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1、机械制造工程学主讲：汪庆华第7章 工艺规程设计7.17.27.37.47.5概述机械加工工艺规程设计加工余量及工序尺寸工艺尺寸链机器装配工艺规程设计工艺过程的技术经济分析7.6生产过程与工艺过程机械加工工艺过程的组成生产类型与工艺特征工艺规程的作用和种类主要内容概述一、 生产过程与工艺过程机械工厂的生产过程一般包括原材料的验收、保管、运输，生产技术准备，毛坯制造，零件加工（含热处理），产品装配，检验以及涂装等。直接改变加工对象的尺寸、形状、表面质量以及相对位置 关系的生产过程称为工艺过程。生产过程：指把原材料转变为成品的全过程。 毛坯和零件成形毛坯和零件成形铸造、锻压、焊接铸造、锻压、焊接 、
2、注塑、注塑 机械加工机械加工切削、磨削、特种加工切削、磨削、特种加工 材料改性与处理材料改性与处理热处理、电镀、热喷涂热处理、电镀、热喷涂 机械装配机械装配组合成部件和整台机械产品，包括零件的固定、连接、组合成部件和整台机械产品，包括零件的固定、连接、 调整、平衡、检验和试验等工作调整、平衡、检验和试验等工作 生产过程工艺过程机械加工 工艺过程一、 生产过程与工艺过程机械加工工艺过程是指用机械加工方法（主要是切削加 工方法）逐步改变毛坯的形态（形状、尺寸以及相互位置） ，使其成为合格零件所进行的全部过程。它一般由工序、工步、走刀等不同层次的单元所组成。 工序工序是指由一个或一组工人在同一台机床
3、或同一个是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个 工作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分 机械加工工艺过程。机械加工工艺过程。 二、 机械加工工艺过程的组成1. 加工小头端面 2. 小头端面钻中心孔 3. 加工大头端面 4. 大头端面钻中心孔 5. 车大端外圆 6. 对大端倒角 7. 车小端外圆 8. 对小端倒角 9. 精车外圆 10.铣键槽 11.去毛刺工序方案1（单件小批生产）二、 机械加工工艺过程的组成工序方案2（成批生产）二、 机械加工工艺过程的组成9工序号工序内容设备设备 1铣铣端面，打中心孔铣铣端面打中心孔机床 2车车大
4、外圆圆及倒角车车床 3车车小外圆圆及倒角车车床 4铣键铣键 槽铣铣床 5去毛刺钳钳工台二、 机械加工工艺过程的组成工序方案2（大量生产） 安装安装在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。的那部分工序称为安装。 工位工位工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位。工序称为工位。二、 机械加工工艺过程的组成 工步工步指在加工表面不变、切削刀具不变、切削用量指在加工表面不变、切削刀具不变、切削用量 不变的情况下所不变的情况下所 连续完成的那部分工序。（在一个工步连续完成的那部分工序。（在一个工
5、步 内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此工步为内，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）复合工步）a）立轴转塔车床的一个复合工步 b）钻孔、扩孔复合工步图6-4 复合工步二、 机械加工工艺过程的组成特例：1）、在液压仿形车床上用同一把车刀，依次将工件 不同直径外圆连续车削出来，视为一个工步。2）、用成形车刀加工成形面，用齿轮刀具加工齿轮 ，用花键拉刀拉花键孔，是用同一刀具同时或依次加 工多个或不同表面，视为一个工步。二、 机械加工工艺过程的组成13 走刀走刀同一加工表面加工余量较大，可以分作几次同一加工表面加工余量较大，可以分作几次工作进给，每次工作进给所完成的工步称为
6、一次走刀工作进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀 。 走刀是构 成工艺过 程的最小 单元。二、 机械加工工艺过程的组成14工序、安装、工位、工步和走刀之间的关系如下：二、 机械加工工艺过程的组成15生产类型 生产类型是指产品生产的专业化程度，可按产品的年生 产纲领来划分。生产纲领 N=Qn(1+a)(1+b)式中 Q产品的年产量；n单台产品中该零件的数量；a备品率，以百分数计；b废品率，以百分数计。根据生产纲领和产品本身的大小及结构复杂性，产品的制造可分为三种生产类型三、 生产类型与工艺特征16三种生产类型： 1、单件生产单个地生产不同结构尺寸的产品，且很少重复的 生产。如重型机械、大型
7、船舶制造、新产品试制等。2、成批生产成批地制造相同产品，且周期性地重复生产，如机床制造等。根据产品特征及批量大小，又分为小批、中批和大批生产三种。3、大量生产产品数量很大，大多数工作地一直按照一定的节拍进 行同一种零件的某一道工序的加工，称为大量生产。如 自行车、洗衣机、汽车等生产。三、 生产类型与工艺特征生产类产类 型零件的年生产纲领产纲领 （件/年）重型零件中型零件轻轻型零件 单单件生 产产510100小批生 产产510010200100500中批生 产产1003002005005005000大批生 产产30010005005000500050000大量生 产产1000500050000三
8、、 生产类型与工艺特征项项 目单单件小批生产产中批生产产大批大量生产产产产品数量与加工 对对象少、经经常变换变换中等、周期性变换变换大量、固定不变变毛坯制造方法与加 工余量铸铸件用木模手工造型，锻锻件 用自由锻锻。毛坯精度低，加工 余量大部分铸铸件采用金属模铸铸造， 部分锻锻件采用模锻锻。毛坯精 度和加工余量中等铸铸件采用金属模机器造型，锻锻 件采用模锻锻或其他高效方法。 毛坯精度高，加工余量小零件的互换换性配对对制造，没有互换换性，广 泛采用钳钳工修配大部分有互换换性，少部分钳钳 工修配全部互换换，某些高精度配合件 可采用分组组装配法和调调整装配 法机床设备设备与布局通用机床、数控机床或加工
9、中 心。按机床类别类别采用机群式 布置数控机床、加工中心和柔性 制造单单元；也可采用通用机 床和专专用机床。按零件类别类别 ，部分布置成流水线线，部分 采用机群式布置广泛采用高效专专用生产线产线、自 动动生产线产线、柔性制造生产线产线 。按工艺过艺过程布置成流水线线或 自动线动线工艺艺装备备多数情况采用通用夹夹具或组组 合夹夹具。采用通用刀具和万能 量具广泛采用专专用夹夹具、可调夹调夹 具和组组合夹夹具。较较多采用专专 用刀具与量具广泛采用高效专专用夹夹具、复合 刀具、专专用刀具和自动检验动检验 装置工人技术术水平的 要求技术术水平要高技术术水平中等技术术水平一般工艺规艺规程的要求有简单简单的
10、工艺过艺过程卡编编制工艺规艺规程，关键键工序有 较详细较详细 的工序卡编编制详细详细的工艺规艺规程、工序 卡和各种工艺艺文件生产产率低中高生产产成本高中低机械加工工艺规程的作用(1)生产的计划、调度，工人的操作、质量检查等都是以机械 加工工艺规程为依据。 (2)生产准备工作(包括技术准备工作)离不开机械加工工艺规 程。 (3)除单件小批生产以外，在中批或大批大量生产中要新建或 扩建车间(或工段)，其原始依据也是机械加工工艺规程。根 据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量，确定机床的布 置和动力配置，确定生产面积和工人的数量等。机械加工工艺规程的修改与补充是一项严肃的工作，它 必须经过认真讨论和
11、严格的审批手续。四、 工艺规程的作用与工艺规程的种类工艺规程形式工艺规程形式（工艺过程卡、工序卡、工艺卡）231）以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提。 2）工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。 3）充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。 4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。 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。 机械加工工艺规程设计原则机械加工工艺规程设计原则 四、 工艺规程的作用与工艺规程的种类24 产品的全套装配图及零件图产品的全套装配图及零件图 产品的验收质量标准产品的验收质量标准 产品的生产纲领
12、及生产类型产品的生产纲领及生产类型 零件毛坯图及毛坯生产情况零件毛坯图及毛坯生产情况 本厂（车间）的生产条件本厂（车间）的生产条件 各种有关手册、标准等技术资料各种有关手册、标准等技术资料 国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况 制定机械加工工艺规程所需原始资料制定机械加工工艺规程所需原始资料 四、 工艺规程的作用与工艺规程的种类生产过程与工艺过程机械加工工艺过程的组成生产类型与工艺特征工艺规程的作用和种类主要内容机械加工工艺规程设计7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤7.2.2 制订机械加工工艺规程时要解决的主要问题7.2.2.1 定位基准的
13、选择7.2.2.2 加工方法的选择7.2.2.3 加工阶段的划分7.2.2.4 工序的集中与分散 7.2.2.5 加工顺序的安排7.2.2.6 机床的选择7.2 机械加工工艺规程设计1阅读装配图和零件图 了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地 位和作用，明确零件的主要技术要求。 2工艺审查 审查图上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一， 分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构工艺性。 机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤7.2.1 7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤机械加工工艺规程设计的内容及步骤所谓结构工艺性好，是指在现有工艺条件下既能方 便制
14、造，又有较低的制造成本。加工表面形状应尽量简单，且应与所使用的刀具形状相一致，以便于加工； 下面为几种零件的结构工艺性举例应尽量减少加工表面的加工面积和零件重量（如上图及下图所示）某些结构必须设置退刀槽7.2.1 7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤机械加工工艺规程设计的内容及步骤a） a）车螺纹时，螺纹根部不易清 根，且工人操作紧张，易打刀 b）b）留有退刀槽，可使螺纹清根， 工人操作相对容易，可避免打刀 a）插齿无退刀空间，小齿轮无 法加工 a）b）b）留出退刀空间，小齿轮可 以插齿加工 7.2.1 7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤机械加工工艺规程设计的内容及步骤a）b
15、）c）a）孔距箱壁太近： 需加长钻头才能加 工 钻头在圆角处容易 引偏 b）加长箱耳， 不需加长钻头即 可加工c）结构上允许， 将箱耳设计在某 一端，不需加长 箱耳 7.2.1 7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤机械加工工艺规程设计的内容及步骤a）两端轴颈需磨削加工，但砂 轮圆角不能清根 a）b）留有退刀槽，磨削时可以清根b）a）锥面磨削加工时易碰伤圆柱 面，且不能清根 a）b）留出砂轮越程空间，可方便 地对锥面进行磨削加工 b）7.2.1 7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤机械加工工艺规程设计的内容及步骤a）a）斜面钻孔，钻头易引偏 b）b）结构允许，留出平台，可避 免钻头偏斜 a）孔壁出口处有台阶面，钻 孔时钻头易引偏，易折断 a）b）b）结构允许，内壁出口处作成 平面，钻孔位置容易保证 7.2.1 7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤机械加工工艺规程设计的内容及步骤a）a）加工面高度不同，需两次 调整加工，影响加工效率 b）b）加工面在同一高度，一次调 整可完成两个平面加工a）键槽方向不一致，需两次 装夹才能完成加工 a）b）b）键槽方向一致，一次装夹即 可完成加工7.2.1 7.2.1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤机械加工工艺规程设计的内容及步骤3熟悉
