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1、项目二 机械加工工艺规程 【项目描述】机械加工的目的是将毛坯加工成符合产品要求的零件。在生产实际中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等不同，一个零件往往不是单独在一种机床上加工完成的，而是需要经过一定的工艺过程，经过若干工序才能转化为符合产品要求的零件。一个相同结构相同要求的机器零件，可以采用几种不同的工艺过程完成，但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最经济、最合理的。即需要根据零件的具体要求，选择合适的加工方法，合理安排加工顺序，一步步地把零件加工出来。这就需要有机械加工工艺的知识。如图2-1所示钻孔加工须先要确定孔的位置尺寸及其公差。在现有的生产条件下，如何采用经济有效的加工方
2、法，合理地安排加工工艺路线以获得符合产品要求的零件，这是本章所要解决的重点。【学习目标】机械加工工艺规程的基本知识1、零件加工的工艺过程和工艺规程 2、定位基准的选择3、工艺路线的拟定 4、加工余量和工序尺寸的确定 5、工艺尺寸链【能力目标】合理安排工艺路线，编制简单模具零件的加工工艺。 图2.1 钻孔 任务一 零件加工的工艺过程和工艺规程【活动场景】首先我们来看一下汽车的生产过程（图2-2）。 图2.2 汽车生产过程从汽车的生产过程可以看出汽车是由很多零部件组装而成的，而零件是由各种工程材料采用不同的工艺方法按照一定的步骤加工而成的。本任务就介绍零件加工的工艺过程和其作用。【任务要求】了解零
3、件加工工艺过程和工艺规程一些基本概念【基本活动】一、生产过程和工艺过程生产过程是指从原材料（或半成品）制成产品的全部过程。对机器生产而言包括原材料的运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，零件的加工和热处理，产品的装配、及调试，油漆和包装等内容。生产过程的内容十分广泛，现代企业用系统工程学的原理和方法组织生产和指导生产，将生产过程看成是一个具有输入和输出的生产系统。能使企业的管理科学化，使企业更具应变力和竞争力。在生产过程中，直接改变原材料（或毛坯）形状、尺寸和性能，使之变为成品的过程，称为工艺过程。它是生产过程的主要部分。例如毛坯的铸造、锻造和焊接；改变材料性能的热处理；零件的机械加 图2.3工
4、艺过程的组成工等，都属于工艺过程。工艺过程又是由一个或若干个顺序排列的工序组成的。本项目只研究机械加工工艺过程和装配工艺过程；铸造、锻造、冲压、焊接、热处理等工艺过程是材料成型技术课程的研究对象。二、机械加工工艺过程1、机械加工工艺过程概念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。2、机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程由若干个按一定顺序排列的工序组成。工序是组成工艺过程的基本单元，也是制定生产计划、进行经济核算的基本单元。工序又可细分为安装、工位、工步、走刀等组成部分，如图2-3所示。1）工序指一个（或一组）工
5、人在一个工作地点（如一台机床或一个钳工台），对一个（或同时对几个）工件连续完成的那部分工艺过程，称为工序。它包括在这个工件上连续进行的直到转向加工下一个工件为止的全部动作。区分工序的主要依据是：工作地点固定和工作连续。单件小批量生产阶梯轴(图2-4)的加工工艺过程见表2-1。 图2.4 阶梯轴加工表2-1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面，钻中心孔；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣 床2）安装 工件加工前，使其在机床或夹具中相对刀具占据正确位置并给予固定的过程，称为装夹（装夹包括定位和夹紧两过程
6、）。安装是指工件通过一次装夹后所完成的那一部分工序。例如：上图中的第1道工序，若对工件的两端连续进行车端面、钻中心孔，就需要两次安装（分别进行加工），每次安装有两个工步（车端面和钻中心孔）。3）工步 图2.5复合工步当加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的那部分工序，称为工步。工步是构成工序的基本单元。常常用几把刀具同时加工几个表面，这样的工步这可看作为一个工步，称为复合工步，如图2-5所示。4）走刀 在一个工步内，有些表面由于加工余量太大，或由于其它原因，需用同一把刀具以及同一切削用量对同一表面进行多次切削。这样刀具对工件的每一次切削就称为一次走刀。如图2-6所示零件加工
7、。 5）工位工位是指在一次装夹中，工件在机床上 图2.6走刀所占的每个位置上所完成那一部分工序。图2-7为在三轴钻床上利用回转工作台，按四个工位连续完成每个工件的装夹、钻孔、扩孔和铰孔。 图2.7 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：铰孔三、生产类型与机械加工工艺规程 用工艺文件规定的机械加工工艺过程，称为机械加工工艺规程。机械加工工艺规程的详细程度与生产类型有关，不同的生产类型是由产品的年生产纲领即年产量来区别。所以我们先来了解一下生产纲领的概念。1、生产纲领生产纲领指包括备品、备件在内的该产品的年产量。产品的年生产纲领就是产品的年生产量。零件的年生产纲领由下式
8、计算：N=Qn(1+a)(1+b)式中：N：零件的生产纲领（件/年）； Q:产品的年产量（台/年）； n:单台产品该零件的数量（件/年）； a:备品率，以百分数计； b:废品率，以百分数计。2、生产类型根据生产纲领的大小，生产可分为三种类型： （1）单件生产单个地生产某个零件，很少重复地生产，比如模具零件的生产。其特点是产品的种类繁多。（2）成批生产一年中分批、分期地制造同一产品。其特点生产品种较多，每种品种均有一定数量，各种产品分批、分期轮番进行生产。 （3）大量生产全年中重复制造同一产品。其特点是产品品种少、产量大，长期重复进行同一产品的加工。表2-2 各种生产类型的规范生产类型零件的年生
9、产纲领（件/年）重型机械中型机械小型机械单件生产5件20件1000件5000件50000件3、机械加工工艺规程（1）机械加工工艺规程概念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。它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。（2）工艺规程的作用1）工艺规程是指导生产的主要技术文件；2）工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据；3）
10、是新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）机械加工工艺规程的格式为了适应工业发展的需要，加强科学管理和便于交流，原机械电子工业部还制订了指导性技术文件JB/Z187.388工艺规程格式，要求各机械制造厂按统一规定的格式填写。 按照规定，属于机械加工工艺规程的有：1)机械加工工艺过程卡片。2)机械加工工序卡片。3)标准零件或典型零件工艺过程卡片。4)单轴自动车床调整卡片。5)多轴自动车床调整卡片。6)机械加工工序操作指导卡片。7)检验卡片等。最常用的
11、是机械加工工艺过程卡片(表2-3)和机械加工工序卡片(表2-4)。4、机械加工工艺规程的内容（1）由零件生产纲领确定的生产类型；（2）毛坯种类；（3）零件加工工艺路线；（4）各工序所用机床设备和工艺装备(含刀具、夹具、量具、辅具等)；（5）各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；（6）各工序的技术要求及检验方法；（7）各工序的切削用量和工时定额等。表2-3机械加工工艺过程卡表2-4机械加工工序卡从机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡中可以看出，机械加工工艺规程的内容很多，以下任务我们主要讨论定位基准的选择；零件加工工艺路线和工时定额；各工序的加工余量、工序尺寸及公差。切削用量和工艺装备的选用等其它
12、内容我们在后续项目中学习或参考其它资料。【注意】模具零件的加工一般是单件小批量生产，模具零件工艺规程制订步骤一般如下：1、在制订模具零件工艺规程前,应详细分析模具零件图,技术条件,结构特点以及该零件在模具中的作用等。2、选择模具零件坯料制造方法。3、初拟订工艺水平路线,注意粗,精加工基准的选择,确定热处理工序,划分加工阶段.在拟订工艺过程中,应正确选择加工设备,工具,夹具和量具。4、根据工艺路线确定各加工阶段的工序尺寸及公关,确定半成品的尺寸。5、根据坯料的材料及性能,计算或查表确定切削用量。任务二 定位基准的选择【活动场景】我们在任务一里已经了解了工艺规程的概念，知道了机械加工工艺过程由若干
13、个按一定顺序排列的工序组成，工序是组成工艺过程的基本单元，安装是工序的一个重要步骤，也就是工件在加工前，必须要使工件在机床或夹具中相对刀具占据正确位置并固定工件。工件只有在经过正确的装夹（装夹包括定位和夹紧两过程）后才能加工。工件在机床或夹具中相对刀具占据正确位置是靠定位基准来实现的，本任务就介绍这方面的知识。【任务要求】定位基准的正确选择【基本活动】一、基准的概念及分类 机械零件是由若干个表面组成的，研究零件表面的相对关系，必须确定一个基准，基准是零件上用来确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。根据基准的不同功能，基准可分为设计基准和工艺基准两类。1、设计基准 图2.8 设计基准零件工作图上用来确定其它点、线、面位置的基准，称为设计基准。如图2-8所示,中心线OO是尺寸20H8和28K6的设计基准，也是圆跳动0.008的设计基准。2、工艺基准零件在加工、测量和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同又分为工序基准、定位基准、测量基准及装配基准。 （1）工序基准：是指在工序图上，用来确
