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机械加工工艺过程制定机械制造技术一、基本概念生产系统的基本概念动机设想、知识和经验决策生产过程材料能源信息生产手段产品生产过程：将原材料转变成产品的全过程。制造过程：对输入的材料或毛坯及其信息进行加工、转变的过程。㈠、生产过程与机械加工工艺过程一、基本概念制造过程的基本概念设计试制生产准备工作毛坯机加工装配试车油漆包装热处理工艺过程锻件铸件焊接件型材图纸工艺工装组织管理一、基本概念工艺过程：在生产过程中，凡是改变对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程。一、基本概念机械制造系统的任务：1、将材料或毛坯转变为一定形状和尺寸的零件或产品；2、提高工件的质量，使之达到所要求的加工精度和表面质量；3、尽可能使制造过程在最佳条件下进行，以达到高的加工效率和低的生产成本。一、基本概念综上所述，本课程主要研究机械零件的冷加工和装配工艺中的具有共性的规律。涉及的主要内容有：１、工艺装备(如机床、夹具等)的分析和/或设计；２、加工和装配工艺的基本理论；３、工艺规程的设计；４、典型零件的加工。一、基本概念㈡、机械加工工艺过程的组成工序安装工步走刀工位Φ40±0.1Φ50±0.0540±0.05左图所示零件的加工，下列不同人员编制的工艺规程是不同的。1、精密零件加工车间的工长；2、技校教师；3、中型机器零件加工车间的技术员；4、普通加工车间的技术员。一、基本概念㈡、机械加工工艺过程的组成1234加工第一端面A、钻φ20孔B、钻φ38孔加工外圆表面φ50A、钻φ30孔B、精加工φ40孔A、钻φ10孔B、钻φ38孔C、镗φ40孔加工第一端面一次钻出φ40孔加工外圆表面φ50加工外圆表面φ50切断加工第一端面加工第一端面切断加工第二端面切断切断加工第二端面加工外圆表面φ50加工第二端面加工第二端面精镗φ40孔Φ40±0.1Φ50±0.0540±0.051、精密零件加工车间的工长；2、技校教师；3、中型机器零件加工车间的技术员；4、普通加工车间的技术员。一、基本概念一、基本概念一、基本概念㈢、生产过程与生产纲领生产纲领：N=Qn(1+a%)(1+b%)生产内型：大量生产大批生产大批生产中批生产小批生产单件生产一、基本概念㈣、机械加工工艺规程机械加工工艺规程的作用(1)指导生产的主要技术文件：起生产的指导作用；(2)是生产组织和生产管理的依据：即生产计划、调度、工人操作和质量检验等的依据；(3)是新建或扩建工厂或车间主要技术资料。一、基本概念㈣、机械加工工艺规程机械加工工艺规程的原始资料（1）产品装配图、零件图；（2）产品验收质量标准；（3）产品的生产纲领及生产批量；（4）毛坯材料与毛坯生产条件；（5）制造厂的生产条件，包括机床设备、工艺装备的规格性能及使用状况，工人技术水平以及自制工艺装备能力、能源状况等资料；（6）工艺规程、工艺装备设计所用设计手册和有关标准；（7）国内外先进制造技术资料等。一、基本概念㈤、制定机械加工工艺规程的步骤1、根据零件的生产纲领确定生产类型；2、对工件进行工艺分析；3、确定毛坯；4、拟定工艺路线；5、确定各工序所用的设备和工艺装备；6、确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差；7、确定切削用量及时间定额；8、填写工艺文件。二、工艺路线的拟定㈠、尺寸精度的获得方法①试切法即经过数次试切、测量，直至达到要求尺寸。②定尺寸刀具法用刀具的尺寸保证工件的加工尺寸。③调整法预先调整好的刀具位置，然后加工一批工件。④自动控制法自动测量在工件达到要求时，自动测量装使机床自动退刀并停止工作。数字控制尺寸的获得(刀架的移动或工作台的移动)由预先编制好的程序通过计算机数字控制装置自动控制。㈠、尺寸精度的获得方法试切法㈠、尺寸精度的获得方法调整法㈠、尺寸精度的获得方法自动控制法㈡、定位基准的选择1、精基准的选择选择精基准时主要考虑应保证加工精度并使工件装夹得方便、准确、可靠。因此，要遵循以下几个原则：⑴、基准重合原则尽量选择工序基准(或设计基准)为定位基准。这样可以减少由于定位基准转化引起的加工误差。１、精基准的选择工序基准与定位基准的关系工序简图定位方案1定位方案2Δjb=0Δjb=Ta１、精基准的选择加工箱体内部隔板上的孔时，只能使用活动结构的吊架镗模，刚度较差，精度不高，且操作费事。一般只在单件小批生产中应用。１、精基准的选择根据基准重合原则选M面和N面作精基准，定位稳定可靠，且箱体开口朝上，镗孔时调整刀具、测量孔径等方便。图5.8箱体加工的精基准选择１、精基准的选择精磨主轴内锥孔头架主轴与工件间采用挠性连接，工件回转轴线由专用磨夹具决定，不受头架回转误差影响。１、精基准的选择１、精基准的选择㈡、定位基准的选择1、精基准的选择⑵、基准统一原则尽可能使各个工序的定位基准相同。各工序所用的夹具统一，减少了设计和制造夹具的时间和费用；避免因基准转换过多带来的误差，有利于保证其相互位置精度；各表面之间达到很高的位置精度；避免多次装夹带来的装夹误差和减少多次装载工件的辅助时间。空心轴需解决深孔加工和定位问题，常用外圆表面定位加工内孔，以内孔定位加工外圆。必要时借用锥堵，仍用顶尖孔定位，如此内孔、外圆互为基准反复加工，保证内孔、外圆的同轴度。１、精基准的选择１、精基准的选择１、精基准的选择１、精基准的选择在大批量生产中，用顶面R和两定位销孔作统一的精基准。定位可靠，中间导向支承刚度好，易保证孔系位置精度，装卸工件方便。加工中无法观察、测量和调整刀具；存在基准不重合误差，为保证主轴孔至底面M的尺寸要求，须提高顶面R至底面M的加工精度。１、精基准的选择１、精基准的选择㈡、定位基准的选择1、精基准的选择⑶、互为基准原则两个表面互为基准反复加工，可以不断提高定位基准的精度，保证两个表面之间相互位置精度。如加工套筒类，先以孔定位加工外圆，再以外圆定位加工孔，反复加工几次就可大大提高同轴度精度。１、精基准的选择１、精基准的选择㈡、定位基准的选择1、精基准的选择⑷、自为基准原则当精加工或光整加工工序要求余量小且均匀时，可选择加工表面本身为精基准，以保证加工质量和提高生产率。精铰孔时，铰刀与主轴采用浮动连接，加工时是以孔本身为定位基准。自为基准加工只能提高加工表面的尺寸精度，不能提高表面间的相互位置精度，后者应由先行工序保证。(5)应能使工件装夹稳定可靠、夹具简单。１、精基准的选择精镗连杆小头孔，以自身定位。自为基准加工只能提高加工表面的尺寸精度，不能提高表面间的相互位置精度，后者应由先行工序保证。１、精基准的选择磨削车床床身导轨面时，常在磨头上装百分表以导轨面本身为基准来找正工件。１、精基准的选择２、粗基准的选择㈡、定位基准的选择2、粗基准的选择⑴、选择要求加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量。例如，导轨面是车床床身的主要工作表面，要求在加工时切去薄而均匀的一层金属，使其保留铸造时在导轨面上所形成的均匀而细密的金相组织，以便增加导轨的耐磨性。另外，小而均匀的加工余量将使切削力小而均匀，因此引起的工件变形小，而且不易产生振动，从而有利于提高导轨的几何精度和降低表面粗糙度。２、粗基准的选择床身加工粗基准的选择２、粗基准的选择２、粗基准的选择选主轴承孔毛坯面和距主轴孔较远的Ⅰ轴孔作粗基准。保证主轴孔加工余量均匀，还可保证箱体内壁与各装配件间有足够的间隙。２、粗基准的选择㈡、定位基准的选择2、粗基准的选择⑵、某些表面不需加工，则应选择其中与加工表面有相互位置精度要求的表面为粗基准。余量不均匀同轴零件余量均匀不同轴以不加工表面为粗基准２、粗基准的选择⑶、选择比较平整、光滑、有足够大面积的表面为粗基准。该表面不允许有浇、冒口的残迹和飞边，以确保安全、可靠、误差小。⑷、粗基准在同一定位方向上只允许在零件加工工序中使用一次，不允许重复使用。因为粗基准的精度和粗糙度都很差，如果重复使用，则不能保证工件相对刀具的位置在重复使用粗基准的工序中都一致，因而影响加工精度。２、粗基准的选择㈢、加工方法选择1、各种加工方法的经济加工精度和粗糙度不同的加工方法如车、磨、刨、铣、钻、镗等，其用途各不相同，所能达到的精度和表面粗糙度也大不一样。即使是同一种加工方法，在不同的加工条件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一样，这是因为在加工过程中，将有各种因素对精度和粗糙度产生影响，如工人的技术水平、切削用量、刀具的刃磨质量、机床的调整质量等等。在I、Ⅲ段应用此法加工是不经济的。在Ⅱ段，加工方法与加工精度是相互适应的，加工误差与成本基本上是反比关系，可以较经济地达到一定的精度，Ⅱ段的精度范围就称为这种加工方法的经济精度。加工成本与精度的关系1、各种加工方法的经济加工精度某种加工方法的经济精度，是指在正常的工作条件下(包括完好的机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技术等级、标准的耗用时间和生产费用)所能达到的加工精度。与经济加工精度相似，各种加工方法所能达到的表面粗糙度也有一个较经济的范围。各种加工方法所能达到的经济精度、表面粗糙度以及表面形状以及位置精度可查阅《金属机械加工工艺人员手册》。1、各种加工方法的经济加工精度⑴、首先要根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及加工方案。选择零件表面的加工方案必须在保证零件达到图纸要求方面是稳定而可靠的，并在生产率和加工成本方面是最经济合理的。２、加工方法和加工方案选择⑵决定加工方法时要考虑被加工材料的性质。淬火钢用磨削的方法加工；而有色金属则磨削困难，一般采用金刚镗或高速精密车削的方法进行精加工。２、加工方法和加工方案选择⑶、选择加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题。在大批、大量生产中可采用专用的高效率设备和专用工艺装备。在大批、大量生产中可以从根本上改变毛坯的形态，大大减少切削加工的工作量。在单件小批生产中，就采用通用设备、通用工艺装备及一般的加工方法。提高单件小批生产的生产率亦是目前机械制造工艺的研究课题之一。２、加工方法和加工方案选择⑷、选择加工方法还要考虑本厂(或本车间)的现有设备情况及技术条件。２、加工方法和加工方案选择平面加工：大批量生产中采用铣平面和磨平面加工方案；单件小批生产中宜用粗刨、半精刨和宽刀精刨平面方案。孔系加工：主轴孔精度IT6，采用粗镗—半精镗—精镗—金刚镗方案；其它轴孔采用粗镗—半精镗—精镗的加工方案。２、加工方法和加工方案选择外圆表面加工方采及其经济精度加工方案经济精度公差等级表面粗糙度Ra(μm)适用范围粗车└→半精车└→精车└→滚压(或抛光)ITll～13IT8～9IT7～8IT6～750～1003．2～6．31.8～1．60．08～2．0适用于除淬火钢以外的金属材料粗车→半精车→磨削└→粗磨→精磨└→超精磨IT6～7IT5～7IT51.40～0．802.10～0．400．012～0．10除不宜用于有色金属外，主要适用于淬火钢件的加工粗车→半精车→精车→金刚石车IT5～60．025～0．40主要用于有色金属粗车→半精车→粗磨→精磨→镜面磨└→精车→精磨→研磨└→粗研→抛光IT5以上IT5以上IT5以上1.025～0．200．05～0．100．025～0．40主要用于高精度要求的钢件加工２、加工方法和加工方案选择加工方案经济精度公差等级表面粗糙度Ra(μm)适用范围钻├→扩│├→铰│└→粗铰→精铰├────────→铰└──────────→粗铰→精铰ITll～13ITl0～11IT8～9IT7～8IT8～9IT7～8≥5025～501．60～3．200．80～1．601．60～3．200．80～1．60加工未淬火钢及其铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属(所得表面粗糙度Ra值稍大)钻→(扩)→拉IT7～80．80～1．60大批、大量生产(精度可由拉刀精度而定)，如校正拉削后，则Ra可降低到0．40～0．20粗镗(扩)─→半精镗─→磨└→精镗(或铰)└→浮动镗ITll～13IT8～9IT7～8IT6～725～501．60～3．200．80～1．600．20～0．40除淬火钢外的各种钢材，毛坯上已有铸出或锻出的孔粗镗(扩)─→半精镗─→磨└→粗磨─→