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1、第二章 机械加工工艺规程的制定,第一节 机械加工工艺过程,一、零件的生产过程,1. 什么是生产过程？,原材料,成品（机器）,一、零件(产品）的生产过程,生产过程包括： 1) 原材料的运输、保管和准备； 2) 生产的准备工作； 3) 毛坯的制造； 4) 零件的机械加工与热处理； 5) 零件装配成机器； 6) 机器的质量检查及运行试验； 7) 机器的油漆、包装和入库。,例、汽车产品的生产过程,2.工艺过程,1) 概念 工艺过程，是指通过各种加工设备直接改变材料的形状、尺寸或性质，将原材料加工 成符合技术要求的产品的一系列工作的组合。工艺过程是生产过程中的一个组成部分， 是完成生产过程中的基本生产部
2、分，也是最主要的部分。,一、零件(产品）的生产过程,生产过程包括： 1) 原材料的运输、保管和准备； 2) 生产的准备工作； 3) 毛坯的制造； 4) 零件的机械加工与热处理； 5) 零件装配成机器； 6) 机器的质量检查及运行试验； 7) 机器的油漆、包装和入库。,二、机械加工工艺过程的组成,1. 工序 一个或一组工人在一个工作地（机械设备）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，称为工序。,例：,图71 阶梯轴,讨论：,生产规模不同，工序的划分不一样。,二、机械加工工艺过程的组成,2. 安装 工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容，称为安装。,例：,图71 阶梯轴,两次,两
3、次,一次,一次,一次,一次,一次,讨论：,安装次数多好还是少好？,二、机械加工工艺过程的组成,3. 工步 工步是指在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容。,例：,图71 阶梯轴,四个,五个,一个,两个,三个,两个,一个,二、机械加工工艺过程的组成,4. 走刀 在一个工步中，有时因所需切除的金属层较厚而不能一次切完，需分几次切削，则每一次切削称为一次走刀。,二、机械加工工艺过程的组成,5. 工位 为了完成一定的工序内容，工件一次装夹后，与夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。,二、机械加工工艺过程的组成,5. 工位,图73 在三个
4、工位上钻、铰圆盘零件上的孔,工件,机床夹具回转部分,夹具固定部分,分度机构,例：,三、生产纲领与生产类型,1. 生产纲领 生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。 零件在计划期一年中的生产纲领N可按下式计算：,式中 Q产品的年生产纲领，单位：台/年； n每台产品中所含零件的数量，单位：件/台； a%备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的需要； b%废品率。,三、生产纲领与生产类型,2. 生产类型及其工艺特征 生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。 一般分为： 1）大量生产 2）成批生产 3）单件生产,2. 生产类型及其工艺特征,1）大量生产 产
5、品的数量很大，产品的结构和规格比较固定，产品生产可以连续进行，大部分工作地的加工对象是单一不变的。 例如，汽车、拖拉机、轴承等产品的制造，通常是以大量生产方式进行的。,2. 生产类型及其工艺特征,2）成批生产 产品数量较多，每年生产的产品结构和规格可以预先确定，而且在某一段时间内是比较固定的，生产可以分批进行，大部分工作地的加工对象是周期轮换的。 根据批量的大小，成批生产又可分为小批生产、中批生产和大批生产。 例如，通用机床（一般为车、铣、刨、钻、磨床）等产品制造往往属于这种生产类型。,2. 生产类型及其工艺特征,3）单件生产 产品数量少，但种类、规格较多，多数产品只能单个或少数几个地生产，很
6、少重复。 例如，重型机器、大型船舶制造及新产品试制等常属于这种生产类型。,2.生产类型,3.各种生产类型的工艺特征,一、工件在工艺系统内的安装,定位：加工前，使工件在机床上或夹具上占有正确的加工位置的过程，称为定位。,第二节 工件安装和基准,一、工件在工艺系统内的安装,夹紧：用施加外力的形式，把工件已确定的定位位置固定下来的过程，称为夹紧。这个定位、夹紧的过程，称为装夹或安装。 例：在墙上贴画 例：看电影,第二节 工件安装和基准,一、工件在工艺系统内的安装,装夹或安装：工件定位、夹紧的全过程，称为装夹或安装。 小结： 定位在前，夹紧在后 定位是首要的,定位 + 夹紧 = 安装,第二节 工件安装
7、和基准,第二节 工件安装和基准,二、基准,1.基准及其分类,基准,设计基准,工艺基准,定位基准,测量基准,装配基准,第二节 工件安装和基准,二、基准,1.基准及其分类,（1）设计基准,第二节 工件安装和基准,二、基准,1.基准及其分类,（2）工艺基准,定位基准,第二节 工件安装和基准,二、基准,1.基准及其分类,（2）工艺基准, 测量基准,第二节 工件安装和基准,二、基准,1.基准及其分类,（2）工艺基准, 装配基准,第二节 工件安装和基准,二、基准,2.定位基准的选择,（1）粗基准的选择,尽量选择不要求加工的表面作为粗基准。,第二节 工件安装和基准,二、基准,2.定位基准的选择,（1）粗基准
8、的选择,若所有表面都需要加工，应选择加工余量和公差最小的表面作为粗基准；,选择光洁、平整、面积足够大、装夹稳定的表面作粗基准；,粗基准一般只在第一道工序中使用，以后应尽量避免重复使用,第二节 工件安装和基准,二、基准,2.定位基准的选择,（2）精基准的选择,基准重合原则,第二节 工件安装和基准,二、基准,2.定位基准的选择,（2）精基准的选择,基准重合原则,第二节 工件安装和基准,二、基准,2.定位基准的选择,（2）精基准的选择,基准同一原则；,选择面积较大、精度较高、安装稳定可靠的表面作精基准，使夹具简单，装夹和加工方便。,基准重合原则；,第三节 工艺尺寸链,一、尺寸链 尺寸链指的是在零件加
9、工或机器装配过程中，由相互联系的尺寸形成的封闭尺寸组。,1.尺寸链的分类 (1)出现在零件中，称之为零件尺寸链 (2)由工艺尺寸组成，称之为工艺尺寸链 (3)出现在装配中，称之为装配尺寸链,2. 尺寸链的含义 尺寸链的含义包含两个意思： (1)封闭性：尺寸链的各尺寸应构成封闭形式（并且是按照一定顺序首尾相接的。 (2)关联性：尺寸链中的任何一个尺寸变化都将直接影响其它尺寸的变化。,二、尺寸链的有关术语,在零件加工或机器装配过程中，最后自然形成（即间接获得或间接保证）的尺寸。表示方法：下标加，如A、L。,1. 尺寸键的环,构成尺寸链的每一个尺寸都称为“环”。,可分为,组成环 Ai 封闭环 A,增
10、环 减环,2. 封闭环,(1) 由于封闭环是最后形成的，因此在加工或装配完成前,它是不存在的。 (2) 封闭环的尺寸自己不能保证，是靠其它相关尺寸来保证的。,2.1 封闭环的特点：,(1) 体现在尺寸链计算中，若封闭环判断错误，则全部分析计算之结论，也必然是错误的。 (2) 封闭尺寸通常是精度较高，而且往往是产品技术规范或零件工艺要求决定的尺寸。 在装配尺寸链中，封闭环往往代表装配中精度要求的尺寸；而在零件中往往是精度要求最低的尺寸，通常在零件图中不予标注。,2.2 封闭环的重要性:,3. 组成环,一个尺寸链中，除封闭环以外的其他各环，都是“组成环”。按其对封闭环的影响可分为增环和减环。 表示
11、为：Ai 、Li i=1,2,3,增环：在尺寸链中，当其余组成环不变的情况下，将某一组成环增大，封闭环也随之增大，该组成环即称为“增环”。,L1为增环,L1、L4为增环,减环：在尺寸链中，当其余组成环不变的情况下，将某一组成环增大，封闭环却随之减小，该组成环即称为“减环”。,L2、L3 、 L5为减环,L2、L3 、 L4为减环,三、尺寸链的分类,1.按不同生产过程来分 (1) 工艺尺寸链：在零件加工工序中，由有关工序尺寸、设计尺寸或加工余量等所组成的尺寸链。 (2) 装配尺寸链：在机器设计成装配中，由机器或部件内若干个相关零件构成互相有联系的封闭尺寸链。包含零件尺寸、间隙、形位公差等。 (3
12、) 工艺系统尺寸链：在零件生产过程中某工序的工艺系统内，由工件、刀具、夹具、机床及加工误差等有关尺寸所形成的封闭尺寸链。,四、极值解法,当增环为最大极限尺寸，而减环为最小极限尺寸时，封闭环为最大极限尺寸。,1.各环极限尺寸计算,三环尺寸链极限尺寸计算关系图,同理：,当多环尺寸键计算时，则封闭环的极限尺寸可写成一般公式为：,2.各环上、下偏差的计算,根据上述的几个式子可得出封闭环上、下偏差计算的一般公式：,因为零件图和工艺卡片中的尺寸和公差，一般均以上、下偏差的形式标注，所以该式较为简便迅速,3.各环公差的计算,即：,封闭环公差等于所有组成环公差之和，它比任何组成环公差都大。所以应用中应注意：
13、(1) 在零件设计中，应选择最不重要的环作为封闭环。 (2) 封闭环公差确定后，组成环数愈多，则分到每一环的公差应愈小。所以在装配尺寸链中，应尽量减小尺寸链的环数。即“最短尺寸链原则”。,结论：,第四节 机械加工规程的制定,一、工艺规程及其作用 1.工艺规程: 把零件加工的全部工艺过程按一定格式写成书面文件就叫做工艺规程。 2.工艺规程的作用 工艺规程是在总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必要的工艺试验后制订的，反映了加工中的客观规律。因此，工艺规程是（1）指导工人操作和用于生产、工艺管理工作的主要技术文件，（2）又是新产品投产前进行生产准备和技术准备的依据和新建、扩建车间或工厂的原始资料
14、，（3）此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。,完整性,规范性,3.对工艺规程的要求 (1)保证可靠地达到产品图纸所提出的全部技术要求。 (2)能获得高质量、高生产效率。 (3)有利于节约原材料和工时消耗，不断降低成本。 (4)有利于减轻工人劳动强度，保证安全和良好的工作条件。 4.工艺文件的形式：多种多样，区别很大，主要决定于生产类型。 在单件小批生产中一般只编制综合工艺过程卡。 在成批生产中多采用机械加工工艺卡片。 大批大量生产中则要求完整和详细的文件，一般是工艺过程卡、工序卡片，有时甚至包括操作卡、调整卡以及检验卡。 各工厂采用的工艺文件并无须统一格式，但基本内容大同小异。
15、,对待工艺规程的态度,1）严格遵守 工艺规程是经过逐级审批的，因而也是工厂生产中的工艺纪律，有关人员必须严格执行。 2）允许修改 工艺规程也不是一成不变的，随着科学技术的进步和生产的发展，工艺规程会出现某些不相适应的问题，因而工艺规程应定期整顿，及时吸取合理化建议、技术革新成果、新技术和新工艺。使工艺规程更加完善和合理。,二、制订工艺规程的原始资料,制订工艺规程的原始资料主要有： （1）产品整套装配图和零件工作图； （2）产品年产量； （3）本厂生产条件：设备、工装、工人技术水平等情况； （4）毛坯生产和供应条件； （5）产品的验收质量标准；,三、制订机械加工工艺规程的步骤,(1)原则： 在保
16、证质量的前提下，用最先进的、最经济合理的加工方案。 (2)方法： 认真研究、分析原始资料。 参照国内外文献、结合现场实际编程。 虚心征求工人意见。,(3)步骤： 确定生产类型； 分析研究产品的装配图和零件图,进行工艺审查;熟悉产品,性能,用途和工作条件,零件在产品中的作用；了解零件图上各项技术条件的依据,确定关键性技术问题。检查尺寸,视图及技术条件是否是否合理,主要: a.审查各楦项技术要求是否合理；过高的精度,表面粗糙度及其他要求会使工艺过程复杂化，成本提高; b.审查零件的结构工艺性是否好；便于加工的安装，尽可能减少加工和转配的劳动量； c.审查材料选用是否恰当；,确定毛坯的种类和尺寸；(应考虑生产批量，零件材料及毛坯生产条件） a.一般采用：铸件、锻件、焊接件； b.毛坯精度提高，材料利用率提高，大大节约机械加工工时，但毛坯精度过高往往使毛坯制造困难。 因此，毛坯种类和制造方法的选择要
