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1、1介绍机械加工工艺基础知识和术语，如工序、安装、工位、工步等。2拟定机械加工工艺规程方法。3对工艺路线中的每个工序进行设计，包括确定加工余量、工序尺寸及其公差；选择机床和工艺装备；确定切削用量、计算工时定额等。本章要求：了解和掌握机械加工工艺过程的基本概念，如工序、工步、和工艺规程等。了解机械加工工艺规程制定步骤，熟悉机械加工生产率和经济性的知识。掌握制定机械加工工艺规程主要工作内容，掌握工序设计的内容，能够应用工艺尺寸链计算基准不重合时的工序尺寸。3.1 机械加工工艺规程概述3.1.1 生产过程与机械加工工艺过程机械产品的生产过程是将原材料转变为成品的全过程。机械制造厂中的生产过程包括原材料
2、的运输和保存，产品的技术准备和生产准备，毛坯的制造，零件的机械加工及热处理，产品的装配、调试、检验，以及产品的销售和售后服务等。在生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。如生产过程中的毛坯的制造，零件的机械加工及热处理，产品的的装配、调试、检验等过程。机械加工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为零件的全过程。3.1.2 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程可划分为不同层次的单元，分别是工序、安装、工位、工步和走刀。其中工序是划分工艺过程的基本单元，零件的机械加工工艺过程由若干工序组成1工序 工序是指
3、一个或一组工人，在一个工作地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。维系一个工序的四个要素是工作地、工人、工件和连续作业，其中任一个要素的变化即构成新的工序。2安装完成一个工序的工序内容，有时需要多次装夹工件，工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序内容称为安装。 3工位在带有转位（或移位）夹具（或工作台）的机床上进行加工时，在一次装夹中，工件（或刀具）相对机床要经过几个位置依次进行加工，此时，为完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。4工步工步是划分工序的单元，在一个工序中，
4、工步是在加工表面（或装配时的连接表面）和加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。加工表面和加工工具两个要素中有一个发生变化就是另一个工步。对于在一次安装中连续加工的若干相同工步，可写成一个工步。5走刀在一个工步内，如果要切除的金属层很厚，需要对同一表面进行几次切削，这时刀具以加工时的进给速度相对工件所完成的一次进给运动的工步部分，称作走刀。3.1.3 机械加工工艺规程1机械加工工艺规程机械产品的生产中，用来规定产品或零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。有多种工艺规程文件在生产过程中使用，下面介绍常用的两种工艺规程文件：机械加工工艺过程卡片和机械加工工序
5、卡片。（1）机械加工工艺过程卡片 这种卡片是以工序为单位说明零件机械加工过程的一种工艺文件。机械加工工艺过程卡概述了加工过程的全貌，是制订其它工艺文件的基础。但是在单件小批生产中，通常不再编制更详细的工艺文件，而以这种卡片直接指导生产。（2）机械加工工序卡片 这种卡片是在机械加工工艺过程卡的基础上，按每道工序的工序内容所编制的一种工艺文件。该卡片中一般附有工序简图，并详细说明该工序中每个工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用的设备和工艺装备等。它是用于具体指导工人操作的技术文件。2工序简图 在机械加工工序卡片中附有工序简图，工序简图可以清楚直观地表达出一道工序的工序内容，其绘制要求有以下几
6、点：（1）工序简图可按比例缩小，并尽量用较少的投影绘出，可以略去视图中的次要结构和线条。（2）工序简图主视图应是本工序工件在机床上装夹的位置。例如，在卧式车床上加工的轴类零件的工序简图，其中心线要水平，加工端在右，卡盘夹紧端在左。（3）工序简图中工件上本工序加工表面用粗实线表示，本工序不加工表面用细实线表示。（4）工序简图中用规定的符号表示出工件的定位、夹紧情况。（5）工序简图中标注本工序的工序尺寸及其公差，加工表面的表面粗糙度，以及其它本工序加工中应该达到的技术要求。3机械加工工艺规程作用（1）工艺规程是组织生产的指导性文件 生产的计划和调度、工人的操作、产品质量的检查都是以工艺规程为依据，
7、生产人员不得违反工艺规程，以确保生产的产品质量。（2）工艺规程是生产准备工作的依据（3）工艺规程是新建工厂（车间）的技术文件3.1.4 制定机械加工工艺规程的原则和步骤在一定的生产条件下，确保加工质量和最少的生产成本是制定工艺规程的基本原则。制订零件机械加工工艺规程的工作大致可分为下述四个阶段进行：1准备性工作阶段在拟定零件机械加工工艺路线之前，需要做必要的准备性工作，包括计算生产纲领，确定生产类型；对零件进行工艺分析；确定毛坯种类。2工艺路线拟定阶段这是制定工艺规程的核心，其主要内容是：选择定位基准；选择零件表面加工方法；划分加工阶段；安排加工顺序和工序整合等。3工序设计阶段在拟定了的工艺路
8、线后，该阶段用于确定工艺路线中每一道工序的工序内容，包括确定加工余量、工序尺寸及其公差；选择机床和工艺装备；确定切削用量、计算工时定额等。4填写工艺文件零件机械加工工艺规程经上述步骤确定后，应将有关内容填入各种不同的卡片，以便贯彻执行这些卡片总称为工艺文件。填写工艺文件是零件工艺规程编制的最后一项工作。工艺文件的种类很多，可以根据生产实际的需要，选择相应的工艺文件作为生产中使用的工艺规程。3.2 制订机械加工工艺规程的准备性工作制定零件机械加工工艺规程的准备性工作，包括计算生产纲领，确定生产类型；对零件进行工艺分析；确定毛坯种类等。3.2.1 生产纲领和生产类型1生产纲领生产纲领是指在计划期内
9、企业应当生产的产品产量和进度计划。在计划期为一年的零件年生产纲领可按下式计算：n（1+a%）（1+b%） （件/年）（3-1）式中 Q产品的年产量（台年）； 每台产品中该零件的数量； 备品的百分率； b废品的百分率。2生产类型生产类型可以反映出企业生产专业化程度。根据企业生产的产品特征（即产品属于重型、中型或轻型零件）、年生产纲领、批量以及投入生产的连续性，一般分为三种生产类型，即单件生产、成批生产和大量生产。单件生产指企业生产的同一种零件的数量很少，企业产品品种多而且很少重复，企业中各工作地点的加工对象经常改变。例如重型机器制造、专用设备制造和新产品试制都属于单件生产。大量生产指企业生产的同
10、一种产品的数量很大，连续的大量制造同一种产品。企业中大多数工作地点固定地加工某种零件的某一道工序。例如汽车、轴承、摩托车等产品的制造。成批生产指企业按年度分批生产相同的产品，生产呈周期性重复。例如普通机床制造、纺织机械的制造等。通常企业并不是把全年产量一次投入车间生产，而是根据产品的生产周期、销售以及车间生产的均衡情况，按一定期限分次、分批投产。一次投入或产出的同一产品或零件数量称为生产批量，简称批量。成批生产中，按照批量不同，分为小批生产、中批生产和大批生产三种。为取得好的经济效益，不同生产类型的工艺特点是不一样的，小批生产的工艺特点与单件生产相似，大批生产的工艺特点与大量生产相似。表3-1
11、列出了各种生产类型的工艺特点。表3-1各种生产类型的工艺特点工艺特点生产类型单件小批生产中批生产大批大量生产 零件的互换性 用修配法，缺乏互换性 多数互换，部分修配 全部互换，高精度偶件采用分组装配毛坯情况 锻件自由锻造，铸件木工手工造型，毛坯精度低 锻件部分采用模锻，铸件部分用金属模，毛坯精度中等 广泛采用锻模，机器造型等高效方法生产毛坯，毛坯精度高 机床设备及其布置形式 通用机床，机群式布置，也可用数控机床 部分通用机床，部分专用机床，机床按零件类别分工段布置 广泛采用自动机床，专用机床，按流水线、自动线排列设备工艺装置通用刀具、量具和夹具，或组合夹具，找正法装夹工件广泛采用夹具，部分靠找
12、正装夹工件，较多采用专用量具和刀具高效专用夹具，多用专用刀具，专用量具及自动检测装置 对工人的技术要求高中等对调整工人的技术水平要求高，对操作工人技术水平要求低工艺文件仅要工艺过程卡工艺过程卡，关键零件的工序卡详细的工艺文件，工艺过程卡、工序卡、调整卡等加工成本较高中等低3.2.2 零件的工艺分析 在制订零件的机械加工工艺规程之前，应对零件的工艺性进行分析，主要有以下两方面内容。1分析、审查零件图样和产品的装配图制订工艺规程时，通过分析零件图样和部件的装配图，主要是明确被加工零件在产品中的位置与作用，找出该零件上有多少主要加工表面，找出该零件主要的技术要求和加工中的关键的技术问题，了解各项公差
13、与技术要求制定的依据，在编制工艺过程中,有针对性的解决这些问题。具体内容包括：（1）审查零件图的视图、尺寸、公差和技术条件等是否完整。（2）审查各项技术要求是否合理。（3）审查零件材料及热处理选用是否合适。2零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的方便性、可行性和经济性。即零件的结构应方便于加工时工件的装夹、对刀、测量，可以提高切削效率等。结构工艺性不好会使加工困难，浪费材料和工时，有时甚至无法加工。所以应该对零件的结构进行工艺性审查，如发现零件结构不合理之处应与有关设计人员一起分析，按规定手续对图样进行必要的修改及补充。3数控加工对零件结构工艺性的影
14、响数控加工的特点是自动化程度高，加工精度高，对加工对象的适应性强，可以与计算机通讯（DNC），实现计算机辅助设计与制造一体化。因此数控加工对传统的零件结构工艺性衡量标准产生了很大影响，在下列情况下采用数控加工，其工艺性是好的： 单件小批生产的零件的加工，成批生产中的关键工序的加工。 加工精度高，具有形状复杂的曲线或曲面的零件加工。 需要多次改型设计的零件的加工。 需要钻、镗、铰、攻丝及铣削多个工步加工的工件，如箱体零件的加工。 价值高的零件。 进行精密复制的零件的加工。 用通用机床加工时，需要复杂的专用夹具或需要很长的调整时间的零件的加工。3.2.3 毛坯的选择毛坯是根据零件所要求的形状、工艺
15、尺寸等而制成的供进一步加工用的生产对象。机械加工中常用的毛坯类型有下述几种：1常用的毛坯类型（1）铸件将熔融金属浇入铸型，凝固后所得到的金属毛坯。适用于形状比较复杂，所用材料又具备可铸性的零件。铸件的材料可以是铸铁、铸钢或有色金属。（2）锻件金属材料经过锻造变形而得到的毛坯。适用于力学性能要求高，材料（钢材）又具有可锻性，形状比较简单的零件。生产批量大时，可用模锻代替自由锻。（3）型材各种热轧和冷拉的圆钢、板材、异型材等，适用于形状简单的、尺寸较小的零件。（4）焊接件是将各种金属零件用焊接的方法，而得到的结合件。在单件小批生产中，用焊接件制作大件毛坯，可以缩短生产周期。2毛坯的形状与尺寸现代机械制造发展的趋势之一是精化毛坯，使毛坯形状和尺寸尽量接近零件，从而实现少屑甚至无屑加工。确定毛坯的形状与尺寸的步骤如下：首先选取毛坯加工余量和毛坯公差，其次将毛坯加工余量迭加在零件的相应加
