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第6章机械制造工艺规程的制订
机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。它体现了生产规模的大小、工艺水平的高低和解决各种工艺问题的方法和手段。
基本概念
1、工艺过程
工艺过程是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为半成品或成品的过程。工艺过程可分为毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、产品的装配等。其中,采用机械加工的方法,直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量使其成为零件的过程,称为机械加工工艺过程。它由按一定顺序排列的若干个工序组成,而每一个工序又由装夹、工位、工步和走刀组成。
(1) 工序
一个或一组工人,在一个工作地点对一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那部分工艺过程,称之为工序。工序是工艺过程的基本组成单元。
生产规模不同,加工条件不同,其工艺过程及工序的划分也不同。图6-1所示的阶梯轴,根据加工是否连续和变换机床的情况,单件小批量生产时,可划分为表6-1所示的三道工序;大批大量生产时,则可划分为表6-2所示的五道工序。
图6-1 阶梯轴
表6-1 单件小批生产的工艺过程
工序号
工序内容
设备
 
1
车一端面,钻中心孔;
调头车另一端面,钻中心孔
车床
2
车大端外圆及倒角;
车小端外圆及倒角
车床
3
铣键槽;
去毛刺
铣床
 
表6-2 大批大量生产的工艺过程
工序号
工序内容
设备
1
铣端面,钻中心孔
中心孔机床
2
车大端外圆及倒角
车床
3
车小端外圆及倒角
车床
4
铣键槽
立式铣床
5
去毛刺
钳工
(2) 装夹
在加工前,应先使工件在机床上或夹具中占有正确的位置,这一过程称为定位;工件定位后,将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作称为夹紧;将工件在机床或夹具中每定位、夹紧一次所完成的那一部分工序内容称为装夹。一道工序中,工件可能被安装一次或多次。
(3) 工位
一次装夹工件后,工件与夹具或设备的可动部分一起相对***或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。
为了减少由于多次装夹带来的误差和时间损失,加工中常采用回转工作台、回转夹具或移动夹具,使工件在一次装夹中,先后处于几个不同的位置进行加工,称为多工位加工。图6-2所示为一利用回转工作台,在一次装夹中依次完成装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔四个工位加工的例子。采用多工位加加工方法,既可以减少装夹次数,提高加工精度,并减轻工人的劳动强度;又可以使各工位的加工与工件的装卸同时进行,提高劳动生产率。
图6-2 多工位加工
(4) 工步
加工表面不变、切削***不变、切削用量中的进给量和切削速度基本保持不变的情况下所连续完成的那部分工序内容,称为工步。
为了提高生产率,常将几个待加工表面用几把***同时加工,这种由***合并起来的工步,称为复合工步,如图6-3所示。复合工步在工艺规程中也写作一个工步。
图6-3 复合工步
(5) 走刀
在一个工步中,若需切去的金属层较厚,可以分为几次切削。则每进行一次切削就是一次走刀。一个工步可以包括一次或几次走刀。
2、生产纲领和生产类型
不同的机械产品,其结构、技术要求不同,但它的制造工艺却存在着很多共同的特征。这些共同的特征由企业的生产纲领来决定,零件的机械加工工艺过程与生产类型密切相关,在制定机械加工工艺规程时,首先要确定生产类型,而生产类型主要与生产纲领有关。
(一) 生产纲领
生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。计划期通常为一年,所以生产纲领也称为年产量。
对于零件而言,产品的产量除了制造机器所需要的数量之外,还要包括一定的备品和废品,因此零件的生产纲领应按下式计算:
(6-1)
式中 N——零件的年产量(件/年);
Q——产品的年产量(台/年);
n——每台产品中该零件的数量(件/台);
a%——该零件的备品率;
b%——该零件的废品率。
(二) 生产类型
生产类型是指企业生产专业化程度的分类。人们按照产品的生产纲领及其重量等,可将生产分为单件生产、批量生产和大量生产三种类型。
(1) 单件生产
单个生产不同结构和尺寸的产品,很少重复甚至不重复,这种生产称为单件生产。其特点是:生产的产品种类较多,而同一产品的产量很小,工作地点的加工对象经常改变。
(2) 大量生产
同一产品的生产数量很大,大多数工作地点经常按一定节奏重复进行某一零件的某一工序的加工,这种生产称为大量生产。其特点是:同一产品的产量大,工作地点较少改变,加工过程重复。
(3) 批量生产
一年中分批轮流制造几种不同的产品,每种产品均有一定的数量,工作地点的加工对象周期性地重复,这种生产称为成批生产。其特点是:产品的种类较少