機械制造工藝學(xué)第四章機械加工工藝規(guī)程設(shè)計-2011

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1、第四章 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計,工藝規(guī)程：把工藝過程和操作方法按一定格式用文件形式固定下來用以指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)文件。 一、工藝規(guī)程的作用 1、工藝規(guī)程是指導(dǎo)車間生產(chǎn)的重要技術(shù)文件。 2、工藝規(guī)程是組織和管理生產(chǎn)的主要依據(jù)。 如生產(chǎn)準備和計劃調(diào)度。在新產(chǎn)品試制中，根據(jù)工藝規(guī)程進行技術(shù)準備和生產(chǎn)準備（刀具、量具、夾具設(shè)計制造和采購）原材料、毛坯、半成品供應(yīng)，外購?fù)鈪f(xié)件采購，人員、成本核算等。 3、是新建和擴建工廠車間的基本技術(shù)文件。 在新建或擴建工廠時，可根據(jù)工藝規(guī)程和生產(chǎn)綱領(lǐng)確定設(shè)備、人員、車間面積和投資總額。,第一節(jié) 概述,工藝規(guī)程的要求： 從本廠生產(chǎn)實際情況出發(fā)，充分利用現(xiàn)有設(shè)備，挖掘企業(yè)潛力，

2、并結(jié)合具體生產(chǎn)條件，采用國外先進技術(shù)，工藝規(guī)程也不是一程不變的。 二、機械加工工藝規(guī)程的格式 工藝規(guī)程以表格形式填寫。雖然國家沒有對工藝規(guī)程表格進行統(tǒng)一的規(guī)定，但基本內(nèi)容是相同的。詳細程度與產(chǎn)品的生產(chǎn)類型有關(guān)。 小批生產(chǎn)：只需填寫簡單的機械加工工藝過程卡 中批生產(chǎn)：采用詳細的機械加工工藝卡 大量生產(chǎn)：各工序要填寫工序卡（調(diào)整卡和檢驗卡）。 數(shù)控工序填數(shù)控加工工序卡,三、工藝規(guī)程的設(shè)計原則、步驟和內(nèi)容 1、設(shè)計原則 1）以保證零件加工質(zhì)量，達到設(shè)計圖紙規(guī)定的各項技術(shù)要求為前提。 2）必須滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)要求，提高勞動生產(chǎn)率。 3）人力和物力損耗少，降低生產(chǎn)成本。 4）減輕工人勞動強度，并有良好的工作

3、環(huán)境，保障安全生產(chǎn)。 5) 積極采用先進技術(shù)和工藝，減少材料和能源消耗，并應(yīng)符合環(huán)保要求。,幾種零件的結(jié)構(gòu)工藝性舉例,幾種零件的結(jié)構(gòu)工藝性舉例,幾種零件的結(jié)構(gòu)工藝性舉例,幾種零件的結(jié)構(gòu)工藝性舉例,幾種零件的結(jié)構(gòu)工藝性舉例,依據(jù)零件在產(chǎn)品中的作用、零件本身的結(jié)構(gòu)特征與外形尺寸、零件材料工藝特性以及生產(chǎn)批量等。 毛坯類型： 鑄件，鍛件、型材、焊接件和沖壓件。 熟悉毛坯特點： 鑄件，要了解其分型面、澆口和冒口的位置、拔模斜度等. 同種毛坯可能有多種制造方法。鑄件有砂型鑄造、離心鑄造、壓力鑄造和精密鑄造；鍛造有自由鍛、模鍛和精密鍛。 選擇毛坯種類和制造方法時，一般希望毛坯的尺寸形狀盡量接近成品，以減少

4、加工余量、提高材料的利用率、縮短加工時間、降低加工成本，但是，毛坯精度越高，會相應(yīng)增加毛坯的制造成本。,3）確定毛坯,選擇毛坯時應(yīng)考慮以下因素： （1）生產(chǎn)批量；批量大，可選擇高精度高生產(chǎn)率的毛坯制造方法，批量小可選擇低成本的毛坯制造方法。 （2）工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小； 復(fù)雜和薄壁零件一般不同用金屬型鑄造，大尺寸零件不能用模鍛、壓鑄和精鑄。外型復(fù)雜的小零件，由于加工困難，可用精密毛坯制造方法，如：壓鑄、熔模鑄造，可省去機械加工。 （3）零件的機械性能； 同種材料，不同毛坯制造方法其機械性能不同。如：金屬型澆注的毛坯比砂型澆注的毛坯強度高；而離心澆注和壓力澆注又高于金屬型。一般強度要求高的零

5、件應(yīng)采用鍛件，但有時也可采用球墨鑄鐵。,第二節(jié)、工藝路線的制訂,工藝過程設(shè)計包括兩個步驟： 零件加工的工藝路線制訂和工序設(shè)計。 1）工藝路線制訂主要是設(shè)計零件從毛坯到成品的整個工藝過程；包括定位基準的確定、表面加工方法的選擇、加工順序的安排和組合工序等。 2）工序設(shè)計主要是設(shè)計各工序的具體內(nèi)容；包括加工余量、工序尺寸的計算、機床、刀具的選擇、工時定額等。 兩者緊密聯(lián)系，設(shè)計工藝路線時，應(yīng)考慮有關(guān)工序設(shè)計的問題；設(shè)計工序時反過來可能又要修改工藝路線。一般應(yīng)多提出幾種方案進行分析比較。,一、定位基準的選擇,正確選擇定位基準對保證零件加工精度、合理安排加工順序有非常重要的作用?；鶞蔬x擇是制訂工藝規(guī)程

6、需要解決的首要問題。 （一）基準的種類 定位基準分為粗基準、精基準和輔助基準。 1、粗基準：在第一道工序中，用未經(jīng)加工的毛坯表面作定位基準，這種表面稱為粗基準。 注意：粗基準一般只允許使用一次。 2、精基準：用已加工的表面作為定位基準稱精基準。 3、輔助基準：當零件沒有合適表面作定位基準時，需要在零件上加工出專門的定位基準，這種基準稱輔助基準。如用作軸類零件定位的頂尖孔，用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸臺等。,（二）粗基準的選擇,選擇粗基準考慮的重點是：如何保證加工表面有足夠的余量，不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。 這兩個方面有時是相互矛盾的，在選擇時首先應(yīng)明確哪一方面是主要

7、的。,1）保證相互位置要求的原則 為保證加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng)選擇不加工表面作為粗基準。 如果工件上有好幾個不加工表面。則應(yīng)以其中與加工表面位置精度要求較高的表面為粗基準。 如果零件上每個表面都要加工則應(yīng)以加工余量最小的表面作為粗基準。,粗基準的選擇原則如下：,2）保證加工表面余量合理分配的原則,如果必須保證某加工表面余量均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準。,3）便于工件裝夾原則 作為粗基準的表面盡可能平整、光潔，且有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。也不允許選用鑄造分型面作粗基準。 4）粗基準一般不得重復(fù)使用的原則 在同一尺寸方向上粗基準只允許使用一次，以后

8、加工都要選已經(jīng)加工過的表面作為精基準。因為粗基準表面粗糙，多次使用同一粗基準會產(chǎn)生較大的定位誤差。,粗基準重復(fù)使用錯誤示例及改進,（三）精基準的選擇 選擇精基準考慮的重點：如何減少定位誤差，提高定位精度，裝夾準確方便。 1）基準重合原則 盡量選用設(shè)計基準作為定位基準?？杀苊庖蚧鶞什恢睾隙鸬幕鶞什恢睾险`差。,在實際生產(chǎn)中，經(jīng)常用的統(tǒng)一基準形式有： 1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準； 2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個較大的平面和兩個距離較遠的銷孔）作統(tǒng)一基準； 3）盤套類零件常使用止口面（端面和孔）作統(tǒng)一基準； 4）套類零件用一長孔和一止推面作統(tǒng)一基準。 采用統(tǒng)一基準原則好處： 1）有利

9、于保證各加工表面之間的位置精度； 2）可以簡化夾具設(shè)計，減少工件搬動和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。 注意：采用統(tǒng)一基準原則常常會帶來基準不重合問題。此時應(yīng)具體分析，根據(jù)實際情況選擇精基準。,2）基準統(tǒng)一原則 盡可能選用統(tǒng)一的定位基準加工各表面，以保證各表面間的位置精度，,3）互為基準原則。 對位置精度要求很高的表面可采用互為基準反復(fù)加工的方法來達到位置要求。如齒面淬火齒輪，要求磨齒面和內(nèi)孔。,4）自為基準的原則。 某些精加工序要求加工余量小而均勻，常以加工表面本身作為定位基準，即。如以磨床導(dǎo)軌本身為基準來找正 ，連桿小孔的金剛鏜。,浮動鏜刀塊 1工件 2鏜刀塊 3鏜桿,5）便于夾緊原則。 選擇的精基準應(yīng)使定位準

10、確，夾緊可靠。因此，應(yīng)選擇具有較大長度和寬度的面作為精基準，以提高定位精度。,外圓研磨示意圖,三、經(jīng)濟加工精度和加工方法選擇,1、經(jīng)濟加工精度 各種加工方法所能達到的加工精度和表面粗糙度都有一定范圍。加工精度越高，所耗費的時間和成本增加。 加工精度用加工誤差來表示,加工精度越高，加工誤差越小。 加工誤差與加工成本成反比關(guān)系。當加工誤差小到一定程度后，加工成本會顯著提高。 如 經(jīng)濟加工精度：是指在正常加工條件下（機床、工工藝裝備，標準技術(shù)等級工人，不延長加工時間），某種加工方法所能獲得的加工精度和表面粗糙度。 隨著制造技術(shù)的發(fā)展，加工精度在不斷提高。,2、加工方法的選擇,根據(jù)加工表面形狀和技術(shù)要

11、求確定加工方法。 無論多么復(fù)雜的零件，都是由若干個簡單的幾何表面（如外園、平面、孔等）組成，根據(jù)表面的加工要求和零件的結(jié)構(gòu)特點可以選用相應(yīng)的加工方法。 對具有一定技術(shù)要求的表面，一般都不是只用一次加就能達到圖紙要求的，精密零件的主要表面，往往要經(jīng)過幾次加工逐步達到精度要求，而達到同一精度要求所采用的加工方法也是多種多樣的。 具體方法: 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點、主要表面的技術(shù)要求(包括從工藝角度提出來的)和工廠的具體條件，首先選擇最終加工方法，然后再逐一選擇前道工序的加工方法，選擇主要表面的加工方法以后，再選擇次要表面的加工方法。,如：直徑50，精度6級、表面粗糙度為0.8外園表面 精磨,前道工序分

12、別為粗車、半精車、粗磨、半精磨. 選擇加工方法時應(yīng)考慮如下因素: 1）加工方法的經(jīng)濟加工精度；同一精度有多種方法獲得,如7級外圓. 2）材料的性質(zhì). 淬火鋼磨削;有色金屬金剛鏜或高速精車（因為磨削加容易堵塞砂輪） 3）工件的形狀和尺寸大?。?4）生產(chǎn)類型，即生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。 5）本廠現(xiàn)有設(shè)備情況，應(yīng)不斷改進現(xiàn)有加工方法，采用新設(shè)備和新技術(shù)，另外還應(yīng)考慮生產(chǎn)負荷的平衡。 最終選擇的加工方案應(yīng)是在保證零件達到圖紙要求方面是穩(wěn)定可靠的、在生產(chǎn)率和加工成本方面是最經(jīng)濟合理的。,三、機床的選擇,選擇原則 機床的加工范圍與零件的尺寸大小相適應(yīng)； 機床的加工精度與零件的精度要求相適應(yīng)； 機床的生產(chǎn)效率與零件

13、的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。 產(chǎn)品變換周期短、生產(chǎn)批量大宜選用數(shù)控機床； 復(fù)雜的曲線曲面加工宜選用數(shù)控機床； 產(chǎn)品基本不變生產(chǎn)批量很大，宜選用專用組合機床。 選擇加工中心時需要考慮企業(yè)經(jīng)濟實力和投資回收期限。 如果本廠沒有合適的設(shè)備，應(yīng)考慮采用外協(xié)加工方式；可以是零件外協(xié)，也可以是工序外協(xié)。,1）粗車-半精車-精車 （應(yīng)用最廣，適于低于8級表面） 2）粗車-半精車-粗磨-精磨 （適于有淬火要求的表面） 3）粗車-半精車-精車-金剛石車 （適于有色金屬） 4）粗車-半精車-粗磨-精磨-研磨、超精加工,三、典型表面加工路線,1、外圓表面的加工路線（4條）,（1）研磨 研磨是一種光整加工和精密加工方法。將研磨

14、劑涂 （干式）或澆注在研具與工件間，工件與研具在一定壓力下作不斷變更方向的相對運動，磨粒在工件表面切除微量的金屬層。研具材料：鑄鐵、銅、鋁等 研磨劑：由磨粒和研磨液（煤油或機油）組成 磨粒：氧化鋁、碳化硅、金剛石和碳化硼等 研磨可獲得很高的尺寸精度和形狀精度。 精度達5級以上，粗糙度Ra0.16um,手工研磨和機械研磨 研磨的工藝特點 1）研磨速度低，塑性變形小，切削熱量小，變形層薄。 2）研磨不但可改善加工表面的表面質(zhì)量，還可以得到很高的尺寸精度和形狀精度，但不能改善加工表面的位置精度。 3）勞動量大，生產(chǎn)效率低。 4）對設(shè)備條件要求不高。 5）既可加工金屬材料也可加工非金屬材料。,（2）超

15、精加工 超精加工是用細粒度的磨條，在一定壓力和切削速度下壓在被加工表面上并作軸向往復(fù)振蕩，從而進行微量切除的光整加工方法。包括三種運動：工件回轉(zhuǎn)、磨條軸向進給和磨條往復(fù)振擺運動。 超精加工用于內(nèi)外園柱面、園錐面和滾動軸承套的溝道，其表面粗糙度可達Ra0.12um。如閥芯與閥體,分為四個階段： 1）強烈切削階段：開始時表面粗糙凸峰處 比壓大，切削作用強磨粒易產(chǎn)生破碎脫落，磨粒切刃鋒利。 2）正常切削階段：粗糙部分磨去后，油石磨粒不易破碎脫落，但仍有切削作用，隨著加工的進行，工件表面逐漸平滑。 3）微弱切削階段：此時磨粒進變鈍，切削作用微弱，切下的微細切屑嵌在油石中起拋光作用。 4）自動停止切削階

16、段：表面磨平后，單位面積上的壓力極低，磨條與工件之間形成油膜，切削作用停止。,超精加工的特點 1）與磨削比，壓力和速度均比較低，表面幾乎不產(chǎn)生變質(zhì)層。 2）稍有修正上道工序幾何形狀誤差和振動波紋的能力，但修正尺寸誤差的能力差。 3）加工效率高，一般零件幾分鐘可完成，太長時間對加工質(zhì)量不會有好處。 4）油石與工件沒有剛性聯(lián)系，故所機床簡單。,（3）砂帶磨削 高速運動的砂帶，對緩慢進給的工件進行磨削加工的方法。磨削效率高，主要用于降低表面粗糙度，具有拋光作用，粗糙度可達Ra0.02 （4）鏡面磨削 用經(jīng)精細修整的砂輪對工件表面進行精密磨削的加工方法。所得的表面粗糙度及小Ra0.01，既可以降低表面

17、粗糙度，也可以提高尺寸精度、形狀和位置精度。 （5）拋光 是利用高速旋轉(zhuǎn)布輪或布盤等軟的研具，涂上拋光膏接觸工件表面，或者工件高速回轉(zhuǎn)用細粒度砂帶或涂有拋光膏的砂帶與工件接觸，磨粒在工件表面上切去粗糙的凸峰，使工件表面獲得光澤。 拋光不能修正工件的尺寸和形狀誤差，只能減小表面粗糙度提高表面質(zhì)量。,孔的典型加工工藝路線,2、孔的加工路線（4條）,1）鉆-粗拉-精拉 多用于大批量生產(chǎn)盤套類零件的圓孔、異形孔和花鍵孔的加工，可達7級精度。 2）鉆-擴-鉸-手鉸 應(yīng)用最廣，多用于中小尺寸孔的加工。擴孔具有糾正位置誤差的能力；鉸孔可提高尺寸、形狀精度降低表面粗糙度，但不能提高位置精度。 3）鉆或粗鏜-半

18、精鏜-精鏜-浮動鏜或金剛鏜 多用于箱體孔的加工；尺寸大的孔的加工；有色金屬孔的精加工用金剛鏜，如連桿的小頭孔。 4）鉆或粗鏜-粗磨-半精磨-精磨-研磨或珩磨 多用于需要淬火且精度要求很高的孔。如連桿的大頭孔加工。,珩磨 是利用安裝在珩磨頭園周上的若干砂條（油石），由膨開機構(gòu)將砂條沿徑向脹開，壓向工件孔壁，同時珩磨頭作回轉(zhuǎn)運動和直線往復(fù)運動，以實現(xiàn)對孔的低速磨削和摩擦拋光。(應(yīng)用實例：氣缸套） 珩磨時應(yīng)使用冷卻潤滑液，以沖去切屑和磨粒碎末，冷卻加工表面，常用煤油加入少量（2030%）錠子油。 為使整個孔壁能得到均勻加工砂條在孔的兩端都要伸出一段越程量，伸出量大小產(chǎn)生腰鼓形誤差，伸出量太大產(chǎn)生喇叭

19、口誤差。,3、平面的加工路線,1）粗銑-半精銑-精銑-高速銑 銑是平面加工的主要方法，銑的生產(chǎn)效率高 2）粗刨-半精刨-精刨-寬刃精刨、刮研 多用于單件小批生產(chǎn)，適于窄長表的加工 3）粗銑（刨）-半精銑（刨）-粗磨-精磨-研磨 如果有淬火要求，淬火在粗磨之前進行 4）粗拉-精拉 主要用于大批量生產(chǎn)中平面的加工，刀具成本高 5）粗車-半精車-精車-金剛石車 主要用于有色金屬零件的平面加工，如果是黑色金屬，精車后可安排精密磨。,（1）刮研 （2）寬刃精刨,四、機械加工順序的安排,1、加工順序安排原則： 1）先加工基準面，再加工其他表面（基準優(yōu)先原則） 首先安排基準面的加工，因為后續(xù)工序要用它作精基

20、準。如：軸類零件先加工端面和中心孔，箱體類零件先加工廠出一個面和兩個孔。 在重要表面加工之前，應(yīng)修整精基準，以保證重要表面的加工精度.如軸淬火后，應(yīng)在精磨之前，研磨中心孔。 在單件小批生產(chǎn)中，對于復(fù)雜鑄件要安排劃線，以便加工精基準時按劃線找正工件。,2）先加工平面，后加工孔（先面后孔原則） 對箱體支架等零件，平面輪廓尺寸大，定位比較穩(wěn)定，因此選平面作精基準，再以平面定位加工孔。 為防止在毛面上鉆孔引起鉆頭引偏，應(yīng)將面加工以后再加工孔。 3）先加工主要表面，后加工次要表面（先主后次原則） 主要表面是指工作表面、裝配表面；次要表面指非工作面。次要表面加工工作量小，次要表面一般放在主要表面的主要加工

21、結(jié)束之后，而在最后精加工之前。如鉆孔、攻絲等。 對于和主要表面有位置要求的表面，如箱體主軸孔端面的螺釘孔，與主軸有位置要求，可安排在主軸孔精加工之后，因為這些次要表面的加工面積小，切削力小，不會影響其它已加工表面的精度。,4）先粗加工后精加工（先粗后精原則） 粗半精精光整，對于精度和表面質(zhì)量要求高的表面，其粗精加工應(yīng)分開，主要表面的精加工放在最后進行，以免損傷主要表面。 對于易出現(xiàn)廢品的工序，應(yīng)安排在前面加工，次要表面可放在后面，以免造成工時損失。 安排加工順序時應(yīng)注意退刀槽、倒角等工作的安排 有的零件為保證質(zhì)量要求最終精加工放在裝配之后進行。如連桿小頭孔銅套的加工。,2、熱處理工序的安排,熱

22、處理工序安排，影響零件的加工質(zhì)量和材料的使用性能。 1）退火與正火（預(yù)備熱處理） 安排在機械加工之前，以降低硬度、均勻組織、細化晶粒，改善切削性能，同時可以消除毛坯制造時的內(nèi)應(yīng)力。 含碳量大于0.5%碳鋼退火 ,降低硬度 含碳量小于0.5%碳鋼正火 ,提高硬度，改善切削性能。 對于鍛造毛坯，一般用正火，消除表面軟硬不均勻，以利于切削。對于鑄造毛坯一般用退火（如鑄鐵，退火可消除白口）。 調(diào)質(zhì)處理能得到組織細密均勻的回火索氏體，有時也作預(yù)備處理.,2）時效處理 時效處理的目的：消除殘余應(yīng)力。 殘余應(yīng)力的存在，會引起工件變形，破壞原先獲得的加工精度。 時效處理包括：人工時效和自然時效。 自然時效：把

23、鑄件或焊接件露天放置幾個月或幾年。 人工時效：把鑄件或焊接件以501000C/h的速度加熱至5005500C保溫一段時間，然后從200500C /h的速度隨爐冷卻。 目前機床鑄件大多采用人工時效代替自然時效，但對于精密機床鑄件來說仍以自然時效為好。,對于尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件，需要粗加工前安排時效處理，在粗加工后精加工前，還要安排一次時效處理，進一步消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，同時消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 而對于一般鑄件，一般只按排一次?？稍诖旨庸ぶ?，也可在粗加工之后進行。通常安排在粗加工之后精加工之前進行，但有時為減少運輸，對精度要求不太高的零件，可安排在機加之前進行。 對于精度要求特別高的鑄件，可

24、在半精加工后，還要安排一次時效處理，如坐標鏜床箱體二次； 6級精密絲桿3次。 對于精密零件（如精密絲桿、軸承、量具等）為消除殘余奧氏體，使尺寸穩(wěn)定不變還采用冷處理，溫度為零下負80度，冷處理又稱定性處理。,3）淬火,淬火用于提高材料的強度和硬度。淬火后，塑性韌性差，內(nèi)應(yīng)力大、易于開裂，組織不穩(wěn)定，所以淬火后必須回火以取得所需要的組織和硬度。淬火一般在半精加工以后，精加工以前（磨削前）。 注意：銑槽、鉆孔、攻絲去毛刺等工序，應(yīng)在淬火之前完成。以防淬硬后無法加工。 4）滲碳與氮化 滲碳：溫度高，9000C，易變形，安排在精加工前。 煤油，不需滲碳的表面用鍍銅或預(yù)留加工余量的方法來保護。 氮化：提高

25、硬度和疲勞性能，溫度低，5000C，變形小，氮化深度0.5 mm，安排在粗磨后精磨前， 氨氣，不需氮化的表面鍍鎳保護。氮化前一般應(yīng)安排調(diào)質(zhì)處理。,注意：當工件需要滲碳處理時，由于工件滲碳變形大，常將滲碳工序放在次要表面加工前進行，在次要表面加工以后再淬硬。 5）表面處理： 目的：提高耐磨性，抗腐蝕能力和導(dǎo)電率等。 常用表面處理方法：金屬鍍層（鉻、鋅、銅），形成氧化膜（發(fā)藍，鎂合金，氧化，鋁合金陽極化），表面處理安排在最后進行。 3、其他工序安排 包括檢驗、去毛刺、退磁、清洗、涂防銹油和特種檢驗等,1）檢驗,檢驗工序一般安排在粗加工之后，重要工序之后，零件從一個車間轉(zhuǎn)另一個車間時（如轉(zhuǎn)熱處理車間

26、），特種性能檢驗（密封性、磁力探傷）之前，全部加工以后。 2）特種檢驗 X射線、超聲波探傷檢查工件材料內(nèi)部質(zhì)量，安排在工藝過程開始。熒光檢驗、磁力探傷主要檢查工件的表面質(zhì)量，通常安排在精加工階段。熒光檢驗也可安排在機加工前檢查毛坯的裂紋。 3）清洗、涂防銹油 一般安排在最后工序。 一般用丙酮、無水乙醇去油污。,五、工序的集中與分散,同一工件，相同的加工內(nèi)容，可以按不同的方式制訂工藝規(guī)程。 根據(jù)工藝規(guī)程加工內(nèi)容和組織形式的不同：分為工序集中與工序分散。 工序集中：使每道工序包含盡可能多的工步而組成一個復(fù)雜的工序。 工序分散：使每道工序包含盡可能少的工步而形成一個較簡單的工序。 最大限度的工序分散

27、就是每個工序欠包括一個工步。,工序集中的特點 1）有利于采用高效的專用設(shè)備和工藝裝備，顯著提高生產(chǎn)率。 2）減少工序數(shù)目、縮短工藝過程，減少了運輸工作量、縮短生產(chǎn)周期。 3）減少了設(shè)備臺數(shù)，從而減少了操作工人、生產(chǎn)面積。 4）減少工件的裝夾次數(shù)、縮短 輔助時間，而且在一次裝夾下加工了多個表面，易于保證表面間位置精度 5）因采用專用設(shè)備和專用工藝裝備，生產(chǎn)準備工作大，機床、設(shè)備調(diào)整、維修費時，對產(chǎn)品更新適應(yīng)性差。,工序分散的特點 1）機床、刀具、夾具等結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，對工人水平要求低。 2）有利于選用最合理的切削用量，減少機動工時。 3）生產(chǎn)準備的工作量小、容易轉(zhuǎn)換產(chǎn)品。 4）設(shè)備數(shù)量多、工

28、人多、生產(chǎn)面積大，工藝路線長。 工序集中與分散各有特點。應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、零件結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求和機床設(shè)備等具體條件來選擇。 單位小批生產(chǎn)按工序集中組織生產(chǎn) 大量批大量生產(chǎn)可按工序人造集中也可按工序分散 成批生產(chǎn)同上，用多刀半自動 根據(jù)目前形勢和今后發(fā)展來看，一般多采用工序集中的原則來組織生產(chǎn)。,六、加工階段的劃分 加工零件各表面時，往往不是一次加工到位，而是將表面的粗精加工分開進行，因此一般需要將加工工藝過程劃分為幾個加工階段。 按加工性質(zhì)和作用的不同、加工階段分為： 1）粗加工階段：切除各表面大部分加工余量，使毛坯的尺寸形狀接近成品，為半精加工提供定位基準?？紤]的主要問題是生產(chǎn)率。 2）半精加工

29、階段：消除粗加工誤差，為精加工作準備，并完成一些次要表面的加工。 3）精加工階段：保證各主要表面達到圖紙規(guī)定的技術(shù)要求。 4）光整加工階段：用于加工精度高粗糙度極小的零件。主要是提高尺寸精度，降低表面粗糙度。但它一般不能提高形狀精度和位置精度。,對于毛坯余量特別大，表面特別粗糙的零件，在粗加工前可以增加去皮加工階段（荒加工階段）。,劃分加工階段的原因 1）粗加工的加工余量大，切削力、切削熱大、功率消耗多需要的夾緊力也大，加工變形大。粗精分開，可逐步修正前道工序的加工誤差，消除內(nèi)應(yīng)力，保證加工質(zhì)量。 2）合理使用加工設(shè)備。 粗加工：功率大、精度低的高效率設(shè)備 精加工：高精度設(shè)備 3）便于安排熱處

30、理工序。如精密主軸,粗加工后時效,半精加工后淬火 4）及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，以便及時處理，避免浪費工時。如氣孔 5）有利于保護精加工表面免受損傷。,加工階段的劃分也不是絕對的。當質(zhì)量要求不高，工件剛性好，毛坯質(zhì)量高，加工余量小時可以不劃分加工階段。對于重型零件，由于安裝運輸費時費工，一般也不劃分加工階段，為減少夾緊變形對加工精度的影響，粗加工后應(yīng)松開夾緊機構(gòu)，再用較小的夾緊力進行精加工。 加工階段是對零件的整個加工過程而言，而不能以某一表面的加工來判斷。,第三節(jié)、加工余量與工序尺寸及公差的確定,一、加工余量的概念 零件的尺寸形狀和位置要求是經(jīng)多道工序達到的，在每道工序中，它們是不相同的。因此需要確

31、定每道工序應(yīng)達到的尺寸，即工序尺寸。 工序尺寸：是指某工序加工時應(yīng)達到的尺寸。 工序尺寸的確定與設(shè)計尺寸和加工余量有關(guān)。 1、加工總余量和工序余量 1）加工余量：是指在加工過程中從被加工面上切除的金屬層厚度。 加工余量分為：工序余量和加工總余量。 工序余量：完成某工序所需切除的金屬層的厚度稱為該工序的工序余量。 加工總余量：工件表面從毛坯到成品切除金屬層的總厚度。它等于各工序余量的總和。,工序余量等于相鄰工序尺寸之差。 Zi=li-1-li 加工余量:分單邊余量和雙邊余量。 對于非對稱表面是單邊余量，它等于實際切除金屬層厚度。對稱表面為雙邊余量，實際切除金屬層厚度，是工序余量的一半。 2Zi=

32、li-1-li,Z0=Z1 +Z2 +Z3+Zi Z1為第一道粗加工工序的加工余量,與毛坯制造精度有關(guān),毛坯精度高則加工余量小，精度低則加工余量大。,由于工序尺寸有公差，故各工序余量的實際大小是變化的。因此余量又分最大工序余量和最小工序余量。 外表面余量計算的基本公式： 工序余量=上工序基本尺寸-本工序基本尺寸 工序最大余量=上工序最大極限尺寸-本工序最小極限尺寸 工序最小余量=上工序最小極限尺寸-本工序最大極限尺寸 內(nèi)表面余量計算(略) 工序余量的公差 TZ=Zmax-Zmin=Tb+Ta,工序尺寸標注 一般按“入體原則”標注極限偏差。 對于外表面(被包容面)：工序尺寸公差帶取上偏差為零，即

33、加工后基本尺寸等于最大極限尺寸。對于內(nèi)表面(包容面)：工序尺寸公差帶取下偏差為零，加工后基本尺寸等于極限尺寸。 孔10+0.2 軸 30-0.14,孔距尺寸：按對稱偏差標注 毛坯尺寸：也常取對稱偏差標注,2、工序余量的影響因素,加工余量的大小對制訂工藝過程有一定影響。余量不夠則不能保證加工質(zhì)量，余量過大不僅增加機械加工的勞動量而且增加材料、電力、工具等的損耗，從而增加制造成本。 加工總余量的數(shù)值一般與毛坯的制造精度有關(guān)，同樣的毛坯制造方法，總余量的大小又與生產(chǎn)類型有關(guān)，批量大總余量就可小一些。 精加工工序要求有一個合適的余量范圍，加工余量過大會使精加工工時過長，甚至不能達到精加工的目的，（因為

34、破壞了精度和表面質(zhì)量）；加工余量過小會使工件的某些部位加工不出來。此外加余量不均勻，會產(chǎn)生復(fù)印誤差影響加工精度，所以精加工時必須保證工序余量的大小和均勻性。,工序余量的影響因素：,）上工序的尺寸公差Ta ：由于上道工序加工后，表面存在尺寸誤差和形狀誤差，為了使加工表面不殘留上工序的這些誤差，本工序的加工余量應(yīng)包括Ta這一項 ）上道工序產(chǎn)生的表面粗糙度Ry 因尺寸測量是在表面粗糙度的高峰上進行，本工序必須把上工序留下的表面粗糙度全部切除，以降低表面粗糙度。 ）上道工序的表面缺陷層a 因為切削加工都在表面上留下一層塑性變形層，這層組織已經(jīng)破壞，必須在本工序中全部切除。 在光整加工階段，上工序的表面

35、粗糙度和表面破壞層是組成加工余量的主要因素。,4）上工序的空間誤差a ：工件上有些形狀和位置誤差不包括在尺寸公差范圍內(nèi)，但這些誤差又須在加工中加以糾正，否則上道工序留下的表面粗糙度和表面破壞層無法切除。如直線度、位置度、同軸度及平行度等，熱處理變形對加工余量也有影響。 5）本工序的安裝誤差b ：如果本工序有安裝誤差（包括定位、夾緊誤差）則在確定加工余量時應(yīng)增加抵消這個誤差余量，否則不能切除上工序的表面粗糙度和表面破壞層。 綜上所述，最小加工余量的計算公式 (單邊余量) Zbmin=a+Ry+T缺a+ | a+ b| 雙邊余量 Zbmin=a/2+Ry+T缺a+ | a+ b|,二、加工余量的確

36、定,三種方法：計算法、查表法、經(jīng)驗法。 、計算法 比較準確，但必需有相關(guān)統(tǒng)計資料。同時根據(jù)具體情況進行簡化計算。 1)對于浮動鏜、拉、浮動鉸，由于不能糾正位置誤差，故最小余量為： Zbmin=Ta/2+ Ry+H缺a 2)對于無心外圓磨，沒有裝夾誤差 Zbmin=a+Ry+T缺a+ | a| 3)對于研磨，珩磨、拋等光整加工，主要切除粗糙度 Zbmin=Ry,、查表法 根據(jù)工藝設(shè)計手冊中的數(shù)據(jù),并結(jié)合實際加工情況進行修正，確定加工余量； 需要指出的是，目前國內(nèi)各種手冊所給的余量多數(shù)為基本余量，基本余量等于最小余量與上一工序尺寸公差之和，即基本余量中包含了上一工序尺寸公差，此點在應(yīng)用時需加以注意

37、。 、經(jīng)驗法 根據(jù)工藝人員的設(shè)計經(jīng)驗確定加工余量，由于主觀上怕了廢品，一般余量比較大，多用于單件小批生產(chǎn)。,三、工序尺寸與公差的確定,計算工序尺寸的步驟 1）確定各工序的加工余量 2）從最終工序開始，根據(jù)加工余量，逐一推導(dǎo)前一工序的工序基本尺寸； 3）除最終工序取設(shè)計尺寸公差外，其余工序按采用的加工方法所對應(yīng)的加工經(jīng)濟精度確定工序尺寸公差； 4）填寫工序尺寸，并按入體原則標注。,例：某軸直徑為45，公差5級，表面粗糙度Ra0.04，并要求高頻淬火，毛坯為鍛件，確定各工序的工序尺寸 加工路線：粗車，半精車，高頻淬火，粗磨、精磨、研磨。 查表（工藝設(shè)計手冊）確定各工序的加工余量 計算工序尺寸并按入

38、體原則標注,在加工過程中，工序尺寸不斷變化，其中一些工序尺寸并不在零件圖上標出，需要在制訂工藝規(guī)程時確定。在確定各工序尺寸時，需要用尺寸鏈原理進行分析。 1、尺寸鏈定義和特征 尺寸鏈：相互聯(lián)系尺寸按一定順序首尾相接形成封閉的尺寸組。 工藝尺寸鏈：由單個零件在工藝過程中的有關(guān)尺寸形成的尺寸鏈。,第四節(jié) 工藝尺寸鏈,特征： 1）封閉性：應(yīng)有一個間接獲得的尺寸和若干直接保證的尺寸。 2）關(guān)聯(lián)性：間接保證尺寸的大小受直接獲得尺寸的精度影響。 2、尺寸鏈組成 尺寸環(huán)：尺寸鏈中的各尺寸稱為尺寸環(huán) 封閉環(huán)：加工或裝配后間接獲得的尺寸環(huán)A0 組成環(huán)：加工或裝配直接獲得的尺寸環(huán)Ai 增環(huán)：在其它組成環(huán)不變時，某

39、組成環(huán)的增大導(dǎo)致封閉環(huán)增大，則該環(huán)為增環(huán)。 用Ai表示 減環(huán)：在其它組成環(huán)不變時，某組成環(huán)的增大導(dǎo)致封閉不減小，則該環(huán)這減環(huán). 用Ai表示,3、尺寸鏈圖的作法： 1）找出間接保證的尺寸定為封閉環(huán)（注意一個尺寸鏈只有一個封閉環(huán)） 2）從封閉環(huán)起,按零件表面間的聯(lián)系,依次畫出直接獲得的尺寸作為組成環(huán)，直至尺寸的終端回到封閉環(huán)的起端,形成一個封閉圖形，注意要使組成環(huán)的環(huán)數(shù)最少。 3）按各尺寸首尾相接的原則，可順著一個方向在各尺寸線的終端畫箭頭，凡是箭頭方向與封閉環(huán)箭頭方向相同的尺寸就是減環(huán)，箭頭方向與封閉環(huán)方向相反的尺寸就是增環(huán)。,一、直線尺寸鏈1、基本計算公式 尺寸鏈的解法：一個是極值法，一種是概

40、率法。,1）極值法解尺寸鏈 （1）封閉環(huán)的基本尺寸 封閉環(huán)的基本尺寸等增環(huán)的基本尺寸之和減去減環(huán)的基本尺寸之和。 （2）封閉環(huán)的極限尺寸 封閉環(huán)的最大極限尺寸等于增環(huán)最大極限尺寸之和減去減環(huán)最小極限尺寸之和。 （3）封閉環(huán)的上下偏差 最大極限尺寸減去基本尺寸為上偏差ES。 最小極限尺寸減去基本尺寸為下偏差EI。,（4）封閉環(huán)的公差 封閉環(huán)的公差等于組成環(huán)的公差之和。 由此可知封閉環(huán)的公差比任何一個組成的公差都要大，為了減少封閉環(huán)的公差就應(yīng)使組成環(huán)的環(huán)數(shù)盡量少，這就是尺寸鏈的最短原則。,封閉環(huán)的上偏差等于增環(huán)上偏差之和減去減環(huán)下偏差之和 封閉環(huán)的下偏差等于增環(huán)下偏差之和減去減環(huán)上偏差之和,2)概

41、率法計算公式,將尺寸鏈中的各尺寸環(huán)改為平均尺寸標注，公差變?yōu)閷ΨQ標注形式。 各組成環(huán)的平均尺寸為： 封閉環(huán)的平均尺寸為：,2、工藝尺寸鏈的計算,計算方法 1）正計算：已知組成環(huán)求封閉環(huán)，用于驗算設(shè)計能否滿足要求 2）反計算：已知封閉環(huán)求組成環(huán)，用于產(chǎn)品設(shè)計。 3）中間計算：已知部組成環(huán)和封閉環(huán)，求其余組成環(huán)?？捎糜谠O(shè)計計算、工藝計算、也可用于驗算 解尺寸鏈時會碰到兩種情況 （1）求出組成環(huán)的公差為零值或負值，即其余組成環(huán)的公差大于封閉環(huán)的公差。 應(yīng)根據(jù)工藝可能性重新決定組成環(huán)的公差，即縮小他們的制造公差，提高加工精度。 （2）根據(jù)封閉環(huán)的公差決定組成環(huán)的公差。,1)按等值原則平均分配封閉環(huán)的公

42、差 2)按等公差等級的原則分配組成環(huán)的公差，即各組成環(huán)的公差根據(jù)其基本尺寸的大小，按比例分配或按公差表中的尺寸分段及某一公差等級規(guī)定組成環(huán)的公差，應(yīng)使組成環(huán)的公差符合下列條件，最后加以適當調(diào)整，此方法較合理。 3)組成環(huán)的公差按具體情況來分配，這與工作經(jīng)驗有關(guān) .,尺寸鏈計算方法的應(yīng)用1）測量基準與設(shè)計基準不重合的尺寸換算,例： 作工藝尺寸鏈簡圖 確定增減環(huán)；A1為增環(huán)，A2為減環(huán)。 因為 A0 = A1 A2 所以 A2=A1-A0=50-10=40 因為 ESA0 = ESA1 EIA2 EIA2 = ESA1 ESA0=0-0=0 因為 EIA0 = EIA1 ESA2 ESA2 = E

43、IA1 EIA0=-0.2+0.4=0.2 故A2=40+0.2 注意：當A2超差時，A0不一定超差。例如：當A2=40.4時為超差品，但如果此時A1=50，A0的實際尺寸為9.6,仍符合要求，這種廢品稱假廢品。出現(xiàn)假廢品時，應(yīng)檢查相關(guān)尺寸。,2）定位基準與設(shè)計基準不重合的尺寸換算 采用調(diào)整法加工一批零件時，如果定位基準與零件的設(shè)計基準不重合，為了經(jīng)濟合理地達到零件的設(shè)計要求, 需要重新規(guī)定或校驗零件上相關(guān)尺寸的上下偏差 。并將計算所得的工序尺寸標注在工序圖上。 例1： 作工藝尺寸鏈簡圖 確定增環(huán)和減環(huán)；A2與A3為增環(huán)，A1為減環(huán)。 因為 A0M = A3M +A2M -A1M 所以 A3M

44、=A0M+A1M-A2M=300.08 因為 TA0=TA1+TA2+TA3 TA3=TA0-TA1-TA2=0.14 A3=300.08 0.07 如果將A0改為100 0.08 需要壓縮A1和A2的公差。,例2，圖示零件，加工過程為：1）鏜孔至尺寸 39.6+0.12）插鍵槽至工序尺寸A 3）熱處理 4）磨內(nèi)孔至 40+0.05，同時保證鍵槽的設(shè)計尺寸43.6+0.34 試計算插鍵槽時的工序尺寸A。,例3 如圖所示零件，內(nèi)孔表面要求滲氮，其滲氮層的深度為0.3至0.5mm，內(nèi)孔表面的加工過程為：1）粗磨內(nèi)孔到 144.76+0.04 2）滲氮，其厚度為 ； 3）精磨內(nèi)孔至 145+0.04

45、 ， 并保證滲氮深度要求。 試確定滲氮層的深度 解： 作尺寸鏈，確定增環(huán)和減環(huán)， 其中滲氮層的厚度為封閉環(huán)， 將其化為對稱標注的形式0.4 0.1 并將其它尺寸化為對稱標注的形式。 =0.520.08 =0.44至0.60,加工余量校核,例4, 圖a所示零件，其加工過程為： 車大外圓，平端面3保證尺寸A1； 車端面1至尺寸80-0.2，車小外圓至49.5+0.3 熱處理 磨端面2，至尺寸30-0.14 試校核端面的加工余量是否足夠。 解 1）作工藝尺寸鏈簡圖 2）確定封閉環(huán)與增減環(huán) 因加工余量是間接得到的故為封閉環(huán)。 80為增環(huán)，49.5，30為減環(huán)。 3）計算工序尺寸 Z=A2-A3-A4=

46、80-30-49.5=0.5 Zmax= A2max-A3min-A4min =80-(30-0.14)-(49.5-0)=0.64,Zmin= A2min-A4max-A3max =(80-0.2)-(30-0)-(49.5+0.3)=0 由于最小余量為0，在磨端面時，有的零件磨不平，為此必須使Zmin加大。由于A2、A4為設(shè)計尺寸，不能改變，只有調(diào)整尺寸A3max，使其減小。 令Zmin=0.1 A3max = A2min-A4max - Zmin =(80-0.2)-(30-0)-0.1=49.7 所以工序尺寸A3應(yīng)修改為 A3=49.5+0.2 注意:A3的基本尺寸不能修改,否則尺寸鏈

47、中的基本尺寸就不封閉了.,3、圖表法解工藝尺寸鏈 (不作要求),二、平面尺寸鏈,平面尺寸鏈：尺寸鏈中的組成環(huán)和封閉環(huán)處于同一平面內(nèi)或平行平面內(nèi)，但其中某些組成環(huán)與封閉環(huán)不平行。 用于在坐標鏜床或數(shù)控鏜銑床加工模具、箱體類零件中的孔時的尺寸鏈計算。,1、平面尺寸鏈計算,需要將中心距換算成坐標尺寸，中心距與中心距在坐標方向上的投影構(gòu)成平面尺寸鏈。中心距間接獲得，為封閉環(huán)。 Lx=Lcosa Ly=Lsina L=Lxcosa+Lysina 封閉環(huán)公差 TL=TLxcosa+TLysina TLx=TLcosa TLy=TLsina,2、平面尺寸鏈計算舉例,如圖所示零件，O1與O2的中心距為100

48、0.1 試計算孔2相對于孔1 的坐標尺寸Lx和 Ly,作尺寸鏈，L為封閉環(huán)，Lx、Ly為組成環(huán)，尺寸鏈為平面尺寸鏈。 Lx=Lcos30=86.6 Ly=Lsin30=50 TL=TLxcosa+Tlysina 設(shè)TLx=Tly 則 TLx=Tly=0.146 故 Lx=86.6 0.073 Ly=50 0.073,第五節(jié) 時間定額和提高勞動生產(chǎn)率的途徑,一、時間定額 1、時間定額概念 時間定額是指在一定條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成某一道工序所需要的時間。 合理的時間定額能促進工人提高技術(shù)水平和熟練程度，調(diào)動工人的生產(chǎn)積極性，提高生產(chǎn)率。 時間定額是安排生產(chǎn)計劃、核算生產(chǎn)成本的重要依據(jù)，也是

49、設(shè)計和擴建工廠計算設(shè)備和人員數(shù)量的重要資料。 2、時間定額的組成 單件時間Tp：在一定生產(chǎn)條件下，生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時間。,1）基本時間 基本時間是直接改變加工對象的尺寸、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。 對于切削加工，基本時間就是切除金屬所消耗的時間。它可根據(jù)切削用量、單邊余量和行程長度計算確定,2）輔助時間 是指在一道工序中為保證完成工藝工作需要做的輔助動作所消耗的時間。如裝卸工件、開機停機，改變切削用量，測量工件尺寸手動進刀退刀等動作。 輔助時間的確定方法隨生產(chǎn)類型的不同而不同，大量生產(chǎn)：將輔助動作分解再分別查表，最后綜合。 成批生產(chǎn)：根據(jù)已有

50、的統(tǒng)計資料確定 單件生產(chǎn)：一般用基本時間的百分比進行估算。 基本時間與輔助時間的總和稱作業(yè)時間，也稱操作時間，是直接用于制造產(chǎn)品所消耗的時間。 3）布置工作地時間 為使加工正常進行，工人照管工作地所消耗的時間。如更換刀具、潤滑機床、清理切屑、修正砂輪、收拾工具。一般按作業(yè)時間的27%估算，用a表示。,4）休息和生理需要時間 工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿足生理需要所消耗的時間，一般按作業(yè)時間的2%估算，用表示。 以上四部分之和即為單件時間 5）準備和終結(jié)時間 成批生產(chǎn)中還需要考慮準備和終結(jié)時間。它是工人為完成一批零件進行準備和終結(jié)工作所消耗的時間. 加工前熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛壞、調(diào)整機床、安裝刀

51、具夾具；加工后拆下和歸還工藝裝備,發(fā)送成品. 準備與終結(jié)時間應(yīng)根據(jù)批量分攤到每個零件上. 在大批大量生產(chǎn)中可以不考慮準備與終結(jié)時間。,3、單件時間和單件工時定額的計算公式,在大批大量生產(chǎn)中，批量很大，故不考慮準備和終結(jié)時間。 t定額=t單件,二、提高勞動生產(chǎn)率的途徑 勞動生產(chǎn)率，是指一個工人在單位時間內(nèi)生產(chǎn)出合格品的數(shù)量。也可用完成單件產(chǎn)品或單個工序所需要的勞動量來衡量。 1、縮短基本時間 （1）提高切削用量 增大切削速度、進給量和切削深度都可縮短基本時間，目前硬質(zhì)合金刀具的切削速度可達300m/min 陶瓷刀具的切削速度達500m/min,聚晶金剛石、和聚晶立方氮化硼切削普通鋼可達900m/

52、min,加工淬火鋼在980度時還具有一定的紅硬性,目前可達60m/s. 高速滾齒機的切削速度可達65-75m/min。磨削的發(fā)展趨勢是采用高速磨削、強力磨削。,（2）采用復(fù)合工步縮短基本時間 1）多刀單件加工,采用上述方法可大大提高切削效率，但是機床的剛度必須加大，電機的驅(qū)動功率也應(yīng)增大，如果在原有機床上加大切削用量，容易引起工藝系統(tǒng)的受力變形產(chǎn)生振動,從而影響加工質(zhì)量。,2）單件多刀與多件多刀加工,將工件串聯(lián)或并裝夾，可縮短切入切出時間，從而縮短基本時間。,2、縮短輔助時間 輔助時間在單件時間中所占的比重較大，約占55-70%，尤其是大幅度提高切削用量以后，基本時間顯著減少，輔助時間所占的比

53、重就更大，因此必須縮短輔助時間 縮短輔助時間有兩種不同途徑：一是直接縮短輔助時間，二是將輔助時間與基本時間重合。 （1）縮短輔助時間 1）采用先進的夾具：大量生產(chǎn)時采用氣動、液壓夾具，成批生產(chǎn)中采用成組夾具、組合夾具，在單件小批生產(chǎn)中采用成組夾具. 2）提高機床的自動化水平：采用數(shù)控機床和加工中心，可有效縮短輔助時間。,（2）使輔助時間與基本時間重合 1）采用可換夾具或可換工作臺。如雙工作臺數(shù)控機床,2）采用轉(zhuǎn)位夾具和轉(zhuǎn)位工作臺。采用多個夾具交遞工作。使輔助時間與基本時間重合,3）用帶反饋裝置的閉環(huán)控制系統(tǒng)控制加工尺寸，縮短測量與機床調(diào)整時間，如光柵、磁尺，編碼器和激光位移傳感器,3、縮短布置

54、工作地時間,1）采用自動排屑裝置 2）采用自動換刀裝置或快速換刀裝置 如用對刀塊或?qū)Φ稑蛹驅(qū)Φ秲x 調(diào)整刀具，縮短對刀時間。 3）使用不重磨刀具 4）用新型刀具材料提高刀具耐用度 4、減少準備終結(jié)時間 1）在中小批量生產(chǎn)中采用成組工藝和成組夾具 2）在數(shù)控加工中，采用離線編程及加工過程仿真技術(shù),5、實施多臺機床看管 一個工人看管幾臺機床，如：滾齒機加工 組織多臺機床看管的必要條件是： 1）如果一個工人看管m臺機床，則任意m-1臺機床的手工操作時間之和應(yīng)小于其余一臺機床的機動時間。 t機動=(m-1)t手動 2）每臺機床都具有自動停車裝置 3）布置機床時，應(yīng)考慮工人往返行程最短。 每個工人所能看

55、管的機床臺數(shù)m=t單/t手,第六節(jié) 工藝方案比較和技術(shù)經(jīng)濟分析,同一零件可以擬定多種加工方案。有些方案生產(chǎn)率高，但設(shè)備、工夾具投資大，另一些方案投資少，但效率低. 為選取給定條件下最為經(jīng)濟的方案必須對不同工藝方案進行技術(shù)經(jīng)濟分析。 經(jīng)濟分析：比較不同工藝方案的生產(chǎn)成本。 經(jīng)濟分析方法：一是對同一加工對象的幾種加工方案進行比較；二是計算一些技術(shù)經(jīng)濟指標，再進行分析。 一、工藝方案的比較 生產(chǎn)成本：制造一個零件或一臺產(chǎn)品所必須的一切費用的總和。 生產(chǎn)成本包括兩類費用： 與工藝過程有關(guān)的費用：工藝成本，占產(chǎn)品成本7075%。 與工藝過程無關(guān)的費用（行政人員工資，運輸費,折舊，照明）,工藝成本包括兩類

56、費用：可變費用與不變費用,可變費用包括：材料費，操作工人的工資，機床電費，通用機床折舊費，修理費，通用夾具等與年產(chǎn)量有關(guān)并與之成正比的費用。用V表示 不變費用包括：調(diào)整工人的工資，專用機床折舊費，修理費，專用刀具夾具等與年產(chǎn)量的變化沒有直接關(guān)系的費用。用C表示. 因為專用機床專用夾具是專為加工某工件所用，不能用來加工其他工件，如果產(chǎn)量不大，負荷不滿它就閉置不用，而設(shè)備的折舊年限是一定的。 設(shè)備磨損包括有形磨損和無形磨損（因科學(xué)技術(shù)進步，設(shè)備價值不斷下降而產(chǎn)生的經(jīng)濟損失）兩部分，因此專用機床、夾具的費用與工件的年產(chǎn)量無直接關(guān)系。,零件成本組成,零件的全年工藝成本Sn為： Sn=NV+C Sn與N

57、成線性正比關(guān)系 單個零件的工藝成本Sd為： Sd=V+Cn/N Sd與N成雙曲線關(guān)系 年產(chǎn)量小時，相當于設(shè)備負荷低，N略有變化，Sd變化較大，因為C/N與V相比在成本中所占比重就較大，因此N大會使成本顯著降低。年產(chǎn)量很大時，即使年產(chǎn)量變化較大，工藝成本變化也不大，因為N很大時會使C/N所占比重減小，此時要采用高效率的生產(chǎn)方案才能獲得高的經(jīng)濟效益。,對不同工藝方案進行經(jīng)濟評比分為兩種情況 1、均采用現(xiàn)有設(shè)備，或基本投資相近的工藝方案，工藝成本即可作為衡量各種方案經(jīng)濟性的依據(jù)。 工藝方案的取舍主要與生產(chǎn)綱領(lǐng)相關(guān)。 產(chǎn)量NNj2宜用專用機床。兩者之間，則宜用數(shù)控機床。,各方案的臨界年產(chǎn)量Nj（圖）計

58、算如下：,2、兩種工藝方案投資額相差較大時，則在考慮工藝成本的同時還要考慮基本投資差額的回收期限。 如果第一方案采用價格較貴的高生產(chǎn)率機床，工藝成本較低，但基本投資大。如果第二方案采用價格較便宜生產(chǎn)率較低的機床，基本投資小，但工藝成本高，這時，單純比較其工藝成本是難以全面評定其經(jīng)濟性的，必須同時考慮不同方案的基本投資差額的回收期限?；厥掌谙奘侵傅谝环桨副鹊诙桨付嗷ǖ耐顿Y需多長時間才能收回的期限。,式中 投資回收期； K基本投資差額； S全年生產(chǎn)費用節(jié)約額。,考慮投資回收期的臨界年產(chǎn)量NCC（圖）：,回收期愈短，經(jīng)濟效益愈好， 一般應(yīng)滿足以下要求: 設(shè)備和工藝裝備的使用年限； 國家計劃安排等因

59、素決定的生產(chǎn)年限； 國家所規(guī)定的標準回收期限 新夾具為23年，新機床46年。,二、技術(shù)經(jīng)濟指標,技術(shù)經(jīng)濟分析主要是對工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟指標進行分析計算，是制訂工藝規(guī)程、尤其是新建擴建工廠時必須進行的工作。 技術(shù)經(jīng)濟指標主要包括: 單位產(chǎn)品所需的勞動量; 單位工人年產(chǎn)量(臺數(shù),重量,產(chǎn)值,利潤); 單位設(shè)備的年產(chǎn)量; 單位生產(chǎn)面積的年產(chǎn)量. 車間方案設(shè)計完成后,應(yīng)與國內(nèi)外同類車間比較,以衡量其設(shè)計水平。,第七節(jié) 數(shù)控加工工序,本節(jié)自學(xué),第八節(jié) 成組技術(shù),一、成組技術(shù)的基本原理 背景：機械產(chǎn)品向多品種小批量方向發(fā)展。傳統(tǒng)生產(chǎn)組織方式的生產(chǎn)效率低，周期長，成本高。 而不同產(chǎn)品所包含的零件類型存在一定

60、的規(guī)律。研究表明，任何一種機械產(chǎn)品的組成零件可分為以下三類 A類：復(fù)雜件或特殊件，占零件總數(shù)的5-10% B類：相似件，軸、套、齒輪、端蓋等，占零件總數(shù)70% C類：簡單件和標準件，占零件總數(shù)的10-20%，已形成專業(yè)化生產(chǎn)。 對于相似件，利用零件的相似特征，將零件分類成族，并按族制訂加工工藝進行生產(chǎn)制造，這就是成組工藝。由于成組工藝擴大了產(chǎn)品批量，故便于采用高效率的加工方法。,二、零件的分類編碼 用數(shù)字來描繪零件的名稱、幾何形狀、工藝特征、尺寸和精度等，使名稱和特征數(shù)字化。代表零件名稱和特征的每一位數(shù)字稱為特征碼。目前編碼系統(tǒng)有很幾十種,三、成組工藝 1、零件分類成組的方法 1）視檢法：由有

61、經(jīng)驗的人員通過對零件圖仔細閱讀和判斷，把具有某些特征屬性的一些零件歸結(jié)為一類。 2）生產(chǎn)流程分析法（PFA）： 以零件生產(chǎn)流程為依據(jù)，通過對零件生產(chǎn)流程的分析，可以把工藝過程相近的，即使用同一組機床進行加工的零件歸為一類。 3）編碼分類法：首先選擇或制定分類編碼系統(tǒng)，將分類的諸零件進行編碼。根據(jù)零件代碼進行分類。,2、成組工藝的設(shè)計方法樣件法 利用一種復(fù)合零件來設(shè)計成組工藝的方法，復(fù)合零件可以是零件組中實際存在的某個具體零件，也可以是一個實際上并不存在的而人為虛擬的一個假想零件。此零件必須擁有同組全部待加工的表面要素。按復(fù)合零件設(shè)計的成組工藝，能加工零件組內(nèi)的所有零件。,一個零件組及其復(fù)合零件

62、,按上述復(fù)合零件設(shè)計所得的成組工藝，以及組內(nèi)各零件的具體工藝。,傳統(tǒng)工藝過程設(shè)計存在的問題,從根本上解決人工設(shè)計效率低，周期長，成本高的問題 可以提高工藝過程設(shè)計的質(zhì)量，并有利于實現(xiàn)工藝過程設(shè)計的優(yōu)化和標準化 可以使工藝設(shè)計人員從煩瑣重復(fù)的工作中解放出來，集中精力去提高產(chǎn)品質(zhì)量和工藝水平 CAPP 是連接 CAD 和 CAM 系統(tǒng)的橋梁，是發(fā)展計算機集成制造的不可缺少的關(guān)鍵技術(shù),CAPP意義,設(shè)計效率低，周期長，成本高 不必要的花色繁多，不利于管理 設(shè)計質(zhì)量參差不齊，難于實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計 工藝人員短缺和老化是全球機械制造業(yè)面臨的共同問題,第九節(jié) 計算機輔助工藝過程設(shè)計,1、派生式CAPP系統(tǒng):在C

63、APP系統(tǒng)中存入各類零件的標準工藝過程方案,零件的工藝過程編制是調(diào)用相應(yīng)的標準工藝過程方案，進入人工編輯完成。 2、創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)：不存入任何工藝過程方案，而是存入各種工藝決策所需要的決策邏輯。當系統(tǒng)為零件編制工藝過程時，模仿人的手工編制過程，利用決策邏輯，作出工藝決策，自動生成零件的工藝過程方案。 3、綜合式CAPP系統(tǒng)：是派生式與創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)兩種工藝決策方式的綜合運用。,4.9 計算機輔助工藝過程設(shè)計,4.9 計算機輔助工藝過程設(shè)計,派生式 ( 變異式 ) CAPP系統(tǒng) (Variant CAPP System),以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)零件編碼查找所屬零件組，調(diào)出零件組的標準工藝

64、，進行適當?shù)木庉嫽蛐薷?，生成所需的工藝?guī)程。,查 找 零件組,輸入表頭信息,工藝規(guī)程格式,CAM-I 推出的派生式 CAPP 系統(tǒng)框圖,工藝路線 檢索/編輯,標準工序 檢索/編輯,4.9 計算機輔助工藝過程設(shè)計,派生式 CAPP 系統(tǒng)工作的兩個階段,b）使用階段, 派生式 CAPP 系統(tǒng)工作的兩個階段,4.9 計算機輔助工藝過程設(shè)計, 派生式 CAPP 系統(tǒng)特點： 1）程序簡單，易于實現(xiàn)。多用于回轉(zhuǎn)體類零件CAPP系統(tǒng)。 2）需人工參與決策，自動化程度不高。 3）具有濃厚的企業(yè)色彩，局限性較大。,4.9 計算機輔助工藝過程設(shè)計, 例：普渡大學(xué)APPAS（Automated Process Planning and Selection）系統(tǒng)是一個實驗性系統(tǒng)，適用于非回轉(zhuǎn)類零件表面加工方法的生成,數(shù)組各元素含義： 表面編號； 表面類型（如：1圓孔，2平面，3槽）； 類型號碼（取決于類型，如孔：1圓孔，2錐孔，3螺孔）； 材料類型（如：1鑄鐵，2球鐵，3鋼）； 材料硬度 , 零件加工表面信息輸入,4.9 計算機輔助工藝過程設(shè)計, 邏輯關(guān)系的建立,4.9 計算機輔助工藝過程設(shè)計, 創(chuàng)成式CAP