中职学校《机械加工技术》课件(第7章机械加工工艺规程的制订)－课件

《机械加工技术》

－－第七章机械加工工艺规程的制订

课件制作：重庆市涪陵区职教中心数控组胡志恒

欢迎同学们光临2016年秋期第七章机械加工工艺规程的制订本章主要内容：制订机械加工工艺规程，工艺人员从零件图入手，到形成批量生产全套工艺技术文件，用于指导现场生产和生产管理及成本核算。

1.工艺规程概念；2.零件图分析；3.定位基准的选择；

4.拟定工艺路线；

5.加工余量的确定；

6.工艺尺寸链的计算；7.机床及工艺装备的选择；

8.切削用量的确定。重点：1.定位基准的选择；

2.拟定工艺路线；3.工艺尺寸链的计算；

4.切削用量的确定。难点：工艺尺寸链的计算。

第一节

工艺规程工艺规程工艺规程是规定产品零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。在企业中，经审批后的工艺文件具有技术约束力。一、工艺规程的作用

指挥现场生产生产管理、产品检验的主要依据新（扩）建车间的基本资料工艺技术交流的主要资料二、工艺规程制订的原则总原则：优质、高产、低成本。即在保证产品质量的前提下，争取最大经济效益。（1）技术上的先进性（2）经济上的合理性（3）有良好的劳动条件

第一节

工艺规程三、工艺规程的格式两种形式机械加工工艺过程卡

以工序为单位，简要说明零件整个加工过程的一种工艺文件机械加工工艺工序卡

在工艺过程卡的基础上，以工序为单位详细说明每个工步的加工内容、工艺参数、操作要求及所用的工艺设备，一般有工序简图。主要用于大批量生产，或单件生产的关键工序，或成批生产中的重要零件。

第一节

工艺规程三、工艺规程的格式两种形式机械加工工艺过程卡

第一节

工艺规程三、工艺规程的格式两种形式机械加工工艺工序卡

第一节

工艺规程四、制订工艺规程的原始资料

产品装配图和零件图、产品质量的验收标准、产品的生产纲领、本厂条件、相关手册、国内外先进工艺。

第一节

工艺规程五、制订工艺规程的步骤分析产品图样分析毛坯及余量确定工艺路线确定加工余量及公差确定加工设备确定刀、夹、量具确定检验方法确定切削用量及工时定额讨论评价方案填写工艺文件第二节

零件图分析零件图制订工艺规程中最基本的原始资料之一。分析零件图将直接影响所制订的工艺规程的科学性、合理性和经济性。对零件图中工艺性差的尺寸或结构，工艺人员可向设计方提出修改建议。一、零件的结构及其工艺性分析（1）零件上的基本表面

如：内外圆柱面、圆锥面、平面、特形面（螺旋面、渐开线齿形）等。（2）零件上各表面适合的加工方法

如：外圆表面：车、磨等；内孔表面：钻、扩、铰、镗、磨等；平面：刨、铣、磨等；选择加工方法，还要考虑零件各类精度、特殊难度等因素。（3）按零件上的主要加工表面对零件分类同类型零件主要加工工艺相似。如：轴类、套类、盘类、箱体类、叉架类第二节

零件图分析一、零件的结构及其工艺性分析

（1）（2）（3）（4）零件的结构工艺性第二节

零件图分析二、零件技术要求分析（1）精度分析：尺寸、形状、位置等精度的分析。（2）表面质量分析：表面结构及表面粗糙度及其它表面质量要求。（3）热处理技术要求分析（4）其它方面要求：如动平衡、退磁要求等。注意：分析零件技术要求时，结合零件在机器上的作用、装配关系，审查技术要求的合理性；发现遗漏与错误并及时与设计人员协调。动平衡机第三节

定位基准的选择工件在夹具中的定位：正确选择工件的定位面，对工件的位置精度、对工艺路线影响很大。一、粗基准的选择粗基准，以毛坯未加工表面作定位基准。

选择粗基准，要重点考虑保证毛坯各加工表面有足够的加工余量，不加工表面的尺寸、位置精度。

1.相互位置要求原则

为保证加工表面与非加工表面的位置关系，应选择非加工表面作粗基准。第三节

定位基准的选择一、粗基准的选择

1.相互位置要求原则2.余量均匀原则

以重要加工面为粗基准。第三节

定位基准的选择一、粗基准的选择

1.相互位置要求原则2.余量均匀原则3.余量足够原则

当有较多加工表面，应保证各表面都有足够加工余量。第三节

定位基准的选择一、粗基准的选择

1.相互位置要求原则2.余量均匀原则3.余量足够原则

4.切除余量最少原则

以重要加工面为粗基准。第三节

定位基准的选择一、粗基准的选择

1.相互位置要求原则2.余量均匀原则3.余量足够原则4.切除余量最少原则

5.粗基准不准重复使用原则

第三节

定位基准的选择二、精基准的选择

总原则：保证零件的加工精度，装夹方便、准确、可靠，并考虑经济性1.基准重合原则

定位基准尽量与设计基准（或工序基准）重合，以避免基准不重合误差。2.余量均匀原则3.余量足够原则4.切除余量最少原则

5.粗基准不准重复使用原则第三节

定位基准的选择二、精基准的选择

1.基准重合原则

2.基准统一原则

在多工序加工定位中，各工序尽可能使用同一定位基准，基准统一以避免基准转换造成误差。如：轴类：采用中心孔定位，车、铣、磨……

箱体类：一面两销2.余量均匀原则3.余量足够原则4.切除余量最少原则

5.粗基准不准重复使用原则第三节

定位基准的选择二、精基准的选择

1.基准重合原则2.基准统一原则

3.互为基准原则

在相互位置精度要求较高的加工中，可以相互为基准，反复提高位置精度。如车床主轴锥孔与主轴颈同轴度要求很高，可以先以主轴颈定位加工锥孔，再反过来以主轴锥孔定位加工主轴颈。数控车床主轴锥孔第三节

定位基准的选择二、精基准的选择

1.基准重合原则2.基准统一原则3.互为基准原则

4.自为基准原则

在余量较小的大尺寸工件精加工或光整加工中，应选择加工表面自身为定位基准。采用百分表控制调整法定位。如精磨机床导轨面。第四节

拟定工艺路线拟定工艺路线，是制定工艺规程的重要内容，此项工作是否合理，直接影响后续工艺工作；拟定工艺路线，要考虑很多方面因素。一、加工方法的选择选择方法：

零件的精度（尺寸、形状、位置、表面质量）；按经济精度选择加工方法。（教材前面第六章第三节）；本厂加工条件；增加设备；考虑外协。

其它问题：

（1）加工方法能否达到零件精度要求。

（2）零件材料是否适应所选的加工方法。（3）在大量生产下生产效率怎么保证。

第四节

拟定工艺路线二、加工阶段的划分对于加工精度要求高的零件，加工工序要分为以下阶段：粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段光整加工阶段切除大部分余量关键是生产率主要面半精加工完成次要面加工各主要面达到或接近图样要求达到精度特殊要求划分加工阶段的目的：

保证加工质量合理使用设备安排热处理工序及时发现毛坯缺陷第四节

拟定工艺路线二、加工阶段的划分粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段光整加工阶段切除大部分余量关键是生产率主要面半精加工完成次要面加工各主要面达到或接近图样要求达到精度特殊要求（1）

锻造

（2）

热处理

（3）

铣两端面

（4）

车两端工艺搭子外圆

（5）

钻主轴颈中心孔

（6）

钻连杆轴颈中心孔

（7）

检验

（8）

粗车三个连杆轴颈

（9）

精车三个连杆轴颈

（10）

车工艺搭子两端面

（11）

粗车各处外圆

（12）

精车各处外圆

（13）

检验

（14）

磨削连杆轴颈外圆

（15）

磨削两主轴颈

（16）

磨削φ22-00.12mm外圆

（17）

磨削φ20

0

-00.021mm外圆

（18）

检验

（19）

车掉两端工艺搭子

（20）

车两端面

（21）

铣键槽

（22）

倒角

（23）

去毛刺

（24）

最后检验示例：汽车曲轴加工工艺路线第四节

拟定工艺路线三、工序的集中与分散根据零件的生产纲领、零件尺度大小，工序的划分要考虑工序集中与分散的决策。1.工序集中

每个工序中包括尽可能多的工步内容。

特点：工序数目少，夹具及安装数量少；位置精度易保证；减少工件搬动次数；对机床数量和场地占用少；对工人操作技术要求高；在普通机床加工时生产效率低（数控机床例外）。

应用：中、小批量生产；大型机器制造。第四节

拟定工艺路线三、工序的集中与分散

1.工序集中2.工序分散

把工艺路线中的加工内容分散在更多的工序中。每个工序中包括的工步内容较少。

特点：工序数目多，夹具及安装数量多且较简单；各工序加工内容较单一；对工人操作技术要求较低；对机床数量和场地占用多；生产效率高。

应用：中、小型机器零件的大量生产。第四节

拟定工艺路线四、加工顺序的安排

对一个零件的各个加工面，要安排合理的加工顺序，对保证加工质量和提高生产效率很重要。

1）先基面后其它

2）先主后次

3）先粗后精

4）先面后孔

5）进给路线短

6）换刀次数少第四节

拟定工艺路线五、热处理工序、辅助工序和检验工序的安排

1.热处理工序粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段毛坯制备正火、退火调质处理、渗碳表面（或局部）淬火+低回火第四节

拟定工艺路线五、热处理工序、辅助工序和检验工序的安排

1.热处理工序1）预备热处理（正火、退火）

：为了改善工件材料机械性能和切削加工性能的热处理应安排在粗加工以前；2）调质处理：（淬火+高温回火），提高工件综合力学性能；安排在粗加工以后，半精加工之前进行3）时效处理：为了消除工件内应力的热处理，安排在半精加工以后，精加工以前进行；4）最终热处理（淬火及表面热处理）：为了提高工件表面硬度的淬硬处理，一般都安排在半精加工之后，磨削等精加工之前进行；

5）其它热处理第四节

拟定工艺路线五、热处理工序、辅助工序和检验工序的安排

热处理工序辅助工序

去毛剌、涂油、上漆、退磁等。3.检验工序第五节

加工余量的确定一、加工余量的概念

加工余量加工过程中所切除的金属层厚度。

工序余量：相邻两个工序尺寸之差。

加工总余量：等于各工序余量之和。单边余量：等于实际切除的金属层厚度；如平面加工余量等。双边余量：实际切削层厚度为加工余量之半。如回转表面。第五节

加工余量的确定一、加工余量的概念

实际余量的变动实际毛坯制造误差和各工序加工误差，导致工序的实际余量会有变化。

工序公称余量：计算上的各工序余量。

工序最大余量

工序最小余量第五节

加工余量的确定二、影响加工余量的因素

加工余量的大小对工件加工质量和生产效率有较大的影响。

加工余量过大切削量大，降低生产率，增加原材料、设备、动力、工具的消耗。

加工余量过小不能消除上道工序的缺陷和误差，也不能补偿本工序的误差，造成废品率上升。

确定加工余量的原则是：在保证加工质量的前提下，尽量减少加工余量。

影响加工余量的因素：1.前道工序表面粗糙层和缺陷层厚度H。

本工序必须把前道工序表面粗糙层和缺陷层全部切掉。第五节

加工余量的确定二、影响加工余量的因素

影响加工余量的因素：

1.前道工序表面粗糙层和缺陷层厚度H。2.前道工序的尺寸公差T

本工序余量必须包含了前道工序的尺寸公差T,否则在极端情况下，本工序可能没有余量。3.前道工序的形位公差。

本工序余量同样应包含前道工序的形位公差,否则在极端情况下，本工序也可能没有余量。

4.本工序的装夹误差

第五节

加工余量的确定三、确定加工余量的方法

1.查表修正法

借助工艺手册数据或工厂统计数据，根据工件的情况修正数据得到工序加工余量；这种方法应用比较广泛。2.经验估算法

凭工艺人员经验类比估算工序加工余量，此法估算数值偏大，只能用于单件生产中。3.分析计算法

对影响加工余量的各种因素进行综合分析计算，来确定工序的最小加工余量。这种方法得出的结论经济合理，但工作量大。主要用是大量生产确定工序余量。

第六节

工艺尺寸链一、尺寸链的概念

1.尺寸链的定义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。

用简图表示的尺寸链，叫尺寸链图。尺寸链的环

组成环Ai封闭环A∑增环减环尺寸链的环第六节

工艺尺寸链一、尺寸链的概念

1.尺寸链的定义尺寸链的环组成环Ai封闭环A0增环减环尺寸链的环（1）封闭环：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：如A0。封闭环的特点：(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。第六节

工艺尺寸链一、尺寸链的概念

1.尺寸链的定义尺寸链的环组成环Ai封闭环A0增环减环尺寸链的环（2）组成环：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。第六节

工艺尺寸链一、尺寸链的概念

1.尺寸链的定义尺寸链的环组成环Ai封闭环A0增环减环尺寸链的环（2）组成环：按其对封闭环的影响可分为增环和减环。

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为增环第六节

工艺尺寸链一、尺寸链的概念

1.尺寸链的定义尺寸链的环组成环Ai封闭环A0增环减环尺寸链的环（2）组成环：按其对封闭环的影响可分为增环和减环。

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为减环第六节

工艺尺寸链一、尺寸链的概念

2.尺寸链的分类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。工艺尺寸链各环为同一零件上的相关工艺尺寸组成。

(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。

装配尺寸链各环为不同零件上的相关尺寸组成。工艺尺寸链装配尺寸链第六节

工艺尺寸链二、尺寸链的计算方法

极值法：这种方法又叫极大极小值解法。它是按误差综合后的两个最不利情况，即各增环皆为最大极限尺寸而各减环皆为最小极限尺寸的情况；以及各增环皆为最小极限尺寸而备减环皆为最大极限尺寸的情况，来计算封闭环极限尺寸的方法。极值法多用于工艺尺寸链的计算。

尺寸链的计算方法，有如下两种：概率法：又叫统计法。应用概率论原理来进行尺寸键计算的一种方法。如算术平均、均方根偏差等。概率法多用于工艺尺寸链的计算。第六节

工艺尺寸链二、尺寸链的计算方法

1.极值法它是按误差综合后的两个最不利情况，即各增环皆为最大极限尺寸而各减环皆为最小极限尺寸的情况；以及各增环皆为最小极限尺寸而备减环皆为最大极限尺寸的情况，来计算封闭环极限尺寸的方法。封闭环的基本尺寸：封闭环的最大极限尺寸：封闭环的最小极限尺寸：封闭环的公差：封闭环公差等于各组成环的公差之和。第六节

工艺尺寸链二、尺寸链的计算方法

2.计算工艺尺寸链的步骤工艺尺寸链的问题：

（1）已知全部组成环的尺寸，求封闭环的尺寸，称为正计算，多用于校核设计的正确性。

（2）已知封闭环的尺寸，求组成环的尺寸，称为反计算，多用于工序设计，是常见的问题。计算工艺尺寸链的步骤：

（1）绘制尺寸链图

（2）确定封闭环

（3）确定增、减环

（4）求未知尺寸

（5）分析验算第六节

工艺尺寸链三、工艺尺寸链的应用

1.定位基准与设计基准不重合时工序尺寸的换算例1如图所示，前道工序尺寸mm已加工完毕；本工序要加工C面，保证设计尺寸mm，为定位与调整方便，以工件A面为定位基准加工C面，问工序尺寸A1应调整为多少，才能保证设计尺寸A0?

第六节

工艺尺寸链三、工艺尺寸链的应用

1.定位基准与设计基准不重合时工序尺寸的换算例1解：分析：设计尺寸的设计基准是B面，而本工序的定位基准是A面，两者不重合。画尺寸链图根据题意，本工序设计尺寸A0为间接获得，为封闭环；A2为增环，A1为减环。根据封闭环的计算公式得：

所以，第六节

工艺尺寸链二、尺寸链的计算方法

2.多尺寸同时保持工艺尺寸的换算（略）

第七节

机床及工艺装备的选择一、机床的选择原则（1）机床技术规格与工件尺寸相适应（2）机床精度度与工件精度相适应（3）机床生产效率与工件生产规模相适应（4）机床选择应与生产现场实际条件相适应（5）合理选择数控机床或特种加工设备第七节

机床及工艺装备的选择二、工艺装备的选择原则1.夹具的选择（1）单件小批生产尽量采用通用夹具，也可选用组合夹具；（2）多品种中小批生产可采用可调夹具或成组夹具；（3）大量生产采用高效的专用夹具或随行夹具。

2.刀具的选择（1）一般选用标准刀具，必要时选用高效刀具（高档数控刀具）；（2）刀具类型、规格、精度应与工件的加工要求相适应。

3.量具的选择（1）