机械制造工艺学-工艺规程设计1

1、李诗龙武汉轻工大学.2013年9月1日 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 摘要介绍制定机械加工工艺规程的原则、方法和步骤。 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的技术文件。一般包括下列内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目和检验方法、切削用量、时间定额等。 技术人员依据工件产量、复杂性、设备条件、工人技术状况确定采用何种工艺过程，并将有关内容写成文件（卡片）用来指导和约束全企业的生产行为。第一节第一节 概述概述1 1、它的作用、它的作用是指导生产的法令性文件（每一个工人的行为被严格地约束着）。是生产组织和管理工作的基本依据。是

2、新老产品投产前进行生产准备的指南。是新建或扩建工厂（或车间）的核算资料。先进的规程，有助于生产同类产品的新建部门作为借鉴，缩短产品的试制过程，提高工人水平。2、设计工艺规程的原则、设计工艺规程的原则 应体现：技术上具有先进性及时反映国内外的先进水平。如激光技术在机械中的应用，拉丝模孔的加工。经济上的合理性对比若干方案，择优使用。如日本战后瞄准轻工业：照相机材料更新。生产人员的安全性。充分发挥部门（或单位）的潜力因地制宜，土法上马。推陈出新，不断改进。基本原则是经济地满足使用要求，即在保持质量的前提下，实行低消耗、低成本、高产量。3、制订工艺规程的依据、制订工艺规程的依据 （1）产品的全套装配图

3、和零件工作图；（2）产品的验收的质量标准；（3）产品的年生产纲领；（4）毛坯资料（材料、种类、性能）；（5）工装资料（工、夹、量、模）；（6）所在部门的现场条件（厂房机床设施、工人水平等级、毛坯生产能力）；（7）国内外的工艺技术发展的情况；（8）有关的工艺手册、图册及文献资料。4、编制工艺规程的步骤、编制工艺规程的步骤 （1）审核图纸：分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。（2）选择毛坯。（3）选择定位基准。（4）拟定工艺路线。（5）确定加工余量，计算工序尺寸及公差。（6）选择各工序的加工设备、刀具、量具及辅具。（7）确定切削用量，计算工时定额。（8）填写工艺文件。小结小结 工艺规程是指

4、导生产的主要技术文件，是生产组织和管理工作的基本依据，是新扩建工厂和车间的基本资料，制订工艺规程时，以优质、高产、低成本、高效为原则，具备各种原始资料，按规定的步骤进行。第二节第二节 审核图纸审核图纸图纸是制订工艺规程最主要的原始资料，通过分图纸是制订工艺规程最主要的原始资料，通过分析零件图及产品总装图、部件装配图以及验收标析零件图及产品总装图、部件装配图以及验收标准，理解零件的功用、结构、技术要求。准，理解零件的功用、结构、技术要求。 分析图纸规定的技术要求是否合理，能否在现有设备、技术条件下实现加工，并达到规定的技术要求；零件的结构是否便于加工，便于装配和便于提高劳动生产率，在不影响零件原

5、设计性能和作用的前提下，可以在征得设计人员同意或经过一定的试验及审批手续之后，可以对零件的结构和技术要求作部分修改，以改善加工的工艺性。 第二节第二节 零件的工艺分析零件的工艺分析一、读零件图一、读零件图1、标题栏：名称，材料，图号2、视图：形体结构3、尺寸：大小4、零件的技术要求分析 （1）加工表面的尺寸精度。 （2）主要加工表面的形状精度。 （3）主要加工表面之间的相互位置精度。 （4）各加工表面的粗糙度以及表面质量方面的要求。 （5）热处理及其它要求。改进示例:方头销材料方头销材料T8A,方头部分方头部分局部淬火局部淬火HRC55-60,直径直径为为2H7的小孔在装配时与的小孔在装配时与

6、另一零件配作。分析上述技术另一零件配作。分析上述技术条件是否合理。条件是否合理。显然显然,由于零件较小由于零件较小,局部淬火时局部淬火时,会整体淬硬会整体淬硬,则在装则在装配时配时,不能与另一零件配作。不能与另一零件配作。改进意见改进意见:材料改为材料改为20#钢钢,方头局部淬火方头局部淬火,对对2H7的的小孔处镀铜保护。改进后小孔处镀铜保护。改进后,既能满足原要求既能满足原要求,又能在装又能在装配时配时,能够与另一零件配作。能够与另一零件配作。常用材料常用材料金属：黑色金属：Q235 20 35 45 Z18-22 不锈钢不锈钢 马氏体不锈钢：1Cr13 2Cr13 3Cr13 耐腐蚀性差

7、可渗氮、 4Cr13 1Cr17Ni2 9Cr18 氰化处理强度应力高 铁素体不锈钢：0Cr13 1Cr17 焊接性好 奥氏体不锈钢：0Cr18Ni9 1Cr18Ni9 耐腐蚀性强 0Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti 铸不锈钢： ZG1Cr17 ZG1Cr13 定子 转子 阀体 支承座 ZG1Cr18Ni9Ti 工程铸钢 ZG270-500 有色金属：铝合金 L1-L6 、 L5-1 铜合金 T2 H62 QSn6.5-0.4非金属：工程塑料ABS 尼龙66 聚四氟乙烯 有机玻璃 型材 ：板材 管材 棒料 （圆钢） 角钢 槽钢 方钢 二、零件的结构工艺性二、零件的结构工艺性1 1、通过

8、结构分析，选择适当的加工方法、通过结构分析，选择适当的加工方法 （1）形体：决定加工方法。 基本表面：内孔、外圆、圆锥面、平面等。 特形表面：螺旋面、渐开线齿形表面及其它。 （2）尺寸：表面尺寸对加工方案有重要影响。 （3）加工面的组合：也影响加工工艺。 在机械制造业中，通常按照零件结构和工艺过程的相似性，将各种零件大致分为轴类零件、套筒类零件、盘环类零件、叉架类零件以及箱体等。2、结构工艺性分析、结构工艺性分析 结构工艺性：是指零件或产品的构造在保证使用要求的前提下，制造该零件的可行性和经济性。即能否以较高的生产率和最低的成本较为方便地制造出来的一种特征，它建立了结构和工艺之间的关系。结构工

9、艺性是多方面的，有铸造工艺性、锻造工艺性、冲压工艺性、热处理工艺性、切削加工工艺性、装配工艺性等。 由于同一使用功能可以用多种结构来实现，由于同一使用功能可以用多种结构来实现，因此选择的构造应满足：便于加工、安装及维修；因此选择的构造应满足：便于加工、安装及维修；劳动量少；材料消耗量少。劳动量少；材料消耗量少。 1、被加工表面的加工可能性。2、保证位置精度的可能性3、零件安装时应有方便的定位基准4、加工面的尺寸、形状和位置应便于加工 1）构形布局 2）加工面位置 3）多个加工面位向一致 4）提高加工部分刚度5、减少加工面6、保证装拆的方便和可行 评价结构工艺性，应注意两方面来权衡评价结构工艺性

10、，应注意两方面来权衡具有综合性全面考虑毛坯、机加工、装配、调整。其部分的改善可能导致整个结构理方便、合理。具有相对性生产类型和生产条件不同、产品结构工艺性要求并不一样（因地制宜）。自行车传动主轴的结构自行车传动主轴的结构小结小结 这节课介绍了零件的工艺分析，从结构分析和技术要求分析两方面进行，结构方面分析形体、尺寸、加工面的组合、结构工艺性，技术要求方面分析尺寸、形状、位置精度、表面质量、热处理及其它要求 。 正确地选择毛坯是工艺技术人员应高度重视的问题。零件加工过程中工序的内容或工序数目、材料消耗、热处理方法、零件的制造费用等都与毛坯的材料、制造方法，毛坯的误差与余量有关。第三节第三节 毛坯

11、的选择毛坯的选择 一、选择毛坯的原则一、选择毛坯的原则1 1、毛坯的制造方法应与材料的制造工艺性相适应。、毛坯的制造方法应与材料的制造工艺性相适应。 铸铁和铸铝、铸铜等有色金属材料适合用铸造获得毛坯；要求强度铸铁和铸铝、铸铜等有色金属材料适合用铸造获得毛坯；要求强度和韧性好的重要钢质零件用锻造获得毛坯；焊接是快速获得毛坯的和韧性好的重要钢质零件用锻造获得毛坯；焊接是快速获得毛坯的方法，但仅适宜于低碳钢。方法，但仅适宜于低碳钢。2 2、毛坯的制造方法应与生产类型相适应。、毛坯的制造方法应与生产类型相适应。 大批量生产时宜采用精度和生产率高的毛坯制造方法，以减少材料大批量生产时宜采用精度和生产率高

12、的毛坯制造方法，以减少材料消耗和机械加工工作量。如用金属模铸造、熔模铸造、模锻、精锻消耗和机械加工工作量。如用金属模铸造、熔模铸造、模锻、精锻等方法获得毛坯。而单件小批量和平时宜采用精度和生产率均较低等方法获得毛坯。而单件小批量和平时宜采用精度和生产率均较低的方法，如用手工造型，自由锻等方法获得毛坯。的方法，如用手工造型，自由锻等方法获得毛坯。3 3、根据零件的形状和尺寸大小确定毛坯。、根据零件的形状和尺寸大小确定毛坯。 一般情况下，形状复杂尺寸大的毛坯宜采用生产率和精度都较低的一般情况下，形状复杂尺寸大的毛坯宜采用生产率和精度都较低的砂型铸造或自由锻造；而形状简单、尺寸小的毛坯可以用高精度、

13、砂型铸造或自由锻造；而形状简单、尺寸小的毛坯可以用高精度、高生产率（如压铸、精密模锻）的毛坯制造方法；形状特殊、机械高生产率（如压铸、精密模锻）的毛坯制造方法；形状特殊、机械加工又有困难的小件可用熔模和压铸等方法。加工又有困难的小件可用熔模和压铸等方法。4 4、根据工厂现有的生产毛坯的条件考虑。、根据工厂现有的生产毛坯的条件考虑。二、毛坯的种类二、毛坯的种类 机械加工中常见的毛坯种类有以下几种：铸件铸件：适用于要求形状复杂的零件毛坯。锻件锻件：适用于要求强度高，形状比较简单的零件。型材型材：热轧型材用于一般零件的毛坯。冷拉型材尺寸较小，精度较高，适用于制造中小型零件及自动机床上加工。焊接件焊接

14、件：适用于要求缩短生产周期，单件和小批量生产的大件。焊接件须时效处理方可加工。冷冲压件冷冲压件：适用于板料零件，多用于大批量生产的中小零件。其它其它：如工程塑料和粉末冶金材料。1. 1. 铸件铸件: :结构复杂零件的毛坯结构复杂零件的毛坯1) 1) 木模砂型手工造型木模砂型手工造型 铸件重量不受限制，毛坯的尺寸精度低，加工余量铸件重量不受限制，毛坯的尺寸精度低，加工余量大，生产效率低，多用于单件小批生产。大，生产效率低，多用于单件小批生产。2 ) 2 ) 消失模铸造技术消失模铸造技术 消失模造型和真空浇铸技术，可以进行复杂消失模造型和真空浇铸技术，可以进行复杂形状铸件生产。形状铸件生产。毛坯的

15、尺寸精度较高，加工余毛坯的尺寸精度较高，加工余量小，生产效率高，多用于单件小批量生产。量小，生产效率高，多用于单件小批量生产。3 ) 3 ) 金属模砂型机器造型金属模砂型机器造型 铸件最大重量可达铸件最大重量可达250Kg250Kg，毛坯的尺寸精度高，加，毛坯的尺寸精度高，加工余量小，生产效率高，多用于大批大量生产。工余量小，生产效率高，多用于大批大量生产。4 ) 4 ) 金属型浇铸法金属型浇铸法 铸件重量小于铸件重量小于100 Kg100 Kg，毛坯的尺寸精度高，机械性，毛坯的尺寸精度高，机械性能好，多用于大批大量生产。能好，多用于大批大量生产。5 ) 5 ) 离心浇铸法离心浇铸法 铸件重量

16、达铸件重量达200 Kg200 Kg，效率高，材料消耗低，多用于，效率高，材料消耗低，多用于大批大量生产。大批大量生产。6 ) 6 ) 熔模铸造熔模铸造多用于形状复杂小型零件的毛坯，尺寸精度高，无多用于形状复杂小型零件的毛坯，尺寸精度高，无需或少许机械加工，生产周期长，成本高。需或少许机械加工，生产周期长，成本高。退 出7 ) 7 ) 压力铸造压力铸造采用专用设备把液态或半液态的金属压入金属型腔采用专用设备把液态或半液态的金属压入金属型腔而形成的毛坯，多用外形复杂或薄壁的零件。而形成的毛坯，多用外形复杂或薄壁的零件。退 出退 出退 出2.2.锻件锻件对强度有一定要求对强度有一定要求, ,结构结构较简单零件的毛坯较简单零件的毛坯1) 1) 自由锻自由锻 锻件的形状锻件的形状简单，尺寸精度低，加工简单，尺寸精度低，加工余量大。余量大。2 ) 2 ) 模锻模锻 可锻出复杂形状，锻件的纤维组织好，尺寸精度高，可锻出复杂形状，锻件的纤维组织好，尺寸精度高，加工余量小。加工余量小。3 ) 3 ) 精密模锻精密模锻 锻件的尺寸精度高，可直接进行精加工。锻件的尺寸精度高，可直接进行精加工。退 出3.3.型材型材 如钢板，管材，圆钢等，便于实现