《汽车制造工艺学》q第五章2011

内容提要本章内容:介绍了生产过程、工艺过程；引入了工艺过程组成的概念；讲述了制定机械加工工艺规程的步骤和方法；重点讨论了机械加工工艺过程设计中的主要问题(定位基准的选择，加工路线的拟订，工序尺寸及公差的确定)；简要分析了工艺过程的经济性。

学习要求:

熟悉机械加工工艺过程；掌握机械加工工艺过程设计的基本原理、原则和方法(定位基准的选择原则，加工方法的选择原则，工序划分及加工顺序安排的原则，确定余量的原则和方法，确定工序尺寸及公差的方法，工艺尺寸链原理及应用等)。工艺规程的作用及设计步骤一、机械加工工艺规程在生产中的作用定义：

规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的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的工艺文件称为机械加工工艺规程。工艺规程是在具体的生产条件下，最合理或较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式书写成工艺文件（P142工艺过程卡；工序卡；调整卡；检验卡），经审批后用来指导生产的。

工艺规程中包括各个工序的排列顺序，加工尺寸、公差及技术要求，工艺设备及工艺措施，切削用量及工时定额等内容。

第一节概述工艺规程的作用工艺规程的作用：（1）

指导生产的主要技术文件：起生产的指导作用；

（2）

是生产组织和生产管理的依据：即生产计划、调度、工人操作和质量检验等的依据；

（3）

是新建或扩建工厂或车间主要技术资料。

总之，零件的机械加工工艺规程是每个机械制造厂或加工车间必不可少的技术文件。生产前用它做生产的准备，生产中用它做生产的指挥，生产后用它做生产的检验。。机械加工工艺规程的制定步骤二、工艺规程的设计步骤编制机械加工工艺规程前，应至少具备下列原始资料：①产品的零件图；②产品的生产类型或者是零件的生产纲领。如有可能，收集产品的总装图、同类产品零件的加工工艺以及生产现场的情况（设备、人员、毛坯供应）等。机械加工工艺规程的制定步骤编制机械加工工艺规程时，应首先遵循以下原则：①应以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提；②在保证加工质量的基础上，应使工艺过程有较高的生产效率和较低的成本；③应充分考虑零件的生产纲领和生产类型，充分利用现有生产条件，并尽可能做到平衡生产；④尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明的劳动条件；⑤积极采用先进技术和工艺，力争减少材料和能源消耗，并应符合环境保护要求。编制机械加工工艺规程中，可以按照下列程序进行：①准备阶段(研究和分析零件的工作图

)

绘制零件图，分析零件特点，找出主要要求，工艺分析；②根据零件的生产纲领确定零件的生产类型；

③确定毛坯的种类，绘制毛坯图；④安排加工顺序，制订工艺路线；⑤确定各工序所用设备及其工艺装备；⑥确定各工序的加工余量、工序尺寸及其公差；⑦确定切削用量、时间定额；⑧确定关键、重要工序的技术检验要求及检验方法；⑨技术经济分析；

⑩填写工艺文件。机械加工工艺规程的制定步骤工艺路线的拟定第二节机械加工路线的制定

拟定零件机械加工工艺路线时，要解决的主要问题有：定位基准的选择；零件各表面加工方法和设备的选择；加工阶段的划分；工序的集中与分散；工序的安排等。

加工方法的选择1、首先要根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及加工方案。选择零件表面的加工方案必须在保证零件达到图纸要求方面是稳定而可靠的，并在生产率和加工成本方面是最经济合理的。

图5.7、图5.8、图5.9分别介绍了机器零件的三种最基本的表面(外圆表面、内孔表面和平面)的较常用的加工方案及其所能达到的经济精度和表面粗糙度。这都是生产实际中的统计资料，可以根据对被加工零件加工表面的精度和粗糙度要求、零件的结构和被加工表面的形状、大小以及车间工厂的具体条件，选取最经济合理的加工方案，必要时应进行技术经济论证。一、零件各表面的加工方法加工方案的选择

加工方法的选择

但必须指出，这是在一般情况下可能达到的精度和表面粗糙度，在具体条件下是会有差别的。随着生产技术的发展，工艺水平的提高，同一种加工方法所能达到的精度和表面质量也会提高。加工方法所达到的精度变化的曲线见图。例如，过去在外圆磨床上精磨外圆仅能达到IT6的公差和Ra0.20μm的表面粗糙度。但是在采用适当的措施提高磨床精度以及改进磨削工艺后，现在已能在普通外圆磨床上进行镜面磨削，可达IT5以上精度、Ra≤0.10～0.012μm的表面粗糙度。用金刚石刀车削，也能获得Ra≤0.01μm的表面。另外，在大批、大量生产中，为了保证高的生产率和高的成品率，常把原用于小粗糙度(如Ra值要求很小)的加工方法用于获得粗糙度较大的表面。例如，在连杆加工中用珩磨达到Ra≤0.020μm的表面粗糙度；在曲轴加工中用超精磨获得Ra≤0.40μm的表面。2、决定加工方法时要考虑被加工材料的性质。例如，淬火钢用磨削的方法加工；而有色金属则磨削困难，一般采用金刚镗或高速精密车削的方法进行精加工。3、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。在大批、大量生产中可采用专用的高效率设备和专用工艺装备。例如，平面和孔可用拉削加工，轴类零件可采用半自动液压仿型车床加工，盘类或套类零件可用单能车床加工等。甚至在大批、大量生产中可以从根本上改变毛坯的形态，大大减少切削加工的工作量。例如，用粉末冶金制造的油泵齿轮，用失蜡浇注制造柴油机上的小尺寸零件等。在单件小批生产中，就采用通用设备、通用工艺装备及一般的加工方法。提高单件小批生产的生产率亦是目前机械制造工艺的研究课题之一。例如，在车床上装液压仿型刀架，采用数控车床或采用成组加工方法，单件试制新产品时，甚至采用加工中心机床等。

加工方法的选择

4、选择加工方法还要考虑本厂（或本车间）的现有设备情况及技术条件。应该充分利用现有设备，挖掘企业潜力，发挥工人群众的积极性和创造性。有时虽有该项设备，但因负荷的平衡问题，还得改用其它的加工方法。此外，选择加工方法还应该考虑一些其它因素，例如，工件的形状和质量以及加工方法所能达到的表面物理机械性能等。关于加工方案可参考与表5.7相类似的表格来进行选择。

加工方法的选择【例题5．1】

表格应用的举例：要求孔的加工精度为IT7级，粗糙度Ra=1.6～3.2μm，确定孔的加工方案。查图5．8可有下面四种加工方案：①钻——扩——粗铰——精铰；②粗镗——半精镗——精镗；③粗镗——半精镗——粗磨——精磨；④钻(扩)——拉。方案①用得最多，在大批、大量生产中常用在自动机床或组合机床上，在成批生产中常用在立钻、摇臂钻、六角车床等连续进行各个工步加工的机床上。该方案一般用于加工小于80mm的孔径，工件材料为未淬火钢或铸铁，不适于加工大孔径，否则刀具过于笨重。方案②用于加工毛坯本身有铸出或锻出的孔，但其直径不宜太小，否则因镗杆太细容易发生变形而影响加工精度，箱体零件的孔加工常用这种方案。方案③适用于淬火的工件。方案④适用于成批或大量生产的中小型零件，其材料为未淬火钢、铸铁及有色金属。加工方法的选择举例二、加工阶段的划分

对于加工精度要求较高和粗糙度值要求较低的零件，通常将工艺过程划分为粗加工和精加工两个阶段；对于加工精度要求很高、粗糙度值要求很低的零件，则常划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整加工阶段。粗加工阶段：是加工开始阶段，在这个阶段中，尽量将零件各个被加工表面的大部分余量从毛坯上切除。这个阶段主要问题是如何提高生产率。半精加工阶段：这一阶段为主要表面的精加工做好准备，切去的余量介于粗加工和精加工之间，并达到一定的精度和粗糙度值，为精加工留有一定的余量。在此阶段还要完成一些次要表面的加工，如钻孔、攻丝、铣键槽等。精加工阶段：在这个阶段将切去很少的余量，保证各主要表面达到较高的精度和较低的粗糙度值(精度7～10级，Ra≈0.8～3.2μm)。光整加工阶段：主要是为了得到更高的尺寸精度和更低的粗糙度值(精度5～9级，Ra＜0.32μm)，只从被加工表面上切除极少的余量。

工艺路线的拟定将工艺过程划分粗、精加工阶段的意义（原因）是：①在粗加工阶段，由于切除大量的多余金属，可以及早发现毛坯的缺陷(夹渣、裂纹、气孔等)，以便及时处理，避免过多浪费工时。②粗加工阶段容易引起工件的变形，这是由于切除余量大，一方面毛坯的内应力重新分布而引起变形，另一方面由于切削力、切削热及夹紧力都比较大，因而造成工作的受力变形和热变形。为了使这些变形充分表现，应在粗加工之后留有一定的时间。然后再通过逐步减少加工余量和切削用量的办法消除上述变形。③划分加工阶段可以合理使用机床。如粗加工阶段可以使用功率大、精度较低的机床；精加工阶段可以使用功率小、精度高的机床。这样有利于充分发挥粗加工机床的动力，又有利于长期保持精加工机床的精度。

加工阶段的划分④划分加工阶段可在各个阶段中插入必要的热处理工序。如在粗加工之后进行去除内应力的时效处理；在半精加工后进行淬火处理等。在某些情况下，划分加工阶段也并不是绝对的，例如加工重型工件时，由于不便于多次装夹和运输，因此不必划分加工阶段，可在一次装夹中完成全部粗加工和精加工。为提高加工的精度，可在粗加工后松开工作，让其充分变形，再用较小的力夹紧工件进行精加工，以保证零件的加工质量。另外，如果工件的加工质量要求不高、工件的刚度足够、毛坯的质量较好而切除的余量不多，则可不必划分加工阶段。

加工阶段的划分三、工序的划分(工序的集中与分散）在制定工艺过程中，为便于组织生产、安排计划和均衡机床的负荷，常将工艺过程划分为若干个工序。划分工序时有两个原则，即工序的集中和工序的分散。工序集中：将若干个工步集中在一个工序内完成，一个工件的加工，只须集中在少数几个工序内完成。最大限度的集中是在一个工序内完成工件所有表面的加工。例如在一台组合机床上可同时完成缝纫机壳体14个孔的加工。采用工序集中可以减少工件的装夹次数，在一次装夹中可以加工许多表面，有利于保证各表面之间的相互位置精度，也可以减少机床的数量，相应地减少工人的数量和机床的占地面积。但所需要的设备复杂，操作和调整工作也较复杂。工序分散：工序的数目多，工艺路线长，每个工序所包括的工步少。最大限度的分散是在一个工序内只包括一个简单的工步。工序分散可以使所需要的设备和工艺装备结构简单、调整容易、操作简单，但专用性强。工序的划分

在确定工序集中或分散的问题上，主要根据生产规模、零件的结构特点、技术要求和设备等具体生产条件综合考虑后确定。

在单件小批生产中：一般采用通用设备和工艺装备，尽可能在一台机床上完成较多的表面加工，尤其是对重型零件的加工，为减少装夹和往返搬运的次数，多采用工序集中的原则。

在成批生产中：尽可能采用效率高的通用机床（如六角机床）和专用机床，使工序集中。

在大批、大量生产中：①常采用高效率的设备和工艺装备，如多刀自动机床、组合机床及专用机床等，使工序集中，以便提高生产率和保证加工质量。

②但因工件特殊结构关系，各个表面不便于集中加工。如活塞、连杆等可采用效率高、结构简单的专用机床和工艺装备，按工序分散的原则进行生产。这样易于保证加工质量和使各工序的时间趋于平衡，便于组织流水生产，提高生产率。

工序的划分四、工序的安排

1、加工顺序的确定工件各表面的加工顺序，一般按照下述原则安排：先粗加工后精加工；先基准面加工后其它面加工；先主要表面加工后次要表面加工；先平面加工后孔加工。根据上述原则，作为精基准的表面应安排在工艺过程开始时加工。精基准面加工好后，接着对精度要求高的主要表面进行粗加工和半精加工，并穿插进行一些次要表面的加工，然后进行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后进行，这样可避免已加工表面在运输过程中碰伤，有利于保证加工精度。有时也可将次要的、较小的表面安排在最后加工，如紧固螺钉孔等。

工序的安排

2、热处理及表面处理工序的安排为了改善工件材料的机械性能和切削性能，在加工过程中常常需要安排热处理工序。采用何种热处理工序以及如何安排热处理工序在工艺过程中的位置，要根据热处理的目的决定。①退火和正火可以消除内应力和改善材料的加工性能，一般安排在加工前进行，有时正火也安排在粗加工后进行。②时效处理对于大而复杂的铸件，为了尽量减少由于内应力引起的变形，常常在粗加工后进行人工时效处理。粗加工前最好采用自然时效。③调质处理可以改善材料的机械性能，因此许多中碳钢和合金钢常采用这种热处理方法，一般安排在粗加工之后进行，但也有安排在粗加工之前进行的。④淬火处理或渗碳淬火处理可以提高零件表面的硬度和耐磨性。淬火处理一般安排在磨削之前进行，当用高频淬火时也可安排在最终工序。渗碳可安排在半精加工之前或之后进行。⑤表面处理(电镀及氧化)

可提高零件的抗腐蚀能力，增加耐磨性，使表面美观等。一般安排在工艺过程的最后进行。

工序的安排3、检验工序的安排检验工序是保证产品质量和防止产生废品的重要措施。在每个工序中，操作者都必须自行检验。在操作者自检的基础上，在下列场合还要安排独立检验工序：粗加工全部结束后，精加工之前；送往其它车间加工的前后（特别是热处理工序的前后）；重要工序的前后；最终加工之后等。4、其它工序的安排在工序过程中，还可根据需要在一些工序的后面安排去毛刺、去磁、清洗等工序。

工序的安排工序内容;加工余量、工序尺寸、切削用量与时间定额等一、加工余量的确定

为了保证零件图上某平面的精度和粗糙度值，需要从其毛坯表面上切去全部多余的金属层，这一金属层的总厚度称为该表面的加工总余量。每一工序所切除的金属层厚度称为工序余量。可见某表面的加工总余Z总与该表面余量Zi之间的关系为：Z总=Z1+Z2+…+Zi+…+Zn式中n一加工该表面的工序（或工步）数目。工件加工余量的大小，将直接影响工件的加工质量、生产率和经济性。例如加工余量太小时，不易去掉上道工序所遗留下来的表面缺陷及表面的相互位置误差而造成废品；加工余量太太时，会造成加工工时和材料的浪费，甚至因余量太大而引起很大的切削热和切削力，使工件产生变形，影响加工质量。

加工余量的确定第三节工序具体内容的确定1、影响加工余量的因素①上工序表面质量Ra、ta的影响在上工序加工后的表面上或毛坯表面上，存在着表面微观粗糙度值Ra和表面缺陷层ta(包括冷硬层、氧化层、裂纹等)，必须在本工序中切除。Ra、ta的大小与所用的加工方法有关，Ra的数值可参考表5.A，表5.B，表5.C；ta的数值可参考表5.D。

加工余量的确定②上工序尺寸公差(Ta)的影响它包括各种几何形状误差如锥度、椭圆度、平面度等。Ta的大小可根据选用的加工方法所能达到的经济精度，查阅《金属机械加工工艺人员手册》确定。加工余量与工序尺寸公差之间的关系见图5.e。图5.12(a)为外表面(被包容面)加工，本工序的基本余量Zb

为：Zb=La-Lb(5.1)式中La——上工序的基本尺寸；Lb——本工序的基本尺寸。本工序的最大余量为：Zbmax=Lamax-Lbmin(5.2)本工序的最小余量为：Zbmin=Lamin-Lbmax(5.3)图5.12(b)为内表面(包容面)加工，则有：Zb=Lb-La(5.4)Zbmax=Lbmax-Lamin

(5.5)Zbmax=Lbmin-Lamax

(5.6)从图5.12(a)、(b)可看出，上工序的尺寸公差将影响本工序基本余量和最大余量的数值。

影响加工余量的因素影响加工余量的因素③上工序各表面相互位置空间偏差(ρa)的影响它包括轴线的直线度、位移及平行度；轴线与表面的垂直度；阶梯轴内外圆的同轴度；平面的平面度等。为了保证加工质量，必须在本工序中给予纠正。ρa的数值与上工序的加工方法和零件的结构有关，可用近似计算法或查有关资料确定。若存在两种以上的空间偏差时可用向量和表示。

④本工序加工时装夹误差(Δεb)的影响此误差除包括定位和夹紧误差外，还包括夹具本身的制造误差，其大小为三者的向量和。它将直接影晌被加工表面与刀具的相对位置，因此有可能因余量不足而造成废品，所以必须给予余量补偿。空间偏差与装夹误差在空间是有不同方向的，二者对加工余量的影响应该是向量和。图5.f为上述各种因素对车削轴类零件加工余量影响的示意图。2、确定加工余量的方法(5.7)或非对称表面（单边，如平面）的基本余量为：

上述两个公式，实际应用时可根据具体加工条件简化。如在无心磨床上加工轴时，装夹误差可忽略不计；用浮动铰刀或用拉刀拉孔时空间偏差对加工余量无影响，且无装夹误差；研磨、超精加工、抛光等加工方法，主要是降低表面粗糙度值，困此加工余量只需要去掉上工序的表面粗糙度值就可以了。用计算法可确定出最合理的加工余量，既节省金属，又保证了加工质量。但必须要有可靠的实验数据资料，且费时间，因此此法适用于大量生产。加工余量的确定①计算法根据上面所述各种因素对加工余量的影晌，并由图5.13可得出下面的计算公式。对称表面(双边，如孔或轴)的基本余量为：确定加工余量的方法②查表法工厂中广泛应用这种方法，表格是以工厂的生产实践和试验研究所积累的数据为基础，并结合具体加工情况加以修正后制定的，如《金属机械加工工艺人员手册》。③经验法主要用于单件小批生产，靠经验确定加工余量，因此不够准确。为保证不出废品，余量往往偏大。工序尺寸的确定零件图上的尺寸、公差是毛坯经过加工之后最终达到的尺寸。在加工过程中，各工序所达到的尺寸称工序尺寸，也就是在工序图上所标注的尺寸。

工序尺寸公差的一般都按“入体原则”进行标注：对外表面，尺寸标注成单向负偏差；对内表面，尺寸标注成单向正偏差；对孔心距，则注成对称偏差。工序尺寸的计算可分为：只牵涉余量，可不用尺寸链来计算；

牵涉余量及基准转换，用尺寸链来计算；二、工序尺寸及公差的确定简图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说明T1120H6.5单侧加工T243H2单侧加工D160H

孔降一级双侧加工……………Y146H2单侧加工Y246H2单侧加工工序尺寸的确定[例题5.2]

如图为一平面经过粗加工、精加工和光整加工三道工序达到零件上规定尺寸和公差，要求计算各工序尺寸。工序尺寸的确定解：加工该表面时定位基准不变，各工序尺寸都从同一基准标出。对这一类的工序尺寸，只要将各工序的基本余量及公差，根据现场经验或查有关手册确定后，就可按工艺过程的顺序由后向前逐步计算得到。

某工序的工序尺寸等于下一个工序的工序尺寸加上(对内表面是减去)下一工序的基本余量。在图中，若光整加工、精加工、粗加工等各工序的基本余量和精加工、粗加工、毛坯的公差，查手册分别为Z3、Z2、Zl和T3、T2、T1，且已知光整加工的工序尺寸为A4、T4(零件图上的尺寸)，则得：精加工工序尺寸A3=A4＋Z4；公差T3粗加工工序尺寸A2=A3＋Z3；公差T2毛坯尺寸A1=A2＋Z2；公差T1工序尺寸的确定铸造和锻造的毛坯都规定双向偏差，但当计算毛坯尺寸时只取入体方向的偏差值T1。三、设备、工艺装备的选择确定设备、工艺装备的选择确定确定各表面的加工方法确定以后，应选择适当的机床以满足各表面的加工要求。机床设备的选择除考虑现有生产条件外，还要根据以下四个方面考虑：①机床工作区域的尺寸应当与零件的外廓尺寸相适应。也就是根据零件的外廓尺寸来选择机床的形式和规格，以便充分发挥机床的使用性能。如直径不太大的轴、套、盘类零件一般在普通机床上加工。直径大而短的盘、套类零件一般在端面机床或立式机床上加工。②机床的精度应该与工件要求的加工精度相适应。机床精度过低，不能满足工件加工精度的要求；过高，则是一种浪费。③机床的功率、刚度和工作参数应该与最合理的切削用量相适应。粗加工时选择有足够功率和足够刚度的机床，以免切削深度和进给量的选用受限制；精加工时选择有足够刚度和足够转速范围的机床，以保证零件的加工精度和粗糙度。④机床生产率应该与工件的生产类型相适应。对于大批、大量生产，宜采用高效率机床、专用机床、组合机床或自动机床；对于单件小批生产，一般选择通用机床。1、机床设备的选择设备、工艺装备的选择确定确定2、工艺设备的选择工艺装备是指零件加工时所用的刀具、夹具、量检具、模具的总称。可从以下几个方面考虑：①刀具的选择：主要取决于工序所用的加工方法、加工表面的尺寸大小、精度、表面粗糙度以及零件材料、生产率、经济性等要素。一般条件下，尽可能采用标准刀具，这样可以直接降低生产成本。必要时采用高生产率的符合刀具、专用刀具。②机床的精度应该与工件要求的加工精度相适应。机床精度过低，不能满足工件加工精度的要求；过高，则是一种浪费。②夹具：单件、小批量生产，尽量选用通用夹具；大批量生产，使用专用夹具。③量检具。对于大批、大量生产，宜采用高效率机床、专用机床、组合机床或自动机床；对于单件小批生产，一般选择通用机床。切削用量的确定四、切削用量的确定切削用量的确定切削用量的确定时间定额的确定五、时间定额的确定时间定额是劳动生产率的基本标志，劳动生产率是一个工人在单位时间内制造出合格产品的数量，或者是一个工人用于单位产品的劳动时间。

时间定额是在一定的生产规模、生产技术和生产组织的条件下，为完成某一工件的某一工序所需要的时间，称为工序单件时间或工序单件时间定额。它是计算产品成本和企业经济核算的依据，也是新建或扩建工厂（或车间）时决定所需设备和人员的依据。

工序单件时间的组成，可表示如下：

t单=t基+t辅+t服+t休式中

t单——工序单件时间（min）切削用量的确定（1）t基——基本时间（也称机动时间）是直接用来改变工件形状、尺寸相对位置和表面性质所消耗的时间。它可根据各种加工方法的有关公式进行计算。以车外圆为例，基本时间t基按下式计算（2）t辅——辅助时间，为完成工序中的基本工作所需要做的辅助动作时间。它包括装卸工作、启动和停止机床、改变切削用量、测量工作等所消耗的时间，可查有关表格或进行实测确定。（3）t服——工作地点服务时间，包括更换刀具、修磨刀具、设备的补充调整以及工作班开始时取出刀具和文件、机床润滑等和工作班结束时的收拾工具、清除切屑、擦拭机床等所要消耗的时间。（4）t休——工人休息和自然需要时间。一般情况下，工作地点服务时间与休息时间之和是以作业时间t作＝t基+t辅的形式给出的，即式中x＝3～6切削用量的确定（5）t准结在成批生产中，还要考虑加工一批工件时的准备、结束时间。也就是在加工一批工件之前，熟悉图纸、领取毛坯材料、准备刀具、夹具、量具、装夹刀具、夹具和调整机床以及在加工一批工件之后交还工艺文件，拆卸、送还工艺装备和送检成品等所需要的时间。因此成批生产时工件每个工序的总时间为：式中t定额——工件某工序的总时间，称为单件时间定额，又称单件计算时间（min）；

t准结——加工一批工件的准备时间、结束时间；

N批——一批工件的数量。由公式看出，N批越大，则t定额与t单越接近。当大量生产时，有：t定额≈t单要提高生产率，就要设法减少t定额或t单，也就是减少其组成部分的时间，主要是基本时间和辅助时间。切削用量的确定工艺方案的经济性评价及降低成本的措施

经济分析是研究如何用最少的社会消耗、最低的成本生产出合格的产品。设计某一零件的工艺过程时，一般可拟定出几种不同的方案，这些方案虽然都可以满足加工质量的要求，但从经济性来分析，它们的生产成本并不相同，因此，在给定的生产条件下要选择最经济的方案，也就是成本最低的方案，这对工厂企业积累资金和加快国家的工业建设有重大意义。对方案进行经济分析，其目的是求得最有利的工艺过程或加工方法，因此对各种方案进行经济性比较时，并非准确计算零件成本，而只需求出各种方案的相对值，即各种方案中相同的项目可略去不计。也就是说，若各个方案中的每个工序内容均不相同，则应全面进行经济性比较；若只有某些工序内容不同，而其它均相同，则只就这些不同的工序进行经济性比较。第四节工艺方案的经济性评价及降低成本的措施1.生产成本的组成

生产成本是制造一个零件或一台产品需要的全部费用。其中与完成工序直接有关的费用称为第一类费用，也称工艺成本，一般占生产成本的70％～75％。与完成工序无关而与整个车间的全部生产条件有关的费用，称为第二类费用。在进行各种方案经济分析时，因为在同一生产条件下，第二类费用是相等的，因此可以只分析占生产成本比重大的工艺成本S单，则有

S单＝V资十V护＋V旧（或C专机）＋V夹（或C专夹）＋V刀＋V材＋C调式中

S单——单件的工艺成本（元／件）；

V资——机床操作工人的工资，它由单件时间和工人的工资决定；

V护——机床维护费，包括电、油料、切削液、棉纱等费用；

V旧——万能机床折旧费，万能机床可用于不同的工序，所以折旧费与机床的价格、机床的利用率及单件时间有关；

V刀——刀具维护及折旧费，它与刀具的价格、可刃磨次数、磨刀费用及刀具耐用度等因素有关；

V夹——万能夹具维护及折旧费，它与机床的维护及折旧费的考虑方法相似；

V材——材料费，它由毛坯重量及材料的单位重量价格决定(毛坯成本还要考虑毛坯的制造费用)；

C调——调整工人的工资，它与凋整机床的时间、调整工人的工资有关；

C专机——专用机床折旧费，它与机床的价格及折旧率有关；

C专夹——专用夹具维护及折旧费，它与夹具的价格及折旧率有关。一、工艺方案的经济性评价工艺方案的经济性评价及降低成本的措施零件的生产成本第一类费用（工艺成本）与年产量有关的可变费用VV费V护V旧V刀V夹V材与年产量无关的不变费用CC调C专机C专夹第二类费用非生产人员的开支厂房折旧及维护费用照明、取暧和通风费运输费工艺方案的经济性评价及降低成本的措施

2.按工艺成本进行分析和对比为分析和比较各种方案方便起见，将工艺成本分为与年产量有关的可变费用V(元/件)和与年产量无关的不变费用C(元/件)。因此，有：

S单＝V+C(a)

因不变费用C与年产量无关，所以一般常按全年计算，以C年表示，上式写成：

S单=V+C年/N零

(b)式中N零——零件的年产量。全年产品的工艺成本为：

S年=N零V+C年

(c)

从式(b)和式(c)看出，每个零件的工艺成本可用双曲线表示，如图示5(a)，全年的产品工艺成本可用直线表示，如图5(b)。工艺方案的经济性评价及降低成本的措施

如图所示，两直线的相交处表明：当年产量为Nk时（临界产量），则两种方案的全年工艺成本相等，即S年l=S年2，说明两种方案的经济性相同。Nk值可由下式求出：

1)两种工艺方案基本投资相近当年产量小于Nk时，采用第一种方案比较经济，全年工艺成本为S年l；当年产量大于Nk时，采用第二种方案比较经济，全年工艺成本为S年2。工艺方案的经济性评价及降低成本的措施

2)两种工艺方案基本投资相差较大经济性分析包括：工艺成本；基本投资回收期限。工艺方案的经济性评价及降低成本的措施二、降低加工成本的措施（一）缩短单件时间定额（1）压缩基本时间；

1）提高切削用量；

2）采用多刀切削、多件加工、合并工步等方法工艺方案的经济性评价及降低成本的措施（2）缩短辅助时间；采用气动、液动、电磁夹紧；采用组合夹具、成组夹具等；采用多工位回转夹具；采用在线自动检测装置。（3）减少布置工作地时间（如快速换刀）（4）减少准备与终结时间（如采用组合夹具）（二）采用先进的制造工艺（1）采用高效的自动化生产技术和装配；

（2）采用先进的毛坯制造技术工艺方案的经济性评价及降低成本的措施第五节制定机械加工工艺规程范例制定机械加工工艺规程范例制定机械加工工艺规程范例一、审查零件图样的完整性及零件的工艺性二、毛坯选择（模锻）齿轮毛坯主要尺寸及其允许偏差制定机械加工工艺规程范例三、定位基准的选择

粗基准、精基准制定机械加工工艺规程范例四、零件表面的加工方法选择和工艺路线制定制定机械加工工艺规程范例五、工序具体内容的确定（一）确定工序尺寸（二）加工设备与工艺装备的选择（三）切削用量及基本时间的确定制定机械加工工艺规程范例图5工艺成本与年产量的关系图6两种工艺方案的经济性分析工艺方案的经济性评价及降低成本的措施谢谢！本章结束工艺过程经济方案的选择

装配过程动画工艺过程组成工艺过程组成图5．3各种基准示例

图5．4定位基准示例

定位基准的选择图5．5直接找正安装和划线找正安装

工件的装夹图5．6铣键槽工序的安装

工件的装夹工件的装夹图5．7工序基准与定位基准的关系精基准的选择图5.8箱体加工的精基准选择精基准的选择图5．9床身加工粗基准的选择(动画)粗基准的选择图5．10以不加工表面为粗基准粗基准的选择加工方法的选择图5．7外圆表面加工方案及其经济精度加工方案经济精度公差等级表面粗糙度Ra（μm）适用范围粗车└→半精车└→精车└→滚压（或抛光）ITll～13IT8～9IT7～8IT6～750～1003．2～6．30．

8～1．60．08～2．0适用于除淬火钢以外的金属材料粗车→半精车→磨削└→粗磨→精磨└→超精磨IT6～7IT5～7IT50．

40～0．800．

10～0．400．012～0．10除不宜用于有色金属外，主要适用于淬火钢件的加工粗车→半精车→精车→金刚石车IT5～60．025～0．40主要用于有色金属粗车→半精车→粗磨→精磨→镜面磨└→精车→精磨→研磨└→粗研→抛光IT5以上IT5以上IT5以上0．025～0．200．05～0．100．025～0．40主要用于高精度要求的钢件加工加工方法的选择图5．8内孔表面加工方案及其经济特度加工方案经济精度公差等级表面粗糙度Ra（μm）适用范围钻├→扩│├→铰│└→粗铰→精铰├────────→铰└──────────→粗铰→精铰ITll～13ITl0～11IT8～9IT7～8IT8～9IT7～8≥5025～501．60～3．200．80～1．601．60～3．200．80～1．60加工未淬火钢及其铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属（所得表面粗糙度Ra值稍大）钻→（扩）→拉IT7～80．80～1．60大批、大量生产（精度可由拉刀精度而定），如校正拉削后，则Ra可降低到0．40～0．20粗镗（扩）─→半精镗─→磨└→精镗（或铰）└→浮动镗ITll～13IT8～9IT7～8IT6～725～501．60～3．200．80～1．600．20～0．40除淬火钢外的各种钢材，毛坯上已有铸出或锻出的孔粗镗（扩）─→半精镗─→磨└→粗磨─→精磨IT7～8IT6～70．

20～0．800．10～0．20主要用于淬火钢，不宜用于有色金属粗磨→半精磨→精磨→金刚镗IT6～70．05～0．20主要用于精度要求高的有色金属钻→（扩）→粗铰→精铰→└→拉→珩磨粗镗→半精镗→精镗→珩磨IT6～7IT6～7IT6～70．025～0．200．025～0．200．025～0．20精度要求很高的孔，若以研磨代替珩磨，精度可