机械加工工艺规程设计课件

工业生产过程

机械加工工艺规程设计（上）

ZZQ2014-10-23本节课内容：机械加工工艺过程和工艺规程的各相关概念和问题各种表面的加工路线和精密超精密加工简介2014-10-23今天的课程学完后，预期学习结果

：了解机械加工工艺过程和工艺规程的概念；掌握工序、安装、工位、工步和走刀等概念的定义；了解生产纲领、生产类型和工艺特征等概念；了解机械加工工艺规程设计中各相关问题；熟悉零件的结构工艺性和技术要求合理性；了解作为选择加工方法主要依据的加工经济精度概念；熟悉各种典型表面的加工路线；了解加工各种典型表面的精密超精密加工手段。

2014-10-23CDIO相关能力在今天课程中的培养：应用基础科学知识与工程基础知识，实行工程推理和解决问题的能力；通过对机械加工工艺过程和工艺规程各相关问题的了解，理解系统思维的方法，了解企业目标和计划，提高在企业和社会环境中，完成设计实施过程、零件制造过程和实施过程管理的各种具体能力；对各项学习任务进行合理的时间安排，有效高质量地完成。2014-10-23案例导入要加工如图所示带键槽的轴，应选什么毛坯；怎样选择粗、精基准；加工顺序、加工余量、切削用量怎么确定；应该加工几次；每次加工的工序尺寸怎么确定。2014-10-23机械加工工艺规程设计研讨课

研讨题

（现在先考虑）

现有一个矩形体零件需要加工：其毛坯是铸件，要求每个面需粗、精加工各一次，每次加工定为一个工序，共12个工序。请拟定工艺路线并选择每个工序的定位基准。2014-10-23研讨题下面图a2014-10-23右图所示零件，有关轴向尺寸加工过程如下：1）精车A面（车平）；2）精车B面，保证A、B两面之间距离尺寸A1；3）自C处切断，保证A、C两面之间距离尺寸A2；4）在平面磨床上，以A面定位磨C面，保证尺寸18±0.05；若已知切断时经济加工公差为0.5，磨削时最小余量为0.1。试用尺寸链极值法确定各工序尺寸及偏差。研讨题2014-10-23机械加工工艺过程机械加工工艺过程是采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部过程。规定零件机械加工工艺过程的工艺文件称为机械加工工艺规程。工艺规程设计是产品设计和制造过程的中间环节，是企业生产活动的核心，也是进行生产管理的重要依据，其设计的好坏对保证加工质量、提高加工效率、降低加工成本具有决定的意义，必须给予充分的重视。2014-10-23机械产品生产过程机械产品制造时，将原材料或半成品变为产品的各有关劳动过程的总和，称为生产过程。它包括：生产技术准备工作（如产品的开发设计、工艺设计和专用工艺装备的设计与制造、各种生产资料及生产组织等方面的准备工作）；原材料及半成品的验收、保管、运输；毛坯制造；零件加工（含热处理）；产品的装配、调试、检测、以及油漆和包装等。2014-10-23工艺过程在生产过程程中凡直接接改变生产产对象的尺尺寸、形状状、性能(包括物理理性能、化化学性能、、机械性能能等)以及及相对位置置关系的过过程，统称称为工艺过过程。工艺艺过程又可可分为铸造造、锻造、、冲压、焊焊接、机械械加工、装装配等工艺艺过程，本本课程只研研究机械加加工工艺过过程和装配配工艺过程程，铸造、、锻造、冲冲压、焊接接、热处理理等工艺过过程是《材材料成型技技术》课程程的研究对对象。工艺过程程是生产产过程的的重要组组成部分分，其中中零件的的加工是是通过采采取合理理有序的的各种加加工方法法，逐步步地改变变毛坯的的形状、、尺寸、、相对位位置和性性能使其其成为合合格零件件的过程程，称之之为加工工工艺过过程。2014-10-23机械加工工工艺过过程的组组成机械加工工工艺过过程是指指用机械械加工方方法逐步步改变毛毛坯的形形态，使使其成为为合格零零件的全全部过程程。机械械加工工工艺过程程由按一一定顺序序排列的的若干个个工序组成，而而每一个个工序又又可细分分为安装、工工位、工工步和走走刀。2014-10-23工序工序是机械加加工工艺艺过程的的基本单单元，是是指在一一个工作作地点，，由一个个或一组组工人对对一个或或同时对对数个工工件所连连续完成成的那一一部分工工艺过程程。工作地点点、操作作工人、、加工对对象和连连续作业业构成了了工序的的四个要要素，若其中中任一要要素发生生变更，，即成为为另一工工序。工工序是组组成工艺艺过程的的基本单单元，也也是编制制生产计计划和进进行经济济核算的的最基本本的单元元。如前面图图示的阶阶梯轴，，因不同同的生产产批量，，就有不不同的工工艺过程程：（1）单单件生产产时的加加工过程程为：①①车端面面，钻中中心孔，，车外圆圆，切退退刀槽和和倒角；；②铣键键槽；③③磨外圆圆；④去去毛刺。。（2）大大量生产产时的加加工过程程为：①①铣端面面，钻中中心孔；；②车一一端外圆圆，切退退刀槽和和倒角；；车另一一端外圆圆，切槽槽和倒角角；③铣铣键槽；；④磨外外圆；⑤⑤去毛刺刺。2014-10-23工序方案案实例2014-10-23工序方案案实例———方案案12014-10-23工序方案案实例———方案案22014-10-23安装与工工位在一道工工序中，，工件可可能被装装夹一次次或多次次，才能能完成加加工。工工件每经经一次装装夹后所所完成的的那部分分工序内内容称为为安装。如阶梯梯轴大批批量生产产时②④④两道工工序，均均需经过过两次安安装才能能完成。。为减少工工件装夹夹的次数数，常采采用各种种回转工工作台、、回转夹夹具或移移动夹具具，使工工件在一一次装夹夹中，先先后处于于几个不不同的位位置进行行加工。。在每一次次装夹中中，工件件在机床床上所占占据的每每一个位位置，称称为一个个工位。如下页图图为在有分分度装置的的钻模上加加工零件上上的四个孔孔，工件在在机床上先先后占据四四个不同的的位置，即即装卸、钻钻孔、扩孔孔和铰孔，，称为四个个工位。2014-10-23安装方案实实例2014-10-23多工位加工工2014-10-23工步与走刀刀工步是指在工件件被加工表表面、加工工工具和切切削用量都都不变的情情况下，所所连续完成成的那部分分工序，其其中任一因因素改变后后，即构成成新的工步步。工步是是工序的主主要组成部部分。一个个工序可以以有几个工工步。切削工具在在被加工表表面上移动动一次，切切下一层金金属的过程程称为走刀。如零件被被加工表面面的加工余余量较大，，则在一个个工步中要要分几次走走刀。2014-10-23工步实例2014-10-23复合工步2014-10-23走刀实例2014-10-23机械制造生生产类型及及工艺特点点由前可知，，机械产品品的制造过过程是一个个复杂过程程，需要经经过一系列列的加工过过程和装配配过程才能能完成。尽尽管各种机机械产品的的结构、精精度要求等等相差很大大，但它们们的制造工工艺则存在在着许多共共同的特征征，这些共共同的特征征取决于产产品的生产产类型和生生产纲领。。1.生产纲纲领生产纲领是是企业根据据市场需求求和自身的的生产能力力决定的在在计划期内内应当生产产产品的产产量和进度度计划。计计划期常定定为一年，，所以生产产纲领也常常称为年产产量。2014-10-23生产纲领的的计算2014-10-23机械制造生生产类型及及工艺特点点生产组织管管理类型（（简称生产类类型）是企企业（（或车车间、、工段段、班班组、、工作作地））生产产专业业化程程度的的分类类。划划分生生产类类型的的根据据是该该工厂厂的生生产纲纲领。。生产产批量量则是是指每每一次次投入入或产产出的的同一一种产产品（（或零零件））的数数量。。生产产批量量可根根据零零件的的年产产量及及一年年中的的生产产批数数计算算确定定。一一年的的生产产批数数根据据用户户的需需要、、零件件的特特征、、流动动资金金的周周转、、仓库库容量量等具具体确确定的的。生产类类型的的具体体划分分可根根据生生产纲纲领确确定。。下页页表给给出了了各种种生产产类型型的划划分。。2014-10-23各种生生产类类型的的划分分2014-10-23各种生生产类类型的的工艺艺特征征生产类类型不不同，，产品品和零零件的的制造造工艺艺、所所用设设备及及工艺艺装备备、采采取的的技术术措施施、达达到的的技术术经济济效果果等也也不同同。各各种生生产类类型的的工艺艺特征征见下下页表表。在制订订零件件机械械加工工工艺艺规程程时，，应先先确定定生产产类型型，再再分析析该生生产类类型的的工艺艺特征征，以以使所所制订订的工工艺规规程正正确合合理。。2014-10-23各种生生产类类型的的工艺艺特征征2014-10-23各种生生产类类型的的工艺艺特点点2014-10-23课堂练练习教科书书P378题7-12014-10-23工艺规规程工艺规规程是是规定定产品品和零零部件件制造造工艺艺过程程和操操作方方法等等的工工艺文文件，，它是是指导导工人人进行行生产产和企企业生生产部部门、、物质质供应应部门门组织织生产产和物物质供供应的的重要要技术术依据据。工艺规规程是是制造造过程程的纪纪律性性文件件。工工艺规规程一一旦制制定实实施，，一切切生产产人员员都不不得违违反。。但在在执行行的过过程中中可根根据实实施的的效果果，对对工艺艺规程程进行行修改改和补补充。。这是是一项项严肃肃认真真的工工作，，必须须经过过充分分的讨讨论和和严格格的审审批手手续。。工艺艺规程程自身身也在在不断断的修修改补补充中中更加加合理理、完完善，，对生生产起起到更更好的的指导导作用用。2014-10-23工艺艺规规程程的的作作用用(1））工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合合理理的的工工艺艺规规程程是是依依据据工工艺艺理理论论和和必必要要的的工工艺艺试试验验而而制制订订的的。。(2））工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在在生生产产管管理理中中，，产产品品投投产产前前原原材材料料及及毛毛坯坯的的供供应应、、通通用用工工艺艺装装备备的的准准备备、、机机械械负负荷荷的的调调整整、、专专用用工工艺艺装装备备的的设设计计和和制制造造、、作作业业计计划划的的编编排排、、劳劳动动力力的的组组织织，，以以及及生生产产成成本本的的核核算算等等，，都都是是以以工工艺艺规规程程作作为为基基本本依依据据的的。。(3））工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在在新新建建或或扩扩建建工工厂厂或或车车间间时时，，只只有有依依据据工工艺艺规规程程和和生生产产纲纲领领才才能能正正确确确确定定生生产产所所需需要要的的机机床床和和其其它它设设备备的的种种类类、、规规格格和和数数量量；；确确定定车车间间的的面面积积、、机机床床的的布布置置、、生生产产工工人人的的工工种种、、等等级级及及数数量量以以及及辅辅助助部部门门的的安安排排等等。。2014-10-23制订订机机械械加加工工工工艺艺规规程程的的原原则则原则则是是：：在在保保证证产产品品质质量量的的前前提提下下，，应应尽尽量量提提高高生生产产率率和和降降低低成成本本。。应应在在充充分分利利用用本本企企业业现现有有生生产产条条件件的的基基础础上上，，尽尽可可能能采采用用国国内内外外先先进进工工艺艺技技术术和和经经验验，，并并保保证证有有良良好好的的劳劳动动条条件件。。工艺艺规规程程应应做做到到正正确确、、完完整整、、统统一一和和清清晰晰，，所所用用术术语语、、符符号号、、计计量量单单位位、、编编号号等等都都要要符符合合相相应应标标准准。。2014-10-23制订订机机械械加加工工工工艺艺规规程程所所需需的的原原始始资资料料必须须具具备备下下列列原原始始资资料料：：产品品的的装装配配图图和和零零件件图图；；产品品的的验验收收质质量量和和验验收收标标准准；；产品品的的生生产产纲纲领领；；零件件毛毛坯坯的的生生产产条条件件或或协协作作关关系系；；工厂厂现现有有生生产产条条件件和和资资料料；；国内内外外同同类类产产品品的的生生产产情情况况。。2014-10-23制订订机机械械加加工工工工艺艺规规程程的的步步骤骤及及内内容容在掌掌握握上上述述资资料料的的基基础础上上，，可可以以开开始始制制订订机机械械加加工工工工艺艺规规程程，，具具体体的的方方法法和和步步骤骤如如下下：：（1））分分析析零零件件工工作作图图和和产产品品装装配配图图；；（2））对对零零件件图图和和装装配配图图进进行行工工艺艺审审查查；；（3））根根据据产产品品的的生生产产纲纲领领确确定定零零件件的的生生产产类类型型；；（4））确确定定毛毛坯坯的的种种类类及及其其制制造造方方法法；；（5））选选择择定定位位基基准准；；（6））拟拟定定工工艺艺路路线线2014-10-23制订订机机械械加加工工工工艺艺规规程程的的步步骤骤及及内内容容（7））确确定定各各工工序序所所用用机机床床设设备备和和工工艺艺装装备备(含含刀刀具具、、夹夹具具、、量量具具、、辅辅具具等等)，，对对需需要要改改装装或或重重新新设设计计的的专专用用工工艺艺装装备备要要提提出出设设计计任任务务书书。。（8））确确定定各各工工序序的的余余量量，，计计算算工工序序尺尺寸寸和和公公差差。。（9））确确定定各各工工序序的的切切削削用用量量和和时时间间定定额额。。（10））确确定定各各工工序序的的技技术术要要求求和和检检验验方方法法；；（11））进进行行方方案案对对比比和和经经济济技技术术分分析析，，确确定定最最佳佳工工艺艺方方案案；；（12））按按要要求求规规范范填填写写工工艺艺文文件件。。2014-10-23加工工汽汽油油机机水水泵泵叶叶轮轮实实例例2014-10-23机械械加加工工工工艺艺过过程程卡卡片片2014-10-23车外外圆圆、、端端面面工工序序卡片片2014-10-23机械械加加工工工工艺艺规规程程设设计计机械械加加工工工工艺艺规规程程的的设设计计是是一一项项时时间间性性很很强强的的工工作作，，在在设设计计过过程程中中要要综综合合考考虑虑零零件件的的材材料料、、结结构构、、生生产产类类型型、、现现有有的的加加工工条条件件等等因因素素，，制制定定出出一一个个最最为为合合理理的的工工艺艺过过程程并并以以技技术术文文件件的的形形式式规规定定下下来来，，用用于于指指导导生生产产。。总总的的要要求求，，就就是是要要在在保保证证产产品品质质量量的的前前提提下下，，应应尽尽量量提提高高生生产产率率和和降降低低成成本本。。下下面面按按照照机机械械加加工工工工艺艺规规程程的的设设计计步步骤骤进进行行介介绍绍。。2014-10-23零件件的的工工艺艺分分析析零件图是制制订工艺规规程最主要要的原始资资料。在制制订工艺规规程时，首首先必须对对零件图进进行认真分分析。为了了更深刻理理解零件结结构上的特特征和技术术要求，通通常还需要要研究产品品的总装配配图、部件件装配图以以及验收标标淮，从中中了解零件件的功用和和相关零件件的配合，，以及主要要技术要求求制订的依依据等。对对零件进行行工艺分析析，发现问问题后及时时提出修改改意见，是是制订工艺艺规程时的的一项重要要的基础工工作。对零零件进行工工艺分析，，主要包括括以下两个个方面。2014-10-23零件的结构构工艺性分分析零件的结构构工艺性是是指所设计计的零件在在能满足使使用要求的的前提下制制造的可行行性和经济济性。它包包括零件的的整个工艺艺过程的工工艺性，涉涉及的面很很广，具有有综合性。。而且在不不同的生产产类型和生生产条件下下，同样的的结构，制制造的可能能性和经济济性可能不不同，因此此必须根据据具体的生生产类型和和生产条件件，全面、、具体、综综合地分析析其结构工工艺性。下下页表列出出了一些零零件机械加加工工艺性性对比的例例子，供参参考。2014-10-23零件机械加加工工艺性性对比2014-10-23零件的结构构工艺性实实例2014-10-23零件的结构构工艺性实实例2014-10-23零件的结构构工艺性实实例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的技技术术要要求求分分析析零件件技技术术要要求求包包括括下下列列几几个个方方面面：：（1））加加工工表表面面的的尺尺寸寸精精度度；；（（2））形形状状精精度度；；（（3））相相互互位位置置精精度度；；（（4））表表面面粗粗糙糙度度以以及及表表面面质质量量方方面面要要求求；；（（5））热热处处理理要要求求及及其其它它要要求求（（如如动动平平衡衡等等））。。分析析零零件件技技术术要要求求的的目目的的，，是是要要找找出出零零件件的的主主要要表表面面（（即即精精度度要要求求较较高高的的面面）），，一一是是决决定定主主要要表表面面的的加加工工方方法法；；应应采采取取什什么么工工艺艺措措施施，，二二是是检检查查技技术术要要求求的的合合理理性性。。如如发发现现图图样样上上的的视视图图、、尺尺寸寸标标注注、、技技术术要要求求有有错错误误或或遗遗漏漏，，或或结结构构工工艺艺性性不不好好时时，，应应提提出出修修改改意意见见。。但但修修改改时时必必须须征征得得设设计计人人员员的的同同意意，，并并经经过过一一定定的的审审批批手手续续。。2014-10-23零件件技技术术要要求求分分析析实实例例2014-10-23思考指出下面面各图中中的零件件在结构构工艺性性方面存存在的问问题，并并提出改改进意见见。2014-10-23加工方法法的选择择机器零件件的结构构形状虽虽然多种种多样，，但它们们都是由由一些最最基本的的几何表表面（外外圆、孔孔、平面面等）组组成的，，机器零零件的加加工过程程实际就就是获得得这些几几何表面面的过程程。同一一种表面面可以选选用各种种不同的的加工方方法加工工，但每每种加工工方法的的加工质质量、加加工时间间和所花花费的费费用却是是各不相相同的。。工程技技术人员员的任务务，就是是要根据据具体加加工条件件（生产产类型、、设备状状况、工工人的技技术水平平等）选选用最适适当的加加工方法法，加工工出合乎乎图样要要求的机机器零件件。2014-10-23加工方法法选择的的依据右图表示示了几种种加工方方法的加加工精度度和加工工成本的的关系。。对每一种种具体的的加工方方法，加加工误差差小（即即加工精精度高））到一定定程度，，加工误误差进一一步减小小会导致致加工成成本大大大提高；；而加工工误差大大到一定定程度，，加工误误差进一一步增大大仅能少少量降低低加工成成本。因因此，每每种加工工方法都都有其相相对应的的加工经经济精度度。加工工方法的的选择主主要依据据加工经经济精度度。以零件图图上各表表面的加加工精度度及表面面粗糙度度要求为为依据，，可选定定各表面面的加工工路线。。2014-10-23加工精度度和加工工成本2014-10-23加工精度度和加工工成本的的关系2014-10-23加工经济济精度2014-10-23加工经济济精度2014-10-23选择加工工方法时时应考虑虑的因素素选择加工工方法时时，除应应保证加加工表面面的精度度和粗糙糙度要求求之外，，还应综综合考虑虑下列因因素。（1）工工件材料料的性质质加加工方法法的选择择，常受受工件材材料性质质的限制制。例如如，淬硬硬钢制作作零件的的精加工工，应采采用磨削削类的加加工方法法；（2）工工件的结结构和尺尺寸以以内圆圆表面加加工为例例，对于于IT7级精度度的孔，，常采用用拉削、、铰削、、镗削和和磨削等等方法来来加工。。如果是是箱体上上的孔，，一般不不用拉和和磨削，，而采用用铰削或或镗削，，孔径较较小时，，宜采用用铰削，，孔径较较大时，，则采用用镗削。。（3）生生产类型型和现场场生产条条件大大批量生生产时，，降低零零件制造造成本的的主要途途径是提提高生产产率，故故应选用用高生产产率和质质量稳定定的加工工方法。。2014-10-23外圆表面面的加工工路线2014-10-23金刚石车车削2014-10-23研磨2014-10-23超精加工工2014-10-23砂带磨削削2014-10-23超精镜面面砂带抛抛光硬硬磁盘涂涂层表面面2014-10-23孔的加工路路线2014-10-23扩孔钻钻2014-10-23孔的铰削2014-10-23孔的精镗2014-10-23用圆孔孔拉刀刀拉圆圆孔2014-10-23用键槽槽拉刀刀拉孔孔内单单键槽槽2014-10-23金刚镗2014-10-23孔的珩磨磨2014-10-23孔的研磨磨2014-10-23习题题填空题题1.机机械械制造造工艺艺过程程中一一般是是指零零件的的工艺过过程和和工艺过过程。。2.机机械械加工工工艺艺规程程是指指一种种用文文件形形式规规定下下来的的________。3.________工人人在一一个工工作地地，对对________工件件所连连续完完成的的那部部分机机