机械加工工艺规程的设计

第2章机械加工工艺规程的设计第一节概述第二节机械加工的工艺过程设计第三节机械加工的工序设计第四节计算机辅助工艺过程设计第五节工艺过程的生产率和经济性第一节概述一、机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程形式机械加工工艺规程的详尽程度与生产类型、零件的设计精度、零件加工工艺过程的自动化程度、零件及工序的重要程度等有关。一般情况，采用普通加工方法的单件小批生产机械加工工艺设计，只需编制简单的机械加工工艺过程卡，工艺过程卡见表2.1。大批大量生产类型要求进行严密、细致的机械加工工艺设计工作，因此各工序都要编制工序卡，工序卡参见表2.2。对有调整要求的工序要编制调整卡，检验工序要编制检验卡。在批量生产零件的机械加工工艺设计中，依据生产组织管理的完备程度和产品的批量适当确定机械加工工艺规程的复杂程度。对于加工精度要求高的关键零件的关键工序，即使是普通加工方法的单件小批生产也应制定较详细的机械加工工艺规程(包括填写工序卡和检验卡等)，以确保产品质量。不管生产类型如何，数控加工工艺过程设计都必须编制详细的数控加工工艺文件，完成数控加工编程工作。三、零件的结构工艺性及毛坯选择同一产品可以有多种不同结构,所需花费的加工量也不大相同。所谓结构工艺性是指所设计的产品在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。也就是机器的和零件的结构是否便于加工，装配和维修。即在满足机器工作性能的前提下能适应经济、高效制造过程的需要，到达优质、高产、低本钱。〔一〕、结构工艺性因齿间的轴向距离很小、因而小齿圈不能用滚齿加工、只能用插齿加工；又因插斜齿需专用螺旋导轨，因而它的结构工艺性不好。假设能采用电子束焊，先分别滚切两个齿轮，再将它们焊成一体，这样的制造工艺就较好，且能缩短齿轮间的轴向尺寸。例如双联斜齿轮的加工由此可见，结构对工艺有着重要的影响。

好处：结构要素标准化，节约工具，减少工艺装备的工作，简化工艺装备。尺寸一致：加工尺寸应能采用标准刀具加工。减少刀具规格，防止专门制备工具。零件尺寸规格标准化工艺性差工艺性好工艺性差工艺性好1.零件结构无法加工或几乎无法加工零件结构工艺性最差的情况是零件结构致使零件无法加工或几乎无法加工，表2.3给出了两个例子。这种情况是不能接受的，必须对零件结构进行修改。

2.零件结构可以加工，但是加工非常困难零件结构工艺性较差的情况是零件可以加工，但是零件结构致使零件加工非常困难，表2.4给出了两个例子。由于客观原因造成零件难加工情况出现在原理验证样机或单件生产中，有时这种难加工零件结构是可以接受的。但是对于批量生产，这种情况是不能接受的。难加工零件结构必须进行修改。

零件结构可以加工，但是加工非常困难〔二〕毛坯选择零件材料选用合理性是通过选用零件适当的制造材料，可以使零件具有足够机械性能等满足设计要求，使零件具有良好的机械制造工艺性，使零件制造过程和生产组织较为便利；并降低零件乃至机器制造本钱。通常，零件材料选用工作在图纸设计时已经完成，鉴于零件材料选用的重要性以及零件材料选用与机械制造关系十分密切，在工艺审查时需要对零件材料选用进行必要复核工作。零件选用材料的工艺审查，一般从如下几个方面考虑：1．选用材料的机械性能零件材料选用的首要标准就是材料的机械性能必须满足零件的功能要求。工艺审查零件材料选用主要是复核图纸设计选用金属材料在工厂现有生产条件下，能否到达零件设计要求和到达整机功能要求。3.选用材料的经济性零件材料选用的经济性需要从材料本身的价格和材料的加工费用两个方面权衡。在满足性能和功能要求时，优先采用价廉材料，优先采用加工费低的材料。注意采用组合结构可以节约贵重材料。例如切削刀具采用组合结构，刀刃与刀杆采用不同材质。注意通过结构设计和选用先进加工方法提高材料利用率。零件选用材料过于优良，实际上也是一种浪费。4．选用材料的供给情况零件选材恰当与否还应考虑到当前本地的材料供给状况和本企业库存材料情况等等。为了减少供给费用，简化供给和储存的材料品种，对于单件小批量生产的零件，应尽可能地减少选用材料品种和规格。一、机械加工工艺过程的组成1.工序、工步和走刀

①工序：一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时几个工件所连续完成的那一局部工艺过程。它是组成工艺过程的根本单元。

一组〔个〕工人一个工作地〔指机床〕同一工件连续地加工工序包括四要素四要素任何一个改变都将视为不同工序。〔如热处理后再一次回到同一工作地〕。第二节机械加工的工艺过程设计②工步：在加工外表〔或装配时的连接外表〕不变、加工〔或装配〕工具不变和切削用量不变的情况下，所连续完成的那一局部工序。加工外表不变〔可以是单个外表或组合外表〕工具不变〔四角刀架，换刀〕切削用量工步包括三要素③走刀：(工作行程)在一个工步中，有时材料要分几次去除，那么其切去一层材料称为一次走刀。工艺规程中常不包含走刀，但对加工量影响大的场合，应规定走刀〔余量〕。加工方案一小批量生产：车—铣、去毛刺加工方案二大批量生产：1、粗车小端面、外圆、倒角2、粗车大端面、外圆、倒角3、精车小外圆4、精车大外圆5、铣键槽、去毛刺为简化工艺文件，对于那些连续进行的假设干个相同的工步，通常都看作一个工步。如图加工的零件，在同一工序中，连续钻四个Ф5mm的孔，就可看作一个工步。为了提高生产率，用几把刀具同时参与切削几个外表，这也可看作一个工步，称为复合工步。端面或钻两端中心孔，它们都是复合工步。例如：铣端面、钻中心孔，每个工位都是用两把刀具同时铣两立轴转塔车床回转刀架上的复合工步刨平面复合工步组合铣刀铣平面复合工步钻、扩孔复合工步提示：小批量生产：产量少效率不是主要问题，主要应减少设备使的台数及人员分配，所以不宜采取工序分散的方法。

大批大量生产：主要问题是要提高生产率，所以宜采用高效专业用设备，工序也较多。2、安装和工位①安装：同一工序中，工件在机床或夹具中定位和夹紧一次，称为一次安装。

②工位：为了完成一定的工序内容，一次装夹后，工件与夹具或设备的可动局部一起相对刀具或设备的固定局部所占据的某一个位置。工件在加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹，就会增加装夹的时间，还会增加装夹误差。减少装夹次数的有效方法是采用多工位夹具。①减少工件的安装次数

多工位加工工序1：装卸工件工序2：钻孔工序3：扩孔工序4：铰孔

③可实现加工时间与辅助时间重叠。

②减少辅助时间，缩短工时，提高效率。多工位加工的好处：粗基准：选用毛坯外表来定位的基准。

〔在第一道工序中只能选用毛坯外表来定位〕

精基准：采用已加工过的外表来定位的基准。

〔在第一道工序之后的各工序中〕二、定位基准的选择

设计基准在零件的工程图中已经标出，加工中是否就是以设计基准作为定位基准呢？答复是否认的。定位基准有粗、精、辅助基准之分。辅助基准：(有时会遇到这种情况)，工件上没有能作为定位基准用的恰当外表，而在工件上专门设置或加工出定位外表。常用的有工艺孔和工艺塔子。辅助基准在零件上不起作用，纯粹是为了工艺上的需要。加工完毕后，假设有需要〔如有碍外观等〕可予以去除。粗基准和精基准所起作用不同，两者的选择原那么也不一样。(1)粗基准的选择原那么1)两个出发点：a.保证各加工外表有足够余量。

b.保证不加工外表的尺寸和位置符合图纸要求。2)原那么：a.假设工件必须首先保证某重要外表余量均匀，那么应选该外表为粗基准。如图车床床身的加工。导轨外表要求硬度高，而且均匀。b.假设工件必须首先保证加工外表与不加工外表之间的位置要求，那么应选不加工外表为粗基准，以到达壁厚均匀，外形对称等要求。又如图，假设△A>△B，应选B面，否那么选A面。c.假设工件上每个外表都要加工，那么应以余量最小的外表作为粗基准，以保证各外表都有足够余量。如图假设以大端为粗基准，由于大小端外圆偏心有5毫米，那么上侧单边为34，下侧单边为24,加