產品的生產過程是指將原材料轉變為成品的整個過程。 機械產品的生產過程一般包括:
1. 生產和技術準備,如工藝設計和專用工藝設備的設計制造、生產計劃的編制、生產材料的準備等;
2. 鑄造、鍛造、沖壓等毛坯制造;
3. 零件加工、切削加工、熱處理、表面處理等;
4、總裝、部分組裝、調試檢驗、噴漆等產品裝配;
5、原材料、外購件、工具等的供應、運輸、儲存等生產服務;
在生產過程中改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質,使之成為成品或半成品的過程稱為工序。 如毛坯制造、機械加工、熱處理、裝配等都是工藝流程。
在加工過程中,如果通過機械加工方法直接改變生產物體的形狀、尺寸和表面質量,使其成為合格的零件,則稱為機械加工過程。 同樣,將加工好的零件裝配到機器中,以達到所要求的裝配精度并獲得預定技術性能的過程稱為裝配過程。
機械加工工藝和裝配工藝是機械制造技術研究的兩個主要內容。
2、機械加工工藝的組成
機械加工過程由一個或多個順序工序組成,該過程可分為若干裝置、工作站、工序和刀具路徑。
(一)流程
工序是指一個工人或一組工人在工作場所對一個或多個工件連續完成的過程的一部分。
區分工序的主要依據是工作場所(或設備)是否發生變化以及工序內容已完成的部分是否連續。
對于圖3-1所示的盤類零件,單件小批量生產的加工工藝見表3-1; 批量生產時,加工工藝見表3-2。
表3-1 盤類零件單件、小批量加工工藝
員工ID
進程名稱
工作服
工作步驟
處理內容
設備
轉動
(用三爪自定心卡盤夾緊毛坯小端外圓)
汽車大端面
小車大端外圓應Φ100
鉆Φ20孔
倒角
車床
二
(工件翻轉,用三爪自定心卡盤夾緊毛坯大端外圓)
汽車小端,保證尺寸35mm
小車小端外徑Φ48,保證尺寸20mm
倒角
鉆孔
(用夾具夾緊工件)
依次加工三個Φ8孔
去除夾具開口處的鋒利邊緣和毛刺
鉆床
表3-2 盤類零件批量加工工藝
員工ID
進程名稱
工作服
工作步驟
處理內容
設備
轉動
(用三爪自定心卡盤夾緊毛坯小端外圓)
汽車大端面
小車大端外圓應Φ100
鉆Φ20孔
倒角
車床
轉動
(大端面、擴胎芯軸)
汽車小端,保證尺寸35mm
小車小端外徑Φ48,保證尺寸20mm
倒角
車床
鉆孔
(鉆床夾具)
鉆孔3-Φ8
鉆床
夾鉗
修復孔的鋒利邊緣和毛刺
從表3-1可以看出,該零件的機械加工分為車削和鉆孔兩種工序。 因為操作人員、機床和加工連續性都發生了變化。 在車削工序中,雖然包含多個加工面和多種加工方法(如車削、鉆孔等),但劃分工序的要素沒有改變,因此屬于同一工序。 表3-2分為四個進程。 雖然工序1和工序2都是車削,但由于加工連續性發生了變化,所以應該是兩個工序; 同樣,由于使用的設備和工作地點發生了變化,也應采用修復孔口處銳邊和毛刺的工藝4。 作為另一個進程。
工序既是組成工序的基本單位,又是設定時間定額、配備工人、安排作業、進行質量檢驗的基本單位。
(2) 工作步驟和刀具路徑
為了便于對流程內容的分析和描述機械工藝技術,可以將流程進一步劃分為步驟。
工藝步驟是指在加工表面(或裝配時的連接面)和加工(或裝配)工具保持不變的情況下連續完成的工藝過程的一部分。 一個過程可以包括多個步驟或僅一個步驟。 如表3-1中流程1。 安裝一進行擴大端面加工、外圓車削、Φ20孔鉆孔、倒角。 由于加工表面和所用工具的不同,它構成了四個工作步驟。
一般來說,構成一個工序的任何要素(加工表面、刀具和加工連續性)發生變化后,就成為另一個工序。 但是,以下情況應被視為工作步驟:
1. 在一次裝夾中連續進行的幾個相同的工步應視為一個工步。 如圖3-1所示,在零件上鉆了3個φ8孔。 可以用作工作步驟。 即鉆頭3-φ8。
2. 為了提高生產率,有時會使用多個刀具同時加工多個表面。 這也應該被視為一個工作步驟,稱為復合工作步驟。 其處理方案如圖3-2所示。
在一個工序中,如果從待加工表面去除的金屬層很厚,需要多次切削,那么每次切削就是一次刀具走刀。 一個加工步驟可以由一個刀具路徑或多個刀具路徑組成。
(3)安裝及工作站
加工前,工件首先在機床或夾具上占據正確的位置(定位),然后裝夾。 這個過程稱為夾緊。 工件(或裝配單元)一次裝夾后完成的過程部分稱為安裝。 一個進程中可以有一個或多個安裝。 在表3-1中,進程1有兩個安裝,進程2有一個安裝。 工件加工時應盡量減少裝夾次數,因為多裝一次就會導致多一次裝夾誤差并增加輔助時間。 因此機械工藝技術,生產中常用各種轉臺、旋轉夾具或移動夾具,使工件一次裝夾后,即可在不同位置進行加工。 為了完成一定的工藝內容,工件被裝夾一次后,工件(或裝配單元)連同夾具或設備的可動部分所占據的各個位置,相對于刀具或設備的固定部分設備稱為站。
圖3-3所示為利用回轉工作臺依次完成裝卸工件、鉆孔、鉸孔、一次裝夾后鉸孔的四工位加工示例。
3、工件的裝夾
(1) 工件夾緊概要
如上所述,加工前需要對工件進行定位和裝夾。 這是兩項非常重要的任務。 定位將在后面的章節中詳細討論。 本節概述了工件在機床或夾具上的夾緊。
裝夾的目的是防止工件在切削力、重力、慣性力等作用下發生移位或振動,以免破壞工件的定位。 因此,正確設計的夾緊機構應滿足以下基本要求:
1. 裝夾不應破壞工件的正確定位;
2. 夾緊裝置應有足夠的剛性;
3. 裝夾時,不得損傷工件表面,工件變形不得超出允許范圍;
4、用較小的夾緊力即可獲得所需的夾緊效果;
5、工藝性好,在保證生產率的同時應結構簡單,便于制造、維護和操作。 手動夾緊機構應具有自鎖性能。