机械加工工艺规程的制订教材

机械加工工艺规程的制订第一页，共四十八页。生产过程原材料准备与储存毛坯的生产：型材（棒料、方料、管料）、铸坯、锻坯、焊坯毛坯经过机械加工、热处理而成为零件零件装配成机械机械的质量检查及运行试验机械的油漆和包装第二页，共四十八页。基本概念工艺过程:改变生产对象的形状、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。如：热加工工艺过程、机械加工工艺过程、热处理工艺过程、装配工艺过程等机械加工工艺过程装配工艺过程第三页，共四十八页。机械加工工艺过程的组成工序：一个工作地、连续完成的那一部分工艺过程工步：加工表面、加工工具不变，完成的那一部分工序工作行程：走刀安装第四页，共四十八页。阶梯小轴的工艺过程（单件小批）工序工序内容设备1车一端面，打中心孔；调头，车另一端面，打中心孔车床2车大外圆及倒角；调头，车小外圆及倒角车床3铣键槽；去毛刺铣床第五页，共四十八页。生产纲领和生产类型生产纲领：年产量、进度计划生产批量：一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量生产类型：单件小批、成批、大批大量第六页，共四十八页。生产类型和生产纲领等的关系

生产类型

生产纲领/（台·年-1或件·年-1）

工作地每月担负的工序数工序数·月-1小型机械或轻型零件

中型机械或中型零件

重型机械或重型零件

单件生产

≤100≤10≤5不作规定

小批生产

＞100~500＞10~150＞5~100＞20~40中批生产

＞500~5000＞150~500＞100~300＞10~20大批生产

＞5000~50000＞500~5000＞300~1000＞1~10大量生产

＞50000＞5000＞10001第七页，共四十八页。各种生产类型的工艺特征

工艺特征

生产类型

单件小批

中批

大批大量

零件的互换性

用修配法钳工修配，缺乏互换性

大部分具有互换性。装配精度要求高时，灵活应用分组装配法和调整法，同时还保留某些装配法

具有广泛的互换性。少数装配精度较高处，采用分组装配法和调整法。

毛坯的制造方法与加工余料

木模手工造型或自由锻造，毛坯精度低，加工余量大

部分采用金属模铸造或模锻。毛坯精度和加工余量中等

广泛采用金属模机器造型、模锻或其他高效方法。毛坯精度高，加工余量小

机床设备极其布置形式

通用机床。按机床类别采用机群式布置

部分通用机床和高效机床。按工件类别分工段排列设备

广泛采用高效专用机床及自动机床。按流水线和自动线排列设备

第八页，共四十八页。各种生产类型的工艺特征工艺设备

大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具和万能量具。靠划线和试切法达到精度要求

广泛采用夹具，部分靠找正装夹达到精度要求。较多采用专用刀具和量具

广泛采用专用高效夹具、复合刀具、专用量具或自动检验装置。靠调整法达到精度要求

对工人的技术要求

需技术水平高的工人

需一定技术水平的工人

对调整工的技术水平要求高，对操作工的技术水平要求低

工艺文件

有工艺过程卡，关键工序要工序卡

有工艺过程卡，关键零件要工序卡

有工艺过程卡和工序卡，关键工序要调整卡和检验卡

成本

较高

中等

较低

第九页，共四十八页。阶梯小轴的工艺过程（大批大量）工序工序内容设备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车小端外圆及倒角车床4铣键槽键槽铣床5去毛刺钳工台第十页，共四十八页。机械加工工艺规程组织车间生产的主要技术文件生产准备和计划调度的主要依据新建或扩建工厂、车间的基本技术文件第十一页，共四十八页。工艺规程的格式（JB/Z187.3-88)工艺过程卡片：以工序为单位简要说明产品或零件的加工（或装配）过程的一种工艺文件。(工艺路线）机械加工工艺卡片：以工序为单位，详细说明产品或零件在某一工艺阶段中的工序号、工序名称、工序内容、工序参数，操作要求以及采用的设备和工艺装备。机械加工工序卡片：在工艺卡或过程卡的基础上，按每道工序所编制的一种工艺文件，一般有工序简图，并详细说明该工序的每一个工步的加工（或装配）内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备。第十二页，共四十八页。几种工艺文件出现的场合及使用范围过程卡工艺卡工序卡检验卡出现场合单件小批√〤〤〤成批√〤重要零件重要零件大批大量√√√√使用范围工厂设计计划调度材料供应工具供应车间技术科检验科工序工人检验工人第十三页，共四十八页。制定工艺规程的基本步骤分析原始资料确定原始毛坯拟定工艺方案确定各工序所采用的设备选择工艺装备确定各工序的技术检验要求及检验方法确定各工序的加工余量确定工序尺寸和工序公差填写工艺文件第十四页，共四十八页。分析原始资料有关图纸：装配图、零件图、毛坯图生产纲领现场条件：设备规格、负荷、精度、工夹量具国内外先进经验及有关技术手册第十五页，共四十八页。确定原始毛坯型材：棒料、方料、管料、铸坯：复杂的箱体类、曲轴（球墨铸铁）锻坯：综合性能好焊坯：奇异件、尺寸变化较大件第十六页，共四十八页。拟定工艺方案（核心内容）选择定位基准确定定位夹紧方法确定各表面的加工方法确定工序的集中和分散安排加工顺序一般需要提出几个方案进行分析比较，选取最优方案第十七页，共四十八页。选择定位基准定位基准的概念装夹：定位与夹紧基准：作为“依据”的点线面设计基准：工艺基准：定位基准、装配基准、测量基准第十八页，共四十八页。精基准的选择基准重合原则：设计基准与定位基准重合，消除基准不重合误差基准统一：选择尽可能多的表面加工时都能使用的基准易保证各加工表面的相对位置精度简化了工艺过程，使各工序所用夹具比较统一互为基准，反复加工自为基准：选加工表面本身为基准，仅能提高加工面本身的尺寸、形状精度装夹可靠第十九页，共四十八页。消除基准不重合误差如图：尺寸A、B是设计要求尺寸，而（调整法）加工中直接保证的尺寸是A、C尺寸，则：Bmax=Amax-CminCmin=Amax-BmaxBmin=Amin-CmaxCmax=Amin-BminΔC=ΔB-ΔAΔC<ΔB提高了加工精度（有时则需采用更高精度的加工方法，如由铣改磨）如果精度太高，迫使重新考虑定位方案（使定位基准与设计基准一致）改变加工方式（如放弃调整法改用试切法加工）第二十页，共四十八页。确定各表面的加工方法加工方法的选择：外圆：车、磨孔：钻、扩、铰、车、磨、拉平面：铣、刨、磨、车选择依据：零件材料性质及热处理要求零件加工表面的尺寸公差等级和表面粗糙度零件加工表面的位置精度要求零件的形状与尺寸生产类型具体生产条件第二十一页，共四十八页。外圆柱面加工方法

序号加工方法

经济精度（以公差等级表示）

经济表面粗糙度Ra值/μm

适用范围

1粗车

IT11~IT1312.5~50适用于淬火钢以外的各种金属

2粗车—半精车

IT8~IT103.2~6.33粗车—半精车—精车

IT7~IT80.8~1.64粗车—半精车—精车—滚压（或抛光）

IT7~IT80.025~0.25粗车—半精车—磨削

IT7~IT80.4~0.8主要用于淬火钢，也可以用于未淬火钢，但不宜加工有色金属

6粗车—半精车—粗磨—精磨

IT6~IT70.1~0.47粗车—半精车—粗磨—精磨—超精加工（或轮式超精磨）

IT50.012~0.1(或Rz0.1)第二十二页，共四十八页。8粗车—半精车—精车—精细车（或金刚车）

IT6~IT70.025~0.4主要用于要求较高的有色金属加工

9粗车—半精车—粗磨—精磨—超精磨（或镜面磨）IT5以上

0.006~0.025(或Rz0.05)极高精度外圆加工

10粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨

IT5以上0.006~0.1(或Rz0.05)第二十三页，共四十八页。确定工序的集中和分散工序集中工件在一次装夹后，可以加工多个表面，能较好地保证加工表面之间相互位置精度;可以减少装夹工件的次数和辅助时间；减少工件在机床之间的搬运次数，有利于缩短生产周期。可减少机床数量、操作工人，节省车间生产面积，简化生产计划和生产组织工作。采用的设备（加工中心）与工装结构复杂、投资大，调整和维修的难度大，对工人的技术水平要求高工序分散机床设备（专用设备）及工装比较简单，调整方便，生产工人易于掌握。可以采用最合理的切削用量，减少机动时间。设备数量多，操作工人多，生产面积大。工序分散：20世纪20年代，设备密集型，流水自动线工序集中：20世纪50年代后，信息密集型，加工中心，多品种小批量特点第二十四页，共四十八页。安排加工顺序安排原则：基准先行，先主后次，先粗后精，先面后孔热处理工序的安排：预备热处理：退火、正火，加工之前，调整工件的切削加工性，消除应力。调质处理：粗加工之后最终热处理：淬火、回火，半精加工后，磨之前辅助工序的安排：检验工序：粗加工后；重要工序前后；送往外车间之前……去毛刺，清洗，涂防锈油第二十五页，共四十八页。确定各工序所采用的设备机床规格与零件外形尺寸相适应机床精度与工序要求的精度相适应机床的效率与零件的生产类型相适应与现有的设备条件相适应第二十六页，共四十八页。选择工艺装备即确定各工序所需的刀、夹、量、辅具。需要采用专用工艺装备，应提出设计任务书。第二十七页，共四十八页。确定各工序的加工余量加工总余量和工序余量加工总余量：毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差工序余量：相邻两工序的工序尺寸之差对称余量：外圆、孔单边余量：平面由于工序尺寸有公差，实际切除的余量大小不等合理确定余量的意义过大：增加了劳动量，最耐磨的表面金属层被切除过小：毛坯或上道工序的缺陷去不了精加工余量要合理：增加了时间，破坏了精度第二十八页，共四十八页。影响加工余量的因素上道工序表面粗糙度与缺陷上道工序尺寸公差上道工序形位误差本道工序的装夹误差确定余量的方法分析计算经验估计法查表法第二十九页，共四十八页。确定工序尺寸和工序公差（基准重合时）方法：往前推算法顺序：先确定各工序余量的基本尺寸，再有后往前逐个工序推算，即由零件上的设计尺寸开始，有最后一道工序向前工序推算，直到毛坯尺寸。公差等级：中间各工序尺寸公差等级都按经济精度。极限偏差：按“入体原则”确定，即轴类取负偏差，孔类取正偏差，长度及毛坯取正负偏差双向标注第三十页，共四十八页。油缸加工路线退火（一条热处理曲线）→粗车（以外圆为基准加工内孔，以内孔为基准加工外圆）→调质（两条热处理曲线）→半精车（以外圆为基准半精车内孔、螺纹、端面、退刀槽等）→加工Rp3/8螺纹→铣凸台→精车（以内孔为基准加工外圆）→磨→镀镍第三十一页，共四十八页。举例：缸体孔工序尺寸与公差的确定孔加工方案：粗车→半精车→磨→镀镍设计尺寸Ф70+0.07+0.05加工余量：磨孔余量：0.5mm半精车余量：1.0mm粗车孔余量：3.5mm各工序基本尺寸半精车：70-0.5=69.5粗车：69.5-1.0=68.5毛坯：68.5-3.5=65第三十二页，共四十八页。各工序基本尺寸公差半精车：IT10=0.12Ф69.5+0.120

粗车：IT12=0.4Ф68.5+0.40

各工序加工表面粗糙度半精车Ra3.2粗车Ra12.5第三十三页，共四十八页。装配工艺机械产品的质量必须由装配最终来保证。零件、组件、部件、总装、部装、组装装配的工作量比重大：主要靠手工完成第三十四页，共四十八页。装配工作的基本内容清洗连接：可拆卸连接：螺纹连接、销连接、键连接不可拆卸连接：过盈连接、焊接等校正、调整与配作找正、找平、调整间隙、平衡、配钻、配研验收、试验第三十五页，共四十八页。装配的组织形式固定式装配移动式装配第三十六页，共四十八页。装配精度机器质量的综合评定指标：工作性能（正常运转，达到规定的性能指标），使用效果（方便、经济、效率高），精度，寿命精度要求的确定：国标，部标，企标装配精度与零件精度之间的关系：零件的加工精度是保证装配精度的基础，但当装配精度较高时，零件加工会很困难，装配精度并不完全取决于加工精度第三十七页，共四十八页。装配方法与选择互换装配法：装配时各组成环零件不经任何选择、调整和修配就可达到装配精度要求。如标准件的装配，多用于精度不是太高的短环装配尺寸链，封闭环（精度）公差要大于或等于各组成环的公差第三十八页，共四十八页。分组装配法：将组成环零件公差扩大几倍到经济公差加工，然后，将各组成环的实际尺寸按公差大小分成若干组，并按相应组进行装配，以达到装配精度的要求。修配装配法：将尺寸链各组成环按经济公差制造，预先选定一个零件（组成环），在装配时，对此零件进行修配、补充加工以达到装配精度。调整装配法：第三十九页，共四十八页。装配工艺规程的基本概念定义：文件或图表等形式规定的装配工艺作用：指导装配生产的指导性技术文件重要性：任务：第四十页，共四十八页。确定装配工艺顺序的一般原则预处理工序先行：零件的清洗、倒角、去毛刺等先里后外、先下后上、先难后易后面的工序不应损坏前面的装配质量（如压力装配、加热装配、配钻等应在先）处于基准件同一方位的装配工序应尽可能的集中连续安排，使装配过程中翻身、转位次数少第四十一页，共四十八页。将使用同一装配工装或设备，以及对装配环境有同样特殊要求的工序尽可能集中安排及时安排检验工序（例如：单向阀）第四十二页，共四十八页。制订装配工艺规程的方法、步骤研究原始资料：划分装配单元，选定装配基准件确定装配顺序，绘制装配系