第一章机械加工工艺规程的制定资料

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1、机械制造工艺学,机电工程系,第一章,1 机械加工工艺规程的制定,1.1 基本概念 1.2 机械加工工艺规程 1.3 工艺审查与毛坯选择 1.4 工艺过程设计 1.5 工序设计 1.6 工艺尺寸链 1.7 时间定额及提高劳动生产率的工艺途径 1.8 工艺过程方案的技术经济分析,1.1 基本概念,1.1.1 生产过程与工艺过程 生产过程是指机械产品从原材料开始到成品之间各相互关联的劳动过程的总和。,原材料,产品,1.1 基本概念,1.1.1 生产过程与工艺过程 工艺：制造产品的方法。 工艺过程：在生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为成品或半成品的过程。,1.1 基本概念,

2、1.1.1 生产过程与工艺过程 工艺过程：在生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为成品或半成品的过程。,原材料,产品,1.1 基本概念,1.1.1 生产过程与工艺过程 工艺过程：在生产过程中直接改变生产对象的形状（铸造、锻造、焊接等）、尺寸（机械加工）、相对位置（装配）和性质（热处理、电镀）使其成为成品或半成品的过程。,原材料,产品,1.1 基本概念,1.1.1 生产过程与工艺过程 机械制造工艺学只研究机械制造加工工艺过程和装配工艺过程。 机械加工工艺过程是利用机械加工方法（切削加工、磨削加工、电加工、电子束及离子束加工等），直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性能等，

3、使其转变为成品或半成品的过程。,1.1 基本概念,1.1.2 工艺过程的组成 机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而每个工序又可分为一个或若干个安装、工位、工步和走刀等组成。,1.1 基本概念,1.工序 一个（或一组）工人，在一个工作地点（或一台机床上），对一个（或同时几个）工件所连续完成的那部分工艺过程叫做工序。它是工艺过程的基本单元，也是生产计划、经济核算和进行质量检验的基本单元。,操作者（一组（个）工人) 一个工作地点（或机床） 加工对象（连续地完成加工）顺序或平行 如热处理后再一次回到同一工作地,工序包括三要素,三要素任何一个改变都将视为不同工序。,工序划分：,（1）

4、工序集中就是零件的加工集中在少数工序内完成，而每一道工序的加工内容却比较多； （2）工序分散则相反，整个工艺过程中工序数量多，而每一道工序的加工内容则比较少。,单件小批量生产,大批大量生产,减少了工序数目，缩短了工艺路线，从而简化了生产计划和生产组织工作。 减少了设备数量，相应地减少了操作工人和生产面积。 减少了工件安装次数，不仅缩短了辅助时间，而且在一次安装下能加工较多的表面，也易于保证这些表面的相对位置精度。,工序集中特点：,设备和工艺装配结构都比较简单，调整方便，对工人的技术水平要求低。 可采用最有利的切削用量，减少机动时间。 容易适应生产产品的变换。 设备数量多，操作工人多，占用生产面

5、积大。,工序分散特点：,单件小批、大批量生产的工艺过程,单件小批生产的工艺过程,单件小批生产的工艺过程,大批大量生产的工艺过程,生产规模不同，工序的划分不一样。,机械加工工艺过程随车间的加工条件和生产规模的不同而不同。如：,练习：,阶梯轴的工序划分（不考虑粗糙度）,阶梯轴,阶梯轴简图,阶梯轴加工工艺过程(单件小批生产),阶梯轴加工工艺过程(中批量生产),1.1 基本概念,2.工步 在加工表面和切削工具不变、切削用量中的进给量和切削速度都不变的情况下，所连续完成的那一部分工序叫工步。,加工表面不变（可以是单个表面或组合表面） 工具不变（刀具） 切削用量中的进给量和切削速度不变 连续性（一个工序通

6、常包含几个工步）。,工步包括,工 步,在加工表面和切削工具不变、切削用量中的进给量和切削速度都不变的情况下，所连续完成的那一部分工序叫工步。,同时加工外圆和孔,在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步,工 步,复合工步,转塔车床,工 步,复合工步,专用机床加工,工 步,为了简化工序内容的叙述，对于在一次安装中连续进行的若干个相同的工步，也视为一个工步。,工 步,例：,阶梯轴,四个,五个,一个,两个,三个,两个,一个,在一个加工工序中，有时需要对零件进行多次装夹加工，工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。,3 安装,1.1 基本概念,例：,图81 阶梯轴,两次,

7、两次,一次,一次,一次,一次,一次,讨论：,安装次数多好还是少好？,为完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件与夹具或机床的可动部分一起相对刀具或机床的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。 工件在机床上所占据的每一个待加工位置都称为一个工位。,4 工位,1.1 基本概念,图1-4 多工位加工 工位1：装卸工件 工位2：钻孔 工位3：扩孔 工位4：铰孔,在一个工步中，有时因所需切除的金属层较厚而不能一次切完，需分几次切削，则每一次切削称为一次走刀。,5 走刀,1.1 基本概念,挂轮轴加工工艺过程,工件的装夹与获得加工精度的方法,1.1 基本概念,1.1.3 生产纲领与生产类型 1.生产纲领 生

8、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。计划期常为一年，所以生产纲领也称年产量。 零件的生产纲领要计入备品和废品的数量，可按下式计算，即 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，该零件数量，件/台； 备品的百分率； 费品的百分率。,1.1 基本概念,2.生产类型 生产类型是指企业生产专业化程度的分类。一般分为单件生产、成批生产和大量生产三种类型。 (1)单件生产 产品产量很少，生产的产品品种很多，各工作地加工对象经常改变，很少重复。 (2)成批生产 一年中分批轮流地制造几种不同的产品，每种产品均有一定数量，工作地加工

9、对象周期地重复。 (3)大量生产 一种产品产量很大，工作地的加工对象固定不变，长期进行某零件的某道工序的加工。,1.1 基本概念,生产类型与生产纲领（年产量）的关系 - 生产类型 重型机械 中型机械 小型机械 单件生产 1000 5000 50000,生产类型不仅决定于生产纲领，而且和产品的大小和复杂程度有关。 划分生产类型的意义在于有利于进行生产的规划和管理,1.1 基本概念,生产类型对加工工艺的影响： 生产类型不同，则零件的加工工艺、工艺装备、毛坯制造等工艺特点也不同。 生产类型对零件工艺规程影响很大。同一产品在大量生产情况下应具有：效率高、成本低、质量可靠、性能稳定等优点，所以应推广产品

10、结构的标准化、系列化、通用化，以便组织大批量的专业化生产。,1.1 基本概念,各种生产类型的工艺特点,1.1 基本概念,1.1.4 基准 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。一个几何关系只有一个基准。根据作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准。,1.1 基本概念,1.设计基准是零件图上所采用的基准 。,设计基准,1.1 基本概念,2.工艺基准 工艺基准是在加工和装配过程中所采用的基准。它包括： (1)工序基准 在工序图上用来确定本工序加工表面加工后的尺寸、位置的基准。,1.1 基本概念,2.工艺基准 工艺基准是在加工和装配过程中所采用的基准。它包括： (2)定

11、位基准 工件在机床上或夹具上加工时用作定位的基准。 (3)测量基准 工件在测量时所采用的基准。 (4)装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。 各种基准的实例如图1-8,镗削发动机机体轴承孔时的定位基准,1.2 机械加工工艺规程,1.2.1 机械加工工艺规程及其作用 1.机械加工工艺规程的概念 规定产品或零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。 2.工艺规程的作用 (1)工艺规程是组织生产的指导性文件； (2)工艺规程是生产准备工作（包括技术准备工作）的依据； (3)工艺规程是新、扩建工厂或车间的基本资料。,1.2 机械加工工艺规程,1.2.2 工艺规程的

12、类型与格式 1.专用工艺规程 2.通用工艺规程 (1)典型工艺规程 (2)成组工艺规程 3.标准工艺规程 (1)机械加工工艺规程 (2)装配工艺规程,1.2 机械加工工艺规程,1.2 机械加工工艺规程,机械加工工序卡片格式,1.2 机械加工工艺规程,1.2.3 工艺规程的内容、制定步骤和原始资料 1.工艺规程的内容与制定步骤 1) 工艺审查与毛坯选择 2) 工艺过程设计 3) 工序设计 4) 填写工艺文件,1.2 机械加工工艺规程,2.工艺规程制定的原始资料 1) 产品的装配图和零件图； 2) 产品验收的质量标准； 3) 产品的生产纲领和生产类型； 4) 现有的生产条件； 5) 各有关手册、标

13、准及指导性文件资料。,1.3 工艺审查与毛坯选择,1.3.1 零件的工艺性分析 一、工艺分析的内容 1.审查各项技术要求,2.审查零件结构工艺性,二、工艺分析的目的和作用,1.使用性能技术要求的经济合理 所在企业生产条件可实现性 2.使用要求制造的可行性、经济性,1.3 工艺审查与毛坯选择,1.3.1 零件的工艺性分析 三、工艺性分析的过程,范例一：某小型企业开发新产品引进技术图纸需做工艺分析,范例二：某大型企业开发新产品引进技术图纸需做工艺分析,工作过程应注意问题： 管理程序 工作协调-综合职业能力,生产部生产调度人员,技术部技术 （工艺）人员,（本企业生产条件）,（零件及装配的工艺性）,（

14、组织生产）,（编制工艺）,（尺寸链分析、图纸修改）,生产部生产调度人员,技术部工艺人员,（本企业生产条件）,（零件及装配的工艺性）,（组织生产）,（编制工艺）,（尺寸链分析、图纸修改）,技术部技术人员,1.3 工艺审查与毛坯选择,1.3.1 零件的工艺性分析 1.审查各项技术要求,图1-9 技术要求不当的示例,零件的结构工艺性概念 零件结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。 它包括零件各个制造过程中的工艺性，如铸造、锻造、冲压、焊接、热处理等工艺性。由此可见，零件结构工艺性涉及面很广，具有综合性，必须全面综合地分析。在制定机械加工工艺规程时，首先要进行零件的结

15、构工艺性分析。 零件的结构工艺性分析，主要包括零件的尺寸和公差标注、零件的组成要素和零件的整体结构等三方面来阐述。,1.3 工艺审查与毛坯选择,图1-10 零件局部结构工艺性的一些实例,2.审查零件结构工艺性,1.3 工艺审查与毛坯选择,1.3 工艺审查与毛坯选择,1.3 工艺审查与毛坯选择,1.3 工艺审查与毛坯选择,1.3 工艺审查与毛坯选择,1.3 工艺审查与毛坯选择,3.结构设计时应注意的几项原则 1)尽可能采用标准化参数，有利于采用标准刀具和量具； 2)要保证加工的可能性和方便性，加工面应有利于刀具的进入和退出； 3)加工表面形状应尽量简单，便于加工，并尽可能布置在同一表面或同一轴线

16、上，以减少工件装夹、刀具调整及走刀次数； 4)零件结构应便于工件装夹，有利于增强工件或刀具的刚度； 5)应尽可能减轻零件质量，减少加工表面面积，并尽可能减少内表面加工； 6)零件的结构应与先进的加工工艺方法相适应。,1.3 工艺审查与毛坯选择,1.3.2 毛坯选择 1.常用的毛坯种类 (1)铸件 (2)锻件 (3)型材 (4)冲压件 （5）冷挤压件 （6）焊接件 （7）粉末冶金,第三节 毛坯的选择,毛坯的选择主要是确定毛坯的种类、制造方法和制造精度等级。,重点,毛坯的选择原则,毛坯的形状、尺寸越接近成品，切削余量就越小;但从加工成本考虑，切削余量越小，制造毛坯和余量加工的成本相对而言就越高。所以选择毛坯时应从制造毛坯