金屬工藝學(xué)單元九

切削加工基礎(chǔ)知識(shí)模塊十四零件結(jié)構(gòu)的切削加工工藝性

一、零件結(jié)構(gòu)的切削加工工藝性●零件結(jié)構(gòu)的切削加工工藝性是指零件進(jìn)行切削加工的難易程度。（1）零件表面的形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，避免復(fù)雜結(jié)構(gòu)。（2）零件應(yīng)便于安裝，定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，容易測(cè)量、裝配和拆卸。（3）有相互位置精度（如垂直度、同軸度等）要求的表面，應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成能在一次安裝中加工出零件，保證提高切削效率和零件表面的位置精度。（4）零件表面的有關(guān)尺寸要適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化要求。（5）零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于進(jìn)刀與退刀。（6）零件結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度，能夠承受切削力和夾緊力，以利于提高切削用量和生產(chǎn)率。（7）合理設(shè)計(jì)零件的精度和表面粗糙度值，在滿足使用要求的前提下，零件加工面的數(shù)量和面積越少越好，精度要求和表面粗糙度要求越低越好。（8）大批量生產(chǎn)的零件，其結(jié)構(gòu)應(yīng)與先進(jìn)的加工工藝方法、設(shè)備及夾具等相適用。二、零件結(jié)構(gòu)的切削加工工藝性案例零件結(jié)構(gòu)的切削加工工藝性與技術(shù)條件、設(shè)備、工藝方法等有密切關(guān)系。

模塊十五先進(jìn)制造技術(shù)簡(jiǎn)介●先進(jìn)制造技術(shù)（或現(xiàn)代制造技術(shù)）是指制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和管理技術(shù)的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)及回收的制造全過程中，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低能、清潔及靈活生產(chǎn)，提高企業(yè)對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的制造技術(shù)的總稱。先進(jìn)制造技術(shù)主要有：超精密加工技術(shù)、柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、超高速切削技術(shù)、綠色加工技術(shù)等。一、超精密加工技術(shù)●精密加工技術(shù)是指加工精度為1～0.1μm，表面粗糙度Ra值在0.1～0.01μm的加工技術(shù)?！癯芗庸ぜ夹g(shù)是指加工誤差小于0.1μm，表面粗糙度Ra值小于0.01μm的加工技術(shù)。超精密加工的目的是：提高裝配水平，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化裝配；提高零部件互換性；提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品率；提高零件的耐磨性和組裝精度。二、超高速切削技術(shù)●超高速切削技術(shù)是指采用超硬材料刀具和磨具，利用高速運(yùn)動(dòng)的高精度、高自動(dòng)化和高柔性的制造設(shè)備，以提高切削速度來達(dá)到提高材料切除率、加工精度和加工質(zhì)量的先進(jìn)切削技術(shù)。超高速切削的切削速度比常規(guī)切削速度高5～10倍以上，其顯著優(yōu)點(diǎn)是在耗能、切削力、刀具磨損、加工表面質(zhì)量等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)的切削方法，特別是在提高加工效率方面非常顯著。三、柔性制造單元（FMC）柔性制造單元有兩大類，一類是數(shù)控機(jī)床配上機(jī)器人，加工中心上的工件，由機(jī)器人來裝卸，加工完的工件放在工件架上，監(jiān)控器協(xié)調(diào)加工中心和機(jī)器人的動(dòng)作；另一類是加工中心配上托盤交換系統(tǒng)，托盤上裝有工件，當(dāng)工件加工完畢后，托盤轉(zhuǎn)位，加工另一新工件，托盤支承在圓柱環(huán)形導(dǎo)軌上，由內(nèi)側(cè)的環(huán)鏈拖動(dòng)而回轉(zhuǎn)。四、柔性制造系統(tǒng)（FMS）●柔性制造系統(tǒng)是由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和一組數(shù)控加工設(shè)備組成，能夠適應(yīng)加工對(duì)象變換的自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)。采用柔性制造系統(tǒng)后，可顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，大大縮短制造周期和提高機(jī)床利用率，減少操作人員，壓縮在制品數(shù)量和庫(kù)存量。五、計(jì)算機(jī)集成制造（CIM）與計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）●計(jì)算機(jī)集成制造是將信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合，并應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)階段，通過信息集成、過程優(yōu)化和資源優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)物流、信息流和價(jià)值流的集成和優(yōu)化運(yùn)行，達(dá)到人（組織和管理）、經(jīng)營(yíng)和技術(shù)三要素的集成，從而提高企業(yè)的市場(chǎng)應(yīng)變能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的制造方法?！裼?jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)是以系統(tǒng)工程理論為指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)信息集成和適度自動(dòng)化，以過程重組和機(jī)構(gòu)精簡(jiǎn)為手段，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的支持下，將制造企業(yè)的全部要素（人、技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理）和全部經(jīng)營(yíng)活動(dòng)集成為一個(gè)有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)以人為中心的柔性化生產(chǎn)，使企業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品成本、相關(guān)服務(wù)、交貨期和環(huán)境保護(hù)等方面均取得整體最佳效果的制造模式。六、虛擬制造●虛擬制造就是將制造過程的計(jì)算機(jī)模型和仿真技術(shù)用于產(chǎn)品輔助設(shè)計(jì)和生產(chǎn)全過程模擬的技術(shù)。虛擬制造的實(shí)質(zhì)就是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行建模和仿真，使新產(chǎn)品開發(fā)過程在計(jì)算機(jī)上模擬進(jìn)行，不需要消耗物理資源。它可以幫助設(shè)計(jì)師和工程師預(yù)測(cè)新產(chǎn)品的功能，分析制造過程中存在的潛在問題，比較新產(chǎn)品開發(fā)方案，從而實(shí)現(xiàn)以最小的成本，保證新產(chǎn)品一次性開發(fā)成功。七、綠色制造與綠色加工技術(shù)●綠色制造是指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下，綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式?！窬G色加工技術(shù)是指在不犧牲產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、可靠性、功能和能量利用率的前提下，充分利用資源，盡量減輕加工過程對(duì)環(huán)境的有害影響，在加工過程中實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高效及清潔化。根據(jù)綠色加工技術(shù)追求的目標(biāo)，可將綠色加工技術(shù)分為：低物耗的綠色加工技術(shù)、低能耗的綠色加工技術(shù)、廢棄物少的綠色加工技術(shù)和少污染的綠色加工技術(shù)。根據(jù)采用的加工介質(zhì)的不同，又分為自然綠色加工和輔助綠色加工?！褡匀痪G色加工是指在機(jī)械加工時(shí)，除自然環(huán)境冷卻外，不使用任何其他附加的介質(zhì)（如冷風(fēng)、水、植物油等），如干式切削（或磨削）、高速干式銑削等?！褫o助綠色加工是指把無污染冷卻介質(zhì)（或潤(rùn)滑油）輸入到切削區(qū)域，起到冷卻或潤(rùn)滑等作用，如射流加工和噴霧加工。

模塊十六機(jī)械加工工藝過程簡(jiǎn)介

一、生產(chǎn)過程和工藝規(guī)程1．生產(chǎn)過程●生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善芳娜^程。它包括原材料購(gòu)買、運(yùn)輸、管理、生產(chǎn)準(zhǔn)備、毛坯制造、切削加工、熱處理、檢驗(yàn)、裝配、試車、油漆、包裝等。生產(chǎn)過程包括工藝過程和輔助過程兩部分?！窆に囘^程是利用生產(chǎn)設(shè)備、工具及一定的方法改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀（鑄造、鍛造等）、尺寸（機(jī)械加工）、相對(duì)位置（裝配）和性質(zhì)（物理、化學(xué)、力學(xué)性能等）等，使其變?yōu)槌善坊虬氤善返倪^程?！駲C(jī)械加工是采用切削加工或特種加工方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使之成為符合技術(shù)要求零件的全過程。●輔助過程是與原材料改變?yōu)槌善芳虚g接關(guān)系的過程。2．工藝規(guī)程●工藝規(guī)程是指生產(chǎn)中用一定的文件形式規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。2．工步●工步是指在加工表面（或裝配時(shí)的連接表面）和加工（或裝配）工具不變情況下，所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。一道工序可由多個(gè)工步組成。劃分工步的目的是為了合理安排工藝過程。構(gòu)成工步的任一因素改變則轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)新工步。3．安裝●工件（或裝配單元）經(jīng)一次定位與裝夾后所完成的那部分工序稱為安裝。安裝包括定位和夾緊兩項(xiàng)內(nèi)容。4．工位●工位是指為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件（或裝配單元）與夾具或設(shè)備的可動(dòng)部分一起相對(duì)刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每個(gè)位置。5．走刀●在同一工步中，由于加工余量大等原因，需要用同一刀具，在相同的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量條件下，對(duì)同一加工面進(jìn)行多次切削，每進(jìn)行一次切削，則稱為一次走刀。三、生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型1．生產(chǎn)綱領(lǐng)●生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量和進(jìn)度計(jì)劃?！裼?jì)劃期為1年的生產(chǎn)綱領(lǐng)稱為年生產(chǎn)綱領(lǐng)。2．生產(chǎn)類型根據(jù)產(chǎn)品的品種和年產(chǎn)量的不同，產(chǎn)品的生產(chǎn)可分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種類型?！駟渭a(chǎn)是單個(gè)地制造不同結(jié)構(gòu)和尺寸的產(chǎn)品，很少重復(fù)或不重復(fù)生產(chǎn)?！翊罅可a(chǎn)是產(chǎn)品的數(shù)量很大，工作點(diǎn)經(jīng)常重復(fù)地進(jìn)行某個(gè)零件的某一道工序的加工?！癯膳a(chǎn)是產(chǎn)品成批地投入制造，生產(chǎn)呈周期性的重復(fù)生產(chǎn)。3．生產(chǎn)類型與工藝特征的關(guān)系★一般來說，零件生產(chǎn)量越大，要求毛坯的精度越高，提高毛坯的精度，可以使后續(xù)切削加工節(jié)省工時(shí)，但提高毛坯精度需要較大的投資?！镌诠に囇b備方面，當(dāng)零件生產(chǎn)量較小時(shí)，一般使用工藝范圍較廣的機(jī)床附件，如三爪自定心卡盤、四爪卡盤、機(jī)床用平口虎鉗、分度頭及通用刀具和量具?！锂?dāng)生產(chǎn)量較大時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率，使人為因素對(duì)零件加工質(zhì)量的影響最小，以及減輕操作者的重復(fù)勞動(dòng)量，則應(yīng)使用專門化的自動(dòng)機(jī)床，以及專門為加工某一零件設(shè)計(jì)和制造的專用機(jī)床和輔助工藝裝備。四、零件安裝方式一般工件的安裝方式有：專用夾具安裝、劃線找正安裝和直接找正安裝三種?！駥Ｓ脢A具安裝是工件放在通用夾具（如V形鐵）或?qū)Ｓ脢A具中，依靠夾具的定位元件獲得工件正確位置的安裝方法。其定位精度可達(dá)0.01mm，一般適合于成批大量生產(chǎn)。四、零件安裝方式●劃線找正安裝是以工件待加工表面上劃出的線痕或者以工件的實(shí)際表面作為定位依據(jù)，加工時(shí)用劃針盤或指示表找正工件的位置后再夾緊。該方法多用于生產(chǎn)批量較小、位置精度較低的零件的粗加工，以及使用夾具安裝困難的大型零件。●直接找正安裝是操作人員借助劃針盤上的劃針、角尺、百分表（或千分表）等工具，通過目測(cè)，邊校驗(yàn)，邊調(diào)整，找正工件在機(jī)床上的位置，然后夾緊工件的安裝方法。直接找正安裝的定位精度較低，約為0.1mm～0.5mm，生產(chǎn)效率較低，多用于單件小批量粗加工件的找正。五、基準(zhǔn)的種類●基準(zhǔn)是指用來確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的作用不同，可將基準(zhǔn)分為：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。1．設(shè)計(jì)基準(zhǔn)●在零件圖上用來標(biāo)注尺寸和表面相互位置的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2．工藝基準(zhǔn)●工藝基準(zhǔn)是工件在加工或產(chǎn)品裝配中確定其他點(diǎn)、線、面位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途可分為：工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。●在工序圖上，用以標(biāo)定該工序被加工表面位置的基準(zhǔn)稱為工序基準(zhǔn)?！裨诩庸ぶ杏脕泶_定工件在機(jī)床或夾具上正確位置的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)包括粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)?！褚悦鞅砻孀鳛槎ㄎ换鶞?zhǔn)的稱為粗基準(zhǔn)?！癫捎靡鸭庸っ孀鳛槎ㄎ换鶞?zhǔn)的稱為精基準(zhǔn)?！锎只鶞?zhǔn)選擇原則是：①選用工件非加工表面作為粗基準(zhǔn)，以保證加工面與非加工面之間的位置誤差為最小。②如果必須保證工件某個(gè)重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。③應(yīng)盡量選用平整的、足夠大的毛坯表面作為粗基準(zhǔn)。④粗基準(zhǔn)不能重復(fù)使用，這是因?yàn)榇只鶞?zhǔn)表面精度低，不能使工件在兩次安裝中保持同樣位置。⑤所選擇的粗基準(zhǔn)應(yīng)便于工件裝夾?！镞x擇精基準(zhǔn)的原則是：①基準(zhǔn)重合原則。②基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。③互為基準(zhǔn)原則。④便于安裝，并且使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。⑤盡量選擇形狀簡(jiǎn)單、尺寸較大的表面作為精基準(zhǔn)，以提高安裝的穩(wěn)定性和精確性。●測(cè)量基準(zhǔn)是指工件在檢測(cè)時(shí)，用來檢測(cè)工件尺寸和位置公差的基準(zhǔn)?！裱b配基準(zhǔn)是指裝配時(shí)用來確定工件或部件在機(jī)器中位置的基準(zhǔn)。六、機(jī)械加工工藝過程的制定1．制定機(jī)械加工工藝過程所遵循的原