《机械制造工程原理》第7章

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1、第7章 机械加工工艺规程的制订,7.1 基本概念7.2 定位基准及其选择7.3 工艺路线的制订7.4 加工余量、工序间尺寸及公差的确定7.5 工艺尺寸链7.6 提高劳动生产率的措施 7.7 工艺方案的比较与技术经济分析7.8 自动生产线和柔性制造系统,7.1 基本概念,7.1.1 机械产品的生产过程与机械加工工艺过程7.1.2 机械加工工艺过程及其组成 7.1.3 生产纲领、生产类型及工艺规程7.1.4 制定机械加工工艺规程的原则、步骤和内容,7.1.1 机械产品的生产过程与机械加工工艺过程,1机械产品生产过程 由原材料转变为机械产品的各有关劳动过程的总和。 2机械产品生产过程的组成 1）生产

2、准备过程：指机械产品在投入正式生产前所进行的各项技术工作和设备购置等准备工作过程。 2）基本生产过程：指机械产品由原材料经过各种工艺过程后转变为成品的过程。 3）辅助生产过程：指为保证基本生产过程能正常运行所必需的辅助和维护生产的过程。 4）生产服务过程：指为基本生产和辅助生产过程相配套的各项生产服务的过程。,机械产品基本生产过程的特点： 1）以加工和装配为性质的过程 2）制造工艺的多样化和复杂化 3）设备及其工艺装备品种多、性能用途各异 4）生产周期较长，易受市场变化的影响,7.1.2 机械加工工艺过程及其组成,1工艺过程及其组成 直接改变生产对象的形状、尺寸、相互位置和表面性质，使其成为成

3、品或半成品的过程。 机械制造工艺过程包括：毛坯制造工艺过程、机械加工工艺过程、热处理工艺过程、成品装配工艺过程等。 机械加工工艺过程：使指在机床上利用切削工具直接改变毛坯的形状、尺寸、相互位置精度和表面质量，使其成为成品的那一部分生产过程。 机械加工工艺过程由若干个按顺序排列的工序组成。在各工序中还可由安装、工位、工步和走刀组成。,2工序,指一个（或一组）工人在一个工作地点（或一台设备），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。划分工序的标志是：看工作地点和工艺过程是否变动。 工序是工艺过程的基本单元，是制定和计算设备负荷、工具消耗、劳动定额、生产计划和经济核算等工作的依据。,

4、3安装,指在一个工序中，工件在机床上相对刀具进行的定位和夹紧一次所完成的那一部分工艺过程。 安装的目的就是使工件在机床上相对于刀具占有一个正确的加工位置。,4工位,指工件在一次安装中，工件在机床上相对于刀具占有的每一个加工位置。在一次安装中可以使工件占有多个加工位置。,5工步,指在一个工序中，当加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都保持不变时所完成的那一部分工艺过程。划分工步的标志是：四个因素均不变。 对于那些连续进行若干个相同的工步，为使工艺文件简化，通常用一个工步表示。如用一个钻头顺序加工一组直径相同的孔。 如果采用复合刀具（如阶梯钻、钻扩、钻锪等）或多把刀具同时加工几个表面的工步称为复合

5、工步。,6走刀,指在一个工步中，切削刀具在加工表面上连续切削一次所完成的那一部分工艺过程。当工件表面的加工余量较大时，在一个工步中可分为几次走刀。,7.1.3 生产纲领、生产类型及工艺规程,1生产纲领：,指企业在一年的计划期内应当生产的产品产量（包括备品和废品在内的产品产量）。 生产纲领是在生产准备时由决策者确定的，是生产准备的依据，工艺设计的依据。生产纲领不同于计划年产量和实际年产量，它标志着一个企业所具有的生产能力大小和企业的生产规模。,生产纲领分为产品的生产纲领Q和零件的生产纲领N 。零件的生产纲领N与该零件在产品中所用数量，以及零件的备品率和废品率有关。 N = Q n（1+%）（1%

6、） = Q n（1+%）（1+%） = Q n（1+%+%）,2生产类型及其工艺特征,生产类型：企业生产专业化程度的分类。 划分生产类型的主要标志是指企业以最经济的方法生产产品时，其大多数工作地点上所加工零件的品种及变更的频繁程度。生产专业化可分为产品专业化、零部件专业化和工艺方式专业化。 1) 大量生产：长期重复生产某个产品或零件。其年生产量很大，使大多数工作地点长期重复进行某个产品或零件的生产。如汽车、拖拉机等行业的生产方式。,2) 成批生产：长期分批轮番生产若干种产品或零件，工作地点的生产呈一定的周期性。如机床、电机等行业的生产方式。 批量是指每批投产的同一品种的产品或零件的数量。根据批

7、量的大小，成批生产可分为大批生产、中批生产和小批生产。 3) 单件生产：长期单个生产不同结构和不同尺寸的产品或零件。工作地点的生产重复性很小。如专用设备、工艺装备的生产方式。,生产类型的划分一方面要考虑生产纲领；另一方面还必须考虑产品或零件尺寸的大小和结构的复杂性，以及零件的标准化、通用化和系列化程度。产品或零件的生产纲领越大，则生产专业化程度越高。 生产类型不同，则产品或零件的制造工艺过程也不同。从表7-5中可了解三种生产类型的工艺特点。根据生产类型及其工艺特点又可分为单件小批生产、大批大量生产和中批生产。,3生产性质和生产节拍,1）生产性质 可分为产品试制、试生产、正式生产。2）生产节拍

8、指在流水生产线上相继完成两个制品之间的时间间隔。是设计流水生产线的依据。生产节拍可分为计算最大允许生产节拍和实际生产节拍。最大允许生产节拍m是按零件生产纲领N和设备年时基数H计算得出。其计算公式为： m60HN （分钟件） H设备年时基数，指一台设备在一年中，扣除设备修理所占用的时间和其它调整时间后，实际用于生产的小时数。 单班制生产H=2000小时/年左右，两班制生产H=4000小时/年左右,4机械加工工艺规程及其作用,机械加工工艺规程：指将合理的工艺过程中的各项内容归纳整理，按规定格式书写成册，经审核批准后用以指导生产的机械加工工艺文件。 机械加工工艺规程是一个制造过程中的决策性和纪律性文

9、件，是产品或零件达到设计质量要求的保证，是关系到企业投资效益的高低。 机械加工工艺规程是生产准备的依据，是生产组织管理的依据，是生产服务的依据，是企业改建和扩建的依据。,7.1.4 制定机械加工工艺规程的原则、步骤和内容,1制定机械加工工艺规程的原则 在一定的生产条件下，以最快的速度、最少的劳动投入、最低的费用、可靠地加工出符合图纸要求的产品。即要求做到保证产品的质量、生产率和经济性三者的有机组合。 2制定机械加工工艺规程的原始资料 1）产品装配图，零件工作图。 2）产品及零件的生产纲领。 3）毛坯的制造方法和生产条件。 4）本单位的现有生产条件（设备与工艺装备的规格性能，工人的技术水平，非标

10、设备及工艺装备的设计、制造能力等）。 5）国内外同类产品或零件的生产技术和制造工艺水平的发展现状。新工艺、新技术、新材料、新设备在该产品或零件应用情况。 6）有关参考资料、手册、标准和指导性（劳保、环保）文件。,3制定机械加工工艺规程的步骤和内容（十大步骤）,1）对产品和零件图的审核和零件结构工艺性的分析2）确定毛坯的种类及制造方法3）确定工件的定位基准4）拟定机械加工工艺路线（确定加工方法、划分加工阶段、 安排加工顺序以及其它辅助工序）5）确定各工序所用设备和工艺装备6）确定各主要工序的技术要求和检验方法7）确定各工序（工步）的加工余量，计算各工序尺寸及公差8）确定各工序（工步）的切削用量9

11、）确定各工序的工时定额10）填写工艺文件，制订工艺规程,挂轮轴切削加工录象,阶梯轴加工工艺过程,7.2 定位基准及其选择,7.2.1 基准及基面的概念7.2.2 定位基准的选择原则,7.2.1 基准的概念,1基准及基面 基准：指用来确定生产对象中相关几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。 当作为基准的要素为轮廓要素（如平面、棱线、素线、顶点）时，其基面就是基准。而当作为基准的要素为中心要素（如轴线、球心、对称中心线或面）时，这些要素既看不见，也摸不着，因此要由相应的表面来体现。 基面：指在零件上用以体现基准的那些表面。,2基准的种类 1）设计基准： 指在零件设计图纸上所采用的基准。,2）

12、工艺基准,工艺基准：指在工艺过程中所采用的基准。包括定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。 （1）定位基准：在工件加工时用来确定工件加工位置所采用的基准。 （2）工序基准：在工序图上用来确定本工序所加工表面的尺寸和位置所采用的基准。 （3）测量基准：测量工件已加工表面的尺寸和位置所采用的基准。 （4）装配基准：产品装配时，用来确定零件或部件在产品中的相互位置所采用的基准。,7.2.2 定位基准的选择原则,1 一般原则 1）在选择不同定位方式的定位基面时，应分别考虑各自定位基面的独立作用。如主要定位基面应选择较大面积的表面；导向定位基面应选择较长距离的狭长表面；止推（或防转）定位基面应选择较小

13、面积的表面。 2）在选择组合定位基面时，应考虑各自定位基面的相互作用。既首先考虑保证空间位置精度，然后再考虑保证尺寸精度。 3）在选择定位基准时，应首先考虑定位基准与设计基准的重合。如选择零件上的主要表面为定位基准。 4）在选择定位基准面时，应考虑定位的稳定性，选择较光整的表面，选择无缺陷或少缺陷的表面。应考虑有利于提高零件的支承刚性；有利于减少夹紧力和有利于加工稳定性的表面作为定位基准面。,2粗基准的选择原则,选择未经加工的表面作为定位基准的，则称为粗基准。 1）保证位置精度原则：当要求保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置精度时，应选择该不加工表面作为粗基准。 2）保证余量足够原则：当要

14、求保证所有加工表面都有足够的加工余量时，应选择加工余量较小的表面作为粗基准。 3）保证余量均匀原则：当要求保证某些重要表面余量均匀时，应选择该重要表面作为粗基准。 4）保证材料切除量最小原则：当要求考虑相关的加工表面材料切除率最小时，应选择相关加工表面中其加工面积较大的表面作为粗基准。 5）不重复使用原则：当作为粗基准的工件表面质量较差时，在同一加工要求方向上，该表面作为粗基准只能使用一次。,6)选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁:不能有飞边、浇口、冒口及其它缺陷，以便定位准确、装夹可靠。,在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件的所有表面都要加工，则应以加工余量最小的表面作为粗基

15、准。,以不加工表面为粗基准,床身加工粗基准的选择,若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。,2精基准的选择原则,选择已加工的表面作为定位基准的，则称为精基准。 1）基准重合原则：指选用设计基准作为精基准。遵循这一原则，可避免因定位基准与设计基准不重合而产生的加工误差。 2）基准统一原则：指选择某个定位基准作为大多数加工工序的精基准。遵循这一原则，既有利于保证这些工序所加工的表面间的位置精度，又可简化机床夹具设计与制造过程。 3）互为基准原则：指选择两个位置精度要求较高的表面相互作为精基准。遵循这一原则，可以保证两个表面之间的位置精度和加工余量均匀。 4）自为基准原则：指选择加工表面自身作为精基准。这一原则多用于某些加工余量小而均匀的精加工工序。遵循这一原则，有利于保证加工质量和提高生产率。,主轴孔设计尺寸B2,基准重合原则,销孔设计尺寸C1,实际裙部止口定位,基准统一原则,在有些精加工或光整加工工序中，要求余量尽量小而均匀，在加工时就尽量选择加工表面本身作为基准。,图 在自为基准条件下磨削车床床身导轨面,箱体加工的精基准的选择,7.3 工艺路线的制订,