现代制造工艺学
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1.1.3 工艺过程的组成和基本要求

1.工艺过程的组成

在生产过程中,改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。采用机械加工的方法,直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等,使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程(以下简称工艺过程)。

工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的,而工序又可分为安装、工位、工步和进给(走刀)。毛坯依次通过这些过程就成为成品。

1) 工序

一个或一组工人,在一个工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程,称为工序。划分工序的主要依据是工作地是否变动或工作是否连续。如图1-1所示的阶梯轴,当生产的数量较少时,其工序划分如表1-1所示;当生产的数量较大时,其工序划分如表1-2所示。

图1-1 阶梯轴简图

表1-1 阶梯轴工艺过程(生产量较小时)

表1-2 阶梯轴工艺过程(生产量较大时)

在表1-1的工序2中,先车一个工件的一端,然后调头装夹,再车另一端。如果先车好一批工件的一端,然后调头再车这批工件的另一端,这时对每个工件来说,两端的加工已不连续,所以即使在同一台车床加工也应算成两道工序。

2) 安装(又称“装夹”)

为完成一道或多道加工工序,在加工之前对工件进行的定位、夹紧和调整的作业,称为安装。在一道工序中,工件可能被安装一次或多次,才能完成加工。如表1-1所示的工序1要进行两次安装:先安装工件的一端,车端面、钻中心孔,称为安装1;再调头安装,车另一端面、钻中心孔,称为安装2。

工件在加工中,应尽量减少装夹次数,因为多一次装夹,就会增加装夹的时间,还会增加装夹误差。

3) 工位

为了完成一定的工序内容,一次装夹工件后,工件(或装配单元)与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置,称为工位。图1-2所示的是工件在回转夹具上加工台阶面,当铣完台阶面Ⅰ后,不卸下工件,将夹具回转180°,再加工台阶面Ⅱ,这道铣削工序只需一次装夹,但有两个工位。

图1-2 一次安装两个工位

4) 工步

在加工表面(或装配时的连接面)和加工(或装配)工具、主轴转速及进给量不变的情况下,所连续完成的那一部分作业,称为工步。如图1-3中,在工件上钻4个φ15 mm的孔,用一个钻头顺次进行加工,则可算成一个工步:钻4-φ15 mm孔。

图1-3 加工四个相同表面的工步

为了提高生产率,用几把刀具同时加工几个表面的工步,称为复合工步。在工艺规程上把复合工步看做一个工步,如图1-4所示。

图1-4 复合工步

5) 进给(走刀)

有些工步由于加工余量较大或其他原因,需要用同一把刀具及同一切削用量对同一表面进行多次切削,刀具对工件的每一次切削就称为一次进给(走刀)。

2.对工艺过程的基本要求

设计工艺过程的基本要求是在具体生产条件下工艺过程必须满足优质、高产、低消耗的要求。

质量和产量的矛盾具体反映在生产中往往表现为新的生产任务同现有设备能力之间的矛盾,或新的生产任务同操作技术水平之间的矛盾。解决这些矛盾从技术方面来说主要是采用新工艺、新设备,或挖掘现有设备的潜力,进行技术改造和技术创新。