零件加工工藝過程(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 段主要是盡量切除大部分余量，主要考慮生產(chǎn)率。
半精加工階段
在此階段主要是為主要表面的精加工做準備，并完成次要表面的終加工（鉆孔、攻絲、銑鍵槽等）。
精加工階段
在此階段主要是保證各主要表面達到圖紙要求，主要任務是保證加工質(zhì)量。
光整加工階段
在此階段主要是為了獲得高質(zhì)量的主要表面和尺寸精度。
2）將零件的加工過程劃分為加工階段的主要目的是： (1) 保證零件加工質(zhì)量（因為工件有內(nèi)應力變形、熱變形和受力變形，精度、表面質(zhì)量只能逐步提高，）； (2) 有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時處理； (3) 有利于合理利用機床設(shè)備。 (4) 便于穿插熱處理工序：穿插熱處理工序必須將加工過程劃分成幾個階段，否則很難充分發(fā)揮熱處理的效果。此外，將工件加工劃分為幾個階段，還有利于保護精加工過的表面少受磕碰損壞。工序的劃分工序集中原則
按工序集中原則組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內(nèi)容盡量多些，將許多工序組成一個集中工序。最大限度的工序集中，就是在一個工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。（見P139140）
采用數(shù)控機床、加工中心按工序集中原則組織工藝過程，生產(chǎn)適應性反而好，轉(zhuǎn)產(chǎn)相對容易，雖然設(shè)備的一次性投資較高，但由于有足夠的柔性，仍然受到愈來愈多的重視。
工序分散原則
按工序分散原則組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內(nèi)容盡量少些。最大限度的工序分散就是每個工序只包括一個簡單工步。
傳統(tǒng)的流水線、自動線生產(chǎn)基本是按工序分散原則組織工藝過程的，這種組織方式可以實現(xiàn)高生產(chǎn)率生產(chǎn)，但對產(chǎn)品改型的適應性較差，轉(zhuǎn)產(chǎn)比較困難。
工序順序的安排1)機械加工工序的安排原則1)先基準面后其它表面
先把基準面加工出來，再以基準面定位來加工其它表面，以保證加工質(zhì)量。
2)先粗加工后精加工
即粗加工在前，精加工在后，粗精分開。
3)主要表面后次要表面
如主要表面是指裝配表面、工作表面，次要表面是指鍵糟、聯(lián)接用的光孔等。
4)先加工平面后加工孔
平面輪廓尺寸較大，平面定位安裝穩(wěn)定，通常均以平面定位來加工孔。
熱處理工序及表面處理工序的安排 根據(jù)熱處理的目的，安排熱處理在加工過程中的位置。
1）退火 ： 將鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間，隨后由爐中緩慢冷卻的一種熱處理工序。
其作用是：消除內(nèi)應力，提高強度和韌性，降低硬度，改善切削加工性。 應用： 高碳鋼采用退火，以降低硬度； 放在粗加工前，毛坯制造出來以后。
2)正火： 將鋼加熱到一定溫度，保溫一段時間后從爐中取出，在空氣中冷卻的一種熱處理工 序。 注：加熱到的一定的溫度，其與鋼的含C量有關(guān)，一般低于固相線200度左右。
其作用是：提高鋼的強度和硬度，使工件具有合適的硬度，改善切削加工性。應用： 低碳鋼采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出來以后。
3）回火： 將淬火后的鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間，然后置于空氣或水中冷卻的一種熱處理的方法。
其作用是：穩(wěn)定組織、消除內(nèi)應力、降低脆性。
4）調(diào)質(zhì)處理（淬火后再高溫回火）： 其作用：是獲得細致均勻的組織，提高零件的綜合機械性能。
應用：安排在粗加工后，半精加工前。常用于中碳鋼和合金鋼。
5）時效處理： 其作用：是消除毛坯制造和機械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應力。
應用：一般安排在毛坯制造出來和粗加工后。常用于大而復雜的鑄件。
6）淬火： 將鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間，然后在冷卻介質(zhì)中迅速冷卻，以獲得高硬度組織的一種熱處理工藝。
其作用是：提高零件的硬度。 應用：一般安排在磨削前。
7）滲碳處理：提高工件表面的硬度和耐磨性，可安排在半精加工之前或之后進行。
8）為提高工件表面耐磨性、耐蝕性安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序，例如鍍鉻、鍍鋅、發(fā)蘭等，一般都安排在工藝過程最后階段進行
3)檢驗工序的安排
為保證零件制造質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品，需在下列場合安排檢驗工序： 1)粗加工全部結(jié)束之后；2)送往外車間加工的前后；3)工時較長和重要工序的前后；4)最終加工之后。除了安排幾何尺寸檢驗工序之外，有的零件還要安排探傷、密封、稱重、平衡等檢驗工序。
4)其它工序的安排
1)零件表層或內(nèi)腔的毛刺對機器裝配質(zhì)量影響甚大，切削加工之后，應安排去毛刺工序。2)零件在進入裝配之前，一般都應安排清洗工序。工件內(nèi)孔、箱體內(nèi)腔易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附著在工件表面上，要注意清洗。3)在用磁力夾緊工件的工序之后，要安排去磁工序，不讓帶有剩磁的工件進入裝配線。
加工余量：為了保證零件的質(zhì)量（精度和粗糙度值），在加工過程中，需要從工件表面上切除的金屬層厚度，稱為加工余量。加工余量又有總余量和工序余量之分。總余量：某一表面毛坯尺寸與零件設(shè)計尺寸之差稱為總余量，以Zo表示。工序余量：該表面加工相鄰兩工序尺寸之差稱為工序余量Zi。總余量Z0與工序余量Zi的關(guān)系可用下式表示： 　　式中：n為某一表面所經(jīng)歷的工序數(shù)。（1）工序余量有單邊余量和雙邊余量之分。（見下圖） 1）單邊余量： 非對稱結(jié)構(gòu)的非對稱表面的加工余量，稱為單邊余量，用Zb表示。 Zb＝lalb??式中：Zb—本工序的工序余量；lb—本工序的基本尺寸；la—上工序的基本尺寸。 2）雙邊余量： 對稱結(jié)構(gòu)的對稱表面的加工余量，稱為雙邊余量。 對于外圓與內(nèi)孔這樣的對稱表面，其加工余量用雙邊余量2Zb表示， 對于外圓表面有：2Zb＝dadb；對于內(nèi)圓表面有：2Zb＝Db－Da （2）工序余量有公稱余量（簡稱余量）、最大余量Zmax、最小余量Zmin之分。（見下圖） 由于工序尺寸有偏差，故各工序?qū)嶋H切除的余量值是變化的，因此，工序余量有公稱余量（簡稱余量）、最大余量Zmax、最小余量Zmin之分。對于上右圖所示被包容面加工情況，本工序加工的公稱余量：Zb＝lalb?公稱余量的變動范圍：TZ＝Zmax—Zmin＝Tb＋Ta? 式中：Tb—本工序工序尺寸公差； Ta—上工序工序尺寸公差。工序尺寸公差一般按“入體原則”標注。對被包容尺寸(軸徑)，上偏差為0，其最大尺寸就是基本尺寸；對包容尺寸（孔徑、鍵槽），下偏差為0，其最小尺寸就是基本尺寸。而孔距和毛坯尺寸公差帶常取對稱公差帶標注。余量過大——〉材料浪費，成本增大；余量過小——〉不能糾正加工誤差，質(zhì)量降低。所以，在保證質(zhì)量的前提下，選余量盡可能小。影響加工余量的因素（1）上道工序的表面粗糙度值Ra （各種加工方法的表面粗糙度值Ra數(shù)值見教材）（2）上道工序的表面缺陷層深度Ha （各種加工方法的表面缺陷層深度Ha數(shù)值見教材） （3）上道工序各表面相互位置空間偏差ρa；（包括軸線的直線度、位移和平行度；軸線與表面的垂直度；階梯軸內(nèi)外圓的同軸度；平面的平面度等。）ρa的數(shù)值與上工序的加工方法和零件的結(jié)構(gòu)有關(guān)，可用近似計算法或查有關(guān)資料確定。若存在兩種以上的空間偏差時，可用向量和表示。（4）本工序的裝夾誤差Δεb它除包括定位和夾緊誤差外，還包括夾具本身的制造誤差，其大小為三者的向量和。（5）上工序的尺寸公差Ta（包括幾何形狀誤差如錐度、橢圓度、平面度等。其大小可根據(jù)選用的加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，查閱工藝手冊確定。） 本工序的公稱余量為：Zb＝lalb本工序的最大余量為：Zbmax＝lamaxlbmin本工序的最小余量為：Zbmin＝laminlbmax上述前四項之和構(gòu)成最小余量，即 ? 　　注：ρa和Δεb為矢量和。最小余量加上上道工序的尺寸公差，即為本道工序的加工余量。即：Zb≥Ta +Zmin三、加工余量的確定——計算法、查表法和經(jīng)驗估計法 （1）經(jīng)驗估算法：靠經(jīng)驗估算確定，從實際使用情況看，余量選擇都偏大，一般用于單件小批生產(chǎn)。（2）查表法(各工廠廣泛采用查表法)：根據(jù)手冊中表格的數(shù)據(jù)確定，應用較多。（3）分析計算法(較少使用)：根據(jù)實驗資料和計算公式，綜合確定，比較科學，數(shù)據(jù)較準確，一般用于大批大量。
時間定額與經(jīng)濟分析一、時間定額 定義：時間定額指在一定生產(chǎn)條件（生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)組織）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間。時間定額是安排作業(yè)計劃、進行成本核算、確定設(shè)備數(shù)量、人員編制等的重要依據(jù)。 時間定額的組成：時間定額由基本時間（Tj）、輔助時間（Tf)、布置工作地時間（Tw）、休息和生理需要時間（Tx）和準備與終結(jié)時間（Tz）組成。（1） 基本時間Tj：直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、相對位置以及表面狀態(tài)等工藝過程所消耗的時間，稱為基本時間。對機加工而言，基本時間就是切去金屬所消耗的時間。（2） 輔助時間Tf： 各種輔助動作所消耗的時間，稱為輔助時間。 主要指：裝卸工件、開停機床、改變切削用量、測量工件尺寸、進退刀等動作所消 耗的時間。可查表確定。（3） 操作時間： 操作時間=基本時間Tj+輔助時間Tf（4） 服務時間Tw（布置工作地時間）：為正常操作服務所消耗的時間，稱為服務時間。 主要指：換刀、修整刀具、潤滑機床、清理切宵、收拾工具等所消耗的時間。計算方法：一般按操作時間的2%～7%進行計算。（5） 休息時間Tx：為恢復體力和滿足生理衛(wèi)生需要所消耗的時間，為休息時間。 計算方法：一般按操作時間的2%進行計算。（6） 準備與終結(jié)時間Tz：為生產(chǎn)一批零件，進行準備和結(jié)束工作所消耗的時間，稱為準備與終結(jié)時間。 主要指：熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯、安裝夾具、調(diào)整機床、拆卸夾具等所消耗的時間。計算方法：根據(jù)經(jīng)驗進行估算。其中：單件時間Td=Tj+Tf+Tw+Tx，單件工時定額Th=Tj+Tf+Tw+Tx+Tz/n 式中：n為一批工件的數(shù)量。二、工藝方案的經(jīng)濟分析經(jīng)濟分析是研究如何用最少的社會消耗、最低的成本生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，即通過比較各種不同工藝方案的生產(chǎn)成本，選出其中最為經(jīng)濟的加工方案。 生產(chǎn)成本： 是指制造一個零件或產(chǎn)品所必須的一切費用的總和。生產(chǎn)成本包括兩部分費用：1） 工藝成本(第一類費用）：與完成工序直接有關(guān)的費用稱為第一類費用，也稱工藝成本。工藝成本約占零件生產(chǎn)成本的70%～75%。工藝成本可分為：① 可變費用V（元/件）：與零件年產(chǎn)量直接有關(guān)的費用。它隨產(chǎn)量的增長而增長。如材料和制造費、生產(chǎn)用電費等。② 不變費用C（元）：與產(chǎn)品年產(chǎn)量無直接關(guān)系的費用。其不隨產(chǎn)量的變化而變化，如設(shè)備的折舊費。2） 第二類費用：與完成工序無關(guān)而與整個車間的全部生產(chǎn)條件有關(guān)的費用，稱為第二類費用。如非生產(chǎn)人員開支、廠房折舊及維護費、照明、取暖、通風費、運輸費等。 工藝方案的工藝成本比較： 對各種工藝方案進行經(jīng)濟分析時，只要分析工藝成本即可，因為在同一生產(chǎn)條件下第二類費用基本上是相等的。（1）年度工藝成本S年: S年=N零V + C年 （元） 式中：N零為零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)。年度工藝成本S年與零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)N零成線性正比關(guān)系。（2）單件工藝成本S單： S單= V + C年/N零 （元/件）單件工藝成本S單與零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)N零成雙曲線關(guān)系。 分析比較：