大工16秋《机械制造技术基础》辅导资料十一1480898544517

1、大连理工大学网络教育学院机械制造技术基础辅导资料十一主 题：工艺规程设计的辅导资料（二）学习时间：2016年12月12日-12月18日内 容：我们这周主要学习课件第六章工艺规程设计的第二节。希望通过下面的内容能使同学们加深对相关知识的理解。 一、学习要求1、掌握机械加工工艺规程设计的内容及步骤；2、理解制订机械加工工艺规程时要解决的主要问题。重点：机械加工工艺规程设计的内容及步骤、制订机械加工工艺规程时要解决的主要问题。 二、主要内容第二节 机械加工工艺规程设计 （一）机械加工工艺规程设计的内容及步骤 1. 分析研究产品的装配图和零件图 首先要进行两方面的工作： 1）熟悉产品的性能、用途、工作

2、条件，明确各零件的相互装配位置及其作用，了解及研究各项技术条件制订的依据，找出其主要技术要求和关键技术问题。2）对装配图和零件图进行工艺审查。2. 确定毛坯 3. 拟定工艺路线，选择定位基面 4. 确定各工序所采用的设备 5. 确定各工序所采用的刀具、夹具、量具和辅助工具 6. 确定各主要工序的技术要求及检验方法 7. 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差 8. 确定切削用量 9. 确定工时定额 10. 技术经济分析 11. 填写工艺文件（二）制订机械加工工艺规程时要解决的主要问题 1. 定位基准的选择定位基准的作用定位基准是在加工中使工件在夹具上占有正确位置所采用的基准。定位基准的选择不

3、仅影响着加工精度，如基准不重合时产生的定位误差会影响着加工精度，这在第四章机床夹具设计中做过分析，并且与加工顺序的确定是密切相关的。作为一道工序的定位基准必须在前道工序加工出来，因此要合理的选择定位基准，多设想几种定位方案，比较它们的优缺点，周密地考虑定位方案与加工顺序的关系，尤其是对加工精度的影响。基准的选择原则合理选择定位基准是制定工艺过程中要解决的首要问题。基准的选择实际上就是基面的选择问题。在第一道工序中，只能使用毛坯的表面作为定位基准，这种定位基面就称为粗基面（或毛基面）。在以后各工序的加工中，可以采用已经切削加工过的表面作为定位基面，这种定位基面就称为精基面（或光基面）。 经常遇到

4、这样的情况：工件上没有能作为定位基面的恰当表面，这时就有必要在工件上专门加工出定位基面，这种基面称为辅助基面。辅助基面在零件的工作中没有用处，它是仅为加工的需要而设置的。如轴类零件加工用的中心孔、活塞加工用的止口和下端面就是典型的例子。 在选择基面时，需要同时考虑三个问题： 1）用哪一个表面作为加工时的精基面，才有利于经济合理地达到零件的加工精度要求。 2）为加工出上述精基面，应采用哪一个表面作为粗基面。 3）是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用第二个精基面。在选择基面时有两个基本要求： 1）各加工表面有足够的加工余量（至少不留下黑斑），使不加工表面的尺寸、位置符合图样要求，对一面要加工

5、、一面不加工的壁，要有足够的厚度。 2）定位基面应有足够大的接触面积和分布面积。 由于对精基面和粗基面的加工要求和用途不同，所以在选择精基面和粗基面时所考虑的侧重点也不同。 对于精基面考虑的重点是如何减少误差，提高定位精度，因此选择精基面的原则是：1）应尽可能选用设计基准作为定位基准，这称为基准重合原则。 2）应尽可能选用统一的定位基准加工各表面，以保证各表面间的位置精度，称为统一基准原则。 3）有时还要遵循互为基准、反复加工的原则。 4）有些精加工工序要求加工余量小而均匀，以保证加工质量和提高生产率，这时就以加工面本身作为精基面，称为自为基准原则。在选择粗基面时，考虑的重点是如何保证各加工表

6、面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图样要求。因此选择粗基面的原则是： 1）如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，就应该选择该表面作为粗基面。2）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为粗基面，如果工件上有好几个不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基面，以求壁厚均匀、外形对称等。3）应该用毛坯制造中尺寸和位置比较可靠、平整光洁的表面作为粗基面，使加工后各加工表面对各不加工表面的尺寸精度、位置精度更容易符合图样要求。应该注意：由于粗基面的定位精度很低，所以粗基面在同一尺寸方向上通常只允许使用一次，否则定位误

7、差太大。因此在以后的工序中，都应使用已切削过的表面作为精基面。总之，定位基面的选择原则是从生产实践中总结出来的，在保证加工精度的前提下，应使定位简单准确，夹紧可靠，加工方便，夹具结构简单。因此必须结合具体的生产条件和生产类型来分析和运用这些原则。2. 加工方法的选择在分析研究零件图的基础上，对各加工表面选择相应的加工方法。1）首先要根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及分几次加工（各种加工方法及其组合后所能达到的经济精度和表面粗糙度，可参阅有关的机械加工手册）。这里的主要问题是，选择零件表面的加工方案，这种方案必须在保证零件达到图样要求方面是可靠的，并在生产率和加工成本方面是最经济合理的。

8、2）决定加工方法时要考虑被加工材料的性质。例如，淬火钢必须用磨削的方法加工；而有色金属则磨削困难，一般都采用金刚车或高速精密车削的方法进行精加工。 3）选择加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题。在大批量生产中可采用专用的高效率设备和专用工艺装备。在单件小批生产中，就采用通用设备、通用工艺装备以及一般的加工方法。 4）选择加工方法还要考虑本厂（或本车间）的现有设备情况及技术条件。3. 加工阶段的划分 零件的加工质量要求较高时，必须把整个加工过程划分为几个阶段：粗加工阶段在这一阶段要切除较大的加工余量，因此主要问题是如何获得高的生产率。半精加工阶段在这一阶段应为主要表面的精加工作

9、好准备（达到一定的加工精度，保证一定的精加工余量），并完成一些次要表面的加工（钻孔、攻螺纹、铣键槽等），一般在热处理之前进行。精加工阶段保证各主要表面达到图样规定的质量要求。光整加工阶段对于精度要求很高、表面粗糙度值要求很小（标准公差6级及6级以上，表面粗糙度）的零件，还要有专门的光整加工阶段。光整加工阶段以提高零件的尺寸精度和降低表面粗糙度为主，一般不用于提高形状精度和位置精度。划分加工阶段的原因是： 1）粗加工阶段中切除金属较多，产生的切削力和切削热都较大，所需的夹紧力也较大，因而使工件产生的内应力和由此引起的变形也大，不可能达到高的精度和低的表面粗糙度，因此需要先完成各表面的粗加工，再通

10、过半精加工和精加工逐步减小切削用量、切削力和切削热，逐步修正工件的变形，提高加工精度和减小表面粗糙度，最后达到零件图的要求。同时各阶段之间的时间间隔相当于自然时效，有利于消除工件的内应力，使工件有变形的时间，以便在后一道工序中加以修正。2）划分加工阶段可合理使用机床设备。 3）为了在机械加工工序中插入必要的热处理工序，同时使热处理发挥充分的效果，这就自然而然地把机械加工工艺过程划分为几个阶段，并且每个阶段各有其特点及应该达到目的。 此外由于划分了加工阶段，就带来两个有利条件：1）粗加工各表面后可及早发现毛坯的缺陷，及时报废或修补，以免继续进行精加工而浪费工时和制造费用。2）精加工表面的工序安排

11、在最后，可保护这些表面少受损伤或不受损伤。4. 工序的集中与分散 一个工件的加工是由许多工步组成的，如果把许多工步集中在一台机床上来完成，这就是工序集中。加工中心和柔性生产线就是工序集中的极端情况。 集中工序具备下列一些特点： 1）由于采用高生产率的专用机床和工艺设备，大大提高了生产率。 2）减少了设备的数量，相应地也减少了操作工人和生产面积。 3）减少了工序数目，缩短了工艺路线，简化了生产计划工作。4）缩短了加工时间，减少了运输工作量，因而缩短了生产周期。 5）减少了工件的安装次数，不仅有利于提高生产率，而且由于在一次安装下加工多个表面，也易于保证这些表面间的位置精度。 6）因为采用的专用设

12、备和专用工艺装备数量多而复杂，因此机床和工艺装备的调整、维修也很费时费事，生产准备工作量很大。每一个工步（甚至走刀）都作为一个工序在一台机床上进行，这是工序分散的极端情况。 工序分散具有下列特点： 1）采用比较简单的机床和工艺装备调整容易。 2）对工人的技术要求低，或只需经过较短时间的训练。 3）生产准备工作量小。 4）容易变换产品。 5）设备数量多，工人数量多，生产面积大。 在一般情况下单件小批生产只能工序集中，而大批大量生产则可以集中，也可以分散。但根据目前情况及今后发展趋势来看一般多采用工序集中的原则来组织生产。5. 加工顺序的安排 切削加工工序 在安排加工顺序时有几个原则是需要遵循的：

13、 1）先粗后精。先安排粗加工，中间安排半精加工最后安排精加工和光整加工。 2）先主后次。先安排主要表面的加工，后安排次要表面的加工。 3）先基面后其他。加工一开始，总是先把精基面加工出来。平面定位比较稳定可靠，总是选用平面作为定位精基面，总是先加工平面后加工孔。热处理工序 热处理主要用来改善材料的性能及消除内应力。一般可分为： 1）预备热处理。它安排在机械加工之前，以改善切削性能、消除毛坯制造时的内应力为主要目的。例如，对于碳质量分数超过0.5%的碳钢，一般采用退火，以降低硬度；对于碳质量分数不大于0.5%的碳钢，一般采用正火，以提高材料的硬度，使切削时切屑不粘刀，表面较光滑。由于调质（淬火后

14、再进行500650的高温回火）能得到组织细密均匀的回火索氏体，因此有时也用作预备热处理。2）最终热处理。它安排在半精加工以后和磨削加工之前（但氮化处理应安排在精磨之后），主要用于提高材料的强度及硬度，如淬火。由于淬火后材料的塑性和韧性很差，有很大的内应力，易于开裂，组织不稳定，材料的性能和尺寸要发生变化等原因，所以淬火后必须进行回火。其中调质处理能使钢材获得既有一定的强度、硬度，又有良好的冲击韧度等综合力学性能，常用于汽车、拖拉机和机床零件的热处理，如汽车连杆、曲轴、齿轮和机床主轴等。3）去除内应力处理。它最好安排在粗加工之后、精加工之前，如人工时效、退火。但是为了避免过多的运输工作量，对于精

15、度要求不太高的零件，一般把去除内应力的人工时效和退火放在毛坯进入机械加工车间之前进行。辅助工序检验工序是主要的辅助工序，它是保证产品质量的重要措施。除了在每道工序的进行中，操作者都必须自行检验外，还必须在下列情况下安排单独的检验工序： 1）粗加工阶段结束之后。 2）重要工序之后。 3）零件从一个车间转到另一个车间时。 4）特种性能（磁力探伤、密封性等）检验之前。 5）零件全部加工结束之后。 除检验工序外，还要在相应的工序后面考虑安排去毛刺、倒棱边、去磁、清洗、涂防锈油等辅助工序。6. 机床的选择 机床的选择首先决定于现有的生产条件，应根据确定的加工方法选择正确的机床设备，机床设备选择的合理与否

16、不但直接影响工件的加工质量，而且还影响工件的加工效率和制造成本。在确定了机床设备类型后，选择的尺寸规格应与工件的尺寸相适应，精度等级应与本工序加工要求相适应，电动机功率应与本工序加工所需功率相适应，机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。如需要增加新设备时，首先应立足于国内，必须进口时，须经充分论证，多方对比，合理的分析其经济性，不能盲目引进。三、重要考点（一）单选题1、下面（）情况需按工序分散来安排生产。A.重型零件加工时 B.工件的形状复杂，刚性差而技术要求高C.加工质量要求不高时 D.工件刚性大，毛坯质量好，加工余量小时答案：B 2、下面对粗基准论述不正确的是（）。A粗基准

17、是第一道工序所使用的基准 B. 粗基准一般只能使用一次C粗基准一定是零件上的不加工表面 D. 粗基准是一种定位基准答案：C 3、在磨削车床床身导轨面时，用百分表找正床身的导轨面，是采用了选择精基面的（）原则。A.自为基准 B.基准重合 C.统一基准 D.互为基准答案：A 4、以下属于光整加工目的的是（）。A.提高形状精度 B.提高尺寸精度C.提高位置精 D.提高表面粗糙度答案：B （二）问答题1、简述工序集中的特点。答：工序集中具备下列一些特点： 1）由于采用高生产率的专用机床和工艺设备，大大提高了生产率。 2）减少了设备的数量，相应地也减少了操作工人和生产面积。 3）减少了工序数目，缩短了工

18、艺路线，简化了生产计划工作。4）缩短了加工时间，减少了运输工作量，因而缩短了生产周期。 5）减少了工件的安装次数，不仅有利于提高生产率，而且由于在一次安装下加工多个表面，也易于保证这些表面间的位置精度。6）因为采用的专用设备和专用工艺装备数量多而复杂，因此机床和工艺装备的调整、维修也很费时费事，生产准备工作量很大。四、学习参考（本部分内容旨在通过介绍学习方法或对课件内容进行延伸来提高同学们对本课程的学习兴趣，掌握本课程的一些学习方法，不作为期末考试内容，供有精力的同学参考）热处理工序（整体热处理、表面处理）及时效工序的安排机械零件中常用的处理工艺有热处理（退火、正火、调质、渗氮等）和时效（天然时效和人工时效）。这两种工序在工艺过程中的安排是否恰当，是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。热处理和时效的方法、次数和工艺过程中的位置，应根据材料和处理的目的而定。1）为改善工件材料切削性能和消除毛坯内应力而安排的处理工序，例如退火、正火、调质和实效处理等，通常安排在粗加工之前进行。2）为消除切削过程中工件的内应力而安排的处理工序，例如人工实效、退火等，最好安排在粗加工之后进行。对于机床床身、立柱等结构较为复杂的铸件，在粗加工之前都要进行时效处理。对于一些刚性差的精密部件（如精密丝杠），在粗加工、半精加工和精加工过程中要多次安排人工时效。3）为改善工件材料力学性能而采用的热处理工序