仪器制造工程基础期末总结课件.ppt
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1、2、工艺规程:指规定了工艺过程内容的工艺文件,是工艺过程的文字反映,是工厂指导生产的重要文件,也是组织和管理的基本依据,所有工艺人员都必须严格按照工艺规程的内容办事。工艺规程文件包括:机械加工综合过程卡、机械加工工艺卡、机床调整卡、检验工序卡等。工艺过程的组成:工艺过程的基本组成单位是工序。第一章 仪器制造工艺规程设计 _1基本概念1)工序:由一个或一组工人,在一个工作地点,对一个或同时对几个工件所连续完成的那部分工艺过程。三个必要条件:a.必须是一个工人或一组相互配合协调的工人。b.在一个工作地点,包括使用一台或一套设备和工具。c.对一个或同时对几个工件,连续完成。2)工步:在加工表面、切削
2、用量(刀具、转速、进给量)都不变的情况下,所完成的那部分工艺过程。工步是工序的一个组成部分。工步分为:顺序工步、复合工步。工艺过程的组成第一章 仪器制造工艺规程设计 _1基本概念第一章 仪器制造工艺规程设计 _1基本概念工艺过程第1工序第n工序第1次安装第n次安装第1工位第n工位第1工步第n工步第1次走刀第n次走刀3、对工艺过程的基本要求 在符合零件设计质量的前提下,以最小消耗,在一定时间内生产出一定数量的零件,即优质、高产、低消耗。第一章 仪器制造工艺规程设计 _1基本概念4、生产节拍 指生产每一个零件所规定的时间指标。计算公式:Z=60/N 式中:Z节拍(min/分)机床每年工作时数(小时
3、)N零件生产纲领(件/年)=Cmn C每天班次 m每年周次 n每班工作时数 设备利用率第一章 仪器制造工艺规程设计 _1基本概念三、生产纲领和生产类型1、生产纲领:是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划,也称为年产量。计算公式:N=Qn(1+)(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)备品率(%)废品率(%)第一章 仪器制造工艺规程设计 _1基本概念2、生产类型:指企业生产专业化程度的分类。一般分为大量生产、成批生产和单件小批生产。成批生产又分为小批、中批、大批。具体划分可根据生产纲领和产品及零件的特征或工作地点每月承担的工序数。第
4、一章 仪器制造工艺规程设计 _1基本概念1.2 工艺规程设计的内容步骤一、制订工艺规程的原则和原始资料 1、原则:1)必须满足技术要求 2)在满足技术要求的前提下,追求高效、高生产率、低消耗 3)具有良好经济性 2、原始资料:1)装配图和零件图 2)验收质量标准 3)生产纲领和生产类型 4)毛坯资料 5)生产条件 6)国内外工艺技术发展情况 7)有关工艺手册及图册1.3 工艺路线的确定本节主要讨论以下问题:1、加工方法的选择 2、加工阶段的划分 3、工序的集中和分散 4、加工顺序的安排一、加工方法的选择 考虑因素:1)加工方法的经济精度和表面粗糙度应与加工技术相适应。经济加工精度:指正常生产条
5、件下,各种加工方法都有一个对应于加工成本最小的精度范围,这个范围称经济加工精度。第一章 仪器制造工艺规程设计 _3工艺路线的确定 2)材料的可加工性。淬火钢宜用磨削加工,有色金属磨削困难,精加工多采用金刚镗或高速精密车削。3)生产类型。大批量生产,采用专用设备。单件、小批生产,采用通用设备。4)现有设备与技术条件要充分利用现有设备,发挥创造性,不断改革创新,推广新技术。第一章 仪器制造工艺规程设计 _3工艺路线的确定二、加工阶段的划分 按工序性质的不同,划分为:1)粗加工阶段:加工余量大,主要考虑生产率问题,对加工精度要求不高。2)半精加工阶段:为精加工做准备,精度比粗加工有所提高,同时完成钻
6、孔、铣槽等 次要表面加工。3)精加工阶段:达到图纸设计要求。4)光整加工阶段:对于精度高于IT7和表面粗糙度Ra0.32m的表面,精加工后还需要进行光整加工。光整加工只改善尺寸精度,不能改善形位精度。第一章 仪器制造工艺规程设计 _3工艺路线的确定 划分加工阶段的原因:1)粗精加工安排可以达到“渐精”的目的。由于粗加工余量大,因此切削用量、切削热和切削力大,工艺系统受力变形、热变形和工件内应力也大,只有通过渐精过程才能达到要求的精度。2)划分加工阶段,有利于机床的选择。精密机床不用作粗加工,避免过早丧失精度。3)有利于消除应力。精加工夹紧力、切削力小,产生的内应力也小。粗精加工间隔可以自然时效
7、,有利于粗加工后的工件的内应力消除,工件可以充分变形,以便在后续工序中得到修正。4)便于其他工序安排。热处理、表面处理、检验等辅助工序可以穿插安排在粗、精加工阶段之间。5)尽早发现毛坯缺陷,保护光整表面。粗加工中及时发现缺陷,尽早报废或修补,以免浪费精加工工时。精加工和光整加工安排在最后,不至因粗加工而损伤或影响表面的光整。第一章 仪器制造工艺规程设计 _3工艺路线的确定三、工序的集中和分散 1、工序集中的特点:1)生产率高:采用专用设备 2)设备、人力消耗少 3)缩短工艺路线 4)减少工件的运输 5)减少安装次数,易于保证位置精度 6)成本高,柔性差,不易维护 2、工序分散的特点:1)采用通
8、用机床,容易调整 2)设备、人力消耗多 3)工人技术水平要求低 4)生产适应性好第一章 仪器制造工艺规程设计 _3工艺路线的确定四、加工顺序的安排 1、机械加工顺序:1)先粗后精 2)先主后次 3)基准先行 4)先面后孔 2、热处理工序:热处理工序的目的是改变材料性能,消除内应力。1)对改善金属组织和加工性能的热处理工序,如退火、正火等,一般安排在机械加工之前。2)对提高零件表面硬度的热处理工序,如淬火、氮化处理等,安排在最终加工以前进行。3)对减少内应力的热处理工序,如时效处理,安排在粗加工后,精加工前。3、辅助工序:辅助工序包括:去毛刺、倒棱、倒边、去磁、清洗、油漆、检验等。辅助工序要穿插
9、安排在各工序中。第一章 仪器制造工艺规程设计 _3工艺路线的确定1.4 基准的选择一、基准的概念和分类 1、概念:基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。任何零件均由若干个点、线、面组成,它们之间有一定的相互位置关系和尺寸距离的要求,即位置、尺寸公差,要描述这种关系,就要有一个依据,也就是基准。2、基准的分类基准设计基准工艺基准工序基准(原始基准)定位基准测量基准装配基准粗基准精基准基本基准辅助基准第一章 仪器制造工艺规程设计 _4基准的选择二、工序基准的选择 1、尽可能与设计基准重合。2、工序基准应能方便的用作测量基准。3、与定位基准重合,定位方便可靠。第一章 仪
10、器制造工艺规程设计 _4基准的选择三、定位基准的选择 1、粗基准的选择原则:两个出发点:a.保证各加工表面有足够余量。b.保证不加工表面的尺寸和位置符合图纸要求。原则:1)表面要平整光洁。若工件必须首先保证某重要表面余量均匀,则应选该表面为粗基准。如图车床床身的加工。导轨表面要求硬度高,而且均匀。第一章 仪器制造工艺规程设计 _4基准的选择获得尺寸精度的方法1、试切法2、定尺寸刀具法3、调整法第一章 仪器制造工艺规程设计 _4基准的选择1.5 工艺尺寸链本节主要内容:1、尺寸链基本概念2、尺寸链计算公式3、尺寸链具体应用1、对于轴类零件:Z=a b Z min=Z TaZ max=Z+Tb E
11、SZ=Z max Z=Z+Tb Z=+Tb EIZ=Z min Z=Z Ta-Z=Ta Z轴=(a b)T(Z轴)=Ta+Tb Ta+Tb第一章 仪器制造工艺规程设计 _6加工余量和工序尺寸的确定2、对于孔类零件:Z=b a Z min=Z TaZ max=Z+Tb ESZ=Z max Z=Z+Tb Z=+Tb EIZ=Z min Z=Z Ta-Z=Ta Z孔=(b a)T(Z孔)=Ta+Tb Ta+Tb第一章 仪器制造工艺规程设计 _6加工余量和工序尺寸的确定3、加工总余量Z0:Z0=Zii=1n 其中:Z0加工总余量 n工序数第一章 仪器制造工艺规程设计 _6加工余量和工序尺寸的确定加工余
12、量可以分为:单边余量:对称表面 双边余量:非对称表面第一章 仪器制造工艺规程设计 _6加工余量和工序尺寸的确定一、加工余量的概念 加工余量:在加工过程中,切去金属层的厚度。工序余量:相邻两工序的工序尺寸差。加工总余量:零件的某一加工表面切去金属层的总厚度。第一章 仪器制造工艺规程设计 _6加工余量和工序尺寸的确定六、影响加工余量的因素 1、上一工序的已加工表面上留有高低不平的粗糙度及缺陷,以Ha表示。第一章 仪器制造工艺规程设计 _6加工余量和工序尺寸的确定 2、上一工序尺寸公差,以Ta表示。3、上一工序形成的表面空间位置误差,如平面度误差,轴线的弯曲,同轴度误差,轴线倾斜等,这一误差是向量,
13、以 a表示。第一章 仪器制造工艺规程设计 _6加工余量和工序尺寸的确定 4、本工序工件装夹误差:由于夹紧力变动,使工件定位基准产生变形量。这一误差是向量,以b表示。第一章 仪器制造工艺规程设计 _6加工余量和工序尺寸的确定综上,加工余量的基本公式为:Z=Ta+Ha+|a+b|第一章 仪器制造工艺规程设计 _6加工余量和工序尺寸的确定第二章 夹具设计基础工件的装夹方式:1、直接找正装夹2、划线找正装夹3、采用夹具装夹 2)按夹具动力源分:手动夹具,气动夹具,液压夹具,电动夹具,磁力夹具,真空夹具等。3)按使用机床分:车床夹具,铣床夹具,钻床夹具,磨床夹具,镗床夹具,齿轮加工机床夹具等。二、夹具的
14、作用 1、保证产品质量:专用夹具易于保证加工精度,加工质量稳定,降低对操作工人的技术水平要求。2、提高劳动生产率:使用专用夹具可以降低单件工时,减少辅助时间。3、扩大机床使用性能:使用专用夹具可以完成机床本身所不能完成的工作,如以车代镗。4、改善劳动条件,降低对操作工人的技术水平要求。第一章 夹具设计基础_1夹具设计概述三、夹具的结构和组成 夹具的结构随使用的机床和工件形状的不同而不同,但都有相同作用的夹具结构元件。1、定位元件:与工件定位基准直接接触,是确定工件在夹具中正确位置的主要元件。2、夹紧机构:夹紧工件用。其结构与所夹紧工件的部位和作用点有关,夹紧机构通过原始力产生夹紧力,将工件夹紧
15、,保持工件定位时所取得的正确位置不会因受到切削力而产生位移和变形。3、夹具体:将定位元件、夹紧机构等联结成一体的主体件,并与机床相联结。4、其它元件:如对刀块,引导体,分度机构,连接件,用于确定刀具相对于夹具有一个正确位置。第一章 夹具设计基础_1夹具设计概述2.2 定位原理与定位元件一、六点定位原理 1、定位的概念:使工件在工作台或夹具里与刀具保持一定的相对位置。2、定位原理:工件在夹具中获得一定的位置,必须通过工件上的定位基准与夹具的定位元件相接触或相互配合得到。若任何一个自由度被消除(被约束),则这一方向上的工件的位置就是确定的。若六个自由度完全被消除(被约束),则工件的位置完全确定。注
16、意区分:定与不定 动与不动六点定位原理:用6个约束按一定规律将工件在夹具中的位置完全确定的方法。第一章 夹具设计基础_2定位原理与定位元件第一章 夹具设计基础_2定位原理与定位元件二、六点定位原理的应用1、完全定位与不完全定位 1)完全定位:用6个约束限制工件的6个自由度。如前面的例子。根据工件具体结构形状和加工要求,有时工件不一定要限制全部6个自由度,也能满足加工要求。如:第一章 夹具设计基础_2定位原理与定位元件2、欠定位与过定位 1)欠定位:应该限制住的自由度没有限制住。这种定位方案保证不了槽与工件侧面平行。欠定位不能保证加工质量要求,所以是不允许的。第一章 夹具设计基础_2定位原理与定
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