首页 第五章 工艺过程设计

第五章 工艺过程设计

举报
开通vip

第五章 工艺过程设计null第5章 机械加工工艺过程设计加工余量的确定第5章 机械加工工艺过程设计本章要点定位基准的选择工艺路线拟订工艺尺寸链工艺过程经济分析计算机辅助工艺过程设计第5章 机械加工工艺过程设计第5章 机械加工工艺过程设计 本章所要学习的重点是: 在现有的生产条件下如何采用经济有效的加工方法,并将若干加工方法以合理路径安排以获得符合产品要求的零件。 学习本章,首先需要掌握工艺路线包含的基本内容、定位基准的正确选择,在此基础上重点学习机械加工工艺规程的作用、内容及编制方法,掌握加工余量...

第五章  工艺过程设计
null第5章 机械加工工艺过程设计加工余量的确定第5章 机械加工工艺过程设计本章要点定位基准的选择工艺路线拟订工艺尺寸链工艺过程经济分析计算机辅助工艺过程设计第5章 机械加工工艺过程设计第5章 机械加工工艺过程设计 本章所要学习的重点是: 在现有的生产条件下如何采用经济有效的加工 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,并将若干加工方法以合理路径安排以获得符合产品要求的零件。 学习本章,首先需要掌握工艺路线包含的基本 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 、定位基准的正确选择,在此基础上重点学习机械加工工艺规程的作用、内容及编制方法,掌握加工余量、工序尺寸及工序工差的正确确定方法。 同时对CAPP由一定的了解。null机械制造技术基础 第5章 工艺过程设计 Process Planningnull5.1.1 机械加工工艺规程 机械加工工艺过程 采用各种机械加工方法,直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面质量,使之成为合格零件的全部劳动过程。 机械加工工艺规程 规定零件机械加工工艺过程的工艺文件。 工艺规程的作用 连接产品设计和制造过程的桥梁,是企业组织生产活动和进行生产管理的重要依据。 (1)工艺规程是指导生产的主要技术文件 (2)工艺规程是生产组织和生产管理工作的依据 (3)工艺规程是新建、扩建或改建机械制造厂的主要技术资料。5.1.1 机械加工工艺规程5.1.1 机械加工工艺规程 工艺规程中包括各个工序的排列顺序,加工尺寸、公差及技术要求,工艺装备及工艺措施切削用量及工时定额、工人等级等。 1982年机械工业部制订了部颁标准,工艺过程卡(简称过程卡),表上通常有: 产品名称和型号; 零件的名称和图号; 毛坯的种类和材料; 工序的序号、名称和内容; 完成各工序的车间、设备和工序装备及工时定额等。 5.1.1 机械加工工艺规程5.1.1 机械加工工艺规程 在工艺卡片上除要填写上述的内容外,还要详细说明每一工序所包括工位和工步的顺序、工艺尺寸和技术要求。 对主要工序还要画出工序草图,在图上表示出被加工表面在该工序所达到的尺寸、公差和粗糙度及工件的安装方法等。 在单件小批生产中,某些重要零件的加工有时也制定工艺卡片。null5.1.1 机械加工工艺规程 表5-1 机械加工工艺过程卡片 null5.1.1 机械加工工艺规程 表5-1 机械加工工艺过程卡片 null5.1.1 机械加工工艺规程 表5-1 机械加工工艺过程卡片 5.1.2 机械加工工艺规程设计原则5.1.2 机械加工工艺规程设计原则 1)以保证零件加工质量,达到设计图纸规定的各项技术要求为前提。 2)工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。 3)充分考虑和利用现有生产条件,尽可能作到平衡生产。 4)尽量减轻工人劳动强度,保证安全生产,创造良好、文明劳动条件。 5)积极采用先进技术和工艺,减少材料和能源消耗,并应符合环保要求。 5.1.3 制定工艺规程所需原始资料5.1.3 制定工艺规程所需原始资料 产品的全套装配图及零件图 产品的验收质量标准 产品的生产纲领及生产类型 零件毛坯图及毛坯生产情况 本厂(车间)的生产条件 各种有关手册、标准等技术资料 国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况 5.1.4 机械加工工艺规程设计步骤5.1.4 机械加工工艺规程设计步骤 1.阅读装配图和零件图 了解产品的用途、性能和工作条件,熟悉零件在产品中的地位和作用,明确零件的主要技术要求。 2.工艺审查 审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一,分析主要技术要求是否合理、适当,审查零件结构工艺性。 3.熟悉或确定毛坯 确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批量等。常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等,其特点及应用见表5-4。5.1.4 机械加工工艺规程设计步骤5.1.4 机械加工工艺规程设计步骤5.1.4 机械加工工艺规程设计步骤5.1.4 机械加工工艺规程设计步骤4. 选择定位基准(见5.2节) 5. 拟定加工路线(见5.3节) 6. 确定满足各工序要求的工艺装备包括机床、夹具、刀具、量具、辅具等。 工艺装备的选择在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下,应与生产批量和生产节拍相适应,并应充分利用现有条件,以降低生产准备费用。 对必须改装或重新设计的专用或成组工艺装备,应在进行经济性分析和论证的基础上提出设计任务书。5.1.4 机械加工工艺规程设计步骤5.1.4 机械加工工艺规程设计步骤 确定各工序加工余量,计算工序尺寸和公差(见5.4,5.5节) 确定切削用量(见3.6节) 确定时间定额(见5.7.1节) 编制数控加工程序(对数控加工) 评价工艺路线 对所制定的工艺 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 应进行技术经济分析,并应对多种工艺方案进行比较,或采用优化方法,以确定出最优工艺方案(见5.6.3节)。 12. 填写或打印工艺文件补充内容:毛坯的选择补充内容:毛坯的选择 零件毛坯与零件的结构形状、尺寸大小、材料的机械性能和零件的生产类型及毛坯制造车间的具体生产条件有关。 一、铸件: 包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。 铸件毛坯的形状可以相当复杂,尺寸可以相当大,且吸振性能较好,但铸件的机械性能较低。 一般壳体零件的毛坯多用铸件。 补充内容:毛坯的选择补充内容:毛坯的选择 二、锻件: 机械性能较好,有较高的强度和冲击韧性,但毛坯的形状不宜复杂,如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻件。 三、型材: 包括圆形、方形、六角形及其它断面形状的棒料、管料及板料。 棒料常用在普通车床、六角车床及自动和半自动车床上加工轴类、盘类及套类等中小型零件。 冷拉棒料比热轧棒料精度高且机械性能好,但直径较小。 板料常用冷冲压的方法制成零件,但毛坯的厚度不宜过大。补充内容:毛坯的选择补充内容:毛坯的选择 四、焊接件: 对尺寸较大、形状较复杂的毛坯,可采用型钢或锻件焊接成毛坯,但焊接件吸振性能差,容易变形,尺寸误差大。 五、工程塑料: 近年来在机械制造业中普遍推广的一种毛坯,其形状可以很复杂,尺寸精度高,但机械性能较差。补充内容:毛坯的选择补充内容:毛坯的选择 在大批、大量生产中,常采用精度和生产率较高的毛坯制造方法,如金属型铸造、精密铸造、模锻、冷冲压、粉末冶金等,使毛坯的形状更接近于零件的形状。因此可大量减少切削加工的劳动量,甚至可不需要进行切削加工,从而提高了材料的利用率,降低了机械加工的成本。 在单件小批生产中,一般采用木模手工砂型铸造和自由锻造,因此毛坯的精度低,成本高、废品率高、切削加工劳动量大。 补充内容:毛坯的选择补充内容:毛坯的选择五、选择毛坯应考虑的因素 1. 毛坯材料的工艺特性。 即毛坯材料的可铸性或可锻性。 2.零件的结构类型及尺寸大小 1) 光轴,台肩之间相差不大的阶梯轴,应选择型材。 台肩之间相差较大及异型轴,如曲轴,十字轴等则应选择铸件。 2) 小型盘套零件的毛坯选择型材;大小型盘套零件的毛坯选择铸件。补充内容:毛坯的选择补充内容:毛坯的选择 3) 支架,箱体零件由于结构复杂,一般都选择铸件。 3. 生产纲领 对铸件来讲,单件小批生产选择木模砂型手工造型方法制造的毛坯;大批大量生产则选择:金属砂型机器造型等高效率毛坯制造方法制造的毛坯。 4. 对材料机械性能的要求 对材料有强度要求的应选择锻件;对材料没有强度要求的可不选择锻件。 5. 现有生产条件 选择毛坯时,应综合考虑本厂的毛坯制造的生产条件,工艺水平及外部协作的可能性和经济性。null机械制造技术基础 第5章 工艺过程设计 Process Planning5.2.1 定位基准5.2.1 定位基准在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。又可进一步分为: 使用未经机械加工表面作为定位基准,称为粗基准。零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔,用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台(图5-1)等。使用经过机械加工表面作为定位基准,称为精基准。5.2.1 定位基准5.2.1 定位基准5.2.1 定位基准5.2.1 定位基准 5.2.1 定位基准5.2.1 定位基准定位基准选择的一般性原则: 选择最大尺寸的表面为安装面,选择最长距离的表面为导向面,选择最小尺寸的表面为支承面; 首先考虑保证位置精度,再考虑保证尺寸精度; 应尽量选择零件的主要表面为定位基准; 定位基准应便于夹紧,在加工中稳定可靠。 下面分别介绍加工中的粗基准和精基准选择方法.5.2.2 粗基准的选择5.2.2 粗基准的选择 粗基准是加工中首先使用的基准,通常情况下,我们是用粗基准定位,一次加工出精基准。 机械零件的粗基准,一般情况下都是零件的毛坯表面。 因此在粗基准的选择上,应该注意以下原则:5.2.2 粗基准的选择5.2.2 粗基准的选择◆1、保证相互位置要求原则——如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求,则应以不加工面作为粗基准。 ◆2、余量均匀分配原则——如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时,应选择该表面的毛坯面作为粗基准 图5-2 粗基准选择比较5.2.2 粗基准的选择5.2.2 粗基准的选择 ◆3、便于工件装夹原则——要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁,且有足够大的尺寸,不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。◆4、粗基准一般不得重复使用原则,只使用一次为好。5.2.2 粗基准的选择5.2.2 粗基准的选择粗基准选择的几个实例: 1、为保证皮带的轮缘厚 度均匀,以不加工表面1为粗 基准车外圆表面。 2、再以大外圆表面为精 基准,车削内孔。 3、以内孔为精基准,加工 相应的表面。 5.2.2 粗基准的选择5.2.2 粗基准的选择 为保证零件的壁厚 均匀,应以不加工的 外圆表面A为粗基准, 镗内孔。5.2.2 粗基准的选择5.2.2 粗基准的选择床身导轨表面加工时的粗基准选择:保证导轨面的加工余量小而均匀是主要的 5.2.2 粗基准的选择5.2.2 粗基准的选择 加工时,应先选取导轨面为粗基准加工床脚的底平面,如图(a),再以床脚的底平面为精基准加工导轨面,此时导轨面的加工余量可以小而均匀,见图(b)。 若先以床脚底平面为粗基准加工导轨面,如图(C)则床脚底平面误差全部反映到导轨面上,使其加工余量不均匀。 此时,在余量较大处,会把要保留的机械性能较好的一层金属切掉,而且由于余量不均匀而影响了加工精度。5.2.2 粗基准的选择5.2.2 粗基准的选择5.2.2 粗基准的选择5.2.2 粗基准的选择 5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择 选择精基准时主要考虑应保证加工精度并使工件装夹得方便、准确、可靠。 因此,要遵循以下几个原则: (1)基准重合原则 (2)基准统一原则 (3)互为基准,反复加工原则 (4)自为基准原则 (5)便于装夹原则。5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择 1、基准重合原则——选用被加工面设计基准作为精基准。 尽量选择工序基准(或设计基准)为定位基准。 这样可以减少由于定位不准确引起的加工误差。5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择 ◆2、基准统一原则——当工件以某一表面作精基准定位,可以方便地加工大多数(或全部)其余表面时,应尽早将这个基准面加工出来,并达到一定精度,以后大多数(或全部)工序均以它为精基准进行加工 5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择 5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择 在实际生产中,经常使用的基准统一形式有: 1)轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准; 2)箱体类零件常使用一面两孔(一个较大的平面和两个距离较远的销孔)作统一基准; 3)盘套类零件常使用止口面(一端面和一短圆孔)作统一基准; 4)套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择 采用统一基准原则好处: 1)有利于保证各加工表面之间的位置精度; 2)可以简化夹具设计,减少工件搬动和翻转次数。 3)提高生产效率。 ★注意:采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。 此时,需针对具体问题进行具体分析,根据实际情况选择精基准。 5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择 3、互为基准、反复加工原则 当两个表面相互位置精度要求较高时,则两个表面互为基准反复加工,可以不断提高定位基准的精度,保证两个表面之间相互位置精度。 如加工套筒类,当内、外圆柱表面的同轴度要求较高时,先以孔定位加工外圆,再以外圆定位加工孔,反复加工几次就可大大提高同轴度精度。 5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择【例】主轴零件精基准选择 5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择 4、自为基准原则: 当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀时,可选择加工表面本身为精基准,以保证加工质量和提高生产率。5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择 【例】铰孔、拉孔、研磨(图5-10)【例】浮动镗刀块镗孔(图5-11)5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择 5、便于装夹原则: 所选择的精基准,应能保证工件定位准确、可靠,并尽可能使夹具结构简单、操作方便。 一般常采用面积大、精度较高和粗糙度较低的表面为精基准。 加工箱体类和支架类零件时常选用装配基准为精基准,因为装配基准多数面积大、装夹稳定、方便,设计夹具也较简单。5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择 5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择一、粗基准 选Ø40外圆面。 (一次装夹车削出A面、Ø20H7孔和A端面倒角,保证尺寸7) 二、精基准 选A面和Ø20H7孔。 1、用一面一短销在A面和Ø20H7孔上定位,再在R12圆弧用活动V块定位,加工Ø12H7孔(钻、扩、铰)。5.2.3 精基准的选择5.2.3 精基准的选择 2、用一面两销在A面、 Ø20H7孔(短销)和Ø12H7孔(削边销)上定位,加工M8螺孔(钻底孔、攻丝)。 3、用一面两销在A面、 Ø20H7孔(短销)和Ø12H7孔(削边销)上定位,加工D面及D面Ø20H7孔边倒角(用钻头)。 4、用一面一短销在A面和Ø20H7孔上定位,再在R12圆弧和Ø40外圆连接弧段(任意一边)用防转钉定位,用双面铣削方式加工10±0.1。粗基准的选择课堂练习粗基准的选择课堂练习粗基准的选择课堂练习粗基准的选择课堂练习粗基准的选择课堂练习粗基准的选择课堂练习null机械制造技术基础 第5章 工艺过程设计 Process Planning5.3.1 加工方法的选择5.3.1 加工方法的选择 经济精度随年代增长和技术进步而不断提高(图5-14) 在正常加工条件下(采用符合质量标准的设备和工艺装备,使用标准技术等级工人,不延长加工时间),一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度(图5-13AB段)5.3.1 加工方法的选择5.3.1 加工方法的选择 1)零件加工表面的精度和表面粗糙度要求 2)零件材料的加工性 3)生产批量和生产节拍要求 4)企业现有加工设备和加工能力 5)经济性5.3.1 加工方法的选择5.3.1 加工方法的选择 5.3.1 加工方法的选择5.3.1 加工方法的选择 图5-12 孔的典型加工工艺路线 5.3.1 加工方法的选择5.3.1 加工方法的选择5.3.1 加工方法的选择5.3.1 加工方法的选择例题:要求孔的加工精度为 IT7级,粗糙度=1.6~3.2μm,确定孔的加工方案。 解:按P222页的孔加工方案推荐表,可有下面四种加工方案: ①钻一扩一铰: 本方案用得最多,在大批、大量生产中常用在自动机床或组合机床上,在成批生产中常用在立钻、摇臂钻、六角车床等连续进行各个工步加工的机床上。 该方案一般用于加工小于50mm的孔径,工件材料为未淬火钢或铸铁,不适于加工大孔径,否则刀具过于笨重。 5.3.1 加工方法的选择5.3.1 加工方法的选择 ②粗镗一半精镗一精镗: 本方案用于加工毛坯本身是铸出或锻出的孔,但其直径不宜太小,否则因镗杆太细容易发生变形而影响加工精度。 箱体零件的孔加工常用这种方案。 ③粗镗一半精镗一粗磨一精磨: 本方案适用于淬火的工件。 ④钻(扩)一拉: 本方案适用于成批或大量生产的中小型零件,其材料为未淬火钢、铸铁及有色金属。5.3.1 加工方法的选择5.3.1 加工方法的选择5.3.2 加工设备的选择5.3.2 加工设备的选择 各表面的加工方法确定以后,应选择适当的机床以满足各表面的加工要求。 机床设备的选择除考虑现有生产条件外,还要根据以下四个方面考虑: 1、机床工作区域的尺寸应当与零件的外廓尺寸相适应,也就是根据零件的外廓尺寸来选择机床的形式和规格,以便充分发挥机床的使用性能。 2、机床的精度应该与工件要求的加工精度相适应。 机床精度过低,不能满足工件加工精度的要求;过高,则是一种浪费。 5.3.2 加工设备的选择5.3.2 加工设备的选择 3、机床的功率刷度和工作参数应该与最合理的切削用量相适应。 粗加工时选择有足够功率和足够刚度的机床,以免切削深度和进给量的选用受限制。 精加工时选择有足够刚度和足够转速范围的机床,以保证零件的加工精度和粗糙度。 4、机床生产率应该与工件的生产类型相适应。 对于大批、大量生产,宜采用高效率机床、专用机床、组合机床或自动机床。 对于单件小批生产,一般选择通用机床。 5.3.2 加工阶段的划分5.3.2 加工阶段的划分 对于加工精度要求较高和粗糙度值要求较低的零件,通常将工艺过程划分为粗加工和精加工两个阶段。 对于加工精度要求很高、粗糙度值要求很低的零件,则常划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整加工阶段。5.3.2 加工阶段的划分5.3.2 加工阶段的划分加工阶段的划分: 粗加工阶段——主要任务是去除加工面多余的材料。这个阶段主要问题是如何提高生产率。 半精加工阶段——使加工面达到一定的加工精度,为精加工作好准备。 在此阶段还要完成一些次要表面的加工,如钻孔、攻丝、铣键槽等。 精加工阶段——使加工面精度和表面粗糙度达到要求。 在这个阶段将切去很少的余量。 光整加工阶段——对于特别精密的零件,安排此阶段,以确保零件的精度要求。只从被加工表面上切除极少的余量。5.3.2 加工阶段的划分5.3.2 加工阶段的划分 将工艺过程划分粗、精加工阶段的原因是: ①在粗加工阶段,由于切除大量的多余金属,可以及早发现毛坯的缺陷裂纹、气孔等),以便及时处理,避免过多浪费工时。 ②粗加工阶段容易引起工件的变形,这是由于切除余量大,一方面毛坯的内应力重新分布而引起变形,另一方面由于切削力、切削热及夹紧力都比较大,因而造成工件的受力变形和热变形。 为了使这些变形充分,应在粗加工之后留有一定的时间。 然后再通过逐步减少加工余量和切削用量的办法消除上述变形。 5.3.2 加工阶段的划分5.3.2 加工阶段的划分 ③划分加工阶段可以合理使用机床。如粗加工阶段可以使用功率大、精度较低的机床;精加工阶段可以使用功率小、精度高的机床。 这样有利于充分发挥粗加工机床的动力,又有利于长期保持精加工机床的精度。 ④划分加工阶段可在各个阶段中插人必要的热处理工序。 如在粗加工之后进行去除内应力的时效处理;在半精加工后进行淬火处理等。5.3.2 加工阶段的划分5.3.2 加工阶段的划分 有利于保证零件的加工精度; 有利于设备的合理使用和精密机床的精度保持; 有利于人员的合理安排; 可及早发现毛坯缺陷,以减少损失。5.3.3 加工顺序的安排5.3.3 加工顺序的安排 先基准后其他——先加工基准面,再加工其他表面 先面后孔——有两层含义: 1)当零件上有较大的平面可以作定位基准时,先将其加工出来,再以面定位,加工孔,可以保证定位准确、稳定 2)在毛坯面上钻孔或镗孔,容易使钻头引偏或打刀,先将此面加工好,再加工孔,则可避免上述情况的发生 先主后次——也有两层含义: 1)先考虑主要表面加工,再安排次要表面加工,次要表面加工常常从加工方便与经济角度出发进行安排 2)次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求,常常要求在主要表面加工后,以主要表面定位进行加工 先粗后精 5.3.3 加工顺序的安排5.3.3 加工顺序的安排 根据上述原则,作为精基准的表面应安排在工艺过程开始时加工。 精基准面加工好后,接着对精度要求高的主要表面进行粗加工和半精加工,并穿插进行一些次要表面的加工,然后进行各表面的精加工。 要求高的主要表面的精加工一般安排在最后进行,这样可避兔已加工表面在运输过程中碰伤,有利于保证加工精度。 有时也可将次要的、较小的表面安排在最后加工,如紧固螺钉孔等。 5.3.3 加工顺序的安排5.3.3 加工顺序的安排 为改善工件材料切削性能而进行的热处理工序(如退火、正火等),应安排在切削加工之前进行。 为消除内应力而进行的热处理工序(如退火、人工时效等),最好安排在粗加工之后,也可安排在切削加工之前。 调质处理可以改善材料的机械性能,因此许多中碳钢和合金钢常采用这种热处理方法,一般安排在粗加工之后进行,但也有安排在粗加工之前进行的。5.3.3 加工顺序的安排5.3.3 加工顺序的安排 为了改善工件材料的力学物理性质而进行的热处理工序(如调质、淬火等)通常安排在粗加工后、精加工前进行。 其中渗碳淬火一般安排在切削加工后,磨削加工前。 而表面淬火和渗氮等变形小的热处理工序,允许安排在精加工后进行。 为了提高零件表面耐磨性或耐蚀性而进行的热处理工序以及以装饰为目的的热处理工序或表面处理工序(如镀铬、镀锌、氧化、煮黑等)一般放在工艺过程的最后。5.3.3 加工顺序的安排5.3.3 加工顺序的安排除操作工人自检外,下列情况应安排检验工序: ① 零件加工完毕后; ② 从一个车间转到另一个车间前后; ③ 重要工序前后。 去毛刺工序 通常安排在切削加工之后。 清洗工序 在零件加工后装配之前,研磨、珩磨等光整加工工序之后,以及采用磁力夹紧加工去磁后,应对工件进行认真地清洗。5.3.4 工序集中与工序分散5.3.4 工序集中与工序分散 使每个工序中包括尽可能多的工步内容,从而使总的工序数目减少 优点: 1)有利于保证工件各加工面之间的位置精度; 2)有利于采用高效机床,可节省工件装夹时间,减少工件搬运次数; 3)可减小生产面积,并有利于管理。 使每个工序的工步内容相对较少,从而使总的工序数目较多 工序分散优点:每个工序使用的设备和工艺装备相对简单,调整、对刀比较容易,对操作工人技术水平要求不高5.3.4 工序集中与工序分散5.3.4 工序集中与工序分散 传统的流水线、自动线生产,多采用工序分散的组织形式(个别工序亦有相对集中的情况) 由于市场需求的多变性,对生产过程的柔性要求越来越高,加之加工中心等先进设备的采用,工序集中将越来越成为生产的主流方式 多品种、中小批量生产,为便于转换和管理,多采用工序集中方式5.3.5 工艺路线拟定实例5.3.5 工艺路线拟定实例 例:图7-14所示方头小轴,中批生产,材料为20Cr,要求12h7 mm段渗碳(深0.8mm~1.1mm),淬火硬度为50 HRC ~55 HRC,试拟定其工艺路线。 5.3.5 工艺路线拟定实例5.3.5 工艺路线拟定实例1.分析零件图; 2.加工方法; 3.拟订工艺路线 。5.3.5 工艺路线拟定实例5.3.5 工艺路线拟定实例1、下料:20Cr钢棒22mm×470mm若干段。 2、车右端面及右端外圆,留磨余量每面0.2mm(7mm不车),按长度切断,每段切留余量(2~3)mm。 3、夹右端柱段,车左端面,留余量2mm;车左端外圆至20mm。 4、检验 5、夹左端20mm段,车右端面,留余量1mm,打中心孔;车7mm、 12mm圆柱段。 6、夹12部分,车左端面至尺寸,打中心孔。 7、铣削17mm×17mm方头。 8、检验。5.3.5 工艺路线拟定实例5.3.5 工艺路线拟定实例9、淬火 HRC=50~60 。 10、研中心孔 粗糙度Ra0.4m。 11、磨12h7 mm外圆,达到图纸要求。 12、检验 13、清洗、油封、包装。 5.3.5 数控加工工艺5.3.5 数控加工工艺 形状复杂、加工面多、加工量大、生产批量较小的零件(如批量较小的复杂箱体类零件)数控加工的合理选用 普通机床无法加工或需使用复杂工装才能加工的零件(如复杂轮廓面或复杂空间曲面) 加工精度要求高的零件(如某些径向尺寸和轴向尺寸精度要求均很高的轴类零件) 零件上某些尺寸难以测量和控制的情况(如具有不开敞内腔加工面的壳体或盒型零件) 零件一次装夹,可完成铣、镗、钻、铰、攻丝等多种操作5.3.5 数控加工工艺5.3.5 数控加工工艺 加工过程严格按程序指令自动进行——数控加工工艺设计要求详细、具体和完整。如工件在机床(或夹具)上装夹位置、工序内工步的安排、刀具选用、切削用量、走刀路线等,都必须在工艺设计中认真考虑和明确规定 数控加工工艺特点 自行调整能力较差——数控加工工艺设计应十分严密、准确,必须注意到加工中的每一个细节,如每个坐标尺寸的计算、对刀点和换刀点的确定、攻丝时的排屑动作等。程序须 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 证正确后,方可进行正式加工 多采用工序集中原则,一次装夹可完成多个表面加工 刀具(相对工件)运动路径对生产率、加工精度影响很大,需合理规划 使用夹具相对简单5.3.5 数控加工工艺5.3.5 数控加工工艺点位加工——通常按空程最短安排走刀路线。位置精度要求较求高的孔系加工,要注意避免反向间隙影响数控加工走刀路线规划 5.3.5 数控加工工艺5.3.5 数控加工工艺轮廓加工——刀具应从切向进入轮廓加工,加工完成后不要在切点处取消刀补,要安排一段沿切向继续运动距离 5.3.5 数控加工工艺5.3.5 数控加工工艺 形腔加工——在保证加工精度前提下,使走刀路径最短5-21 型腔加工路线比较 5.3.5 数控加工工艺5.3.5 数控加工工艺 高速加工——保证刀具运动轨迹光滑平稳,并使刀具载荷均匀5.3.5 数控加工工艺5.3.5 数控加工工艺数控加工工艺实例 确定数控加工内容:环槽、顶面和4-M10螺孔 定位、夹紧方案:以底面、孔和零件后侧面作为定位基准。采用孔系组合夹具,基础板+圆柱销(专用件)+移动V形块(合件),通过螺旋压板压紧5.3.5 数控加工工艺5.3.5 数控加工工艺数控加工工艺实例 加工顺序 铣上平面→钻4-M10中心孔→钻4-M10底孔→4-M10螺纹底孔倒角→4-M10攻丝→铣环槽 零件坐标系设定 如图,坐标原点为孔轴线与零件上平面的交点 工艺处理 对刀点选在孔轴线与孔的上端面的交点,换刀点选在所定零件坐标系(X0,Y0,Z15)点 刀具轨迹坐标计算 4-M10螺纹孔中心坐标计算,环槽各基点(J、B、C、D…)及四个圆弧的圆心坐标计算等 5.3.5 数控加工工艺5.3.5 数控加工工艺表5-5 壳体数控加工工艺卡 null机械制造技术基础 第5章 工艺过程设计 Process Planning5.4.1 加工余量5.4.1 加工余量 加工余量——加工过程中从加工表面切去材料层厚度 工序(工步)余量——某一表面在某一工序(工步)中所切去的材料层厚度 ◎ 对于被包容表面◎ 对于包容表面式中 Zb——本工序余量; a —— 前工序尺寸; b —— 本工序尺寸。5.4.1 加工余量5.4.1 加工余量 总加工余量——零件从毛坯变为成品切除材料层总厚度式中 ZS—— 总加工余量; Zi—— 第i道工序加工余量; n—— 该表面加工工序数。 最大余量 最小余量5.4.1 加工余量5.4.1 加工余量 式中 Zmax ,Zmin ,Zm—— 最大、最小、平均余量; TZ ——余量公差; amax ,amin ,am—— 上工序最大、最小、平均尺寸; bmax ,bmin ,bm—— 本工序最大、最小、平均尺寸; Ta ——上工序尺寸公差; Tb ——本工序尺寸公差。 平均余量 余量公差5.4.2 最小加工余量5.4.2 最小加工余量最小余量构成(图5-25)◎ 采用浮动镗刀块镗孔式中 Ry——上一工序表面粗糙度; Ha——上一工序表面缺陷层; ea ——上一工序形位误差; εb——本工序装夹误差。◎ 无心磨床磨外圆◎ 研磨、抛光平面5.4.2 最小加工余量5.4.2 最小加工余量加工余量确定方法 计算法——采用计算法确定加工余量比较准确,但需掌握必要的统计资料和具备一定的测量手段。 经验法——由一些有经验的工程技术人员或工人根据现场条件和实际经验确定加工余量。此法多用于单件小批生产。 查表法——利用各种手册所给的 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 数据,再结合实际加工情况进行必要的修正,以确定加工余量。此法方便、迅速,生产上应用较多。 需要指出的是,目前国内各种手册所给的余量多数为基本余量,基本余量等于最小余量与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,此点在应用时需加以注意。null确定工序尺寸一般方法1)确定各工序加工余量; 2)从最终加工工序开始,即从设计尺寸开始,逐次加上(对于被包容面)或减去(对于包容面)每道工序的加工余量,可分别得到各工序的基本尺寸; 3)除最终加工工序取设计尺寸公差外,其余各工序按各自采用的加工方法所对应的加工经济精度确定工序尺寸公差; 4)除最终工序外,其余各工序按“入体原则”标注工序尺寸公差; 5)毛坯余量通常由毛坯图给出,故第1工序余量由计算确定。表6-9 主轴孔工序尺寸及公差的确定 5.4.3 工序尺寸确定null表6-9 主轴孔工序尺寸及公差的确定 5.4.3 工序尺寸确定null机械制造技术基础 第5章 工艺过程设计 Process Planning5.5.1 尺寸链基本概念5.5.1 尺寸链基本概念 尺寸链定义 在零件加工或机器装配过程中,由相互联系的尺寸形成的封闭尺寸组,称为尺寸链★ 装配尺寸链——在机器设计和装配过程中,由有关零件尺寸形成的尺寸链★ 工艺尺寸链——在加工过程中,由同一零件有关工序尺寸所形成的尺寸链5.5.1 尺寸链基本概念5.5.1 尺寸链基本概念 尺寸链的环 封闭环——在零件加工过程或机器装配过程中最终形成的环(或间接得到的环)—— 指组成尺寸链的每一个尺寸 增环——该环变动(增大或减小)引起封闭环同向变动(增大或减小)的环 组成环——尺寸链中除封闭环以外的各环。对于工艺尺寸链来说,组成环的尺寸一般是由加工直接得到的 减环——该环变动(增大或减小)引起封闭环反向变动(减小或增大)的环 —— 确定尺寸链中封闭环(因变量)和组成环(自变量)的函数关系式,其一般形式为:5.5.1 尺寸链基本概念5.5.1 尺寸链基本概念图示尺寸链中,尺寸A0是加工过程间接保证的,因而是尺寸链的封闭环;尺寸A1和A2是在加工中直接获得的,因而是尺寸链的组成环。其中, A1为增环, A2为减环。 5.5.2 尺寸链计算方法5.5.2 尺寸链计算方法 对式(5-9)两边取全微分,有: 式中偏导数表示组成环对封闭环影响的大小,称为误差传递系数,记为ζi。式(5-10)也可以写成如下形式:上述两式为尺寸链特定偏差值计算公式,即误差传递公式5.5.2 尺寸链计算方法5.5.2 尺寸链计算方法5.5.2 尺寸链计算方法5.5.2 尺寸链计算方法对L0式两边取全微分,并将偏差值代入,得到: 用同样的方法可求得:5.5.2 尺寸链计算方法5.5.2 尺寸链计算方法 公差极值算法 式中 T0L —— 极值公差; Ti —— 各组成环公差。★ 偏差计算公式★ 公差计算公式上式表明在极端的情况下,尺寸链封闭环的公差等于所有组成环公差与误差传递系数绝对值乘积之和。 5.5.2 尺寸链计算方法5.5.2 尺寸链计算方法 公差概率算法 为计算方便,作如下近似处理:令 k1=k2=…=kn=k,得到近似概率算法公差计算公式(k值常取1.2~1.6):★ 各组成环均接近正态分布时,公差计算公式: 式中T0Q 称为平方公差。 ★ 各组成环偏离正态分布时,公差计算公式: 式中T0Q 称为统计公差。k为分布系数,定义如下: 5.5.2 尺寸链计算方法5.5.2 尺寸链计算方法 极值算法 概率算法 式中α为分布不对称系数,定义如下(图5-28) 5.5.2 尺寸链计算方法5.5.2 尺寸链计算方法 几种常见误差分布曲线的分布系数 k 和分布不对称系数α的数值见教材表5-7。5.5.2 尺寸链计算方法5.5.2 尺寸链计算方法5.5.2 尺寸链计算方法5.5.2 尺寸链计算方法对上式求全微分,有:各组成环的误差传递系数分别为:最终结果:采用极值算法 C = 20.981±0.016mm 采用概率算法 C = 20.981±0.026mm由式(5-14) :可求出 :TC = 0.032由式(5-18):可求出 :TC = 0.052(k=1.4 )5.5.2 尺寸链计算方法5.5.2 尺寸链计算方法 基本尺寸计算公式 直线尺寸链极值算法公式 偏差计算公式 公差计算公式 平均尺寸计算公式 5.5.3 几种常见工艺尺寸链形式5.5.3 几种常见工艺尺寸链形式5.5.3 几种常见工艺尺寸链形式5.5.3 几种常见工艺尺寸链形式 若实测A2=40.30,按上述要求判为废品,但此时如A1=50,则实际A0=9.7,仍合格,即“假废品”。当实测尺寸与计算尺寸的差值小于尺寸链其它组成环公差之和时,可能为假废品。采用专用检具可减小假废品出现的可能性 图5-30所示零件,尺寸 A0不好测量,改测尺寸A2 ,试确定A2的大小和公差【例 5-7】 ★ 假废品问题:5.5.3 几种常见工艺尺寸链形式5.5.3 几种常见工艺尺寸链形式 工序基准是尚待加工的设计基准2) 插键槽,保证尺寸x;试确定尺寸 x 的大小及公差。3) 热处理建立尺寸链如图b 所示,H是间接保证的尺寸,因而是 封闭环。计算该尺寸链,可得到: a) b) 图5-31 键槽加工尺寸链【解】5.5.3 几种常见工艺尺寸链形式5.5.3 几种常见工艺尺寸链形式 讨论:在前例中,认为镗孔与磨孔同轴,实际上存在偏心。若两孔同轴度允差为φ0.05,即两孔轴心偏心为 e = ±0.025。将偏心 e 作为组成环加入尺寸链(图5-32b) a) b) 图5-32 键槽加工尺寸链5.5.3 几种常见工艺尺寸链形式5.5.3 几种常见工艺尺寸链形式 图 5-33 所示偏心零件,表面 A 要求渗碳处理,渗碳层深度规定为 0.5~0.8mm。与此有关的加工过程如下: 表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算 【例 5-9】【解】图5-33 渗碳层深度尺寸换算2) 渗碳处理,控制渗碳层深度H1; 试确定H1的数值。建立尺寸链,如图 b,在该尺寸链中,H0 是最终的渗碳层深度,是间接保证的,因而是封闭环。计算该尺寸链,可得到:5.5.4 工序尺寸图表法5.5.4 工序尺寸图表法 当零件在同一尺寸方向上加工尺寸较多,且工序(测量)基准需多次转换时,尺寸链建立和计算比较困难,采用图表法可较好解决这个问题4)靠火花磨削Ⅱ面,控制余量Z7=0.1±0.02 ,同时保证设计尺寸6±0.1 试确定各工序尺寸及公差。 1)以Ⅳ面定位,粗车Ⅰ面,保证Ⅰ、Ⅳ面距离尺寸A1,粗车 Ⅲ 面,保证Ⅰ、Ⅲ面距离尺寸A2; 2)以Ⅰ面定位,精车Ⅱ面,保证Ⅰ、Ⅱ面距离尺寸A3,粗车 Ⅳ 面,保证Ⅱ、Ⅳ面距离尺寸A4; 3)以Ⅱ面定位,精车Ⅰ面,保证Ⅰ、Ⅱ面距离尺寸A5,同时保证设计尺寸31.69±0.31;精车 Ⅲ 面,保证设计尺寸A6=27.07±0.07;5.5.4 工序尺寸图表法5.5.4 工序尺寸图表法1. 画尺寸联系图 1)画零件简图,加工面编号,向下引线2)按加工顺序和规定符号自上而下标出 工序尺寸和余量——用带圆点的箭线 表示工序尺寸,箭头指向加工面,圆 点表示测量基准;余量按入体原则标 注。3)在最下方画出间接保证的设计尺寸, 两边均为圆点。4)工序尺寸为设计尺寸时,用方框框出,以示区别。注:靠火花磨削余量视为工序尺寸,也用用带圆点的箭线表示。图5-35 尺寸联系图【解】5.5.4 工序尺寸图表法5.5.4 工序尺寸图表法2. 用追踪法查找工艺尺寸链 结果尺寸(间接保证的设计尺寸)和余量是尺寸链的封闭环 沿封闭环两端同步向上追踪,遇箭头拐弯,逆箭头方向横向追踪,遇圆点向上折,继续向上追踪…直至两追踪线交于一点,追踪路径所经工序尺寸为尺寸链的组成环5.5.4 工序尺寸图表法5.5.4 工序尺寸图表法3. 初拟工序尺寸公差中间工序尺寸公差按经济加工精度或生产实际情况给出±0.5 ±0.3±0.1 ±0.3±0.07±0.02±0.1 ±0.31±0.15.5.4 工序尺寸图表法5.5.4 工序尺寸图表法4. 校核结果尺寸公差,修正初拟工序尺寸公差 校核结果尺寸链,若超差,减小组成环公差(首先压缩公共环公差)±0.23±0.085.5.4 工序尺寸图表法5.5.4 工序尺寸图表法±0.55 ±0.8310.3 0.30.48 0.851.83±0.185. 计算余量公差和平均余量 根据余量尺寸链计算±0.020.080.15.5.4 工序尺寸图表法5.5.4 工序尺寸图表法25.5934 26.76.16.186. 计算中间工序平均尺寸 在各尺寸链中,首先找出只有一个未知数的尺寸链,解出此未知数。继续下去,解出全部未知工序尺寸5.5.4 工序尺寸图表法5.5.4 工序尺寸图表法5.5.5 工序尺寸计算机求解方法5.5.5 工序尺寸计算机求解方法 1 2 3 4 5 6 7 8 91 4 1 3 1 2 2 4 1 2 1 3 2 2 1 2 1 41 -1 -1 -1 1 -1 1 0 00 0 0 1 -1 -1 1 0 01. 尺寸联系矩阵(T矩阵) 对应尺寸联系图,在计算机中可用矩阵形式表达 矩阵的每一行对应联系图的一个尺寸 第1列表示自上而下尺寸线序号 第2、3列表示尺寸线左、右端点所在尺寸界限序号 第4列表示工序尺寸箭头方向,1表示箭头向左,-1 表示向右 第5列表示余量性质,1表示箭头指向余量左侧,-1表示箭头指向余量右侧。 结果尺寸没有箭头,对应第4列和第5列元素均为0。◆ 尺寸联系矩阵表达了尺寸 联系图的所有有用信息图5-38 尺寸联系图与尺寸联系矩阵5.5.5 工序尺寸计算机求解方法5.5.5 工序尺寸计算机求解方法 尺寸联系矩阵(T矩阵)的处理 1 1 4 1 0 2 3 1 -1 0 3 2 1 -1 0 4 4 2 -1 1 5 1 2 1 -1 6 3 1 -1 -1 7 2 2 1 1 8 1 2 0 0 9 1 4 0 0图5-39 尺寸联系矩阵变换为便于尺寸链查找,将T矩阵第2、3列元素位置进行调整,使工序尺寸箭头对应的尺寸界线序号排在第2列,圆点对应的尺寸界线序号排在第3列。这只需通过对第4列元素值的判断即可实现5.5.5 工序尺寸计算机求解方法5.5.5 工序尺寸计算机求解方法◆ 向上追踪至第5行,左追踪线遇箭头拐弯, 至圆点向上折。对应于:至第5行时出现 L=T(5,2)=1,令:L=T(5,3)=2,表明左追踪线由尺寸线1移至尺寸线2,且A5为该尺寸链的组成环(又,左追踪线遇左箭头可判断A5为增环)◆ 追踪至第4行,右追踪线遇右箭头,即:R=T(4,2)=4,令:R=T(4,3)=2,并可判断A4为增环。此时有L=R,表明左右追踪线汇交于一点,追踪结束2. 尺寸链查找(结果尺寸链查找) 以R2为例: ◆ 设变量 L 和 R分别为R2左右端点所在尺寸界线的序号,即令:L=T(9,2)=1,R=T(9,3)=4。211442null C(i,j)= 1,表示工序尺寸Aj是第 i 个尺寸链的增环 ; C(i,j)= -1,表示工序尺寸Aj 是第 i 个尺寸链的减环; C(i,j)=0,表示第i个尺寸链不包括工序尺寸Aj。3. 尺寸链矩阵(C矩阵)C 矩阵的每一行对应一个封闭环(结果尺寸和余量),每一列对应一个组成环(工序尺寸),矩阵每一元素表示封闭环与组成环的关系0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 -1 -1 0 0 0 0 0 1 0 -1 0 0 0 -1 1 0 -1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 -1 0 0 0 1 1 0 05.5.5 工序尺寸计算机求解方法5.5.5 工序尺寸计算机求解方法5.5.5 工序尺寸计算机求解方法 尺寸联系矩阵 设计尺寸及公差(按平均尺寸和对称偏差形式输入) 初拟工序尺寸公差(按对称偏差形式输入) 最小余量4. 已知条件输入5. 校核结果尺寸公差,修正初拟工序尺寸公差 压缩各组成环公差方法:1)按超差量自动压缩;2)采用人机对话 例:校核结果尺寸R1和R2 ,均超差,计算机将显示如下信息 根据计算机显示结果,设计者可按实际情况灵活地修正有关工序尺寸公差。输入修正值后,计算机重新进行校核,直至达到要求为止5.5.5 工序尺寸计算机求解方法5.5.5 工序尺寸计算机求解方法6. 计算余量公差和平均余量 利用解线性方程组的标准程序求解  用类似图表法的算法,首先找出只有一个未知数的尺寸链方程,解出此未知数,重复此过程,直至解出全部的未知数为止。7. 尺寸链方程求解 大大缩短计算时间; 准确、可靠,可避免人为错误; 可使用概率法,使工序尺寸的确定更趋合理。◆ 计算机方法的优点null机械制造技术基础 第5章 工艺过程设计 Process Planning5.6.1 CAPP意义5.6.1 CAPP意义 传统工艺过程设计存在的问题从根本上解决人工设计效率低,周期长,成本高的问题 可以提高工艺过程设计的质量,并有利于实现工艺过程设计的优化和标准化 可以使工艺设计人员从烦琐重复的工作中解放出来,集中精力去提高产品质量和工艺水平 CAPP 是连接 CAD 和 CAM 系统的桥梁,是发展计算机集成制造的不可缺少的关键技术 CAPP意义设计效率低,周期长,成本高 不必要的花色繁多,不利于管理 设计质量参差不齐,难于实现优化设计 工艺人员短缺和老化是全球机械制造业面临的共同问题5.6
本文档为【第五章 工艺过程设计】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑, 图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
该文档来自用户分享,如有侵权行为请发邮件ishare@vip.sina.com联系网站客服,我们会及时删除。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
下载需要: 免费 已有0 人下载
最新资料
资料动态
专题动态
is_779113
暂无简介~
格式:ppt
大小:4MB
软件:PowerPoint
页数:0
分类:生产制造
上传时间:2010-06-30
浏览量:19