第六章工艺规程设计.

黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计一、生产过程与工艺过程第一节概述生产过程：从原材料转变为成品的全过程。在机械制造厂制造机器，由原材料进厂到制成产品之间各个相互关联的劳动和运输过程的总和。（1）原材料的运输和保存；（2）生产准备工作；（3）毛坯制造；（4）零件的加工和热处理；（5）零件装配成机器；（6）机器的检验调试；（7）机器的油漆和包装。黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计一、生产过程与工艺过程工艺过程：在生产过程中凡直接改变生产对象的尺寸、形状、位置和性能，使其成为成品或半成品的过程。机械加工工艺过程：用机械加工方法直接改变毛坯形状、尺寸、表面质量，使其成为合格零件的过程。工艺规程：把合理工艺过程用特定的格式以工艺文件的形式固定下来。包括工序卡片和工艺过程综合卡片。黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计机械加工工艺过程卡片黑龙江大学机电工程学院机械加工工序卡片黑龙江大学机电工程学院机械加工工艺卡片黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计二、机械加工工艺过程的组成1工序：一个（或一组）工人在一台机床或（一个工作地点），对同一个（或同时对几个）工件所连续完成的那一部分工艺过程。机械加工工艺过程划分为一系列工序，每个工序又分为若干个安装、工位、工步和走刀。黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计工序号工序名称加工设备1备料（下料）锯床2平端面、车大端外圆及倒角车床3平端面、车小端外圆及倒角车床4铣键槽铣床5去毛刺钳工台黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计二、机械加工工艺过程的组成2安装：使工件在机床中定位并夹紧的过程。3工位：一次装夹后，在加工过程中工件如需作若干次位置的改变，则工件在机床上所占的每一个位置上所进行的那部分加工过程（工艺过程），称为一个工位。黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计4工步：同一道工序中，当加工表面不变，切削工具不变，切削用量（主要是切削速度v和进给量f）不变的情况所连续完成的那部分工序内容。5走刀：在一个工步内，若需切除的金属层较厚，则需分几次切削，每一次切削为一次走刀。4-φ15加工四个相同表面的工步黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计三、零件获得加工精度的方法1.形状精度的获得方法•轨迹法•成形法•展成法2.位置精度的获得方法3.尺寸精度的获得方法•试切法•定尺寸刀具法•调整法•自动控制法黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计四、机械加工生产纲领与生产类型1.生产纲领年生产纲领：机器产品（包括备品和废品在内）的年产量。年生产纲领对工厂的生产过程和生产组织起决定性作用，作为生产计划的依据。N=Qn(1+a%)(1+b%)N——零件的年生产纲领(件/年)；Q——产品的年产量(台/年)；n——每台产品中，该零件的数量(件/台)；a%——备品率；b%——废品率。黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计四、机械加工生产纲领与生产类型2.生产类型生产类型的划分:•单件（小批）生产：是指单个地生产不同结构和尺寸的产品，并且很少重复。•成批生产：是指一年中分批轮流地制造几种不同的产品，工作地点的加工对象周期地重复。•（大批）大量生产：是指产品的数量很大，大多数工作地点重复地进行某一零件的某一道工序的加工。黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计500005000～50000500～5000100～5001005000500～5000200～50020～2002010001大量生产300～10001～10大批生产100～30010～20中批生产5～10020～40小批生产轻型（零件小于100kg）中型（零件重100～2000kg）重型（零件重大于2000kg）5产品年产量不作规定工作地点每月担负的工序数单件生产生产类型生产类型划分方法黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计特点单件生产成批生产大量生产互换性广泛用钳工修配。大部分有互换性少数用钳工修配。全部有互换性,有些精度较高,配合件用分组选择装配法。毛坯制造方法及加工余量铸件用木模手工造型；锻件用自由锻。毛坯精度低,加工余量大。部分铸件用金属模,部分锻件用模锻。毛坯精度中等,加工余量中等。铸件广泛采用金属模机器造型；锻件广泛采用模锻,以及其它高生产率的毛坯制造方法。毛坯精度高,加工余量小。机床设备通用机床,按机床种类及大小采用机群式排列。部分通用机床和部分高生产率机床。按加工零件类别分工段排列。广泛采用高生产率的专用机床及自动机床。按流水线形式排列。生产类型的工艺过程的主要特点黑龙江大学机电工程学院特点单件生产成批生产大量生产夹具多用通用夹具，极少采用专用夹具，靠划线及试切法达到精度要求。广泛采用专用夹具，部分靠划线法达到精度要求。广泛采用高生产率专用夹具及调整法达到加工精度。刀具与量具采用通用刀具和万能量具。较多采用专用刀具及专用量具。广泛采用高生产率刀具和量具。对工人的要求需要技术熟练的工人。需要一定熟练程度的工人。对操作工人的技术要求较低，对调整工人的技术要求较高。工艺规程有简单的工艺路线卡。有工艺规程对关键零件有详细的工艺规程。有详细的工艺规程。生产类型的工艺过程的主要特点（续表）工艺规程设计黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计五、机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程的作用：（1）组织生产的主要技术文件（纲领性文件、指导性文件）。（2）生产准备和计划调度的主要依据。（3）新建厂、扩建厂、车间的基本技术文件。（4）制定类似产品工艺规程的依据，工艺规程有助于技术交流和推广先进经验。黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计六、工艺规程的设计原则及原始资料1.工艺规程设计须遵循的原则（1）保证机器零件的加工质量，达到设计图样上规定的各项技术要求；（2）较高的生产率，使产品尽快投放市场；（3）降低制造成本；（4）减轻工人的劳动强度，保证生产安全。（5）积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要求。黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计2.工艺规程设计必须具备的原始资料（1）产品的装配图和零件图；（2）产品的验收质量标准；（3）年生产纲领；（4）毛坯资料；（5）现场的生产条件；（6）有关的设计手册、工艺手册、图册和有关标准；（7）国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况。黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计第二节机械加工工艺规程设计一、机械加工工艺规程设计的内容及步骤1.分析零件图和产品装配图；2.对零件图和装配图进行工艺审查；3.由年生产纲领研究确定零件生产类型；4.确定毛坯；5.拟定工艺路线，包括选择定位基准、确定各表面的加工方法、划分加工阶段、安排加工顺序、确定工序分散与集中程度、安排热处理及检验等；6.确定各工序所用机床设备和工艺装备；7.确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及公差；8.确定各工序的技术要求及检验方法；9.确定各工序的切削用量和工时定额；10.编制工艺文件。黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计二、工艺路线的拟订1.定位基准的选择在选择定位基准时往往先根据零件的加工要求选择精基准,由工艺路线向前反推,最后考虑选用哪一组表面作为粗基准才能把精基准加工出来。精基准：用加工过的表面作为定位基准。粗基准：用毛坯上未经加工的表面作为定位基准。附加基准：零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔等。黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计精基准的选择原则•基准重合原则；•统一基准原则；•互为基准原则；•自为基准原则（只提高加工表面尺寸精度，不能提高表面之间的相互位置精度，位置精度应由先行工序保证）。导轨磨削精基准选择主轴零件精基准选择黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计粗基准的选择原则•保证相互位置要求原则，如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准；•合理分配加工余量的原则，选重要表面作为粗基准；•便于装夹的原则，选大而平整的表面作为粗基准；•粗基准一般不得重复使用原则，粗基准只能使用一次。床身粗基准选择比较黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计2.表面加工方法的选择在选择加工方法的时，一般总是首先根据零件主表面的技术要求和工厂具体条件，先选定它的最终工序加工方法，然后再逐一选定该表面各有关前道工序的加工方法。（1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求；（2）零件材料的加工性；（3）零件的结构形状和尺寸大小；（4）生产批量要求；（5）企业现有加工设备和技术条件；（6）生产率和经济性。选择表面加工方法考虑因素：黑龙江大学机电工程学院研磨IT5Ra0.008~0.32超精加工IT5Ra0.01~0.32砂带磨IT5Ra0.01～0.16精密磨削IT5Ra0.008~0.08抛光Ra0.008~1.25金刚石车IT5～6Ra0.02~1.25滚压IT6～7Ra0.16~1.25精磨IT6～7Ra0.16~1.25精车IT7～8Ra1.25～5粗磨IT8～9Ra1.25～10半精车IT10～11Ra2.5～12.5粗车IT12～13Ra10～80外圆表面的典型加工工艺路线工艺规程设计典型表面加工路线黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计珩磨IT5～6Ra0.04~1.25研磨IT5～6Ra0.008~0.63粗镗IT12～13Ra5～20钻IT10～13Ra5～80半精镗IT10～11Ra2.5～10粗拉IT9～10Ra1.25～5扩IT9～13Ra1.25~40精镗IT7～9Ra0.63～5粗磨IT9～11Ra1.25～10精拉IT7～9Ra0.16~0.63推IT6～8Ra0.08~1.25饺IT6～9Ra0.32~10金刚镗IT5～7Ra0.16~1.25精磨IT7～8Ra0.08~0.63滚压IT6～8Ra0.01~1.25手饺IT5Ra0.08~1.25孔的典型加工工艺路线黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计平面典型加工工艺路线抛光Ra0.008¬1.25研磨IT5～6Ra0.008¬0.63精密磨IT5～6Ra0.04¬0.32半精铣IT8～11Ra2.5¬10精铣IT6～8Ra0.63～5高速精铣IT6～7Ra0.16¬1.25导轨磨IT6Ra0.16¬1.25精磨IT6～8Ra0.16¬1.25宽刀精刨IT6Ra0.16¬1.25粗磨IT8～10Ra1.25¬10精刨IT6～8Ra0.63～5半精刨IT8～11Ra2.5～10半精车IT8～11Ra2.5～10粗铣IT11～13Ra5～20粗刨IT11～13Ra5～20砂带磨IT5～6Ra0.01¬0.32金刚石车IT6Ra0.02¬1.25刮研Ra0.04¬1.25精车IT6～8Ra1.25～5粗车IT12～13Ra10～80精拉IT6～9Ra0.32～2.5粗拉IT10～11Ra5～20黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计3.加工阶段的划分渐精原则：当零件的加工质量要求较高时，一般都要经过不同的加工阶段，逐步达到加工要求。•粗加工阶段：高效地切除加工表面上的的大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品。•半精加工阶段：切除粗加工后留下的误差，使被加工工件达到一定精度，为精加工工作准备，并完成一些次要表面的加工。•精加工阶段：保证各主要表面达到零件图规定的加工质量要求。•光整加工阶段：对于精度和表面粗糙度要求很高的表面，还需安排光整加工阶段，减小表面粗糙度或进一步提高尺寸精度和形状精度，但不能纠正表面间位置误差。黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计加工阶段划分的意义有利于保证零件的加工质量；可及早发现毛坯缺陷，以减少损失；有利于合理利用设备；有利于安排热处理工序；有利于人员的合理安排。3.加工阶段的划分黑龙江大学机电工程学院工艺规程设计4.工序的集中与分散工序集中就是指每道工序加工内容很多，工艺路线短。其主要特点是：•可以采用高效机床和工艺装备，生产率高；•工序数少，设备数少，可减少操作工人数和占地面积；•工件装夹次数少，利于保证表面间的位置精度。工序分散就是指每道工序的加工内容很少，甚至一道工序只含一个工步，工艺路线很长。其主要特点是：•所用机床和工艺装备筒单，易于调整对刀•对操作工人的技术水平要求不高•工