第五章机械加工工艺规程的制定

1、第五章 机械加工工艺规程的制定 5-1 概述 5-2 工艺路线的确定 5-3 工艺具体内容的确定 5-4 工艺方案的经济评比 5-5 提高机械加工劳动生产率的工艺途径5-1 概述 一、 机械加工工艺规程及其在生产中的作用 机械加工工艺规程是在总结长期的生产实践和科学实验的基础上，依据科学理论和必要的工艺试验而制定的，并通过生产过程的实践不断得到改进和完善。作用： （一）、机械加工工艺规程是组织车间生产的主要技术文件。主要有： 工艺过程卡片、工序卡片、调整卡片、检验工序卡片。 又是一切有关生产、管理人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。（二）、机械加工工艺规程是生产准备和计划调度的主要依据。（

2、三）、机械加工工艺规程是新建或扩建工厂、车间的基本技术文件。 工艺过程卡片：这种卡片亦称工艺路线卡，格式见图5-001。它是以工序为单位简要说明零件加工的一种工艺文件，其内容包含零件工艺过程所经过的各个车间和工段，按零件工艺过程顺序列出的各个工序。 工序卡片：简称工序卡，是为每道工序所编制的一种工艺文件，见图5-002。在卡片上绘有工序简图，注明有定位基准符号、各加工表面的工序尺寸、表面粗糙度和其它技术要求等，并写明各工步的顺序和内容，使用的设备及工艺装备、规定的切削用量和时间定额等 调整卡片：它是对自动、半自动机床或某些齿轮加工机床等进行调整用的一种工艺文件。一般工厂都是在工序卡中附以较详细

3、的刀具布置图来表明需要调整的内容。图5-003为弧齿锥齿轮切齿调整卡片。 检验工序卡片：它是检验人员所用的文件，其中列有检验内容、使用的设备及量检具等，如图5-004所示。二、 机械加工工艺规程制定的步骤和内容 1. 分析研究产品的装配图和零件图（1） 熟悉产品的性能、用途、工作条件 （2） 对装配图和零件图进行工艺审查2. 确定毛坯 毛坯的种类、质量对机械加工质量、材料的节约、劳动生产的提高和成本的降低都有密切的关系 3. 拟订工艺路线，选择定位（基面）基准这是关键的一步，常需提出几个方案，对此分析4. 确定各工序所采用的设备5. 确定各工序所采用的刀、夹、量具和辅助工具 确定各主要工序的技

4、术要求及检验方法 确定各工序的加工有余量，计算工序尺寸和公差8. 确定切削用量： 保证各工序的生产节奏均衡9. 确定工时定额10. 填写工艺文件 一、 定位基准的选择 定位基准的选择与工艺过程的制定是密切相关的 定位基准的选择是制定工艺过程中要解决的主要问题基准的选择实际上就是基面的选择第一道工序只能用毛坯的表面来定位粗基准（毛基准）精基准（光基准）辅助基准 在选择基准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，使整个机械加工工艺过程能顺利地进行； （2） 为加工上述精基准，应采用哪一个表面作为粗基准； （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准 在选

5、择基面时有两个要求： （1） 表面有足够的加工余量，不加工表面的尺寸、位置符合图纸要求（2） 定位基准有足够大的接触面积和分布面积 接触面积大：承受切削力大分布面积大：定位稳定可靠图5-010 精基准与粗基准的情况和余量不同，所选择时考虑的问题的侧重点也不同精基准： 如何减少误差，提高定位精度精基准的选择原则： （1） 应尽可能选用设计基准作为定位基准， 即“基准重合原则”，特别是在最后精加工粗基准： 如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面的尺寸、位置符合图纸要求 如精加工车床主轴锥孔工序采用支承轴颈表面定位图5-011图5-012 （2） 应尽可能选用统一的定位基准加工各表面，以保证各

6、表面间的位置精度，即“基准统一原则”图5-013 （3） 有时要遵循互为基准、反复加工的原则。如图5-014 a） 加工精密齿轮、精磨淬硬齿面。先以齿面为基准磨内孔、再以内孔基准精磨齿面。 b） 主轴轴颈与主轴锥孔的同轴度要求很高，常互为基准，反复加工 （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准 图5-015粗基准的选择原则： （1） 如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，就应该选择该表面做为粗基准例：车床导轨面加工车床导轨面的主要表面，精度要求高，耐磨.图5-020 （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

7、，则应该选择不加工表面作为粗基准 如果工件上有好几个不需要加工的表面，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准 壁厚均匀，外形对称图5-030 如果零件上每个表面都要加工，则应该以加工余量最小表面作为粗基准使该表面在以后加工中不会留下毛坯表面而成废品例：铸造或锻造的轴套通常都是孔的加工余量大，而外圆的加工余量小外圆表面为基准面图5-040 （）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纸要求 铸件的有冒口面、分模面、毛刺或夹砂的表面不宜做粗表面锻件有飞边的表面不宜做粗基面上述原则有时互相矛盾的： 粗

8、基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次，否则d太大二、表面加工方法的选择 （1） 首先要根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法和分几次加工 图5-041 图5-042例： 加工孔：35H7mm，Ra 0.8mm，则有（a） 钻扩粗铰精铰（b） 钻扩孔（c） 钻粗镗半精镗精镗 （2） 决定加工方法时应考虑零件的结构，加工表面的特殊和材料等因素 例：（a） 箱体（铣）和盘状类（车）零件的大平面（b） 淬硬钢磨有色金属金刚镗或高速精车（c） 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（d） 选择加工方法还要考虑本厂（或车间）的现有设备情况及技术条件 此外，还应考虑：工件的形状、重量

9、、加工方法所能达到的表面物理性能等 三、加工阶段的划分 （1） 粗加工阶段在这一阶段中要切除大余量的加工余量，因此主要问题是如何获得高的生产率。 （2） 半精加工阶段在这一阶段中应为主要表面的精加工作好准备（达到一定加工精度，保证一定的精加工余量），并完成一些次要表面的加工（钻孔、攻丝、铣键槽等），一般在热处理之前进行 。（3） 精加工阶段保证各主要表面达到图纸规定的技术要求 （4） 光整加工阶段对于精度和表面粗糙度要求很高的 零件进行光整加工阶段，以提高加工的尺寸精度和减小表面粗糙度为主，一般不用以纠正形状精度和位置精度 （5） 荒加工阶段有时由于毛坯余量特别大，表面特别粗糙，在粗加工前还要

10、有去皮加工阶段，以及时发现毛坯废品以减少运输工作量，常在毛坯车间进行 划分加工阶段的原因： （1）粗加工中切除余量较多，切削力、切削热大，夹紧力大，工件变形大。粗、半精、精加工各个阶段之间间隔相当于自然时效，有利于消除工件的内应力，使工件有变形时间，以便在下一道工序中加工修整（2）划分加工阶段可便于管理使用机床设备粗加工大功率、低精度、高效率的设备精加工高精度的机床 （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，这就自然而然的把机械加工工艺过程划分为几个阶段，每个阶段各有特点及应达到的目的，划分加工阶段后的两个有利条件 a.粗加工各表面后可及早的发现毛坯的缺陷，及

11、时报废或修补 b. 精加工表面的工序安排在最后，可保护这些表面少受损伤或不受损伤 四、工序的集中和分散工序集中的特点 ： （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，相应地减少了操作工人和生产面积； （3）减少了工序数目，缩短了工序路线，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，有利于提高生产率和位置精度； （6）设备调整，维修很费时费事，生产准备工作量很大 。工序分散的特点：（1）采用比较简单的机床和工艺设备，调整容易（2）对工人的技术要求低 （3）生产准备工作量小（4）容易变换

12、产品（5）设备数量多，工人数量多，工作面积大单件小批量生产只能工序集中 大批大量生产则可以集中，也可以分散。但今后的发展趋势：采用工序集中五、加工顺序的安排（1）切削加工顺序（a）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。 图5-043 图5-044 图5-045 （b）先主后次先安排主要表面的加工，后安排次要表面的加工 主要表面：装配基面、工作表面次要表面：键槽、紧固光孔、螺孔等 （c）先基面后其他（基面先行）加工一开始，总是先把基面加工出来，先加工平面或加工孔，同时还要注意退刀槽，倒角等工序（2）热处理工序改善材料性能，消除内应力（a）预备热处理：机加工之前（b）

13、热处理：半精加工后，磨削加工之前 （c）去除内应力处理：最好安排在粗加工之后，精加工之前。如人工时效、退火。但为了避免过多的运输工作量，将人工时效处理和退火放在机加工之前。 但对于精度要求特别高的零件，在粗、半精加工的过程中，要经过多次去除内应力退火，在粗、精磨过程中还要经过多次人工时效对于精密的零件，进行冰冷处理（3）辅助工序的安排：主要是检验工序（a）粗加工阶段结束之后（b）重要工序之后（c）零件从一个车间转到另一个车间时（d）特种性能（磁力损伤、密封性等）检验之前（e）零件全部加工结束之后 还要考虑安排去毛刺、倒棱角、去磁、清洗、涂防锈油等 一、加工余量和工序尺寸的确定（一）加工余量为保

14、证零件质量，从某一表面上切除的金属层称为加工余量（二） 单边 加工余量 图5-046 双边niioZE1oE总余量:n某一表面的工序（或工步）数目 工序间公差带一般都规定为“入体”的方向，即对于被包容面（如轴、键宽等），工序间公差带都取上偏差为零，加工后的基本尺寸等于最大极限尺寸 对于包容面（如孔、键槽宽等），工序间公差带都取下偏差为零，基本尺寸等于最小极限尺寸注意：毛坯尺寸的制造公差带取双向布置图5-050加工轴： iiiAAZ1AiiiiiTZAAZminmax1max1maxmin1minAiiiiiTZAAZ1minmaxAiAiiiZiTTZZT工序余量公差： 加工余量的大小及均匀性

15、对制订工艺过程有一定影响。 影响加工余量的因素1iR（2）上工序的表面粗糙度 1iT（1）上工序的尺寸公差图图5-0601iH（3）工件表面破坏层图图5-0705-0701i（4）工件各表面相互位置的空间偏差图图5-0805-080i（5）本工序的装夹误差iiiiiiHRTZ1111所以加工平面：iiiiiiHRTZ111122加工轴或孔：（三）确定工序尺寸几公差图图5-090图5-081图5-091二、机床（设备）及工艺装备选择（1）设备的选择（2）工艺装备的选择三、切削用量的确定（1）刀具的材料，结构形状以及刚度（2）被加工零件的材料及其切削性能，零件的形状及刚度（3）机床（设备）的性能、

16、功率和刚度（4） 加工方法对加工精度及表面粗糙度的要求（5） 对生产率的要求等 最后，必须满足刀具耐用度的要求 四、时间定额的确定pwmpfmazfnLLLazvLt221时间定额： 在一定的生产条件下，规定完成一道工序所需的时间消耗量时间定额的组成:mt（1）基本时间（机动时间）amtt at（2）辅助时间 作业时间=图5-092 （3）布置工作地时间st%)7%2(%)7%2(1001amrsamptttttttrt（4）休息与生理需要时间单件工时定额：（5）准备与总结时间 sut单件计算定额 ctnTttsupc作业时间作业时间 技术经济指标工艺方案经济分析 工艺成本 生产成本是制造一台产品或一个工件所需要的一切费用的总和。他包括两类费用：与工艺过程直接有关的费用，称为工艺成本；与工艺过程无关的费用 材料费及毛坯费 与年产量有关的 机床工人工资 可变费用V 万能机床和通用夹具维修折旧费 第一类费用 刀具折旧费及电力消耗（工艺成本） 专用机床、专用夹具和 与年产量无关的 专用刀具的折旧费用 不变费用C 调整工人工资 行政人员工资 第二类费用 厂房折旧维修费 （与工艺过程无关的费用） 照明取暖和通风设备工艺成本 只分析和评比工艺成：工艺成本：CVNSa单件工艺成本： （ ）NCVSNSSa（1） 称为临界产品2112VVCCNkk