机械制造工艺与装备

1、 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备机械加工工艺与装备 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备 目 录项目项目1 金属切削基本知识金属切削基本知识项目项目2 机械加工工艺规程机械加工工艺规程项目3 典型零件加工项目4 机械加工精度项目5 机械加工表面质量 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备金属切削刀具的种类虽然很多，但它们切削部分的几何形状与参数却有着共性的内容。不论刀具构造如何复杂，它们的切削部分总是近似地以外圆车刀切削部分为基本形态。1.1刀具静止角度参考系和刀具静止角度的标注项目项目1 金属切削基本知识金属切削基本知识 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备一、传统刀具与现代刀具一、传统

2、刀具与现代刀具硬质合金焊接车刀硬质合金焊接车刀 所谓焊接式车刀，就所谓焊接式车刀，就是在碳钢刀杆上按刀具是在碳钢刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀几何角度的要求开出刀槽，用焊料将硬质合金槽，用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内，并刀片焊接在刀槽内，并按所选择的几何参数刃按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀。磨后使用的车刀。 1 1、传统刀具、传统刀具 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备2 2、现代刀具、现代刀具机夹式刀具机夹式刀具 机夹刀具是采用普通刀片，用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上使用的刀具。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备2、现代刀具 可转位车刀可转位车刀 可转位车刀是使用可转位刀片

3、的机夹车刀。一条切削刃用钝后可迅速转位换成相邻的新切削刃，即可继续工作，直到刀片上所有切削刃均已用钝，刀片才报废回收。更换新刀片后，车刀又可继续工作。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备二、传统刀具与现代刀具的比较二、传统刀具与现代刀具的比较现代刀具的优点: 刀具刚性好，寿命长刀具刚性好，寿命长 生产效率高生产效率高, ,定位精度高。定位精度高。有利于推广涂层、陶瓷等新技术有利于推广涂层、陶瓷等新技术 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备现代刀具的优点现代刀具的优点 与焊接车刀相比，与焊接车刀相比，可转位车刀具有下述可转位车刀具有下述优点优点: :（1 1）刀具刚性好，寿）刀具刚性好，寿命高

4、。命高。 由于刀片避免由于刀片避免了由焊接和刃磨高温了由焊接和刃磨高温引起的缺陷引起的缺陷, ,刀具几何刀具几何参数完全由刀片和刀参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能杆槽保证，切削性能稳定，经得起冲击和稳定，经得起冲击和振动，从而提高了刀振动，从而提高了刀具寿命。具寿命。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备现代刀具的优点现代刀具的优点（2）生产效率高,定位精度高。刀片转位或更换新刀片后，刀尖位置的变化应在工件精度允许的范围内，可大大减少停机换刀等辅助时间。刀杆重复使用 刀片有多刃可用 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备 现代刀具的优点现代刀具的优点（ 3 3 ） 可） 可转位刀有转位刀有利

5、于推广利于推广使用涂层、使用涂层、陶瓷等新陶瓷等新型刀具材型刀具材料。料。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备硬质合金是一种主要由不同的碳化物和粘结相组成的粉末冶金产品。硬质合金很硬。其主要碳化物有：- 碳化钨(WC)- 碳化钛 (TiC)- 碳化钽(TaC)- 碳化铌(NbC)在大部分情况下，钴作为粘结相使用。硬质合金钢硬质合金钢 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备物理气相沉积是一种固物理气相沉积是一种固态的金属反应成分的过态的金属反应成分的过程，例如钛。物理气相程，例如钛。物理气相沉积一般有真空中蒸发沉积一般有真空中蒸发沉积、溅射、离子镀三沉积、溅射、离子镀三种将固态镀层材料气化种将固

6、态镀层材料气化的方法。的方法。由于由于PVDPVD工艺温度低，工艺温度低，不会降低硬质合金不会降低硬质合金刀片自身的强度，刀片自身的强度，刀片刃部可磨得十刀片刃部可磨得十分锋利，从而可降分锋利，从而可降低机床的低机床的功率消耗。功率消耗。 WQM35 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备从技术上讲，制备由上百层(每层厚度为501000nm)组成的多层镀层，在PVD工艺中容易实现。单层厚度为 2050nm时，这种镀层的耐磨性最佳。WQM35百层镀层的百层镀层的WQM35材料材料举例 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备二、传统刀具与现代刀具的比较二、传统刀具与现代刀具的比较现代刀具的缺点现代刀具

7、的缺点:缺点缺点：无法制造小尺寸刀具无法制造小尺寸刀具精度有限精度有限制造工艺复杂制造工艺复杂通常不能提供连续通常不能提供连续的、高精度的长切削刃的、高精度的长切削刃 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备现代刀具的缺点现代刀具的缺点: 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备l应用大量用于常规尺寸的刀具精度不高的定尺寸刀具现代刀具的应用现代刀具的应用 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备 焊接式硬质合金刀具焊接式硬质合金刀具优点：优点： 精度高精度高 制造工艺比较简单制造工艺比较简单缺点缺点 通常有残余焊接应力存在，限通常有残余焊接应力存在，限制了其切削速度的提高制了其切削速度的提高 (一般在一般

8、在60m/min左右左右) 不能应用镀层技术不能应用镀层技术应用应用 通常用于需要长切削刃的精加通常用于需要长切削刃的精加工刀具工刀具 用于传统机床和低速加工用于传统机床和低速加工 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院1.2、车刀的组成、车刀的组成外圆车刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（又称刀头）由外圆车刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（又称刀头）由前面、主后面、副后面、主切前面、主后面、副后面、主切 削刃、副切削刃和刀尖所组成。削刃、副切削刃和刀尖所组成。 刀具切削部分的结构要素如图刀具切削部分的结构要素如图1-5所

9、示，其定义如下：所示，其定义如下： 前刀面切屑流过的表面，以前刀面切屑流过的表面，以A表表示。示。 主后刀面主后刀面 与工件上过渡表面相对的与工件上过渡表面相对的表面，表面， 以以A表示。表示。 副后刀面与工件上已加工表面相副后刀面与工件上已加工表面相对的表面，以对的表面，以A表示。表示。 主切削刃前刀面与主后刀面的交主切削刃前刀面与主后刀面的交线，记为线，记为 S。它承担主要的切削工作。它承担主要的切削工作。 副切削刃前刀面与副后刀面的交副切削刃前刀面与副后刀面的交线，记为线，记为S。它协同主切削刃完成切削。它协同主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。工作，并最终形成已加工表面。 刀尖

10、刀尖 主切削刃和副切削刃的汇交处主切削刃和副切削刃的汇交处相当相当少的一部分切削刃。少的一部分切削刃。演 示 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备三、刀具静止角度参考系及其坐标平面三、刀具静止角度参考系及其坐标平面（一）刀具静止角度参考系（一）刀具静止角度参考系 静止角度参考系的主要作用：定义、设计、制造、刃磨静止角度参考系的主要作用：定义、设计、制造、刃磨和测量刀具之用。和测量刀具之用。 在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。两个假设条件：两个假设条件： 1、不考虑进给运动，即用主运动向量近似代替切削、不考虑进给运动，即用主运动向量近似代替切削

11、刃刃与工件之间的相对运动的合成速度向量。与工件之间的相对运动的合成速度向量。 2、刀具的刃磨和安装基准面垂直或平行于参考系平面，、刀具的刃磨和安装基准面垂直或平行于参考系平面，同时设定刀杆中心线与进给运动方向垂直。同时设定刀杆中心线与进给运动方向垂直。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备三、刀具静止角度参考系及其坐标平面三、刀具静止角度参考系及其坐标平面 2.正交平面参考系由以下三个在空间相互垂直的参考平面构成。(1)基面pr通过切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。通常平行于车刀的安装面(2)(2)切削平面切削平面p ps s通过切削刃上选定点，垂直于基面并与主切削刃相切的平面。(

12、3)(3)正交平面正交平面p po o 通过切削刃上选定点，同时与基面和切削平面垂直的平面。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备刀具静止角度参考系及其坐标平面刀具静止角度参考系及其坐标平面(1)基面pr(2)(2)切削平面切削平面p ps s(3)(3)正交平面正交平面p po o 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备刀具静止角度参考系及其坐标平面刀具静止角度参考系及其坐标平面1)法平面 通过切削刃上选定点并垂直于切削刃的平面静止正交参考系建立动画演示静止正交参考系建立动画演示静止进给参考系建立动画演示静止进给参考系建立动画演示 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备 刀具静止角度的标注刀具静

13、止角度的标注 一刃四角法一刃四角法 所谓的所谓的“一刃四角法一刃四角法”是指刀具上每一条切削刃是指刀具上每一条切削刃,必须且只需四必须且只需四个个 角度基本角度角度基本角度,就能唯一的确定其在空间的位置。就能唯一的确定其在空间的位置。 前刀面与主后刀面的交线，记为前刀面与主后刀面的交线，记为 S。它承担主要的切。它承担主要的切削工作。削工作。 主切削刃在基面上的投影与进给运动速度主切削刃在基面上的投影与进给运动速度vf 方向之方向之间的夹角。间的夹角。 主切削刃与基面之间的夹角。主切削刃与基面之间的夹角。 O O 前面与基面之间的夹角。前面与基面之间的夹角。 后面与切削平面之间的夹角。后面与切

14、削平面之间的夹角。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备刀具静止角度的标注刀具静止角度的标注基面内测量：主偏角基面内测量：主偏角r 主切削刃在基面上的投主切削刃在基面上的投 影影 与进给运动方向的夹与进给运动方向的夹角角主剖面内度量：前角主剖面内度量：前角o 前刀面与基面的夹前刀面与基面的夹角。角。 后角后角o 主后刀面与切削平面的主后刀面与切削平面的夹角夹角切削平面度量：刃倾角切削平面度量：刃倾角s 主切削刃与基面间主切削刃与基面间的的夹角夹角 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院项目项目2 2 机械加工工艺规程机械加工工艺规程2.

15、1 2.1 基本概念基本概念2.2 2.2 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析2.3 2.3 毛坯的确定毛坯的确定2.4 2.4 工件的定位工件的定位2.5 2.5 工件的夹紧工件的夹紧2.6 2.6 工艺路线的拟订工艺路线的拟订2.7 2.7 加工余量的确定加工余量的确定2.8 2.8 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备2.1.1 2.1.1 生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程2.1 2.1 基本概基本概念念u机械产品生产过程机械产品生产过程 原材料转变为产品（机器）的全过程（相关作业总和）。原材料转变为产品（机器）的全过程（相关作业总

16、和）。 压力加工油漆车身装配内部装饰驱动桥装配变速箱装配轮胎装配底盘装配 车身安装 最后试验发动机装配发动机试验机械加工热处理锻造熔化造型浇铸压铸油漆机械加工自动线热处理汽车生产示意图汽车生产示意图 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院2.1.1 2.1.1 生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程n工艺过程工艺过程 直接改变直接改变生产对象的形状、尺寸生产对象的形状、尺寸和性质的过程（相关作和性质的过程（相关作业总和），由基本车间业总和），由基本车间完成。完成。 n工艺过程可逐级分为工艺过程可逐级分为工序、工步、走刀以工序、工步、走刀以

17、及安装、工位及安装、工位 生产过程按功能可划分为工艺过程和辅助过程。生产过程按功能可划分为工艺过程和辅助过程。u辅助过程辅助过程为工艺过为工艺过程服务的过程。程服务的过程。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院2.1.1 2.1.1 生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程机械制造工艺过程：机械制造工艺过程： 在生产过程中，毛坯的制造成形（如铸造、锻压、在生产过程中，毛坯的制造成形（如铸造、锻压、焊接等），零件的机械加工、热处理、表面处理，部件焊接等），零件的机械加工、热处理、表面处理，部件和产品的装配等是直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位

18、和产品的装配等是直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性能的过程，简称工艺过程。置和性能的过程，简称工艺过程。 机械加工工艺过程：机械加工工艺过程： 用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程。和性质使其成为合格零件的全过程。 从广义上来说，特种加工（包括电加工、超声波加从广义上来说，特种加工（包括电加工、超声波加工、激光加工、电子束及离子束加工）也是机械加工工工、激光加工、电子束及离子束加工）也是机械加工工艺过程的一部分，然而其实质不属于切削加工范畴。艺过程的一部分，然而其实质不属于切削加工范畴。 机械制造工艺与装备机

19、械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院2.1.2 2.1.2 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成 机械加工工艺过程由若干个工序组成。机械加工中机械加工工艺过程由若干个工序组成。机械加工中的每一个工序又可依次分为安装、工位、工步、走刀。的每一个工序又可依次分为安装、工位、工步、走刀。1、工序、工序一个（组）一个（组）工人工人在一台机床（在一台机床（工作地点工作地点）上对一个（同时）上对一个（同时对几个）对几个）工件工件连续完成连续完成的那一部分工艺过程。的那一部分工艺过程。图1-1 阶梯轴阶梯轴单件生产的工艺过程阶梯轴单件生产的工艺过程 工序号工序

20、号工序名称工序名称设备设备1 1车端面，打中心孔，车车端面，打中心孔，车外圆，切退刀槽，倒角外圆，切退刀槽，倒角车床车床2 2铣键槽铣键槽铣床铣床3 3磨外圆，去毛刺磨外圆，去毛刺磨床磨床 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院2.1.2 2.1.2 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成安装安装每一次装夹下每一次装夹下完成的工序内容完成的工序内容工位工位在工件的一次在工件的一次安装中安装中，通过分度或通过分度或移位装置改变加工位移位装置改变加工位置时每一位置上完成置时每一位置上完成的加工内容。的加工内容。 机械制造工艺与装备机械

21、制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院2.1.2 2.1.2 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成工步工步指加工表面（装指加工表面（装配时的连接面）和加工配时的连接面）和加工( (装配）工具不变的情况装配）工具不变的情况下所连续完成的那一部下所连续完成的那一部分工序内容。分工序内容。装夹装夹工件在加工前，工件在加工前，将工件在机床上定位或将工件在机床上定位或夹具中定位、夹紧的过夹具中定位、夹紧的过程。程。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院复合工步：复合工步：一般说，构成工步的任一要素（加

22、一般说，构成工步的任一要素（加工表面、刀具、加工连续性）工表面、刀具、加工连续性）改变后，即成为另一工步，但改变后，即成为另一工步，但下面情况应视为一个工步。下面情况应视为一个工步。1.1.一次装夹中连续进行的若干相同一次装夹中连续进行的若干相同的工步应视为一个工步。的工步应视为一个工步。2.2.为提高生产效率用多把调整好的为提高生产效率用多把调整好的刀具同时加工多个表面的工步。刀具同时加工多个表面的工步。2.1.2 2.1.2 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院2.1.2 2.1.2

23、机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成走刀走刀切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容 根 据根 据被切除的被切除的金属厚度金属厚度不同，一不同，一个工步可个工步可以包括一以包括一次或数次次或数次走刀。走刀。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院u机械加工工艺过程组成小结机械加工工艺过程组成小结工序工序1 1工艺过程工艺过程工序工序2 2工序工序i i工序工序n n 安装安装1 1安装安装2 2安装安装i i安装安装m m 工位工位1 1工位工位2 2工位工位i i工位工位p p

24、工步工步1 1工步工步2 2工步工步i i工步工步k k 走刀走刀1 1走刀走刀2 2走刀走刀i i走刀走刀q q n m p k qn m p k q均为除零以外的自然数均为除零以外的自然数 2.1.2 2.1.2 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院误差流物流资金流规划控制需求信息流实施 （车间或现场）原材料产品与服务能源能量流 制造系统的组成u机械制造系统机械制造系统： 用于给机械制造提供条件或支持的系统。由若干分用于给机械制造提供条件或支持的系统。由若干分系统构成。系统构成。 机械

25、制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院2.1.3 2.1.3 生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型u生产纲领生产纲领企业在计划期内（通常是一年）应当生产的产企业在计划期内（通常是一年）应当生产的产品产量和进度计划品产量和进度计划 年生产纲领：年生产纲领： N=Qn(1+a%+b%) 式中：式中： N N：零件的生产纲领（台：零件的生产纲领（台/ /年）年） Q：产品的生产纲领（台：产品的生产纲领（台/ /年）年） n：每台产品中该零件的数：每台产品中该零件的数量（件量（件/ /台）台） a：备品百分率（：备品百分率（% %） b：废品百分率

26、（：废品百分率（% %） 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院2.1.3 2.1.3 生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型u生产批量生产批量一次投入或产出的同一产品或零件数量一次投入或产出的同一产品或零件数量 企业确定生产批量应主要考虑几个因素：企业确定生产批量应主要考虑几个因素： 按企业生产专业化程度划分按企业生产专业化程度划分市场需求及趋势市场需求及趋势 生产组织安排的方便性生产组织安排的方便性 产品制造的工作量产品制造的工作量 生产资金的投入生产资金的投入 制造的生产率和成本制造的生产率和成本 单件生产、成批生产（单件生产、成批

27、生产（小批生产、中批生产、大批生产小批生产、中批生产、大批生产）、）、大量生产大量生产 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院各种生产类型的工艺特征各种生产类型的工艺特征工艺特征工艺特征单件小批量单件小批量中批生产中批生产大批大量大批大量毛坯毛坯自由锻、木模手工自由锻、木模手工造型；精度低、余造型；精度低、余量大量大模锻、金属模；模锻、金属模； 精度和余量中等精度和余量中等模锻、机器造型；模锻、机器造型； 精度高，余量小精度高，余量小机床机床通用机床，通用机床， 机群式布置机群式布置通用机床，部分专机，通用机床，部分专机， 按零件类别分

28、工段排按零件类别分工段排列列自动机床，专用机自动机床，专用机床床 生产流水线排列生产流水线排列工装工装通用工装通用工装专用工装专用工装高效专用工装高效专用工装工艺文件工艺文件简单工艺过程卡简单工艺过程卡详细工艺过程卡详细工艺过程卡详细工艺过程卡详细工艺过程卡 工序卡、调整卡工序卡、调整卡发展趋势发展趋势成组技术、数控技成组技术、数控技术、术、 加工中心加工中心柔性制造系统柔性制造系统(FMS)(FMS)计算机集成制造系计算机集成制造系统统 (CIMS)(CIMS)，加工自动，加工自动化化 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院 应当指出

29、，生产类型对零件工艺规程的制定影响很大。应当指出，生产类型对零件工艺规程的制定影响很大。当生产同一产品，大量生产一般具有生产效率高、成本低、当生产同一产品，大量生产一般具有生产效率高、成本低、质量可靠、性能稳定等优点。因此，应大力推广产品结构质量可靠、性能稳定等优点。因此，应大力推广产品结构的标准化、系列化，以便于组织专业化的大批量生产，以的标准化、系列化，以便于组织专业化的大批量生产，以提高经济效益。推行成组技术，以及采用数控机床、柔性提高经济效益。推行成组技术，以及采用数控机床、柔性制造系统和计算机集成制造系统等现代化的生产手段及方制造系统和计算机集成制造系统等现代化的生产手段及方式，实现

30、机械产品多品种、小批量生产的自动化，是当前式，实现机械产品多品种、小批量生产的自动化，是当前机械制造工艺的重要发展方向。机械制造工艺的重要发展方向。 思考 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院 2.1.4 2.1.4 机械加工工艺规程机械加工工艺规程v 机械加工工艺过程机械加工工艺过程 采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部过程。尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部过程。v 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 规定零件机械加工工艺过程的工艺文件

31、。规定零件机械加工工艺过程的工艺文件。 v 工艺规程的作用工艺规程的作用 指导生产的主要技术文件；企业组织生产和进行生产指导生产的主要技术文件；企业组织生产和进行生产管理的重要依据；新建和扩建工厂或车间的基本资料，是管理的重要依据；新建和扩建工厂或车间的基本资料，是连接产品设计和制造过程的桥梁，是机械制造厂最重要的连接产品设计和制造过程的桥梁，是机械制造厂最重要的的技术文件之一。的技术文件之一。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院 1 1）机械加工工艺过程卡片；）机械加工工艺过程卡片； 2 2）机械加工工序卡片；）机械加工工序卡片；

32、 3 3）标准零件或典型零件工艺过程卡片；）标准零件或典型零件工艺过程卡片； 4 4）单轴自动车床调整卡片；）单轴自动车床调整卡片； 5 5）多轴自动车床调整卡片；）多轴自动车床调整卡片； 6 6）机械加工工序操作指导卡片；）机械加工工序操作指导卡片； 7 7）检验卡片等。）检验卡片等。 其中，最常用的是其中，最常用的是机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片和和机械加工机械加工工序卡片工序卡片。 工艺规程的格式工艺规程的格式 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州

33、州职职业业技技术术学学院院 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备举举 例例 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装

34、备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职

35、职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院机械加工工艺规程设计原则机械加工工艺规程设计原则 1 1）以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技）以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提。术要求为前提。 2 2）工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。）工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。 3 3）充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生）充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。产。 4 4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。、文明劳动条件。 5 5）积极采用先进技术和工艺，减少材料和能

36、源消耗，）积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要求。并应符合环保要求。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院制定机械加工工艺规程所需原始资料制定机械加工工艺规程所需原始资料 产品的全套装配图及零件图产品的全套装配图及零件图 产品的验收质量标准产品的验收质量标准 产品的年生产纲领及生产类型产品的年生产纲领及生产类型 零件毛坯图及毛坯生产情况零件毛坯图及毛坯生产情况 本厂（车间）的生产条件本厂（车间）的生产条件 各种有关手册、标准等技术资料各种有关手册、标准等技术资料 国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况国内外先进

37、工艺及生产技术的发展与应用情况 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤1阅读装配图和零件图阅读装配图和零件图 了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用，明确零件的主要技术要求。品中的地位和作用，明确零件的主要技术要求。 2工艺审查工艺审查 审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零确、统一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构

38、工艺性。件结构工艺性。 零件结构工艺性是指在满足使用要求的前提下，制造零件结构工艺性是指在满足使用要求的前提下，制造该零件的可行性和经济性。该零件的可行性和经济性。 应予以高度重视。应予以高度重视。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤3 3熟悉或确定毛坯熟悉或确定毛坯 确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批量等。量等。4. 4. 选择

39、定位基准选择定位基准 5. 5. 拟定加工路线拟定加工路线 6. 6. 确定满足各工序要求的工艺装备确定满足各工序要求的工艺装备 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差 确定各工序的技术要求及检验方法确定各工序的技术要求及检验方法确定切削用量和工时定额确定切削用量和工时定额 编制数控加工程序（对数控加工）编制数控加工程序（对数控加工） 评价工艺路线评价工艺路线 对所制定的工艺方案应进行技术经济分析，并应对所制定的工

40、艺方案应进行技术经济分析，并应对多种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定对多种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定出最优工艺方案。出最优工艺方案。 12. 12. 填写或打印工艺文件填写或打印工艺文件 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备获得加工精度的方法（补充）获得加工精度的方法（补充）（一）获得尺寸精度的方法（一）获得尺寸精度的方法 试切法：试切试切法：试切测量测量调刀，反复进行，达到要调刀，反复进行，达到要求。单件加工用。求。单件加工用。 定尺寸刀具法：由刀具尺寸确定加工要素尺寸。定尺寸刀具法：由刀具尺寸确定加工要素尺寸。 调整法：事先调整好刀具与夹具调整法：事先调整好刀具与夹具

41、(工件工件)的位置，的位置，在加工一批工件过程中，刀具位置不变。在加工一批工件过程中，刀具位置不变。 自动控制法：通过自动控制机床、刀具的运动，自动控制法：通过自动控制机床、刀具的运动，达到尺寸精度的方法。达到尺寸精度的方法。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备试试 切切 法法 通过试切出一小段一测量一调刀一再试切，反复进行，通过试切出一小段一测量一调刀一再试切，反复进行，直到达到规定尺寸再进行加工的一种加工方法称为试切法。直到达到规定尺寸再进行加工的一种加工方法称为试切法。 试切法的生产率低，加工精度取决于工人的技术水平，试切法的生产率低，加工精度取决于工人的技术水平，故常用于单件小批生产

42、。故常用于单件小批生产。定尺寸刀具法定尺寸刀具法 通过刀具的尺寸来保证加工表面的尺寸精度，这种方通过刀具的尺寸来保证加工表面的尺寸精度，这种方法叫定尺寸刀具法。如用钻头、铰刀、拉刀来加工孔均属法叫定尺寸刀具法。如用钻头、铰刀、拉刀来加工孔均属于定尺寸刀具法。于定尺寸刀具法。 这种方法操作简便，生产率较高，加工精度也较稳定。这种方法操作简便，生产率较高，加工精度也较稳定。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备调调 整整 法法 先调整好刀具的位置，然后以不变的位置加工一批零先调整好刀具的位置，然后以不变的位置加工一批零件的方法称为调整法。件的方法称为调整法。 调整法加工生产率较高，精度较稳定，常用

43、于批量、调整法加工生产率较高，精度较稳定，常用于批量、大量生产。大量生产。自动控制法自动控制法 自动控制法是通过自动测量和数字控制装置，在达到自动控制法是通过自动测量和数字控制装置，在达到尺寸精度时自动停止加工的一种尺寸控制方法。尺寸精度时自动停止加工的一种尺寸控制方法。 这种方法加工质量稳定，生产率高，是机械制造业的这种方法加工质量稳定，生产率高，是机械制造业的发展方向。发展方向。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备（二）获得形状精度的方法（二）获得形状精度的方法（1 1）刀尖轨迹法）刀尖轨迹法 （2 2）仿形法）仿形法 （3 3）成形法）成形法 （4 4）展成法）展成法 机械制造工艺与装

44、备机械制造工艺与装备刀尖轨迹法刀尖轨迹法 通过刀尖的运动轨迹来获得形状精度的方法称为刀尖通过刀尖的运动轨迹来获得形状精度的方法称为刀尖轨迹法。轨迹法。 所获得的形状精度取决于刀具和工件间相对成形运动所获得的形状精度取决于刀具和工件间相对成形运动的精度。车削、铣削、刨削等均属于刀尖轨迹法。的精度。车削、铣削、刨削等均属于刀尖轨迹法。仿仿 形形 法法 刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法称为仿刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法称为仿形法。形法。 仿形法所得到的形状精度取决于仿形装置的精度以及仿形法所得到的形状精度取决于仿形装置的精度以及其它成形运动的精度。仿形铣、仿形车均属仿形法加工。其

45、它成形运动的精度。仿形铣、仿形车均属仿形法加工。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备成成 形形 法法 利用成形刀具对工件进行加工获得形状精度的方法称利用成形刀具对工件进行加工获得形状精度的方法称成形法。成形法。 成形刀具替代一个成形运动，所获得的形状精度取决于成形刀具替代一个成形运动，所获得的形状精度取决于成形刀具的形状精度和其它成形运动精度。成形刀具的形状精度和其它成形运动精度。展展 成成 法法 利用刀具和工件作展成切削运动形成包络面，从而获利用刀具和工件作展成切削运动形成包络面，从而获得形状精度的方法称为展成法（或称包络法）。如滚齿、得形状精度的方法称为展成法（或称包络法）。如滚齿、插齿

46、就属于展成法。插齿就属于展成法。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备（三）获得位置精度的方法（工件的安装方法（三）获得位置精度的方法（工件的安装方法 ） 当零件较复杂、加工面较多时，需要经过多道工序的当零件较复杂、加工面较多时，需要经过多道工序的加工，其位置精度取决于工件的安装方式和安装精度。工加工，其位置精度取决于工件的安装方式和安装精度。工件安装常用的方法如下件安装常用的方法如下 ：（1）直接找正法）直接找正法 （2）划线找正法）划线找正法 （3）夹具安装法）夹具安装法 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备此法生产率低，精度此法生产率低，精度取决于工人技术水平和测取决于工人技术水平和测量

47、工具的精度，一般只用量工具的精度，一般只用于单件小批生产。于单件小批生产。直接找正法直接找正法 用划针、百分表等工具直用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的接找正工件位置并加以夹紧的方法称直接找正安装法。方法称直接找正安装法。 如图所示中用四爪单动卡盘如图所示中用四爪单动卡盘安装工件，要保证加工后的安装工件，要保证加工后的B面面与与A面的同轴度要求，先用百分面的同轴度要求，先用百分表按外圆表按外圆A进行找正，夹紧后车进行找正，夹紧后车削外圆削外圆B，从而保证，从而保证B面与面与A面面的同轴度要求。的同轴度要求。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备划线找正法划线找正法 先用划针画出要

48、加工表面的位置，再按划线用划针找先用划针画出要加工表面的位置，再按划线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧。正工件在机床上的位置并加以夹紧。 由于划线既费时，又需要技术高的划线工，所以一般由于划线既费时，又需要技术高的划线工，所以一般用于批量不大，形状复杂而笨重的工件或低精度毛坯的加用于批量不大，形状复杂而笨重的工件或低精度毛坯的加工。工。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备夹具安装法夹具安装法 将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法。将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法。 这种方法安装迅速方便，定位精度较高而且稳定，生这种方法安装迅速方便，定位精度较高而且稳定，生产率较高，广泛应用于批

49、量和大量生产。产率较高，广泛应用于批量和大量生产。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备作作 业业第一次第一次1 1、什么是生产过程、工艺过程、机械加工工艺过程？、什么是生产过程、工艺过程、机械加工工艺过程？2 2、什么是工序、安装、工位、工步、走刀？、什么是工序、安装、工位、工步、走刀？3 3、什么是生产纲领？、什么是生产纲领？第二次第二次1 1简述制定工艺规程的步骤？简述制定工艺规程的步骤？2.2.教材教材107107页第页第4 4题。（提示：连杆重量约题。（提示：连杆重量约2kg 2kg ，每台，每台4 4件）件） 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备练一练单项选择题单项选择题1 1、为

50、了提高生产率，用几把刀具同时加工工件上的几个表面，、为了提高生产率，用几把刀具同时加工工件上的几个表面，称为复合工步，在工艺文件方件上复合工步当作为称为复合工步，在工艺文件方件上复合工步当作为 。A A、一道工序、一道工序 B B、一个工步、一个工步 C C、一个工位、一个工位 D D、一项安装、一项安装2 2、零件的生产纲领愈大，其毛坯制造应该、零件的生产纲领愈大，其毛坯制造应该 。A A、简化、以节省毛坯制造费用、简化、以节省毛坯制造费用 B B、提高精度，以减少机械、提高精度，以减少机械加工的工作量加工的工作量 C C、增加余量，以降低毛坯的废品率、增加余量，以降低毛坯的废品率3 3、在

51、镗床上镗箱体孔，先镗孔的一端，然后，工作回转、在镗床上镗箱体孔，先镗孔的一端，然后，工作回转180180再镗孔的另一端，该加工过程属于再镗孔的另一端，该加工过程属于 。A A、二个工序、二个工序 B B、二个工位、二个工位 C C、二次安装、二次安装 D D、二个工步、二个工步4 4、阶梯轴的加工过程中、阶梯轴的加工过程中“调头继续车削调头继续车削”属于变换了一个属于变换了一个 。A A、工序、工序 B B、工步、工步 C C、安装、安装 D D、走刀、走刀B BB BB BC C 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备5 5、车削加工时，四方刀架的每次转位意味着变换了一、车削加工时，四方刀架的

52、每次转位意味着变换了一个个 。A A、工序、工序 B B、工步、工步 C C、安装、安装 D D、走刀、走刀6 6、一个工序的定义，强调的是、一个工序的定义，强调的是 。A A、工作地点固定与工作连续、工作地点固定与工作连续 B B、只能加工一个工件、只能加工一个工件 C C、只能是一个工人完成、只能是一个工人完成 D D、只能在一台机床上完成、只能在一台机床上完成7 7、安装次数越多，则、安装次数越多，则 。A A、生产率越高、生产率越高 B B、精度越高、精度越高 C C、生产率和精度越低、生产率和精度越低8 8、单件小批生产的特征是、单件小批生产的特征是 。A A、毛坯粗糙，工人技术水平

53、要求低、毛坯粗糙，工人技术水平要求低 B B、毛坯粗糙，工人、毛坯粗糙，工人技术水平要求高技术水平要求高 C C、毛坯精化，工人技术水平要求高、毛坯精化，工人技术水平要求高练一练B BA AC CB B 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备看一看1 1、机械加工工艺过程的概念？、机械加工工艺过程的概念？2 2、工艺过程的组成：、工艺过程的组成： 、 、 、 、 。3 3、生产类型是分为：、生产类型是分为： 、 、 。4 4、什么是工序、安装、工位、工步、走刀？什么是工序、安装、工位、工步、走刀？答：用机械加工的方法，直接改变原材料或毛坯的形状，尺寸答：用机械加工的方法，直接改变原材料或毛坯的形

54、状，尺寸和性能等，使之变为合格零件的过程，称为零件的机械加工工和性能等，使之变为合格零件的过程，称为零件的机械加工工艺工程。艺工程。工序工序 工步工步 走刀走刀 安装安装 工位工位单件生产单件生产 成批生产成批生产 大量生产大量生产 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院2.2 2.2 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析2.2.12.2.1 零件的结构工艺性概念零件的结构工艺性概念 零件的结构工艺性是指所设计的零件在保证满足使用零件的结构工艺性是指所设计的零件在保证满足使用要求的前提下制造的可行性与经济性。它包括零件各个制要求的前

55、提下制造的可行性与经济性。它包括零件各个制造过程的工艺性，如铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、造过程的工艺性，如铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等的工艺性。切削加工等的工艺性。 零件的结构工艺性主要包括零件的尺寸和公差标注、零件的结构工艺性主要包括零件的尺寸和公差标注、零件的组成要素和零件的整体结构。零件的组成要素和零件的整体结构。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院2.2.2 2.2.2 零件要素的工艺性零件要素的工艺性零件要素是指组成零件的各加工面。零件要素是指组成零件的各加工面。零件要素的切削工艺性零件要素的切削工艺性要

56、点要点： 1、各要素的形状应尽量简单，面积要小，规格应尽量、各要素的形状应尽量简单，面积要小，规格应尽量标准和统一。标准和统一。 2、能用普通设备和标准刀具加工，且刀具易进入、退、能用普通设备和标准刀具加工，且刀具易进入、退出和顺利通过加工表面。出和顺利通过加工表面。 3、加工面与非加工面以及加工面应明显分开。、加工面与非加工面以及加工面应明显分开。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备结构工艺性分析结构工艺性分析 （1 1）机械加工对零件结构的要求）机械加工对零件结构的要求1. .便于装夹便于装夹 零件的结构应便于加工时定位和夹紧，装夹次数要少。如图（a）所示零件，拟用顶尖和鸡心夹头装夹，但

57、该结构不便装夹，可改用图（b）结构，则方便装夹。2 .2 .便于加工便于加工 零件的结构应尽量采用标准化数值，便于使用标准化刀具和量具。同时要注意退刀和进刀，易于保证精度要求，减少加工面及难加工表面等.如下表所示： 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备序 号工艺性不合理工艺性合理说 明1键槽的尺寸、方位相同，可在一次装夹中加工出全部键槽，以提高生产效率2孔中心与箱体壁之间尺寸太小，无法引进刀具3减少接触面积，减少加工量，提高稳定性4应设计退刀槽，减少刀具或砂轮的磨损5钻头容易引偏或折断6避免深孔加工，提高连接强度，节约材料，减少加工量 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术

58、术学学院院州州职职业业技技术术学学院院序 号工艺性不合理工艺性合理说 明7为减少刀具种类和换刀时间，应设计为相同的宽度8为便于加工，槽的底面不应与其他加工面重合9为便于加工，内螺纹根部应有退刀槽10为便于一次加工，生产效率高，凸台表面应处于同一水平面 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院2.2.4 2.2.4 零件整体结构的工艺性零件整体结构的工艺性零件整体结构的工艺性要求：零件整体结构的工艺性要求： 1 1、尽量采用标准件、通用件等。、尽量采用标准件、通用件等。 2 2、又便于装夹的基准。、又便

59、于装夹的基准。 3 3、有位置要求或同方向的表面一次装夹中加工出来。、有位置要求或同方向的表面一次装夹中加工出来。 4 4、零件有足够的刚度，便于采用高速和多刀切削。、零件有足够的刚度，便于采用高速和多刀切削。 5 5、节省材料，减轻重量。、节省材料，减轻重量。 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院NoImageNoImagea)b)a）b）c）a）孔距箱壁太近： 需加长钻头才能加工 钻头在圆角处容易引偏 b）加长箱耳，不需加长钻头即可加工c）结构上允许，将箱耳设计在某一端，不需加长箱耳 几种零件的结构工艺性举例几种零件的结构工艺性举

60、例 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院NoImageNoImagea） a）车螺纹时，螺纹根部不易清根，且工人操作紧张，易打刀 b）b）留有退刀槽，可使螺纹清根，工人操作相对容易，可避免打刀 a）插齿无退刀空间，小齿轮无法加工 a）b）b）留出退刀空间，小齿轮可以插齿加工 几种零件的结构工艺性举例几种零件的结构工艺性举例 机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备郑郑州州职职业业技技术术学学院院州州职职业业技技术术学学院院NoImageNoImagea）两端轴颈需磨削加工，但砂轮圆角不能清根 a） b）留有退刀槽，磨削时可以清根b）a）锥