一、幾個概念
1、生產(chǎn)過程:從原材料或半成品到成品制造出來的各有關(guān)勞動過程的總和稱為工廠的生產(chǎn)過程。
一臺產(chǎn)品的生產(chǎn)過程包括的內(nèi)容有:
1)原材料(或半成品、元器件、標(biāo)準(zhǔn)件、工具、工裝、設(shè)備)的購置、運(yùn)輸、檢驗(yàn)、保管;
2)生產(chǎn)準(zhǔn)備工作:如編制工藝文件,專用工裝及設(shè)備的設(shè)計與制造等;
3)毛坯制造;
4)零件的機(jī)械加工及熱處理;
5)產(chǎn)品裝配與調(diào)試、性能試驗(yàn)以及產(chǎn)品的包裝、發(fā)運(yùn)等工作。
提示:
生產(chǎn)過程往往由許多工廠或工廠的許多車間聯(lián)合完成,這有利于專業(yè)化生產(chǎn),提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。
2、工藝過程:在生產(chǎn)過程中凡直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、性能(包括物理性能、化學(xué)性能、機(jī)械性能等)以及相對位置關(guān)系的過程,統(tǒng)稱為工藝過程。
工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機(jī)械加工、裝配等工藝過程,本門課程只研究機(jī)械加工工藝過程和裝配工藝過程;鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理等工藝過程是《材料成型技術(shù)》課程的研究對象。
二、 機(jī)械加工工藝過程
(一) 定義: 用機(jī)械加工的方法直接改變毛坯形狀、尺寸和機(jī)械性能等,使之變?yōu)楹细窳慵倪^程,稱為機(jī)械加工工藝過程,又稱工藝路線或工藝流程。
(二)機(jī)械加工工藝過程的組成(見教材P125-126)
機(jī)械加工工藝過程由若干個按一定順序排列的工序組成。
三.機(jī)加工工藝過程組成
1)工序 指一個(或一組)工人在一個工作地點(diǎn)(如一臺機(jī)床或一個鉗工臺),對一個(或同時對幾個)工件連續(xù)完成的那部分工藝過程,稱為工序。
它包括在這個工件上連續(xù)進(jìn)行的直到轉(zhuǎn)向加工下一個工件為止的全部動作。 區(qū)分工序的主要依據(jù)是:工作地點(diǎn)固定和工作連續(xù)。
工序是組成工藝過程的基本單元,也是制定生產(chǎn)計劃、進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算的基本單元。工序又可細(xì)分為安裝、工位、工步、走刀等組成部分。
階梯軸加工工藝過程
2)安裝 工件加工前,使其在機(jī)床或夾具中相對刀具占據(jù)正確位置并給予固定的過程,稱為裝夾。(裝夾包括定位和夾緊兩過程)
安裝是指工件通過一次裝夾后所完成的那一部分工序。
例如:上圖中的第1道工序,若對工件的兩端連續(xù)進(jìn)行車端面、鉆中心孔,就需要兩次安裝(分別進(jìn)行加工),每次安裝有兩個工步(車端面和鉆中心孔)。
3)工位 工位是指在一次裝夾中,工件在機(jī)床上所占的每個位置上所完成那一部分工序。
下圖為在三軸鉆床上利用回轉(zhuǎn)工作臺,按四個工位連續(xù)完成每個工件的裝夾、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔。
采用多工位加工,可提高生產(chǎn)率和保證被加工表面的相互位置精度。
4)工步 當(dāng)加工表面、切削刀具、切削速度和進(jìn)給量都不變的情況下所完成的那部分工序,稱為工步。工步是構(gòu)成工序的基本單元。
為了提高生產(chǎn)率,常常用幾把刀具同時加工幾個表面,這樣的工步稱為復(fù)合工步,如下圖所示。
5)走刀
走刀(又稱工作行程)是指刀具相對工件加工表面進(jìn)行一次切削所完成的那部分工作。每個工步可包括一次走刀或幾次走刀。
(三)機(jī)械加工工藝過程與生產(chǎn)類型
不同的生產(chǎn)類型,其生產(chǎn)過程和生產(chǎn)組織、車間的機(jī)床布置、毛坯的制造方法、采用的工藝裝備、加工方法以及工人的熟練程度等都有很大的不同,因此在制定工藝路線時必須明確該產(chǎn)品的生產(chǎn)類型。
1、生產(chǎn)綱領(lǐng): 指包括備品、備件在內(nèi)的該產(chǎn)品的年產(chǎn)量。產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)就是產(chǎn)品的年生產(chǎn)量。零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)由下式計算:
N=Qn(1+a)(1+b)
式中:N:零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)(件/年);
Q:產(chǎn)品的年產(chǎn)量(臺/年);
n:單臺產(chǎn)品該零件的數(shù)量(件/年);
a:備品率,以百分?jǐn)?shù)計;
b:廢品率,以百分?jǐn)?shù)計。
2、生產(chǎn)類型: 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小,生產(chǎn)可分為三種類型:
1) 單件生產(chǎn): 定義:單個的生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和不同尺寸的產(chǎn)品。 特點(diǎn):是產(chǎn)品的種類繁多。
2) 成批生產(chǎn): 定義:一年中分批、分期地制造同一產(chǎn)品。 特點(diǎn):生產(chǎn)品種較多,每種品種均有一定數(shù)量,各種產(chǎn)品分批、分期輪番進(jìn)行生產(chǎn)。
小批生產(chǎn): 生產(chǎn)特點(diǎn)與單件生產(chǎn)基本相同。
中批生產(chǎn): 生產(chǎn)特點(diǎn)介于小批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)之間。
大批生產(chǎn): 生產(chǎn)特點(diǎn)與大量生產(chǎn)相同。
3)大量生產(chǎn):
定義:全年中重復(fù)制造同一產(chǎn)品。 特點(diǎn):產(chǎn)品品種少、產(chǎn)量大,長期重復(fù)進(jìn)行同一產(chǎn)品的加工。
各種生產(chǎn)類型的規(guī)范見下表:
各種生產(chǎn)類型工藝過程的主要特點(diǎn)見表5.2:
工藝過程特點(diǎn) | 生產(chǎn)類型 | ||
單件生產(chǎn) | 成批生產(chǎn) | 大批量生產(chǎn) | |
工件的互換性 | 一般是配對制造,沒有互換性,廣泛用鉗工修配 | 大部分有互換性,少數(shù)用鉗工修配 | 全部有互換性。某些精度較高的配合件用分組選擇裝配法 |
毛坯的制造方法及加工余量 | 鑄件用木模手工造型;鍛件用自由鍛。毛坯精度低,加工余量大 | 部分鑄件用金屬模;部分鍛件用模鍛。毛坯精度中等,加工余量中等。 | 鑄件廣泛采用金屬模機(jī)器造型,鍛件廣泛采用模鍛,以及其他高生產(chǎn)率的毛坯制造方法。毛坯精度高,加工余量小 |
機(jī)床設(shè)備 | 通用機(jī)床?;驍?shù)控機(jī)床,或加工中心 | 數(shù)控機(jī)床加工中心或柔性制造單元。設(shè)備條件不夠時,也采用部分通用機(jī)床、部分專用機(jī)床。 | 專用生產(chǎn)線、自動生產(chǎn)線、柔性制造生產(chǎn)線或數(shù)控機(jī)床。 |
夾具 | 多用標(biāo)準(zhǔn)附件,極少采用夾具,靠劃線及試切法達(dá)到精度要求 | 廣泛采用夾具或組合夾具,部分靠加工中心一次安裝 | 廣泛采用高生產(chǎn)率夾具,靠夾具及調(diào)整法達(dá)到精度要求。 |
刀具與量具 | 采用通用刀具和萬能量具。 | 可以采用專用刀具及專用量具或三座標(biāo)測量機(jī)。 | 廣泛采用高生產(chǎn)率刀具和量具,或采用統(tǒng)計分析法保證質(zhì)量。 |
對工人的要求 | 需要技術(shù)熟練的工人 | 需要一定熟練程度的工人和編程技術(shù)人員。 | 對操作工人的技術(shù)要求較低,對生產(chǎn)線維護(hù)人員要求有高的素質(zhì)。 |
工藝規(guī)程 | 有簡單的工藝路線卡 | 有工藝規(guī)程,對關(guān)鍵零件有詳細(xì)的工藝規(guī)程。有詳細(xì)的工藝規(guī)程。 | |
四、機(jī)械加工工藝規(guī)程
1、 定義: 規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程。其中,規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程。
它是在具體的生產(chǎn)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(dǎo)生產(chǎn)的。工藝規(guī)程中包括各個工序的排列順序,加工尺寸、公差及技術(shù)要求,工藝設(shè)備及工藝措施,切削用量及工時定額等內(nèi)容。
2、工藝規(guī)程的作用:
(1) 指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件:起生產(chǎn)的指導(dǎo)作用;
(2) 是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理的依據(jù):即生產(chǎn)計劃、調(diào)度、工人操作和質(zhì)量檢驗(yàn)等的依據(jù);
(3) 是新建或擴(kuò)建工廠或車間主要技術(shù)資料。
總之,零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程是每個機(jī)械制造廠或加工車間必不可少的技術(shù)文件。生產(chǎn)前用它做生產(chǎn)的準(zhǔn)備,生產(chǎn)中用它做生產(chǎn)的指揮,生產(chǎn)后用它做生產(chǎn)的檢驗(yàn)。
3、 工藝規(guī)程的格式:
為了適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的需要,加強(qiáng)科學(xué)管理和便于交流,原機(jī)械電子工業(yè)部還制訂了指導(dǎo)性技術(shù)文件JB/Z187.3—88《工藝規(guī)程格式》,要求各機(jī)械制造廠按統(tǒng)一規(guī)定的格式填寫。 按照規(guī)定,屬于 機(jī)械加工工藝規(guī)程的有:
1)機(jī)械加工工藝過程卡片。
2)機(jī)械加工工序卡片。
3)標(biāo)準(zhǔn)零件或典型零件工藝過程卡片。
4)單軸自動車床調(diào)整卡片。
5)多軸自動車床調(diào)整卡片。
6)機(jī)械加工工序操作指導(dǎo)卡片。
7)檢驗(yàn)卡片等。
最常用的是:機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。
(1) 機(jī)械加工工藝過程卡片: 其格式表5.4。
此卡片的特點(diǎn):是以工序?yàn)閱挝?,簡要說明產(chǎn)品或零、部件的加工過程的一種工藝文件。它是生產(chǎn)管理的主要技術(shù)文件。
適用范圍:廣泛用于成批生產(chǎn)和單件小批生產(chǎn)中比較重要的零件。
(2) 機(jī)械加工工序卡片: 其格式見表5.5。
此卡片的特點(diǎn):在工藝過程卡片的基礎(chǔ)上按每道工序所編的一種工藝文件,一般具有工序簡圖,并詳細(xì)說明該工序的每一個工步的加工內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設(shè)備和工藝裝備等。
適用范圍:主要用于大批大量生產(chǎn)中所有零件,中批生產(chǎn)中的重要零件和單件小批生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序
五、 工藝規(guī)程設(shè)計所需原始資料
(1)產(chǎn)品裝配圖、零件圖;
(2)產(chǎn)品驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);
(3)產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng);
(4)毛坯材料與毛坯生產(chǎn)條件;
(5)制造廠的生產(chǎn)條件(包括機(jī)床設(shè)備和工藝裝備的規(guī)格、性能和現(xiàn)在的技術(shù)狀態(tài),工人的技術(shù)水平,工廠自制工藝裝備的能力以及工廠供電、供氣的能力等有關(guān)資料);
(6)工藝規(guī)程設(shè)計、工藝裝備設(shè)計所用設(shè)計手冊和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn);
(7)國內(nèi)外先進(jìn)制造技術(shù)資料等。
六、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計的內(nèi)容及步驟
1.分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖;
2.對零件圖和裝配圖進(jìn)行工藝審查;
3.由零件生產(chǎn)綱領(lǐng)確定零件生產(chǎn)類型;
4.確定毛坯種類;
5.擬定零件加工工藝路線;
6.確定各工序所用機(jī)床設(shè)備和工藝裝備(含刀具、夾具、量具、輔具等)。
7.確定各工序的加工余量,計算工序尺寸及公差;
8.確定各工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法;
9.確定各工序的切削用量和工時定額;
10.編制工藝文件。