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1、机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造及自动化系机械制造及自动化系 第第5章章 机械加工工艺过程设计机械加工工艺过程设计 FUNDAMENTALS OF MACHINERY MANUFACTURING TECHNOLOGY Machining Process Planning生产过程生产过程 与原材料进厂与原材料进厂产品制成相关的劳动和运输的总和产品制成相关的劳动和运输的总和 （原料（原料生产准备生产准备毛坯毛坯加工加工装配装配检测检测包装）包装）工艺过程工艺过程 与原料转变为产品与原料转变为产品直接直接有关的过程有关的过程工艺规程工艺规程 以以文件形式文件形式规定下来的规定下来的工艺过程工
2、艺过程工序工序 一个（或一组）一个（或一组）工人工人在一台机床（或在一台机床（或工作地点工作地点）上对一个）上对一个 （或同时几个）（或同时几个）工件工件进行加工，所进行加工，所连续完成连续完成的那一部分工的那一部分工 艺过程（艺过程（四大要素四大要素） 工序是机械加工工艺过程的工序是机械加工工艺过程的基本单元基本单元，也是生产组织，也是生产组织 和计划的基本单元和计划的基本单元5.1 制订机械加工工艺规程的步骤和方法制订机械加工工艺规程的步骤和方法5.1.1 概述概述一一个个工工序序中中每每次次装装夹夹后后所所完完成成的的那那一一部部分分工工艺艺过过程程（如如：车车一一个个工工件件的的一一端
3、外圆并倒角后立即再车其另一端外圆并倒角，是一个工序，两次安装）端外圆并倒角后立即再车其另一端外圆并倒角，是一个工序，两次安装）一一次次装装夹夹中中，工工件件相相对对于于机机床床（刀刀具具）每每占占据据一一个个确确切切位位置置所所完完成成的的那那一一部分工艺过程部分工艺过程（转位工作台，转位夹具）（转位工作台，转位夹具）加加工工表表面面、切切削削用用量量、切切削削速速度度和和进进给给量量都都不不变变的的情情况况下下，所所完完成成的的那那一一部分工艺过程。部分工艺过程。一一个个工工步步中中，切切削削层层很很厚厚，可可分分几几次次走走刀刀切切削削，每每次次切切削削称称一一次次走走刀刀，（只改变切削深
4、度）（误差复映中存在）（只改变切削深度）（误差复映中存在）注意：（注意：（1）连续是指未插入其它加工，而并不是停止地加工）连续是指未插入其它加工，而并不是停止地加工 （2）车完一个工件的一端后立即掉头车另一端，只能算一个工序）车完一个工件的一端后立即掉头车另一端，只能算一个工序 （3）车完一批工件的一端后再掉头车另一端，两序）车完一批工件的一端后再掉头车另一端，两序安装安装工位工位工步工步走刀走刀基本概念基本概念式中式中 Q 机器数；机器数； n 每机零件数每机零件数 备品率备品率； 废品率废品率。 生产纲领生产纲领 生产类型生产类型 单件单件 大批大批 成批成批 中批中批 小批小批大量大量年
5、产量年产量p.16基本概念基本概念采采用用机机械械加加工工方方法法直直接接改改变变毛毛坯坯的的形形状状、尺尺寸寸、各各表表面面间间相相互互位位置置及及表表面面质质量量，使使之之成成为为合合格格零零件的过程件的过程机械加工工艺过程机械加工工艺过程 机械加工工艺规程机械加工工艺规程按一定的格式（表格或图表）和要求描述机械加工按一定的格式（表格或图表）和要求描述机械加工工艺过程的工艺过程的指令性指令性技术文件技术文件包括：包括：机械加工工艺过程卡、工序卡、检验工序卡、机床调整卡等机械加工工艺过程卡、工序卡、检验工序卡、机床调整卡等工艺规程工艺规程（作用）（作用）是指导生产的主要技术文件是指导生产的主
6、要技术文件是生产准备工作的主要依据是生产准备工作的主要依据是新（扩）建机械制造厂（车间）的基本技术文件是新（扩）建机械制造厂（车间）的基本技术文件一切生产人员必须严格地执行工艺规程，不得违反工艺纪律一切生产人员必须严格地执行工艺规程，不得违反工艺纪律基本概念基本概念5.1.2 机械加工工艺规程的设计原则机械加工工艺规程的设计原则必须保证加工质量必须保证加工质量（质量是根本、航天）（质量是根本、航天）力求高效率、低成本力求高效率、低成本（计算机、汽车）（计算机、汽车）充分利用现有生产条件充分利用现有生产条件（技术资料）（技术资料）保障文明生产和安全生产保障文明生产和安全生产力争先进性，符合可持续
7、发展力争先进性，符合可持续发展（产品性能、高挡（产品性能、高挡BUS）5.1.3 制订机械加工工艺规程所需的原始资料制订机械加工工艺规程所需的原始资料产品的装配图及零件图产品的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和生产类型产品的生产纲领和生产类型毛坯的生产情况毛坯的生产情况本厂的生产条件本厂的生产条件各种手册、标准等技术资料各种手册、标准等技术资料国内外先进工艺和技术国内外先进工艺和技术p.171-5.1.4 机械加工工艺规程的设计步骤及内容机械加工工艺规程的设计步骤及内容p.172-（1）分析零件的工作图和产品装配图）分析零件的工作图和产品装配图（2）工艺审查）工
8、艺审查（3）确定毛坯种类及制造方法）确定毛坯种类及制造方法（4）拟订机械加工工艺路线）拟订机械加工工艺路线（5）确定各工序所需的机床和工艺装备）确定各工序所需的机床和工艺装备（6）工序设计）工序设计（7）评价工艺路线）评价工艺路线（8）形成工艺文件）形成工艺文件 （总工）（总工）确定各工序的加工余量确定各工序的加工余量计算各工序尺寸计算各工序尺寸确定各工序的切削用量确定各工序的切削用量确定各工序的工时定额确定各工序的工时定额选择定位基准选择定位基准确定加工方法确定加工方法安排加工顺序安排加工顺序安排辅助工序安排辅助工序表表5.4 p.173（本厂提供）本厂提供）完整性，正确性，工艺性完整性，正
9、确性，工艺性功能要求，经济性功能要求，经济性零件功用，技术要求零件功用，技术要求技术经济分析，优化工艺方案技术经济分析，优化工艺方案5.1.5 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析p.62-保证零件的使用性能，还要看之保证零件的使用性能，还要看之能否制造能否制造，便于制造及降低成本。，便于制造及降低成本。结构工艺性：结构工艺性：综合考虑综合考虑制造、装配工艺、维修及成本制造、装配工艺、维修及成本等方面的技术。亦称之为满足使用条等方面的技术。亦称之为满足使用条件下的零件制造可行性和经济性。件下的零件制造可行性和经济性。生产类型（根据类型选机床、加工方法与设备）生产类型（根据类型选机床、加工方
10、法与设备）制造条件（厂的制造能力、水平）制造条件（厂的制造能力、水平）工艺技术（先进工艺）工艺技术（先进工艺）影响结构工艺性的因素影响结构工艺性的因素零件结构工艺性的基零件结构工艺性的基本要求本要求（1）服从）服从整机工艺性整机工艺性（2）零件造型）零件造型尽可能简单尽可能简单（减少加工面及面积、（减少加工面及面积、 标准件、相同形状和相同元素）标准件、相同形状和相同元素）（3）加工经济性加工经济性，尤其是加工技术要求，尤其是加工技术要求（4）尽量）尽量减少加工余量减少加工余量、降低生产成本、降低生产成本（5）合理选择）合理选择零件材料零件材料，（加工性及成本），（加工性及成本）（6）环保环保
11、（省能源、再利用）（省能源、再利用）（1）零件机械加工结构工艺性）零件机械加工结构工艺性p.62-从难易性与从难易性与加工成本角度出发。加工成本角度出发。机加机加工艺性的其工艺性的其它具体要求它具体要求（1）零件设计要有）零件设计要有足够空间足够空间（如：退刀槽、越程槽）（如：退刀槽、越程槽）（2）便于加工便于加工（如：不能在斜面上钻孔）（如：不能在斜面上钻孔）（3）减少加工面积减少加工面积（如：大平面或长孔加空刀）（如：大平面或长孔加空刀）（4）尽理使用）尽理使用结构相似要素结构相似要素（如：退刀槽、越程槽（如：退刀槽、越程槽 规格相同、凸台同一高度）规格相同、凸台同一高度）（5）便于安装与
12、夹紧便于安装与夹紧尺寸标注注意基尺寸标注注意基准，减少基准不准，减少基准不重合误差。重合误差。p.62-零件结构工艺性举例零件结构工艺性举例p.62-零件结构工艺性举例零件结构工艺性举例p.62-零件结构工艺性举例零件结构工艺性举例p.62-（2）零件的装配结构工艺性）零件的装配结构工艺性评定机器装配好坏的一个重要标志。参见评定机器装配好坏的一个重要标志。参见:p66-零件结构工艺性举例零件结构工艺性举例p.62-将将结构分成若干个结构分成若干个独立单元（可缩短独立单元（可缩短装配周期）装配周期）（1）便于部件规格化、系列化、标准化）便于部件规格化、系列化、标准化（2）有利于机器质量不断提高（
13、便于改进）有利于机器质量不断提高（便于改进）（3）便于协作生产（卫星式工厂：如轿车）便于协作生产（卫星式工厂：如轿车）（4）重型机器包装运输）重型机器包装运输（5）流水线生产）流水线生产减少装配时的修配与机械加工（修配适用于单件小批）减少装配时的修配与机械加工（修配适用于单件小批）尽量使装配和拆卸方便尽量使装配和拆卸方便p.62-装配与维修结构工艺性举例装配与维修结构工艺性举例p.62-装配与维修结构工艺性举例装配与维修结构工艺性举例p.62-装配与维修结构工艺性举例装配与维修结构工艺性举例5.2 定位基准的选择定位基准的选择5.2.1 精基准的选择精基准的选择应考虑的主要因素应考虑的主要因素
14、保证加工精度保证加工精度便于准确装夹便于准确装夹精基准的选择原则精基准的选择原则 （要分清主次）（要分清主次）（1） 基准重合基准重合 尽量避免基准不重合误差尽量避免基准不重合误差（2） 基准统一基准统一 尽量减少尽量减少基准转换基准转换，便于装夹方案设计，便于装夹方案设计（5） 便于装夹便于装夹 尽量选用面积大、精度高的定位基准面尽量选用面积大、精度高的定位基准面（3） 互为基准互为基准 相互定位、反复加工以相互定位、反复加工以减少位置误差减少位置误差（4） 自为基准自为基准 保证精加工表面保证精加工表面加工余量小而且均匀加工余量小而且均匀粗粗基准：未加工过表面基准：未加工过表面精基准：已经
15、加工过的表面精基准：已经加工过的表面辅助基准：专供定位用辅助基准：专供定位用5.2.2 粗基准的选择粗基准的选择应考虑的主要因素应考虑的主要因素保证加工余量均匀分配保证加工余量均匀分配利于装夹利于装夹保证加工面与非加工面的位置要求保证加工面与非加工面的位置要求粗基准的选择原则粗基准的选择原则 （要分清主次）（要分清主次）（1） 保证相互位置保证相互位置 以与加工面以与加工面位置精度要求较高的不加工面为粗基准位置精度要求较高的不加工面为粗基准（2） 余量均匀分配余量均匀分配 以在精加工中以在精加工中要求余量均匀要求余量均匀的表面的毛坯面为粗基准的表面的毛坯面为粗基准（3） 便于工件装夹便于工件装
16、夹 以尽可能平整、光洁、面积大的表面为粗基准以尽可能平整、光洁、面积大的表面为粗基准（4） 尽量使用一次尽量使用一次 避免重复使用同一粗基准而带来较大的位置误差避免重复使用同一粗基准而带来较大的位置误差5.3 工艺路线的拟订工艺路线的拟订分析比较分析比较择优选择择优选择5.3.1 加工方法的选择加工方法的选择力求优质、高效、低成本力求优质、高效、低成本应考虑的主要因素应考虑的主要因素加工的加工的经济精度经济精度和表面粗糙度和表面粗糙度 书表书表p.178-工件的形状和尺寸工件的形状和尺寸工件的材料、可加工性、热处理要求工件的材料、可加工性、热处理要求生产类型生产类型现有设备、人员和技术条件现有设备、人员和技术条件 书表书表p.180-一、一、 常用的加工方法常用的加工方法车、铣、刨、磨、车、铣、刨、磨、拉拉、研磨、刮削（研）、抛光、研磨、刮削（研）、抛光车、磨、研磨、珩磨、砂带磨、抛光、滚压车、磨、研磨、珩磨、砂带磨、抛光、滚压钻、扩、铰、镗、拉、磨、珩磨、研磨、挤压钻、扩、铰、镗、拉、磨、珩磨、研磨、挤压车、攻（套）、铣、磨、滚压车、攻（套）、铣、磨、滚压平面加工：平面加工：外圆加工
