項目42工藝規(guī)程的制定

1、工藝規(guī)程的制定,教師：孫敏,開封大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,,§4 擬定工藝規(guī)程的幾個主要問題①定位基準(zhǔn)選擇②工藝路線擬定③加工余量的確定§5加工工藝過程的生產(chǎn)率,§3.4 擬定工藝規(guī)程的幾個主要問題,一、基準(zhǔn)的選擇,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)：就是零件專用來確定其他點、線、面所依據(jù)的那些點、線、面。,(2

2、)定位基準(zhǔn)對工藝規(guī)程的影響?！≈苯佑绊懀?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）；,①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?；鶞?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:,定位基準(zhǔn)測量基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)工序基準(zhǔn),圖a 的

3、C面及內(nèi)孔軸線，圖b的 N面及M面為設(shè)計基準(zhǔn),定位基準(zhǔn)：在加工時使工件在機(jī)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(jī)器上位置的表面。,②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。,工序基準(zhǔn)：在工序圖上，用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、位置的基準(zhǔn)稱為工序基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)可以采用工件上的實際點

4、、線、面，也可以是工件表面的幾何中心、對稱面或?qū)ΨQ線等。圖a 的B面，圖b的A面，圖c的 B面C面,定位基準(zhǔn)：工件在機(jī)床或夾具中進(jìn)行加工時，用于定位的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。,測量基準(zhǔn)：在測量時所用的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。,裝配基準(zhǔn)：機(jī)器裝配時，用來確定零件或部件在產(chǎn)品中相對位置所采用的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。,,各種基準(zhǔn),①作為基準(zhǔn)的點、線、面在工件上不一定存在?！∪缰行木€、槽的對稱平面、平面的交線等?！〉暨x作為定位基準(zhǔn)，則必須由某些具體

5、表面來體現(xiàn)（即基面）?！∪巛S的中心孔，體現(xiàn)的定位基準(zhǔn)是中心線。,②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,粗基準(zhǔn)：選用毛坯表面來定位的基準(zhǔn)。　　　　?。ㄔ诘谝坏拦ば蛑兄荒苓x用毛坯表面來定位）　　精基準(zhǔn)：采用已加工過的表面來定位的基準(zhǔn)?！　　　　。ㄔ诘谝坏焦ば蛑蟮母鞴ば蛑校?2.定位基準(zhǔn)及其選擇,設(shè)計基準(zhǔn)在零件的工程圖中已經(jīng)標(biāo)出，加工中是否就是以設(shè)計基準(zhǔn)

6、作為定位基準(zhǔn)呢？,回答是否定的。,定位基準(zhǔn)有粗、精、輔助基準(zhǔn)之分。,輔助基準(zhǔn)：(有時回遇到這種情況)，工件上沒有能作為定位基準(zhǔn)用的恰當(dāng)表面，而在工件上專門設(shè)置或加工出定位表面。常用的有工藝孔和工藝塔子。,輔助基準(zhǔn)在零件上不起作用，純粹是為了工藝上的需要。加工完畢后，若有需要（如有礙外觀等）可予以去除。,粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)所起作用不同，兩者的選擇原則也不一樣。,粗基準(zhǔn)選擇,1. 選擇與加工面有位置要求的不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若有幾個不加工表面

7、，選其中與加工表面位置精度要求高的一個，以保證兩者的位置精度。,重點考慮：加工表面與不加工表面的 相對位置精度；各加工表面有足夠的余量,2. 合理分配加工余量①選擇重要表面為粗基準(zhǔn)，為保證某重要表面余量均勻。,2.合理分配加工余量②選擇余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，若每個表面都加工，以保證各表面都有足夠的余量。,3. 粗基準(zhǔn)應(yīng)平整、光滑，無澆冒口、飛邊等，定位、夾緊可靠。,4. 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。在同一尺寸方向上，粗基準(zhǔn)通常只允

8、許使用一次，以免產(chǎn)生較大的定位誤差。,選外圓1為粗基如圖。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)，準(zhǔn)，以達(dá)到壁厚均勻，外形對稱等要求。,又如圖加工下面，若△A>△B，應(yīng)選B面，否則選A面。,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

9、析：毛坯：單邊29，零件：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。,選擇主要表面導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，保證導(dǎo)軌面加工余量小而均勻,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。,套零件應(yīng)選擇平整光潔的表面為粗基準(zhǔn)，從毛坯制造看，外圓應(yīng)好于內(nèi)孔。,階梯軸的加工，不能用Ｂ面重復(fù)定位加工Ａ、Ｃ面,選擇主要表面導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)保證導(dǎo)軌面加工余量小而均勻,(2) 精基選擇原則：　

10、1)出發(fā)點：應(yīng)考慮減少定位誤差，安裝方便準(zhǔn)確。,①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:,如圖齒輪以A、B面定位加工其它表面外圓齒面右端面，即為基準(zhǔn)重合原則,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?！　.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。,②基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,盡可能選用統(tǒng)一的定位

11、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。,加工中多次用內(nèi)孔和端面定位加工其它表面，采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,③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)由先行工序保證。,

12、典型的采用自為基準(zhǔn)加工的方法有：珩磨、高速自由鏜等。,床身導(dǎo)軌面自為基準(zhǔn),無心外圓磨床工作原理1—砂輪 2—托板 3—導(dǎo)輪 4—工件 5—擋塊,以加工表面本身為精基準(zhǔn),④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。,以齒形表面定位磨內(nèi)孔，然后再以內(nèi)孔定位加工齒面是互為基準(zhǔn)，套類零件常用互為基準(zhǔn)原則。3次反復(fù)磨削端面C20

13、6平行度2.5微米以下?；钊只鶞?zhǔn)外圓、上端面定位加工內(nèi)孔、下端面，然后互為基準(zhǔn)加工,二、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?！?、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。,①視工藝路線對加工質(zhì)量和加工效率的影響。?、趯と藙趧訌?qiáng)度的影響。 ?、蹖υO(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

14、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加工。粗車粗銑粗鉆可達(dá)IT11，加工一次提高一級，磨削一次可提高3 級 (2)具體應(yīng)考慮的因素　?、俑骷庸し椒ǎ航?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

15、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?！　、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?！　　∪纾哼B桿孔表面粗糙度要求為Ra為0.8μm，采用Ra可達(dá)0.04～0.32的珩磨加工方法，用以獲得高質(zhì)、高效率。,④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

16、和創(chuàng)造性。,③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。,②材料的性質(zhì)及可以加工性?！　　∪纾捍慊痄搼?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。① 粗加工階段　主要任務(wù)：切除大部分加工余

17、量。　主要問題：如何獲得高的生產(chǎn)率?！√攸c：加工精度低，表面粗糙度大② 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。,⑤ 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。,③ 精加工階段 任務(wù)：使各主要表面達(dá)到圖紙要求。,④ 光整加工階段　　a.主要任務(wù)：對IT

18、6 以上，Ra<0.2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,①有利于保證加工質(zhì)量（保量） 粗加工、半精加、精加工逐步提高精度，實現(xiàn)需要的精度。②有利于合理使用機(jī)床設(shè)備（保量 ）。　　a.粗加工：功率大，切削效率高?！　.精加工：精度高，受力小，有利于延長等精度機(jī)床的壽命③有利于插入必要的熱處理程序（保物理性能）。

19、　　工藝過程以熱處理工序為界自然地劃分為各階段?！　∪纾捍旨庸ぶ蟆?yīng)力時效；精加工后→淬火；精加工后：冰冷處理及低溫回火。④及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，及時報廢或修補(bǔ)，避免造成更大浪費。⑤表面精加工安排在最后，可防止或減少損傷。,（3）不劃分加工階段的情況,①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。②有些重型零件中，為減少安裝運輸費用。,4、工序的集中與

20、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： ①零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?！　、谟欣诓捎酶咝У膶Ｓ迷O(shè)備和工藝裝備，生產(chǎn)效率高?！　、凵a(chǎn)面積和操作工人數(shù)減少，工藝路線短。　?、芸珊喕a(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作?！　、莨ぜb

21、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: ①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。 　?、谒褂玫脑O(shè)備和工藝裝備較簡單，易于調(diào)整，掌握?！　、塾欣谶x用合理的切削用量，減少工序基本時間　?、茉O(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

22、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(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件進(jìn)行綜合分析確定?！　∪纾篴.單件小批：在通用數(shù)控機(jī)床上實現(xiàn)工序集中　　　　b.大批大量生產(chǎn)：宜采用專機(jī)來實現(xiàn)工序集中　　　　c.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,分散成本價格無競爭力；集中對市場無應(yīng)變能力；怎樣決策當(dāng)好總工？,一個企業(yè)集中和分散并存,5、機(jī)械加工順序安排,（1）遵循四個

23、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。

24、,（2）熱處理工序安排,①預(yù)備熱處理： 目的：改善切削性能，消除毛坯內(nèi)應(yīng)力?！　“才牛涸诩庸ぶ?。包括：退火、正火和調(diào)質(zhì)等?！　?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。,②最終熱處理：目的： 提高材料的強(qiáng)度和硬度。安排： 在半精和精加工之間，包括：淬火、滲碳、氮化、

25、調(diào)質(zhì)等 。應(yīng)用： 淬火：強(qiáng)度↑，塑性↓，組織不穩(wěn)定，易變形，淬火后應(yīng)進(jìn)行回火。淬火在磨之前　　滲碳：強(qiáng)度變動加大 。碳淬火在磨之前　　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?！　≌{(diào)質(zhì)：用以獲得強(qiáng)度高，鋼性好的綜合性能要求。,③去應(yīng)力處理目的：消除應(yīng)力，減小變形方法：人工時效、退火、高溫去應(yīng)力等應(yīng)用

26、： 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，1～2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?！“ǎ褐虚g檢驗、特種檢驗、表面處理。①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

27、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。②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，安排在精加工階段。③表面處理：去毛刺、到棱邊、清洗、電鍍、發(fā)藍(lán)、涂防銹油。,三、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

28、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：為外園和孔等旋轉(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(jī)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:,b.毛坯制造偏差取對稱正負(fù)偏差,2．一個規(guī)定：工序尺寸公差的取定,毛坯制造偏差取對稱標(biāo)注好處:,防止廢品出現(xiàn),使加工余量均勻,

29、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+δ2最小工序余量： Z2min=D1min-D2max=Z2-δ1工序余量公差：δz2=Z2max-Z2min=δ1+δ2,1) 對軸類尺寸：工序中：,1、上工序的表面粗糙度和表面缺陷層（圖1）,3、上工序各表面間相互位置的空間偏差（圖3）,2、上工序的尺寸公差（圖2）,2. 影響加工余量的因素,4、本工序安裝

30、誤差（圖4),圖1 加工表面的粗糙度與缺陷層 1－缺陷層；2－正常組織,圖2 上工序留下的尺寸公差（形狀誤差）,圖3 軸的彎曲對加工余量的影響,圖4 本工序安裝誤差三爪卡盤上的裝夾誤差,,計算公式：單邊余量Ｚb=Ta+Ra+Da+︳ρa(bǔ)+εb︳,計算公式：雙邊余量2Ｚb=Ta+2(Ra+Da)+2︳ρa(bǔ)+εb︳,上工序公差 上工序粗糙度 上工序變質(zhì)層,上工序形位誤差 本工序裝夾誤差,,,,,,

31、鉸孔,精鏜孔,半精鏜孔,粗鏜孔,毛坯孔,0.1,0.5,2.4,5,H7（ ）,工序尺寸及公差的計算,H8（ ）,H10（ ）,H13（ ）,Ra0.8,Ra1.25,Ra2.5,Ra16,100,100-0.1=99.9,99.9-0.5=99.4,99.4-2.4=97.0,97-5=92.0,第五節(jié) 加工工藝過程的生產(chǎn)率,（一） 時間定額,單件時間,一、生產(chǎn)率分析,T單=t

32、基+t輔+t服+t休,基本時間是指直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、相對位置、表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過程所消耗的時間。,輔助時間是指為實現(xiàn)工藝過程所必須進(jìn)行的各種輔助動作所消耗的時間。如裝卸工件。操作機(jī)床、改變切削用量、試切和測量工件、引進(jìn)及退回刀具等動作所需時間都是輔助時間。,布置工作地時間是為使加工正常進(jìn)行，工人照管工作地（如換刀、潤滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等)所消耗的時間。一般按作業(yè)時間的2％～7％估算。,休息和生理需要時間是指工

33、人在工作班內(nèi)恢復(fù)體力和滿足生理上的需要所消耗的時間。一般按作業(yè)時間的2％估算。,在成批生產(chǎn)中,大批大量生產(chǎn)時，每個工作地始終完成某一固定工序，tZ/N ≈0，故不考慮準(zhǔn)備終結(jié)時間，即,th＝ td,（二）提高機(jī)械加工生產(chǎn)率的工藝措施,1. 縮短基本時間,2. 縮減輔助時間、工作地點服務(wù)時間、準(zhǔn)備終結(jié)時間,3.實行多臺機(jī)床看管,4.新工藝、特種工藝,5.應(yīng)用成組技術(shù),(1) 提高切削用量，但受到刀具壽命和機(jī)床剛度的制約。(2) 縮短工