机械制造第六章工艺规程设计

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1、 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 一、生产过程与工艺过程 第一节 概 述 生产过程：从原材料转变为成品的全过程。 在机械制造厂制造机器，由原材料进厂到制成产品之间 各个相互关联的劳动和运输过程的总和。 （1）原材料的运输和保存； （2）生产准备工作； （3）毛坯制造； （4）零件的加工和热处理； （5）零件装配成机器； （6）机器的检验调试； （7）机器的油漆和包装。 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 一、生产过程与工艺过程 工艺过程：在生产过程中凡直接改变生产对象的尺寸 、形状、位置和性能，使其成为成品或半成品的过程 。 机械加工工艺过程：用机械加工方法直接改变毛坯形 状、尺寸、表

2、面质量，使其成为合格零件的过程。 工艺规程：把合理工艺过程用特定的格式以工艺文件 的形式固定下来。包括工序卡片和工艺过程综合卡片 。 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 机械加工工艺过程卡片 黑龙江大学机电工程学院 机械加工工序卡片 黑龙江大学机电工程学院 机械加工工艺卡片 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 二、机械加工工艺过程的组成 1 工序：一个（或一组）工人在一台机床或（一个工作地 点），对同一个（或同时对几个）工件所连续完成的那一 部分工艺过程。 机械加工工艺过程划分为一系列工序，每个工序又分 为若干个安装、工位、工步和走刀。 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 工序号工 序

3、名 称加工设备 1 备料（下料） 锯床 2平端面、车大端外圆及倒角车床 3平端面、车小端外圆及倒角车床 4铣键槽铣床 5去毛刺钳工台 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 二、机械加工工艺过程的组成 2 安装：使工件在机床中定位并夹紧的过程。 3 工位：一次装夹后，在加工过程中工件如需作若干次 位置的改变，则工件在机床上所占的每一个位置上所进 行的那部分加工过程（工艺过程），称为一个工位。 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 4 工步：同一道工序中，当加工表面不变，切削工具不变 ，切削用量（主要是切削速度v和进给量f）不变的情况所 连续完成的那部分工序内容。 5 走刀： 在一个工步内，若需切

4、除的金属层较厚，则需 分几次切削，每一次切削为一次走刀。 4-15 加工四个相同表面的工步 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 三、零件获得加工精度的方法 1.形状精度的获得方法 轨迹法 成形法 展成法 2.位置精度的获得方法 3.尺寸精度的获得方法 试切法 定尺寸刀具法 调整法 自动控制法 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 四、机械加工生产纲领与生产类型 1.生产纲领 年生产纲领：机器产品（包括备品和废品在内）的 年产量。 年生产纲领对工厂的生产过程和生产组织起决 定性作用，作为生产计划的依据。 N=Qn(1+a%)(1+b%) N 零件的年生产纲领(件/年)； Q 产品的年产量(台/

5、年)； n 每台产品中，该零件的数量(件/台)； a% 备品率； b% 废品率。 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 四、机械加工生产纲领与生产类型 2.生产类型 生产类型的划分: 单件（小批）生产：是指单个地生产不同结构和尺寸的 产品，并且很少重复。 成批生产：是指一年中分批轮流地制造几种不同的产品 ，工作地点的加工对象周期地重复。 （大批）大量生产：是指产品的数量很大，大多数工作 地点重复地进行某一零件的某一道工序的加工。 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 50000 500050000 5005000 100500 5000 5005000 200500 20200 1000 1

6、大量生产 3001000 110 大批生产 100300 1020 中批生产 5100 2040 小批生产 轻型（零件 小于100kg ） 中型（零件重 1002000kg） 重型（零件重 大于2000kg） 5 产 品 年 产 量 不作规定 工作地点 每月担负 的工序数 单件生产 生 产 类 型 生产类型划分方法 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 特 点 单 件 生 产 成 批 生 产 大 量 生 产 互换 性 广泛用钳工修配。 大部分有互换性少 数用钳工修配。 全部有互换性,有些精度较高, 配合件用分组选择装配法。 毛坯 制造 方法 及加 工余 量 铸件用木模手工造 型；锻件用自由锻

7、。毛坯精度低,加工 余量大。 部分铸件用金属模 ,部分锻件用模锻 。毛坯精度中等, 加工余量中等。 铸件广泛采用金属模机器造型 ；锻件广泛采用模锻,以及其 它高生产率的毛坯制造方法。 毛坯精度高,加工余量小。 机床 设备 通用机床,按机床种 类及大小采用机群 式排列。 部分通用机床和部 分高生产率机床。 按加工零件类别分 工段排列。 广泛采用高生产率的专用机床 及自动机床。按流水线形式排 列。 生产类型的工艺过程的主要特点 黑龙江大学机电工程学院 特点 单件生产 成 批 生 产 大 量 生 产 夹具 多用通用夹具，极 少采用专用夹具， 靠划线及试切法达 到精度要求。 广泛采用专用夹 具，部分靠

8、划线 法达到精度要求 。 广泛采用高生产率专用 夹具及调整法达到加工 精度。 刀具与 量具 采用通用刀具和万 能量具。 较多采用专用刀 具及专用量具。 广泛采用高生产率刀具 和量具。 对工人 的要求 需要技术熟练的工 人。 需要一定熟练程 度的工人。 对操作工人的技术要求 较低，对调整工人的技 术要求较高。 工 艺 规 程 有简单的工艺路线 卡。 有工艺规程对关 键零件有详细的 工艺规程。 有详细的工艺规程。 生产类型的工艺过程的主要特点（续表） 工艺规程设计 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 五、机械加工工艺规程的作用 机械加工工艺规程的作用： （1）组织生产的主要技术文件（纲领性文件、

9、指导性文件）。 （2）生产准备和计划调度的主要依据。 （3）新建厂、扩建厂、车间的基本技术文件。 （4）制定类似产品工艺规程的依据，工艺规程有助于技术交流 和推广先进经验。 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 六、工艺规程的设计原则及原始资料 1.工艺规程设计须遵循的原则 （1）保证机器零件的加工质量，达到设计图样 上规定的各项技术要求； （2）较高的生产率，使产品尽快投放市场； （3）降低制造成本； （4）减轻工人的劳动强度，保证生产安全。 （5）积极采用先进技术和工艺，减少材料和能 源消耗，并应符合环保要求。 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 2.工艺规程设计必须具备的原始资料 （1

10、）产品的装配图和零件图； （2）产品的验收质量标准； （3）年生产纲领； （4）毛坯资料； （5）现场的生产条件； （6）有关的设计手册、工艺手册、图册和有关标准； （7）国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况。 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 第二节 机械加工工艺规程设计 一、机械加工工艺规程设计的内容及步骤 1.分析零件图和产品装配图； 2.对零件图和装配图进行工艺审查； 3.由年生产纲领研究确定零件生产类型 ； 4.确定毛坯； 5.拟定工艺路线，包括选择定位基准、确定各表面的加工 方法、划分加工阶段、安排加工顺序、确定工序分散与 集中程度、安排热处理及检验等； 6.确定各工序所用

11、机床设备和工艺装备； 7.确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及公差 ； 8.确定各工序的技术要求及检验方法； 9.确定各工序的切削用量和工时定额； 10.编制工艺文件。 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 二、工艺路线的拟订 1.定位基准的选择 在选择定位基准时往往先根据零件的加工要求选择 精基准,由工艺路线向前反推,最后考虑选用哪一组表面 作为粗基准才能把精基准加工出来。 精基准：用加工过的表面作为定位基准。 粗基准：用毛坯上未经加工的表面作为定位基准。 附加基准：零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定 位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件 定位的工艺孔等。 黑龙江大学机电

12、工程学院 工艺规程设计 精基准的选择原则 基准重合原则； 统一基准原则； 互为基准原则； 自为基准原则（只提高加工表面尺寸精度，不能提高表面 之间的相互位置精度，位置精度应由先行工序保证）。 导轨磨削精基准选择主轴零件精基准选择 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 粗基准的选择原则 保证相互位置要求原则，如果首先要求保证工件上加工面 与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准； 合理分配加工余量的原则，选重要表面作为粗基准； 便于装夹的原则，选大而平整的表面作为粗基准 ； 粗基准一般不得重复使用原则，粗基准只能使用一次 。 床身粗基准选择比较 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 2

13、.表面加工方法的选择 在选择加工方法的时，一般总是首先根据零件主表面的 技术要求和工厂具体条件，先选定它的最终工序加工方法 ，然后再逐一选定该表面各有关前道工序的加工方法。 （1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求； （2）零件材料的加工性； （3）零件的结构形状和尺寸大小； （4）生产批量要求； （5）企业现有加工设备和技术条件； （6）生产率和经济性。 选择表面加工方法考虑因素： 黑龙江大学机电工程学院 研 磨 IT5 Ra 0.0080.32 超 精 加 工 IT5 Ra 0.010.32 砂 带 磨 IT5 Ra 0.010.16 精 密 磨 削 IT5 Ra 0.0080.08 抛

14、光 Ra 0.0081.25 金 刚 石 车 IT56 Ra 0.021.25 滚 压 IT67 Ra 0.161.25 精 磨 IT67 Ra 0.161.25 精 车 IT78 Ra1.2 55 粗 磨 IT89 Ra 1.2510 半 精 车 IT1011 Ra 2.512.5 粗 车 IT1213 Ra 1080 外圆表面的典型加工工艺路线 工艺规程设计 典型表面加工路线典型表面加工路线 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 珩 磨 IT56 Ra0.041.25 研 磨 IT56 Ra0.0080.63 粗 镗 IT1213 Ra 520 钻 IT1013 Ra 580 半 精 镗

15、IT1011 Ra 2.510 粗 拉 IT910 Ra 1.255 扩 IT913 Ra 1.2540 精 镗 IT79 Ra 0.635 粗 磨 IT911 Ra1.2510 精 拉 IT79 Ra0.160.63 推 IT68 Ra0.081.25 饺 IT69 Ra 0.3210 金 刚 镗 IT57 Ra0.161.25 精 磨 IT78 Ra0.080.63 滚 压 IT68 Ra0.011.25 手 饺 IT5 Ra0.081.25 孔的典型加工工艺路线 黑龙江大学机电工程学院 工艺规程设计 平面典型加工工艺路线 抛 光 Ra0.0081.25 研 磨 IT56 Ra0.0080.63 精 密 磨 IT56 Ra 0.040.32 半 精 铣 IT811 Ra 2.510 精 铣 IT68 Ra 0.635 高 速 精 铣 IT67 Ra 0.161.25 导 轨 磨 IT6 Ra0.161.25 精 磨 IT68 Ra 0.161.25 宽 刀 精 刨 IT6 Ra 0.161.25 粗 磨 IT810 Ra 1.2510 精 刨 IT68 Ra 0.635 半 精 刨 IT811 Ra 2.510 半 精 车 IT811 Ra 2.510 粗 铣 IT1113 Ra 520 粗