1、第三章 機械加工工藝基本知識,一、生產(chǎn)過程和生產(chǎn)系統(tǒng) 1.生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程是指產(chǎn)品由原材料到成品之間的各個相互聯(lián)系的勞動過程的總和。 包括原材料的運輸與管理、生產(chǎn)的準(zhǔn)備工作、毛坯的制定、零件的加工，部件和產(chǎn)品的裝配、檢驗、油漆和包裝等。,第一節(jié) 概述,生產(chǎn)過程特征要求不同產(chǎn)品的生產(chǎn)過程大不一樣，同一產(chǎn)品在不同廠家生產(chǎn)其生產(chǎn)過程也各有特點，不完全一樣。雖然各個廠家的生產(chǎn)過程各不一樣，但有一點是共同的：就是在滿足生產(chǎn)質(zhì)量前提下，使生產(chǎn)效率最高，生產(chǎn)費用最低。 實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的有效措施 采用多個工廠聯(lián)合協(xié)作，有利于組織專業(yè)化的生產(chǎn)，有利于達(dá)到這一目的。一個工廠的生產(chǎn)過程是為了便于組織生產(chǎn)和管

2、理，常分為各個車間或分廠的生產(chǎn)過程。一個車間或分廠生產(chǎn)成品，往往又是其它車間或分廠車間的原材料。,如：鑄造和鍛造車間的成品就是機械加工車間的毛坯；機械加工車間的成品，又是裝配車間的原材料。,首先來看生產(chǎn)系統(tǒng)的兩個子系統(tǒng)，機械加工工藝系統(tǒng)和機械制造系統(tǒng)。,2、 生產(chǎn)系統(tǒng),它們彼此關(guān)聯(lián)，相互影響，滿足特定加工要求的系統(tǒng)。,機械加工工藝系統(tǒng)的組成,（1）機械加工工藝系統(tǒng),金屬切削機床 刀具 夾具 工件,該系統(tǒng)的目的：是在特定的生產(chǎn)條件下，適應(yīng)環(huán)境的要求，各要素間相互關(guān)聯(lián)，相互影響，在保證質(zhì)量和產(chǎn)量前提下，采用合理的工藝過程，降低該工藝的加工成本。,要求：從機床、刀具、夾具、工件四個要素的整體出發(fā)，綜

3、合分析、研究各種有關(guān)問題，實現(xiàn)系統(tǒng)的最佳化方案。,機械加工工 藝系統(tǒng)中的流,物質(zhì)流 能量流 信息流,如坯料在各工序間流動 加工中機床要耗費電力資源 控制著系統(tǒng)中物質(zhì)要素的動作和流動的工藝文件和數(shù)控程序。,機械加工工藝系統(tǒng)中，坯料經(jīng)一工序加工，檢驗后，然后作為本工序加工完成的零件輸?shù)较乱还ば?。這樣一來，系統(tǒng)中存在物質(zhì)的流動，我們稱之為“物質(zhì)流”，同時在加工中，機床要耗費電力資源，也就是說系統(tǒng)中存在著“能量流”。另外，當(dāng)今電子計算機和自動控制等技術(shù)廣泛深入到機械加工領(lǐng)域中，如工藝文件通過數(shù)控程序和適應(yīng)性控制模型控制著系統(tǒng)中物質(zhì)要素的動作和流動。這種要素我的稱之為信息流。 一個工序很優(yōu)秀，并不一定能

4、獲得零件最低加工成本。必須全盤考慮組成零件加工的各道加工工序，才能實現(xiàn)零件加工的最佳化。這樣綜合的結(jié)果就是機械制造系統(tǒng)。,（2）機械制造系統(tǒng),機械制造系統(tǒng)是以整個機械加工車間為更高一級的系統(tǒng)來考慮問題，其整體目的是使該車間能最有效地全面完成全部零件的機械加工任務(wù)。它由各機械加工工藝系統(tǒng)要素組成。其中信息流除機械加工工藝系統(tǒng)中工藝參數(shù)信息外，還有計劃、調(diào)度、管理等方面的信息。,生產(chǎn)系統(tǒng)是以整個制造工廠為整體來看待的。工廠是社會生產(chǎn)的基層單位，在工廠進(jìn)行的所有生產(chǎn)活動的總和就構(gòu)成了一個典型的具有輸入和輸出的生產(chǎn)系統(tǒng)。 工廠（企業(yè)）是一個復(fù)雜的非線性大動力學(xué)系統(tǒng)，為了有效地經(jīng)營并獲得最高的經(jīng)濟(jì)效益，

5、就不僅要把原材料，毛坯制造、機械加工、熱處理、裝配油漆、試車、運輸和保管等屬于物質(zhì)范疇的要素進(jìn)行考慮，而且還必須把技術(shù)情報，經(jīng)營管理，勞動力調(diào)配，市場動態(tài)等信息作為影響系統(tǒng)效果的要素來考慮。,（3）生產(chǎn)系統(tǒng),由此可見，生產(chǎn)系統(tǒng)是包含制造系統(tǒng)更高一級的系統(tǒng)，制造系統(tǒng)是生產(chǎn)系統(tǒng)中比較重要的子系統(tǒng)。 我們之所以要來分析系統(tǒng)的概念，就是要用系統(tǒng)工程技術(shù)的觀點來分析所研究的系統(tǒng)及其組成，樹立局部服從整體，整體融于局部的觀點，以實現(xiàn)整個生產(chǎn)系統(tǒng)的最佳化。,1.工藝過程生產(chǎn)過程包含了工藝過程和輔助過程:工藝過程：在生產(chǎn)過程中直接改變工件形狀、尺寸、位量、性質(zhì);輔助過程：運輸、保管、刃磨、設(shè)備維護(hù)等。工藝過程

6、：生產(chǎn)過程中，按一定順序逐漸改變生產(chǎn)對象的形狀（鑄造、鍛造等）、尺寸（機械加工）、位置（裝配）和性質(zhì)（熱處理），使其成為預(yù)期產(chǎn)品的主要過程；或者與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過程?？删唧w的分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、電鍍、裝配等工藝過程。本課程主要是研究機械加工工藝過程中的系列問題。,二、工藝過程和工藝規(guī)程,同一零件（產(chǎn)品）可以采用不同的加工過程，零件依次通過的全部加工過程稱之工藝路線或工藝流程；它是制定工藝過程和進(jìn)行車間分工的重要依據(jù)。工藝規(guī)程：技術(shù)人員根據(jù)工件要求、設(shè)備條件和工人技術(shù)情況等，確定采用的工藝過程，并將其寫成工藝文件。 工藝規(guī)程的形式： 機械加工工藝過程：由毛坯機

7、加工變?yōu)槌善返倪^程。 機械加工工藝規(guī)程：將合理的機械加工過程以文件的形式寫出。,2.工藝規(guī)程,三、工藝過程的組成 由一個或若干個順序排列工序組成,工序可分為若干個安裝、工位、工步、走刀,工序：一個或一組工人，在一個工作地對同一個或同時幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。它是組成工藝過程的基本單元。,一組（個）工人 一個工作地（指機床） 一個工件（同時幾個工件） 連續(xù)地加工,工序包括四要素,四要素任何一個改變都將視為不同工序。,（如熱處理后再一次回到同一工作地）。,安裝 在一道工序中，工件每經(jīng)一次裝夾后所完成的那部分工序稱為安裝。 工位工件在機床上占據(jù)每一個位置所完成的那部分工序稱為工位。,工

8、步：在加工表面（或裝配時的連接表面）不變、加工（或裝配）工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序。,加工表面不變（可以是單個表面或組合表面） 工具不變（四角刀架，換刀） 連續(xù)性（一個工序通常包含幾個工步）。,工步包括三要素,走刀：(工作行程) 在一個工步中，有時材料要分幾次去除，則其切去一層材料稱為一次走刀。工藝規(guī)程中常不包含走刀，但對加工量影響大的場合，應(yīng)規(guī)定走刀（余量） 。,加工方案一 小批量生產(chǎn)：車銑、去毛刺,加工方案二 大批量生產(chǎn)： 1、粗車小端面、外圓、倒角 2、粗車大端面、外圓、倒角 3、精車小外圓 4、精車大外圓 5、銑鍵槽、去毛刺,為簡化工藝文件，對于那些連續(xù)進(jìn)行的若干個相同

9、的工步，通常都看作一個工步。如圖加工的零件，在同一工序中，連續(xù)鉆四個 5mm的孔，就可看作一個工步。,為了提高生產(chǎn)率，用幾把刀具同時參與切削幾個表面，這也可看作一個工步，稱為復(fù)合工步。,端面或鉆兩端中心孔，它們都是復(fù)合工步。,例如：銑端面、鉆中心孔，每個工位都是用兩把刀具同時銑兩,立軸轉(zhuǎn)塔車床回轉(zhuǎn)刀架上的復(fù)合工步,刨平面復(fù)合工步,組合銑刀銑平面復(fù)合工步,鉆、擴孔復(fù)合工步,提示： 小批量生產(chǎn)：產(chǎn)量少效率不是主要問題，主要應(yīng)減少設(shè)備使的臺數(shù)及人員分配，所以不宜采取工序分散的辦法。,大批大量生產(chǎn)：主要問題是要提高生產(chǎn)率，所以宜采用高效專業(yè)用設(shè)備，工序也較多。,四、 機械加工生產(chǎn)類型和特點（生產(chǎn)綱領(lǐng)和

10、生產(chǎn)類型）,生產(chǎn)綱領(lǐng)：根據(jù)國家計劃，市場需要和企業(yè)的生產(chǎn)能力編制企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計劃。產(chǎn)量的組成：需求產(chǎn)品數(shù)量，備品數(shù)量、廢品數(shù)量。因此：年生產(chǎn)綱領(lǐng)N可由下式計算：N=Qn(1+%)(1+%) - 年產(chǎn)量（臺/年） n - 每臺產(chǎn)品所需該零件數(shù)量（件/臺）- 備品率- 廢品率 本生產(chǎn)綱須確定后，就可以根據(jù)車間的具體情況按一定期限分批投產(chǎn)，每批投產(chǎn)的零件數(shù)量稱為批量。,生產(chǎn)類型,產(chǎn)品有大有小，小到螺釘，大至收音機，船舶。其特征有的復(fù)雜，有的簡單，批量和生產(chǎn)綱須也各不相同。,1單件、小批生產(chǎn)特征：產(chǎn)品做得少，只做一件或數(shù)件； 一個工作打進(jìn)行多工序和多品種的作業(yè)； 重型機器、大

11、型船舶，新樣機制造屬此類型。,根據(jù)產(chǎn)品的大小、特征、批量和生產(chǎn)綱領(lǐng)，我們通常將產(chǎn)品的生產(chǎn)分成三種生產(chǎn)類型：,生產(chǎn)類型,單件、小批生產(chǎn) 成批生產(chǎn) 大批、大量生產(chǎn),2成批生產(chǎn)特征： 產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量較多，周期地成批投入生產(chǎn)； 一個工作地順序地、分批地完成不同工件的某些工序； 通用機床，數(shù)量需求不大，但常更新產(chǎn)品就屬此類型。3. 大批、大量生產(chǎn)特征： 產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量大，需連續(xù)不斷地進(jìn)行生產(chǎn)； 一個工作地重復(fù)不斷地進(jìn)行某工序的加工； 如汽車通用件（軸承、螺栓等）自行車等屬此類生產(chǎn)類型。,生產(chǎn)類型的劃分：,生產(chǎn)類型不僅決定于生產(chǎn)綱須，而且和產(chǎn)品的大小和復(fù)雜程度有關(guān)。 劃分依據(jù)可參照下表： 表3-1生產(chǎn)類型與生

12、產(chǎn)綱領(lǐng)（年產(chǎn)量）的關(guān)系- -生產(chǎn)類型 重型機械 中型機械小型機械單件生產(chǎn) 5000 50000- - -,劃分生產(chǎn)類型有利于進(jìn)行生產(chǎn)的規(guī)劃和管理。 大批、大量生產(chǎn) 宜廣泛采用高產(chǎn)專用機床和自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，按流水線或自動生產(chǎn)線排列進(jìn)行生產(chǎn)，可大大提高生產(chǎn)率，從而降低成本，提高競爭力。單件、小批生產(chǎn) 宜采用通用性好的機床進(jìn)行生產(chǎn)，以減少設(shè)備投資，從而降低成本。,劃分生產(chǎn)類型的意義,隨著科技的發(fā)展和人民生產(chǎn)水平的提高，人們對產(chǎn)品的樣式要求越來越高，而同一樣式的數(shù)量越來越少，同一產(chǎn)品獲取較高利潤；“有效壽命”愈來愈短，因此要求制造系統(tǒng)具有高效生產(chǎn)。能力又具快速轉(zhuǎn)產(chǎn)的“柔性”特性。,傳統(tǒng)的專用機和生產(chǎn)線

13、，對一種產(chǎn)品有較高的生產(chǎn)效率，但很難適應(yīng)新產(chǎn)品的需要。因此，它是有很大的剛性 。（即專用性）,而數(shù)控機床，加工中心能很好地適用于當(dāng)今產(chǎn)品多品種，少批量生產(chǎn)自動化的要求。,一、工藝規(guī)程及其作用 1.工藝規(guī)程: 把零件加工的全部工藝過程按一定格式寫成書面文件就叫做工藝規(guī)程。 2.工藝規(guī)程的作用 工藝規(guī)程是在總結(jié)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，依據(jù)科學(xué)的理論和必要的工藝試驗后制訂的，反映了加工中的客觀規(guī)律。因此，工藝規(guī)程是（1）指導(dǎo)工人操作和用于生產(chǎn)、工藝管理工作的主要技術(shù)文件，（2）又是新產(chǎn)品投產(chǎn)前進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備的依據(jù)和新建、擴建車間或工廠的原始資料，（3）此外，先進(jìn)的工藝規(guī)程還起著交流和推廣先進(jìn)經(jīng)驗的

14、作用。,第二節(jié) 工藝規(guī)程和工藝文件,完整性,規(guī)范性,3.對工藝規(guī)程的要求(1)保證可靠地達(dá)到產(chǎn)品圖紙所提出的全部技術(shù)要求。(2)能獲得高質(zhì)量、高生產(chǎn)效率。(3)有利于節(jié)約原材料和工時消耗，不斷降低成本。(4)有利于減輕工人勞動強度，保證安全和良好的工作條件。4.工藝文件的形式：多種多樣，區(qū)別很大，主要決定于生產(chǎn)類型。在單件小批生產(chǎn)中一般只編制綜合工藝過程卡。在成批生產(chǎn)中多采用機械加工工藝卡片。大批大量生產(chǎn)中則要求完整和詳細(xì)的文件，一般是工藝過程卡、工序卡片，有時甚至包括操作卡、調(diào)整卡以及檢驗卡。各工廠采用的工藝文件并無須統(tǒng)一格式，但基本內(nèi)容大同小異。,對待工藝規(guī)程的態(tài)度,1）嚴(yán)格遵守 工藝規(guī)程

15、是經(jīng)過逐級審批的，因而也是工廠生產(chǎn)中的工藝紀(jì)律，有關(guān)人員必須嚴(yán)格執(zhí)行。 2）允許修改 工藝規(guī)程也不是一成不變的，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展，工藝規(guī)程會出現(xiàn)某些不相適應(yīng)的問題，因而工藝規(guī)程應(yīng)定期整頓，及時吸取合理化建議、技術(shù)革新成果、新技術(shù)和新工藝。使工藝規(guī)程更加完善和合理。,二、制訂工藝規(guī)程的原始資料,制訂工藝規(guī)程的原始資料主要有：（1）產(chǎn)品整套裝配圖和零件工作圖；（2）產(chǎn)品年產(chǎn)量；（3）本廠生產(chǎn)條件：設(shè)備、工裝、工人技術(shù)水平等情況；（4）毛坯生產(chǎn)和供應(yīng)條件；（5）產(chǎn)品的驗收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；,三、制訂機械加工工藝規(guī)程的步驟,(1)原則： 在保證質(zhì)量的前提下，用最先進(jìn)的、最經(jīng)濟(jì)合理的加工方案。 (

16、2)方法：認(rèn)真研究、分析原始資料。參照國內(nèi)外文獻(xiàn)、結(jié)合現(xiàn)場實際編程。虛心征求工人意見。,(3)步驟：計算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型；分析研究產(chǎn)品的裝配圖和零件圖,進(jìn)行工藝審查;熟悉產(chǎn)品,性能,用途和工作條件,零件在產(chǎn)品中的作用；了解零件圖上各項技術(shù)條件的依據(jù),確定關(guān)鍵性技術(shù)問題。檢查尺寸,視圖及技術(shù)條件是否合理,主要:a.審查各項技術(shù)要求是否合理；過高的精度,表面粗糙度及其他要求會使工藝過程復(fù)雜化，成本提高;b.審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性是否好；便于加工的安裝，盡可能減少加工和轉(zhuǎn)配的勞動量； c.審查材料選用是否恰當(dāng)；,確定毛坯的種類和尺寸；(應(yīng)考慮生產(chǎn)批量，零件材料及毛坯生產(chǎn)條件）a.一般采用：

17、鑄件、鍛件、焊接件；b.毛坯精度提高，材料利用率提高，大大節(jié)約機械加工工時，但毛坯精度過高往往使毛坯制造困難。因此，毛坯種類和制造方法的選擇要根據(jù)生產(chǎn)類型和具體生產(chǎn)條件而定。達(dá)到高質(zhì)量，降低生產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)成本。擬定零件加工工藝路線；訂出全部由粗到精的加工工序，內(nèi)容包括選擇定位基準(zhǔn)，定位夾緊方案，各表面加工方法；可提出幾個方案對比。,選擇和確定機床設(shè)備，刀具，及工時定額，對于專用工藝設(shè)備，應(yīng)提出設(shè)計任務(wù)書。 確定工序尺寸及其公差； 確定切削用量； 確定時間定額； 填寫工藝文件；,四、裝配工藝規(guī)程制訂的原則和步驟,裝配是機器制造的最后一部分生產(chǎn)過程，它包括：裝配，調(diào)整、檢驗和試車等項工作。對裝配工序

18、的要求：同樣要滿足質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本三方面要求。(1)制定裝配規(guī)程的原則：保證機器或產(chǎn)品的裝配技術(shù)要求，爭取最大質(zhì)量儲備；鉗工裝配工作量小，減輕勞動強度；裝配周期短，提高效率；占車間生產(chǎn)面積?。?(2)制定裝配工藝規(guī)程的步驟及其內(nèi)容產(chǎn)品分析a.研究產(chǎn)品裝配技術(shù)要求；b.對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行尺寸分析；根據(jù)某些裝配精度要求進(jìn)行工藝尺寸鏈分析計算，規(guī)定達(dá)到裝配精度的方法。c.裝配工分析，將產(chǎn)品分解成可以獨立進(jìn)行裝配的裝配單元，以便組織裝配工作的平行流水作業(yè)。裝配組織形式的確定與生產(chǎn)類型有關(guān)；分大批大量生產(chǎn)，單件小批生產(chǎn)，成批生產(chǎn)；,確定裝配工藝過程；a.根據(jù)機械結(jié)構(gòu)及其裝配技術(shù)要求規(guī)定裝配工作項目，工作規(guī)

19、范，相應(yīng)的設(shè)備及工，夾，量具。b.確定裝配工作順序，選定裝配單元的基準(zhǔn)件；(4)計算各裝配工作的工時定額；(5)填寫裝配工藝規(guī)程文件；,第三節(jié) 零件的工藝性分析,同一產(chǎn)品可以有多種不同結(jié)構(gòu),所需花費的加工量也不大相同。所謂結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的產(chǎn)品在能滿足使用要求的前提下，制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。 也就是機器的和零件的結(jié)構(gòu)是否便于加工，裝配和維修。即在滿足機器工作性能的前提下能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)、高效制造過程的需要，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本。,一、結(jié)構(gòu)和工藝的聯(lián)系,1、結(jié)構(gòu)工藝性,因齒間的軸向距離很小、因而小齒圈不能用滾齒加工、只能用插齒加工；又因插斜齒需專用螺旋導(dǎo)軌，因而它的結(jié)構(gòu)工藝性不好。若能采用電子束

20、焊，先分別滾切兩個齒輪，再將它們焊成一體，這樣的制造工藝就較好，且能縮短齒輪間的軸向尺寸。,例如雙聯(lián)斜齒輪的加工,由此可見，結(jié)構(gòu)對工藝有著重要的影響。,產(chǎn)品的加工量、生產(chǎn)成本及材料消耗。具體分析比較下述各項特征：a.機器或零件結(jié)構(gòu)的通用化，標(biāo)準(zhǔn)化程度；b.老產(chǎn)品零部件的重復(fù)利用程度；c.平均加工精度和表面粗糙度系數(shù);d.關(guān)鍵零件工藝的復(fù)雜程度e.材料利用率f.采用自動化加工方法的可能性,1、結(jié)構(gòu)工藝性衡量的主要依據(jù),必須對毛坯制造,機械加工到裝配調(diào)試的整個工藝過程進(jìn)行綜合分析比較,全面評價。,2、結(jié)構(gòu)工藝性具有綜合性,不同生產(chǎn)規(guī)模,不同生產(chǎn)條件的工廠 來說,對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性的要求是不同的。,3

21、、結(jié)構(gòu)工藝性又具有相對性,二、毛坯結(jié)構(gòu)工藝性機械零件廣泛采用鑄件，占70% 85%；其次是鍛件、沖壓件、各種型材和焊件。(1)鑄造毛坯的工藝性主要考慮一下因素:鍛件形狀盡量簡單;避免不規(guī)則分型面鑄件的垂直壁或筋否應(yīng)有拔模斜度,內(nèi)表面斜度大于外表面;應(yīng)防止?jié)沧⒉蛔?鑄件壁厚過渡不能太大。防止撓曲變形，盡量采用對稱截面布置。,壁厚力求均勻，以免產(chǎn)生縮孔,減少大的水平面，便于雜質(zhì)和氣體排除，減少內(nèi)應(yīng)力。,鑄件局部凸臺應(yīng)連成一片,鑄造毛坯的工藝性,分型面應(yīng)盡量少,鑄件結(jié)構(gòu)不應(yīng)阻礙材料收縮,起模方向應(yīng)有脫模斜度,細(xì)長件收縮時易產(chǎn)生彎曲，應(yīng)采用對稱截面或合理布置加強筋,鑄造毛坯的工藝性,適用于各種生產(chǎn)批量

22、和毛坯形狀尺寸的場合。大批量模鍛 單批、小批自由鍛鍛造毛坯的工藝性要素： 鍛造毛坯形狀應(yīng)簡單、對稱、避免主體部分交貫和主要表面上有不規(guī)則凸臺。最大尺寸在分型面。 鍛造毛坯應(yīng)有拔模斜度和圓角; 毛坯形狀不應(yīng)引起模具側(cè)向移動，使上下模錯位 ;零件壁厚差不能太大。,(2)鍛造毛坯的工藝性：,形狀不對稱，上下模易錯位，影響鍛件質(zhì)量,截面形狀變化過大，模具壽命降低,最大尺寸應(yīng)在分型面上，以利于金屬填充,毛坯在半模內(nèi)成型，有利于提高質(zhì)量，降低成本,鍛造毛坯的工藝性,三、零件結(jié)構(gòu)工藝性,提高零件結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)遵循以下原則：(1)減輕零件重量好處：省材、省工時。便于選用加工設(shè)備。便于運輸、裝卸和保存。措施：減

23、小鑄件壁厚。壁厚減小一倍，重量減小2/3倍。采用焊接件，重量下降2030%、加工量減小3050%。大批量生產(chǎn)采用沖壓件焊接結(jié)構(gòu)。,1和2采用沖壓件代替鑄件，可節(jié)省材料和工時,采用軋制型材，減少直徑，節(jié)省材料,減輕零件重量,要素：必須考慮加工時的安裝、對刀、測量和提高切削效率。如：a.減小加工表面積；b.正確規(guī)定加工要求；c.保證刀具能自由地進(jìn)刀和退刀及正常工作；d.便于安裝，能減少對刀和安裝次數(shù)；,(2)保證加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性,保證加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性,底座有凸臺，加工面積、加工量 、平面不平度誤差 、接觸精度 。,進(jìn)、排氣（油）孔設(shè)在外圓上，加工相對容易，且易保證槽間距,減少深螺紋孔的加工

24、，使用更為方便,減少配合表面的長度,好處：結(jié)構(gòu)要素標(biāo)準(zhǔn)化，節(jié)約工具，減少工藝裝備的工作，簡化工藝裝備。,尺寸一致：加工尺寸應(yīng)能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工。減少刀具規(guī)格，避免專門制備工具。,3) 零件尺寸規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化,工藝性差 工藝性好,工藝性差 工藝性好,4)正確標(biāo)注尺寸及規(guī)定加工要求 a.尺寸標(biāo)注應(yīng)符合尺寸鏈最短原則；b.不從軸線、銳邊假想平面或中心線等難于測量的基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸（不易測量，需換算）；c.避免從一個加工表面確定幾個非加工表面的位置； d. 合理規(guī)定加工要求，過高精度及表面粗糙度，必然導(dǎo)致增加工序。,四、零件結(jié)構(gòu)要素的工藝性實例,加工面積應(yīng)盡量小 減少加工量、材料消耗和工具磨損,避免鉆孔入端和

25、出端是斜面 避免刀具磨損、提高鉆孔精度和加工效率,避免斜孔 簡化夾具結(jié)構(gòu)、使多個平行孔同時加工、減少孔的加工余量,孔的位置距離壁太近,封閉平面應(yīng)有與刀具尺寸和刀具形狀相適應(yīng)的過渡面,槽與溝的表面不應(yīng)與其它加工表面重合,四、裝配結(jié)構(gòu)的工藝性,改善機器裝配結(jié)構(gòu)的工藝性，應(yīng)遵循以下原則：,好處：a.以便于組織平行的流水裝配作業(yè)，縮短裝配期。b.組件和具有獨立功能的部件可單獨進(jìn)行檢驗和試車調(diào)整，更好地保證總裝質(zhì)量并減少裝配時間和裝配的勞動強度。,結(jié)構(gòu)應(yīng)能分解成獨立裝配單元；,傳動軸的裝配工藝性,措施：a.使裝配和拆卸方便。b.相配合零件有正確基面，避免找正。c.對有嚴(yán)格相對位置要求的裝配結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)置防

26、裝錯裝置。d.應(yīng)使裝配過程中的修配工作最少，所以，手工修配費時費力。如：柴油機汽缸孔壓缸套后再精鏜和珩磨。,應(yīng)使裝配操作和調(diào)整方便，減輕裝配勞動；,旁開工藝孔，便于裝配,采用雙頭螺柱,開辟裝配空間，方便拆卸,方法： a.應(yīng)用成組技術(shù)。 b.盡量減少標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格。如:木工機床采用同一種螺栓連接，減少扳手，效率增大。,要有利于達(dá)到和提高裝配質(zhì)量。,為簡化結(jié)構(gòu)并使裝配容易，裝配結(jié)構(gòu)中，必要的零件數(shù)目和規(guī)格應(yīng)減至最少。,第四節(jié) 毛坯選擇 一、常見毛坯種類 鑄件 鍛件 型材 焊接件 其他毛坯 二、毛坯選擇原則 1 零件生產(chǎn)綱領(lǐng) 2 零件材料的工藝性 3 零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸 4 現(xiàn)有的生產(chǎn)條件 三、毛坯

27、的形狀和尺寸,第五節(jié) 基準(zhǔn)和工件定位,一、基準(zhǔn)的概念和分類,1.基準(zhǔn)(1)基準(zhǔn)概念：我們知道零件總是由若干表面組成，各表面之間總有一定的尺寸和相互位置要求。 基準(zhǔn)：確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面。,(2)定位基準(zhǔn)對工藝規(guī)程的影響。直接影響： a.工序的數(shù)目；b.夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度；c.零件的精度是否易于保證（如基準(zhǔn)重合）；,設(shè)計基準(zhǔn)：零件圖上用以確定其它點、線、面的基準(zhǔn)。設(shè)計基準(zhǔn)是尺寸標(biāo)注的起始點。基準(zhǔn)關(guān)系是可逆的。,擬定多種定位方案，進(jìn)行比較擇優(yōu)。,(3)選定基準(zhǔn)的方法：,(4)基準(zhǔn)分類：,設(shè)計基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn),按其作用的不同分為：,工藝基準(zhǔn)有可分為:,工序基準(zhǔn) 定位

28、基準(zhǔn) 測量基準(zhǔn) 裝配基準(zhǔn),工序基準(zhǔn) 在機加工中，用來確定本工序加工表面加工后尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)：在加工時使工件在機床或夾具上占有正確位置所采用的基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)可分為：粗、精、輔助基準(zhǔn)。,裝配基準(zhǔn)：裝配時用來確定零件或部件在機器上位置的表面。,工藝基準(zhǔn)：在加工和裝配中使用的基準(zhǔn)。,測量基準(zhǔn)：檢驗時用來確定被測零件在度量工具上位置的表面。,各種基準(zhǔn),作為基準(zhǔn)的點、線、面在工件上不一定存在。如中心線、槽的對稱平面、平面的交線等。但若選作為定位基準(zhǔn)，則必須由某些具體表面來體現(xiàn)（即基面）。如軸的中心孔，體現(xiàn)的定位基準(zhǔn)是中心線。,以上均以長度尺寸關(guān)系討論基準(zhǔn)的問題，對于位置要求，如平行度、垂

29、直度等均具有同樣的基準(zhǔn)關(guān)系。,(5)對基準(zhǔn)的兩點說明,二、工件裝夾,裝夾的含義 裝夾又稱安裝，包括定位和夾緊兩項內(nèi)容,定位 使工件在機床或夾具上占有正確位置 夾緊 對工件施加一定的外力，使其已確定的位置 在加工過程中保持不變,工件定位方法,直接找正裝夾 精度高，效率低，對工人技術(shù) 水平高,劃線找正裝夾 精度不高，效率低，多用于形狀復(fù)雜的鑄件,夾具裝夾 精度和效率均高，廣泛采用,工件在夾具上裝夾（滾齒夾具）,1、定位的本質(zhì) 是加工面的設(shè)計基準(zhǔn)在工藝系統(tǒng)中占據(jù)一個正確位置 （工藝系統(tǒng)：機床 刀具 夾具 工件組成）工件定位時，由于工藝系統(tǒng)在靜態(tài)下的誤差，會使工件加工面的設(shè)計基準(zhǔn)在工藝系統(tǒng)中的位置發(fā)生

30、變化，影響工件加工面與其設(shè)計基準(zhǔn)的相互位置精度，但只要這個變動值在允許的誤差范圍以內(nèi)，即可認(rèn)定工件在工藝系統(tǒng)中占據(jù)一個正確位置。,2、工件定位的要求 1）使工件加工面的設(shè)計基準(zhǔn)與機床保持一正確的位置（是工件加工面與設(shè)計基準(zhǔn)之間位置公差的保證） 2） 使工件加工面的設(shè)計基準(zhǔn)與刀具保持一正確的位置（是工件加工面與加工面的設(shè)計基準(zhǔn)之間距離尺寸精度的保證）,要確定其空間位置，就需要限制其 6 個自由度,將 6 個支承抽象為6個“點”，6個點限制了工件的6 個自由度，這就是六點定位原理。,任何一個物體在空間直角坐標(biāo)系中都有 6 個自由度用 表示,第六節(jié) 六點定位原則和定位基準(zhǔn)的選擇,一、六點定位原理,兩

31、點注意：,“點”的含義 對自由度的限制，與實際接觸點不同,與理論力學(xué)、機構(gòu)學(xué)自由度概念差別 位置不定度 夾緊與定位概念分開 工件、夾具是彈性體,工件的6個自由度均被限制，稱為完全定位。工件6個自由度中有1個或幾個自由度未被限制，稱為不完全定位。,不完全定位主要有兩種情況： 工件本身相對于某個點、線是完全對稱的，則工件繞此點、線旋轉(zhuǎn)的自由度無法被限制（即使被限制也無意義）。例如球體繞過球心軸線的轉(zhuǎn)動，圓柱體繞自身軸線的轉(zhuǎn)動等。 工件加工要求不需要限制某一個或某幾個自由度。如加工平板上表面，要求保證平板厚度及與下平面的平行度，則只需限制 3 個自由度就夠了。,完全定位與不完全定位,二、由工件加工要

32、求確定工件應(yīng)限制的自由度,工件應(yīng)限制的自由度,欠定位,工件加工時必須限制的自由度未被完全限制，稱為欠定位。欠定位不能保證工件的正確安裝，因而是不允許的。,過定位,過定位工件某一個自由度（或某幾個自由度）被兩個（或兩個以上）約束點約束，稱為過定位。,過定位是否允許，要視具體情況而定： 1）如果工件的定位面經(jīng)過機械加工，且形狀、尺寸、位置精度均較高，則過定位是允許的。有時還是必要的，因為合理的過定位不僅不會影響加工精度，還會起到加強工藝系統(tǒng)剛度和增加定位穩(wěn)定性的作用。 2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或雖經(jīng)過機械加工，但加工精度不高，這時過定位一般是不允許的，因為它可能造成定位不準(zhǔn)確，或定位不

33、穩(wěn)定，或發(fā)生定位干涉等情況。,過定位分析（桌子與三角架）,過定位示例,過定位示例,一面兩孔定位分析,過定位討論,過定位引起夾緊變形,過定位處理分析,討論,分析圖示定位方案： 各方案限制的自由度 有無欠定位或過定位 對不合理的定位方案提出改進(jìn)意見。,過定位示例分析,過定位示例分析,過定位示例分析,工件以平面定位,平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支承釘、支承板、夾具支承件和夾具體的凸臺及平面等。圖給出了平面定位的幾種情況。,定位方法與定位元件,工件以圓孔定位多屬于定心定位（定位基準(zhǔn)為圓柱孔軸線）。常用定位元件是定位銷和心軸。定位銷有圓柱銷、圓錐銷、菱形銷等形式；心軸有剛性心軸（又有過

34、盈配合、間隙配合和小錐度心軸等）、彈性心軸之分。工件以圓孔定位所限制的自由度見圖 。,工件以外圓柱面定位,工件以外圓柱面定位兩種形式：定心定位和支承定位。工件以外圓柱面定心定位的情況與工件以圓孔定位的情況相仿（用套筒和卡盤代替心軸或柱銷）。工件以外圓柱面支承定位的元件常采用V型塊，短V型塊限制2個自由度，長V型塊（或兩個短V型塊組合）限制4個自由度。,在多個表面同時參與定位情況下，各定位表面所起作用有主次之分。通常稱定位點數(shù)最多的表面為主要定位面或支承面，稱定位點數(shù)次多的表面為第二定位基準(zhǔn)面或?qū)蛎?，稱定位點數(shù)為 1 的表面為第三定位基準(zhǔn)面或止動面。,(1)粗基準(zhǔn)的選擇原則,1)兩個出發(fā)點：

35、a.保證各加工表面有足夠余量。b.保證不加工表面的尺寸和位置符合圖紙要求。 2)原則： a.若工件必須首先保證某重要表面余量均勻，則應(yīng)選該表面為粗基準(zhǔn)。 如圖車床床身的加工。導(dǎo)軌表面要求硬度高，而且均勻。,三、定位基準(zhǔn)的選擇,b.若工件必須首先保證加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng)選不加工表面為粗基準(zhǔn)，以達(dá)到壁厚均勻，外形對稱等要求。,又如圖，若AB，應(yīng)選B面，否則選A面。,c.若工件上每個表面都要加工，則應(yīng)以余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證各表面都有足夠余量。 如圖若以大端為粗基準(zhǔn)，由于大小端外圓偏心有5毫米，則上側(cè)單邊為34，下側(cè)單邊為24,加工余量不足。,分析： 毛坯：單邊29，

36、零件：單邊25； 由于偏移5，則一邊為24，另一邊為34，24的一邊加工不到。,e.粗基準(zhǔn)只允許使用一次。粗基準(zhǔn)究竟是毛坯表面比較粗糙，重復(fù)定位精度低。,d.粗基準(zhǔn)表面應(yīng)盡可能平整光潔不能有飛邊，澆口，冒口或其它缺陷,以便使定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。 若粗基準(zhǔn)表面有飛邊，澆口，冒口等缺陷，在應(yīng)用前應(yīng)將其去除。,(2) 精基選擇原則：1)出發(fā)點：應(yīng)考慮減少定位誤差，安裝方便準(zhǔn)確。,基準(zhǔn)重合原則：盡可能選用設(shè)計基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合誤差。,2)原則:,如圖，加工中，為了保證尺寸a，應(yīng)如何進(jìn)行定位,如圖，圖b方案：夾具簡單，但孔中心距a難于保證。為保證尺寸a需提高尺寸c的制造精度。圖 (c)方案則

37、相反。,圖b,圖c,基準(zhǔn)統(tǒng)一的好處：a.有利于保證各加工表面的相互位置要求，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的誤差。b.可簡化夾具的設(shè)計與制造，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。典型方案：軸類零中加工采用中心孔和箱體類零中加工采用一面兩孔。,基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各表面，以保證各表面間的位置精度。,注意：基準(zhǔn)統(tǒng)一原則常常會帶來基準(zhǔn)不重合的問題，此時應(yīng)綜合考慮。,自為基準(zhǔn)原則 對于某些精加工或光整加工工序，因為這些工序要求余量小而均勻，以保證表面加工的質(zhì)量并提高生產(chǎn)率，此時應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)。如：,注意：采用自為基準(zhǔn)僅能提高表面質(zhì)量，不能提高形位精度，該加工表面與其它表面之間形位精度則應(yīng)由先行工序

38、保證。,典型的采用自為基準(zhǔn)加工的方法有：珩磨、高速自由鏜等。,便于裝夾的原則,應(yīng)滿足定位準(zhǔn)、穩(wěn)定可靠，夾緊機構(gòu)簡單，操作方便的要求。,互為基準(zhǔn)的原則,指的是：對于某些位置度要求很高的表面，常采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的辦法來達(dá)到位置度要求。,如車床主軸前后支承軸頸與前錐孔有很高的同軸度要求。,措施：接觸面積和分布面積盡可能大。,第七節(jié) 常用定位元件,定位誤差的概念,定位誤差是由于工件在夾具上（或機床上）定位不準(zhǔn)確而引起的加工誤差。當(dāng)定位誤差 一般認(rèn)為定位方式可行。,第八節(jié) 定位誤差分析,第八節(jié) 定位誤差分析,1）由于工件定位表面或夾具定位元件制作不準(zhǔn)確引起的定位誤差，稱為基準(zhǔn)位移誤差，如前圖所示例子

39、。,2）由于工件的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差。,在采用調(diào)整法加工時，工件的定位誤差實質(zhì)上就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量。因此計算定位誤差，首先要找出工序尺寸的工序基準(zhǔn)，然后求其在工序尺寸方向上的最大變動量即可。,用幾何方法計算定位誤差通常要畫出工件的定位簡圖，并在圖中夸張地畫出工件變動的極限位置；然后運用三角幾何知識，求出工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量，即為定位誤差。,1. 用幾何方法計算定位誤差,定位誤差計算,（一）基準(zhǔn)不重合誤差和計算,工序二：加工平面1時，圖紙要求的設(shè)計尺寸為AA，而加工時刀具調(diào)整尺寸C，定位基準(zhǔn)為底面3，設(shè)計基準(zhǔn)與定位基

40、準(zhǔn)不重合。因此，即使不考慮本工序的加工誤差，這種定位方法也將可能使加工尺寸A發(fā)生變化（在工序一留下的誤差 范圍S內(nèi)波動），因而也就產(chǎn)生了定位誤差 。,工序一：加工平面2時，定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，其圖紙的設(shè)計尺寸 與加工時刀具調(diào)整控制尺寸 （對一批工件說，可看作為常量不變）兩者一致，則定位誤差 =0 。,圖中零件，底面3與側(cè)面4已加工好，需加工平面1、2，均用底面及側(cè)面定位。,定位誤差大小計算 （1） 畫出被加工零件定位時的兩個極限尺寸的位置 （2） 從圖形中的幾何關(guān)系，找出零件圖上被加工尺寸方向上之設(shè)計基準(zhǔn)的最大變動量（最大值與最小值之差）。因此，工序二尺寸A的定位誤差 為：,上述的誤差完全

41、是由于定位基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)不重合引起的，可稱這類定位誤差為“基準(zhǔn)不符誤差”。為提高定位精度，設(shè)計夾具時盡量使定位基準(zhǔn)與加工表面之設(shè)計基準(zhǔn)重合。但定位精度雖然提高了，有時使得夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工件安裝不便, 穩(wěn)定性和可靠性變差。生產(chǎn)中只要在滿足工藝的要求前提下，如果能降低工序成本，基準(zhǔn)不重合的定位方案，也允許選用。,當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)的變動方向與加工尺寸方向有一夾角 時，基準(zhǔn)不重合誤差等于定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)間距離尺寸公差在加工尺寸方向上的投影 即 式中 -定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)之間各相關(guān)尺寸的公差mm; - 的方向與加工尺寸方向之間的夾角，（ ）。,上式是基準(zhǔn)不重合誤差 的一般計算式。,（二） 基準(zhǔn)位移誤差和計算

42、,1、工件以平面定位 工件以平面定位時，定位基面的位置可以看成是不變動的，因此基準(zhǔn)位移 誤差為零。即,2、工件以圓孔在圓柱銷、圓柱心軸上定位,圖所示為孔與銷間隙配合的情況，若工件的工序基準(zhǔn)為孔心，試確定其定位誤差。,由于定位副配合間隙的影響，會使工件上圓孔軸線（定位基準(zhǔn)）的位置發(fā)生偏移，其中心偏移量在加工尺寸方向上的投影即基準(zhǔn)位移誤差,定位基準(zhǔn)偏移的方向有兩種可能： （1）在任意方向偏移 （2）只能在某一方向上偏移,在任一方向上偏移,式中 工件定位孔的直徑公差，mm； 圓柱銷或圓柱心軸的直徑公差，mm； 定位所需最小間隙（設(shè)計時確定），mm。,當(dāng)基準(zhǔn)偏移為單方向時,某些情況，工件孔與夾具定位銷

43、保持固定邊接觸，此時孔心在接觸點與銷子中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差的一半。若工件的定位基準(zhǔn)仍為孔心，且工序尺寸方向與接觸點和銷子中心連線方向相同，則其定位誤差為：,如果基準(zhǔn)偏移的方向與工件加工尺寸的方向不一致時，應(yīng)將基準(zhǔn)的偏移量 向加工尺寸方向上投影。 當(dāng)工件用圓柱心軸定位時，定位副的配合間隙還會使工件孔的軸線發(fā)生歪斜， 并影響工件的位置精度，如圖3-63示，工件除了孔距公差，還有平行度公差， = L1/L2 L1_加工面長度 L2定位孔長度,3、工件以外圓柱面在V塊上定位,加工鍵槽時，一般有兩項工序要求： 1）尺寸H； 2）鍵槽對工件外圓中心的對稱度。,標(biāo)注鍵槽設(shè)計尺寸H時，有三種不

44、同的標(biāo)注方法： (a)要求保證上母線到加工面尺寸H1； (b)要求保證下母線到加工面尺寸H2； (c)要求保證上母線到加工面尺寸H3。,若忽略工件的圓度誤差和V形塊角度誤差，可認(rèn)為工件外圓中心在水平方向上的位置變動量為零,已知：工件外圓直徑為d，公差為 ，V形塊兩斜面夾角為 ，求各種標(biāo)準(zhǔn)方式下的定位誤差？,解：,首先：寫出O點（工件基準(zhǔn)點）至加工尺寸方向上某固定點（通常取點A）的距離,再對上式求全微分,用微小增量代替微分，并將尺寸誤差視為微小增量，且考慮到尺寸誤差可正可負(fù)，各項誤差應(yīng)取絕對值，故定位誤差為：,若使用同一夾具進(jìn)行加工，則 0,所以,當(dāng),時，,如工件加工尺寸方向與Z方向同，則,如他

45、們之間有一夾角,，則,第九節(jié) 工藝路線的擬定,工藝路線的擬定是擬定工藝規(guī)程的關(guān)鍵性一步。其實質(zhì)就是選擇合適的加工方法和加工方案。1、方法：在具體工作中，應(yīng)該在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，提出多種方案進(jìn)行分析比較。,視工藝路線對加工質(zhì)量和加工效率的影響。對工人勞動強度的影響。 對設(shè)備投資，車間面積和生產(chǎn)成本的影響。,2、工藝路線優(yōu)越性判斷依據(jù)：,3、擬定工藝路線應(yīng)考慮的問題（五個方面）,1、合理選擇定位基準(zhǔn) 2、加工方法的選擇 3、加工階段的劃分 4、工序的集中與分散 5、加工順序安排,1、合理選擇定位基準(zhǔn) 如前面所述。,2、加工方法的選擇(1)內(nèi)容：根據(jù)每個加工表面的技術(shù)要求，確定其加工方法及分幾次

46、加工。(2)具體應(yīng)考慮的因素各加工方法：經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度與表面加工技術(shù)要求相當(dāng)。最好不低于加工技術(shù)要求，否則要進(jìn)行特別處理，改進(jìn)工藝措施。同時要注意：a、表中數(shù)據(jù)為一般情況下的數(shù)值，在某些條中下會發(fā)生變化。b、在大批大量生產(chǎn)中，為保證高的生產(chǎn)率和高的成品率。常把原用于高光潔度的加工方法用于獲得較差的表面粗糙度。如：連桿孔表面粗糙度要求為Ra為0.8m，采用Ra可達(dá)0.040.32的珩磨加工方法，用以獲得高質(zhì)、高效率。,本廠現(xiàn)有設(shè)備、技術(shù)不應(yīng)一謂追求高精設(shè)備 要充分利用現(xiàn)有設(shè)備,挖掘企業(yè)潛力，發(fā)揮職工的積極性和創(chuàng)造性。,生產(chǎn)類型 反映的是生產(chǎn)率與經(jīng)濟(jì)性關(guān)系。大批高效加工方法。 如：采用拉削取

47、代銑、刨、鏜孔以獲得高效率。又如：農(nóng)用齒輪直接采用鍛造成型，無需切削加工。,材料的性質(zhì)及可以加工性。如：淬火鋼應(yīng)采用磨削加工，而有色金屬磨削困難，一般應(yīng)采用金剛鏜或高速車削來進(jìn)行精加工。,3、加工階段的劃分,（1）按加工性質(zhì)和作用不同，工藝路線可分成如下幾個階段。 粗加工階段主要任務(wù)：切除大部分加工余量。主要問題：如何獲得高的生產(chǎn)率。特點：加工精度低，表面粗糙度大 半精加工階段主要任務(wù)： a.主要表面消除粗加工留下的誤差。達(dá)到一定的精度及精加工余量。為精加工作準(zhǔn)備。 b.完成一些次要表面如鉆孔、銑鍵槽等的加工。, 荒加工毛壞余量特別大，表面極其粗糙。在粗加工前進(jìn)行去皮加工。, 精加工階段 任務(wù)

48、：使各主要表面達(dá)到圖紙要求。, 光整加工階段a.主要任務(wù)：對IT6 以上，Ra0.2的表面進(jìn)行加工。如孔表面的珩磨，外圓面的拋光。 b.注意：光整加工不能糾正幾何形狀和相互位置誤差。,（2）劃分加工階段的理由,粗加工，切削余量大，工藝單位受力，熱變形，粗加工與精加工分開，可實現(xiàn)自然時效。有利于合理使用機床設(shè)備。a.粗加工：功率大，切削效率高。b.精加工：精度高，受力小，有利于延長等精度機床的壽命有利于插入必要的熱處理程序。工藝過程以熱處理工序為界自然地劃分為各階段。如：粗加工之后去應(yīng)力時效；精加工后淬火；精加工后：冰冷處理及低溫回火。及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，及時報廢或修補，避免造成更大浪費。表面精加

49、工安排在最后，可防止或減少損傷。,（3）不劃分加工階段的情況,加工要求不高，工件剛性足夠，毛坯質(zhì)量高，切削余量小時，為減小夾緊力的影響，粗加工后應(yīng)松開，以較小力重新夾緊。再進(jìn)行精加工。有些重型零件中，為減少安裝運輸費用。,4、工序的集中與分散,確定了加工方法和劃分加工階段之后，零件加工的各個工步也就確定了。如何將這些工步組合成工序呢？是將這些工步分散成各個單獨工序，還是將某些工步集中在一個工序中加工？,如：,1）工序集中的特點優(yōu)點： 零件各加工表面的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，各工序內(nèi)容多，工步多。有利于采用高效的專用設(shè)備和工藝裝備，生產(chǎn)效率高。生產(chǎn)面積和操作工人數(shù)減少，工藝路線短?？珊喕?/p>

50、產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作。工件裝夾次數(shù)減少，輔助時間縮短，加工表面間的位置精度易于保證。缺點： 設(shè)備工藝裝備投資大、調(diào)整、維護(hù)復(fù)雜，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大，更換新產(chǎn)品困難，柔性差。,2）工序分散的特點: 工序多，工藝過程長，各工序加工內(nèi)容少，有的情況只有一 個工步。 所使用的設(shè)備和工藝裝備較簡單，易于調(diào)整，掌握。有利于選用合理的切削用量，減少工序基本時間設(shè)備數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，人員多，但不易于適應(yīng)新產(chǎn)品的生產(chǎn)。,工序的集中與分散程度必須根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求、機床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件進(jìn)行綜合分析確定。如：a.單件小批：在通用數(shù)控機床上實現(xiàn)工序集中b.大批大量生產(chǎn)：宜采用專機來實現(xiàn)工序集中c

51、.成批生產(chǎn)：集中為宜，不宜采用昂貴設(shè)備和工藝裝備使工序集中，而是采用多刀多工位進(jìn)行工序集中。,工序集中與分散的選擇,5、加工順序安排,（1）遵循四個原則: a.先粗后精 精度逐步提高；b.先主后次 先行裝配基面和主要工作面的加工，與主要表面 有聯(lián)系的槽、孔等，介于半精加工與精加工之間。 c.基面先行 即首先應(yīng)加工出選作定位基準(zhǔn)的精基準(zhǔn)表面，然后再以精基準(zhǔn)定位加工其它表面。如打中心孔。 d.先面后孔 平面輪廓大、定位穩(wěn)定可靠。 配套加工 當(dāng)部件精度很高時，某些表面精加工應(yīng)安排在部件裝配或總裝過程中進(jìn)行，否則將導(dǎo)致零件精度過高而無法加工。,（2）熱處理工序安排,預(yù)備熱處理： 目的：改善切削性能，消

52、除毛坯內(nèi)應(yīng)力。安排：在加工之前。包括：退火、正火和調(diào)質(zhì)等。應(yīng)用： a.含碳0.5%，退火 降低硬度；b.含碳0.5%，正火 增大硬度，使不粘刀；c.調(diào)質(zhì)，細(xì)化組織,熱處理目的：,改變材料的性能，消除內(nèi)應(yīng)力。,最終熱處理： 目的： 提高材料的強度和硬度。 安排： 在半精和精加工之間，包括：淬火、滲碳、氮化、調(diào)質(zhì)等 。應(yīng)用： 淬火：強度，塑性、鋼性，組織不穩(wěn)定，易變形，淬火后應(yīng)進(jìn)行回火。滲碳：強度變動加大 氮化：氮化前后都應(yīng)進(jìn)行磨削加工， a.前者：使氮化層厚度均勻。 b.后者：降低表面粗糙度Ra。調(diào)質(zhì)：用以獲得強度高，鋼性好的綜合性能要求。,去應(yīng)力處理 目的：消除應(yīng)力，減小變形方法：人工時效、退

53、火、高溫去應(yīng)力等應(yīng)用： a.一般鑄件：在粗加工后進(jìn)行；b.精度要求高的鑄件：在半精加工之后，進(jìn)行第二次c.高精度的絲桿、軸等，在粗車、粗磨、半精磨之后均需進(jìn)行時效處理，為穩(wěn)定尺寸。還需進(jìn)一步進(jìn)行冰冷處理（-70-80攝氏度，12小時）,（3）輔助工序安排：,輔助工序是保證質(zhì)量的重要措施，主要有檢驗工序。包括：中間檢驗、特種檢驗、表面處理。中間檢驗：是主要的輔助工序。和保證質(zhì)量的重要措施。安排在：精加工前；送外廠或外車間加工前、后；花費大或重要工序前后；全部工序結(jié)束后。特種檢驗：如： a. x射線、超聲波探傷。用于內(nèi)部質(zhì)量檢查，在工藝過程開始； b. 熒光檢驗、磁力探傷。用于檢驗表面質(zhì)量，安排在

54、精加工階段。表面處理：去毛刺、到棱邊、清洗、電鍍、發(fā)藍(lán)、涂防銹油。,第十節(jié) 加工余量的確定,1加工余量的定義：在由毛坯變?yōu)槌善返倪^程中，在某加工表面切除的金屬的總厚度，稱為該表面的加工總余量。此外還有 a.工序間加工余量：每一道工序切除的金屬層厚度。,b.單邊余量：象平面的加工余量，它等于實際切除金屬層厚度,c.雙邊余量：為外圓和孔等旋轉(zhuǎn)表面，其加工余量指的是直徑上的，即表面實際切除的金屬層厚度為加工余量的一半。,a.機加工中、工序公差按入體原則 即：.對軸類： 單向負(fù)偏差.對孔類： 單向正偏差,“入體”原則的好處: 保證孔軸尺寸計算中計算公式一致 。,b.孔中心距和毛坯制造偏差取對稱正負(fù)偏差

55、,2一個規(guī)定：工序尺寸公差的取定,3.加工總余量的計算,加工總余量 Z=Z1+Z2+Zn,最大工序余量： Z2max=D1max-D2min =Z2+2最小工序余量： Z2min=D1min-D2max=Z2-1工序余量公差：z2=Z2max-Z2min=1+2,1) 對軸類尺寸：工序中：,Z1為粗加工余量 Z2為精加工余量 Z3為最終加工余量,對孔類尺寸：如圖，工序中：最大工序余量： Z2max=D2max-D1min=Z2+2最小工序余量： Z2min=D2min-D1max=Z2-1工序余量公差： z2=Z2max-Z2min=1+2驗證了用“入體”的好處。,4.加工總余量對工藝過程的影

56、響,加工總余量的大小對制訂工藝過程有一定影響。a.總余量不夠:導(dǎo)致不足以去除零件上有誤差和缺陷部分，達(dá)不到加工要求b.總余量過大：導(dǎo)致加工勞動量增大，材料、工具、電力消耗增大，成本增高。c.加工總余量的數(shù)值與毛坯制造精度有關(guān)；若毛坯精度差，余量分布不均勻，應(yīng)規(guī)定較大的余量。d.加工總余量的大小還與生產(chǎn)類型有關(guān)；批量小 Z0可大些；批量大，Z0 減小。,5.工序余量的確定：,（1）方法：按經(jīng)驗估算或查閱相關(guān)手冊。 注意：查表與當(dāng)前技術(shù)資料為準(zhǔn)，因為隨著技術(shù)的進(jìn)步，這些值有所變化。（2）工序余量對精加工的影響。a.余量過大：精加工工小時過長，甚至破壞加工精度和表面粗糙度。b.余量過?。汗ぜ承┎课?/p>

57、加工不出來。c.余量不均：影響加工精度。上工序的表面粗糙度Ha及缺陷層Sa 如圖工序的尺寸公差a 如圖本工序基本余量必須大于上工序的尺寸公差。否則上一工序的誤差將帶入下一工序。由于毛坯制造、熱處理以及工件存放的時所引起的形狀誤差或位量誤差Pa0。,本工序的安裝誤差,安裝誤差： a.定位誤差 b.夾緊誤差 c.夾具本身誤差 中心遍距e：max-min=2e 上述Pa和 具有方向性，對工序余量的影響表現(xiàn)為向量和。工序間最小余量Zmin。a.對平面：單邊余量：Zb=a+Ha+Ta+( )b.對外圓和孔：雙邊余量：2Zb=a+2(Ha+Ta)+2( )a:工序尺寸公差；Ha:上工序Ra降值；Ta:上工

58、序缺陷層；:形位；:裝配誤差；,c.浮動鏜（自為基準(zhǔn)）,不能糾正孔的偏差和彎曲。2Zb=a+2(Ha+Ta)d.光整加工：去除上工序留下的表面痕跡2Zb=a+2Ha光整加工：僅用于提高表面粗糙度。 2Zb=2Ha,確定加工余量的方法 （1）經(jīng)驗估值法 適用于單件小批生產(chǎn) （2）查表修正法 廣泛使用 （3）分析計算法,第十一節(jié) 工序尺寸和公差的確定,一、工藝尺寸鏈的概念和計算公式,一、尺寸鏈的定義,尺寸鏈就是在零件加工或 機器裝配過程中，由相互 聯(lián)系且按一定順序連接的 封閉尺寸組合。,（1）在加工中形成的尺寸鏈工藝尺寸鏈,（2）在裝配中形成的尺寸鏈裝配尺寸鏈,2、特征,1、尺寸連接起來構(gòu)成封閉形式 2、其中任一尺寸是其余尺寸的函數(shù)。,4、判別方法,在尺寸鏈圖中用首尾相接的單向箭頭 順序表示各尺寸環(huán)，其中與封閉環(huán)箭 頭方向相反者為增環(huán),與封閉環(huán)箭頭方 向相同者為減環(huán)。,二、尺寸鏈的分類,1） 長度尺寸鏈全部環(huán)為長度的尺寸鏈 2） 角度尺寸鏈全部環(huán)為角度的尺寸鏈 3）直線尺寸鏈 全部組成環(huán)平行于封閉 環(huán)的尺寸鏈。 4）平面尺寸鏈 全部組成環(huán)位于一個或 幾個平行平面內(nèi)，但某些組成環(huán)不平行于 封閉環(huán)的尺寸鏈。 5） 空間尺寸鏈組成環(huán)位于幾個不平行 平面內(nèi)的尺寸鏈。,1）工藝尺寸鏈全部組成環(huán)為 同