机械加工工艺规程制定2

机械加工工艺基础

—山东大学机械工程学院

王志

2022/12/182

工艺—加工的艺术目标—优质、高效、低耗

机械制造工艺为本第一讲机械加工工艺规程的制订介绍机械加工工艺规程的基本概念及其制定的原理、原则、方法步骤及有关计算。2022/12/184主要内容基本概念毛坯的确定零件的结构工艺性定位基准的选择工艺路线的拟定工艺尺寸链2022/12/185第一节基本概念

一、生产过程和生产系统（一）生产过程从原材料进货到制成的产品投入市场，其中所以劳动过程的总和。（二）生产系统生产企业可看成是一个具有输入和输出的生产系统。信息流、物质流、能量流2022/12/186制造过程中，原材料、毛坯，加工中的半成品、零部件及产品整机形成了物质流；产品装配图、零部件图、各种工艺文件、CAD软件、CAM软件、产品的定单、生产调度计划等形成了信息流；电能、机械能、热能等形成了能量流。2022/12/187生产系统图原料或毛坯存储运输制造检验成品信息系统能源能量系统物质流信息流能量流2022/12/188二、工艺过程在生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使之成为成品或半成品的过程。铸造、锻造、冲压或焊接工艺过程热处理工艺过程机械加工工艺过程装配工艺过程2022/12/189机械加工工艺过程机械加工工艺过程（以下简称加工过程）—是指用机械加工的方法直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质等使之成为合格零件的工艺过程。从广义上来说电加工、超声波加工、电子束离子束等加工也属于加工过程。2022/12/1810二、机械加工工艺过程的组成通常零件的加工过程是由若干个按顺序排列的工序组成的。工序是加工过程的基本组成单元。工序又可分为一个或若干个安装、工位、工步或走刀。2022/12/7111.工序一个（或一组））工人，在一个工作作地对同一个工工件（或同时对对几个工件件）所连续完成成的那一部部分工艺过过程称为工工序。操作者、工工作地点、、加工对象象和内容，，是工序的的三个重要要决定因素素。改变其其中之一，，工序则产产生变化！！2022/12/712小轴的工序序工序号工序内容设备1铣端面，打中心孔铣端面打中心孔机床2车大外圆及倒角车床3车小外圆及倒角车床4铣键槽铣床5去毛刺钳工台2022/12/713表1单单件件小小批批生生产产工工艺艺过过程程表2大大批批量量生生产产工工艺艺过过程程单件件加加工工与与大大量量加加工工2022/12/714铣端端面面打打中中心心孔孔大量量生生产产的的场场合合，，采采用用专专用用机机床床。。2022/12/7152．安装工件经一次次装夹（定定位夹紧））后所完成成的那一部部分工序称称为安装。。2022/12/7163．工位工件在一次装夹工工件后，工件与夹夹具或设备备的可动部部分一起相相对刀具或或设备的固固定部分所所占据的每一个位置置所完成的的加工，称为工位位。在某一工序序中，有时时为了减少少由于多次次装夹而带带来的误差差及辅助时时间损失，，往往采用用转位(或或移位)式式工作台或或夹具，不不须重新装装夹工件而而能改变工工件位置，，以加工不不同表面。。2022/12/717工位的例子子如图所示为为利用回转转工作台在在一次安装装中顺次完完成装卸工工件、钻孔孔、扩孔和和铰孔四个个工位的示示意图。2022/12/7184．工工步在加工表表面、、加工工工具具、切切削用用量（（不包包括背背吃刀刀量））不变的的情况况下，，所完完成的的那一一部分分工序序内容容，称称为一一个工工步。。如果上上述项项目中中有一一项改改变，，就成成为另另一工工步。。2022/12/719工步例例2022/12/720复合工步为了提高生生产效率，，采用几把把刀具或一一把复合刀刀具同时加加工—个或几个表表面可算作作一个工步步，称为复合工步。2022/12/721转塔车床工工步在多刀车床床、转塔车车床的加工工中经常有有这种情况况。在工艺文件件上，复合合工步也视视为一个工工步。2022/12/7225．走刀（（进给）有些工步，，由于余量量较大或其其它原因，，需要用同同一刀具，，以同一转转速和进给给量，对同同一位置的的表面进行行多次切削削，这样，，刀具对工工件的每一一次切削就就称为一次次走刀。2022/12/723工序、安装装、工位、、工步和走走刀之间的的关系如下下：2022/12/724三、生产产纲领、、生产类类型及其其工艺特特征生产纲领领：指包括备备品与废废品在内内的年产产量。机器零件件的年生生产纲领领：式中N—零件的年年产量（（件/年）；Q—产品的年年产量（（台/年）；n—每台产品品中该零零件的数数量（件件/台）；α—备品率；；β—废品率。。2022/12/725生产类型型单件生产产：成批生产产：小批批、中批批、大批批生产大量生产产：根据生产产纲领的的大小和和产品大大小以及及产品结结构的复复杂程度度，产品品制造过过程可分分为三种种生产类类型：2022/12/726单件件生生产产单个个的的生生产产不不同同结结构构、、尺尺寸寸的的产产品品，，且且很很少少重重复复或或完完全全不不重重复复，，这这种种生生产产称称为为单单件件生生产产。。如机机械械配配件件加加工工、、专专用用设设备备制制造造、、新新产产品品试试制制等等都都是是属属于于单单件件生生产产。。目前前订订单单式式组组织织生生产产的的结结果果，，单单件件生生产产方方式式成成为为普普遍遍的的生生产产方方式式！！2022/12/727成批批生生产产成批批的的制制造造相相同同产产品品，，并并且且是是周周期期性性的的重重复复生生产产，，这这种种生生产产称称为为成成批批生生产产。。如机机床床制制造造等等多多属属于于成成批批生生产产。。同一一产产品品(或或零零件件)每每批批投投入入生生产产的的数数量量称称为为批批量量。。根据据产产品品的的特特征征及及批批量量的的大大小小，，成成批批生生产产又又可可分分为为：：小批生生产、、中批生生产和和大批生生产。。小批生生产工工艺过过程的的特点点与单单件生生产相相似。。2022/12/728大量生生产产品的的数量量很大大，大大多数数的工工作一一直按按照一一定节节拍进进行同同一种种零件件的某某一道道工序序的加加工，，这种种生产产称为为大量量生产产。如手表表、洗洗衣机机、自自行车车、摩摩托车车、缝缝纫机机、汽汽车等等的生生产。。2022/12/729生产产量量的的大大小小是是区区分分生生产产类类型型的的一一项项重重要要指指标标2022/12/730各种种生生产产类类型型的的工工艺艺特特征征

类型特点单件生产成批生产大量生产加工对象经常变换周期性变换固定不变毛坯木模造型、自由锻金属模造型、模锻金属模机器造型、模锻机床设备通用设备、数控设备通用、专门及部分专用设备专用、自动设备及自动线机床布局按机群式布置按零件类别、按工段排列按流水线或自动线排列夹具通用或组合夹具专用夹具高效率的专用夹具刀具量具通用刀具和量具专用或通用刀具量具专用刀具量具、自动测量装配方法零件不互换，钳工修配多数互换，部分试配或修配全部呼唤或分组互换生产周期不一定周期重复长时间连续生产生产率低，用数控机床可提高中等高成本高中等低工人技术高中等一般工艺文件简单比较详细详细编制2022/12/731四、、机机械械加加工工工工艺艺规规程程机械械加加工工工工艺艺规规程程是是规定定产产品品或或零零部部件件机机械械加加工工工工艺艺过过程程和和操操作作方方法法的工工艺艺文文件件。。工艺艺规规程程：：以文文件件的的形形式式确确定定下下来来的的工工艺艺过过程程。2022/12/732机械械加加工工工工艺艺规规程程的的作作用用工艺艺规规程程是是指指导导生生产产的的主主要要技技术术文文件件工艺艺规规程程是是生生产产组组织织和和管管理理工工作作的的基基本本依依据据工艺艺规规程程是是新新建建或或扩扩建建工工厂厂或或车车间间的的基基本本资资料料加工工工工艺艺规规程程是是机机械械制制造造企企业业最最重重要要的的技技术术文文件件之之一一。。机械械加加工工工工艺艺规规程程的的格格式式机械械加加工工工工艺艺过过程程卡卡片片机械械加加工工工工艺艺卡卡片片机械械加加工工工工序序卡卡片片2022/12/734机械械加加工工工工艺艺过过程程卡卡片片样样式式2022/12/735机械加加工工工艺过过程卡卡片实实例2022/12/736机械加加工工工艺卡卡片样样式2022/12/737机械加加工工工序卡卡片样样式2022/12/738机械加工工工序卡卡片实例例2022/12/739盘零件加加工工序序卡片实实例五、制定定机械加加工工艺艺规程的的要求与与步骤2022/12/741机械加工工工艺规规程的基基本要求求制定加工工工艺规规程，要要确保零零件的加加工质量量，可靠靠地达到到产品图图纸所提提出的全全部技术术要求；；要有合理理的生产产率，要要能节约约原材料料，减少少工时消消耗，降降低成本本。此外，还还应尽量量减轻工工人的劳劳动强度度，保证证安全及及良好的的工作条条件。2022/12/742制定工艺艺规程所所需要的的原始资资料（1）产产品的零零件图以以及该零零件所在在部件或或总成的的装配图图。（2）产产品质量量的验收收标准。。（3）产产品的年年产量计计划。（4）工工厂现有有生产条条件。如如毛坯的的制造能能力，现现有加工工设备、、工艺装装备及使使用状况况，专用用设备、、工装的的制造能能力及工工人的技技术水平平等。（5）有有关手册册、标准准及指导导性文件件。如机机械加工工工艺手手册、时时间定额额手册、、机床夹夹具设计计手册、、公差技技术标准准，以及及国内外外先进工工艺、生生产技术术发展状状况等方方面的资资料。2022/12/743制定加工工工艺规程的的步骤及主主要内容（1）分析析产品的零零件图及装装配图，了了解产品的的工作原理理和所加工工零件在整整个机器中中的作用，，分析零件件图的加工工要求、结结构工艺性性，检验图图样的完整整性。（2）根据据零件的生生产纲领及及零件的结结构大小、、复杂程度度确定生产产类型。（3）选择择和确定毛毛坯及其制制造方式。。（4）拟定定工艺方案案是制定机机械加工工工艺规程时时定性分析析的核心内内容。其中中包括：①选择择定位基准准。②②确定定定位、夹紧紧方法。③确定定各个表面面的加工方方法如孔、、平面、外外圆等表面面的加工。。④确定定工序的集集中和分散散。⑤⑤安排加工工顺序。一般需要要提出几种种方案进行行分析比较较，从中选选出最优的的方案。2022/12/744（5）确定定各工序所所采用的设设备：包括括通用机械械和专用机机械械的选定定。（6）选择择工艺装备备：即确定定各个工序序所需要的的刀具、夹夹具、量具具和辅具。。（7）确定定各主要工工序的技术术检验要求求以及检验验方法。（8）确定定各工序的的加工余量量、工序尺尺寸及公差差。（9）确定定切削用量量，制定工工时定额。。（10）评评价各种工工艺方案，，最后选定定最佳工艺艺路线。（11）填填写工艺文文件。第二节零零件加工工工艺性分分析与毛坯坯的选择制定工工艺艺规程的十十分重要的的和最基本本的一步！！（一）对零零件进行工工艺性审查查对零件进行行工艺性审审查，除了了检查尺寸寸、视图以以及技术条条件是否完完整外，还还应有以下下几方面内内容：2022/12/747分析零件技技术要求及及其合理性性，提出必必要的改进进意见（1）加工工表面本身身的要求(尺寸精度度、形状和和粗糙度)：据其选选择加工方方法、加工工步序。（2）表面面之间的相相对位置精精度(包括括位置尺寸寸、位置精精度)：与与基准的选选择有关。。（3）表面面质量及镀镀层要求：：涉及选材材及热处理理工艺的确确定。（4）其他他要求：如如等重、平平衡、探伤伤等。同时，还还要审查材材料选用是是否恰当、、技术要求求是否合理理。过高的的精度要求求、粗糙度度以及其他他要求，会会使工艺过过程复杂化化，加工困困难，成本本增加。2022/12/748审查零件结结构的的工艺艺性良好的的工艺艺性：：便于于机械械加工工。工艺性性分析析的内内容除除了审审查零零件图图上视视图、、尺寸寸、公公差是是否齐齐全、、正确确之外外，主主要是是审查查零件件的结结构工工艺性性。所谓零件结结构工工艺性性是指所所设计计的零零件在在满足足使用用要求求的前前提下下，制制造的的可行行性和和经济济性。。有时功功能完完全相相同而而结构构工艺艺性不不同的的零件件其制制造方方法与与制造造成本本往往往相差差很大大。2022/12/7491.合合理理标注注尺寸寸(1)零件件图上上重要要尺寸寸应直直接标标注，，在加加工时时尽量量使工工艺基基准与与设计计基准准重合合，符符合尺尺寸链链最短短的原原则。。如中活活塞环环槽的的尺寸寸为重重要尺尺寸，，其宽宽度应应该直直接注注出。。2022/12/750(2)零件件图上上标注注的尺尺寸应应便于于测量量，不不要从从轴线线、中中心线线、假假想平平面等等难以以测量量的基基准标标注尺尺寸。。(3)零件件图上上的尺尺寸不不应标标注成成封闭闭式，，以免免产生生矛盾盾。2022/12/751(4)零零件件的的自自由由尺尺寸寸，，应应按按加加工工顺顺序序尽尽量量从从工工艺艺基基准准注注出出。。(5)零零件件所所有有加加工工表表面面与与非非加加工工面面之之间间只只标标注注一一个个联联系系尺尺寸寸。。如图图齿齿轮轮轴轴，，图图a标注注方方法法大大部部分分尺尺寸寸要要换换算算，，不不能能直直接接测测量量。。图图b标注注方方式式，，与与加加工工顺顺序序一一致致，，便便于于加加工工测测量量。。2022/12/7522.零零件件结结构构便便于于加加工工，，有有利利于于达达到到所所要要求求的的加加工工质质量量。。(1)合合理理确确定定零零件件的的加加工工精精度度与与表表面面质质量量加加工工精精度度定定得得过过高高会会增增加加工工序序，，增增加加制制造造成成本本；；过过低低会会影影响响其其使使用用性性能能，，必必须须根根据据零零件件在在整整个个机机器器中中的的作作用用和和工工作作条条件件合合理理地地进进行行选选择择。。2022/12/753(2)保保证证位位置置精精度度的的可可能能性性为为保保证证零零件件的的位位置置精精度度，，最最好好使使零零件件能能在在一一次次装装夹夹下下加加工工出出所所有有相相关关表表面面。。这这样样由由机机床床的的精精度度来来达达到到要要求求的的位位置置精精度度。。如图图a结构构，，保保证证80mm与内内孔孔60mm的同同轴轴度度较较难难。。如如改改成成图图b结构构，，就就能能在在一一次次装装夹夹下下加加工工外外圆圆与与内内孔孔。。2022/12/7543.有有利利于于减减少少加加工工和和装装配配的的劳劳动动量量(1)减减少少不不必必要要的的加加工工面面积积可可减减少少机机械械加加工工量量；；安安装装表表面面的的减减少少有有利利于于保保证证配配合合面面的的接接触触质质量量。。2022/12/755(2)尽量量避免免、减减少或或简化化内表表面的的加工工因因为外外表面面要比比内表表面加加工方方便经经济，，又便便于测量量。因因此，，在零零件设设计时时应力力求避避免在在零件件内腔腔进行行加工工。如图所所示，，将图图a的内沟沟槽改改成图图b轴的外外沟槽槽加工工，使使加工工与测测量都都很方方便。。2022/12/7564.有有利利于提提高劳劳动生生产率率，与与生产产类型型相适适应(1)零件件的有有关尺尺寸应应力求求一致致，并并能用用标准准刀具具加工工。如如退刀刀槽尺尺寸一一致，，可减减少刀刀具种种类。。2022/12/757(2)零件件加工工表面面应尽尽量分分布在在同一一方向向，或或互相相垂直直的表表面上上。如如图b所示孔孔的轴轴线应应当平平行。。2022/12/758(3)零件件结构构应便便于加加工。。对于于零件件上那那些不不能进进行穿穿通加加工的的结构构，应应设退退刀槽槽、越越程槽槽或孔孔。2022/12/759(4)避避免在斜斜面或弧弧面上钻钻孔和钻钻头单刃刃切削，，从而避避免造成成切削力力不等使使钻孔轴轴线倾斜斜或折断断钻头。。2022/12/760(5)便便于多刀刀或多件件加