中职机械制造专业（外研社职业教育与研究）项目一

项目1机械加工工艺规程制定学习内容【案例导入】技能目标知识目标认识机械加工工艺过程能读懂较复杂零件的机械加工工艺过程能编制常见零件机械加工工艺过程1.掌握机械加工工艺规程制定原则2.掌握机械加工工艺过程组成3.熟悉生产类型对机械加工工艺过程的影响任务1.1

机械加工工艺规程制定准备一、机械加工工艺规程制定原则遵循“优质、高效、低成本”的原则零件机械加工工艺规程制定工作的过程二、机械加工工艺过程的组成1.工艺过程

“工艺”就是制造零件、产品的方法。在生产过程中，直接改变生产对象（如原材料、毛坯、零件或部件等）形状、尺寸、相对位置和性能等，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。2.机械加工工艺过程机械加工工艺过程是用机械加工的方法改变毛坯形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程。

机械加工工艺过程分为工序、安装、工位、工步和走刀。1.工序机械加工工艺过程中的工序：指一个(或一组)工人在一个工作地点对一个(或同时对几个)工件，连续完成的那一部分加工过程。同一个零件，同样的加工内容可以有不同的工序安排。（见下图）

加工工艺：①加工小端面；②小端面钻中心孔；③加工大端面；④大端面钻中心孔；⑤车大端外圆；⑥对大端倒角；⑦车小端外圆；⑧对小端倒角；⑨铣键槽；⑩去毛刺。阶梯轴零件图表1阶梯轴第一种工序安排方案工序号工序内容设备1

车小端面，钻小端中心孔，粗车小端外圆，倒角；大端面，钻大端中心孔，粗车大端外圆，倒角；精车外圆车床2铣键槽，手工去毛刺铣床表2阶梯轴第二种工序安排方案工序号工序内容设备1

车小端面，钻小端中心孔，粗车小端外圆，倒角车床2

车大端面，钻大端中心孔，粗车大端外圆，倒角车床3精车外圆车床4铣键槽，手工去毛刺铣床2.安装

在同一个工序中，工件每定位和夹紧一次所完成的那部分加工称为一个安装。一个工序中工件可安装一次或几次。阶梯轴第一种工序安排方案的安装次数如表3。工序号安装号工序内容设备11车小端面，钻小端中心孔，粗车小端外圆，倒角车床2车大端面，钻大端中心孔，粗车大端外圆，倒角车床3精车大端外圆车床4精车小端外圆车床21铣键槽，手工去毛刺铣床表3工序和安装3.工位

在工件的一次安装中，每一个加工位置上所完成的工艺过程称为工位。如果一个工序只有一个安装，且该安装中只有一个工位，则工序内容就是安装内容，同时也就是工位内容。

多工位安装共有4个工位，工位1：装卸工件，工位2：钻孔工位3扩孔工位4和铰孔4.工步在一个工位中，加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的加工，称为一个工步。若有多把刀具同时参与切削，该工步称为复合工步。复合工步可提高工作效率。

5.走刀

切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。

走刀是构成工艺过程的最小单元。

一个工步可包括一次或数次走刀。当需要切去的金属层很厚，不能在一次走刀下切完，则需分几次走刀。三、生产类型及其工艺特征生产类型由产品的生产纲领即年产量来确定。1.生产纲领

产品的年产纲领就是年生产量，计算公式如下N——零件的生产纲领，件/年；Q——产品的年产量，台/年；n——每台产品中该零件的数量，件/台；α——备品率；β——废品率。式中2.生产类型

（1）分类：大量生产，成批生产和单件生产。其中，成批生产又可分为大批生产，中批生产和小批生产。（2）划分的依据：a、生产纲领即年生产量；b、产品本身的大小和结构的复杂性。（3）三种生产类的工艺特点，见表。生产类型与生产纲领的关系生产类型零件的年生产纲领/件/年重型机械中型机械轻型机械单件生产小批生产中批生产大批生产大量生产≤5>5~100>100~300>300~1000>1000≤20>20~200>200~500>500~5000>5000≤100>100~500>500~5000>5000~50000>50000技能目标知识目标1.读懂零件图2.会分析零件结构工艺性（双证）1.掌握零件图分析方法2.掌握零件结构工艺性对加工的影响任务1.2分析零件技术要求分析工作的具体内容为：1．零件的视图、尺寸、公差和技术要求等是否齐全。2.结合产品装配图分析判断零件图所规定的加工要求是否合理。3.零件的选材是否恰当，热处理要求是否合理。一、分析零件图及其装配图1.零件结构要素工艺性主要表现在：（1）各结构要素应满足形状简单，面积尽量较小，规格尽量统一和标准的要求，以减少加工时调整刀具的次数。（2）能采用普通设备和标准刀具进行加工，刀具易进入、退出和顺利通过，避免内端面加工，防止碰撞已加工面。（3）加工面与非加工面应明显分开，应使加工中的刀具有较好的切削条件，以提高刀具的寿命，保证加工质量。二、结构工艺性分析零件整体结构工艺性主要表现在：（1）尽量采用标准件、通用件和相似件。（2）有位置精度要求的表面应尽量在一次安装下加工出来。如箱体的同轴线孔，其孔径尺寸应当同向或双向递减，以便在镗床上一次装夹加工完成。（3）零件应有足够的刚性，以防止在加工过程中（尤其是在高速和多刀切削时）变形，影响加工精度。（4）有便于装夹的基准和定位面。任务1.3

选择零件毛坯一、常用毛坯种类及选择选择毛坯种类时，要综合考虑零件设计要求和经济性等方面的因素，如零件形状、尺寸、制造精度和使用要求等，以求毛坯选择的合理性最佳。1.选择毛坯种类的方法2.不同类型毛坯工艺特点一、选择零件表面加工方法1．加工经济精度加工经济精度是在正常加工条件下（采用符合质量的标准设备、技术等级工人，不延长加工时间）等，所能保证的加工精度。任务1.4

选择零件表面加工方法

零件成本和加工误差的关系

2．影响表面加工方法选择的因素（1）工件材料的性质淬火钢的精加工一般采用磨削方式有色金属的精加工，一般采用高速精细车削或金刚镗削等切削加工方法。（2）工件的形状和尺寸箱体零件上孔加工一般不宜采用拉削或磨削，而采用镗削加工；直径大于60mm的孔不宜采用钻、扩、铰等；平面采用铣削加工；狭长平面采用刨削加工。（3）生产类型大批量生产时应选用高生产率和质量稳定的加工方法；单件小批生产时应尽量选择通用设备，避免采用非标准的专用刀具进行加工。（4）具体的生产条件要充分利用现有设备和工艺手段，以降低生产成本。同时，也要注意不断引进新技术，对老设备进行技术改造，挖掘企业潜力，不断提高工艺水平。1.外圆表面加工路线

二、各种表面典型加工路线序号加工路线加工精度/适用范围1粗车—半精车—精车IT7~80.8~1.6适用于淬火钢以外的各种金属2粗车—半精车—粗磨—精磨IT6~70.1~0.4用于淬火钢和未淬火钢，但不宜加工有色金属3粗车—半精车—精车—金刚石车IT5~60.4~0.025主要用于有色金属加工4粗车—半精车—粗磨—精磨—精密加工（或光整加工）IT5以上0.025~0.008极高精度的外圆加工序号加工路线加工精度/适用范围1钻—扩—粗铰—精铰IT7~80.63~2.5加工直径小于40mm的中小孔2粗镗（或钻）—半精镗—精镗IT7~90.63~2.5直径较大的孔；位置精度要求较高的孔系；单件小批生产的非标准中小尺寸孔；有色金属材料零件上的孔3钻—拉IT7~90.32~2.5大批量生产的盘套类零件的圆孔、单键孔及花键孔4粗镗—半精镗—粗磨—精磨IT6~70.16~1.25中小型淬硬零件的孔加工2.孔加工路线一、定位基准及其分类基准：用来确定生产对象上几何要素之间几何关系所依据的那些点、线或面。1.设计基准是设计图样上所采用的基准，设计基准可以是点、线或者面。任务1.5

选择定位基准端面1和中心线2

一、定位基准及其分类基准：用来确定生产对象上几何要素之间几何关系所依据的那些点、线或面。基准分为两大类即设计基准和工艺基准。1.设计基准是设计图样上所采用的基准，设计基准可以是点、线或者面。例如：图8中阶梯轴的端面和中心线基准。

2.工序基准在工序图上标注本工序加工表面尺寸和位置，所使用的基准称为工序基准。用工序基准标注的加工表面位置尺寸称为工序尺寸。工序基准3.定位基准加工时，使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准称为定位基准。4.测量基准零件检验时，用来测量已加工表面尺寸及位置的基准称为测量基准。5.装配基准装配时，用来确定零件或部件在机器中位置所用的基准称为装配基准。1.定位误差与工件定位有关的加工误差称为定位误差二、选择定位基准基准不重合误差分析2.粗基准选择原则原则一：选择不加工表面作粗基准。如果零件上有多个不加工表面，则应选其中与加工表面相互位置精度要求较高的表面作粗基准。原则二：选重要表面作为粗基准。原则三：在同一尺寸方向上，粗基准通常只能使用一次，原则四：选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以保证定位可靠。3.精基准的选择

(

1)基准重合原则，选设计基准为定位基准，可以消除基准不重合误差

(2)基准统一原则，为了减少夹具类型和数量或为了进行自动化生产

(3)互为基准原则，对空间位置精度要求很高的零件常采用

(4)自为基准原则，对于其些精度要求很高、余量很小并且均匀的表面常用回首页下一部分一、机械加工顺序确定1机械加工阶段划分粗加工、半精加工、精加工阶段和光整加工阶段二、工序顺序安排1．机械加工工序顺序安排原则（1）基准先行原则

（2）先主后次原则

（3）先面后孔的原则

（4）先粗后精的原则（5）配套加工

任务1.6

制订工艺路线二、热处理工序安排

1.为改善切削性能的热处理工序应安排在切削加工之前。

2.为消除内应力的热处理工序最好安排在粗加工之后。

3.为改善材料的力学物理性质安排在半精加工之后。

4.对于高精度精密零件在淬火后安排冷处理以稳定零件的尺寸。

5.为提高零件表面性能的热处理工序、以装饰为目的热处理工序、表面处理工序一般都放在工艺过程的最后。一、机床的选择

一个合理的机床选择方案应达到以下要求：（1）机床的加工规格范围与所加工零件的外形轮廓尺寸相适应。（2）机床的精度与工序要求的精度相适应。（3）机床的生产率与工件的生产类型相适应。（4）在中小批生产中，对于一些精度要求较高、工步内容较多的复杂工序，应尽量采用数控机床加工；（5）机床的选择应与现有生产条件相适应。任务1.7

机床设备与工艺设备的选择二、工艺装备的选择（1）夹具的选择

（2）刀具的选择

（3）量具的选择

此外，工装选择中，还应重视对刀柄、接杆、夹头等机床辅具的选用。辅具的选择要根据工序内容、刀具和机床结构等因素确定，应尽量选择标准辅具。工序尺寸是工件加工过程中各工序应保证的加工尺寸。工序尺寸的大小决定于设计尺寸（前工序尺寸）和加工余量，工序尺寸与加工余量的关系如下：本工序尺寸=前工序尺寸—加工余量任务1.8

确定工序尺寸一、加工余量加工余量是加工过程中从零件表面切除的金属层厚度。（1）加工总余量：等于毛坯尺寸与零件图样上的设计尺寸之差，即各工序余量之和（即毛坯余量）。（2）工序余量：上道工序与本道工序基本尺寸之差，也称为工序公称余量Z。（3）最大加工余量：上道工序最大工序尺寸与本道工序最小工序尺寸之差为最大加工余量Zmax。（4）最小加工余量：上道工序最小尺寸与本道工序最大尺寸之差称为最小加工余量Zmin。二、确定加工余量的方法1.查表法查表法是通过各种机械加工工艺手册查取加工余量的方法。2.经验法

经验法是根据工艺人员的实践经验来确定加工余量的方法，多用于单件小批生产中。3.计算法计算法是以一定的实