c8機械加工工藝規(guī)程設計.ppt

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C8 機械加工工藝規(guī)程設計 基本內(nèi)容 1 機械加工工藝過程2 機械加工工藝規(guī)程3 工藝規(guī)程的設計4 工序尺寸的確定5 工藝規(guī)程的技術經(jīng)濟分析 8 1工藝規(guī)程設計概述一 機械加工工藝過程1 生產(chǎn)過程 工藝過程 機械加工工藝過程 廣義上 生產(chǎn)過程包括 新產(chǎn)品構(gòu)思與實驗產(chǎn)品設計產(chǎn)品制造產(chǎn)品銷售和售后服務 狹義上 生產(chǎn)過程即產(chǎn)品的制造過程是形成最終儀器的主要工作 目的是獲得具有一定幾何特性和物理 化學性能的產(chǎn)品 生產(chǎn)過程 機械產(chǎn)品制造時 將原材料或半成品轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返母饔嘘P勞動過程的總和 生產(chǎn)技術準備過程毛坯的制造過程零件的各種加工過程產(chǎn)品的裝配過程各種生產(chǎn)服務活動 工藝過程 在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中 那些與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P的過程 如毛坯制造 機械加工 熱處理和裝配等過程 機械加工工藝過程 采用機械加工的方法 直接改變毛坯的形狀 尺寸和表面質(zhì)量 使之成為產(chǎn)品的過程 2 機械加工工藝過程的組成加工工藝過程 是指在加工車間直接改變生產(chǎn)對象的形狀 尺寸 相對位置及其物理 化學性質(zhì)等 使其成為成品的過程 加工工藝過程由一系列工序組成 每個工序又分為若干個安裝 工位 工步 進給及動作 1 工序在一個工作地連續(xù)完成工序是工藝過程的基本單元 2 安裝每裝夾一次3 工位每一個位置上4 工步加工表面 切削刀具和切削用量不變5 進給每一次切削6 動作行動單元 工藝過程 1 在中心孔鉆床上大兩端中心孔2 粗車A B C各段及各臺階面3 在另一車床上精車A B C各段及各臺階面4 銑H J兩槽5 磨外圓6 去毛刺 工序車外圓 端面并加工孔 二 機械加工工藝規(guī)程1 工藝規(guī)程 實際生產(chǎn)中 一個零件從毛坯加工到成品所采取的工藝過程 用一定的文件形式規(guī)定下來 2 機械加工工藝規(guī)程包括的內(nèi)容 零件加工的工藝路線各工序具體的加工內(nèi)容 切削用量 工時定額以及所采用的設備和工藝裝備等 3 機械加工工藝規(guī)程的作用是指導生產(chǎn)的依據(jù) 是組織生產(chǎn) 做好生產(chǎn)技術準備的主要技術文件 是生產(chǎn)車間及全企業(yè)生產(chǎn)的法規(guī) 要嚴格執(zhí)行 三 機械加工工藝規(guī)程的格式 1 機械加工工藝過程卡片主要列出零件加工過程所經(jīng)過的工藝路線 用于單件小批量生產(chǎn) 供生產(chǎn)管理和調(diào)度使用 2 機械加工工藝卡片以工序為單位詳細說明整個工藝過程的工藝文件 用于大批量生產(chǎn) 3 機械加工工序卡片用來具體指導工人進行操作的一種工藝文件 用于大批量生產(chǎn) 四 機械加工工藝規(guī)程的設計原則工藝規(guī)程應滿足生產(chǎn)綱領的要求 要與生產(chǎn)類型相適應 工藝規(guī)程應保證零件的加工質(zhì)量 達到圖樣上所提出的各項技術要求 在保證加工質(zhì)量的基礎上 應使工藝過程具有較高的生產(chǎn)效率和較好的經(jīng)濟性 工藝規(guī)程要盡量減輕工人的勞動強度 保證安全生產(chǎn) 創(chuàng)造良好的文明勞動條件 積極采用先進技術和工藝 減少材料和能源消耗 并應符合環(huán)保要求 五 機械加工工藝規(guī)程的設計步驟工藝規(guī)程設計 是把產(chǎn)品的設計信息轉(zhuǎn)化為制造信息的過程設計 1 閱讀裝配圖和零件圖了解產(chǎn)品的用途 性能和工作條件 熟悉零件在產(chǎn)品中的地位和作用 明確零件的主要技術要求 2 工藝審查審查圖紙上的尺寸 視圖和技術要求是否完整 正確 統(tǒng)一 分析主要技術要求是否合理 適當 審查零件結(jié)構(gòu)工藝性 3 熟悉或確定毛坯確定毛坯的依據(jù)是零件在產(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零件生產(chǎn)批量等 常用的毛坯種類有鑄件 鍛件 焊接件 沖壓件 型材等 其特點及應用見表5 4 4 選擇定位基準5 擬定加工路線6 確定滿足各工序要求的工藝裝備 包括機床 夾具 刀具 量具 輔具等 工藝裝備的選擇在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質(zhì)量的前提下 應與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應 并應充分利用現(xiàn)有條件 以降低生產(chǎn)準備費用 對必須改裝或重新設計的專用或成組工藝裝備 應在進行經(jīng)濟性分析和論證的基礎上提出設計任務書 確定各工序加工余量 計算工序尺寸和公差確定切削用量確定時間定額編制數(shù)控加工程序 對數(shù)控加工 評價工藝路線對所制定的工藝方案應進行技術經(jīng)濟分析 并應對多種工藝方案進行比較 或采用優(yōu)化方法 以確定出最優(yōu)工藝方案 12 填寫或打印工藝文件 問題 什么是最佳的工藝規(guī)程 不一定是加工精度最高的 也不一定是生產(chǎn)效率最高的 是能夠符合技術要求和相應生產(chǎn)效率的最經(jīng)濟的工藝過程 六 生產(chǎn)的組織形式1 制造活動的定義生產(chǎn) 是將各種生產(chǎn)要素的輸入轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品輸出的過程 生產(chǎn)要素包括 生產(chǎn)對象生產(chǎn)勞動生產(chǎn)資料生產(chǎn)信息 2 生產(chǎn)的組織方式制造過程包括 零件 部件 整機的制造和裝配過程 模式1 生產(chǎn)全部零部件 組裝產(chǎn)品 模式2 生產(chǎn)部分零部件 模式3 社會采購 組裝產(chǎn)品 七 產(chǎn)品的開發(fā)過程1 必要性產(chǎn)品壽命周期 介紹期成長期成熟期衰退期新的市場需求 科學進步企業(yè)競爭力 市場經(jīng)濟 追求利潤不斷改進產(chǎn)品 技術革新 儲備新產(chǎn)品 2 產(chǎn)品開發(fā)的內(nèi)容新產(chǎn)品分為 原創(chuàng)性產(chǎn)品更新?lián)Q代產(chǎn)品性能改進產(chǎn)品移植產(chǎn)品儀器開發(fā)就是要了解最新科技成果 應用到本行業(yè)中去 了解本行業(yè)儀器的現(xiàn)狀 完善存在的問題 產(chǎn)品開發(fā)的途經(jīng) 獨立開發(fā) 合作開發(fā) 技術引進 8 2機械加工工藝規(guī)程設計一 定位基準的選擇 1 基準及分類基準 是確定零部件上各要素之間幾何關系所依據(jù)的那些點 線 面 是計算和測量的起點 1 設計基準2 工藝基準工序基準定位基準裝配基準3 測量基準 上述各種基準應盡可能使之重合 在設計機器零件時 應盡量選用裝配基準作為設計基準 在編制零件的加工工藝規(guī)程時 應盡量選用設計基準作為工序基準 在加工及測量工作時 應盡量選用工序基準作為定位基準及測量基準 以消除由于基準不重合引起的誤差 定位基準的選擇是影響工藝路線制定和夾具結(jié)構(gòu)設計的主要因素 它直接影響工件的加工精度 生產(chǎn)效率和加工成本 定位基準分為 粗定位基準 精定位基準和輔助定位基準 粗定位基準 以未加工過的表面為定位面的基準精定位基準 以已加工過的表面為定位面的基準輔助定位基準 為了便于零件的加工而設置的基準 選擇定位基準主要是為了保證零件加工表面之間以及加工表面與未加工表面之間的相互位置精度 因此 定位基準是有相互位置精度要求的加工表面 2 定位的基準選擇1 粗基準的選擇 便于工件裝夾原則 要求選用的粗基準面盡可能平整 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 也不宜選用鑄造分型面作粗基準 粗基準一般不得重復使用原則 粗基準通常只允許使用一次 這是因為粗基準一般都很粗糙 重復使用同一粗基準所加工的兩組表面之間的位置誤差會相當大 所以 粗基準一般不得重復使用 余量均勻分配原則 如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時 應選擇該表面的毛坯面作為粗基準 在床身零件中 導軌面是最重要的表面 它不僅精度要求高 而且要求導軌面具有均勻的金相組織和較高的耐磨性 由于在鑄造床身時 導軌面是倒扣在砂箱的最底部澆鑄成型的 導軌面材料質(zhì)地致密 砂眼 氣孔相對較少 因此要求在加工床身時 導軌面的實際切除量要盡可能地小而均勻 故應選導軌面作粗基準加工床身底面 然后再以加工過的床身底面作精基準加工導軌面 這樣做可以保證從導軌面上切除的加工余量少而均勻 保證相互位置要求原則 如果首先要求保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求 則應以不加工面作為粗基準 2 精基準的選擇 基準重合原則 應盡可能選擇所加工表面的工序 設計 基準為定位基準 這樣可以避免由于基準不重合引起的定位誤差 基準統(tǒng)一原則 當工件以某一表面作精基準定位 可以方便地加工大多數(shù) 或全部 其余表面時 應盡早將這個基準面加工出來 并達到一定精度 以后大多數(shù) 或全部 工序均以它為精基準進行加工 在實際生產(chǎn)中 經(jīng)常使用的統(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 一端面和一短圓孔 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 有利于保證各加工表面之間的位置精度 2 可以簡化夾具設計 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 需針對具體問題進行具體分析 根據(jù)實際情況選擇精基準 互為基準原則 當工件上兩個加工表面之間的位置精度要求比較高時 可以采用兩個加工表面互為基準的方法進行加工 自為基準原則 一些表面的精加工工序 要求加工余量小而均勻 常以加工表面自身為精基準進行加工 便于裝夾原則 所選擇的精基準 應能保證工件定位準確 可靠 并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡單 操作方便 二 工藝路線的擬定擬定零件機械加工工藝路線時 要解決的主要問題 零件各表面的加工方法及使用設備的選擇加工階段的劃分工序的集中與分散工序的安排 1 零件各表面的加工方法及使用設備的選擇 1 加工方法的選擇1 各種加工方法的經(jīng)濟加工精度和粗糙度 加工精度 誤差 與加工成本關系加工方法的經(jīng)濟精度 正常工作條件 設備 工藝裝備 標準技術工人 標準耗用時間和生產(chǎn)費用 2 加工方法和加工方案的選擇根據(jù)每個加工表面的技術要求 確定加工方法和加工方案 決定加工方法時要考慮被加工材料的性質(zhì) 選擇加工方法要考慮生產(chǎn)類型 生產(chǎn)率和經(jīng)濟性問題 選擇加工方法還要考慮本單位的現(xiàn)有設備情況及技術條件 經(jīng)濟公差 在通用設備上 采用最經(jīng)濟的加工方法所能達到的加工精度 生產(chǎn)公差 在通用設備上 采用特殊工藝裝備 不考慮效率因素進行加工所能達到的加工精度 技術公差 在特殊設備上 在良好的實驗室條件下 進行加工和檢測時所能達到的加工精度 機器零件的結(jié)構(gòu)形狀雖然多種多樣 但它們都是由一些最基本的幾何表面 外圓 孔 平面等 組成的 機器零件的加工過程實際就是獲得這些幾何表面的過程 同一種表面可以選用各種不同的加工方法加工 但每種加工方法的加工質(zhì)量 加工時間和所花費的費用卻是各不相同的 工程技術人員的任務 就是要根據(jù)具體加工條件 生產(chǎn)類型 設備狀況 工人的技術水平等 選用最適當?shù)募庸し椒?加工出合乎圖樣要求的機器零件 例 IT7 Ra1 6 3 2的孔 具有一定技術要求的加工表面 一般都不是只通過一次加工就能達到圖樣要求的 對于精密零件的主要表面 往往要通過多次加工才能逐步達到加工質(zhì)量要求 在選擇加工方法時 一般總是首先根據(jù)零件主要表面的技術要求和工廠具體條件 先選定該表面終加工工序加工方法 然后再逐一選定該表面各有關前導工序的加工方法 主要表面的加工方案和加工方法選定之后 再選定次要表面的加工方案和加工方法 2 設備的選擇機床工作區(qū)域的尺寸應當與零件的外輪廓尺寸相適應 機床的精度應該與工件要求的加工精度相適應 機床的功率 剛度和工作參數(shù)應該與最合理的切削用量相適應 機床的生產(chǎn)效率應該與工件的生產(chǎn)類型相適應 加工階段的劃分當零件的加工質(zhì)量要求較高時 一般都要經(jīng)過粗加工 半精加工和精加工等三個階段 如果零件的加工精度要求特別高 表面粗糙度要求特別小時 還要經(jīng)過精整和光整加工階段 各個加工階段的主要任務是 1 粗加工階段高效地切除加工表面上的大部分余量 使毛坯在形狀和尺寸上接近成品零件 2 半精加工階段切除粗加工后留下的誤差 使被加工工件達到一定精度 為精加工作準備 并完成一些次要表面的加工 例如 鉆孔 攻螺紋 銑鍵槽等 3 精加工階段保證各主要表面達到零件圖規(guī)定的加工質(zhì)量要求 4 精整和光整加工階段對于精度要求很高 IT5以上 表面粗糙度值要求很小 Ra 0 2 的表面 尚需安排精整和光整加工階段 其主要任務是減小表面粗糙度和進一步提高尺寸精度和形狀精度 但一般沒有提高表面間位置精度的作用 主要工藝有 珩磨 研磨 精密磨 超精加工 金剛石車 金剛鏜等其他特種加工 將零件的加工過程劃分為幾個加工階段的主要目的是 1 保證零件加工質(zhì)量粗加工階段要切除加工表面上的大部分余量 切削力和切削熱量都比較大 裝夾工件所需夾緊力亦較大 被加工工件會產(chǎn)生較大的受力變形和受熱變形 此外 粗加工階段從工件上切除大部分余量后 殘存在工件中的內(nèi)應力要重新分布 也會使工件產(chǎn)生變形 如果加工過程不劃分階段 把各個表面的粗 精加工工序混在一起交錯進行 那么安排在工藝過程前期通過精加工工序獲得的加工精度勢必會被后續(xù)的粗加工工序所破壞 這是不合理的 加工過程劃分為幾個階段以后 粗加工階段產(chǎn)生的加工誤差 可以通過半精加工和精加工階段逐步予以修正 這樣安排 零件的加工質(zhì)量容易得到保證 2 有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時處理粗加工各表面后 由于切除了各加工表面的大部分加工余量 可及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷 氣孔 砂眼 裂紋和加工余量不夠 以便及時報廢或修補 不會浪費后續(xù)精加工工序的制造費用 3 有利于合理利用機床設備粗加工工序需選用功率大 精度不高的機床加工 精加工工序則應選用高精度機床加工 在高精度機床上安排做粗加工工作 機床精度會迅速下降 將某一表面的粗 精加工工作安排在同一機床上加工是不合理的 4 便于安排熱處理工序 應當指出 將工藝過程劃分為幾個階段進行是對整個加工過程而言的 不能拘泥于某一表面的加工 例如 工件的定位基準 在半精加工階段 有時甚至在粗加工階段 中就需要加工得很精確 而在精加工階段中安排某些鉆 攻螺紋孔之類的粗加工工序也是常見的 當然 劃分加工階段并不是絕對的 在高剛度高精度機床設備上加工剛性好 加工精度要求不特別高或加工余量不太大的工件就可以不必劃分加工階段 有些精度要求不太高的重型零件 由于運送工件和裝夾工件費時費工 一般也不劃分加工階段 而是在一個工序中完成全部粗加工和精加工工作 在上述加工中 為減少夾緊變形對工件加工精度的影響 一般都在粗加工后松開夾緊裝置 然后用較小的夾緊力重新夾緊工件 繼續(xù)進行精加工 這對提高工件加工精度有利 工序的集中與分散確定加工方法之后 就要按零件加工的生產(chǎn)類型和工廠 車間 具體條件確定工藝過程的工序數(shù) 確定零件加工過程工序數(shù)有兩種截然不同的原則 一種是工序集中原則 另一種是工序分散原則 按工序集中原則組織工藝過程 就是使每個工序所包括的加工內(nèi)容盡量多些 組成一個集中工序 最大限度的工序集中 就是在一個工序內(nèi)完成工件所有表面的加工 按工序分散原則組織工藝過程 就是使每個工序所包括的加工內(nèi)容盡量少些 最大限度的工序分散就是使每個工序只包括一個簡單工步 按工序集中原則組織工藝過程的特點是 1 有利于采用自動化程度較高的高效率機床和工藝裝備 生產(chǎn)效率高 2 工序數(shù)少 設備數(shù)少 可相應減少操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積 3 工件的裝夾次數(shù)少 不但可縮短輔助時間 而旦由于在一次裝夾中加工了許多表面 有利于保證各加工表面之間的相互位置精度要求 按工序分散原則組織工藝過程的特點是 l 所用機床和工藝裝備簡單 易于調(diào)整 2 對操作工人的技術水平要求不高 3 工序數(shù)多 設備數(shù)多 操作工人多 占用生產(chǎn)面積大 按工序集中原則和工序分散原則組織工藝過程各有特點 生產(chǎn)上都有應用 傳統(tǒng)的以專用機床 組合機床為主體組建的流水生產(chǎn)線 自動生產(chǎn)線基本是按工序分散原則組織工藝過程的 這種組織方式可以實現(xiàn)高生產(chǎn)率生產(chǎn) 但對產(chǎn)品改型的適應性較差 轉(zhuǎn)產(chǎn)比較困難 采用數(shù)控機床和加工中心加工零件都按工序集中原則組織工藝過程 雖然設備的一次性投資較高 但由于可重組生產(chǎn)的能力較強 生產(chǎn)適應性好 轉(zhuǎn)產(chǎn)相對容易 仍然受到愈來愈多的重視 工序的集中與分散確定 生產(chǎn)類型 零件結(jié)構(gòu)和技術要求 現(xiàn)有設備工序集中 單件生產(chǎn) 通用設備 大型零件 高效機床 大批大量 工序分散 流水線 工序間時間平衡 工序先后順序的安排1 機械加工工序的安排機械加工工序先后順序的安排 一般應遵循以下幾個原則 l 先加工定位基面 再加工其他表面 2 先加工主要表面 后加工次要表面 3 先安排粗加工工序 后安排精加工工序 4 先加工平面 后加工孔 2 熱處理工序及表面處理工序的安排為改善工件材料切削性能安排的熱處理工序 例如退火 正火 調(diào)質(zhì)等 應在切削加工之前進行 為消除工件內(nèi)應力安排的熱處理工序 例如人工時效 退火等 最好安排在粗加工階段之后進行 為了減少機械加工車間與熱處理車間之間的運輸工作量 對于加工精度要求不高的工件也可安排在粗加工之前進行 對于機床床身 立柱等結(jié)構(gòu)較為復雜的鑄件 在粗加工前后均須安排時效處理工序 人工時效或自然時效 使材料組織穩(wěn)定 日后不再有較大的變形產(chǎn)生 人工時效 就是將鑄件以50 100 小時的速度加熱到500 550 保溫3 5h 然后以20 50 h的速度隨爐冷卻 自然時效 就是將鑄件在露天放置幾個月到幾年時間 讓鑄件在自然界經(jīng)受日曬雨淋的 錘煉 使材料組織內(nèi)部應力松弛并逐漸趨于穩(wěn)定 為改善工件材料力學性能的熱處理工序 例如淬火 滲碳淬火等 一般都安排在半精加工和精加工之間進行 這是因為淬火處理后尤其是滲碳淬火后工件會有較大的變形產(chǎn)生 為修正滲碳 淬火處理產(chǎn)生的變形 熱處理后需要安排精加工工序 在淬火處理進行之前 需將銑槽 鉆孔 攻螺紋 去毛刺等次要表面的加工進行完畢 當工件需要作滲碳淬火處理時 由于滲碳過程工件會有較大的變形產(chǎn)生 常將滲碳過程放在次要表面加工之前進行 這樣可以減少次要表面與淬硬表面間的位置誤差 為提高工件表面耐磨性 耐蝕性安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序 例如鍍鉻 鍍鋅 發(fā)蘭等 一般都安排在工藝過程最后階段進行 3 其他工序的安排為保證零件制造質(zhì)量 防止產(chǎn)生廢品 需在下列場合安排檢驗工序 l 粗加工全部結(jié)束之后 2 送往外車間加工的前后 3 工時較長工序和重要工序的前后 4 最終加工之后 除了安排幾何尺寸檢驗工序之外 有的零件還要安排探傷 密封 稱重 平衡等檢驗工序 零件表層或內(nèi)腔的毛刺對機器裝配質(zhì)量影響甚大 切削加工之后 應安排去毛刺工序 零件在進入裝配之前 一般都應安排清洗工序 工件內(nèi)孔 箱體內(nèi)腔易存留切屑 研磨 珩磨等光整加工工序之后 微小磨粒易附著在工件表面上 要注意清洗 在用磁力夾緊的工序之后 要安排去磁工序 不讓帶有剩磁的工件進入裝配線 4 其他工序的安排 校直 去毛刺 去磁 清洗工藝路線 毛坯 熱處理 加工精基準 或先加工平面 粗加工 次要表面 熱處理 半精加工 次要表面 熱處理 精加工 光整加工 三 機械加工余量和工序尺寸 加工余量 一 概述用去除材料方法制造機器零件時 一般都要從毛坯上切除一層層材料之后最后才能制得符合圖樣規(guī)定要求的零件 加工余量 毛坯上留作加工用的材料層 稱為加工余量 加工余量 總余量 工序余量 單邊余量 如圖a 雙邊余量 如圖b c 對于非對稱表面 其加工余量用單邊余量表示 對于外圓與內(nèi)圓這樣的對稱表面 其加工余量用雙邊余量2表示 由于工序尺寸有偏差 各工序?qū)嶋H切除的余量值是變化的 故工序余量有公稱余量 簡稱余量 最大余量和最小余量之分 工序尺寸偏差一般按 入體原則 標注 對被包容尺寸 例如軸徑 上偏差為0 其最大尺寸就是基本尺寸 對包容尺寸 例如孔徑 槽寬 下偏差為0 其最小尺寸就是基本尺寸 正確規(guī)定加工余量的數(shù)值是十分重要的 加工余量規(guī)定得過大 不僅浪費材料而巨耗費機時 刀具和電力 但加工余量也不能規(guī)定得過小 如果加工余量留得過小 則本工序加工就不能完全切除上工序留在加工表面上的缺陷層 因而也就沒有達到設置這道工序的目的 1 上工序留下的表面粗糙度值 表面輪廓的最大高度 和表面缺陷層深度本工序必須把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷層全部切去 如果連上一道工序殘留在加工表面上的表面粗糙度和表面缺陷層都清除不干凈 那就失去了設置本工序的本意了 由此可知 本工序加工余量必須包括和這兩項因素 2 上工序的尺寸公差由于上工序加工表面存在尺寸誤差 為了使本工序能全部切除上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷層 本工序加工余量必須包括項 3 值沒有包括的上工序留下的空間位置誤差工件上有一些形狀誤差和位置誤差是沒有包括在加工表面的工序尺寸公差范圍之內(nèi)的 在確定加工余量時 必須考慮它們的影響 否則本工序加工將無法全部切除上工序留在加工表面上的表面粗糙度和缺陷層 4 本工序的裝夾誤差如果本工序存在裝夾誤差 包括定位誤差 夾緊誤差 則在確定本工序加工余量時還應考慮的影響 為保證本工序能切除上工序留在加工表面上的表面粗糙度缺陷層 本工序應設置的工序余量值 對于單邊余量 對于雙邊余量 加工余量的確定確定加工余量有計算法 查表法和經(jīng)驗估計法等三種方法 分述如下 1 計算法在掌握上述各影響因素具體數(shù)據(jù)的條件下 用計算法確定加工余量是比較科學的 可惜的是 目前所積累的統(tǒng)計資料尚不多 計算有困難 此法目前應用較少 2 經(jīng)驗估計法加工余量由一些有經(jīng)驗的工程技術人員和工人根據(jù)經(jīng)驗確定 由于主觀上有怕出廢品的思想 故所估加工余量一般都偏大 此法只用于單件小批生產(chǎn) 3 查表法此法以工廠生產(chǎn)實踐和實驗研究積累的數(shù)據(jù)為基礎制定的各種表格為依據(jù) 再結(jié)合實際加工情況加以修正 用查表法確定加工余量 方法簡便 比較接近實際 生產(chǎn)上廣泛應用 4 工序尺寸 是指零件在加工過程中各工序所應保證的尺寸 計算工序尺寸和標注工序公差是制訂工藝規(guī)程的主要工作之一 工序尺寸要根據(jù)已確定的加工余量及定位基準的轉(zhuǎn)換情況進行計算 其公差按各種加工的經(jīng)濟精度選定 當定位基準 工序基準 測量基準與設計基準重合時 只需考慮各工序的加工余量 按加工的經(jīng)濟精度確定公差和表面粗糙度 當四個基準不重合時 要經(jīng)尺寸換算后計算工序尺寸 1 先確定毛坯余量 各工序余量 查表 粗加工余量計算得到 2 再由后向前逐個工序推算 從零件設計尺寸開始 由最后工序開始向前工序推算 3 最后工序的加工工序尺寸 公差 粗糙度 零件設計尺寸 公差 粗糙度4 其他工序的工序尺寸公差 各加工方法的加工精度 并按入體標注5 各工序粗糙度 各加工方法的粗糙度 確定工序尺寸及公差 表6 9主軸孔工序尺寸及公差的確定 二 尺寸鏈 尺寸鏈的功能 1 公差分配 從保證產(chǎn)品裝配精度出發(fā) 規(guī)定零部件的公差 2 公差控制 從已知零件的公差來核算產(chǎn)品預定的裝配精度 1 尺寸鏈的定義與組成尺寸鏈 將相互關聯(lián)的尺寸從零件或部件中抽出來 按一定順序構(gòu)成的封閉尺寸圖形 環(huán)封閉環(huán)組成環(huán)增環(huán)減環(huán) 2 尺寸鏈的分類 1 按應用場合分裝配尺寸鏈工藝尺寸鏈 2 按尺寸鏈中各組成環(huán)的空間位置分線性尺寸鏈平面尺寸鏈空間尺寸鏈 3 按尺寸鏈中各環(huán)的幾何特性分長度尺寸鏈角度尺寸鏈 4 按尺寸鏈間的相互聯(lián)系形態(tài)分基本尺寸鏈并聯(lián)尺寸鏈 3 尺寸鏈的計算方法 1 尺寸鏈的計算習慣上可分為正計算和反計算兩大類 正計算 公差控制計算 是已知各組成環(huán)的公差與極限偏差 計算封閉環(huán)的公差與極限偏差 反計算 公差分配計算 是已知封閉環(huán)的公差與極限偏差 計算組成環(huán)的公差與極限偏差 2 從計算方法類分可分為極值法和統(tǒng)計法 工藝尺寸鏈計算 采用極值法裝配尺寸鏈計算 采用極值法或統(tǒng)計法1 極值法 是指各組成環(huán)同時出現(xiàn)極大值或極小值時 封閉環(huán)尺寸與各組成環(huán)尺寸之間的關系 1 封閉環(huán)的基本尺寸A0 2 封閉環(huán)的公差T0 3 封閉環(huán)的上 下偏差ES0 EI0 4 封閉環(huán)的平均尺寸A0av和中間偏差 A0 封閉環(huán)的平均尺寸等于所有增環(huán)平均尺寸之和減去所有減環(huán)平均尺寸之和 封閉環(huán)的平均偏差等于所有增環(huán)平均偏差之和減去所有減環(huán)平均偏差之和 例 階梯軸 已知加工尺寸 特點 直觀 簡單 方便 但以極值進行計算 與實際情況差異大 畫出尺寸鏈圖確定增環(huán) 減環(huán)求封閉環(huán)的基本尺寸A0求封閉環(huán)的公差T0求封閉環(huán)的上 下偏差ES0 EI0 2 統(tǒng)計法 大數(shù)互換法 對任何尺寸分布形式都適宜 只要求各組成環(huán)之間相互獨立 1 封閉環(huán)的公差T0S的計算 公差控制 已知封閉環(huán)的尺寸和公差 求各組成環(huán)的尺寸和公差 目的 將封閉環(huán)公差合理地分配給各個組成環(huán) 平均公差Tav是按構(gòu)成尺寸鏈的各個組成環(huán)公差相等的原則來計算的 2 組成環(huán)平均公差Tav的計算 公差分配 3 計算尺寸鏈的有關參數(shù) 1 平均偏差x 全部尺寸偏差的平均值 2 中間偏差 0 上偏差與下偏差的平均值 注意 對稱分布時 1 2 不對稱分布時 1 2 3 相對分布系數(shù)ki 4 傳遞系數(shù) i 增環(huán) i取正值 減環(huán) i取負值 例 已知一尺寸鏈 如圖 各組成環(huán)為正態(tài)分布 廢品率為0 27 求封閉環(huán)公差值及公差帶分布 解 各組成環(huán)為正態(tài)分布 故ki km 1 A0為封閉環(huán) A1 A2為增環(huán) A3 A4 A5為減環(huán) 各組成環(huán)的公差 T1 0 4 T2 0 5 T3 0 2 T4 0 2 T5 0 2 各組成環(huán)的中間偏差 封閉環(huán)公差 封閉環(huán)公差帶分布 工序基準是尚待加工的設計基準 1 拉內(nèi)孔至 2 插鍵槽 保證尺寸x 試確定尺寸x的大小及公差 3 熱處理 建立尺寸鏈如圖b所示 H是間接保證的尺寸 因而是封閉環(huán) 計算該尺寸鏈 可得到 4 磨內(nèi)孔至 同時保證尺寸 a b 鍵槽加工尺寸鏈 解 階梯軸的軸向尺寸簡圖如下 因為端面M的粗糙度值很小 故需磨削 并要求同時保證兩個設計尺寸和 加工過程如下 1 以M面為基準 精車N面和Q面 工序尺寸及A2如圖 2 以N面為基準 磨削M面 至尺寸 間接保證尺寸 如圖 求工序尺寸A2 對某表面進行加工 同時保證多個設計尺寸 工序尺寸確定例題 例1 零件的1面已加工 現(xiàn)以1面定位加工3面和2面 其工序簡圖如b圖 試求工序尺寸A1和A2 例2 以工件底面1為定位基準 鏜孔2 然后以同樣的定位基準 鏜孔3 設計尺寸 不是直接獲得的 試分析 設計尺寸 A2為何值時才能保證設計尺寸 1 如果工序尺寸 是否能得到保證 2 如果在加工時確定 例3 偏心零件的表面A要求滲碳處理 滲碳層深度為0 5 0 8mm 加工過程如下 1 精車A面 保證尺寸 2 滲碳處理 控制滲碳層深度為H1 3 精磨A面 保證尺寸 同時保證滲碳層深度達到規(guī)定的要求 試確定H1的數(shù)值 1 車內(nèi)孔 例4 某零件材料為2Cr13 其內(nèi)孔的加工順序如下 2 氰化 工藝要求氰化層深度為t 3 磨內(nèi)孔至 要求保證氰化層深度為0 1 0 3mm 試求氰化工序的氰化層深度為t 例5 采用火花磨削方法加工某齒輪軸的端面 其前后有關的工序為 1 精車工序 以精車過的A面為基準精車B面 保證工序尺寸L1 精車C面 保證工序尺寸L2 2 在熱處理后的磨削工序中 對B面進行磨削 控制磨削余量為 要求滿足設計尺寸 例6 工件成批生產(chǎn)時以端面B定位加工表面A 保證尺寸 試標注銑此缺口的工序尺寸及公差 例7 某零件由兩道工序完成 試求工序尺寸A B及其極限偏差 例8 加工軸時 要求保證軸徑尺寸 和鍵槽深度 有關的工藝過程如下 1 車外圓至 2 在銑床上銑鍵槽深度至H 3 熱處理 4 磨外圓至 若車后外圓與磨后外圓的同軸度為0 04mm 試分別用極值法與概率法計算銑鍵槽的工序尺寸H及其極限偏差 例9 加工軸套零件 其部分工序如下 工序5精車小端外圓 端面及肩面 工序10鉆孔 工序15熱處理 工序20磨孔及底面 工序25磨小端外圓及肩面 求工序尺寸A B及其極限偏差 四 時間定額與技術經(jīng)濟分析1 時間定額 完成某一工序所規(guī)定的時間 是用單件生產(chǎn)時間來計算的 是安排生產(chǎn)計劃 計算產(chǎn)品成本的重要依據(jù) 按零件的年生產(chǎn)綱領N確定完成一個工序所要求的單件時間tptp 60 t Nt 年基本工時 h 年 設備負載率 0 75 0 85 N 生產(chǎn)綱領 件 年 按工藝規(guī)程確定工序單件時間tdtd tj tf tw tx基本時間tj輔助時間tf工作地服務時間tw休息和自然需要時間tx應該tp td以保證工藝過程按需要的生產(chǎn)率進行 每個工件某一工序的時間定額tntn td tz mtz為準備結(jié)束時間m為單批工件數(shù)量 提高勞動生產(chǎn)率的工藝措施 1 平衡工序單件時間各工序的tn大致相等 充分發(fā)揮各加工設備的生產(chǎn)效能 各工序的平均tn tp 確保完成全年生產(chǎn)任務 調(diào)整各工序的tn 保證生產(chǎn)線有節(jié)奏地正常運行 2 縮短單件時間td 即縮短tj tf tw tz 8 3工藝方案的技術經(jīng)濟分析 是計算分析技術經(jīng)濟指標 是對不同工藝方案進行工藝成本的分析和比較 確定最經(jīng)濟的方案 即生產(chǎn)成本最少的工藝方案 1 技術經(jīng)濟指標每一產(chǎn)品所需勞動量 工時 臺時 每個工人每年的產(chǎn)量每臺設備的產(chǎn)量每平方米生產(chǎn)面積的年產(chǎn)量 2 工藝成本的計算生產(chǎn)成本 是制造一個零件 產(chǎn)品 所消耗費用的總和 工藝成本 在生產(chǎn)成本中 大約有70 75 的費用與工藝過程直接有關的 工藝成本由兩部分組成 可變費用V 是與年產(chǎn)量有關 并與之呈正比例的費用 不變費用S 是與年產(chǎn)量的變化沒有直接關系的費用 當產(chǎn)量在一定范圍內(nèi)變化時 不變費用基本上保持一定 全年的工藝成本E 元 年 E S V N可變費用V 元 件 不變費用S 元 年產(chǎn)量N 件 3 最佳生產(chǎn)綱領的分析單件工藝成本EdEd V S N可以得到Ed N的變化曲線關系 雙曲線 A段 設備負荷很低 N略有變化 Ed變化很大 B段 曲線趨近水平線 N有變化 Ed變化很小 問題 什么是最佳生產(chǎn)綱領 最佳生產(chǎn)綱領Np 對于某一工藝方案 當專用設備的不變費用S一定時 就具有一個與此設備生產(chǎn)能力相適應的產(chǎn)量 當NNp時 S N比值變得越來越小 并趨于穩(wěn)定 達到一定程度后 則不能再降低Ed 4 臨界產(chǎn)量和投資回收期分析A 兩種工藝方案的基本投資相近 以單件工藝成本進行比較 B 兩種工藝方案的基本投資相差較大 則必須同時考慮不同方案的基本投資差額的回收期限