机械加工工艺规程的概念

1、汽车制造工艺特点汽车制造工艺特点机械加工工艺设计基础机械加工工艺设计基础机床夹具设计机床夹具设计机械加工工艺系统机械加工工艺系统(机床、刀具、工件、夹具机床、刀具、工件、夹具)基本知识基本知识机械制造质量分析与控制机械制造质量分析与控制汽车装配工艺规程的制订汽车装配工艺规程的制订汽车先进制造技术与系统汽车先进制造技术与系统1、本课程研究的内容、本课程研究的内容2、本课程的任务和要求、本课程的任务和要求（1 1）掌握汽车制造工艺流程及特点，掌握机械加工基本知识。掌握汽车制造工艺流程及特点，掌握机械加工基本知识。（2 2）具备制订机械加工工艺规程的能力，）具备制订机械加工工艺规程的能力，能选合理择

2、加工方能选合理择加工方 法和机床、刀具、夹具及工艺参数；法和机床、刀具、夹具及工艺参数；（3 3）掌握机械加工精度和表面质量的基本知识；掌握机械加工精度和表面质量的基本知识；（4 4）初步具备分析解决机械制造过程中工艺问题的能力；）初步具备分析解决机械制造过程中工艺问题的能力； （5 5）了解先进制造技术的发展。）了解先进制造技术的发展。 原料产品方法设备、人机械制造热加工：铸造、塑性加工、焊接、热处理、表面改性等。冷加工：切削加工使零件成为半成品或成品装配：机械工程需求分析需求分析概念设计概念设计详细设计详细设计工艺设计工艺设计零件加工零件加工产品装配产品装配产品销售产品销售设计设计工艺工艺

3、制造制造CADCAECAPPCAMPDM产品信息管理机械制造机械制造纺织机械家用电器通讯设备冶金机械建筑机械交通工具环保设备军事装备医疗设备机床制造农业机械化工设备热处理铸造锻造粉末冶金烧结部件装配试验调整协作件电气系统，轮胎及其他部件总装配钢材铸铁废钢铝锭辅助材料机械加工铁粉碳粉汽车钢板冲压装配铆、焊接油漆退火 正火maxau淬火 回火maxau发动机变速器驱动桥转向器缸体曲轴齿轮轴（1） 什么是生产过程？原材料原材料成品（机器）成品（机器）图图2-1机械制造系统图机械制造系统图原料或毛坯原料或毛坯存储存储运输运输制造制造检验检验成品成品信信 息息 系系 统统能源能源能能 量量 系系 统统物

4、流物流信息流信息流能量流能量流 生产过程包括（物流过程）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。1) 1) 制造工艺概念制造工艺概念2) 2) 毛坯制造工艺过程毛坯制造工艺过程3) 3) 机械加工工艺过程机械加工工艺过程4) 4) 热处理工艺过程热处理工艺过程5) 5) 装配工艺过

5、程装配工艺过程 制造工艺：加工产品的方法（手段、过程）。 是利用生产工具对原材料、毛坯、半成品进行加工，改变其几何形状、外形尺寸、表面状态和内部组织的方法。零件制造的工艺过程零件制造的工艺过程1. 零件制造工艺方法零件制造工艺方法（1）材料去除工艺（）材料去除工艺（m0） 按照一定的方式从毛坯上去除多余材料形成符合技术按照一定的方式从毛坯上去除多余材料形成符合技术 要求的零件的工艺方法。主要包括切削加工和特种加工。要求的零件的工艺方法。主要包括切削加工和特种加工。（2）材料成形工艺（）材料成形工艺（m=0） 利用模型使原材料形成毛坯或零件的工艺方法。利用模型使原材料形成毛坯或零件的工艺方法。

6、常用成形工艺方法有铸造、锻造、冲压、注塑等。常用成形工艺方法有铸造、锻造、冲压、注塑等。（3）材料累加工艺（）材料累加工艺（m0） 将零件以微元叠加的方式逐渐累加形成的工艺方法。将零件以微元叠加的方式逐渐累加形成的工艺方法。 常用的工艺方法有常用的工艺方法有:光固化法（SLA） 叠层制造法（LOM）激光选区烧结法（SLS）熔积法（FDM）三维打印法等2. 2. 零件制造过程零件制造过程 零件制造是机器制造过程的基本单元。零件制造是机器制造过程的基本单元。零件的制造主要利用材料去除工艺方法（包零件的制造主要利用材料去除工艺方法（包括切削加工及特种加工）和材料成形工艺方括切削加工及特种加工）和材料

7、成形工艺方法形成零件所需形状，并且适时的将热处理法形成零件所需形状，并且适时的将热处理工艺穿插在其中完成。即通过改变毛坯的尺工艺穿插在其中完成。即通过改变毛坯的尺寸、形状、及材料特性的过程。寸、形状、及材料特性的过程。 绝大部分零件是通过机械加工完成的。绝大部分零件是通过机械加工完成的。2.3.1 2.3.1 工序工序( (工步和走刀）工步和走刀） 一个或一组工人在一个工作地（机械设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连续完成备）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，称为工序。（一道工的那一部分工艺过程，称为工序。（一道工序可以由一个工步或多个工步组

8、成，一个工序可以由一个工步或多个工步组成，一个工步也可以由多次走刀来完成。）步也可以由多次走刀来完成。） 例：例：表2-1 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2-2 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23 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。2.2.3.

9、2 3.2 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2-1 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2-2 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23 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：

10、 安装次数多安装次数多好还是少好？好还是少好？2.3.3 2.3.3 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变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容。工序内容。 例：例：表2-1 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2-2 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

11、 5去毛刺钳工台图23 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2.3.4 2.3.4 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。次切削，则每一次切削称为一次走刀。 2.3.5 2.3.5 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。 2.3

12、.5 2.3.5 工位工位 图24 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：图2-5 多工位加工 返回2.4.1. 2.4.1. 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生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。品产量。 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： %)%1 (baQnN式中式中 N-N-零件的年生产纲领，单位：件零件的年生产纲领，单位：件/ /年年 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

13、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。 2.2.4.2 4.2 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、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 50000 5000 1000大量生产大量生产 500050000 5005000 3001000大批生产大批生产 5005

14、000 200500 100300中批生产中批生产 100500 202005100小批生产小批生产 100 205单件生产单件生产轻型机械轻型机械中型机械中型机械重型机械重型机械零件生产纲领（件零件生产纲领（件/年）年）生生 产产 类类 型型表表2-3 生产类型与生产纲领的关系生产类型与生产纲领的关系表表2-4 2-4 各种生产类型工艺过程的重要特点各种生产类型工艺过程的重要特点 类型类型特点特点单件（小批）生产单件（小批）生产成批生产成批生产大量生产大量生产加工对象加工对象经常变换经常变换周期性变换周期性变换固定不变固定不变毛坯毛坯木模造型、自由锻木模造型、自由锻金属模造型、模锻金属模造型

15、、模锻金属模机器造型、模锻金属模机器造型、模锻机床设备机床设备通用设备、数控设备通用设备、数控设备通用、专门及部分专用设备通用、专门及部分专用设备专用、自动设备及专用、自动设备及 自动线自动线机床布局机床布局按机群式布置按机群式布置按零件类别、按工段排列按零件类别、按工段排列按流水线或自动线排列按流水线或自动线排列夹具夹具通用或组合夹具通用或组合夹具专用夹具专用夹具高效率的专用夹具高效率的专用夹具刀具量具刀具量具通用刀具和量具通用刀具和量具专用或通用刀具量具专用或通用刀具量具专用刀具量具、自动测量专用刀具量具、自动测量装配方法装配方法零件不互换，钳工修配零件不互换，钳工修配多数互换，部分试配或

16、修配多数互换，部分试配或修配全部互换或分组互换全部互换或分组互换生产周期生产周期不一定不一定周期重复周期重复长时间连续生产长时间连续生产生产率生产率低，用数控机床可提高低，用数控机床可提高中等中等高高成本成本高高中等中等低低工人技术工人技术高高中等中等一般一般工艺文件工艺文件简单简单比较详细比较详细详细编制详细编制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

17、、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）成批生产）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

18、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。3 3）单件生产）单件生产 产品数量少，但种类、规格较多，产品数量少，但种类、规格较多，多数产品只能单个或少数几个地生产，多数产品只能单个或少数几个地生产，很少重复。很少重复。 例如，重型机器、大型船舶制造及例如，重型机器、大型船舶制造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。企业组织生产模式企业组织生产模式1）生产全部零部件，自主装配整机）生产全部零部件，自主装配整机。 大而全，过去一些大型国企，一拖、一汽、二汽大而全，过去一些大型国企，一拖、一汽、二汽2）生产部分关键零部件，其余由其它企业供应）生产部分关键零

19、部件，其余由其它企业供应。 目前大多数制造企业属于这一种生产模式目前大多数制造企业属于这一种生产模式3）完全不生产零部件，自己只负责设计和销售。）完全不生产零部件，自己只负责设计和销售。 两头在内，中间在外；或两头大中间小，哑铃式两头在内，中间在外；或两头大中间小，哑铃式2.4.1. 2.4.1. 机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程的作用 什么是工艺规程？什么是工艺规程？ 规定机械产品（或零件）制造工艺过程和操作规定机械产品（或零件）制造工艺过程和操作方法的相关工艺文件，称为工艺规程。方法的相关工艺文件，称为工艺规程。 其中规定零件机械加工工艺过程和操作方法等其中规定零件机械加工工艺过程和

20、操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。的工艺文件称为机械加工工艺规程。 高高质量、高效率、低成本（工艺规程的评价标准）质量、高效率、低成本（工艺规程的评价标准） 机械加工工艺过程工序1工序2工序n安装1安装2工位1工位2工步1工步2工步1工步1工步2工步1走刀1走刀2走刀1走刀2走刀32.4.1 2.4.1 机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程的作用 (1)(1) 机械加工工艺规程是机械加工过程的主要机械加工工艺规程是机械加工过程的主要技术文件，是指挥现场生产的依据。技术文件，是指挥现场生产的依据。 (2)(2)机械加工工艺规程是新产品投产前，进行机械加工工艺规程是新产品投产前，进行有关

21、的技术准备和生产准备的依据。有关的技术准备和生产准备的依据。 (3)(3) 机械加工工艺规程是新建、扩建或改建厂机械加工工艺规程是新建、扩建或改建厂房（车间）的依据。房（车间）的依据。 2.4.2. 2.4.2. 机械加工工艺规程的格式机械加工工艺规程的格式(1)(1)工艺过程卡片工艺过程卡片 工艺过程卡片是以工序为单位简要说明零件加工工艺过程卡片是以工序为单位简要说明零件加工过程的一种工艺文件。过程的一种工艺文件。 (2)(2)工序卡片工序卡片 工序卡片是为每一道工序编制的一种工艺工序卡片是为每一道工序编制的一种工艺文件。文件。2.4.3. 2.4.3. 制定机械加工工艺规程的原始资料制定机

22、械加工工艺规程的原始资料1 1）零件工作图及其产品装配图；）零件工作图及其产品装配图；2）产品验收的质量标准；）产品验收的质量标准；3 3）零件的生产纲领；零件的生产纲领；4 4）现场的生产条件（毛坯制造能力、机床设备、工艺现场的生产条件（毛坯制造能力、机床设备、工艺装备、工人技术水平，专用设备和工装的制造能力）；装备、工人技术水平，专用设备和工装的制造能力）；5 5）国内外有关的先进制造工艺及今后生产技术的发展国内外有关的先进制造工艺及今后生产技术的发展方向等；方向等；6 6）有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。）有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。 r 制订的工艺规程应能保证零件加

23、工质量，可靠地达到设计图纸规定的各项技术要求。r 在保证加工质量的基础上，使工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。r 了解国内外本行业工艺技术的发展水平，积极采用先进的工艺技术和工艺装备。r 尽量减轻工人的劳动强度，保证安全生产，创造良好和文明的劳动条件。r 在一定的生产条件下，可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案，此时应通过核算或相互对比，选择经济上最合理的方案，并要注重减少能源和原材料消耗，符合环境保护要求，实现绿色制造。 2.5 设计的内容和步骤设计的内容和步骤1）分析零件图和产品装配图；）分析零件图和产品装配图； 2 ）工艺审查；）工艺审查；3 ）确定毛坯；）确定毛坯； 4 ）拟

24、定工艺路线）拟定工艺路线 ； 5 ）确定各工序所用机床设备、工艺装备等；）确定各工序所用机床设备、工艺装备等；6 ）确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差；）确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差；7 ）确定各工序的技术要求和检验方法；）确定各工序的技术要求和检验方法；8 ）确定各工序的切削用量和工时定额；）确定各工序的切削用量和工时定额；9 ）编制工艺文件。）编制工艺文件。 2.5.1.2.5.1.根据零件的生产纲领确定生产类型根据零件的生产纲领确定生产类型（P222 P222 表表14143 3） 2.5.2.2.5.2.对被加工零件进行工艺性分析对被加工零件进行工艺性分析 （零件分析

25、）（零件分析） 功用功用 零件表面的技术要求零件表面的技术要求 结构工艺性结构工艺性r 零件结构及尺寸应标准化和规格化r 尽量采用标准件和通用件 r 合理标注零件的尺寸、公差和表面粗糙度r 保证加工的可能性和经济性 r 加工面的尺寸、形状及位置应便于加工 r 被加工表面的形状应尽量简单，面积应尽可能小，规格应尽量标准 和统一。r 零件的结构应保证能采用普通设备和标准刀具进行加工，且刀具易进入、退出和顺利通过加工表面。r 加工面与非加工面应明显分开，加工面之间也应明显分开。r 尽量减小加工面积。这样既减小了加工工作量，又保证接触良好。r 零件的结构应能尽量减少加工时的装夹以及换刀次数。r 零件的

26、结构形状应能定位准确、夹紧可靠、便于加工、便于测量。r 有位置要求或同方向的表面能在一次装夹中加工出来。r 零件要有足够的刚性，便于采用高速和多刀切削。 r 零件的结构布局要合理r加工面的位置应便于加工r孔的位置应便于刀具接近加工表面r减少加工面的尺寸和避免深孔加工两种键槽的结构形状两种键槽的结构形状箱体零件耳座结构箱体零件耳座结构零件平面结构零件平面结构零件孔的结构设计零件孔的结构设计增设加强筋提高零件刚度增设加强筋提高零件刚度2.5.1.2.5.1.根据零件的生产纲领确定生产类型根据零件的生产纲领确定生产类型 2.5.2.2.5.2.对被加工零件进行工艺分析对被加工零件进行工艺分析 2.5

27、.3.2.5.3.确定毛坯确定毛坯 1 1）毛坯的制造类型；）毛坯的制造类型； 2 2）毛坯的制造精度；）毛坯的制造精度； 3 3）毛坯图）毛坯图种类特 点铸件多用于形状复杂、尺寸较大的零件。其吸振性能好，但力学性能低。铸造方法有砂型铸造、离心铸造等，有手工造型和机器造型。模型有木模和金属模。木模手工造型用于单件小批生产或大型零件，生产效率低，精度低。金属模用于大批大量生产，生产效率高、精度高。离心铸造用于空心零件，压力铸造用于形状复杂、精度高、大量生产、尺寸小的有色金属零件锻件用于制造强度高、形状简单的零件（轴类和齿轮类）。用模锻和精密锻造，生产效率高，精度高。单件小批生产用自由锻冲压件用于形状复杂、生产批量较大的板料毛坯。精度较高，但厚度不宜过大型材用于形状简单或尺寸不大的零件。材料为各种冷拉和热轧钢材冷挤压件用于形状简单、尺寸小和生产批量大的零件。如各种精度高的仪表件和航空发动机中的小零件焊接件用于尺寸较大、形