2023年机械加工工艺过程的基本概念.docx

机械加工工艺过程的根本概念 第一章 机械加工工艺过程的根本概念 ●学习目标 知识目标 1．能简单表达船机制造的生产过程和工艺过程； 2．能正确描述船机加工工艺过程的组成局部； 3．能简单表达生产纲领和生产类型的含义。 能力目标 1．会结合具体的加工实例分析其中的工序、安装、工位、工步及走刀的组成； 2．对不同生产类型的具体内容能选择适宜的工艺方法。 　　 第一节 生产过程和工艺过程 　　 船舶机器设备或机械产品进行制造时，将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。它包括原材料的运输、保管与准备、产品的技术和生产准备、毛坯制造、零件的机械加工和热处理、部件及产品的装配、检验、调试、油漆包装以及产品销售和售后效劳等。 　　 一个产品的生产过程又可分为假设于车间的生产过程。某一车间所用的原材料(或半成品)可能是另一车间的成品，而它的成品又可能是其他车间的原材料(或半成品)。例如，机械加工车间的毛坯是铸造车间的成品；机械加工车间的成品又是装配车间的半成品。船舶机器就是通过总装车间进行的部件装配、总装和调整试验才到达规定的性能和可靠性指标的。 　　 比方船舶柴油机的生产过程中，柴油机的活塞、连杆、缸套、轴瓦、油泵油嘴及增压器等重要零部件和设备都是由许多专业厂分工协作完成的。这样做有利于专业化生产，可以提高产品质量和劳动生产率，并能降低生产本钱。 　　 工艺过程是指生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程。它是生产过程中的主要组成局部，如铸造、锻造、热处理、机械加工和装配作业等工艺过程。而机械加32／．艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为零件的全过程，它直接决定零件及产品的质量和性能，对产品的本钱、生产周期都有较大影响。工艺过程不包括工件的运输、包装和贮存、生产准备、机床设备维修等辅助工作。 　　 第二节 机械加工工艺过程的组成 　　 机械加工工艺过程按一定顺序由假设干个工序组成，所以其根本单元是工序。每一个工序又是由安装、工步、工位和走刀组成的。 　　 1．工序 　　 工序是指一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一局部工艺过程。如对轴的外圆外表粗车后接着进行精车，那么整个粗、精车外圆为一个工序；如果轴的生产批量大，宜先完成这批轴的粗车，然后再进行精车。由于粗、精车外圆中间有了间断，因此成为两个工序。划分工序的依据是工作地点是否改变和加工是否连续完成。 　　 2．安装 　　 在一道工序中，工件在加工位置上至少要装夹一次，有时也可能装夹几次，才能完成加工。安装是工件(或装配单元)经一次装夹后所完成的那一局部工序。从减少装夹误差及装夹工件花费的工时考虑，应尽量减少装夹次数。因此在生产中常采用不需要重新装夹工件而又能改变工件在机床上的位置以加工不同外表的分度夹具或机床回转工作台。 　　 3．工步 　　 在一个工序中往往需要采用不同的刀具来加工许多不同的外表。为了便于分析和描述较复杂的工序，可将工序再划分为假设干个工步。 　　 工步是在加工外表、切削刀具和切削用量(仪指主轴转速和进给量)都不变的情况下所完成的那一局部工艺过程。变化其中的一个就是另一个工步。 　　 一般说来，当加工外表或刀具改变时，即构成一个新的工步。但对于那些连续进行的假设干个相同的工步，习惯上常常称为一个工步，如在摇臂钻床上连续钻箱体上多个相同直径的孔，就是一个工步。 　　 为了提高生产率，生产中常常采用复合刀具或多刀同时加工，这样的工步称为复合工步。 　　 4，工位 　　 当应用转位(或移位)加工的机床(或夹具)进行加工时，在一次装夹中，工件(或刀具)相对于机床要经过几个位置依此进行加工，在每一个工作位置—卜所完成的那一局部工序，称为工位。 　　 图1—1所示为工件在三轴组合钻床上钻、扩、铰孔加工的情况。工件装夹在回转工作台上，这时工件与回转工作台一起相对于刀具位置改变4次，一个工件便完成了该工序的工作(工位1为工件的装卸工位)。所以这种情况为4个工位加工。采用多工位加工可以减少装夹次数，减少装夹误差，提高生产率。 　　 又如，在单轴立式镗床上镗机体的气缸孔时，每镗一个孔，机体与机床工作台一起移动一个气缸轴线距离后的位置就是一个工位。 　　 5．走刀 　　 在一个工步中，如果要切掉的金属层很厚，可分几次切削，每切削一次就称为一次走刀。 　　 下面以图1—2所示的从圆柱毛坯加工成阶梯轴的例子来分析机械加工工艺过程的组成： 　　 假设阶梯轴的精度和外表粗糙度要求不高，那么加工这根阶梯轴的工艺过程将包含以下加工内容：①切一端面，②打中心孔，③切另一端面，④打中心孔，⑤车大外圆，⑥大外圆倒角，⑦车小外圆，⑧小外圆倒角，⑨铣键槽，⑩去毛刺。 　　 根据车间加工条件和生产规模的不同，可以采用不同的方案来完成这个工件的加工。 　　 单件小批生产的工艺过程： 　　　　　　　　　　　　　　　　第二章 机械加工工艺规程的制订 　　 ●学习目标 　　 知识H标 　　 1．能正确表达机械加工工艺规程的内容和作用； 　　 2．熟知机械加上工艺规程的制订步骤； 　　 3．能简单表达提高劳动生产率的措施。 　　 能力目标 　　 1．会对零件进行正确的工艺分析； 　　 2．会为零件的加工选择适当的定位基准； 　　 3．会为各外表的加工选择适宜的加工方法和划分合理的加工阶段； 　　 4．会进行加工余量和工序尺寸的计算； 　　 5．会结合具体的零件图要求，制订出较合理的机械加工工艺规程的主要内容。 　　 第一节 机械加工工艺规程的概念 　　 如前所述，在机械制造企业中，采用各种机械加工方法将毛坯加工成零件，再将这些零件装配成机器。为了使上述工艺过程满足“优质、高产、低消耗〞的要求，首先必须制订零件的机械加工工艺规程和机器的装配工艺规程，然后按照所制订的工艺规程来进行机械加工和装配。 　　 在许多情况下，一个零件或产品的工艺过程并不是唯一的，但在一定的生产条件下，总是存在着一个(或几个)相对最正确的合理方案。通常将比拟合理的工艺过程确定下来，写成工艺文件，作为组织生产和进行技术准备的依据。这种规定产品或零部件制造和装配工艺过程及操作方法的工艺文件称为工艺规程。 　　 一、机械加工工艺规程的作用 　　 1．机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据 　　 根据它来组织原材料和毛坯的供给，进行机床调整、专用工装设备(如专用夹具、刀具和量具)的设计与制造，编制生产作业方案，调配劳动力，以及进行生产本钱核算等。 　　 2．机械加工工艺规程是组织生产、进行方案调度的依据 　　 可用来制定生产产品的进度方案和相应的调度方案，并能做到各工序科学衔接，使生产均衡，实现优质高产低消耗。 　　 3．机械加工工艺规程是新建工厂或车间的根本技术史件 　　 根据它和生产纲领，能确定所需机床的种类和数量，工厂或车间面积，机床的平面布置，工人的工种、等级和数量等。 　　 二、机械加工工艺规程的内容和种类 　　 1．机械加工工艺规程的内容 　　 工件的加工工艺路线和所经过的车间与工段；各工序的内容和所采用的机床与工艺装备(包括刀具、夹具、量具、检具、辅具、钳工工具等)；工序尺寸和公差；检验项目；切削用量；时间定额和工人技术等级等。 　　 2．机械加工工艺规程的种类 　　 机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片是两个主要的工艺文件。对于检验工序还有检验要序卡片；自动、半自动机床完成的工序还有机床调整卡片。 　　 机械加工工艺过程卡是说明零件加工丁艺过程的工艺文件。由于各工序内容规定得不够具体，因此不能直接指导工人操作，只能作为生产管理用的技术文件。但在单件小批生产中，因不编制其他文件，所以过程卡可编制得较详细，以用于指导生产。 　　 机械加工工序卡是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。 　　 检验工序卡片只对关键零什或精度较高的零件才使用。 　　 三、制订机械加工工艺规程的步骤 　　 在一定的生产条件下，以最少的劳动消耗和最低的费用，按方案加工出符合要求的零件，是制订机械加工工艺规程的原那么。具体来说就是保证产品质量，获得较高的生产率和最好的经济效益，并使工人有良好而安全的劳动条件，做到技术上先进和经济上合理。 　　 一般按下述步骤制定工艺规程： 　　 1．确定生产类型和生产组织形式 　　 根据零件的生产纲领确定生产类型，再按照生产类型确定具体生产组织形式。在制订工艺规程之前，必须首先确定生产组织形式。例如，在大批大量生产的单一流水线中，应采用高效率的加工方法和机床，广泛应用专用工艺装备。同时还要严格平衡各工序的时间，使之按节拍生产。而在单件小批量生产中，应广泛采用万能机床和通用工艺装备，不需平衡各工序的时间，但应考虑机床的负荷率。 　　 2．分析被加工零件的工艺性 　　 包括审查零件的结构工艺性和分析零件的各项技术要求，并结合车间生产条件和加工类似零件的情况及经验提出必要的修改意见。 　　 3．选择毛坯的种类和制造方法 　　 这里应全面考虑毛坯的制造本钱和机械加工本钱，以到达降低零件总本钱的目的。在条件可能的情况下，应尽可能选择高精度的毛坯，以节约原材料和减少机械加工的劳动量。在有条件时，最好委托专业厂家提供毛坯。同时注意新工艺、新材料、新技术的应用。 　　 4，工艺路线的拟订 　　 它包括确定装夹方式；选择定位基准；确定各外表的加工方法和划分加工阶段；合理安排各外表加工顺序；决定工序集中或分散的程度。 第三章 机械加工精度 ●学习目标 知识目标 1．能正确阐述加工精度的根本概念； 2．能简单表达获得加工精度的方法； 3．熟知影响加上精度的主要因素有哪几个方面。 能力目标 1．会根据实际加工案例，分析出造成加工误差的主要原因； 2．会根据造成加工误差的原因，采取相应的工艺措施来减少误差，提高加工精度。 　　 第一节 加工精度的根本概念 　　 对零件制造的根本要求就是要做到多、快、好、省。其中“好〞的含义包括不断提高零件的质量，提高其使用效能与使用寿命，最大限度地消灭废品，降低次品率，提高零件的合格率。因为零件的质量直接影响着机器的性能、寿命、效率、可靠性等指标，是保证机器质量的根底，而零件的制造质量，是依靠其毛坯的制造方法、机械加工、热处理以及外表处理等工艺来保证的。因此，在零件制造的各个环节都要始终把保证质量放在首位。 　　 衡量零件的加丁质量的指标有两大类：一是机械加工精度，二是机械加工外表质量。 　　 一、加工精度和加工误差 　　 加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与图纸规定的理想几何参数符合的程度。这种相符合的程度越高，加工精度也越高。所谓理想几何参数，对于尺寸而言，就是零件的公差带中心；对于外表形状而言，就是绝对准确的圆柱面、平面、圆锥面等；对外表位置而言，就是绝对的平行、垂直、同轴和一定的角度等。 　　 在加工中，由于各种因素的影响，实际上不可能将零件的每一个几何参数加工得与理想几何参数完全相符，总会产生一些偏离。这种偏离，就是加工误差。实际上，从多快好省的全面观点出发，也没有必要将零件的尺寸、形状和位置加工得绝对精确。因此，只要能保证零件在机器中的功能，那么加工时允许零件的几何参数存在一定的加工误差。只要零件的加上误差不超出零件图上按零件的设计要求所规定的公差，就可以说保证了零件的加工精度要求。由此可见，“加工精度〞和“加工误差〞这两个概念是从两个侧面来评定零件几何参数这个同一事物的。加工精度的低和高是通过加工误差的大和小来表示的。所以，保证和提高加工精度的问题，实际上就是限制和减小加工误差的问题。 　　 二、获得加工精度的方法 　　 加工精度可以分为尺寸精度、形状精度和位置精度。因此，加工精度的高、低是以尺寸公差、