机械制造工艺.ppt

机械制造工艺讲座,新产品开发程序,设计阶段工艺阶段样机试制阶段新产品鉴定修改设计产品定型,教学大纲,一工艺基础二常用材料三热加工工艺简介四典型零件工艺,设计综合资料,可行性研究报告设计任务书设计图纸图样目录设计计算书自制件明细表,机械制造工艺基本术语,1.机械制造工艺各种机械的制造方法和过程的总称。2.典型工艺根据零件的结构和工艺特征进行分类、分组，对同组零件制订的统一加工方法和过程。3.零件结构的工艺性所设计的零件在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。4.工艺性审查在产品工作图设计阶段，工艺人员对产品和零件结构工艺性进行全面审查并提出意见或建议的过程。5.工艺文件指导工人操作和用于生产、工艺管理等的各种技术文件。6.工艺方案根据产品设计要求、生产类型和企业的生产能力，提出工艺技术准备工作具体任务和措施的指导性文件。,7.工艺路线产品或另部件在生产过程中，由毛坯准备到成品包装入库，经过企业各有关部门或工序的先后顺序。8.工艺规程规定产品或另部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。9.工艺设计编制各种工艺文件和设计工艺装备等过程。10.工艺参数为了达到预期的技术指标，工艺过程中所需选用或控制的有关量。11.工艺准备产品投产前所进行的一系列工艺工作的总称。其主要内容包括对产品图样进行工艺性分析和审查；拟定工艺方案；编制各种工艺文件；设计、制造和调整工艺装备；设计合理的生产组织形式等。,12.工艺实验为考查工艺方法、工艺参数的可行性或材料的可加工性等而进行的实验。13.工艺装备[工装]产品制造过程中所用的各种工具总称。包括刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具、钳工工具和工位器具等。14.生产节拍流水生产中，相继完成两件制品之间的时间间隔。15.毛坯根据零件（或产品）所要求的形状，工艺尺寸等而制成的供进一步加工用的生产对象。16.工件加工过程中的生产对象。17.工艺关键件技术要求高，工艺难度大的零部件。18机械加工利用机械力对各种工件进行加工的方法。,19.切削加工利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法。20.工序一个或一组工人在一个地点对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工作过程。21.工步在加工表面（或装配时的连续表面）和加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。22.工艺基准在工艺过程中采用的基准。23.工序基准在工序图上用来确定本工序加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。24.辅助基准为满足工艺需要，在工件上专门设计的定位面。25.工序尺寸某工序加工应达到的尺寸。,26.加工总余量[毛坯余量]毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差。27.工序余量相邻两工序的尺寸之差。28.工艺留量为工艺需要而增加的工件（或毛坯）的长度。29.加工误差零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）对理想几何参数的偏离程度。30.加工精度零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。31.加工经济精度在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度。32.工艺过程卡片以工序为单位简要说明产品或另、部件的加工（或装配）过程的一种工艺文件。,33.工序卡片在工艺过程卡片的基础上，按每道工序所编制的一种工艺文件。一般具有工艺简图，并详细说明该工序的每个工步的加工（或装配）内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备等。34.粗加工从坯料上切除较多的余量，所能达到的精度比较低，加工表面粗糙度数值比较大的加工过程。35.半精加工在粗加工和精加工之间所进行的切削加工过程。36.精加工从工件上切除较少余量，所得到精度比较高，表面粗糙度数值比较小的加工过程。37.计算机辅助工艺规程编制通过向计算机输入被加工零件的原始数据、加工条件和加工要求，由计算机自动进行编码、编程直到最后输出经过优化的工艺过程卡片的过程。,机械加工工艺规程的作用,正确的机械加工工艺规程是在总结长期的生产实践和科学实验的基础上，依据科学理论和必要的工艺试验而制定的，并通过生产过程的实践不断得到改进和完善。机械加工工艺规程的作用有如下三个方面。1）机械加工工艺规程是组织车间生产的主要技术文件机械加工工艺规程是车间中一切从事生产的人员都要严格、认真贯彻执行的工艺技术文件，按照它组织生产，就能做到个工序科学地衔接，实现优质、高产和低消耗。,2）机械加工工艺规程是生产准备和计划调度的主要依据有了机械加工工艺规程，在产品投入生产之前就可以依据它进行一系列的准备工作，如原材料和毛坯的供应，机床的调整，专用工艺装备（如专用夹具、刀具和量具）的设计与制造，生产作业计划的编排，劳动力的组织，以及生产成本的核算等等。有了机械加工工艺规程，就可以制定所生产产品的进度计划和相应的调度计划，使生产均衡、顺利地进行。,3）机械加工工艺规程是新建或扩建工厂、车间的基本技术文件在新建和扩建工厂、车间时，只有根据机械加工工艺规程和生产纲领，才能准确确定生产所需机床的种类和数量，工厂或车间的面积，机床的平面布置，生产工人的工种、等级、数量，以及各辅助部门的安排等。制订机械加工工艺规程时，必须充分考虑采用确保产品质量并以最经济的方法达到所要求的生产纲领的必要措施，即应做到技术上先进，经济上合理。,机械加工工艺规程的制订程序,制订机械加工工艺规程的原始资料主要是产品图纸、生产纲领、生产类型、现场加工设备及生产条件等。（1）分析加工零件的工艺性其中包括1）了解零件的各项技术要求，提出必要的改进意见。分析产品的装配图和零件的工作图，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确被加工零件在产品中的位置和作用，进而了解零件上各项技术要求制订的依据，找出主要技术要求和加工关键，以便在拟订工艺规程时采取适当的工艺措施加以保证；对图纸的完整性、技术要求的合理性以及材料选择是否恰当等提出意见。,2）审查零件结构的工艺性。（2）选择毛坯选择毛坯的种类和制造方法时应全面考虑机械加工成本，以达到降低零件生产总成本的目的。影响毛坯选择的因素是生产规模的大小；工件结构形状和尺寸；零件的机械性能要求；本厂现有设备和技术水平。毛坯的种类、制造方法和尺寸偏差。（3）拟订工艺过程包括划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面的加工方法、安排加工顺序和组合工序等。,（4）工序设计包括选择机床和工艺装备、确定加工余量、计算工序尺寸及其公差、确定切削用量及计算工时定额等。（5）编制工艺文件按照一定的格式和要求编制工艺文件。,工艺过程设计,（一）定位基准的选择与定位、夹紧符号（1）定位基准在最初的工序中是铸造、锻造或轧制等得到的表面，这种未加工的基准成为粗基准。用粗基准定位加工出光洁的表面以后，就应该用加工过的表面做以后工序的定位表面。加工过的基准成为精基准。为了便于装夹和易于获得所需的加工精度，在工件上特意作出的定位表面称为辅助基准,（2）粗基准的选择1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作粗基准2）如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准。3）选作粗基准的表面，应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。4）粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。,（3）精基准的选择1）用工序基准作为精基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2）当工件以某一组精基准定位可以较方便的加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以减少工装设计制造费用，提高生产率，避免基准转换误差。3）当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则，该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。,4）为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循互为基准、反复加工的原则。,工艺文件种类,,工艺文件目录产品零件工艺路线卡标准工具明细表标准零件明细表产品零件下料明细表工艺装备明细表辅助材料定额明细表产品设计重量概况表（材料表一）材料消耗工艺定额汇总表（材料表二）材料消耗工艺定额汇总明细表（材料表三）,材料消耗工艺定额明细表各工种工时定额明细表工艺装备验证书电镀件明细表外协件明细表工装图纸机械加工工艺过程卡片机械加工序卡铸造工艺卡铸件工艺草图,铆焊工艺卡片锻造工艺卡片热处理工艺卡片装配工艺过程卡片作业指导书机械加工数控工艺工序卡机械加工数控工艺程序单,典型零件,,,右端轴头,,,花键,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,工艺工作程序及工艺文件,一工艺工作程序（1）工艺性调研和工艺性审查。1）新产品设计调研，老产品用户访问由主管工艺人员参加，以便了解国内外同类产品情况及用户对该产品的意见和要求。2）讨论新产品设计方案和老产品改进设计方案，针对产品结构、性能、精度的特点和企业的技术水平进行工艺分析，提出改进产品结构和工艺性的意见。3）由有关工艺人员对产品设计图样进行工艺性审查，提出工艺性审查意见并应在设计图样上签字。,,（2）编制工艺方案。工艺方案是工艺技术准备工作的重要指导性文件，由主管工艺人员负责编制。1）编制工艺方案的依据产品图样及有关技术文件和企业生产大纲；总工艺师（工艺研究院院长）对该产品工艺工作的指示，以及有关处室和车间的意见；产品的生产性质和生产类型；有关工艺资料（如企业的设备能力、设备精度、工人级别和技术水平等）；有关同类产品的国内外情报。,,2）工艺方案内容根据产品的生产性质、生产类型规定工艺文件的种类；提出专用设备的购置、改装、设计意见；提出关键工装设计项目和特殊的外购工具、刃具、量具目录；提出关键件（或部分工艺关键件）工艺方案和工艺实验项目，并进行必要的经济技术分析；提出主要外制件和外协件项目；提出确保产品质量的特殊工艺要求；提出装配方案，装配方式、场地、产品验收的工艺准备等等；提出产品工艺关键件制造周期和生产节拍的安排意见；提出对材料和毛坯的特殊要求；针对产品提出生产组织和生产路线（设备）调整意见。,（3）编制工艺路线卡和有关明细表1）编制工艺路线卡。2）编制产品工艺关键件明细表。3）编制外制件明细表。（4）编制工艺文件，其中包括1）根据工艺路线卡由各专业工艺人员编制冷热加工、装配等工艺规程卡片。2）提出专用工艺装备、专用设备的设计任务书。3）冷热加工相互提出特殊技术要求。4）加工和装配相互提出特殊技术要求。5）编制各种零件明细表。6）编制非标工具明细表和标准工具明细表。,技术文件三性,正确性完整性统一性,,（5）设计关键工装，参加服务和组装、调试、验证，对关键工艺进行实验。（6）工装设计人员按工装设计任务书进行工装设计。（7）编制各种材料定额明细表和汇总表。（8）编制工时汇总表。（9）复校各种图样、表格和卡片。（10）开展对车间的工艺服务工作。（11）工艺总结。对各种生产类型的产品，当生产一个循环后都要进行工艺总结，内容包括工艺准备阶段小结；投产后工艺、工装验证情况；产品在生产中工艺问题及其解决情况；对今后工艺改进意见，为工艺整顿提出初步设想。（12）根据工艺总结进行工艺整顿。,加工顺序的安排,机械加工顺序的安排1）对于形状复杂、尺寸较大的毛坯或尺寸偏差较大的毛坯，应首先安排划线工序，为精基准加工提供找正基准。2）按“先基面后其他”的顺序，首先加工基准基面。3）在重要表面加工前应对精基准进行修正。4）按“先主后次、先粗后精”的顺序，对精度要求较高的主要表面粗加工、半精加工和精加工。,,5）对于和主要表面有位置精度要求的次要表面应安排在主要表面加工之后加工。6）对于易出现废品的工序，精加工和光整加工可适当提前，一般情况主要表面的精加工和光整加工应放在最后阶段进行。,,热处理工序的安排1）退火与正火属于毛坯预备性热处理，应安排在机械加工之前进行。2）时效为了消除残余应力，铸件和大型组焊件要进行时效处理，对组焊件又叫去应力退火，应安排在机械加工之前进行。3）调质属于中间处理，应安排在粗加工之后半精加工之前进行。,,4）淬火淬火后工件硬度提高且易变形，应安排在精加工阶段的磨削加工前进行。5）渗碳渗碳易产生变形，应安排在精加工前进行，为控制渗碳层厚度，渗碳前需要安排精。6）氮化一般安排在工艺过程的后部、该表面的最终加工之前。氮化处理前应调质。,,辅助工序的安排1）中间检验一般安排在粗加工全部结束之后，精加工之前；送往外车间加工的前后（特别是热处理前后），花费工时较多和重要工序的前后。2）特种检验X射线、超声波探伤等多用于工件材料内部质量的检验，一般安排在工艺过程的开始；荧光检验、磁力探伤主要用于表面质量的检验，通常安排在精加工阶段。当荧光检验用于检差毛坯的裂纹时，则安排在加工前。3）表面处理电镀、涂层、发蓝、氧化等表面处理工序一般安排在工艺过程的最后进行,,工序的组合工序的组合可采用工序分散或工序集中的原则。1）工序分散的特点工序多，工艺过程长，每个工序所包含的加工内容很少，极端情况下每个工序只有一个工步；所使用的工艺设备与装备比较简单，易于调整和掌握；有利于选用合理的切削用量，减少基本时间；设备数量多，生产面积大，设备投资少，易于更换产品。2）工序集中的特点零件各个表面的加工集中在少数几个工序内完成，每个工序的内容和公步都较多；,,有利于采用高效的专业设备和工艺装备，生产率高；生产计划和生产组织工作得到简化；生产面积和操作工人数量减少；工件装夹次数减少，辅助时间缩短，加工表面间的位置精度易于保证；设备、工装投资大，调整、维护复杂，生产准备工作量大，更换新产品困难。工序的分散和集中程度必须根据生产规模、零件的结构特点和技术要求、机床设备等具体生产条件综合分析确定。,工序设计,工序设计包括机床与工艺装备的选择、加工余量的确定、工序尺寸的确定、切削用量的确定、时间和材料消耗定额的确定。这里只对机床与工艺装备选择提出一般原则。一、机床的选择1）机床的加工尺寸范围应与零件的外廓尺寸相一致；2）机床的工作精度应与工序要求的精度相适应；3）机床的生产率应与零件的生产类型相适应。4）机床的选择应考虑车间现有设备条件，改装设备或设计专用机床。,,二、工艺装备的选择1）夹具的选择在单件小批生产中，应尽量选择通用夹具或组合夹具，在大批大量生产中，应尽量根据工序加工要求设计制造专用夹具。2）刀具的选择主要取决于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的加工精度和表面粗糙度、生产率及经济性等，一般应尽可能采用标准刀具，必要时采用高生产率的复合刀具及其他专用刀具。,,3）量具的选择主要根据生产类型和要求检验的精度。在单件、小批生产中，应尽量采用通用量具量仪，在大批大量生产中应采用各种量规和高生产率的检验仪器和检验夹具等。,