【正文】 第九節(jié) 機(jī)械加工生產(chǎn)率和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 內(nèi) 容 提 要 本章內(nèi)容 : 介紹了生產(chǎn)過程、工藝過程； 引入了工藝過程組成的概念； 講述了制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟和方法； 重點(diǎn)討論了機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)中的主要問題 (定位基準(zhǔn)的選擇，加工路線的擬訂，工藝尺寸鏈概念及計(jì)算 )； 學(xué)習(xí)要求 : 熟悉 機(jī)械加工工藝過程； 理解 工序 、 安裝 、 工位 、 工步 及 走刀 的含義； 掌握機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)的基本原理 (定位基準(zhǔn) 的選擇原則， 加工方法 的選擇原則， 工序劃分 及 加工順序安排 的原則， 確定余量 的原則和方法，確定 工序尺寸及公差 的方法等 )。 ? 案例導(dǎo)入 如圖所示的階梯軸零件，材料為 45鋼，大批量生產(chǎn)，試編制其機(jī)械加工工藝規(guī)程。 ? 教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 機(jī)加工工藝規(guī)程的組成； 工序、工步的劃分。 生產(chǎn)過程 是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返乃袆趧舆^程。 包括毛坯制造、零件的機(jī)加工和熱處理、產(chǎn)品的裝配、調(diào)試等 金屬材料 鑄造、鍛造 或焊接 毛坯 機(jī)械加工 熱處理 裝配、調(diào)試 機(jī)器 零件 采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量使其成為零件的過程，稱為 機(jī)械加工工藝過程。把最合理的機(jī)械加工工藝過程，按一定格式用文件的形式固定下來，稱為工藝規(guī)程。 工藝過程 是由一個(gè)或若干個(gè)依次排列的工序所組成，毛坯依次通過這些工序就變成了成品或半成品。 二、工藝過程的組成 二、工藝過程的組成 ⒈ 工序 一個(gè)或一組工人在一個(gè)工作地點(diǎn)或一臺機(jī)床上，對同一個(gè)或幾個(gè)零件進(jìn)行加工所連續(xù)完成的那部分工藝過程稱為 工序 。一般稱完成這些工作的工序?yàn)?輔助工序 。 工件定位后將其固定住，使其在加工過程中的位置保持不變的操作稱為 夾緊 。 將工件在機(jī)床上或夾具中定位后加以夾緊的過 程稱為 安裝 。 工件在機(jī)床上所占據(jù)的位置稱為 工位 。 為提高生產(chǎn)率，采用多刀同時(shí)加工一個(gè)零件的幾個(gè)表面時(shí)，也看作一個(gè)工步，并稱為 復(fù)合工步 。 在加工表面不變、加工工具不變、切削用量中的進(jìn)給量和切削速度不變的情況下所完成的那部分工序內(nèi)容，稱為 工步 。 在一個(gè)工步內(nèi)，若被加工表面需切除的余量較大，一次切削無法完成，則可分幾次切削，每一次切削就稱為一次 走刀 。 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 是指包括備品和廢品在內(nèi)的年產(chǎn)量，可按下式計(jì)算： 式中， N—— 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件 /年） Q—— 產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺 /年） n—— 每臺產(chǎn)品中含該零件的數(shù)量（件 /臺） a%—— 零件備品率； b%—— 零件廢品率。n(1＋ α) 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品的大小，可分為 單件生產(chǎn) ： 單個(gè)生產(chǎn)，很少重復(fù)或不重復(fù)的生產(chǎn)類型 大量生產(chǎn) ： 產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)重復(fù)進(jìn)行 成批生產(chǎn) ： 一年中分批輪流地制造，工作地點(diǎn)周期重復(fù) 生產(chǎn)綱領(lǐng)決定一生產(chǎn)類型，產(chǎn)品大小也對生產(chǎn)類型有影響。 四、獲得加工精度的方法 ㈠獲得尺寸精度的方法 ⒈ 試切法 ： 通過試切出一小段 — 測量 — 調(diào)刀 — 再試切，反復(fù)進(jìn)行，直到達(dá)到規(guī)定尺寸再進(jìn)行加工的一種加工方法。 ⒊ 定尺寸刀具法 ：通過刀具 的尺寸來保證加工表面的尺 寸精度。 ㈡ 獲得形狀精度的方法 ⒈ 刀尖軌跡法 ：通過刀尖的運(yùn)動軌跡來獲得形狀精度的方法。 ⒊ 成形法 ： 利用成形刀具對工件進(jìn)行加工獲得形狀精度的方法。 ㈢ 獲得位置精度的方法 ⒈ 直接找正安裝 ： 用劃針、 百分表等工具直接找正工 件位置并加以夾緊的方法。 ⒊ 用夾具安裝 ： 將工件直 接安裝在夾具的定位元件 上的方法。 這種裝夾方法，找正困難且費(fèi)時(shí)間，找正的精度要依靠生產(chǎn)工人的經(jīng)驗(yàn)和量具的精度，因此多用于單件、小批生產(chǎn)或某些相互位置精度要求很高、應(yīng)用夾具裝夾又難以達(dá)到精度的零件加工。 劃線時(shí)要注意照顧各表面間的相互位置和保證被加工表面有足夠的加工余量。這種方法的缺點(diǎn)是增加了劃線工序，另外由于劃的線條本身有一定的寬度，劃線時(shí)又有劃線誤差，因此它的裝夾精度低，一般在 ～ mm 之間。工件在夾具上固定以后便獲得了相對刀具的正確位置。如圖 階梯軸 的銑鍵槽工序，可將工件直接放在夾具體的v形塊上，不用找正就保證了工件相對刀具的位置，然后用壓板夾緊工件，便可進(jìn)行銑鍵槽的工作。 第二節(jié) 機(jī)械加工工藝規(guī)程概述 用表格的形式將機(jī)械加工工藝過程的內(nèi)容書寫出來，成為指導(dǎo)性技術(shù)文件，就是機(jī)械加工工藝規(guī)程。所用術(shù)語、符號、計(jì)量單位和編號都要符合標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)還應(yīng)在充分利用本企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國內(nèi)外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，并保證有良好的勞動條件。 五、制訂工藝規(guī)程的步驟 ⑴ 分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖； ⑵ 選擇毛坯； ⑶ 選擇定位基準(zhǔn)； ⑷ 擬定工藝路線； ⑸ 確定加工余量和工序尺寸； ⑹ 確定切削用量和工時(shí)定額； ⑺ 確定各工序的設(shè)備、刀夾量具和輔助工具； ⑻ 確定各工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法； ⑼ 填寫工藝文件。鑄造方法有 砂型鑄造 、精密鑄 造、金屬型鑄造、壓力鑄造等。鍛造方法有自 由鍛和模鍛兩種。 ⒋焊接件： 根據(jù)需要將型材或鋼板焊接而成的毛坯件 。 二、毛坯選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素 ⒈ 零件的材料及機(jī)械性能要求。 ⒊ 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小。 ⒌充分利用新工藝、新材料。 ⑵ 裝配后需形成同一工作表面的兩個(gè)相關(guān)零件，為保證加工質(zhì)量并使加工方便，常將分離零件先做成一個(gè)整體毛坯，加工到一定階段再切割分離。 第五節(jié) 定位基準(zhǔn)的選擇 一、基準(zhǔn)的概念及其分類 ⒈ 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) ：零件圖上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)。 零件上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面 ⒉ 工藝基準(zhǔn) ：在零件加工、測量和裝配過程中所使用的基準(zhǔn)。又分為精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)。 ⑶測量基準(zhǔn) —— 零件檢驗(yàn)時(shí)，用以測量已加工表面尺寸及位置的基準(zhǔn)。 ☆基準(zhǔn)在工作上并不一定具體存在。 ⑴ 基準(zhǔn)重合原則 —— 即選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 cj T??⑵基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 —— 應(yīng)采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面。 ⑷互為基準(zhǔn)原則 —— 當(dāng)對工件上兩個(gè)相互位置精度要求很高的表面進(jìn)行加工時(shí)，需要用兩個(gè)表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工，以保證位置精度要求。 ⒉ 粗基準(zhǔn)的選擇原則 （保證足夠余量，盡快獲得精基面）。 （余量均勻原則） 例如，導(dǎo)軌面是車床床身的主要工作表面，要求在加工時(shí)切去薄而均勻的一層金屬，使其保留鑄造時(shí)在導(dǎo)軌面上所形成的均勻而細(xì)密的金相組織，以便增加導(dǎo)軌的耐磨性。 ⑵ 若主要要求保證加工面與不加工面間的位置要求，則應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。 （ 光滑平整原則） ⑷粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次。只有一定的精度范圍內(nèi)才是經(jīng)濟(jì)的。 與經(jīng)濟(jì)加工精度相似，各種加工方法所能達(dá)到的表面粗糙度也有一個(gè)較經(jīng)濟(jì)的范圍。 加工方法的選擇 加工方法的選擇 加工方法和加工方案的選擇 ①首先要根據(jù)每個(gè)加工表面的技術(shù)要求，確定加工方法及加工方案 。 表 表 表 3分別介紹了機(jī)器零件的三種最基本的表面(外圓表面、內(nèi)孔表面和平面 )的較常用的加工方案及其所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。加工方法所達(dá)到的精度變化的曲線 見圖。但是在采用適當(dāng)?shù)拇胧┨岣吣ゴ簿纫约案倪M(jìn)磨削工藝后，現(xiàn)在已能在普通外圓磨床上進(jìn)行鏡面磨削，可達(dá) IT5以上精度、 Ra≤～ μm的表面粗糙度。 在大批、大量生產(chǎn)中，為了保證高的生產(chǎn)率和高的成品率，常把原用于小粗糙度 (如 Ra值要求很小 )的加工方法用于獲得粗糙度較大的表面。 淬火鋼用磨削的方法加工；而有色金屬則磨削困難，一般采用金剛鏜或高速精密車削的方法進(jìn)行精加工。 在大批、大量生產(chǎn)中可采用專用的高效率設(shè)備和專用工藝裝備。 在單件小批生產(chǎn)中，就采用通用設(shè)備、通用工藝裝備及一般的加工方法。 加工方法的選擇 ④ 選擇加工方法還要考慮本廠 (或本車間 )的現(xiàn)有設(shè)備情況及技術(shù)條件 。 【 例題 】 表格應(yīng)用的舉例：要求孔的加工精度為 IT7級，粗糙度 Ra=～ ，確定孔的加工方案。 加工方法的選擇 方案①用得最多，在大批、大量生產(chǎn)中常用在自動機(jī)床或組合機(jī)床上，在成批生產(chǎn)中常用在立鉆、搖臂鉆、六角車