机械制造技术基础第五章 机械加工工艺规程制定

《机械制造技术基础第五章 机械加工工艺规程制定》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造技术基础第五章 机械加工工艺规程制定（165页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、,内 容 提 要,本章内容: 介绍了生产过程、工艺过程； 工艺过程组成的概念； 制定机械加工工艺规程的步骤和方法； 机械加工工艺过程设计中的主要问题(定位基准的选择，加工路线的拟订，工序尺寸及公差的确定)； 工艺过程的经济性。 学习要求: 熟悉机械加工工艺过程； 掌握工序、安装、工位、工步及走刀的含义； 掌握机械加工工艺过程设计的基本原理、原则和方法(定位基准的选择原则，加工方法的选择原则，工序划分及加工顺序安排的原则，确定工序尺寸及公差的方法，工艺尺寸链原理及应用等)。,生产过程,5.1.1 生产过程,从原材料或半成品到成品制造出来的各有关劳动过程的总和称为生产过程。,相关的过程： 产品的设

2、计，包括产品的研究、开发、设计； 生产准备工作：如编制工艺文件，专用工装及设备的设计与制造等； 原材料（或设备、工装、标准件等）的购置、运输、检验、保管； 毛坯制造； 零件的机械加工及热处理； 产品装配与调试、性能试验以及产品的包装、发运等工作。,5.1 零件制造的工艺过程,5.1.2 机械加工工艺过程,用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能等，使之变为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程，又称工艺路线或工艺流程。 将零件装配成部件或产品的过程，称为装配工艺过程。,5.1.2.1 工艺过程 组成,机械加工工艺过程,工艺过程是由一个或若干个依次排列的工序所组成，毛坯依次通过这些工序就变

3、成了成品或半成品。,（1）工序 一个（或一组）工人，在一个固定的工作地点（一台机床或一个钳工台），对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那部分工艺过程，称为工序。它是工艺过程的基本单元，又是生产计划和成本核算的基本单元。工序的安排和组成与零件的生产批量有关 (单件小批、大批大量)。 工序的特点：三定一连续。,工艺过程组成,划分工序的主要依据是 （1）工作地点是否变动 2）工作是否连续,工艺过程组成,机械加工工艺过程是由一个或若干个按顺序排列的工序所组成；工序又可细分为安装、工步、走刀。 （2）安装 工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个正确的位置并给予固定，这个过程称为装夹； 一次装夹所

4、完成的那部分加工过程称为安装。 安装是工序的一部分。每一个工序可能有一次安装，也可能有几次安装。 如表5.1中第一工序，若对一个工件的两端连续进行车端面、钻中心孔，就需要两次安装(分别对两端进行加工)，每次安装有两个工步(车端面和钻中心孔)。 安装的次数应该多还是少？,工艺过程组成,（3）工位 为减少工序中的装夹次数，常采用转位（或移位）夹具、回转工作台或回转夹具、多轴机床，使工件在一次安装中，可先后在机床上占有不同的位置进行连续加工，每一个位置所完成的那部分工序，称一个工位。,工艺过程组成,采用多工位加工，可以提高生产率和保证被加工表面间的相互位置精度。,工艺过程组成,（4）工步 工步是工序

5、的组成单位。 在被加工的表面、切削用量（指切削速度、背吃刀量和进给量）、切削刀具均保持不变的情况下所完成的那部分工序，称工步。 当其中有一个因素变化时，则为另 一个工步。当同时对一个零件的几个表 面进行加工时，则为复合工步。 （5）走刀 被加工的某一表面，由于余量较大或其它原因，在切削用量不变的条件下，用同一把刀具对它进行多次加工，每加工一次，称一次走刀。,如习5.14题图5.36所示零件，毛坯为35mm棒料，批量生产时其机械加工工艺过程如下所述，试分析其工艺过程的组成。在锯床上切断下料，车一端面钻中心孔，调头，车另一端面钻中心孔，在另一台车床上将整批工件靠螺纹一边都车至30mm，调头再换刀车

6、整批工件的18mm外圆，又换一台车床车20mm外圆，在铣床上铣两平面，转90后，铣另外两平面，最后，车螺纹，倒角。,5.1.2.2生产类型对工艺过程的影响,生产类型对工艺过程的影响,当生产类型不同时，生产组织和生产管理、车间的机床布置、毛坯的制造方法、采用的工艺装备（刀、夹、量具）、加工方法以及工人的熟练程度等都有很大的不同，因此在制订工艺路线之前必须明确该产品的生产类型。 生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类，一般分为：单件生产 、成批生产 、大量生产。 单件生产 单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复。 例如，重型机器制造、专业设备制造和新产品试制等

7、。,生产类型对工艺过程的影响,成批生产 一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。 例如，机床制造就是比较典型的成批生产。 每批制造的相同产品的数量称为批量。 根据批量的大小，成批生产又可分为：小批生产、中批生产和大批生产。 小批生产的工艺过程的工艺特点和单件小批生产相似；大批生产的工艺过程的特点和大量生产相似；中批生产的工艺过程的特点则介于单件小批生产和大批大量生产之间。 大量生产 产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。例如，汽车、拖拉机、轴承等的制造通常都是以大量生产的方式进行。,生产类型对工艺过程的影响,工艺规程的作用及设计步骤,5.2 工艺规

8、程的作用及设计步骤,1、 定义： 规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。其中，规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。 工艺规程是在具体的生产条件下，最合理或较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产的。 工艺规程中包括各个工序的排列顺序，加工尺寸、公差及技术要求，工艺设备及工艺措施，切削用量及工时定额等内容。,工艺规程的作用及设计步骤,2、工艺规程的作用： （1） 指导生产的主要技术文件：起生产的指导作用； （2） 是生产组织和生产管理的依据：即生产计划、调度、工人操作和质量检验等的依据； （3） 是新

9、建或扩建工厂或车间主要技术资料。 总之，零件的机械加工工艺规程是每个机械制造厂或加工车间必不可少的技术文件。生产前用它做生产的准备，生产中用它做生产的指挥，生产后用它做生产的检验。 3、工艺规程的设计步骤 (一)制订工艺规程的基本要求（原则）： 总原则：“优质、高产、低消耗” 1、保证加工质量（首要原则）； 2、最大限度提高生产率； 3、尽可能降低成本； 4、努力减轻工人劳动强度，保证生产安全。,（二）制订工艺规程的原始资料： 1、产品图纸（零件图和装配图）； 2、产品的年生产纲领； 3、毛坯的生产和供应情况； 4、现场工艺条件和传统的加工方法； 5、国内外先进工艺及技术的发展情况。 （三）制

10、订工艺规程的步骤和内容： 1、研究和分析产品的装配图和零件图工艺审查； 首先应分析审查产品的零件图和装配图，熟悉该产品的用途、性能和工作条件，各零件在产品中的作用，具体审查： （1）零件图纸的完整和正确性，即视图是否足够，尺寸、技术要求是否齐全； （2）零件材料使用是否恰当； （3）技术要求是否合理。 （4）结构是否便于加工、装配等。 （5）材料选择是否合理，易于加工。,工艺规程的作用及设计步骤,2、确定零件的生产类型： 生产纲领：每年所需制造的产品数量称为生产纲领。通常可按下式计算： N零=Nn（1+）（1+） N零：零件的生产纲领（件/台） N：产品年产率（台/年） n：每台产品中该零件数

11、量（件/台） ：备品率 ：废品率 划分生产类型既要根据生产纲领，同时还要考虑零件的体积、质量等因素，生产类型的划分见表5.6.,工艺规程的作用及设计步骤,表5.6为划分生产类型的参考数据。 划分生产类型，既要根据生产纲领，同时还要考虑零件的体积、质量等因素。 值得注意的是生产类型将直接影响工艺过程的内容和生产的组织形式，并在一定程度上对产品的结构设计也有重要影响。,表5.6 划分生产类型的参考数据,工艺规程的作用及设计步骤,3、确定毛坯的种类、形状和尺寸； 铸件：包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。 铸件毛坯的形状可以相当复杂，尺寸可以相当大，且吸振性能较好，但铸件的机械性能较低，一般机座

12、、壳体零件的毛坯多用铸件。 锻件：机械性能较好，有较高的强度和冲击韧性，但毛坯的形状不宜复杂，如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻件。 型材：包括圆形、方形、六角形及其它断面形状的棒料、管料及板料。 棒料常用在普通车床、六角车床及自动和半自动车床上加工轴类、盘类及套类等中小型零件。冷拉棒料比热轧棒料精度高且机械性能好，但直径较小。板料常用冷冲压的方法制成零件，但毛坯的厚度不宜过大。,工艺规程的作用及设计步骤,焊接件：对尺寸较大、形状较复杂的毛坯，可采用型钢或锻件焊接成毛坯，但焊接件吸振性能差，容易变形，尺寸误差大。 工程塑料：它是近年来在机械制造业中普遍推广的一种毛坯，其形状可以很复杂，尺寸精度高，

13、但机械性能差。 在大批、大量生产中，常采用精度和生产率较高的毛坯制造方法，如金属型铸造、精密铸造、模锻、冷冲压、粉末冶金等，使毛坯的形状更接近于零件的形状。因此可大量诚少切削加工的劳动量，甚至可不需要进行切削加工（少无切屑加工），从而提高了材料的利用率，降低了机械加工的成本。 在单件小批生产中，一般采用木模手工砂型铸造和自由锻造，因此毛坯的精度低，成本高、废品率高、切削加工劳动量大。,工艺规程的作用及设计步骤,4、拟定零件加工的工艺路线。包括：选择定位基准、确定各表面的加工方法、安排加工顺序、确定工序集中与分散以及热处理、检验等辅助工序的安排； 5、确定各工序所采用的设备、工艺装备（工夹量具）

14、； 6、确定各工序的加工余量，工序尺寸及公差； 7、确定各工序所用切削用量，工时定额； 8、技术经济分析； 9、填写工艺文件。,工艺规程的作用及设计步骤,各厂根据生产需要选用相应的工艺文件，目前生产中有三种： （1）工艺过程综合卡片（过程卡片，工艺路线卡片）：表5.3。特点：只列出简单的工艺路线，单件小批生产中工人及计划、调度、管理中使用。 （2）加工工艺卡片（工艺卡片）：比过程卡片详细的多，但没有工序卡详细表5.4。中批生产中使用。 （3）工序卡片：详细规定加工方法和步骤，并附有工序简图表5.5。用于大批大量生产。 。,工艺文件,5.3 定位基准的选择,在零件图上或实际的零件上，用来确定一些

15、点、线、面位置时所依据的那些点、线、面称为基准。 5.3.1 基准的分类 根据基准的用途，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。 5.3.1.1 设计基准 设计人员在零件图上标注尺寸或相互位置关系时所依据的那些点、线、面称为设计基准。如图5.3(a)，端面C是端面A、B的设计基准；中心线O-O是外圆柱面D和d的设计基准；中心O是E面的设计基准。,定位基准的选择,5.3.1.2 工艺基准 零件在加工或装配过程中所使用的基准，称为工艺基准(也称制造基准)。 工艺基准按用途又可分为： （1）工序基准 在工序图上标注被加工表面尺寸(称工序尺寸)和相互位置关系时，所依据的点、线、面称为工序基准。如图5.3

16、(a)的零件，若加工端面B时的工序图为图5.3(b)，工序尺寸为l4，则工序基准为端面A，而其设计基准是端面C。 （2）定位基准 工件在机床上加工时，在工件上用以确定被加工表面相对机床、夹具、刀具位置的点、线、面称为定位基准。确定位置的过程称为定位。图5.3(c)，加工E面的工件是以外圆d在v形块1上定位时，其定位基准则是外圆d的两条母线。加工轴类零件时，常以顶尖孔为定位基准。加工齿轮外圆或切齿时，常以内孔和端面为定位基准。定位基准常用的是“面”，所以也称为定位面，常以符号“v”表示，其尖端指向定位面。如图5.4为切齿轮时的定位基准表示法。,定位基准的选择,（3）测量基准 在工件上用以测量己加工表面位置时所依据的点、线、面称为测量基准。一般情况下常采用设计基准为测量基准。如图5.3(a)，当加工端面A、B，并保证尺寸l1、l2时，测量基准就是它的设计基准端面C。但当以设计基准为测量基准不方便或不可能时，也可采用其它表面为测量基准。如图5.3(c)，表面E的设计基准为中心O，而测量基准为外圆D的母