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1、1,第五章 机械加工工艺规程设计,5.1 概述,5.2 生产过程、工艺过程与工艺系统,5.3 生产类型和工艺特点,5.4 工艺路线的制定,5.5 加工余量、工序间尺寸及公差的确定,5.6 典型零件的加工工艺分析,5.7 工艺尺寸链,2,5.1 概述,一、机械加工工艺规程,把比较合理的机械加工工艺过程确定下来，成为施工依据的文件。也就是把工艺过程和操作方法按一定的格式用文件的形式规定下来，成为工艺规程。机械加工的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区别。,3,二、机械加工工艺规程的作用,2工艺规程是生产计划、调度、工人操作、质量检查的依据,1工艺规程是生产
2、准备（包括技术准备）工作的基础1）技术关键分析与研究2）专用工装设计和制造或采购3）原材料及毛坯的供应4）设备改造或新设备的购置或定做,4,3工艺规程是设计新建和扩建车间（工厂）的基础1）确定生产需要的机床种类和数量2）确定机床布置和动力配置3）确定车间面积4）确定工人的工种和数量,5,三、机械加工工艺规程的格式,6,机械加工工序卡片如图所示,7,四机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内容,（一）机械加工工艺规程的设计原则,1必须可靠地保证零件图纸上所有技术要求的实现。2在规定的生产纲领和生产批量，一般要求工艺成本最低。3充分利用现有生产条件，少花钱，多办事。4尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安
3、全，创造良好、文明的劳动条件。,8,（二）设计机械加工工艺规程的步骤和内容,1阅读装配图和零件图,2工艺审查,审查零件的结构工艺性：是指在满足使用要求的前提下制造该零件的可行性和经济性。功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大差异。所谓结构工艺性好，是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。,9,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,10,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,11,12,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
4、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,13,14,15,16,3熟悉或确定毛坯,毛坯的种类：铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件等,17,4拟订机械加工工艺路线,1）定位基准的选择,2）加工方法的确定,3）加工顺序的安排,4）热处理、检验及其他工序的安排,18,5确定满足各工序要求的工艺装备（机床、刀具、夹具、量具）对需要改装或重新设计的专用工艺装备应提出具体的设计任务书。,6确定各主要工序的技术要求和检验方法,7确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差,8确定切削用量,9确定时间定额,10填写工艺文件,19,5.2 生产过程、工艺过程与工艺系统,一机械产品生产过程,从原材料
5、到机械产品出厂的全部劳动过程。 包括：1）毛坯的制造2）原材料的运输和保存3）生产准备和技术准备4）零件的机械加工及热处理5）产品的装配、检验、试车、油漆、包装等。,20,二、机械加工工艺过程,（一）、机械加工工艺过程概念,是生产过程的一部分，是对零件采用各种加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。,工艺：使各种原材料、半成品成为成品的方法和过程 工艺过程：在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程,21,（二）机械加工工艺过程的组成,工序,一个或一组工人，在一台机床或一个工作地点对一个或
6、同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。 划分工序的主要依据：工作地点是否改变和加工是否连续完成。,22,如图所示的阶梯轴的加工：,23,加工内容：,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,24,工序方案1,工序1：加工内容1到9车床 工序2：加工内容10、11铣床（手工去毛刺）,25,工序方案2,工序1：加工内容1、2、7、8加工小端工序2：加工内容3、4、5、6加工大端工序3：加工内容9 工序4：加工内容10、11,26,工序方案3,工序1：加工内容：1
7、、2、3、4铣两端面打中心孔工序2：加工内容：5、6、7、8仿形车外圆、倒角（两次安装）工序3：加工内容：9精车外圆工序4：加工内容：1铣键槽工序5：加工内容：11去毛刺,27,2、安装,如果在一个工序中要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分加工内容称为一个安装。,28,3、工位,在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，我们把每一个加工位置上的安装内容称为工位。一个安装中可能只有一个工位，也可能有几个工位。,29,.,如图为一回转工作台。该加工共有4个工位：,30,.,31,.,.,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完成的工位内
8、容，称为一个工步。,如上述第二种工序安排，工序1、2各有4个工步,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。 3）、复合工步：几把刀具同时加工几个不同的表面，视为一个工步，称为复合工步。,4、工步,32,复合工步举例,33,.,5、走刀,切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。一个工步可以包括一次或数次走刀。（用同一把刀具以及同一切削用量对同一表面进行的每一次切削）,34,5.3 生产类型和工艺特点
9、,一、生产纲领,企业在计划期内，应生产的产品产量和进度计划称为生产纲领，计划期为一年的生产纲领成为年生产纲领。,二、生产批量,一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量称为批量。 考虑因素：1）资金周转要快2）零件加工、调整费用要少3）保证装配和销售必要的储备量,35,三、生产类型,从工艺角度划分：单件小批生产成批（中批）生产大批大量生产,36,下表为按重型机械、中型机械和轻型机械的年生产量列出的不同生产类型的规范。,37,各种生产类型的工艺特征,38,5.4 工艺路线的制定,一定位基准的选择,（一）粗基准的选择,1粗基准,重点考虑：各加工表面有足够的余量。保证加工表面与不加工表面的相对位置精度
10、；如下图说明粗基准的选择对零件的加工的影响：,定位基准,1、粗基准 2、精基准,采用毛坯上未经加工 的表面作为定位基准。,采用经过加工的表面 作为定位基准。,39,a ) 零件图；b)以不加工的外圆1为粗基准（正确）：孔的余量不均，但加工后 壁厚均匀。c）以内圆2为粗基准（错误）：孔的余量均匀，但加工后壁厚不均匀。,两种粗基准选择对比：,粗基准选择不当时，会使加工后零件的壁厚不均匀：,40,2粗基准的选择原则,1）保证相互位置精度要求的原则,41,2）保证加工表面加工余量合理分配的原则,方案B:,方案B:,42,3）便于工件装夹的原则,4）粗基准一般不得重复使用的原则若能采用精基准定位，粗基准
11、一般不应被重复的使用。粗基准通常只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。,43,（二）精基准的选择,2选择原则,1）基准重合原则：,1出发点：保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。,即：选用被加工面设计基准作为精基准,基准不重合误差值等于设计基准与定位基准之间 尺寸的变化量。,44,例：图示零件加工台阶面,基准重合原则,（本道工序对刀精度）,设计基准（又是定位基准）,若本道工序的加工精度为，则只要 A2，即可满足加工要求，与 的大小没有关系。,45,基准不重合误差,设计基准,定位基准,称为基准不重合误差（定位和设计基准的变动量）,若要满足加工精度必须有：,46,主轴箱的统一基准：一面
12、双孔,2）基准统一原则：,为方便加工大多数其余表面时，应尽早将这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后大多数其余工序均以它为精基准进行加工。,47,在实际生产中，经常使用的统一基准形式有：1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准；3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准；4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。,48,采用统一基准原则好处：1）有利于保证各加工表面之间的位置精度；2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析
13、，根据实际情况选择精基准。,49,3、互为基准原则,【例】主轴零件精基准选择,加工表面和定位表面互相转换的原则。一般适用于精加工和光磨加工中。,车床主轴前后支承轴颈与主轴锥孔间有严格的同轴度要求，常先以前后主轴锥孔为基准磨主轴前、后支承轴颈表面，然后再以前、后支承轴颈表面为基准磨主轴锥孔，最后达到图纸上规定的同轴度要求。,50,4、自为基准原则（以加工表面自身做为定位基准）,【例1】床身导轨面磨削加工（按导轨面划线找正，使导轨面的加工余量均匀）,51,5、便于装夹原则所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。,【例2】铰孔、拉孔、研磨,【例3】浮动镗刀块镗孔
14、,图： 浮动镗刀块 1工件 2镗刀块 3镗杆,52,二加工经济精度与加工方法的选择,（一）加工经济精度,在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间），一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度。一般应选择合理的加工经济精度。,53,（二）加工方法的选择,1）根据每个加工表面的精度要求，（尺寸、形状、位置、精度及表向粗造度对照各种加工方法能达到的精度及粗糙度，选择最合理的加工方法。 例：加工一直经35H7 0.8的孔a.钻孔扩孔铰b.钻孔拉c.钻孔粗镗半粗镗精镗,1. 选择原则,54,2）加工材料的性质：（如铸铁不能用金刚镗、有色金属不能用磨削等）。
15、3）考虑生产类型：如：批量较大时，才考虑采用拉孔加工方式。4）考虑本厂（本车间）的现有设备及技术要求，能达到的加工经济精度。,55,2、典型工件表面的加工工艺路线的选择, 外圆表面加工,外圆车削所能达到的精度：粗车： 12.56.3 m 半精车： 6.33.2m精车：1.6m,加工路线方案:表面粗糙度要求为 1.6m 时，应采用 ：粗车半精车 精车 表面粗糙度要求为 0.80.2m 时：粗车半精车粗磨精磨,56, 孔系表面加工, 对于中小直径的精密孔 应采用：钻扩粗鉸精鉸 对于毛坯是铸出或锻出的较大直径精密孔 应采用：粗镗半精镗精镗对于直径较大的精密孔 应采用：粗镗半精镗粗磨精磨,57, 工件平面加工,单件小批生产中宜用粗刨、半精刨和宽刀精刨平面方案。成批生产中采用铣平面和磨平面加工方案；,成批生产一般的平面，应采用：粗铣半精铣精铣加工精度较高的淬硬平面，应采用：粗铣半精铣热处理 粗磨精磨单件小批生产斜面、平面，应采用：粗刨半精刨精刨,58,三典型表面的加工路线汇总,1、外圆表面的加工路线,59,1粗车半精车精车；2粗车半精车粗磨精磨；3粗车半精车精车金刚石车；4粗车半精车粗磨精磨研磨、超精加工、砂带磨、镜面磨、或抛光在2的基础上进一步精加工。,
