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機(jī)械加工工藝規(guī)程-閱讀頁(yè)

2024-08-24 09:09本頁(yè)面
  

【正文】 來(lái)確定加工余量。目前,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。為防止因余量過(guò)小而產(chǎn)生廢品,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)。 工序尺寸及其公差的確定 機(jī)械加工過(guò)程中,工件的尺寸在不斷地變化,由毛坯尺寸到工序尺寸,最后達(dá)到設(shè)計(jì)要求的尺寸。應(yīng)用尺寸鏈理論去揭示它們之間的內(nèi)在關(guān)系,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,然后分析工藝尺寸鏈的計(jì)算方法以及工藝尺寸鏈的應(yīng)用。為使這種計(jì)算迅速準(zhǔn)確,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(jiǎn)稱工藝尺寸鏈。 ② 封閉環(huán) 工藝尺寸鏈中間接得到的環(huán)稱為封閉環(huán)。 ③ 組成環(huán) 除封閉環(huán)以外的其它環(huán)都稱為組成環(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,該環(huán)即為增環(huán)。 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,該環(huán)即為減環(huán)。 (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,相互無(wú)關(guān)的尺寸不組成工藝尺寸鏈。對(duì)工藝尺寸鏈中的封閉環(huán)尺寸沒(méi)有影響的尺寸,就不是該工藝尺寸鏈的組成環(huán)。不構(gòu)成封閉圖形的尺寸組合就不是尺寸鏈。 ② 查找組成環(huán) 從封閉環(huán)一端開(kāi)始,按照尺寸之間的聯(lián)系,首尾相連,依次畫(huà)出對(duì)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,就構(gòu)成一個(gè)工藝尺寸鏈。 ③ 按照各組成環(huán)對(duì)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(huà)出箭頭,凡是與封閉環(huán)箭頭方向相同的就是減環(huán),相反的就是增環(huán)。極值法是從最壞情況出發(fā)來(lái)考慮問(wèn)題的,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,來(lái)計(jì)算封閉環(huán)的極限尺寸和公差。在尺寸鏈中,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),此時(shí)所有減環(huán)也不一定同時(shí)出現(xiàn)最小或最大極限尺寸。 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(guò)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(kāi)始,由最后一道工序向前工序推算直到毛坯尺寸。這就產(chǎn)生了測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí),測(cè)量尺寸及公差的計(jì)算問(wèn)題。以保證零件的原設(shè)計(jì)要求。這時(shí),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,而另一設(shè)計(jì)尺寸需由該工序前面的某一中間工序的合理工序尺寸間接保證。 (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,同時(shí)要求磨后保留有規(guī)定的滲層深度。 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,規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時(shí)間。 (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(duì)象的尺寸、形狀、相對(duì)位置以及表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過(guò)程所消耗的時(shí)間。 2)輔助時(shí)間T 輔助時(shí)間是為實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程所必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。 基本時(shí)間和輔助時(shí)間的總和稱為作業(yè)時(shí)間。 輔助時(shí)間的確定方法隨生產(chǎn)類(lèi)型而異。 3)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(rùn)滑機(jī)床,清理切屑,收拾工具等)所消耗的時(shí)間。而是消耗在一個(gè)工作班內(nèi)的時(shí)間,再折算到每個(gè)工件上的。 4)休息與生理需要時(shí)間 T 休息與生理需要時(shí)間是工人在工作班內(nèi)恢復(fù)體力和滿足生理上的需要所消耗的時(shí)間。對(duì)機(jī)床操作工人一般按作業(yè)時(shí)間的 2% 估算。在單件或成批生產(chǎn)中,每當(dāng)開(kāi)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,送交成品等所消耗的時(shí)間。因而分?jǐn)偟矫總€(gè)工件的時(shí)間為T / n ,其中 n 為批量。勞動(dòng)生產(chǎn)率是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下,提高生產(chǎn)率,降低成本。 由式( )所示的單件時(shí)間組成,不難得知提高勞動(dòng)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,因此通過(guò)縮短基本時(shí)間即可提高生產(chǎn)率。隨著新型刀具材料的出現(xiàn),切削速度得到了迅速的提高,目前硬質(zhì)合金車(chē)刀的切削速度可達(dá) 200m/min ,陶瓷刀具的切削速度達(dá) 500m/min 。 在磨削方面,近年來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)是高速磨削和強(qiáng)力磨削。 2)采用多刀同時(shí)切削每把車(chē)刀實(shí)際加工長(zhǎng)度只有原來(lái)的三分之一; 每把刀的切削余量只有原來(lái)的三分之一;用三把刀具對(duì)同一工件上不同表面同時(shí)進(jìn)行橫向切入法車(chē)削。 3) 多件加工 這種方法是通過(guò)減少刀具的切入、切出時(shí)間或者使基本時(shí)間重合,從而縮短每個(gè)零件加工的基本時(shí)間來(lái)提高生產(chǎn)率。即工件順著走刀方向一個(gè)接著一個(gè)地安裝,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。即在一次走刀中同時(shí)加工 n 個(gè)平行排列的工件。這種方式常見(jiàn)于銑削和平面磨削。這種方法為順序多件加工和平行多件加工的綜合應(yīng)用。 4)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(wú)需再進(jìn)行機(jī)械加工,這樣可以大幅度提高生產(chǎn)效率。此時(shí)采取措施縮減輔助時(shí)間就成為提高生產(chǎn)率的重要方向。 1)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,可縮短裝卸工件的時(shí)間。單件小批生產(chǎn)中,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,可采用組合夾具及可調(diào)夾具。主動(dòng)檢測(cè)裝置能在加工過(guò)程中測(cè)量加工表面的實(shí)際尺寸,并根據(jù)測(cè)量結(jié)果自動(dòng)對(duì)機(jī)床進(jìn)行調(diào)整和工作循環(huán)控制,例如磨削自動(dòng)測(cè)量裝置。 2)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。而換刀時(shí)間的減少,則主要通過(guò)改進(jìn)刀具的安裝方法和采用裝刀夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如在車(chē)床和銑床上采用可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片刀具,既減少了換刀次數(shù),又可減少刀具裝卸,對(duì)刀和刃磨的時(shí)間。擴(kuò)大產(chǎn)品生產(chǎn)批量,可以通過(guò)零件標(biāo)準(zhǔn)化和通用化實(shí)現(xiàn),并可采用成組技術(shù)組織生產(chǎn)。為了選取最佳方案就需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。 生產(chǎn)成本是指制造一個(gè)零件或一臺(tái)產(chǎn)品所必須的一切費(fèi)用的總和。由于在同一生產(chǎn)條件下與工藝過(guò)程無(wú)關(guān)的費(fèi)用基本上是相等的,因此對(duì)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(guò)程直接有關(guān)的工藝成本即可。 1)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)。 2)不變費(fèi)用 不變費(fèi)用是與年產(chǎn)量的變化沒(méi)有直接關(guān)系的費(fèi)用。包括:機(jī)床管理人員,車(chē)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)。 由上述公式可見(jiàn),全年工藝成本 E 和年產(chǎn)量 N 成線性關(guān)系。 2)零件的單件工藝成本 單件工藝成本 E 與年產(chǎn)量 N 呈雙曲線關(guān)系。在曲線 B 段, N 很大,即大批大量生產(chǎn)區(qū)。這說(shuō)明對(duì)于某一個(gè)工藝方案,當(dāng) S 值(主要是專用設(shè)備費(fèi)用)一定時(shí),就應(yīng)有一個(gè)與此設(shè)備能力相適應(yīng)的產(chǎn)量范圍。這時(shí)采用這種工藝方案顯然是不經(jīng)濟(jì)的,應(yīng)減少使用專用設(shè)備數(shù),即減少 S 值來(lái)降低工藝成本。 典型零件機(jī)械加工工藝過(guò)程 軸類(lèi)零件加工分析 (1)軸類(lèi)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。  ② 粗車(chē)—半精車(chē)—粗磨—精磨 對(duì)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。   ?、?粗車(chē)—半精—粗磨—精磨—光整加工 對(duì)于黑色金屬材料的淬硬零件,精度要求高和表面粗糙度值要求很小,常用此加工路線。  對(duì)普通精度的軸類(lèi)零件加工,其典型的工藝路線如下:   毛坯及其熱處理—預(yù)加工—車(chē)削外圓—銑鍵槽—(花鍵槽、溝槽)—熱處理—磨削—終檢。  校直  毛坯在制造、運(yùn)輸和保管過(guò)程中,常會(huì)發(fā)生彎曲變形,為保證加工余量的均勻及裝夾可靠,一般冷態(tài)下在各種壓力機(jī)或校值機(jī)上進(jìn)行校值,   (2) 軸類(lèi)零件加工的定位基準(zhǔn)和裝夾   1)以工件的中心孔定位 在軸的加工中,零件各外圓表面,錐孔、螺紋表面的同軸度,端面對(duì)旋轉(zhuǎn)軸線的垂直度是其相互位置精度的主要項(xiàng)目,這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線,若用兩中心孔定位,符合基準(zhǔn)重合的原則。當(dāng)采用兩中心孔定位時(shí),還能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多個(gè)外圓和端面。粗加工時(shí),為了提高零件的剛度,可采用軸的外圓表面和一中心孔作為定位基準(zhǔn)來(lái)加工。 3)以兩外圓表面作為定位基準(zhǔn) 在加工空心軸的內(nèi)孔時(shí),(例如:機(jī)床上莫氏錐度的內(nèi)孔加工),不能采用中心孔作為定位基準(zhǔn),可用軸的兩外圓表面作為定位基準(zhǔn)。 4)以帶有中心孔的錐堵作為定位基準(zhǔn) 在加工空心軸的外圓表面時(shí),往往還采用代中心孔的錐堵或錐套心軸作為定位基準(zhǔn)?!∫虼吮仨毐WC錐堵或錐套心軸上錐面與中心孔有較高的同軸度。實(shí)際生產(chǎn)中,錐堵安裝后,中途加工一般不得拆下和更換,直至加工完畢。加工時(shí),應(yīng)根據(jù)工件的毛坯材料、結(jié)構(gòu)形狀、加工余量、尺寸精度、形狀精度和生產(chǎn)綱領(lǐng),正確選擇定位基準(zhǔn)、裝夾方法和加工工藝過(guò)程,以保證達(dá)到圖樣要求。由此可見(jiàn),該零件的內(nèi)孔和外圓的尺寸精度和位置精度要求均較高。由于單件加工時(shí),每件都要留出工件備 裝夾的長(zhǎng)度,因此原材料浪費(fèi)較多,所以這里采用多件加工的方法。其外圓為 IT7 級(jí)精度,采用精車(chē)可以滿足要求;內(nèi)孔的精度也是 IT7 級(jí),鉸孔可以滿足要求。 (2)液壓缸加工工藝分析 圖 所示某液壓缸零件圖,生產(chǎn)綱領(lǐng)為成批生產(chǎn)。該液壓缸內(nèi)孔與活塞相配,因此表面粗糙度、形狀及位置精度要求都較高。必要時(shí)要用泵驗(yàn)漏。 圖 液壓缸簡(jiǎn)圖 該零件長(zhǎng)而壁薄,為保證內(nèi)外圓的同軸度,加工外圓時(shí)參照空心主軸的裝夾方法。加工內(nèi)孔與一般深孔加工時(shí)的裝夾方法相同,多采用夾一頭,另一端用中心架托住外圓。該液壓缸內(nèi)孔的表面質(zhì)量要求很高,內(nèi)孔精加工后需滾壓。內(nèi)孔經(jīng)滾壓后,尺寸誤差在 以內(nèi),表面粗糙度為 或更小,且表面經(jīng)硬化后更為耐磨。 保證表面相互位置精度的方法及防止加工中工件變形的措施 (1)保證表面相互位置精度的方法  套類(lèi)零件內(nèi)外表面的同軸度以及端面與孔軸線的垂直度要求一般都較高,一般可用以下方法來(lái)滿足: ① 在 1 次安裝中完成內(nèi)外表面及端面的全部加工,這樣可消除工件的安裝誤差并獲得很高的相互位置精度。 ② 主要表面的加工分在幾次安裝中進(jìn)行 ( 先加工孔 ) ,先加工孔至零件圖尺寸,然后以孔為精基準(zhǔn)加工外圓。 ③ 主要表面的加工分在幾次安裝中進(jìn)行 ( 先加工外圓 ) 先加工外圓至零件圖尺寸,然后以外圓為精基準(zhǔn)完成內(nèi)孔的全部加工。如果欲使同軸度誤差較小,則須采用定心精度較高的夾具,如彈性膜片卡盤(pán),液性塑料夾頭、經(jīng)過(guò)修磨的三爪自定心卡盤(pán)和軟爪等。為防止變形常采取—些工藝措施:  1) 將粗、精加工分開(kāi)進(jìn)行 為減少切削力和切削熱的影響,使粗加工產(chǎn)生的變形在精加工中得以糾正。2) 減少夾緊力的影響 在工藝上采取以下措施減少夾緊力的影響: ① 采用徑向夾緊時(shí),夾緊力不應(yīng)集中在工件的某一徑向截面上,而應(yīng)使其分布在較大的面積上,以減小工件單位面積上所承受的夾緊力。也可采用增大接觸面積的特殊卡爪。 ② 夾緊力的位置宜選在零件剛性較強(qiáng)的部位,以改善在夾緊力作用下薄壁零件的變形。 ④ 在工件上制出加強(qiáng)剛性的工藝凸臺(tái)或工藝螺紋以減少夾緊變形,加工時(shí)用特殊結(jié)構(gòu)的卡爪夾緊,加工終了時(shí)將凸邊切去。 ② 將粗、精加工分開(kāi),使粗加工產(chǎn)生的變形能在精加工中得到糾正,并采取較小的切削用量。 4) 熱處理放在粗加工和精加工之間 這樣安排可減少熱處理變形的影響。
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