机械制造基础础金工教研室 制造科学与工程学院 2007年春季学期第八讲讲：零件制造工艺过艺过程常识识 机械制造基础础第八讲讲：零件制造工艺过艺过程常识识 工艺过程的有关概念 工艺过程、工序、工步、生产类型 安装与夹具 基准、六点定位原理、基准选择原则、夹具 零件加工工艺制订的有关常识 内容、步骤、原则、工艺文件、CAPP 简单实例机械制造基础础一、工艺过艺过程的有关概念 生产过程 机器制造时，由原材料到成品之间各个相互 关联的劳动过程的总和 例如，可能包括 原材料运输和保管（库存） 生产准备工作 毛坯制造、零件加工和热处理 产品装配、调试、检验、油漆、包装机械制造基础础工艺过艺过程 工艺过程 生产过程的主要部分 机械加工工艺过程 用机械加工方法直接改变原材料或毛坯形状、 尺寸，使之变成成品 装配工艺过程 在装配车间将零件装配成机器的过程机械制造基础础工艺过艺过程的组组成 工序 三定一连续： 定机床、定工件、定工人 连续完成的加工内容 工序可以细分为工步 定刀具或装夹工序工 序 内 容机床 1车端面，钻中心孔，粗车各外圆，半精车各外圆，切槽、倒角、 车螺纹 （这里的工序很多工序集中）车床2磨30，35，45外圆至尺寸要求，靠磨50台肩面外圆磨床 3检验机械制造基础础生产类产类型 生产类型 零件大小生产纲领（年产量） 单件生产 通用机床、工夹量具、工序集中、需要熟练工 成批生产 专用机床、工夹量具、工序分散、工人技能要求一般 大量生产 广泛采用专用生产线、重复劳动、工人技能要求不高 无论那种批量，均可使用数控机床 尽量工序集中机械制造基础础二、安装与夹夹具 安装包括的概念 定位 进行机械加工前，必须将工件放在机床上，使 之在夹紧前占据正确的位置 夹紧 在加工过程中，为使工件能承受切削力，并使 之保持正确位置，必须将工件压紧夹牢 从定位到夹紧的整个过程：安装机械制造基础础1、工件安装的方法 工件的安装 一般均使用夹具 机床上自带的通用夹具、专门制作的专用夹具 直接安装 使用机床自带的通用夹具安装 有时需画线找正位置、费时、适用于单件小批 利用专用夹具安装 安装迅速可靠、精度高、成本高、批量生产 哲学问题？ 单件小批生产、如果通用夹具不能保证精度或者非常费时 ，怎么办？机械制造基础础专用镗模通孔夹具2、关于专专用夹夹具定位元件夹紧机构导向元件夹具体和其它部分机械制造基础础3、六点定位原理：自由度 不受约束的物体 六个自由度：三个方向移动、三个方向转动机械制造基础础六点定位原理 六点定位原理 要完全确定工件位置 ，必须有六个相应的 支承点来限制工件的 六个自由度机械制造基础础定位情况 完全定位 不完全定位 超（过）定位 欠定位：绝对不允许机械制造基础础4、夹夹具上的定位元件 夹具上用于限制工件自由度的元件 V型铁、挡块 平面用：支承钉、支承板 孔用：心轴、定位销 每种元件限制的自由度数量不同 形状决定的 钉（1），板（2），销（4、2、1） V型铁（4、2），心轴（4、2）机械制造基础础支承钉钉 限制1个自由度机械制造基础础支承板 较长时，限制2个自由度机械制造基础础定位销销 圆柱销：（长销：4，短销或圆锥销：2 ） 菱形销（削边销）：1 一面两销：用于箱体的完全定位机械制造基础础V型铁铁 长V型铁（4） 短V型铁（2）机械制造基础础心轴轴 长心轴（4） 短心轴（2）机械制造基础础5、基准：工件上定位的几何元素 基准 零件的设计制造中，用于确定零件上点线面 等几何要素的依据（也是一些点线面） 基准的种类 设计基准 设计时使用的基准 工艺基准 制造零件或者装配机器时使用 定位基准、度量基准、装配基准机械制造基础础设计设计基准 面2、3、孔4的设计 基准是面1 孔5的基准是孔4 实际上全部都是面1机械制造基础础定位基准 观察图示零件 加工外圆和端面时的 定位基准 孔的轴线 定位基准通常都以面 的形式体现 轴线孔面 因此基准面要求有更 高的加工精度机械制造基础础常见见定位基准表面确定的自由度 平面 大平面（3）、小平面（1）、狭长平面（2） 外圆、内圆 长（4）、短（2） 锥面 长（5）、短（3） 一般判断原则 观察哪些自由度没有限制机械制造基础础定位基准：平面 大3、小1、长2机械制造基础础定位基准：圆圆柱（内外圆圆） 长4、短2机械制造基础础定位基准：锥锥面 长5、短3机械制造基础础6、定位基准的选择选择原则则 定位基准选择的出发点 保证加工精度、提高加工效率 从加工精度要求高的表面中选择 粗基准 第一道切削加工工序所使用的基准 不是（粗加工时使用的基准） 精基准 第一道工序以后使用的基准机械制造基础础（1）粗基准 第一道切削加工工序所使用的基准 不是（粗加工时使用的基准） 第一道工序只能使用未加工表面作基准 选择粗基准的基础 保证各个加工表面都有足够加工余量 保证不加工表面的位置精度机械制造基础础粗基准选择选择原则则 选择不加工表面 保证不加工表面的位 置精度 多个不加工表面 选择位置精度要求高 的机械制造基础础粗基准选择选择原则则 选择要求加工余量均 匀的表面 该基准面的加工均匀 机床导轨表面要求 金相、性能一致 去处一层很薄的余量机械制造基础础粗基准选择选择原则则 所有表面都要加工时，选择余量和公差 最小的表面，避免出现废品 其它原则 表面光洁、平整、面积足够大、装夹稳固 重要常识 粗基准只能使用一次机械制造基础础（2）精基准 第一道工序后应该使用已加工表面作为 基准：精基准 选择的基础 保证精度 基准重合、基准同一、自为基准、互为基准 基准面的精度应该较高 选定基准面后，即使该表面设计精度不高，也 应该提高加工精度机械制造基础础基准重合原则则 考查3种定位基准下尺寸A的公差 以M定位 以H定位 以K定位 已知 MH的公差 c HK的公差 B机械制造基础础以M定位 考虑基准不重合产生 的误差 A B c 当然，还有这次加工 产生的加工误差机械制造基础础精基准选择选择的其它原则则 基准同一原则 加工位置精度要求较高的一组表面，尽可能 选择同一个基准定位 有利于保证这些表面的相互位置精度 自为基准、互为基准 精度较高、装夹稳固可靠 夹具结构简单、工件安装加工方便机械制造基础础以H定位 考虑基准不重合产生 的误差 A B机械制造基础础以K定位 基准重合时该项误差为0 A0机械制造基础础夹紧夹紧机构 老祖宗：楔形的摩擦自锁 螺纹机构、偏心机构机械制造基础础三、零件加工工艺艺制订订的有关常识识 零件加工工艺加工的方法和步骤 制定零件加工工艺的内容 排列加工工序 毛坏制造、切削加工、热处理和检验工序 确定各工序所用的： 机床、装夹方法、加工方法、测量方法、工夹 量具、加工余量、切削用量和工时定额 将这些内容用工艺文件形式表示出来 机械加工工艺规程（机械加工工艺卡片）机械制造基础础制定零件加工工艺艺必须满须满足的要 求 确保零件的全部技术要求 生产效率高 生产成本低 劳动生产条件好 重要原则 要根据客观生产条件，经过反复实践反复修 改，才能使之合理与完善机械制造基础础制定零件加工工艺艺的步骤骤 1、研究零件图样及其技术要求 零件的形状、结构、尺寸、精度、表面粗糙 度、材料、热处理、数量 2、选择毛坯的类型 型材、铸件、锻件、焊接件 应根据零件的材料、形状、只寸、批量和工 厂的现有条件等因素综合考虑。机械制造基础础制定零件加工工艺艺的步骤骤 3、零件的工艺分析 (1) 确定主要表面的加工方法和步骤 (2) 确定定位基面 轴类（两端面的中心孔） 盘套类（孔） 箱体支架类（装配基准平面） (3) 确定各工序加工余量、切削用量和工时 定额机械制造基础础制定零件加工工艺艺的步骤骤 4、安排热处理工序 5、拟定工艺过程 合理安排零件各表面的加工先后顺序 安排工艺过程时考虑的一般原则 先基准后其他（基准先行原则） 先粗后精（粗精加工分开原则） 先重要后其他 先面后孔机械制造基础础工艺艺文件编编制 1、机械加工工艺过程卡片（单件小批）机械制造基础础工艺艺文件编编制 2、机械加工工序卡片 大批大量生产时，要求工艺文件更加完整和详细 每个零件的各个工序都要有工序卡片 工序卡片的主要表达形式：工序图 表示本工序完成后工件的形状、尺寸及其技术要求 表示出工件的装夹方式、刀具的形状及其位置 工序卡片的格式和填写要求可参阅原机械上业部指 导性技术文件“工艺规程格式及填写规则” (JB/Z187.382)机械制造基础础工艺艺文件编编制 3、机械加工工艺(综合)卡片 主要用于成批生产 它比工艺过程卡片详细 比工序卞片简单且较灵活 足介于两者之间的一种格式机械制造基础础关于CAPP的常识识 制订零件工艺过程 复杂、繁琐、依靠经验、重点在管理 CAPP（Computer Aided Process Planning） 最低目标：工艺过程管理信息系统 管理大量复杂的企业工艺资源信息 自动化编辑生成各种工艺文件 最高目标：代替经验丰富的工艺人员 智能生成零件的工艺过程 创成式、检索式 核心理论：成组技术企业基础信息的统筹管理机械制造基础础四、简单实简单实例：盘盘套类类零件机械制造基础础工艺艺分析 典型组成型面 孔、外圆、端面、沟槽 技术要求的重点 相互位置精度 毛坯选择 铸件、锻件、型材 工艺原则重点 孔为基准、“一刀活”机械制造基础础工艺过艺过程机械制造基础础工艺过艺过程机械制造基础础工艺过艺过程机械制造基础础工艺过艺过程机械制造基础础工艺过艺过程机械制造基础础总结总结 工艺过程的有关概念 装夹与定位 零件加工工艺制订的有关常识 简单实例 工艺人员更多的是靠长期积累的经验 CAPP更像一个工艺过程的信息管理系统机械制造基础础作业业！ 作业： 冷加工习题集 一（4654） 二（8186） P20（19） 机械制造基础础现现代自动动化生产产系统简统简介 生产系统 自动化 FMS CIMS 敏捷化生产系统 国外的发展现状机械制造基础础关于制造过过程的环环境保护护 全球性的环境问题 大气污染：酸雨、温室效应、臭氧层破坏 淡水资源状况 自然资源状况：森林减少、水土流失、沙漠化 制造过程的环境污染问题 主要污染物 切削液、金属表面处理排除的污染物、热处理的污 染物、焊接污染 环境保护的国际标准机械制造基础础