【文章內(nèi)容簡介】 間.③ 容易適應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)品的變換.④ 設(shè)備數(shù)量多,操作工人多,。在擬訂工藝路線時(shí),工序是集中還是分散,即工序數(shù)量是多還是少,單件小批生產(chǎn)時(shí),既可采用多刀,多軸等高效率機(jī)床將工序集中,也可將工序分散后組織流水線生產(chǎn)。 工序順序的安排(1)機(jī)械加工工序的安排1)基準(zhǔn)先行 零件加工一般多從精基準(zhǔn)的加工開始,選作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)安排在工藝過程起始工序先進(jìn)行加工,然后再以中心孔作為精基準(zhǔn),粗,再以內(nèi)孔及端面作為精基準(zhǔn),粗,)先粗后精 精基準(zhǔn)加工好以后,整個(gè)零件的加工工序,應(yīng)是粗加工工序在前,相繼為半精加工,即先粗加工再半精加工各主要表面,有時(shí)需對精基準(zhǔn)進(jìn)行修整,以利于保證重要表面的加工精度,如主軸的高精度磨削時(shí),精磨和超精磨削前都須研磨中心孔。精密齒輪磨齒前,)先主后次 ,然后先安排主要表面的加工,螺孔,應(yīng)以主要表面作為基準(zhǔn)進(jìn)行次要表面加工,所以次要表面的加工一般放在主要表面的半精加工以后,)先面后孔 對于箱體,底座,支架等類零件,平面的輪廓尺寸較大,用它作為精基準(zhǔn)加工孔,比較穩(wěn)定可靠,也容易加工,再以孔為基準(zhǔn)加工平面,則比較困難,加工質(zhì)量也受影響.(2)熱處理工序的安排熱處理可用來提高材料的力學(xué)性能,改善工件材料的加工性能和消除內(nèi)應(yīng)力,:)預(yù)備熱處理 預(yù)備熱處理的目的是改善加工性能,正火,時(shí)效,調(diào)質(zhì)等.① %的碳鋼和合金鋼,為降低其硬度易于切削,常采用退火處理。含碳量低于 %的碳鋼和合金鋼,為避免其硬度過低切削時(shí)粘刀,均勻組織,粗加工之前進(jìn)行.② ,對于一般精度的零件,(如坐標(biāo)鏜床的箱體等),對于一些剛性較差的精密零件(如精密絲杠),為消除加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,穩(wěn)定零件加工精度,常在粗加工,在校直工序后也要安排時(shí)效處理.③ ,它能獲得均勻細(xì)致的回火索氏體組織,為以后的表面淬火和滲氮處理時(shí)減少變形做準(zhǔn)備,對某些硬度和耐磨性要求不高的零件,)最終熱處理 最終熱處理的目的是提高硬度,耐磨性和強(qiáng)度等力學(xué)性能.① ,氧化及脫碳較小而應(yīng)用較廣,而且表面淬火還具有外部強(qiáng)度高,耐磨性好,而內(nèi)部保持良好的韌性,:下料一鍛造一正火(退火)一粗加工一調(diào)質(zhì)一半精加工一表面淬火一精加工.② ,先提高零件表層的含碳量,經(jīng)淬火后使表層獲得高的硬度,(鍍銅或鍍防滲材料).由于滲碳淬火變形大,且滲碳深度一般在 ~2mm 之間,:下料一鍛造一正火一粗,采用加大余量后切除多余的滲碳層的工藝方案時(shí),切除多余滲碳層的工序應(yīng)安排在滲碳后,淬火前進(jìn)行.③ ,耐磨性,變形小,且滲氮層較薄(一般不超過 ～ ),因此滲氮工序應(yīng)盡量靠后安排,在切削后一般需進(jìn)行消除應(yīng)力的高溫回火.(3)檢驗(yàn)工序的安排檢驗(yàn)工序一般安排在粗加工后,精加工前。送往外車間前后。重要工序和工時(shí)長的工序前后。零件加工結(jié)束后,入庫前.(4)其它工序的安排1)表面強(qiáng)化工序 如滾壓,噴丸處理等,)表面處理工序 如發(fā)藍(lán),)探傷工序 如 X 射線檢查,超聲波探傷等多用于零件內(nèi)部質(zhì)量的檢查,熒光檢驗(yàn)等主要用于零件表面質(zhì)量的檢驗(yàn),)平衡工序 包括動,靜平衡,不要忽視去毛刺,特別在研磨等光整加工工序之后,更應(yīng)注意進(jìn)行清洗工序,以防止殘余的磨料嵌入工件表面, 加工余量的確定 加工余量的概念及其影響因素在選擇了毛坯,擬訂出加工工藝路線之后,就需確定加工余量,加工余量過大不僅浪費(fèi)材料,而且增加切削工時(shí),增大刀具和機(jī)床的磨損,從而增加成本。加工余量過小,會使前一道工序的缺陷得不到糾正,造成廢品,從而也使成本增加,因此,合理地確定加工余量,對提高加工質(zhì)量和降低成本都有十分重要的意義.(1)加工余量的概念,在某加工表面上所切除的金屬層總厚度,因此無論是加工總余量還是工序余量實(shí)際上是個(gè)變動值,因而加工余量又有基本余量,最大余量和最小余量之分,工序余量的公差標(biāo)注應(yīng)遵循“入體原則”即:“毛坯尺寸按雙向標(biāo)注上,下偏差。被包容表面尺寸上偏差為零,也就是基本尺寸為最大極限尺寸(如軸)。對包容面尺寸下偏差為零,也就是基本尺寸為最小極限尺寸(如內(nèi)孔).加工過程中,各工序加工后的尺寸也有一定的公差,”入體原則“,不論是被包容面還是包容面, = Z + Z + Z + …加工余量還有雙邊余量和單邊余量之分,平面加工余量是單邊余量,加工余量是指雙邊余量,即以直徑方向計(jì)算,實(shí)際切削的金屬為加工余量數(shù)值的一半.(2)確定加工余量應(yīng)考慮的因素為切除前工序在加工時(shí)留下的各種缺陷和誤差的金屬層,又考慮到本工序可能產(chǎn)生的安裝誤差而不致使工件報(bào)廢,: 1)前工序的尺寸公差 由于工序尺寸有公差,本工序也能將上工序留下的表面粗糙度和缺陷層切除,)前工序的形狀和位置公差 當(dāng)工件上有些形狀和位置偏差不包括在尺寸公差的范圍內(nèi)時(shí),這些誤差又必須在本工序加工糾正,)前工序的表面粗糙度和表面缺陷 為了保證加工質(zhì)量,)本工序的安裝誤差 安裝誤差包括工件的定位誤差和夾緊誤差,若用夾具裝夾, 確定加工余量的方法確定加工余量的方法有 3 種:分析計(jì)算法,經(jīng)驗(yàn)估算法和查表修正法.(1)分析計(jì)算法本方法是根據(jù)有關(guān)加工余量計(jì)算公式和一定的試驗(yàn)資料,只在材料十分貴重,以及軍工生產(chǎn)或少數(shù)大量生產(chǎn)的工廠中采用.(2)經(jīng)驗(yàn)估算法本方法是根據(jù)工廠的生產(chǎn)技術(shù)水平,經(jīng)驗(yàn)估計(jì)的數(shù)值總是偏大,這種方法常用于單件小批量生產(chǎn).(3)查表修正法此法是根據(jù)各工廠長期的生產(chǎn)實(shí)踐與試驗(yàn)研究所積累的有關(guān)加工余量數(shù)據(jù),制成各種表格并匯編成手冊,確定加工余量時(shí),查閱有關(guān)手冊,再結(jié)合本廠的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)修正后確定, 工序尺寸及其公差的確定機(jī)械加工過程中,工件的尺寸在不斷地變化,由毛坯尺寸到工序尺寸,加工表面本身的尺寸及各表面之間的尺寸都在不斷地變化,這種變化無論是在一個(gè)工序內(nèi)部,掌握它們的變化規(guī)律是合理確定工序尺寸及其公差和計(jì)算各種工藝尺寸的基礎(chǔ),因此,本節(jié)先介紹工藝尺寸鏈的基本概念, 工藝尺寸鏈的概念(1)工藝尺寸鏈的定義在零件的加工過程中,為了加工和檢驗(yàn)的方便,按照尺寸鏈的基本原理,將這些有關(guān)尺寸以一定順序首尾相連排列成一封閉的尺寸系統(tǒng),即構(gòu)成了零件的工藝尺寸鏈,簡稱工藝尺寸鏈.(2)工藝尺寸鏈的組成① 環(huán) 組成工藝尺寸鏈的各個(gè)尺寸都稱為工藝尺寸鏈的環(huán).② 封閉環(huán) ” 0 “表示,如” A 0 “,” L “.③ 組成環(huán) .④ 增環(huán) 當(dāng)其余各組成環(huán)保持不變,某一組成環(huán)增大,封閉環(huán)也隨之增大,加一向右的箭頭表示.⑤ 減環(huán) 當(dāng)其余各組成環(huán)保持不變,某一組成環(huán)增大,封閉環(huán)反而減小,加一向左的箭頭表示.(3)工藝尺寸鏈的特征① 關(guān)聯(lián)性 組成工藝尺寸鏈的各尺寸之間必然存在著一定的關(guān)系,就不是該工藝尺寸鏈的組成環(huán).② 封閉性 尺寸鏈必須是一組首尾相接并構(gòu)成一個(gè)封閉圖形的尺寸組合,.(4)建立工藝尺寸鏈的步驟① 確定封閉環(huán) 即加工后間接得到的尺寸.② 查找組成環(huán) 從封閉環(huán)一端開始,按照尺寸之間的聯(lián)系,首尾相連,依次畫出對封閉環(huán)有影響的尺寸,直到封閉環(huán)的另一端,形成一個(gè)封閉圖形,:組成環(huán)是加工過程中”直接獲得“的,而且對封閉環(huán)有影響.③ 按照各組成環(huán)對封閉環(huán)的影響,確定其為增環(huán)或減環(huán) 確定增環(huán)或減環(huán)可先給封閉環(huán)任意規(guī)定一個(gè)方向,然后沿此方向,繞工藝尺寸鏈依次給各組成環(huán)畫出箭頭,凡是與封閉環(huán)箭頭方向相同的就是減環(huán), 工藝尺寸鏈的計(jì)算尺寸鏈的計(jì)算方法有兩種:,即當(dāng)所有增環(huán)都為最大極限尺寸而減環(huán)恰好都為最小極限尺寸,或所有增環(huán)都為最小極限尺寸而減環(huán)恰好都為最大極限尺寸,所有增環(huán)不一定同時(shí)出現(xiàn)最大或最小極限尺寸,即使出現(xiàn),主要用于裝配尺寸鏈, 工序尺寸及其公差的確定(1)基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及公差的確定當(dāng)零件定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)(工序基準(zhǔn))重合時(shí),零件工序尺寸及其公差的確定方法是:先根據(jù)零件的具體要求確定其加工工藝路線,再通過查表確定各道工序的加工余量及其公差,然后計(jì)算出各工序尺寸及公差。計(jì)算順序是:先確定各工序余量的基本尺寸,再由后往前逐個(gè)工序推算,即由工件上的設(shè)計(jì)尺寸開始,由最后一道工序向前工序推算直到毛坯尺寸.(2)測量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及其公差的計(jì)算在加工中,有時(shí)會遇到某些加工表面的設(shè)計(jì)尺寸不便測量,甚至無法測量的情況,為此需要在工件上另選一個(gè)容易測量的測量基準(zhǔn),測量尺寸及公差的計(jì)算問題.(3)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸計(jì)算在零件加工過程中有時(shí)為方便定位或加工,選用不是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的幾何要素作定位基準(zhǔn),在這種定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的情況下,需要通過尺寸換算,改注有關(guān)工序尺寸及公差,.(4)中間工序的工序尺寸及其公差的求解計(jì)算在工件加工過程中,需要直接保證其中公差要求較嚴(yán)的一個(gè)設(shè)計(jì)尺寸,需要對中間工序尺寸進(jìn)行計(jì)算.(5)保證應(yīng)有滲碳或滲氮層深度時(shí)工藝尺寸及其公差的計(jì)算零件滲碳或滲氮后,表面一般要經(jīng)磨削保證尺寸精度,(用控制熱處理時(shí)間保證), 機(jī)械加工的生產(chǎn)率及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 機(jī)械加工時(shí)間定額的組成(1)時(shí)間定額的概念所謂時(shí)間定額是指在一定生產(chǎn)條件下,核算生產(chǎn)成本,確定設(shè)備數(shù)量,人員編制以及規(guī)劃生產(chǎn)面積的重要依據(jù).(2)時(shí)間定額的組成1)基本時(shí)間 T 基本時(shí)間是指直接改變生產(chǎn)對象的尺寸,形狀,基本時(shí)間就是切除金屬所消耗的時(shí)間(包括刀具的切入和切出時(shí)間在內(nèi)).2)輔助時(shí)間T :裝卸工件,開停機(jī)床,引進(jìn)或退出刀具,改變切削用量,為使輔助時(shí)間規(guī)定得合理,需將輔助動作分解,再分別確定各分解動作的時(shí)間,最后予以綜合。中批生產(chǎn)則可根據(jù)以往統(tǒng)計(jì)資料來確定。)布置工作地時(shí)間 T 布置工作地時(shí)間是為了使加工正常進(jìn)行,工人照管工作地(如更換刀具,潤滑機(jī)床,清理切屑,收拾工具等), 2% ~ 7% )休息與生理需要時(shí)間 T 是按一個(gè)工作班為計(jì)算單位, 2% T ,即 T = T +T + T + T5)準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間T 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間是指工人為了生產(chǎn)一批產(chǎn)品或零部件,每當(dāng)開始加工一批工件時(shí),工人需要熟悉工藝文件,領(lǐng)取毛坯,材料,工藝裝備,安裝刀具和夾具,調(diào)整機(jī)床和其它工藝裝備等所消耗的時(shí)間以及加工一批工件結(jié)束后,需拆下和歸還工藝裝備, 既不是直接消耗在每個(gè)工件上的,也不是消耗在一個(gè)工作班內(nèi)的時(shí)間, / n ,其中 n T 應(yīng)為: T = T +T / n大批大量生產(chǎn)時(shí),由于 n 的數(shù)值很大,T / n ≈ 0,故不考慮準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間,即: T = T 提高機(jī)械加工生產(chǎn)率的途徑,必須正確處理好質(zhì)量,提高生產(chǎn)率,涉及到產(chǎn)品設(shè)計(jì),制造工藝和組織管理等多方面,()所示的單件時(shí)間組成,不難得知提高勞動生產(chǎn)率的工藝措施可有以下幾個(gè)方面:(1)縮短基本時(shí)間在大批大量生產(chǎn)時(shí),由于基本時(shí)間在單位時(shí)間中所占比重較大,: 1)提高切削用量 增大切削速度,進(jìn)給量和背吃刀量,都可縮短基本時(shí)間,但切削用量的提高受到刀具耐用度和機(jī)床功率,切削速度得到了迅速的提高,目前硬質(zhì)合金車刀的切削速度可達(dá) 200m/min ,陶瓷刀具的切削速度達(dá) 500m/ 900m/, 60m/s ,國外已達(dá) 90~120m/s。強(qiáng)力磨削的切入深度已達(dá) 6~12mm ,)采用多刀同時(shí)切削每把車刀實(shí)際加工長度只有原來的三分之一。每把刀的切削余量只有原來的三分之一。,)多件加工 這種方法是通過減少刀具的切入,切出時(shí)間或者使基本時(shí)間重合,: ① ,這種方法減少了刀具切入和切出的時(shí)間,也減少了分?jǐn)偟矫恳粋€(gè)工件上的輔助時(shí)間.② n ,所以分?jǐn)偟矫總€(gè)工件的基本時(shí)間就減少到原來的 1/n ,其中 n .③,.這種方法適用于工件較小,)減少加工余量 采用精密鑄造,壓力鑄造,精密鍛造等先進(jìn)工藝提高毛坯制造精度,減少機(jī)械加工余量,以縮短基本時(shí)間,有時(shí)甚至無需再進(jìn)行機(jī)械加工,這樣可以大幅度提高生產(chǎn)效率.(2)縮短輔助時(shí)間輔助時(shí)間在單件時(shí)間中也占有較大比重,尤其是在大幅度提高切削用量之后,基本時(shí)間顯著減少,一是使輔助動作實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化,從而直接縮減輔助時(shí)間。二是使輔助時(shí)間與基本時(shí)間重合,)直接縮減輔助時(shí)間 采用專用夾具裝夾工件,工件在裝夾中不需找正,廣泛采用高效氣動,由于受專用夾具制造成本的限制,為縮短裝卸工件的時(shí)間,為減小加工中停機(jī)測量的輔助時(shí)間,可采用主動檢測裝置或數(shù)字顯示裝置在加工過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)測量,并根據(jù)測量結(jié)果自動對機(jī)床進(jìn)行調(diào)整和工作循環(huán)控制,)間接縮短輔助時(shí)間 為了使輔助時(shí)間和基本時(shí)間全部或部分地重合,可采用多工位夾具和連續(xù)加工的方法.(3)縮短布置工作地時(shí)間布置工作地時(shí)間,大部分消耗在更換刀具上,因此必須減少換刀次數(shù)并縮減每次換刀所需的時(shí)間,刀具微調(diào)機(jī)構(gòu),專用對刀樣板或?qū)Φ稑蛹约白詣訐Q刀裝置等,既減少了換刀次數(shù),又可減少刀具裝卸,對刀和刃磨的時(shí)間.(4)縮短準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間縮短準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間的途徑有二:第一,擴(kuò)大產(chǎn)品生產(chǎn)批量,以相對減少分?jǐn)偟矫總€(gè)零件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。第二,可以通過零件標(biāo)準(zhǔn)化和通用化實(shí)現(xiàn), 機(jī)械加工技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的方法制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí),在同樣能滿足工件的各項(xiàng)技術(shù)要求下,一般可以擬訂出幾種不同的加工方案,:第一類是與工藝過程直接有關(guān)的費(fèi)用叫工藝成本,約占生產(chǎn)成本的 70% ~ 75%。第二類是與工藝過程無關(guān)的費(fèi)用,如行政人員工資,廠房折舊,因此對零件工藝方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析時(shí),只要分析與工藝過程直接有關(guān)的工藝成本即可.(1)工藝成本的組成)可變費(fèi)用 可變費(fèi)用是與年產(chǎn)量有關(guān)并與之成正比的費(fèi)用,用” V “表示(元 / 件).包括:材料費(fèi),操作工人的工資,機(jī)床電費(fèi),通用機(jī)床折舊費(fèi),通用機(jī)床修理費(fèi),刀具費(fèi),)不變費(fèi)用 ,全年的費(fèi)用基本上保持不變,用” S 表示(元 / 年).包括:機(jī)床管理人員,車間輔助工人,調(diào)整工人的工資,專用機(jī)床折舊費(fèi),專用機(jī)床修理費(fèi),專用夾具費(fèi).(2)工藝成本的計(jì)算 1)零件的全年工藝成本 E = V N +S式中 E ——零件(或零件的某工序)全年的工藝成本(元 / 年)。V ——可變費(fèi)用(元 / 件)。N ——年產(chǎn)量(件 / 年)。S ——不變費(fèi)用(元 / 年).由上述公式可見,全年工藝成本 E 和年產(chǎn)量 N E與年產(chǎn)量的變化Δ N 成正比。又說明 S 為投資定值,不論生產(chǎn)多少,)零件的單件工藝成本單件工藝成本 E 與年產(chǎn)量 N A 段, N 很小,設(shè)備負(fù)荷也低,即單件小批生產(chǎn)區(qū),單件工藝成本 E 就很高,此時(shí)若產(chǎn)量 N 稍有增加(Δ N)將使單件成本迅速降低(ΔE).在曲線 B 段, N 很大,年產(chǎn)量雖有較大變化,當(dāng) S 值(主要是專用設(shè)備費(fèi)用)一定時(shí),由于 S/N 比值增大,應(yīng)減少使用專用設(shè)備數(shù),即減少 S ,由于 S/N 比值變小,這時(shí)就需要投資更大而生產(chǎn)率更高的設(shè)備,以便減少 V 典型零件機(jī)械加工工藝過程 軸類零件加工分析(1)軸類零件加工的工藝路線 1)基本加工路線外圓加工的方法很多,基本加工路線可歸納為四條.① 粗車—半精車—精車對于一般常用材料,這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線.② 粗車—半精車—粗磨—精磨對于黑色金屬材料,精度要求高和表面粗糙度值要求較小,零件需要淬硬時(shí),其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線.③ 粗車—半精車—精車—金剛石車對于有色金屬,用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度,因?yàn)橛猩饘僖话惚容^軟,容易堵塞沙粒間的空隙,因此其最終工序多用精車和金剛石車.④ 粗車—半精—粗磨—精磨—光整加工對于黑色金屬材