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1、1,第一章机械加工工艺规程的制订,第一节机加工艺过程的基本概念 第二节制订机加工艺规程的基本原理 第三节工艺路线拟订,2,第一节 机加工艺过程的基本概念,一、生产过程与工艺过程 1、生产过程：从原材料转变到成品的全部过程 2、工艺过程：生产对象（原材料，毛坯，零件）所发生的质与量的变化，包括物理，化学尺寸，形状，位置，外观的变化 另：生产过程中改变原材料（或半成品）的形状，尺寸，性能以及决定零件相互位置的过程，如锻造，热处理，机加，装配等,3,机械制造工艺过程,毛坯和零件成形铸造、锻压、冲压、焊接 、压制、烧结、注塑、压塑 机械加工切削、磨削、特种加工 材料改性与处理热处理、电镀、转化膜、涂装
2、、热喷涂 机械装配把零件按一定的关系和要求连接在一起，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,4,机械制造工艺方法与分类,JB/T5992-92按大、中、小和细分类四个层次划分,表1-1 机械制造工艺方法类别划分及代码（JB/T5992-92）,5,二、工艺过程的组成,组成：由若干个依次排列的工序组成，工序是组成机加工艺过程的基本单元。工序包含：工位，工步，走刀（工作行程）等。 1、工序：指在一个工作地点（设备），由一个工人（或一组）对一个（或同时对几个）工件连续完成的工艺过程。 一个零件的工艺过程往往是由若干个工序组成，若生产规模不同，工序的划分以及每道
3、工序包含的加工内容不同。,6,例1：阶梯轴的加工(教材4页图11),单件小批生产： 工序内容 ： 设备 1、车端面，打中心孔，掉头，车另一端面打中心孔 车床 2、车大外圆，倒角，掉头车小外圆，倒角 车床 3、键槽铣削，去毛刺 车床 成批生产： 1、铣两端面，打中心孔 铣端面打中心孔机床 2、车大外圆，倒角 车床 3、车小外圆，倒角 车床 4、铣键槽 键槽铣床 5、去毛刺 钳工台,7,例2：,8,2、安装在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。,工件在机床上从定位到夹紧的过程，一个工序可以包含多次安装 定位 使工件在机床或夹具上占有正确位置 夹紧 对工件施加一定的外力，使其已
4、确定的位置在加工过程中保持不变,9,直接找正装夹（图12） 精度高，效率低，对工人技术水平高 划线找正装夹（图13） 精度不高，效率低，多用于形状复杂的铸件 夹具装夹（图14） 精度和效率均高，广泛采用,10,工件装夹,11,工件装夹,图1-4 工件在夹具上装夹（滚齿夹具）,12,3、工位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。,图1-5 多工位加工 1：装卸工件 2：钻孔 3：扩孔 4：绞孔,13,4、工步指在加工表面不变、切削刀具不变的情况下所连续完成的那部分工序。工步是组成工序的基本单元，一个工序可以包含一个或几个工步 在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此工
5、步为复合工步,a）立轴转塔车床的一个复合工步 b）钻孔、扩孔复合工步 图1-6复合工步,14,5、走刀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一次走刀,图17 以棒料制造阶梯轴,15,综述：工序是组成工艺过程的基本单元，每一个工序可以包含一个或几个工步，每个工步通常包含一次走刀，也可以包含几次走刀，一个工序中可多次安装，或多工位加工。,16,6、 机械装配工艺过程,机械装配工艺过程 将组成机器的零、部件按一定的精度要求和技术条件连接与固定在一起，构成合格机械产品的过程 机械装配工作 包括：组装、部装、总装、调试、检验、试车、涂装与包装等 装配工序、工步和操作
6、,装配工序在一个工作地点，由一个或一组工人所连续完成的那一部分装配工作 装配工步装配工序的组成部分，在装配工步中，装配对象、装配工具和装配方法均不改变,装配操作装配工步中各个装配动作,17,三、生产类型及其对工艺过程的影响：,1、零件生产纲领 N = Q n（1+%）（1 +% ） （1-1）,式中 Q 产品年产量（件/年）； n 每台产品中该零件数量（件/台）； 备品率； 废品率。,2、 生产类型的划分,单件小批生产 批量生产 大批大量生产,18,单件生产：单个的制造不同结构和不同尺寸的产品，且很少重复。如：重型机器制造，专用设备制造和新产品试制,大量生产：产品数量很大，大多数工作地点经常重
7、复的进行某一个零件的某一道工序的加工，:如汽车，拖拉机，轴承的制造 成批生产：当产品数量介于上述两种生产类型之间时，则应成批生产，一年中分批的制造相同的产品，制造过程有一定的重复性，如：机床制造，汽车起重机的制造 批量：每批制造相同产品的数量 根据批量的不同，又分为小批，中批，大批 小批生产与单件生产的工艺特点相似，大批生产的工艺特点则接近大量生产，中批生产介于小，大批生产之间,19,3、各类生产类型的工艺特征（见表12）,20,四、时间定额,1、含义：是在一定技术组织条件下，制订出来的完成单件产品或某项工作所必须的时间，是安排生产计划，核算成本的重要依据，也是设计或扩建工厂时核算技术设备和人
8、员数量的重要资料，制订时防止两种倾向：一是时间定额定的过紧，一是定的过松,21,2、组成：完成一个零件的一个工序的时间称为单件时间，包括：,基本时间：直接改变工件的尺寸，形状及表面质量所耗费的时间，根据切削用量和行程长度来确定，对于切削加工，基本时间是切除金属所耗费的机动部分时间 辅助时间：在各个工序为保证完成基本工作，需要做的辅助动作所耗费的时间。包括：装卸工件，开动和停止机床，测量工件和进刀，退刀 工作地点服务时间：工人在工作时间内照管工作地点及保持工作状态所耗费的时间，包括：加工过程中调整刀具，休整砂轮，润滑及察试机床，清理切削等所耗费的时间，一般按操作时间的2-7%来计算 休息和自然需
9、要时间：用于照顾工人休息和生理上的需要而耗费的时间，按2%操作时间的来计算,22,五、工艺过程的技术经济分析,工艺成本,生产成本生产一件产品或一个零件所需费用总和 工艺成本生产成本中与工艺过程直接有关的部分,所谓技术经济分析，就是通过比较不同工艺方案的生产成本，选出最经济的工艺方案。,23,工艺方案技术经济分析,可变费用：与年产量有关且与之成比例的费用，记为CV包括材料费CVM，机床工人工资及工资附加费CVP，机床使用费CVE，普通机床折旧费CVD，刀具费CVC，通用夹具折旧费CVF等,CV = CVM + CVP + CVE + CVD + CVC + CVF （1-2）,不变费用：与年产量
10、的变化没有直接关系的费用，记为CN。包括调整工人工资及工资附加费CSP，专用机床折旧费CSD，专用夹具折旧费CSF等,CN= CSP + CSD + CSF （1-3）,工艺成本可分为两部分：,24, 零件全年工艺成本（式中 N 为零件年产量）：,CY= CV N + CN （1-4）, 零件单件工艺成本：,CP= CV + CN / N （1-5）,比较工艺成本 ： 需评价工艺方案均采用现有设备，或其基本投资相近，直接比较其工艺成本。各方案的临界年产量NC（图1-8）计算如下：,（1-6）,25,比较投资回收期 ：当对比的工艺方案基本投资额相差较大时，应考虑不同方案基本投资额的回收期。,（1
11、-7）,式中 投资回收期； F基本投资差额； S全年生产费用节约额。,（1-8）,考虑投资回收期的临界年产量NCC（图1-9）：,26,六、机械加工的经济精度,由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。 加工经济精度指的是，在正常加工条件下所能保证的加工精度。 某种加工方法的加工经济精度应理解为一个范围。,27,加工误差与加工成本C成反比关系。用同一种加工方法，如欲获得较高的精度 ，成本就要提高；反之亦然。,图1-10加工成本与加工误差之间的关系,28,但上述关系只是在一定范围内才比较明显，如图1-10中之AB段。而A点左侧之曲线几乎与
12、纵坐标平行，即使成本提高的很多，但精度提高得却很少乃至不能提高。相反，B点右侧曲线几乎与横坐标平行，即使工件精度要求很低，也必须耗费一定的最低成本。,典型表面加工方案及经济精度：见书中有关表17、18、19。 如图110所示： A段精度高成本不经济； AB段比例适当为经济精度； B段不能满足加工要求。,29,经济精度随年代增长和技术进步而不断提高（图1-11）,30,第二节制订机加工艺规程的基本原理,一、基准及其选择 二、毛坯的选择 三、加工余量及其确定 四、工序集中和工序分散 五、工艺分析 六、制定工艺规程的原始资料与制定步骤,31,一、基准及其选择：,1、基准的概念： 即根据，确定加工对象
13、上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。 例如：,图1-12 定位支座零件,32,2、基准的分类,1）设计基准零件图上确定技术要求的基准。 2）工艺基准制造工艺过程中使用的基准。 工序基准：工序图中标注加工面加工要求的基准，即工序尺寸的基准。 定位基准：工件上用于定位的基准（面）。 度量基准：检测加工要求的基准，即度量尺寸的基准。 装配基准：装配时作为根据的点线面,33,图1- 13 a 支座零件第1工序（车削）,34,图1-13 b 支座零件第1工序（钻孔）,35,图1-13 c 支座零件第4工序（磨内孔、端面）,图1-13 d 支座零件第5工序（磨外圆、台阶面）,36,3、定位
14、基准的选择,在工艺规程设计中，正确选择定位基准，对保证零件加工要求、合理安排加工顺序有着至关重要的影响。 定位基准有精基准与粗基准之分，用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。用加工过的表面作定位基准，这种定位基准成为精基准。 在选择定位基准时往往先根据零件的加工要求选择精基准，由工艺路线向前反推，最后考虑选用哪一组表面作为粗基准才能把精基准加工出来。 设计过程中：先选择精基准，后选择粗基准 加工过程中：先选择粗基准 后选择精基准,37,3.1粗基准的选择原则,工件加工的第一道工序要用粗基准，粗基准选择得正确与否，不但与第一道工序的加工有关，而且还将对工件加工的全过程产生重
15、大影响。 1)保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则 : 被加工零件上如有不加工表面应选不加工面作粗基准，这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有较为精确的相对位置 .当零件上有几个不加工表面时，应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准。,图1_14 所示套筒法兰零件，表面1为不加工表面，为保证镗孔后零件的壁厚均匀，应选表面1作粗基准镗孔、车外圆、车端面。,图1- 14 套筒法兰加工实例,38,2)合理分配加工余量的原则,从保证重要表面加工余量均匀考虑，应选择重要表面作粗基准。 如机床床身零件的加工，第一道工序应该选则导轨面作粗基准加工床身底面(图1-15a)，然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面(图1-15b)，此时从导轨面上去除的加工余量小而均匀。,图1-15 床身加工粗基准选择,39,3)便于装夹
