《機制工藝基本概念》PPT課件

第一節(jié)基本概念,一、生產過程和生產系統(tǒng)的概念,二、工藝過程及其組成,三、生產綱領、生產類型及其工藝特征,四、獲得加工精度的方法和工件的裝夾方式,生產過程和生產系統(tǒng)的概念,五、工藝規(guī)程的概念、作用、類型及格式,六、工藝規(guī)程制訂工藝規(guī)程的基本要求、主要依據(jù)和制訂步驟,生產過程是指將原材料轉變?yōu)槌善返娜^程。對機械制造而言，全過程包括下列過程：1）原材料、半成品和成品（產品）的運輸和保管。2）生產和技術準備工作。如產品的開發(fā)和設計、工藝設計、專用工藝裝備的設計和制造、各種生產資料的準備以及生產組織等方面的準備工作。3）毛坯制造。如鑄造、鍛造、沖壓和焊接等。4）零件的機械加工、熱處理和其它表面處理。5）部件和產品的裝配、調整、檢驗、試驗、油漆和包裝等。由上述過程可以看出，機械產品的生產過程是相當復雜的。用系統(tǒng)的觀點看待生產過程的各個環(huán)節(jié)及它們之間的關系，將生產過程看成一個具有輸入和輸出的的生產系統(tǒng)。,生產過程和生產系統(tǒng)的概念,工藝過程及其組成,（一）工藝過程的概念改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。它是生產過程中的主要部分。采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程（以下簡稱為工藝過程）。,工藝過程及其組成,（二）工藝過程的組成機械加工工藝過程是由一個或若干個順序排列的工序組成的，而工序又可分為安裝、工位、工步和走刀。毛坯依次通過這些工序就成為成品。,工序安裝工位工步走刀,工藝過程及其組成,工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產計劃的基本單元一個或一組工人，在一個工作地對同一個地同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工序劃分工序的主要依據(jù)是工作地否變動和工作是否連續(xù),工藝過程及其組成,工件在加工前，先要把工件放準。確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程稱為定位。工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作稱為夾緊。將工件在機床上或夾具中定位、夾緊的過程稱為裝夾。工件（或裝配單元）經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序稱為安裝。在一道工序中，工件可能被裝夾一次或多次，才能完成加工。工件在加工中，應盡量減少裝夾次數(shù)，因為多一次裝夾，就會增加裝夾的時間，還會增加裝失誤差。,工藝過程及其組成,為了減少工件的裝夾次數(shù)，常采用各種回轉工作臺、回轉夾具或移動夾具，使工件在一次裝夾中，先后處于幾個不同的位置進行加工。為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件（或裝配單元）與夾具或設備的可動部分一起相對刀具或設備的固定部分所占據(jù)的每一個位置，稱為工位。如圖,工藝過程及其組成,4工步在加工表面（或裝配時的連接表面）和加工（或裝配）工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序稱為工步。如表11中的工序1，每個安裝中都有車端面、鉆中心孔兩個工步。為簡化工藝文件，對于那些連續(xù)進行的若干個相同的工步，通常都看作一個工步。例如，加工圖13所示的零件。在同一工序中，連續(xù)鉆四個15mm的孔，就可看作一個工步。為了提高生產率，用幾把刀具同時加工幾個表面，這也可看作一個工步，稱為復合工步。如圖12銑端面、鉆中心孔，每個工位都是用兩把刀具同時銑兩端面或鉆兩端中心孔，它們都是復合工步。,工藝過程及其組成,5走刀在一個工步內，若被加工表面需切去的金屬層很厚，就可分幾次切削，每切削一次為一次走刀。,三、生產綱領、生產類型及其工藝特征,生產類型生產綱領,（一）生產綱領生產綱領是指企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。計劃期常定為1年，所以上產綱領也稱年產量。零件的生產綱領要計入備品和廢品的數(shù)量，可按下式計算；式中N零件的年產量，單位為件年；Q產品的年產量，單位為臺年n每臺產品中，該零件的數(shù)量，單位為件臺a備品的百分率；廢品的百分率。,生產類型生產綱領,（二）生產類型生產類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產專業(yè)化程度的分類。一般分為大量生產，成批生產和單件生產三種類型。1單件生產產品品種很多，同一產品的產量很少，各個工作地的加工對象經(jīng)常改變，而且很少重復生產。例如，重型機械制造、專用設備制造和新產品試制都屬于單件生產。2大量生產產品的產量很大，大多數(shù)工像地按照一定的生產節(jié)拍（在流水生產中，相繼完成兩件制品之間的時間間隔）進行某種零件的某道工序的重復加工。例如，汽車、拖拉機、自行車、縫紉機和手表的制造常屬大量生產。,生產類型生產綱領,3成批生產一年中分批輪流地制造幾種不同的產品，每種產品均有一定的數(shù)量，工作地的加工對象周期性地重復。例如，機床、機車、電機和紡織機械的制造常屬成批生產。每一次投入或產出的同一產品（或零件）的數(shù)量稱為生產批量，簡稱批量。批量可根據(jù)零件的年產量及一年中的生產批數(shù)計算確定。一年的生產批數(shù)根據(jù)用戶的需要、零件的特征、流動資金的周轉、倉庫容量等具體情況確定。按批量的多少，成批生產又可分為小批、中批和大批生產三種。在工藝上，小批生產和單件生產相似，常合稱為單件小批生產；大批生產和大量生產相似，常合稱為大批大量生產。,生產類型生產綱領,生產類型的具體劃分，可根據(jù)生產鋼領和產品及零件的特征或工作地每月?lián)摰墓ば驍?shù)，參考表13確定,生產類型生產綱領,統(tǒng)計表明，目前我國機械工業(yè)中，批量為10200件的零件約占生產零件種類總數(shù)的70。隨著科學技術和生產技術的進步，產品更新?lián)Q代的周期越來越短，產品的品種規(guī)格將會不斷增加。因此，多品種、小批量生產在今后不僅不會減少，而且還有增長的趨勢。,生產類型生產綱領,（三）工藝特征生產類型不同，產品和零件的制造工藝、所用設備及工藝裝備、采取的技術措施、達到的技術經(jīng)濟效果等也不同，各種生產類型的工藝特征可歸納成表15。在制訂零件機械加工工藝規(guī)程時，先確定生產類型，再分析該生產類型的工藝特征，以使所制訂的工藝觀穆正確合理。,見表1-5,生產類型生產綱領,四、獲得加工精度的方法和工件的裝夾方式,獲得加工精度的方法,1、獲得形狀精度的方法,2、獲得尺寸精度的方法,刀尖軌跡法仿形法成形法展成法（滾切法）,試切法調整法定尺寸刀具法主動測量法自動控制法,3、獲得位置要求的方法,用夾具裝夾找正裝夾,獲得加工精度的方法,1刀尖軌跡法依靠刀尖的運動軌跡，獲得形狀精度的方法稱為刀尖軌跡法。刀尖的運動軌跡取決于刀具和工件的相對成形運動，因而所獲得的形狀精度取決于成形運動的精度。普通車削、銑削、刨削和磨削等均屬刀尖軌跡法。,獲得加工精度的方法,2仿形法刀具按照仿形裝置進給對工件進行加工的方法稱為仿形法。訪形傳所得到的形狀精度取決于仿形裝置的精度及其它成形運動精度。仿形車、仿形銑等均屬仿形法加工。,獲得加工精度的方法,3成形法利用成形刀具對工件進行加工的方法稱為成形法。成形刀具替代一個成形運動。成形法所獲得的形狀精度取決于成形刀具的形狀精度和其它成形運動精度。用成形刀具或砂輪的車、銑、刨、磨、拉等都屬成形法。,獲得加工精度的方法,4展成法（滾切法）利用工件和刀具作展成切削運功進行加工的方法稱為展成法。展成法所得被加工表面是刀刃和工件作展成運動過程中所形成的包絡面，刀刃形狀必須是被加工面的共軛曲線。它所獲得的精度取決于刀刃的形狀和展成運動的精度等。滾齒、插齒、磨齒、滾花鍵等均屬展成法。,獲得加工精度的方法,1試切法通過試切-測量-調整-再試切，反復進行刻被加工尺寸達到要求為止的加工方法稱為試切法。試切法的生產率低，但它不需復雜的裝置，加工精度取決于工人的技術水平，故常用于單件小批生產。,獲得加工精度的方法,2調整法先調整好刀具和工件在機床上的相對位置，并在一批零件的加工過程中保持這個位置不變，以保證工件被加工尺寸的方法稱為調整法。影響調整法精度的因素有：測量精度、調整精度、重復定位精度等。當生產批量較大時，調整法有較高的生產率。調整法對調整工的要求高，對機床操作工的要求不高。常用于成批生產和大量生產。,獲得加工精度的方法,3定尺寸刀具法用刀具的相應尺寸來保證工件被加工部位尺寸的方法稱為定尺寸刀具法。影響尺寸精度的因素有：刀具的尺寸精度、刀具與工件的位置精度等。當尺寸精度要求較高時，常用浮動刀具進行加工，就是為了消除刀具與工件的位置誤差的影響。定尺寸刀具法操作方便，生產率較高，加工精度也較穩(wěn)定。鉆頭、鉸刀、多刃鎮(zhèn)刀塊等加工孔均屬走尺寸刀具法，應用于各種生產類型。拉刀拉孔也屬定尺寸刀具法，應用于大中批生產和大量生產。,獲得加工精度的方法,4主動測量法在加工過程中，邊加工邊測量加工尺寸，并將所測結果與設計要求的尺寸比較后，或使機床繼續(xù)工作，或使機床停止工作，這就稱為主動測量法。目前，主動測量中的數(shù)值已經(jīng)可用數(shù)字顯示。主動測量法把測量裝置加入到工藝系統(tǒng)（機床、刀具、夾具和工件組成的統(tǒng)一體）中，成為其第五個因素。主動測量法質量穩(wěn)定，生產率高，有發(fā)展方向。,獲得加工精度的方法,5自動控制法這種方法是把測量、進給裝置和控制系統(tǒng)組成一個自動加工系統(tǒng)，加工過程依靠系統(tǒng)自動完成的。初期的自動控制法是利用主動測量和機械或液壓等控制系統(tǒng)完成的。目前已采用按加工要求須先編排的程序，由控制系統(tǒng)發(fā)出指令進行工作的程序控制機床（簡稱程控機床）或由控制系統(tǒng)發(fā)出數(shù)字信息指令進行工作的數(shù)字控制機床（簡稱數(shù)控機床），以及能適應加工過程中加工條件的變化，自動調整加工用量，按規(guī)定條件實現(xiàn)加工過程最佳化的適應控制機床進行自動控制加工。自動控制法加工的質量穩(wěn)定，生產率高，加工柔性好，能適應多品種生產，是目前機械制造的發(fā)展方向和計算機輔助制造（CAM）的基礎。,獲得加工精度的方法,工件的位置要求取決于工件的裝夾方式及其精度。,（l）用夾具裝夾夾具是用以裝夾工件（和引導刀具）的裝置。夾具上的定位元件能使工件迅速獲得正確位置，因而工件定位方便，定位精度高而穩(wěn)定。當以精基準定位時，工件的定位精度一般可達001mm。所以，用英具裝夾工件廣泛用于成批大量生產。但是，由于制造專用夾具費用高，周期長，因此在單件小批生產時，很少采用專用夾具，當加工位置精度要求高的工件時，可用標準元件組裝的組合夾具。,獲得加工精度的方法,（2）找正裝夾找正是用工具（和儀表）根據(jù)工件上有關基準，找出工件在加工（或裝配）時的正確位置的過程。用找正方法裝夾工件稱為找正裝夾。找正裝夾又可分為：,2）直接找正,1）劃線找正裝夾,獲得加工精度的方法,是用劃針根據(jù)毛坯或半成品上所劃的線為基準找正它在機床上正確位置的一種裝夾方法。由于劃線既費時，又需技術水平高的劃線工，劃線找正的定位精度也不高，所以劃線找正裝夾只用在批量不大，形狀復雜而笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很大，無法采用夾具裝夾的工件。,獲得加工精度的方法,2）直接找正裝夾此法是用劃針和百分表或目測直接在機床上找正工件位置的裝夾方法。如圖16所示是用四爪卡盤裝夾套筒，先用百分表按工件外圓A進行找正后，再夾緊工件進行外圓B的車削，以保證套筒的A、B。圓柱面的同軸度。此法的生產率較低，對工人的技術水平要求高，所以一般只用于單件小批生產中。若工人的技術水平很高，且能采用較準確的工具和量具，那么直接找正裝夾也能獲得較高的定位精度。表16中列出了找正裝夾法的定位誤差。,工藝規(guī)程,（一）工藝規(guī)程的概念,（二）工藝規(guī)程的作用,五、工藝規(guī)程的概念、作用、類型及格式,（三）工藝規(guī)程的類型和格式,工藝規(guī)程,規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機械加工工藝規(guī)程。它是在具體的生產條件下，最合理或較合理的工藝過程和操作方法，并按規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產的。,工藝規(guī)程,因而，工藝規(guī)程是指導工人操作和用于生產、工藝管理工作的主要技術文件，又是新產品投產前進行生產準備和技術準備的依據(jù)和新建、擴建車間或工廠的原始資料。此外，先進的工藝規(guī)程還起著交流和推廣先進經(jīng)驗的作用。典型和標準的工藝規(guī)程能縮短工廠的生產準備時間。工藝規(guī)程是經(jīng)過逐級審批的，因而也是工廠生產中的工藝紀律，有關人員必須嚴格執(zhí)行。但工藝規(guī)程也不是一成不變的。隨著科學技術的進步和生產的發(fā)得，工藝規(guī)程會出現(xiàn)某些不相適應的問題，因而工藝規(guī)程應定期整頓，及時吸取合理化建議、技術革新成果、新技術和新工藝，使工藝規(guī)程更加完善和合理。,工藝規(guī)程,工藝規(guī)程的類型有專用工規(guī)程針對每一個產品和零件所設計的工藝規(guī)程通用工藝規(guī)程（1）典型工藝規(guī)程一為一組結構相似的零部件所設計的通用工藝規(guī)程。（2）成組工藝規(guī)程一按成組技術原理將零件分類成組，針對每一組零件所設計的通用工藝規(guī)程。標準工藝規(guī)程已納入標準的工藝規(guī)程。,工藝規(guī)程,屬于機械加工工藝規(guī)程的有：1）機械加工工藝過程卡片。2）機械加工工序卡片。3）標準零件或典型零件工藝過程卡片。4）單軸自動車床調整卡片。5）多軸自動車床調整卡片。6）機械加工工序操作指導卡片。7）檢驗卡片等。屬于裝配工藝規(guī)程的有：1）工藝過程卡片。2）工序卡片。最常用的機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片,工藝規(guī)程,機械加工工序卡片是在工藝過程卡片的基礎上，進一步按每道工序所編制的一種工藝文件。一般具有工序簡圖（圖上應標明定位基準、工序尺寸及公差、表面粗糙度要求，用粗實線表示加工部位等），并詳細說明該工序中每個工步的加工內容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設備和工藝裝備等。工序卡片主要用于大批大量生產中所有的零件，中批生產中的復雜產品的關鍵零件以及單件小批生產中的關鍵工序。,工藝規(guī)程,工藝規(guī)程,機械加工工藝過程卡片是以工序為單位，簡要說明零件機械加工過程的一種工藝文件。主要用于單件小批生產和