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1、第五章机械加工工艺规程设计典型案例在机械加工中，常会遇到诸如轴类、套类、盘类、杆类、箱体类等各种各样零件。虽然它们形状各异，但在考虑它们的加工工艺时却存在许多共性。如图5-1所示套类零件，当安排其加工工艺时，必然要考虑这样一些问题， 如该零件的主要技术要求有哪些 ？哪些表面是零件的主要加工表面？这些表面用什么方法加工、分几次加工？各表面的加工顺序如何？每个工序（工步）的加工余量多 大？如何确定各道工序的工序尺寸及其公差？另外还要考虑零件的材料、毛坯形式、工件如何定位I X气7/qoi a1*和夹紧等问题。上述这些问题均要在本章中进行讨论。.-0.23 .图5-1轴套零件5.1概述一、机械加工工
2、艺规程及其作用将产品或零部件的制造工艺过程的所有内容用图、表、文字的形式规定下来的工艺文件汇编称为工艺规程。机械加工工艺规程的作用可概括为： 组织、管理和指导生产。生产的计划、调度，工人的操作，质量的检查等都是以机械加工工艺规程为依据，一切生产人员都不得随意违反机械加工工艺规程，工艺规程是产品质量保证的根本所在。机械加工工艺规程是各项生产准备工作的技术依据。在产品投入大批量生产以前，需要做大量的生产准备和技术准备工作，例如：厂房的改造或规划建设；设备的改造或新设备的购置和订做；关键技术的分析与研究；工装的设计制造或选购等。这些工作都必须根据机械加工工艺规程来展开。技术的储备和交流。工艺规程体现
3、了一个企业的工艺技术水平，它是一个企业技术得以不断发展的基石，也是先进技术得以推广、交流的技术文件，所有的机械加工工艺规程几乎都要经过不 断的修改与补充才能不断吸收先进经验，以适应技术的发展。二、工艺规程的设计原则 必须可靠的保证零件图纸上所有技术要求的实现。 在设计机械加工工艺规程时， 如果发现图纸某一技术要求规定的不适当， 只能向有关部门提出建议， 不得擅自修改图纸或不按图纸要求去做。 在规定的生产纲领和生产批量下，一般要求工艺成本最低。 充分利用现有生产条件，少花钱，多办事。 尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全，创造良好、文明的 劳动条件。三、工艺规程设计所需的原始资料在制订机械加工工
4、艺规程时，必须具备下列原始资料： 零件图和产品整套装配图； 产品的生产纲领和生产类型； 产品的质量验收标准； 毛坯情况； 本厂的生产条件和技术水平； 国内外生产技术发展情况。四、工艺规程设计的步骤制订工艺规程的主要步骤大致如下： 零件的工艺性分析。主要分析零件的结构工艺性、技术要求、生产类型等内容。 确定毛坯。 依据零件在产品中的作用和生产纲领以及零件本身的结构特点， 确定毛坯的种类、制造方法、精度等内容。工艺人员在设计机械加工工艺规程之前，首先要熟悉毛坯的特点。例如，其分型面，浇口和铸钢件冒口的位置以及铸件公差和拔模斜度等。这些内容均与工艺路线的制订密切相关。 拟定工艺路线，选择定位基准。这
5、是工艺规程设计的核心内容。 确定各工序的设备和工装。设备和工装的选择需要与零件的生产类型、加工质量、结构特点相匹配，对需要改装和重新设计的专用设备和工艺装备应提出具体设计任务书。 确定主要工序的生产技术要求和质量验收标准。 确定各工序的余量，计算工序尺寸和公差。 确定各工序的切削用量。在单件、小批生产中，切削用量多由操作者自行决定，机械加工工艺卡中一般不作明确规定。在中批，特别是在大批大量生产时，为了保证生产的合理性和节奏均衡，在工艺规程中对切削用量有详尽的规定，并不得随意改动。确定工时定额。填卡、装订。五、机械加工工艺规程的格式工艺规程是由一系列工艺文件所构成，工艺文件一般以卡片的形式来体现
6、，这些卡片包括：工 艺过程卡、工序卡、检验卡、调整卡等。但是其基本内容是相同的。5-1）;在中批生产中，多采用在我国各机械制造厂使用的机械加工工艺规程表格的形式不尽一致, 在单件小批生产中，一般只编写简单的机械加工工艺过程卡（参见表机械加工工艺卡片（参见表5-2）;在大批大量生产中，则要求有详细和完整的工艺文件，要求各工序都要有机械加工工序卡（参见表5-3）;对半自动及自动机床，则要求有机床调整卡，对检验工序则要求有检验工序卡等。表5-1工艺过程卡片产用及4号M M It觇这N !.年作刑卜UIEk . l, KM天酎*也雪（EU1表5-2机械加工工艺卡片工安工机械加r 11 f片零件名杵毛林
7、受爆尺寸切削用看ClWifK (m/同时 to：（. 零件 魅miIf/turn或立行树零件图号零件亶量竺常.如, 做共班到I (mni/t 或mm注畜 名种席耕号枝 相 等 蛾匚辟定苴（mb）飙件带科宾靖脖与捱时，的催i毋碓表5-3机械加工工序卡片产睛书押两型号雾帏名称零件因“工序名梆工序号艮可mxonu：)年 削X股材M篇韩Jjr ftr 1pzq同附加工杵KH1411 ft枝琳等联单件时由 （miD充着一善裁时科（mini蚊备若界火Hf!弗工整诵A 内褥工卡内容立转或长度单边氏哀奔带走鼻 次 败声酢口HI切制划横工时/瓶（FU&I用鼻帚区及轴助rm、零件的结构工艺性分析进塘 iiun/r
8、 成mm 7mui)tlfli 总度(r/ittin 成限 和存_v2noj整时TK H庸 JfeH 点属时问工打却 速也 (/ mill)名泣格*5.2机械加工工艺规程设计结构工艺性是指产品的结构是否满足优质、高产、低成本制造的一种性质。零件结构工艺性的优、劣不是一成不变的，在不同的要求和生产条件下是可以变化的。在保证使用要求的前提下，为 了优化产品质量、生产率、材料消耗、生产成本等要素。这就要求在进行产品和零件设计时，一定 要保证合理的结构工艺性。表5-4列举了在常规工艺条件下零件结构工艺性定性分析的例子，供零件结构设计和工艺性分析时参考。表5-4零件结构工艺性举例零件结构号结构工艺性不好
9、结构工艺性好加工孔离壁太近, 与辅具（或主轴） 干涉，无法进刀加大加工孔与壁之间 距离，或取消进刀方 向的立壁，就可以方 便进刀无退刀槽，攻丝无2 法加工，车螺纹时易打刀设计退刀槽，可以方便螺纹加工3无退刀槽，刀具工作环境恶劣贸1%设计退刀孔槽，可以 改善刀具工作环境4台阶尺寸太小，加 工键槽时，易划伤 左端孔表面加大尺寸h,可以避免 划伤左端孔5无退刀槽，小齿轮 无法加工I0b设计退刀槽，可以方便小齿轮加工6无退刀槽，两端轴 颈磨削时无法清 根4一*设计退刀槽，可以方 便两端轴颈磨削清根孔口设计成斜面，7 钻孔加工时，刀具易引偏或折断孔口设计平台，可以 方便钻孔加工时刀具 进刀退刀槽尺寸不
10、一，增加刀具种类 和换刀次数统一退刀槽尺寸，可以减少刀具种类和换刀次数孔出口处设计平 坦，孔加工方便螺纹孔尺寸接9 近但不同，增加刀 具种类平面太大，增加10 加工量，平面度也不便保证外圆和内孔无 法在一次安装中11 加工，不便保证外 圆和内孔的同轴度孔出口处余量12 偏置，钻头易引偏 或折断螺纹孔尺寸统一， 可以减少刀具种类和 换刀次数减小加工面面积， 可以减少加工量，方 便保证平面度在外圆上设计台 阶，可以方便保证外 圆和内孔的同轴度1314加工B面时，A 面太小，定位不方 便键槽分布在不 同方向，无法一次 安装中加工出来设计两个工艺凸 台，可以方便B面加 工时的定位，加工后 可以再将凸台
11、去处将键槽设计在同一 方向，可以一次安装 中加工出来15孔太深，深孔加工有困难减小孔深度，可以 方便加工锥面需要磨削，锥16 面和圆柱面交接处无法清根锥面和圆柱面交接 处设计成台肩，可以 方便锥面磨削17装配面设计在腔 体内部不便加工 和装配装配面设计在腔体 外部可以方便加工和 装配台阶面不等高，18 加工时需两次安装或两次调刀孔内壁设计沟槽不便加工台阶面设计成等 高，可以减少辅助时 间将沟槽设计在装配 件外圆柱面上，可以 方便加工、确定毛坯毛坯的种类和质量对零件的加工质量、材料消耗、生产率、成本均有影响，而且还会影响零件 的力学性能和使用性能。因此，选择毛坯种类和制造方法时，我们必须首先满足
12、零件的力学性能和 使用性能要求，同时希望毛坯与成品零件尽可能接近，以节约材料、降低成本。但这样又会造成毛 造制造难度增加、成本提高。为合理解决这个矛盾，选择毛坯时应重点考虑以下几个问题：零件的 生产纲领；零件的性能要求；毛坯的制造方法及其工艺特点；零件形状与尺寸；现有生产条件。表5-5列举了各种毛坯制造方法的工艺特点。表5-5常见毛坯制造方法的工艺特点毛坯制 造方法工件尺 寸大小壁厚(mm)结构的 复杂性适用生产类型材料精度等级（IT）尺寸公差（mm）其它工 艺特点型材小型简单各种类 型各种材料余量较大。焊接件大中型较复杂单件小批生产钢材余量大，有内 应力。手工砂型铸造各种尺寸35复杂单件小批生产铁碳合金、 有色金属 及其合金14 1618生产率低，余 量大。机械砂型铸造中小型3-5复杂大批量 生产同上14左右13生产率高，设 备复杂。金属型 铸造中小型1.5较复杂中、大 批生产同上10 120.1 0.5生产率高。压铸中小型0.5 （锌）10 （其它合金）由模型 制造难 易决定大批量 生产锌、铝、镁、铜、锡、铅各金属合金8110.05 0.2生产率高，设 备昂贵。铁碳合金、离心铸造中小型35旋转体大批量 生产有色金属及15 1618生产率高，设 备复杂。其合金熔模 铸造小型零 件0.8复杂成批大量生产难切削 材料
