机械制造技术基础第25讲(2015)讲解

第五章 工艺规程设计
• 3. 布置工作地时间 tb （工作地服务时间） • 为使加工正常进行，工人为照管工作地（如更换
刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所消 耗的时间。 • 一般可按工序作业时间的2% ~ 7%估算。
第五章 工艺规程设计
• 4. 休息与生理需要时间 tx • 工人在工作班内为恢复体力和满足生理需要所消
年限； • 2）回收期限应小于该产品的市场寿命（年）； • 3）回收期限应小于国家所规定的标准回收期，
采用专用工艺装备的标准回收期为2~3年，采用 专用机床的标准回收期为4~6年。
第五章 工艺规程设计
• 七、编制工艺规程文件 • 工艺规程设计出来以后，还须以图表、卡片和文
字材料的形式固定下来，以便贯彻执行，这些图 表、卡片和文字材料统称为工艺文件。 • 在生产中使用的工艺文件种类很多，这里只介绍 两种最常用的工艺文件。
依据，也是设计或扩建工厂（或车间）时计算设 备和工人数量的依据。
第五章 工艺规程设计
•
时间定额由以下几个部分组成：
l
• 1. 基本时间 tj （机动时间）
• 直接改变生产对象的尺寸、形状、性能和相对位
置关系所消耗的时间l2 。
l1
• 对机械加工而言，就是切除加工余量所耗费的时 间（包括刀具的切入和切出时间）。
第五章 工艺规程设计
• 所谓经济分析就是通过比较各种不同工艺方案的 生产成本，选出其中最为经济的加工方案。
• 生产成本是指制造一个零件或一台产品所需的一 切费用的总和。
• 生产成本包括两部分费用，一部分是与工艺过程 直接有关的费用，即工艺成本；另一部分是与工 艺过程不直接有关的费用。
第五章 工艺规程设计
件批量 m 越大，分摊到每个工件上的准备与终结
•
时间 tz /m就越少。 所以成批生产的单件计算时间tdj为
tdj
=
td
+
tz m
第五章 工艺规程设计
• （二）提高生产率的工艺途径
• 劳动生产率是以工人在单位时间内所生产的合格 产品的数量来评定的。此处仅就提高生产率的工 艺途径作一简要说明。
• 1. 缩减基本时间的工艺途径
• 一般可用计算法附来图 确车削定外圆，的但基本其时计间 算公式不统一。
第五章 工艺规程设计
• 2. 辅助时间 tf • 为实现基本工艺过程所做各种辅助动作（例如装
卸工件、开停机床、改变切削用量、测量加工尺 寸、引进或退回刀具等）所消耗的时间。 • 确定辅助时间的方法与零件生产类型有关。 • 基本时间与辅助时间的总和称为作业时间（工序 时间）。
第五章 工艺规程设计
• 若年产量 N 为变量时，可根据上式作图比较，当 N ＜ Nk时，第2方案的经济性好；当 N ＞ Nk时， 第1方案的经济性好。
• 当 N = Nk时，S1= S2， 即有
NkV1 + C1 = NkV2 + C2
•
由此可知
Nk

C2 V1
C1 V2
图5-31 全年工艺成本比较图
第五章 工艺规程设计
图 习 题 图
5-73
5-12
第五章 工艺规程设计
• [5-13] 图5-74为齿轮轴截面图，
要求保证轴颈尺寸
280.024 0.008
mm
和键槽深
t

40.16 0
mm。
• 其工艺过程为：
•
1）车外圆至
28.5

0 0.10
mm
；
• 2）铣键槽深至尺寸H；
• 3）热处理；
• 零件加工单件工艺成本St 可用下式表示：
•
St
=
V
+
C （元/件）
N
（5-27）
• 图5-29为单件
工艺成本 St 与 年产量 N 的关
系，其图形为
一双曲线。
图5-29 单件工艺成本 S 与年产量 N 的关系
第五章 工艺规程设计
图5-28 全年工艺成本 S 与年产量 N 的关系
图5-29 单件工艺成本 S 与年产量 N 的关系
备的时间，缩短数控编程时间和调试时间。 • （1）运用成组工艺原理 • （2）采用可换刀架或刀夹 • （3）采用刀具微调和快调机构 • （4）采用数控加工过程拟实技术
第五章 工艺规程设计
• 六、工艺方案的经济分析 • 制订零件机械加工工艺规程时，在同样能满足被
加工零件技术要求和同样能满足产品交货期的条 件下，经技术分析一般都可以拟订出几种不同的 工艺方案，不同的工艺方案有不同的经济效果。 • 为选取在给定生产条件下最为经济合理的工艺方 案，必须对各种不同的工艺方案进行经济分析。
它
厂房维护及折旧费
费
照明、取暖、通风、水费
用
运输费用
第五章 工艺规程设计
• 工艺成本约占零件生产成本的70%~75%。 • 由于第二类费用在同一生产条件下基本上相等，
因此对工艺方案进行经济分析时，只要分析工艺 成本即可。 • （一）工艺成本的组成及计算 • 工艺成本由可变费用（可变成本）V 与不变费用 （不变成本）C 两部分组成。
零件生产成本的组成
每件材料费或毛坯费
可
变
每件机床操作工人工资
全
费
每件机床电费
全
年
用
每件通用机床维修费及折旧费
年
工
(V)
每件刀具维护费及通用刀具折旧费
零
艺
(元/件) 每件夹具维护费及通用夹具折旧费
成
件
本
不变
调整工人工资
生
(S)
费用
专用机床折旧费
产
(C)
专用刀具折旧费
成
(元)
专用夹具折旧费
本
其
行政、总务人员的工资及办公费用
• 故在大批大量生产时，应注意控制可变费用 V；
而在单件小批生产时，应注意控制不变费用C。
第五章 工艺规程设计
• （二）工艺方案的经济评比
• 1. 当工艺方案均采用现有设备或其基本投资相近 时，可用工艺成本评比其优劣。
• 1）两加工方案中少数工序不同，多数工序相同
时，可通过计算少数不同工序的单件工艺成本St1 与St2进行评比。
•
4）磨外圆至尺寸

280.024 0.008
mm
。
试求工序尺寸H及其极限偏差。
图5-74 习题5-13图
第五章 工艺规程设计
• [5-14] 加工图5-75a所示零件有关端面，要求保证轴向尺 寸 5000.1mm、 2500.3mm和500.4mm。图5-75b、c是加工上 述有关端面的工序简图，试求工序尺寸A1、A2、A3及其 极限偏差。
• 3）以D面定位磨A面，保证工序尺寸A5。
• 要求确定工序尺寸A1、A2、A3、A4和A5及其极限偏差。
第五章 工艺规程设计
• 解 用综合图表跟踪法解算工序尺寸可按下列步骤进行： • （1）绘制加工过程尺寸联系图 • 1）用粗实线画出被加工零件的毛坯图，标出与轴向加工
表面有关的毛坯尺寸，并向下引出细实线； • 2）按加工顺序自上而下填写工序号和加工内容； • 3）按查表法确定工序余量，并填入工序余量表中； • 4）画工序尺寸分布图，箭头指向加工面，箭尾用黑圆点
St1
=
V1
+
C1 N
St2
=
V2
+
C2 N
第五章 工艺规程设计
• 当产量N一定时，可直接算出St1与St2进行比较， 值小者说明其经济性好，该方案为可取方案。
• 若产量 N 为一变量时，则可根据上式作出曲线
进行比较，产量 N 小 于临界产量 Nk时，方 案 2 为可选方案；产 量 N 大于 Nk时，方案 1 为可选方案。
缩减辅助时间是提高生产率的重要途径；尤其在 提高切削用量致使基本时间显著减少，辅助时间 所占比重相对较大的情况下，更显得重要。 • 缩减辅助时间有两种不同途径，一是直接缩减辅 助时间；二是设法将辅助时间与基本时间重合。
第五章 工艺规程设计
• （1）直接缩减辅助时间（图5-24）
4-
5- 6-
图
5-24
图
习 题
图
5-75
5-14
第五章 工艺规程设计
• 3. 用综合图表跟踪法计算工序尺寸及其公差 • 在制定工艺方案或分析现行工艺过程中，如零件
在同一方向上加工的尺寸较多，并需多次转换定 位基准时，工序尺寸公差的计算容易出错，应用 综合图表跟踪法将加工过程中的尺寸关系直观地 列在一张图表上，可以帮助工程技术人员迅速查 找和正确建立尺寸链。
图5-30 单件工艺成本比较图
第五章 工艺规程设计
• 2）两加工方案中，多数工序不同，少数工序相 同时，则以该零件加工全年工艺成本 S1与 S2进 行比较。
S1 = NV1 + C1
S2 = NV2 + C2
• 当年产量 N一定时，可直接算出 S1 及 S2，值小 者说明其经济性好，该方案为可取方案。
第五章 工艺规程设计
• （3）计算工序尺寸及公差，校核加工余量 • 由于有公共环存在，因此应该先解算有公共环出现的组
成环数较多的尺寸链。
5-20
第五章 工艺规程设计
图 用 综 合 图 表 跟 踪 法 解 算 工 序 尺 寸
第五章 工艺规程设计
• 与常规工艺尺寸链计算方法相比，综合图表跟踪 法有三个主要特点：
1- 2 3-
测
千 分 表
头 、
外 圆
量 杆
硬 质 合
磨 床 主
金动
弹 簧
定 位 点
测 量
装
置
第五章 工艺规程设计
• （2）将辅助时间与基本时间重合（图5-25、图526）
图5图-265-2连5 续摆磨式削铣加削工
第五章 工艺规程设计
• 3. 缩减布置工作地时间的主要途径 • 在布置工作地时间中，大部分消耗在更换刀具的
画在定位基准（标出）或测量基准上；加工余量用剖面 线并画在加工表面的入体方向上；设计尺寸以对称偏差 的形式其两端均用黑圆点标出。
第五章 工艺规程设计
• （2）用跟踪法列出尺寸链 • 从设计尺寸或加工余量的两端出发，
沿工件表面引线垂直向上（或向下） 跟踪，遇到箭头就沿箭头拐弯，经 该尺寸线到末端黑圆点后继续垂直 向上（或向下）跟踪，直至两条查 找线路汇合封闭为止。 • 采用同样的方法，可以列出所有以 设计尺寸和加工余量为封闭环的尺 寸链。
• 1）科学准确，不易出错； • 2）易于掌握，计算迅速； • 3）简化过程，用途广泛。 • 由于综合图表跟踪法具有简单、规则的特点，便
于利用计算机进行相关工艺尺寸链的解算工作。
第五章 工艺规程设计
• 五、工艺过程的生产率 • （一）时间定额 • 所谓时间定额是指在一定生产条件下规定生产一
件产品或完成一道工序所消耗的时间。 • 时间定额是安排作业计划、进行成本核算的重要
耗的时间。 • 一般按工序作业时间的2%估算。 • 上述四部分的时间之和称为单件时间 td，即
td tj tf tb tx
第五章 工艺规程设计
• 5. 准备与终结时间 tz • 在成批生产中，工人为生产一批工件进行准备和
终结工作所消耗的时间。
• 准备与终结时间对一批工件来说只消耗一次，工
• （1）提高切削用量
• （2）缩减工作行程 长度（图5-21）
图5-22 用组图合5-2铣1 刀多铣刀床加身工导轨面
第五章 工艺规程设计
• （3）多件加工（图5-23a、b、c）。
abc) )
图图5-253-23多多件件加加工工（（平平顺行行序顺加序工加）工）
第五章 工艺规程设计
• 2. 缩减辅助时间的工艺途径 • 辅助时间在单件时间中占有较大比重，采取措施
工作上。缩减布置工作地时间的主要途径是减少 换刀次数和缩短换刀时间。 • 减少换刀次数意味着要提高刀具或砂轮的寿命； 而缩短换刀时间则主要是通过改进刀具的安装方 图法3-5和机采夹不用重先磨车进刀的对刀装置图来3-实6 硬现质合。金可转位刀片
第五章 工艺规程设计
• 4. 缩减准备终结时间的主要途径 • 缩减准备终结时间的主要途径是减少调整工艺装
第五章 工艺规程设计
• 可变费用与零件的年产量有关，不变费用与零件 年产量无关。
• 零件加工全年工艺成本 S 可用下式表示： • S = VN + C（元）（5-26）
• 图5 - 28为全年工艺成本 S 与年产量 N 的关系， 其图形为一直线。
图5-28 全年工艺成本 S 与年产量 N 的关系
第五章 工艺规程设计
第五章 工艺规程设计
• 2. 两种工艺方案的基本投资差额较大时，则在考 虑工艺成本的同时，还要考虑基本投资差额的回 收期限。
• 投资回收期 T 可用下式求得
•
K
• T

K1 K 2 （年） (5-29)
S Q (S2 S1 ) Q
ຫໍສະໝຸດ Baidu
第五章 工艺规程设计
• 投资回收期必须满足以下要求： • 1）回收期限应小于专用设备或工艺装备的使用
第五章 工艺规程设计
• [例5-3] 加工图5-19所示套筒零件，其轴向有关表面的加 工工序安排为：
• 1）以A面定位粗车D面，然后以D
面为测量基准粗车B面，保证工序
尺寸A1和A2；
• 2）以D面定位粗车A面，保证工序
尺寸A3，然后以A面为测量基准镗 C面，保证工序尺寸A4；
图5-19 套筒零件简图