7-3 工序具体内容的确定

第七章机械加工工艺的制定第三节工序具体内容的确定加工余量及工序尺寸设备与工艺装备切削用量时间定额第三节工序具体内容的确定一、加工余量及工序尺寸一、加工余量及工序尺寸1.加工余量加工余量Z加工总余量Z0工序余量Zi工序余量Zi轴：Zi = di–1 – di孔：Zi = Di–Di–1   轴孔工序余量Zi加工B面：Z1 = A0 – A1加工C面：Z2 = A1 – A2  外面BC加工总余量Z0式中n–––某一表面的工序（或工步）数目。一、加工余量及工序尺寸2.工序尺寸及偏差2.工序尺寸及偏差对于轴类零件的外尺寸：工序尺寸偏差取单向负偏差（h），工序的基本尺寸等于最大极限尺寸，如，对于孔类等零件的内尺寸：工序尺寸偏差取单向正偏差（H），工序的基本尺寸等于最小极限尺寸，如，对于毛坯的制造偏差：取正负偏差。2.工序尺寸及偏差图7-16工序尺寸与余量间的关系粗车半精车精车毛坯i3.工序余量的确定经验法查表法分析计算法影响加工余量的因素：1）上工序的尺寸公差Ti–1、形状公差fi–1和位置公差wi–1（与定位有关）；影响加工余量的因素：1）上工序的尺寸公差Ti–1、形状公差fi–1和位置公差wi–1（与定位有关）；0.05影响加工余量的因素：2）上工序加工表面的粗糙度Ri–1以及表面缺陷层的深度Hi–1；影响加工余量的因素：3）本工序的装夹误差 i，包括定位误差和夹紧误差。3.工序余量的确定对于平面加工的单边余量：Zi=Ti–1+fi–1+wi-1+Ri–1+Hi–1+ i对于外圆和内孔加工的双边余量：Zi=Ti–1+2（fi–1+wi-1+Ri–1+Hi–1+ i）3.工序余量的确定用浮动镗刀镗孔或用圆拉刀拉孔时：Zi=Ti–1+2（Ri–1+Hi–1） 对于研磨、超精加工等光整加工工序：Zi=2Ri–14.简单工序尺寸及公差的确定例：如图所示小轴零件，毛坯为普通精度的热轧圆钢，装夹在车床前、后顶尖间加工，主要工序；下料–––车端面–––钻中心孔–––粗车外圆–––精车外圆–––磨削外圆。表7-11工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削IT70.02125.00Φ25.00-0.021精车粗车毛坯表7-11工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削IT70.02125.00Φ25.00-0.021精车粗车毛坯3.0IT141.0Φ28±0.5表7-11工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削0.3IT70.02125.00Φ25.00-0.021精车0.8粗车毛坯3.0IT141.026.1+1.9=28.0Φ28±0.5表7-11工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削0.3IT70.02125.00Φ25.00-0.021精车0.8粗车1.9毛坯3.0IT141.0Φ28±0.5表7-11工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削0.3IT70.02125.00Φ25.00-0.021精车0.8IT100.084粗车1.9IT120.210毛坯3.0IT141.0Φ28±0.5表7-11工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削0.3IT70.02125.00Φ25.00-0.021精车0.8IT100.08425+0.3=25.3粗车1.9IT120.21025.3+0.8=26.1毛坯3.0IT141.026.1+1.9=28.0Φ28±0.5表7-11工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削0.3IT70.02125.00Φ25.00-0.021精车0.8IT100.08425+0.3=25.3Φ25.30-0.084粗车1.9IT120.21025.3+0.8=26.1Φ26.10-0.210毛坯3.0IT141.026.1+1.9=28.0Φ28±0.5某齿轮内孔工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差精镗0.3IT70.02548.00Φ48.0+0.0250半精镗1.0IT90.06248.0-0.3=47.7Φ47.7+0.0620粗镗1.7IT120.25047.7-1.0=46.7Φ46.7+0.2500毛坯3.0IT151.046.7-1.7=45.0Φ45±0.5二、工艺装备的选择工艺装备：机床、夹具、量具、刀具、辅具1.机床的选择(1)  机床的尺寸规格要与被加工的零件尺寸相适；(2)  机床精度要与被加工零件的加工要求相适应；(3)机床的生产率与被加工零件的生产纲领相适应；(4)机床的选用要考虑节省投资和适当考虑生产的发展;(5)  改（扩）建车间，要充分利用原有设备。2.机床夹具的选择机床夹具的选择主要考虑生产类型。（1）单件小批量生产应尽量选用通用夹具；（2）大批大量生产时，应采用高生产效率的专用机床夹具；此外，夹具的精度应与零件的加工精度相适应。3.刀具的选择刀具的选择主要取决于：工序所采用的加工方法加工表面的尺寸大小工件材料要求的加工精度表面粗糙度生产率经济性在选择时应尽量采用标准刀具。4.量具的选择量具的选择主要根据生产类型和要求的检验精度进行。对于尺寸误差：1）在单件小批生产中，广泛采用通用量具（游标卡尺、千分尺等）；2）成批生产多采用极限量规；3）大量生产多采用自动化程度高的量仪，如电动或气动量仪等。对于形位误差：1) 在单件小批生产中，一般采用通用量具（百分表，千分表等），也有采用三坐标测量机的；2）在成批大量生产中，多采用专用检具。三、切削液的选择1.切削液的作用（1）冷却作用（2）润滑作用（3）清洗作用三、切削液的选择2.切削液的种类（1）水溶液（2）乳化液（3）切削油3.切削液的选用(1)   按加工性质选用：1)粗加工时，应选用以冷却为主的水溶液或乳化液；2)精加工时，应选用润滑为主的极压切削油或高浓度的极压乳化液。3)钻削、铰削、拉削和深孔加工时，应选用粘度较小的极压水溶液、极压乳化液和极压切削油，并应加大流量和压力。3.切削液的选用 (2)   按刀具材料选用：1) 高速钢刀具粗加工，用极压水溶液或极压乳化液。高速钢刀具精加工，用极压乳化液或极压切削油，以减小摩擦，提高表面质量和精度，延长刀具寿命。2) 硬质合金刀具高速切削，一般，不使用切削液；3)使用立方氮化硼刀具或砂轮时，不宜使用水质切削液。3.切削液的选用(3)   按工件材料选用要注意以下几点：1) 铸铁、黄铜及硬铝等脆性材料，由于切屑碎末会堵塞冷却系统，容易使机床磨损，一般不加切削液。但精加工时为了降低表面粗糙度，可采用粘度较小的煤油或7%~10%乳化液。2) 切削有色金属和铜合金时，不宜采用含硫的切削液，以免腐蚀工件。3) 切削镁合金时，不能用油质切削液，以免燃烧起火。四、时间定额的确定什么是时间定额？1.时间定额的组成图7-22车削外圆的基本时间（1）基本时间tm（单位：min）1.时间定额的组成（2）辅助时间ta（单位：min）如:装卸工件、开停机床、改变切削用量、进退刀具、测量工件等1.时间定额的组成（2）辅助时间ta（单位：min）如:装卸工件、开停机床、改变切削用量、进退刀具、测量工件等基本时间+辅助时间=工序作业时间1.时间定额的组成（3）布置工作地时间ts（单位：min）如：更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等布置工作地时间ts=工序作业时间×α%1.时间定额的组成（4）休息与生理需要时间tr（单位：min）休息与生理需要时间=工序作业时间×β%上述四部分的时间之和称为单件工时，即1.时间定额的组成（5）准备与终结时间tsu（单位：min）2、提高生产率的(1)  缩短基本时间：1）采用精铸、精锻的毛坯件，实施无切屑或少切屑加工；2）合理选择切削条件，确定合理的切削用量；3）采用多刀多刃切削，多件同时加工；4） 缩短工作行程；5）在可行条件下，采用先进切削技术，如高速切削、强力切削与大进给切削等。2、提高生产率的措施(2)   缩短辅助时间：1）采用高度自动化的机床或数控机床；2）采用先进的设备，实施在线主动检测；3）采用连续加工，如采用带回转工作台的组合机床或者在万能机床上设置多工位夹具，使装卸时间和加工时间相重合。2、提高生产率的措施(3) 合理采用先进制造技术（AMT），例如CAPP、CAM、GT及CIMS等。(4)合理采用科学管理模式，提高管理效率和劳动生产率，使制造系统管理组织机构合理化，使制造系统以最优化的方式运行。五、切削用量的合理选择什么是合理的切削用量？它是指在保证加工质量的前提下，充分利用刀具和机床的性能，能获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。五、切削用量的合理选择1.切削用量选择的原则（1）asp、f、vc对切削生产率的影响材料切除率P17Q =  1000 vc  asp  f（mm3/s）（2）asp、f、vc对表面粗糙度的影响表面粗糙度进给量f影响最大切削速度vc次之被吃刀量asp影响最小（3）asp、f、vc对刀具寿命的影响刀具寿命：P103五、切削用量的合理选择1.切削用量选择的原则在机床、刀具、工件的强度以及工艺系统刚性允许的条件下:1)首先选择尽可能大的背吃刀量asp ;2)其次选择在加工条件和加工要求限制下允许的进给量f;3)最后再按刀具寿命的要求确定一个合适的切削速度vc。五、切削用量的合理选择2.刀具寿命的确定1)刀具的经济寿命TC（min）：按工序加工成本最低的原则确定的刀具寿命。2)刀具的最高生产率寿命TP（min）：按工序加工时间最少的原则确定的刀具寿命。2.刀具寿命的确定表7-12计算刀具寿命的近似公式刀具寿命高速钢硬质合金陶瓷经济寿命最高生产率寿命五、切削用量的合理选择3.切削用量的合理制定3.切削用量的合理制定(1)  背吃刀量asp和走刀次数的选择1） 粗加工时，首先应将精加工的和半精加工的余量留下来，剩下的余量尽可能在一次走刀下切除。3.切削用量的合理制定(1)  背吃刀量asp和走刀次数的选择： 2）精加工时的最小背吃刀量的确定，取决于刀具刃口的锋利程度，对于刃口较锋利的高速钢刀具不应小于0.005mm；对于刃口不太锋利的硬质合金刀具，背吃刀量要略大一点。3.切削用量的合理制定(2) 进给量f的选择：1）粗加工时，主要考虑工艺系统的承受能力。选择进给量的限制条件有：机床进给机构的强度、车刀刀杆强度、车刀刀杆刚度、刀片强度以及工件装夹刚度等，每个限制条件给出一个允许的进给量，在这几个允许的进给量中选取最小的一个。在制定大批大量生产的工艺规程时，应该按照上述限制条件，通过计算和比较，来确定合理的进给量。3.切削用量的合理制定(2) 进给量f的选择：2）半精加工和精加工时，最大进给量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。当车刀的刀尖圆弧半径r 较大或车刀具有副偏角很小的修光刃，且切削速度较高时，进给量可以选得大一些。3.切削用量的合理制定(2) 进给量f的选择：3）在生产中，进给量常常是按实际经验确定的。P247表7-153.切削用量的合理制定(2) 进给量f的选择：4）受已加工表面粗糙度限制的半精加工和精加工的进给量经验值，可按表7-16选取。3.切削用量的合理制定(1) 切削速度vc的选择：1）首先，应该根据已确定的背吃刀量asp、进给量f以及刀具寿命T，再按刀具寿命与切削用量关系式计算，得出的计算值。所选定的这个刀具寿命T，一般都在刀具的经济寿命Tc和最高生产率寿命Tp之间。3.切削用量的合理制定(3) 切削速度vc的选择：2）计算vc后，应根据加工工件直径计算相应的转速，转速n再按照机床的转速表，确定一个可实现的转速n。然后，再计算在这个实际转速n下的实际的切削速度vc。通常要求实际的切削速度vc尽量接近（一般为略小于）初始计算值。3）校验机床功率及扭矩。切削功率Pc：（Kw）机床的有效功率：（Kw）若则机床效验合格(3) 切削速度vc的选择：