第3章工艺规程设计.

第3章工艺规程设计本章要点概述机械加工工艺规程设计工艺尺寸链机器装配工艺规程设计计算机辅助机械加工工艺规程设计成组技术机械制造技术基础第3章工艺规程设计DesignofMechanicalManufacturingProcess3.1概述Introduction3.1概述内容提要3.1.1机械加工工艺过程的组成3.1.2工艺规程3.1.1机械加工工艺过程的组成φ25±0.07其余倒角1×45°3.2阶梯轴(工序如P154表3.1，3.2）φ20±0.072×10.8φ32φ40φ350-0.0170.80.83540305501502×11.工艺过程——采用机械加工方法直接改变毛坯的形状、尺寸、各表面间相互位置及表面质量，使之成为合格零件的过程。按一定工序排列，工序又分为安装、工位、工步、走刀2.工序——是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分机械加工工艺过程。中批生产的工艺过程3.1.1机械加工工艺过程的组成工序号工序内容设备1车端面，打中心孔，车全部外圆，车槽与倒角车床2铣键槽，去毛刺铣床3磨外圆外圆磨床单件小批批量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣端面，打中心孔铣端面打中心孔机床2车大外圆及倒角车床3车小外圆及倒角车床4铣键槽铣床5去毛刺钳工台6磨外圆磨床2134四工位加工1：装卸工件2：钻孔3：扩孔4：绞孔3.1.1机械加工工艺过程的组成4.工位——工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位。3.安装——工件每经过一次装夹（定位夹紧）所完成的工作a）立轴转塔车床的一个复合工步b）钻孔、扩孔复合工步复合工步3.1.1机械加工工艺过程的组成5.工步——指在加工表面不变、切削刀具不变的情况下所连续完成的那部分工序。（在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步，通常算作一个工步；一次安装中连续进行的若干相同的工步，通常算作一个工步。）6.走刀——同一加工表面加工余量较大，可以分作几次工作进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。7.工序、安装、工位、工步和走刀之间的关系如下：3.1.1机械加工工艺过程的组成21机械制造中与产品生成直接有关的生产过程常被称为机械制造工艺过程。1.机械制造工艺过程2.主要内容毛坯和零件成形——铸造、锻压、冲压、焊接、压制、烧结、注塑、压塑…机械加工——切削、磨削、特种加工材料改性与处理——热处理、电镀、转化膜、涂装、热喷涂…机械装配——把零件按一定的关系和要求连接在一起，组合成部件和整台机械产品，包括零件的固定、连接、调整、平衡、检验和试验等工作3.1.2工艺规程3.机械加工工艺过程和工艺规程机械加工工艺过程采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部劳动过程。机械加工工艺规程规定零件机械加工工艺过程和操作方法可指导生产的的工艺文件。机械加工工艺规程的内容机械零件加工工艺路线、各工序的加工内容、切削用量、时间定额以及采用的工艺装备工艺规程的作用连接产品设计和制造过程的桥梁，是企业组织生产活动和进行生产管理的重要依据，是新建、改建、扩建工厂及车间的基本资料。3.1.2工艺规程3.1.2工艺规程4.机械加工工艺规程设计原则优质、高效、低成本在保证零件加工质量的前提下，以最少的劳动和最低的成本，在规定的时间内，可靠地加工出符合设计图纸规定的各项技术要求的零件。技术上的先进性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。经济上合理性工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。良好的劳动条件尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。3.1.2工艺规程5.制定机械加工工艺规程所需原始资料产品的全套装配图及零件图产品的验收质量标准产品的生产纲领及生产类型零件毛坯图及毛坯生产情况本厂（车间）的生产条件各种有关手册、标准等技术资料国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况机械制造技术基础第3章机械加工工艺规程设计ProcessPlanning3.2机械加工工艺规程设计DesignofProcessPlanning3.2机械加工工艺规程设计内容提要3.2.1零件工艺分析3.2.2毛坯的选择3.2.3定位基准的选择3.2.4工艺路线的拟订3.2.5加工余量的确定3.2.6工序尺寸的确定3.2.7机床及工艺装备的确定3.2.8确定切削用量和时间定额3.2.9工艺方案的经济技术分析3.2.10编制工艺规程文件3.2.1零件工艺分析1.机械加工工艺规程设计步骤1.1零件技术要求分析加工表面的尺寸精度主要加工表面的形状和精度主要加工表面间的相互位置精度各加工表面粗糙度以及表面质量方面的其它要求热处理要求及其它技术要求1.2零件图纸技术要求分析零件的视图、尺寸、公差和技术要求是否完整、正确、统一零件图的主要技术要求是否合理（P158图3.5）零件的选材是否合理、热处理要求是否恰当（P158图3.6）加工零件的表面加工要素—确定加工方法零件表面的组合分析---方便相似分类审查零件的结构工艺性（P159表3.3）1.3.零件结构工艺分析3.2.1零件工艺分析确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批量等。常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等，其特点及应用见P160表3.4。2.毛坯形状和尺寸的选择确定毛坯的形状和尺寸考虑加工余量、毛坯制造、机械加工及热处理等工艺因素的影响铸件毛坯要有工艺凸台（P162图3.7）制作整体毛坯再分离（P162图3.8）1.毛坯种类的选择3.2.2毛坯的选择各类毛坯的特点及适用范围毛坯种类制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形状机械性能适用生产类型型材型材焊接件砂型铸造自由锻造普通模锻钢模铸造精密锻造压力铸造熔模铸造冲压件粉末冶金件工程塑料件13级以下13级以下11～1510～128～118～117～108～107～99～11大一般大大一般较小较小小很小小很小较小各种材料钢材铸铁,铸钢,青铜钢材为主钢,锻铝,铜等铸铝为主钢材,锻铝等铸铁,铸钢,青铜铸铁,铸钢,青铜钢铁,铜,铝基材料工程塑料小型大、中型各种尺寸各种尺寸中、小型中、小型小型中、小型小型为主各种尺寸中、小尺寸中、小尺寸简单较复杂复杂较简单一般较复杂较复杂复杂复杂复杂较复杂复杂较好有内应力差好好较好较好较好较好好一般一般各种类型单件单件小批单件小批中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量3.2.2毛坯的选择1.基准的概念确定加工对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。2.设计基准在设计图样上所采用的基准：距离尺寸精度基准位于尺寸线的起点；相互位置精度基准就是基准符号所处的位置定位支座零件3.2.3定位基准的选择3.工艺基准在工艺过程中所采用的基准。又可分为：工序基准、定位基准、测量基准与装配基准。3.2.3定位基准的选择3.1工序基准在工序图上用来标注本工序被加工表面加工后的尺寸、位置的基准L1L2CBL3EAL4L2CBA尽可能采用设计基准做工序基准所采用的工序基准尽可能作为测量基准和定位基准3.2定位基准（图3.10c）加工时作为定位所用的基准粗基准---使用未经机械加工的表面为定位基准精基准---使用已经机械加工的表面为定位基准附加基准----为机械加工工艺需要设计的定位基准3.2.3定位基准的选择EL4L1L2CBL3E3.3测量基准检验时测量已加工表面尺寸及位置的基准，一般采用设计基准作为测量基准3.5基准面有些基准由具体的表面体现，这些体现定位的实体表面为定位基面3.4装配基准装配时，确定零件在机器中的正确位置所采用的基准，一般采用零件的设计基准。3.2.3定位基准的选择基准设计基准工艺基准工序基准定位基准测量基准装配基准粗基准精基准辅助基准4.基准分类归纳如下：3.2.3定位基准的选择3.2.3定位基准的选择5.零件加工过程支座零件第1工序（车削）支座零件第2工序（钻孔）3.2.3定位基准的选择支座零件第3工序（钻、锪4分布孔）3.2.3定位基准的选择支座零件第4工序（磨内孔、端面）支座零件第5工序（磨外圆、台阶面）3.2.3定位基准的选择定位基准可进一步分为精基准、粗基准和附加基准粗基准使用未经机械加工表面作为定位基准，称为粗基准。精基准使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。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或工艺凸台等。3.2.3定位基准的选择6.定位基准的选择工艺凸台A向A小刀架上的工艺凸台3.2.3定位基准的选择7.1基准重合原则——选用被加工面的设计基准作为精基准P165（3.11）3.2.3定位基准的选择7.精基准的选择ABCABC方案一定位基准与设计基准重合，影呐加工精度的只有本工序的加工误差，只要把此误差控制在范围以内，就可以保证加工精度要求。但这种方案定位不方便且不稳固。方案二定位基准与设计基准不重合，存在基准不重合误差，定位比较方便，但增加了本工序的加工难度。因此在选择定位基准时，应遵守“基准重合’’原则，即尽可能选设计基准为定位基准。应当指出，基准重合原则对于保证表面间的相互位置精度(如平行度、垂直度、同轴度等)亦完全适用。3.2.3定位基准的选择7.2基准统一原则——当工件以某一表面作精基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早将这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全部）工序均以它为精基准进行加工主轴箱零件精基准选择以顶面和两销孔定位镗孔支架置于箱体中部的吊架支承吊架3.2.3定位基准的选择在实际生产中，经常使用的统一基准形式有：1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；2）箱体类零件常使用一面两孔作统一基准；3）盘套类零件常使用止口面作统一基准；4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。采用统一基准原则的优缺点：1）有利于保证各加工表面之间的位置精度；2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。3）会带来基准不重合问题,需根据实际情况选择精基准。3.2.3定位基准的选择7.3互为基准原则-位置精度要求高的表面【例】主轴零件精基准选择（保证同轴度误差）轴径轴径锥孔铣床主轴零件精基准选择7.4自为基准原则-精度要求高的表面，以经过加工的自身为基准【例】床身导轨面磨削加工3.2.3定位基准的选择导轨磨削基准选择可调楔铁【例】铰孔、拉孔、研磨【例】浮动镗刀块镗孔浮动镗刀块1—工件2—镗刀块3—镗杆7.5便于装夹原则——所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。外圆研磨示意图3.2.3定位基准的选择a）b）c）粗基准选择比较8.1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。（图3.12a）8.2余量均匀分配原则——如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。3.2.3定位基准的选择8.粗基准的选择床身粗基准选择比较工序1工序1工序2工序28.3便于工件装夹原则——要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。8.4粗基准一般不得重复使用原则3.2.3定位基准的选择3.2.3定位基准的选择a)b)粗基准重复使用错误示例及改进例选择支架零件加工时的精基准和粗基准1）主要加工表面：底面、顶面、孔16H7、2-10、直槽、圆弧槽2）设计基准分析：底面是顶面、16H7高度方向的设计基准，16H7孔轴线是直槽、圆弧槽、2-10孔的设计基准。3）定位基准选择：精基准，粗基准3.1精基准选择：底面-限制3个自由度①基准重合②基准统一③定位稳定可靠，夹具结构简单3.2.3定位基准的选择16H7孔-限制2个自由度①基准重合②基准统一③定位稳定可靠，夹具结构简单。左