机械制造技术基础 第4章

本章要点机械制造业的生产过程机械加工工艺要素基本组成零件的工艺分析毛坯的确定第4章机械加工工艺基本知识工艺路线的拟定加工余量和工序尺寸的确定机械制造技术基础第4章机械加工工艺基本知识Machiningprocessbasicknowledge4.1

机械制造企业的生产过程Machinerymanufacturingenterprise'sproductionprocess4.

1.1企业产品生产过程毛坯制造阶段（铸、锻、型材、粉末冶金）零件加工阶段（机加工、冲压、焊接、铆接、热处理等车间）装配阶段（装配车间）试验调试阶段（试验车间或工段）油漆、包装出厂（入库）

生产过程指的是将原材料（或半成品）转变为成品（机械）所进行的全部过程。生产过程包含的主要阶段生产过程4.

1.2产品生产工艺过程在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。工艺过程机械制造工艺过程机械加工——采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量使其成为零件的过程。切削、磨削、特种加工等。机械装配——把零件按一定的关系和要求连接在一起，组合成部件和整台机械产品，包括零件的固定、连接、调整、平衡、检验和试验等工作。机械制造工艺过程一般是指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程的总和。机械制造技术基础第4章机械加工工艺基本知识Machiningprocessbasicknowledge4.2

机械加工工艺要素基本组成Basiccompositionfactorsofmachiningprocess4.

2机械加工工艺要素基本组成

工序——是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分机械加工工艺过程。工序号

工序内容设备1车大端面，对大端钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角；车小端面，对小端面钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角；精车外圆车床

2铣键槽，手工去毛刺铣床表1阶梯轴第一种工序安排方案

表2阶梯轴第二种工序安排方案工序号

工序内容设备1车大端面，对大端钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角车床2车小端面，对小端钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角车床3精车外圆车床4铣键槽，手工去毛刺铣床4.

2机械加工工艺要素基本组成

表3工序和安装工序号安装号安装内容设备11车大端面，钻大端中心孔。粗车大端外圆，倒角车床2车小端面，钻小端中心孔。粗车小端外圆，倒角3精车外圆21铣键槽，手工去毛刺铣床安装——在一道工序中，工件每经一次装夹（定位和夹紧）后所完成的那部分工序称为安装。4.

2机械加工工艺要素基本组成工位——工件在一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，则把每一个加工位置上的安装内容称为工位。图多工位加工1：装卸工件2：钻孔3：扩孔4：绞孔4.

2机械加工工艺要素基本组成工步——加工表面、切削刀具不变的情况下所连续完成的那部分工序。（在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步）a）立轴转塔车床的复合工步b）钻孔、扩孔复合工步图复合工步图连续工步4.

2机械加工工艺要素基本组成

走刀——切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容。4.

2机械加工工艺要素基本组成机械加工工艺规程组成机械加工工艺过程工序1工序2工序n安装1安装2工步1工步2工位1工位2工位1走刀1走刀2走刀14.

2机械加工工艺要素基本组成机械制造技术基础第4章机械加工工艺基本知识Machiningprocessbasicknowledge4.3

生产纲领与生产类型Productionplatformandproductiontype4.

3.1生产纲领企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。

N=Qn（1+α)(1+β）（4-1）式中Q——产品年产量（件/年）；

n——每台产品中该零件数量（件/台）；

α——备品率；

β——废品率。生产纲领是设计或修改工艺规程的重要依据。4.

3.2生产类型

划分生产类型，既要根据生产纲领，同时还要考虑零件的大小、复杂程度等因素。表各种生产类型的规范

分类：单件生产、成批生产、大量生产生产类型是指企业生产专业化程度的分类。4.

3.2生产类型工艺特征单件小批量成批生产大批大量毛坯自由锻、木模手工造型；精度低、余量大模锻、金属模精度和余量中等模锻、机器造型精度高，余量小机床通用机床机群式布置通用机床、部分专机按零件类别分工段排列自动机床，专用机床生产流水线排列工装通用工装专用工装高效专用工装工艺文件简单工艺过程卡详细工艺过程卡详细工艺过程卡工序卡、调整卡生产类型的工艺特征

划分生产类型有利于进行生产的规划和管理。1构成工序的要素之一是（）。①同一台机床②同一套夹具③同一把刀具④同一个加工表面2同一工步要求（）不变。①加工表面②切削刀具③切削深度④进给量3大批大量生产的工艺特点包括（）。①广泛采用高效专用设备和工具②设备通常布置成流水线形式③广泛采用互换装配方法④对操作工人技术水平要求较高机械制造技术基础第4章机械加工工艺基本知识Machiningprocessbasicknowledge4.4

机械加工工艺规程和工艺文件Machiningprocessplanningandprocessfiles4.

4.1机械加工工艺规程

机械加工工艺规程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。

机械加工工艺规程的作用

连接产品设计和制造过程的桥梁，是企业组织生产活动和进行生产管理的重要依据。

1）根据机械加工工艺规程进行生产准备

2）生产计划、调度，工人的操作、质量检查的依据

3）新建或扩建车间的依据4.

4.2制定工艺规程的原则1）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）在满足技术要求和生产纲领的要求下，尽量提高生产率和降低成本。3）充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。5）积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要求。4.

4.3制定工艺规程的原始资料产品的装配图及零件图产品的验收质量标准产品的生产纲领及生产类型毛坯生产情况本厂（车间）的生产条件各种有关手册、标准等技术资料国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况4.

4.4制定工艺规程的步骤计算年产量，确定生产类型。分析零件图及产品装配图，对零件图进行工艺分析。熟悉或确定毛坯（毛坯种类、形状、尺寸及公差）。拟定机械加工工艺路线。确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差。确定满足各工序要求的工艺装备（设备、刀具、夹具等）。确定切削用量及工时定额。确定各主要工序的技术要求和检验方法。填写或打印工艺文件。4.

4.5工艺文件的格式机械加工工艺过程卡片

以工序为单位，主要列出零件加工的工艺路线和工序内容的概况，指导零件加工的流向。在单件小批生产中，通常不编制较详细的工艺文件，而以这种卡片指导生产。4.

4.5工艺文件的格式表机械加工工艺过程卡片4.

4.5工艺文件的格式

机械加工工序卡片

是根据每一道工序制定的，详细地标识该工序的加工表面、工序尺寸及公差、定位基准、装夹方式、刀具、工艺参数等信息，绘有工序简图和工艺内容的符号，是指导工人操作的重要工艺文件。主要用于大批量生产或成批生产中较重要的零件。

4.

4.5工艺文件的格式表机械加工工序卡片机械制造技术基础第4章机械加工工艺基本知识Machiningprocessbasicknowledge4.5

零件工艺性分析Partmanufacturabilityanalysis4.

5.1零件图样分析加工表面的尺寸精度主要加工表面的形状精度主要加工表面的位置精度表面质量要求热处理要求（1）查看零件图的完整性—审查零件图上的尺寸标注是否完整，结构表达是否清楚。（2）分析技术要求是否合理（3）审查零件材料选用是否恰当—材料的选择既要满足产品的使用要求，又要考虑产品成本，尽可能采用常用材料，如45钢，少用贵金属材料。便于安装：准确定位、可靠夹紧左图所示的大平板工件在加工中不便装夹，为此，增设夹紧的工艺凸缘或工艺孔，以便用螺钉、压板夹紧，且吊装、搬运方便

零件结构工艺性是指在满足使用要求的前提下，制造该零件的可行性和经济性。4.

5.2结构工艺性分析工件在三爪卡盘上安装时，工件与卡爪是点接触，不能将工件夹牢。通过增加一段圆柱面，使工件与卡爪的接触面积增大，安装较容易。

4.

5.2结构工艺性分析应尽量减小加工面积支座地面设计为中凹可减少加工量，以减少刀具及材料的消耗量，还可以保证装配时零件间的很好配合。4.

5.2结构工艺性分析轴上的键槽不在同一方向，铣削时需重复安装和对刀。改进后键槽布置在同一方向上可减少安装、调整次数，也易于保证位置精度

尽量减少安装次数4.

5.2结构工艺性分析孔的轴线应与进口和出口的端面垂直，避免在曲面或斜壁上钻孔孔的轴线不垂直于孔的进口或出口的端面，钻头容易产生偏斜或弯曲，甚至折断。应尽量避免在曲面或斜壁上钻孔，提高生产率，保证精度4.

5.2结构工艺性分析退刀槽、过度圆弧、锥面、键槽等同类要素在同一个阶梯轴上要尽量统一

左图轴上的退刀槽宽度不一致，车削时需准备、更换不同宽度的车槽刀，增加了换刀和对刀的次数。改进后，减少了刀具种类和换刀次数，节省了辅助时间。

4.

5.2结构工艺性分析使用同一把刀具可加工所有键槽。4.

5.2结构工艺性分析槽的底面不应与其它加工面重合

将左图结构改为右图后，便于加工，也可避免损伤其它加工表面4.

5.2结构工艺性分析凸缘上的孔要留有足够的加工空间

左图的孔与零件立壁相距太近，造成钻夹头与立壁干涉，只能采用非标准加长钻头，刀具刚性差。改进后，可以采用标准刀具，从而可保证加工精度4.

5.2结构工艺性分析插齿时要留有空刀槽，这样大齿轮可滚齿或插齿，小齿轮可以插齿加工具应有足够的操作空间：退刀槽（车螺纹、滚齿、铣齿）、空刀槽（插齿）、越程槽（刨削、磨削）4.

5.2结构工艺性分析磨削时，各表面间的过渡部分应设计出越程槽。

4.

5.2结构工艺性分析尽量减少走刀次数

当加工左图这种具有不同高度的凸台面时，需逐一将工作台升高或降低。将凸台设计成等高，则能在一次走刀中加工所有凸台面。提高生产率，易保证精度4.

5.2结构工艺性分析机械制造技术基础第4章机械加工工艺基本知识Machiningprocessbasicknowledge4.6

毛坯的确定Thedeterminationofblank4.

6.1常用毛坯种类

确定毛坯的依据是零件的材料及机械性能要求、零件本身的结构特征与外形尺寸、生产纲领的大小、现有生产条件等。铸件

包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。铸件毛坯的形状可以相当复杂，尺寸可以相当大，且吸振性能较好，但铸件的机械性能较低，一般壳体零件的毛坯多用铸件。

锻件

机械性能较好，有较高的强度和冲击韧性，但毛坯的形状不宜复杂，如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻件。

型材

包括圆形、方形、六角形及其它断面形状的棒料、管料及板料。棒料常用在普通车床、六角车床及自动和半自动车床上加工轴类、盘类及套类等中小型零件。冷拉棒料比热轧棒料精度高且机械性能好，但直径较小。板料常用冷冲压的方法制成零件，但毛坯的厚度不宜过大。

焊接件

对尺寸较大、形状较复杂的毛坯，可采用型钢或锻件焊接成毛坯，但焊接件吸振性能差，容易变形，尺寸误差大。冲压件

适用于6mm以下塑性良好的板料、条料制品。可以制出形状复杂、重量较轻的薄壁件，而且易于实现机械化和自动化。