件表面形状所需要的最基本运动，速