项目5 机械制造工艺规程

项目5机械加工工艺规程设计

5.1概述

5.2机械加工工艺规程

5.3工艺规程内容设计

5.4数控加工工艺基础项目5机械加工工艺规程设计

5.1概述1．生产过程5.1.1生产过程和机械加工工艺过程原材料毛坯机器零件检验试车油漆包装2.工艺过程在生产过程中凡属直接改变生产对象的尺寸、形状、物理化学性能以及相对位置关系的过程，统称为工艺过程。工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程。5.1.2械加工工艺过程的组成l．工序

一个工人或一组工人，在一个工作地对同一工件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。

2．安装安装是工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。3．工位工位是在工件的一次安装中，工件相对于机床（或刀具）每占据一个确切位置中所完成的那一部分工艺过程。

4．工步工步是在加工表面、切削刀具和切削用量（仅指机床主轴转速和进给量）都不变的情况下所完成的那一部分工艺过程。零件的生产纲领可按下式计算：

N=Qn(1+a%)(1+b%)式中N—零件的生产纲领，单位为件/年；Q—机器的生产纲领，单位为台/年；n—每台机器中该零件的数量，单位为件/台；a%—备品率；b%—废品率。2.生产类型根据加工零件的年产纲领和零件本身的特性（轻重、大小、结构复杂程度、精密程度等），可以将零件的生产类型划分为单件生产、成批生产和大量生产三种生产类型。

5.2机械加工工艺规程5.2.1机械加工工艺规程机械加工工艺规程是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。其作用是：

1．工艺规程是工厂进行生产准备工作的主要依据2．工艺规程是企业组织生产的指导性文件3．工艺规程是新建和扩建机械制造厂（或车间）的重要技术文件5.2.2机械加工工艺规程的设计原则l、所设计的工艺规程必须保证机器零件的加工质量和机器的装配质量，达到设计图样上规定的各项技术要求。2、工艺过程应具有较高的生产效率，使产品能尽快投放市场。3、尽量降低制造成本。4、注意减轻工人的劳动强度，保证生产安全。5.2.3机械加工工艺规程设计所需原始资料l、产品装配图、零件图。2、产品验收质量标准。3、产品的年生产纲领。4、毛坯材料与毛坯生产条件。5、制造厂的生产条件，包括机床设备和工艺装备的规格、性能和当前的技术状态，工人的技术水平，工厂自制工艺装备的能力以及工厂供电、供气的能力等有关资料。6、工艺规程设计、工艺装备设计所用设计手册和有关标准。7、国内外有关制造技术资料等。5.3工艺规程内容设计5.3.1零件的工艺性分析和工艺编制1）加工表面的尺寸精度和形状精度。2）各加工表面之间以及加工表面和不加工表面之间的相互位置精度。3）加工表面粗糙度以及表面质量方面的其它要求。4）热处理及其它要求（如动平衡、未注圆角、去毛刺、毛坯要求等）1.零件的技术要求分析2.零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件的整个工艺过程的工艺性，如铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等的工艺性，涉及面很广，具有综合性。

3.零件的工艺编制1）分析零件图和产品装配图2）对零件图和装配图进行工艺审查3）由产品的年生产纲领研究确定零件生产类型。4）确定毛坯5）拟订工艺路线7）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。6）确定各工序所用机床设备和工艺装备8）确定各工序的技术要求及检验方法。9）确定各工序的切削用量和工时定额。10）编制工艺文件。5.3.2工艺基准用来确定生产对象几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面，称为基准。

基准可分为设计基准和工艺基准两大类；工艺基准又可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准等。设计基准是在机器工作时确定零件位置的一些面、线或点。5．走刀在一个工步中，如果要切掉的金属层很厚，可分几次切，每切削一次，就称为一次走刀。5.1.3生产纲领产和生类型1.生产纲领企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划，称为该产品的生产纲领.如上图的设计所示的设计基准：a）图：外圆表面Ⅰ和Ⅱ的设计基准为中心线，平面Ⅲ的设计基准为母线C。b）图：端面Ⅱ和Ⅲ的设计基准为端面Ⅰ，外圆表面D2的设计基准是内孔D1。

工艺基准是在加工或测量时确定零件位置的一些面、线或点。如下图所示1.选择定位基准用毛坯上未经加工的表面作定位基准，这种定位基准称为粗基准；用加工过的表面作定位基准，这种定位基准称为精基准。

1）精基准的选择原则（1）基准重合原则

应尽可能选择所加工表面的工序基准为设计基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。（2）统一基准原则应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的表面，以保证所加工的各个表面之间具有正确的相对位置关系。（3）互为基准原则

当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准的方法进行加工。

（4）自为基准原则

一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为精基准进行加工。

2）粗基准的选择原则（1）保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则。如下图所示（2）合理分配加工余量的原则

从保证重要表面加工余量均匀考虑，应选择重要表面作粗基准，床身加工就是一个很好的实例

3）便于装夹的原则

为使工件定位稳定，夹紧可靠，要求所选用的粗基准尽可能平也光洁，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口切痕或其他缺陷，并有足够的支承面积。

4）粗基准一般不得重复使用的原则

粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间的位置误差会相当大，所以，粗基准一般不得重复使用。5.3.3毛坯的确定毛坯的选择对零件工艺过程的经济性有很大影响,而且还会影响零件的力学性能和使用性能。零件加工过程中的材料消耗、工序数量、加工工时,以及零件的机械强度、金属纤维组织、内部缺陷等都与毛坯的选择有很大关系。

1.毛坯的种类铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件、粉末冶金件等。2.选择毛坯应考虑的问题毛坯的种类与质量对加工质量、材料消耗、生产率、成本密切相关。在选择毛坯时必须考虑以下问题:1)零件的生产纲领当零件的产量较大时,应选择精度较高和生产率都较高的毛坯制造方法。2)毛坯材料及其工艺特性材料是决定毛坯制造方法的重要因素。3)零件形状和尺寸零件的尺寸和形状也是决定毛坯制造方法的重要因素。4）采取先进的毛坯制造方法。5.3.4工艺路线的拟定1.表面加工方法的选择在选择加工方法时，一般总是首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定该表面终加工工序加工方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。参照表5-6、5-7、5-8、5-9。

在选择加工表面的加工方法和加工方案时，应综合考虑下列因素：加工表面的技术要求、工件材料的性能、工件的形状和尺寸、生产类型、具体生产条件特殊要求等2.加工阶段的划分划分加工阶段的原因：有利于合理利用机床设备、有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理、保证零件加工质量。加工阶段一般分为粗加工，半精加工和精加工等三个阶段。1）粗加工阶段高效地切除加工表面上的大部分余量，提高生产率，使毛坯在形状和尺寸接近成品零件的要求。2）半精加工阶段

切除粗加工后留下的误差，使被加工工件达到一定精度，为精加工作准备，并完成一些次要表面的加工，例如，钻孔、攻螺纹、铣键槽等。保证各主要表面的尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度要求，达到零件图规定的加工质量要求。3）精加工阶段4）精整和光整加工阶段主要任务是减小表面粗糙度和进一步提高尺寸精度和形状精度，但一般没有提高表面间位置精度的作用

3.工序的集中与分散确定零件加工过程有工序集中原则，工序分散原则。

按工序集中原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量多些，组成一个集中工序；最大限度的工序集中，就是在一个工序内完成工件所有表面的加工。

4.工序先后顺序的安排机械加工工序先后顺序的安排，一般应遵循以下几个原则：

（l）先加工定位基面，再加工其他表面。选为经济准的表面，应安排在起始工序先进行加工，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。（4）先加工平面，后加工孔。（2）先加工主要表面，后加工次要表面。（3）先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

2）热处理工序及表面处理工序的安排为消除工件内应力、改善切削性能而安排的热处理工序，例如人工时效、退火等，最好安排在粗加工阶段之后进行；为改善工件材料力学性能的热处理工序，例如淬火、渗碳淬火等，一般都安排在半精加工和精加工之间进行。

为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安排在工艺过程最后阶段进行。

3．其他工序的安排为保证零件制造质量，防止产生废品，需在下列场合安排检验工序：l）粗加工全部结束之后；2）送往外车间加工的前后；3）工时较长工序和重要工序的前后；4）最终加工之后。

零件在进人装配之前，一般都应安排清洗工序。

零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工之后，应安排去毛刺工序。

在用磁力夹紧的工序之后，要安排去磁工序，不让带有剩磁的工件进人装配线。

4.机床设备与工艺装备的选择机床设备和工艺装备的选择不仅要考虑设备投资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有更大的柔性。正确选择机床设备是一件很重要的工作，它不但直接影响工件的加工质量，而且还影响工件的加工效率和制造成本。

工艺装备的选择将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况适当选择。在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备（包括夹具、刀具、量具和辅具）；在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用工艺装备。

5.3.5加工余量的确定工序尺寸偏差一般按“入体原则”标注。对被包容尺寸（例如轴径），上偏差为0，其最大尺寸就是基本尺寸；对包容尺寸（例如孔径、槽宽），下偏差为0，其最小尺寸就是基本尺寸。

1.概述毛坯上留作加工用的材料层，称为加工余量。加工余量有总余量和工序余量之分。工序余量有单边余量和双边余量之分。对于非对称表面，其加工余量用单边余量表示。对于外圆与内圆这样的对称表面，其加工余量用双边余量2表示。

2.影响加工余量的因素影响加工余量的因素有以下四个方面：1）上工序留下的表面粗糙度值（表面轮廓的最大高度）和表面缺陷层深度Ha2）上工序的尺寸公差Ta

3）Ta值没有包括的上工序留下的空间位置误差ea

4）本工序的装夹误差

3.加工余量的确定2)经验估计法加工余量由一些有经验的工程技术人员和工人根据经验确定。由于主观上有怕出废品的思想，故所估加工余量一般都偏大，此法只用于单件小批生产。确定加工余量有计算法、查表法和经验估计法等三种方法。1)计算法在掌握上述各影响因素具体数据的条件下，用计算法确定加工余量是比较科学的；可惜的是，目前所积累的统计资料尚不多，计算有困难，此法目前应用较少。

3)查表法此法以工厂生产实践和实验研究积累的数据为基础制定的各种表格为依据，再结合实际加工情况加以修正。用查表法确定加工余量，方法简便，比较接近实际，生产上广泛应用。5.3.6工序尺寸及其公差的确定例5-1：某零件上一孔的设计要求为mm，Ra0．8，毛坯为铸铁件，其加工工艺路线为：毛坯—粗镗—半精镗—精镗—浮动镗。求个工序尺寸及公差。

解：按上述方法（1）确定加工总余量和各工序余量浮动镗余量0.1mm，精镗余量0.5mm，半精镗余量2.4mm，粗镗余量5mm，加工总余量=（0.1+0.5+2.4+5）mm=8mm。（2）确定工序尺寸公差最后一次加工浮动镗的公差即为设计尺寸公差H7，其余工序尺寸公差按经济精度查表确定，并按“入体原则”确定偏差：精镗H9，半精镗H11，粗镗H13，毛坯±1.2mm。

（3）各工序尺寸从零件图上的设计尺寸开始往前一直推算到毛坯尺寸。浮动镗的工序尺寸即为设计尺寸￠100mm精镗：￠（100-0.1）mm=￠99.9mm半精镗：￠（99.9-0.5）mm=￠99.4mm粗镗：￠（99.4-2.4）mm=￠97mm毛坯：￠（97-5）mm=￠92mm（4）标注工序尺寸公差。最后一次加工浮动镗的公