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1、第第二二章章 机械加工工艺规程的制定机械加工工艺规程的制定第一节第一节 机械加工工艺过程机械加工工艺过程 一、零件的生产过程一、零件的生产过程1.什么是生产过程？原材料原材料成品（机器）成品（机器）一、零件一、零件( (产品）的生产过程产品）的生产过程 生产过程包括：1)1)原材料的运输、保管和准备；原材料的运输、保管和准备；2)2)生产的准备工作；生产的准备工作；3)3)毛坯的制造；毛坯的制造；4)4)零件的机械加工与热处理；零件的机械加工与热处理；5)5)零件装配成机器；零件装配成机器；6)6)机器的质量检查及运行试验；机器的质量检查及运行试验；7)7)机器的油漆、包装和入库。机器的油漆、
2、包装和入库。例、汽车产品的生产过程例、汽车产品的生产过程铸铁铸铁废钢废钢铝锭铝锭辅助材料辅助材料 热处理热处理机械加工机械加工部件装配部件装配铸铸造造铁粉铁粉碳粉碳粉 粉末冶金粉末冶金烧结烧结粉末冶金件粉末冶金件铸件铸件锻件锻件钢板钢板冲冲压压铆、焊接铆、焊接装装配配油油漆漆缸体缸体曲轴曲轴变速箱壳体变速箱壳体齿轮齿轮 发动机发动机变速器变速器转向器转向器驱动桥驱动桥 协作件、协作件、电器系统电器系统轮胎轮胎其它部件其它部件总装配总装配试试车车汽汽车车钢材钢材锻锻造造图图汽车生产过程汽车生产过程2.2.工艺过程工艺过程1) 1) 概念概念工艺过程，是指通过各种加工设备直接改变材料的形状、尺寸或
3、性质，将原材料加工成符合技术要求的产品的一系列工作的组合。工艺过程是生产过程中的一个组成部分，是完成生产过程中的基本生产部分，也是最主要的部分。 一、零件一、零件( (产品）的生产过程产品）的生产过程 生产过程包括：1)1)原材料的运输、保管和准备；原材料的运输、保管和准备；2)2)生产的准备工作；生产的准备工作；3)3)毛坯的制造；毛坯的制造；4)4)零件的机械加工与热处理；零件的机械加工与热处理；5)5)零件装配成机器；零件装配成机器；6)6)机器的质量检查及运行试验；机器的质量检查及运行试验；7)7)机器的油漆、包装和入库。机器的油漆、包装和入库。二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工
4、艺过程的组成1. 1. 工序工序 一个或一组工人在一个工作地（机一个或一组工人在一个工作地（机械设备）对同一个或同时对几个工件所械设备）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，称为工连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。序。 例：例：表7-1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣 床表7-2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2 车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车床II4
5、铣键槽专用铣床 5去毛刺钳工台图71 阶梯轴讨论：讨论：生产规模生产规模不同，工序不同，工序的划分不一的划分不一样。样。二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成2. 2. 安装安装 工件经一次装夹后所完成的那一部工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容，称为安装。分工序内容，称为安装。 例：例：表7-1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣 床表7-2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机
6、床2 车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床 5去毛刺钳工台图71 阶梯轴两次两次两次两次一次一次一次一次一次一次一次一次一次一次讨论：讨论：安装次数多安装次数多好还是少好好还是少好？二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成3. 3. 工步工步工步是指在加工表面和加工工具不工步是指在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容。序内容。 例：例：表7-1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒
7、角车床II3铣键槽、去毛刺铣 床表7-2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2 车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床 5去毛刺钳工台图71 阶梯轴四个四个五个五个一个一个两个两个三个三个两个两个一个一个二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成4. 4. 走刀走刀在一个工步中，有时因所需切除的在一个工步中，有时因所需切除的金属层较厚而不能一次切完，需分几次金属层较厚而不能一次切完，需分几次切削，则每一次切削称为一次走刀。切削，则每一次切削称为一次走刀。 二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺
8、过程的组成5. 5. 工位工位 为了完成一定的工序内容，工件一次装为了完成一定的工序内容，工件一次装夹后，与夹具或设备的可动部分一起，相对夹后，与夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。置称为工位。 二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成5. 5. 工位工位图73 在三个工位上钻、铰圆盘零件上的孔工件机床夹具回转部分夹具固定部分分度机构例：例：三、生产纲领与生产类型三、生产纲领与生产类型1. 1. 生产纲领生产纲领 生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产
9、量。零件在计划期一年中的生产纲领零件在计划期一年中的生产纲领N可按下式计算：可按下式计算： 式中式中 Q Q产品的年生产纲领，单位：台产品的年生产纲领，单位：台/ /年；年；n每台产品中所含零件的数量，单位：件每台产品中所含零件的数量，单位：件/台；台； a%备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的需要；备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的需要； b%废品率。废品率。三、生产纲领与生产类型三、生产纲领与生产类型2. 2. 生产类型及其工艺特征生产类型及其工艺特征 生产类型是指企业（或车间、工段、班生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。组
10、、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为：一般分为：1 1）大量生产）大量生产2 2）成批生产）成批生产3 3）单件生产）单件生产 2. 2. 生生产类型及其工型及其工艺特征特征1 1）大量生产）大量生产 产品的数量很大，产品的结构和规格产品的数量很大，产品的结构和规格比较固定，产品生产可以连续进行，大比较固定，产品生产可以连续进行，大部分工作地的加工对象是单一不变的。部分工作地的加工对象是单一不变的。例如，汽车、拖拉机、轴承等产品的制造，例如，汽车、拖拉机、轴承等产品的制造，通常是以大量生产方式进行的。通常是以大量生产方式进行的。2. 2. 生生产类型及其工型及其工艺特征特征2 2）成批生产
11、）成批生产产品数量较多，每年生产的产品结构和产品数量较多，每年生产的产品结构和规格可以预先确定，而且在某一段时间内是规格可以预先确定，而且在某一段时间内是比较固定的，生产可以分批进行，大部分工比较固定的，生产可以分批进行，大部分工作地的加工对象是周期轮换的。作地的加工对象是周期轮换的。根据批量的大小，成批生产又可分为小根据批量的大小，成批生产又可分为小批生产、中批生产和大批生产。批生产、中批生产和大批生产。例如，通用机床（一般为车、铣、刨、钻、例如，通用机床（一般为车、铣、刨、钻、磨床）等产品制造往往属于这种生产类型。磨床）等产品制造往往属于这种生产类型。2. 2. 生生产类型及其工型及其工艺
12、特征特征3 3）单件生产）单件生产 产产品品数数量量少少，但但种种类类、规规格格较较多多，多多数数产产品品只只能能单单个个或或少少数数几几个个地地生生产产，很很少重复。少重复。 例例如如，重重型型机机器器、大大型型船船舶舶制制造造及及新产品试制等常属于这种生产类型。新产品试制等常属于这种生产类型。生产类型生产类型零件的年产量（件）零件的年产量（件）重型零件重型零件中型零件中型零件轻型零件轻型零件单件生产单件生产51010005000500002.生产类型生产类型单件生产单件生产成批生产成批生产大量生产大量生产机床设备机床设备通用设备通用设备通用的和部分专用的通用的和部分专用的 广泛使用高效专用
13、广泛使用高效专用设备设备夹具夹具通用通用部分使用专用夹具部分使用专用夹具广泛使用高效率夹广泛使用高效率夹具具刀具和量具刀具和量具一般刀具，通一般刀具，通用量具用量具部分采用专用刀具和部分采用专用刀具和量具量具使用高效专用的刀使用高效专用的刀具和量具具和量具毛坯毛坯手工砂型铸造、手工砂型铸造、自由锻自由锻部分采用金属模铸造部分采用金属模铸造和模锻和模锻机械造型、压力铸机械造型、压力铸造、模锻等造、模锻等工人工人技术熟练工人技术熟练工人 技术比较熟练工人技术比较熟练工人调整工要求技术较调整工要求技术较高，操作要求较低高，操作要求较低3.各种生产类型的工艺特征各种生产类型的工艺特征一、工件在工艺系统
14、内的安装一、工件在工艺系统内的安装定位：定位：加工前加工前，使，使工件在机床上或夹具工件在机床上或夹具上占有正确的加工位置上占有正确的加工位置的过程的过程，称为定，称为定位位。 第二节第二节 工件安装和基准工件安装和基准一、工件在工艺系统内的安装一、工件在工艺系统内的安装夹紧：夹紧：用施加外力的形式，把工件已确用施加外力的形式，把工件已确定的定的定位位置固定定位位置固定下来的过程，下来的过程，称为夹称为夹紧紧。这个定位、夹紧的过程，称为装夹这个定位、夹紧的过程，称为装夹或安装。或安装。例：在墙上贴画例：在墙上贴画例：看电影例：看电影 第二节第二节 工件安装和基准工件安装和基准一、工件在工艺系统
15、内的安装一、工件在工艺系统内的安装装夹或安装：装夹或安装：工件工件定位、夹紧的定位、夹紧的全全过程，称过程，称为装夹或安装。为装夹或安装。 小结：小结： 定位在前，夹紧在后定位在前，夹紧在后 定位是首要的定位是首要的 定位定位 + + 夹紧 = = 安装安装 第二节第二节 工件安装和基准工件安装和基准 第二节第二节 工件安装和基准工件安装和基准二、基准二、基准1.基准及其分类基准及其分类基准基准设计基准设计基准工艺基准工艺基准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准 第二节第二节 工件安装和基准工件安装和基准二、基准二、基准1.基准及其分类基准及其分类（1）设计基准）设计基准 第二节第
16、二节 工件安装和基准工件安装和基准二、基准二、基准1.基准及其分类基准及其分类（2）工艺基准）工艺基准定位基准定位基准 第二节第二节 工件安装和基准工件安装和基准二、基准二、基准1.基准及其分类基准及其分类（2）工艺基准）工艺基准 测量基准测量基准 第二节第二节 工件安装和基准工件安装和基准二、基准二、基准1.基准及其分类基准及其分类（2）工艺基准）工艺基准 装配基准装配基准 第二节第二节 工件安装和基准工件安装和基准二、基准二、基准2.定位基准的选择定位基准的选择（1）粗基准的选择）粗基准的选择尽量选择不要求加工的表面作为粗基准。 第二节第二节 工件安装和基准工件安装和基准二、基准二、基准2
17、.定位基准的选择定位基准的选择（1）粗基准的选择）粗基准的选择若所有表面都需要加工，应选择加工余量和公差最小的表面作为粗基准；选择光洁、平整、面积足够大、装夹稳定的表面作粗基准；粗基准一般只在第一道工序中使用，以后应尽量避免重复使用 第二节第二节 工件安装和基准工件安装和基准二、基准二、基准2.定位基准的选择定位基准的选择（2）精基准的选择）精基准的选择基准重合原则 第二节第二节 工件安装和基准工件安装和基准二、基准二、基准2.定位基准的选择定位基准的选择（2）精基准的选择）精基准的选择基准重合原则 第二节第二节 工件安装和基准工件安装和基准二、基准二、基准2.定位基准的选择定位基准的选择（2
18、）精基准的选择）精基准的选择基准同一原则；选择面积较大、精度较高、安装稳定可靠的表面作精基准，使夹具简单，装夹和加工方便。基准重合原则；第三第三节 工工艺尺寸尺寸链一、尺寸链一、尺寸链尺寸链指的是在零件加工或机器装配过程中，由相互联系的尺寸形成的封闭尺寸组。1.尺寸链的分类(1)出现在零件中，称之为零件尺寸链(2)由工艺尺寸组成，称之为工艺尺寸链(3)出现在装配中，称之为装配尺寸链2. 尺寸链的含义尺寸链的含义包含两个意思： (1)封闭性：尺寸链的各尺寸应构成封闭形式（并且是按照一定顺序首尾相接的。(2)关联性：尺寸链中的任何一个尺寸变化都将直接影响其它尺寸的变化。 二、尺寸二、尺寸链的有关的
19、有关术语 在零件加工或机器装配过程中，最后自然形成（即间接获得或间接保证）的尺寸。表示方法：下标加，如A、L。 1.尺寸键的环尺寸键的环构成尺寸链的每一个尺寸都称为“环”。可分为组成环 Ai封闭环 A增环减环2.封闭环封闭环 (1) 由于封闭环是最后形成的，因此在加工或装配完成前,它是不存在的。 (2) 封闭环的尺寸自己不能保证，是靠其它相关尺寸来保证的。 2.1封闭环的特点：封闭环的特点：(1) 体现在尺寸链计算中，若封闭环判断错误，则全部分析计算之结论，也必然是错误的。(2) 封闭尺寸通常是精度较高，而且往往是产品技术规范或零件工艺要求决定的尺寸。 在装配尺寸链中，封闭环往往代表装配中精度
20、要求的尺寸；而在零件中往往是精度要求最低的尺寸，通常在零件图中不予标注。2.2封闭环的重要性封闭环的重要性:3. 组成环 一个尺寸链中，除封闭环以外的其他各环，都是“组成环”。按其对封闭环的影响可分为增环和减环。表示为：Ai 、Li i=1,2,3增环：在尺寸链中，当其余组成环不变的情况下，将某一组成环增大，封闭环也随之增大，该组成环即称为“增环”。L1为增环L1、L4为增环减环：在尺寸链中，当其余组成环不变的情况下，将某一组成环增大，封闭环却随之减小，该组成环即称为“减环”。L2、L3 、 L5为减环L2、L3 、 L4为减环三、尺寸三、尺寸链的分的分类1.按不同生产过程来分(1) 工艺尺寸
21、链：在零件加工工序中，由有关工序尺寸、设计尺寸或加工余量等所组成的尺寸链。(2) 装配尺寸链：在机器设计成装配中，由机器或部件内若干个相关零件构成互相有联系的封闭尺寸链。包含零件尺寸、间隙、形位公差等。(3) 工艺系统尺寸链：在零件生产过程中某工序的工艺系统内，由工件、刀具、夹具、机床及加工误差等有关尺寸所形成的封闭尺寸链。四、极四、极值解法解法当增环为最大极限尺寸，而减环为最小极限尺寸时，封闭环为最大极限尺寸。 1.各环极限尺寸计算三环尺寸链极限尺寸计算关系图同理： 当多环尺寸键计算时，则封闭环的极限尺寸可写成一般公式为：2.各环上、下偏差的计算根据上述的几个式子可得出封闭环上、下偏差计算的
22、一般公式： 因为零件图和工艺卡片中的尺寸和公差，一般均以上、下偏差的形式标注，所以该式较为简便迅速3.各环公差的计算即： 封闭环公差等于所有组成环公差之和，它比任何组成环公差都大。所以应用中应注意：(1) 在零件设计中，应选择最不重要的环作为封闭环。(2) 封闭环公差确定后，组成环数愈多，则分到每一环的公差应愈小。所以在装配尺寸链中，应尽量减小尺寸链的环数。即“最短尺寸链原则”。 结论：结论：第四第四节 机械加工机械加工规程的制定程的制定一、工艺规程及其作用一、工艺规程及其作用 1.工艺规程工艺规程: 把零件加工的全部工艺过程按一定格式写成书面文件就叫做工艺规程。2.工艺规程的作用工艺规程的作
23、用 工艺规程是在总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必工艺规程是在总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必要的工艺试验后制订的，反映了加工中的客观规律。要的工艺试验后制订的，反映了加工中的客观规律。因此，工艺规程是（1）指导工人操作和用于生产、工艺管理工作的主要技术文件，（2）又是新产品投产前进行生产准备和技术准备的依据和新建、扩建车间或工厂的原始资料，（3）此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。 完整性 规范性 3.对工艺规程的要求对工艺规程的要求(1)保证可靠地达到产品图纸所提出的全部技术要求。(2)能获得高质量、高生产效率。(3)有利于节约原材料和工时消耗，不断降低成本。
24、(4)有利于减轻工人劳动强度，保证安全和良好的工作条件。4.工艺文件的形式：工艺文件的形式：多种多样，区别很大，主要决定于生产类型。在单件小批生产中一般只编制综合工艺过程卡综合工艺过程卡。在成批生产中多采用机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片。大批大量生产中则要求完整和详细的文件，一般是工艺过工艺过程卡、工序卡片，程卡、工序卡片，有时甚至包括操作卡、调整卡操作卡、调整卡以及检验卡检验卡。各工厂采用的工艺文件并无须统一格式，但基本内容大同小异。 5.5.对待工待工艺规程的程的态度度1）严格遵守 工艺规程是经过逐级审批的，因而也是工厂生产中的工艺纪律，有关人员必须严格执行。2）允许修改 工艺规程也不是
25、一成不变的，随着科学技术的进步和生产的发展，工艺规程会出现某些不相适应的问题，因而工艺规程应定期整顿，及时吸取合理化建议、技术革新成果、新技术和新工艺。使工艺规程更加完善和合理。二、制二、制订工工艺规程的原始程的原始资料料制订工艺规程的原始资料主要有：（1）产品整套装配图和零件工作图；（2）产品年产量；（3）本厂生产条件：设备、工装、工人技术水平等情况；（4）毛坯生产和供应条件；（5）产品的验收质量标准；三、制三、制订机械加工工机械加工工艺规程的步程的步骤(1)原则：原则：在保证质量的前提下，用最先进的、最经济合理的加工方案。(2)方法：方法：认真研究、分析原始资料。参照国内外文献、结合现场实
26、际编程。虚心征求工人意见。(3)步骤：步骤：确定生产类型；确定生产类型；分析研究产品的装配图和零件图分析研究产品的装配图和零件图,进行工艺审查进行工艺审查;熟悉产品熟悉产品,性性能能,用途和工作条件用途和工作条件,零件在产品中的作用；零件在产品中的作用；了解零件图上各项技术条件的依据,确定关键性技术问题。检查尺寸,视图及技术条件是否是否合理,主要:a.审查各楦项技术要求是否合理；过高的精度,表面粗糙度及其他要求会使工艺过程复杂化，成本提高;b.审查零件的结构工艺性是否好；便于加工的安装，尽可能减少加工和转配的劳动量； c.审查材料选用是否恰当；确定毛坯的种类和尺寸；确定毛坯的种类和尺寸；(应考
27、虑生产批量，零件材料及毛坯生产条件）a.一般采用：铸件、锻件、焊接件；b.毛坯精度提高，材料利用率提高，大大节约机械加工工时，但毛坯精度过高往往使毛坯制造困难。因此，毛坯种类和制造方法的选择要根据生产类型和具体生产条件而定。达到高质量，降低生产产品生产成本。拟定零件加工工艺路线；拟定零件加工工艺路线；订出全部由粗到精的加工工序，内容包括选择定位基准，定位夹紧方案，各表面加工方法；可提出几个方案对比。 选择和确定机床设备，刀具，及工时定额，对于专用工艺设备，应提出设计任务书。确定工序尺寸及其公差；确定切削用量；确定时间定额；填写工艺文件； 四、装配工四、装配工艺规程制程制订的原的原则和步和步骤装
28、配是机器制造的最后一部分生产过程，它包括：装配，调整、检验和试车等项工作。对装配工序的要求：同样要满足质量、生产率和成本三方面要求。(1)制定装配规程的原则：保证机器或产品的装配技术要求，争取最大质量储备；钳工装配工作量小，减轻劳动强度；装配周期短，提高效率；占车间生产面积小；(2)制定装配工艺规程的步骤及其内容产品分析a.研究产品装配技术要求；b.对产品结构进行尺寸分析；根据某些装配精度要求进行工艺尺寸链分析计算，规定达到装配精度的方法。c.装配工分析，将产品分解成可以独立进行装配的装配单元，以便组织装配工作的平行流水作业。装配组织形式的确定与生产类型有关；分大批大量生产，单件小批生产，成批生产； 确定装配工艺过程；a.根据机械结构及其装配技术要求规定装配工作项目，工作规范，相应的设备及工，夹，量具。b.确定装配工作顺序，选定装配单元的基准件；(4)计算各装配工作的工时定额；(5)填写装配工艺规程文件；
