企业厂区第7章-工-序-能-力课件.ppt

1、第7章工 序 能 力 主编1.金属切削加工的概念图7-1车削加工示意图1.金属切削加工的概念 金属切削加工是指在机床上采用切削刀具切除工件上多余的金属层，获取具有一定尺寸精度、几何精度和相应表面质量的加工方法。切削加工主要用于金属的加工，如加工各种碳钢、铸铁和有色金属等，也可用于某些非金属材料的加工，如加工工程塑料、合成橡胶等。1)可获得较复杂的工件形状。2)可获得较小的表面粗糙度值，加工表面质量高。3)可获得较高的尺寸精度和几何精度。2.金属切削机床的概念表7-1金属切削机床的分类及代号1)按工艺范围的宽窄，机床可以分为通用机床、专门化机床和专用机床。2)按自动化程度的不同，机床可分为手动、

2、机动、半自动和自动机床。3)按质量和尺寸的不同，机床可分为仪表机床、中型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。2.金属切削机床的概念4)按加工精度的不同，机床可分为普通精度级、精密级和高精度级机床。5)按主要工作部件的多少，机床可分为单轴、多轴机床或单刀、多刀机床等。6)将上述分类进行组合后重新分类，如多刀半自动精密仪表车床、多轴自动车床等。3.获得零件加工精度的方法 零件上的一个尺寸可能要经过几道工序的加工才能获得，如某个零件的尺寸要经过粗加工、半精加工和精加工后才能达到图样要求。这样就要针对这个零件的尺寸确定各道工序中应达到的尺寸，这个尺寸称为工序尺寸。(1)试切法试切法是通过试切测量调整

3、再试切反复进行,直到被加工尺寸达到要求精度为止的加工方法。(2)调整法调整法是先在机床上调整好刀具和工件在工序尺寸方向上的位置，并在一批工件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件工序尺寸精度的方法。(3)定尺寸刀具法定尺寸刀具法是指用刀具的相应尺寸来控制工件被加工部位工序尺寸的方法，如钻孔、铰孔、拉孔等。3.获得零件加工精度的方法(4)主动测量法主动测量法是指在加工过程中，利用自动测量装置边加工边测量加工尺寸，并将测量结果与要保证的尺寸相对比，以决定机床的工作状态(或停或继续工作)的加工方法。(5)自动控制法自动控制法是指在加工过程中利用测量装置或数控装置等自动控制加工过程的加工方法。4.工

4、序能力(1)工艺系统的原始误差在机械加工时，由机床、夹具、刀具和工件构成的系统称为工艺系统。表7-2工艺系统原始误差的类型4.工序能力表7-2工艺系统原始误差的类型4.工序能力(2)影响工艺系统加工质量波动的因素造成工艺系统原始误差的因素很多，通过对加工质量产生波动原因的分析，可知主要因素有两类：偶发因素和异常因素。1)偶发因素。2)异常因素。(3)工艺系统的工序能力应用工艺系统对工件进行加工是以工序为基本单位进行的，加工过程中偶发因素始终存在。图7-2由偶发因素引起的工序尺寸变化正态分布曲线5.工序能力指数表7-3工序能力指数评价与改进措施1.原始数据表7-5机床与零件的基本匹配要求表7-4

5、零件的各工序尺寸及公差(单位：m)某车间加工三种不同尺寸及公差的成批零件。零件加工的工艺方案均为粗加工半精加工精加工。零件的各工序尺寸及公差见表7-4。在表中，工序尺寸具体值略，给定的数据为某零件按经济精度确定的各工序尺寸的公差值。1)一台机床只能担负一个零件一道工序的加工。2)选择最佳的机床与零件匹配关系，基本匹配要求见表7-5。2.机床选择表7-6初选机床工序能力调查结果(单位：m)由表7-4可知零件各工序尺寸的公差值为25200m。为使工序能力指数尽量大于1,所选的机床加工精度略比其高一些就可以了。为使所选机床满足一机/一零件/一工序的要求，这些零件的加工至少需要9台机床，因而初选时选择

6、了12台机床，以供选用。对现场所选机床的工序能力进行初选调查的结果见表7-6。由表7-4和表7-6,将所有机床与零件工序进行组合，建立一个工序能力指数矩阵Cp，初算所有机床对所有零件各工序的工序能力指数。矩阵的行为机床(共12行)，列为零件及工序(共9列，前3列为粗加工工序，中3列为半精加工工序，后3列为精加工工序)。其计算结果如下。3.初算工序能力指数4.按表7-5进行机床与零件工序的匹配 在不同的加工阶段，为了保证加工的经济性和加工质量，粗加工的工序能力指数应给得低些，精加工的工序能力指数应给得高些。按表7-5对初算矩阵表进行取舍，符合条件的保留，其他一律剔除。其取舍结果如下。5.进行机床

7、与零件工序的最佳匹配 最佳匹配的要求是:使匹配结果符合工序能力指数最小(主要考虑加工经济性，防止“大马拉小车”)，还要满足“一台机床只能对一个零件的一个工序进行加工”的条件。经对比分析，最终的结果见下面的最优矩阵和表7-7。表7-7机床与零件工序的最佳匹配5.进行机床与零件工序的最佳匹配7.3案例点评1.机床在机械加工工艺系统中的地位 机床是对零件进行加工的主要设备，在工艺系统中起主要作用。机床的工序能力一般由机床装备制造企业在出厂前给予保证，使用机床的企业很难对机床的性能作进一步改进。而工艺系统的其他组成部分，比如夹具、量具和工具等，都可以根据加工过程很容易地进行再造和改进。相对于机床来说，

8、它们在工艺系统中处于次要地位。因而强调工艺系统的工序能力，主要是强调机床的工序能力。2.机床工序能力与机床购置成本之间的关系 机床精度的高低与机床的购置成本成正比。机床的精度越高，其工序能力也越高，购置成本也越高。同类机床中，高精度机床比普通精度等级的机床要贵。在使用机床时，其加工成本也不一样。精度越高的机床，加工成本也越高。这就是本案例中确定机床与零件工序最佳匹配时，尽量取小工序能力指数的原因。其目的在于在保证加工质量的前提下，尽量降低加工成本。3.案例的扩展 本案例仅为零件加工过程中零件的尺寸公差中心完全与机床随机误差分布中心重合的对称情况。在实际加工中，其经常出现不对称或只控制单边公差。对这些内容的分析与上述分析方法完全相同，读者自己可以试一试。