第二章 机械加工工艺规程的制订

第二章机械加工工艺规程的制订第1页，共65页，2023年，2月20日，星期三

第2页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.什么是生产过程？原材料成品（机器）第3页，共65页，2023年，2月20日，星期三

生产过程包括：1)

原材料的运输、保管和准备；2)

生产的准备工作；3)

毛坯的制造；4)

零件的机械加工与热处理；5)

零件装配成机器；6)

机器的质量检查及运行试验；7)

机器的油漆、包装和入库。第4页，共65页，2023年，2月20日，星期三铸铁废钢铝锭辅助材料┊热处理机械加工部件装配铸造铁粉碳粉┊粉末冶金烧结粉末冶金件铸件锻件钢板冲压铆、焊接装配油漆缸体曲轴变速箱壳体齿轮┊发动机变速器转向器驱动桥┊协作件、电器系统轮胎其它部件总装配试车汽车钢材锻造图

汽车生产过程第5页，共65页，2023年，2月20日，星期三1)概念工艺过程，是指通过各种加工设备直接改变材料的形状、尺寸或性质，将原材料加工成符合技术要求的产品的一系列工作的组合。工艺过程是生产过程中的一个组成部分，是完成生产过程中的基本生产部分，也是最主要的部分。

第6页，共65页，2023年，2月20日，星期三

生产过程包括：1)

原材料的运输、保管和准备；2)

生产的准备工作；3)

毛坯的制造；4)

零件的机械加工与热处理；5)

零件装配成机器；6)

机器的质量检查及运行试验；7)

机器的油漆、包装和入库。第7页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.工序一个或一组工人在一个工作地（机械设备）对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。

第8页，共65页，2023年，2月20日，星期三例：表7-1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1

车一端面，钻中心孔*；

调头，车另一端面，钻中心孔车床I

2

车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣床表7-2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2

车大外圆及倒角车床I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床

5去毛刺钳工台图7–1阶梯轴讨论：生产规模不同，工序的划分不一样。第9页，共65页，2023年，2月20日，星期三2.安装工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容，称为安装。

第10页，共65页，2023年，2月20日，星期三例：表7-1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1

车一端面，钻中心孔*；

调头，车另一端面，钻中心孔车床I

2

车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣床表7-2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2

车大外圆及倒角车床I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床

5去毛刺钳工台图7–1阶梯轴两次两次一次一次一次一次一次讨论：安装次数多好还是少好？第11页，共65页，2023年，2月20日，星期三3.工步

工步是指在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容。

第12页，共65页，2023年，2月20日，星期三例：表7-1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1

车一端面，钻中心孔*；

调头，车另一端面，钻中心孔车床I

2

车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣床表7-2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2

车大外圆及倒角车床I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床

5去毛刺钳工台图7–1阶梯轴四个五个一个两个三个两个一个第13页，共65页，2023年，2月20日，星期三4.走刀

在一个工步中，有时因所需切除的金属层较厚而不能一次切完，需分几次切削，则每一次切削称为一次走刀。

第14页，共65页，2023年，2月20日，星期三5.工位

为了完成一定的工序内容，工件一次装夹后，与夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。

第15页，共65页，2023年，2月20日，星期三5.工位

图7–3在三个工位上钻、铰圆盘零件上的孔工件机床夹具回转部分夹具固定部分分度机构例：第16页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.生产纲领

生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。

零件在计划期一年中的生产纲领N可按下式计算：

式中

Q——产品的年生产纲领，单位：台/年；

n——每台产品中所含零件的数量，单位：件/台；a%——备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的需要；b%——废品率。

第17页，共65页，2023年，2月20日，星期三2.生产类型及其工艺特征

生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为：1）大量生产2）成批生产3）单件生产

第18页，共65页，2023年，2月20日，星期三1）大量生产产品的数量很大，产品的结构和规格比较固定，产品生产可以连续进行，大部分工作地的加工对象是单一不变的。例如，汽车、拖拉机、轴承等产品的制造，通常是以大量生产方式进行的。第19页，共65页，2023年，2月20日，星期三2）成批生产

产品数量较多，每年生产的产品结构和规格可以预先确定，而且在某一段时间内是比较固定的，生产可以分批进行，大部分工作地的加工对象是周期轮换的。根据批量的大小，成批生产又可分为小批生产、中批生产和大批生产。例如，通用机床（一般为车、铣、刨、钻、磨床）等产品制造往往属于这种生产类型。第20页，共65页，2023年，2月20日，星期三3）单件生产

产品数量少，但种类、规格较多，多数产品只能单个或少数几个地生产，很少重复。例如，重型机器、大型船舶制造及新产品试制等常属于这种生产类型。第21页，共65页，2023年，2月20日，星期三生产类型零件的年产量（件）重型零件中型零件轻型零件单件生产<5<10<100成批生产小批5~10010~200100~500中批100~300200~500500~5000大批300~1000500~50005000~50000大量生产>1000>5000>500002.生产类型第22页，共65页，2023年，2月20日，星期三单件生产成批生产大量生产机床设备通用设备通用的和部分专用的广泛使用高效专用设备夹具通用部分使用专用夹具广泛使用高效率夹具刀具和量具一般刀具，通用量具部分采用专用刀具和量具使用高效专用的刀具和量具毛坯手工砂型铸造、自由锻部分采用金属模铸造和模锻机械造型、压力铸造、模锻等工人技术熟练工人技术比较熟练工人调整工要求技术较高，操作要求较低3.各种生产类型的工艺特征第23页，共65页，2023年，2月20日，星期三定位：加工前，使工件在机床上或夹具上占有正确的加工位置的过程，称为定位。

第二节工件安装和基准第24页，共65页，2023年，2月20日，星期三夹紧：用施加外力的形式，把工件已确定的定位位置固定下来的过程，称为夹紧。这个定位、夹紧的过程，称为装夹或安装。例：在墙上贴画例：看电影

第二节工件安装和基准第25页，共65页，2023年，2月20日，星期三装夹或安装：工件定位、夹紧的全过程，称为装夹或安装。小结：定位在前，夹紧在后

定位是首要的

定位+夹紧=安装

第二节工件安装和基准第26页，共65页，2023年，2月20日，星期三

第二节工件安装和基准二、基准1.基准及其分类基准设计基准工艺基准定位基准测量基准装配基准第27页，共65页，2023年，2月20日，星期三

第二节工件安装和基准二、基准1.基准及其分类（1）设计基准第28页，共65页，2023年，2月20日，星期三

第二节工件安装和基准二、基准1.基准及其分类（2）工艺基准①定位基准第29页，共65页，2023年，2月20日，星期三

第二节工件安装和基准二、基准1.基准及其分类（2）工艺基准②测量基准第30页，共65页，2023年，2月20日，星期三

第二节工件安装和基准二、基准1.基准及其分类（2）工艺基准③装配基准第31页，共65页，2023年，2月20日，星期三

第二节工件安装和基准二、基准2.定位基准的选择（1）粗基准的选择①尽量选择不要求加工的表面作为粗基准。第32页，共65页，2023年，2月20日，星期三

第二节工件安装和基准二、基准2.定位基准的选择（1）粗基准的选择②若所有表面都需要加工，应选择加工余量和公差最小的表面作为粗基准；③选择光洁、平整、面积足够大、装夹稳定的表面作粗基准；④粗基准一般只在第一道工序中使用，以后应尽量避免重复使用第33页，共65页，2023年，2月20日，星期三

第二节工件安装和基准二、基准2.定位基准的选择（2）精基准的选择①基准重合原则第34页，共65页，2023年，2月20日，星期三

第二节工件安装和基准二、基准2.定位基准的选择（2）精基准的选择①基准重合原则第35页，共65页，2023年，2月20日，星期三

第二节工件安装和基准二、基准2.定位基准的选择（2）精基准的选择②基准同一原则；③选择面积较大、精度较高、安装稳定可靠的表面作精基准，使夹具简单，装夹和加工方便。①基准重合原则；第36页，共65页，2023年，2月20日，星期三第37页，共65页，2023年，2月20日，星期三一、尺寸链

尺寸链指的是在零件加工或机器装配过程中，由相互联系的尺寸形成的封闭尺寸组。第38页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.尺寸链的分类

(1)出现在零件中，称之为零件尺寸链

(2)由工艺尺寸组成，称之为工艺尺寸链

(3)出现在装配中，称之为装配尺寸链2.尺寸链的含义

尺寸链的含义包含两个意思：

(1)封闭性：尺寸链的各尺寸应构成封闭形式（并且是按照一定顺序首尾相接的。

(2)关联性：尺寸链中的任何一个尺寸变化都将直接影响其它尺寸的变化。第39页，共65页，2023年，2月20日，星期三

在零件加工或机器装配过程中，最后自然形成（即间接获得或间接保证）的尺寸。表示方法：下标加∑，如A∑、L∑。

1.尺寸键的环构成尺寸链的每一个尺寸都称为“环”。可分为组成环Ai封闭环A∑增环减环2.封闭环第40页，共65页，2023年，2月20日，星期三(1)由于封闭环是最后形成的，因此在加工或装配完成前,它是不存在的。

(2)封闭环的尺寸自己不能保证，是靠其它相关尺寸来保证的。2.1封闭环的特点：第41页，共65页，2023年，2月20日，星期三

(1)体现在尺寸链计算中，若封闭环判断错误，则全部分析计算之结论，也必然是错误的。

(2)封闭尺寸通常是精度较高，而且往往是产品技术规范或零件工艺要求决定的尺寸。在装配尺寸链中，封闭环往往代表装配中精度要求的尺寸；而在零件中往往是精度要求最低的尺寸，通常在零件图中不予标注。2.2封闭环的重要性:第42页，共65页，2023年，2月20日，星期三第43页，共65页，2023年，2月20日，星期三

一个尺寸链中，除封闭环以外的其他各环，都是“组成环”。按其对封闭环的影响可分为增环和减环。表示为：Ai

、Lii=1,2,3……

增环：在尺寸链中，当其余组成环不变的情况下，将某一组成环增大，封闭环也随之增大，该组成环即称为“增环”。L1为增环L1、L4为增环第44页，共65页，2023年，2月20日，星期三减环：在尺寸链中，当其余组成环不变的情况下，将某一组成环增大，封闭环却随之减小，该组成环即称为“减环”。L2、L3

、L5为减环L2、L3

、L4为减环第45页，共65页，2023年，2月20日，星期三1.按不同生产过程来分

(1)工艺尺寸链：在零件加工工序中，由有关工序尺寸、设计尺寸或加工余量等所组成的尺寸链。

(2)装配尺寸链：在机器设计成装配中，由机器或部件内若干个相关零件构成互相有联系的封闭尺寸链。包含零件尺寸、间隙、形位公差等。

(3)工艺系统尺寸链：在零件生产过程中某工序的工艺系统内，由工件、刀具、夹具、机床及加工误差等有关尺寸所形成的封闭尺寸链。第46页，共65页，2023年，2月20日，星期三当增环为最大极限尺寸，而减环为最小极限尺寸时，封闭环为最大极限尺寸。1.各环极限尺寸计算三环尺寸链极限尺寸计算关系图同理：第47页，共65页，2023年，2月20日，星期三

当多环尺寸键计算时，则封闭环的极限尺寸可写成一般公式为：第48页，共65页，2023年，2月20日，星期三2.各环上、下偏差的计算根据上述的几个式子可得出封闭环上、下偏差计算的一般公式：

因为零件图和工艺卡片中的尺寸和公差，一般均以上、下偏差的形式标注，所以该式较为简便迅速第49页，共65页，2023年，2月20日，星期三3.各环公差的计算即：

封闭环公差等于所有组成环公差之和，它比任何组成环公差都大。所以应用中应注意：

(1)在零件设计中，应选择最不重要的环作为封闭环。

(2)封闭环公差确定后，组成环数愈多，则分到每一环的公差应愈小。所以在装配尺寸链中，应尽量减小尺寸链的环数。即“最短尺寸链原则”。

结论：第50页，共65页，2023年，2月20日，星期三第51页，共65页，2023年，2月20日，星期三一、工艺规程及其作用

1.工艺规程:

把零件加工的全部工艺过程按一定格式写成书面文件就叫做工艺规程。2.工艺规程的作用

工艺规程是在总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必要的工艺试验后制订的，反映了加工中的客观规律。因此，工艺规程是（1）指导工人操作和用于生产、工艺管理工作的主要技术文件，（2）又是新产品投产前进行生产准备和技术准备的依据和新建、扩建车间或工厂的原始资料，（3）此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。完整性规范性第52页，共65页，2023年，2月20日，星期三3.对工艺规程的要求

(1)保证可靠地达到产品图纸所提出的全部技术要求。

(2)能获得高质量、高生产效率。

(3)有利于节约原材料和工时消耗，不断降低成本。

(4)有利于减轻工人劳动强度，保证安全和良好的工作条件。

4.工艺文件的形式：多种多样，区别很大，主要决定于生产类型。

在单件小批生产中一般只编制综合工艺过程卡。

在成批生产中多采用机械加工工艺卡片。

大批大量生产中则要求完整和详细的文件，一般是工艺过程卡、工序卡片，有时甚至包括操作卡、调整卡以及检验卡。

各工厂采用的工艺文件并无须统一格式，但基本内容大同小异。第53页，共65页，2023年，2月20日，星期三第54页，共65页，2023年，2月20日，星期三第55页，共65页，2023年，2月20日，星期三第56页，共65页，2023年，2月20日，星期三1）严格遵守工艺规程是经过逐级审批的，因而也是工厂生产中的工艺纪律，有关人员必须严格执行。2）允许修改工艺规程也不是一成不变的，随着科学技术的进步和生产的发展，工艺规程会出现某些不相适应的问题，因而工艺规程应定期整顿，及时吸取合理化建议、技术革新成果、新技术和新工艺。使工艺规程更加完善和合理。第57页，共65页，2023年，2月20日，星期三制订工艺规程的原始资料主要有：

（1）产品整套装配图和零件工作图；

（2）产品年产量；

（3）本厂生产条件：设备、工装、工人技术水平等情况；

（4）毛坯生产和供应条件；

（5）产品的验收质量标准；第58页，共65页，2023年，2月20日，星期三(1)原则：在保证质量的前提下，用最先进的、最经济合理的加工方案。

(2)方法：

①认真研究、分析原始资料。

②参照国内外文献、结合现场实际编程。

③虚心征求工人意见。第59页，共65页，2023年，2月20日，星期三(3)步骤：

①确定生产类型；

②分析研究产品的装配图和零件图,进行工艺审查;熟悉产品,性能,用途和工作条件,零件在产品中的作用；了解零件图上各项技术条件的依据,确定关键性技术问题。检查尺寸,视图及技术条件是否是否合理,主要:

a.审查各楦项技术要求是否合理；过高的精度,表面粗糙度及其他要求会使工艺过程复杂化，成本提高;

b.审查零件的结构工艺性是否好；便于加工的安装，尽可能减少加工和转配的劳动量；

c.审查材料选用是否恰当；第60页，共65页，2023年，2月20日，星期三③确定毛坯的种类和尺寸；(应考虑生产批量，零件材料及毛坯生产