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1、第三章 制订工艺规程基本知识第一节 概 述一、工艺规程的作用工艺规程：以一定文件形式规定的产品生产过程。机械加工工艺规程：是规定零件加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。简称“工艺规程”。1、是指导生产的主要技术文件。关系到生产效率、原材料消耗、产品成本。2、是生产组织管理、计划工作的依据 产品投产前原材料及毛坯的供应、通用工艺装备和机械负荷的调整、专用工艺装备的设计与制造、作业计划的编排、劳动力的组织以及生产成本的核算，都以工艺规程为依据。3、是新建或扩建机械制造厂或车间的基本文件。 机床种类和数量、工人工种和人数、车间面积及布置、辅助部门的设置。4、是现有生产方法和技术的总结，是工艺改革的基
2、础。二、制订工艺规程的原则和所需的原始资料 1、制订工艺规程的原则 优质、高效、低成本。同时，在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进技术和检测技术，并保证有良好的劳动条件。要求正确、完整、规范、清晰，所用术语、符号、计量单位、编号都要符合相应的标准。 2、制订工艺规程所需原始资料 （1）产品的全套图纸，有关产品质量验收标准的技术文件；（装配图和零件图） （2）零件的生产纲领及投产批量； （3）毛坯和半成品资料、毛坯制造方法、生产能力及供货状态；（4）本厂现有质量管理体系、生产设备、生产能力、技术水平、外协条件等有关资料；（5）工艺设计及夹具设计方面的手册及技术资料；（6）国
3、内外同类产品的参考工艺文件及资料。三、制订工艺规程的步骤 机械加工工艺规程的编制是一个复杂的循环设计过程。细分为4个阶段15个步骤（图31）。主要步骤：1、图样分析；2、选择毛坯；3、拟定工艺路线；4、确定各工序所用机床及工艺装备；5、确定各工序的加工余量及工序尺寸；6、确定各工序的切削用量和工时定额；7、填写工艺文件。四、机械加工工艺规程的格式 1、工艺过程卡 各工序的说明较简单，一般不直接指导工人操作，仅用于生产管理。但是在单件小批量生产中，原则上以这种卡片指导生产。（见课本P31表31工艺过程卡片） 2、机械加工工艺卡片（工艺卡） 以工序为单位对工艺过程进行说明，详细说明每一工序所包括的
4、工步及工位内容，对复杂工序，绘出工序简图，注明本工序加工表面及工序尺寸。 3、机械加工工序卡片（工序卡） 具体指导工人操作的文件。为每一工序制定，详细说明该工序加工所必须的工艺资料。附有工序简图。一般用于大批大量生产和重要零件的批量生产。五、工序简图绘制工序卡片中的工序简图应注意几点：1、可按比例缩小，尽量用较少的投影画出略去次要结构和线条；2、主视图方向尽量与零件在机床上的安装方向一致；3、本工序加工表面用粗实线或红色粗实线表示；4、零件的结构、尺寸要与本工序加工后的情况相符，不能将后面工序中形成的结构形状在前面工序的简图中反映出来；5、工序图中应表示工件的安装状态；6、工序简图中应标注本工
5、序的工序尺寸和技术要求。第二节 零件的工艺分析一、零件的结构及其工艺分析1、零件组成表面分析 任何一个零件，尽管形状、尺寸、结构不同，但都是由一些基本表面（内外回转面、平面等）和特形表面（螺旋、齿面等）组成。根据不同表面，选择相应的加工方法。对于平面，可选择刨削、铣削、车削、拉削、磨削等；对于孔，可选择钻削、铰削、车削、镗削、拉削、磨削等。2、零件结构分析 就是对零件表面组合情况和尺寸的大小进行分析。由于零件结构上的差异，引起加工方法和方案（方法的组合）有很大的差异。是确定合理加工方案的关键。3、零件结构工艺性分析 零件结构工艺性是指设计的零件能否在现有的条件下被经济、方便地制造出来，是否可能
6、使用高效率的制造方法和充分发挥设备能力。结构工艺性不好的零件有时根本制造不出来，在此种情况下，要与设计者协商修改，以改善其工艺性。零件结构工艺性涉及零件结构设计、尺寸标注、技术要求、材质等多方面内容。 表34 部分零件机械加工工艺性对比情况工艺性内容不合理的结构合理的结构说明1、加工面积尽量减少1、减少加工余量2、减少刀具及材料的消耗量2、钻孔的入端和出端应避免斜面1、避免钻头折断2、提高生产率3、保证精度3、槽宽应该尽量一致1、减少换刀次数2、提高生产率4、装配轴颈尺寸尽量短1、便于满足加工要求2、便于装配5、留退刀槽或砂轮越程槽1、便于小齿轮加工2、便于轴肩根部加工3、便于槽的根部加工4、
7、便于螺纹加工表34 部分零件机械加工工艺性对比情况（续）工艺性内容不合理的结构合理的结构说明6、直径沿一个或两个方向递减1、便于布置刀具2、便于在多刀半自动车床上加工7、键槽布置在同一方向上1、减少调整次数2、保证位置精度8、孔的位置不能距壁太近1、便于加工2、可采用标准刀具9、槽底面不能与其他面重合1、便于加工2、避免损伤已加工表面10、凸台表面应位于同一平面上1、提高生产率3、易保证精度11、两相接精加工表面间应设刀具越程槽1、便于加工2、易保证精度12、避免涂孔加工1、便于孔加工2、节约零件材料二、零件材料选用及热处理要求的工艺性问题 如果零件的材料选用及热处理要求不合理，会影响工艺过程
8、的安排。 如图实例。方头短销原选用材料为T8A，方头要求淬硬，2H11孔要求装配时配钻，长度仅15 mm，热处理时要求只把方头部分淬硬，而保留8k6圆柱不被淬硬很困难，致使在装配时2H11孔因材料硬度太高而难以加工。改用20Cr，方头部分渗碳淬火，8k6圆柱部分预加保护，即可得到解决。 方头短销三、零件技术要求分析是制定工艺规程的重要环节。分析零件的技术要求，确定主要加工表面和次要加工表面，从而确定整个加工方案。一般从下面几个方面进行。（1）精度分析。包括主要精加工表面的尺寸精度，形状和位置精度的分析。一般尺寸精度取决于加工方法，位置精度决定于安装方法和加工顺序。（2）表面粗糙度及其他表面质量
9、要求分析。（3）热处理要求及有关材质性能分析。（4）其他技术要求（如动平衡、去磁等）的分析。在认真分析和研究技术要求基础上，确定主要加工表面和次要加工表面，进而确定主要工序和次要工序等加工内容。 第三节 零件精度获得的方法一、尺寸精度获得方法1、试切法通过试切测量一调整一再试切，反复进行，直到达到要求的尺寸精度为止。例如，箱体孔系的试镗加工。精度高，但费时（需做多次调整、试切、测量、计算），效率低，依赖技工水平，质量不稳定，单件小批生产。2、调整法用样板或标准件调整好机床、夹具、刀具和工件的准确相对位置，用以保证工件的尺寸精度。例如采用铣床夹具时，刀具的位置靠对刀块确定。 调整法比试切法的加工
10、精度稳定性好，生产率高，成批及大量生产。3、定尺寸法利用标准尺寸的刀具加工。尺寸由刀具尺寸决定。加工精度稳定，生产率高，无需技术。如钻孔、铰孔等。 4、自动控制法由测量装置、进给装置和控制系统等组成。尺寸测量、刀具补偿调整和切削加工以及机床停车等自动完成。例如数控机床。二、形状精度获得方法1、轨迹法让刀具相对于工件作有规律的运动，以其刀尖轨迹获得所要求的表面几何形状。如图车圆锥面。 轨迹法 成形法2、成形法成形刀具代替普通刀具。生产率高。精度取决于成形运动的精度或刀刃的形状精度。如图车球面。3、展成法（范成法）各种齿轮齿廓、花键键齿、蜗轮轮齿的加工方法。刀刃形状与所需表面几何形状不同。例如齿轮
11、加工，刀刃为直线（滚刀、齿条刀），加工表面为渐开线。展成法形成的渐开线是滚刀与工件按严格速比转动时，刀刃的一系列切削位置的包络线。三、位置精度获得方法1、一次安装法有关表面在一次安装中完成。如轴类零件的外圆与端面的垂直度；箱体孔系中各孔之间的平行度、垂直度、同轴度。2、多次安装法表面间的位置精度是由加工表面与定位表面间的位置精度所决定的。如轴类零件上的键槽对外圆的对称度，箱体平面与平面之间的平行度、垂直度等。按方式不同分为： （1）直接安装法（单件、小批） （2）找正安装法（单件、小批） （3）夹具安装法（成批、大量） 直接安装法 找正安装法 夹具安装法第四节 毛坯的选择一、机械零件常用的毛坯
12、种类1、铸件 一般用于形状复杂的毛坯。铸件的缺点是力学性能差。砂型铸造、精密铸造、离心铸造等。成本低、吸振好。工艺性好。2、锻件 适用于力学性能要求高、形状简单的零件的毛坯。主要分自由锻（单件小批、大型锻件）和模锻（成批大量小型锻件）。3、型材下料 各种不同截面形状的热轧和冷拔型材上切下来的毛坯件。 热轧精度较低，一般零件的毛坯；冷拔型材精度较高。4、焊接件 由同种材料或不同材料焊接组合而成。大型、复杂的毛坯。5、冲压件 非常接近成品要求。小型机械、轻工、仪表、电子产品等。成批大量生产。6、其他形式的毛坯 粉末冶金制品、工程塑料制品、新型陶瓷、复合材料制品等毛坯。二、毛坯选择毛坯种类选择是否正
13、确，直接影响零件加工质量使用性能和经济效益。主要选择依据： 1、零件工作条件要求的材料及力学性能材料为灰口铸铁等零件要用铸造毛坯；钢质零件在形状不复杂及机械性能要求不太高时用型材毛坯；设计形状较为复杂，轴类零件直径差很大或力学性能要求较高时用锻造毛坯；有色金属零件常用型材或铸造毛坯。2、零件的结构形状及外形尺寸阶梯轴零件各阶直径相差不大时用棒材毛坯；阶梯轴直径相差较大时，一般采用锻造毛坯或焊接件毛坯；形状复杂的零件一般不用自由锻毛坯；封壁零件不可用砂型铸造毛坯。3、零件制造经济性选择的毛坯应使材料费、毛坯制造费用和零件加工费用之和为最小。4、生产类型大批大量生产时，应选择毛坯精度和生产率都高的
14、先进的毛坯制造方法，如机器造型或特种铸造的铸件，模锻的锻件等。单件小批生产时，选择毛坯精度和生产率均比较低的一般毛坯制造方法。如手工砂型铸造或自由锻等方法。 5、生产条件 选择毛坯时，应考虑现有生产条件和技术水平，以及工厂所在地区通过外协获得毛坯可能性。6、充分考虑利用新技术、新工艺和新材料 随着科学技术的进步，毛坯制造的新工艺、新技术、新材料的应用也愈来愈普及，特别是工程塑料和粉末冶金的广泛应用，大大减少机械加工量和节约大量材料，降低了生产成本。三、毛坯形状与尺寸 毛坯尺寸和零件尺寸的差值称为毛坯加工余量。毛坯制造尺寸的公差称为毛坯公差。毛坯加工余量及公差与毛坯的制造方法有关，从机械加工工艺角度来分析，在确定毛坯形状和尺寸时应注意以下问题：
