工艺规程设计

2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义1第十章工艺规程设计第一节概述机械加工工艺规程是机械加工工艺过程的主要技术文件，是指挥现场生产的依据。机械加工工艺规程是新产品投产前，进行有关的技术准备和生产准备的依据。机械加工工艺规程是新建、扩建或改建厂房（车间）的依据。1.机械加工工艺规程的作用2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义2(1)工艺过程卡片工艺过程卡片是以工序为单位简要说明零件加工过程的一种工艺文件。表10-1(2)工序卡片工序卡片是为每一道工序编制的一种工艺文件。表10-22.机械加工工艺规程的格式2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义31）零件工作图及其产品装配图；2）产品验收的质量标准；3）零件的生产纲领；4）现场的生产条件（毛坯制造能力、机床设备、工艺装备、工人技术水平，专用设备和工装的制造能力）；5）国内外有关的先进制造工艺及今后生产技术的发展方向等；6）有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。制定机械加工工艺规程的原始资料2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义43.制定机械加工工艺规程的步骤1.根据零件的生产纲领确定生产类型2.对被加工零件进行工艺分析（零件分析）功用零件表面的技术要求结构工艺性2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义51.根据零件的生产纲领确定生产类型2.对被加工零件进行工艺分析3.确定毛坯1）毛坯的制造类型；2）毛坯的制造精度；3）毛坯图制定机械加工工艺规程的步骤2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义6常用毛坯种类和特点种类特点铸件多用于形状复杂、尺寸较大的零件。其吸振性能好，但力学性能低。铸造方法有砂型铸造、离心铸造等，有手工造型和机器造型。模型有木模和金属模。木模手工造型用于单件小批生产或大型零件，生产效率低，精度低。金属模用于大批大量生产，生产效率高、精度高。离心铸造用于空心零件，压力铸造用于形状复杂、精度高、大量生产、尺寸小的有色金属零件锻件用于制造强度高、形状简单的零件（轴类和齿轮类）。用模锻和精密锻造，生产效率高，精度高。单件小批生产用自由锻冲压件用于形状复杂、生产批量较大的板料毛坯。精度较高，但厚度不宜过大型材用于形状简单或尺寸不大的零件。材料为各种冷拉和热轧钢材冷挤压件用于形状简单、尺寸小和生产批量大的零件。如各种精度高的仪表件和航空发动机中的小零件焊接件用于尺寸较大、形状复杂的零件，多用型钢或锻件焊接而成，其制造成本低，但抗振性差，容易变形，尺寸误差大工程塑料用于形状复杂、尺寸精度高、力学性能要求不高的零件粉末冶金尺寸精度高、材料损失少，用于大批量生产、成本高。不适于结构复杂、薄壁、有锐边的零件2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义71.根据零件的生产纲领确定生产类型2.对被加工零件进行工艺分析3.确定毛坯4.拟定工艺路线什么是工艺路线？工艺路线就是零件从毛坯到成品所经过工序的先后顺序。定位基准的选择表面加工方法的选择加工阶段的划分工序顺序的安排工序集中与分散的安排制定机械加工工艺规程的步骤2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义8制定机械加工工艺规程的步骤•1.根据零件的生产纲领确定生产类型•2.对被加工零件进行工艺分析•3.确定毛坯•4.拟定工艺路线•5.确定各工序所用的设备和工艺装备•6.确定加工余量、工序尺寸及公差•7.确定切削用量及时间定额•8.填写工艺文件2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义9第二节机械加工工艺规程设计一、机械加工工艺规程设计的内容及步1.分析零件图和产品装配图设计工艺规程时，首先应分析零件图和该零件所在部件或总成的装配图，了解该零件在部件或总成中的位置和功用，以及部件或总成对该零件提出的技术要求，分析其关键技术要求和应采取的相应工艺措施，形成工艺规程设计的总体构思。2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义102.审查图纸上的视图、尺寸公差和技术要求是否正确、统一、完整，对零件设计的结构工艺性进行评价，如发现有不合理之处应及时提出，并同有关设计人员商讨图纸修改方案，报主管领导审批。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义113.4.确定毛坯要根据零件生产类型和毛坯制造的生产条件综合考虑,只要有可能，应提倡采用精密铸造、精密锻造、冷轧、冷挤压、粉末冶金等先进的毛坯制造方法。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义125.拟定工艺路线主要内容包括：选择定位基准，确定各表面加工方法，划分加工阶段，确定工序集中和分散程度，安排工序顺序等。通过技术、经济的对比分析，最后确定一种最佳工艺方案。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义136.确定各工序所用机床设备和工艺装备，对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书。7.确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义148.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。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义15二、拟订工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，需顺序完成以下几个方面的工作。1.在工艺规程设计中，正确选择定位基准，对保证零件加工要求、合理安排加工顺序有着至关重要的影响。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义16定位基准有精基准与粗基准之分，用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。用加工过的表面作定位基准，这种定位基准成为精基准。在选择定位基准时往往先根据零件的加工要求选择精基准，由工艺路线向前反推，最后考虑选用哪一组表面作为粗基准才能把精基准加工出来。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义17⑴选择精基准一般应遵循以下几项原则：1)基准重合原则:应尽可能选择被加工表面的设计基准作为精基准，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，以保证各加工表面之间的相对位置精度。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义183)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反复加工的方法。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，常以加工表面自身作为精基准。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义19上述四项选择精基准的原则，有时不可能同时满足，应根据实际条件决定取舍。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义20⑵粗基准的选择原则工件加工的第一道工序要用粗基准，粗基准选择得正确与否，不但与第一道工序的加工有关，而且还将对工件加工的全过程产生重大影响。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义21图10-1所示套筒法兰零件，表面1为不加工表面，为保证镗孔后零件的壁厚均匀，应选表面1作粗基准镗孔、车外圆、车端面。图10-1套筒法兰加工实例第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义222)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。图10-2床身加工粗基准选择第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义23如机床床身零件的加工，第一道工序应该选则导轨面作粗基准加工床身底面(图10-2a)，然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面(图10-2b)，此时从导轨面上去除的加工余量小而均匀。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义243)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整、光洁，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口切痕或其它缺陷，并有足够的支承面积。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义254)粗基准一般不得重复使用的原则上述4项选择粗基准的原则，有时不能同时兼顾，只能根据主次决择。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义262.表面加工方法的选择机器零件的结构形状都是由一些最基本的几何表面组成的，机器零件的加工过程就是获得这些几何表面的过程。同一种表面可以选用各种不同的加工方法，但每种加工方法所能获得的加工质量、所用加工时间和费用却是各不相同的。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义27工程技术人员的任务，就是要根据具体加工条件选用最适当的加工方法，保证加工出合乎图纸要求的机器零件。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，先选定它的最终工序加工方法，然后再逐一选定该表面各有关前道工序的加工方法。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义28零件的加工表面都有一定的加工要求，一般都不可能通过一次加工就能达到要求，而是要通过多次加工（即多道工序）才能逐步达到要求。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义29确定加工方法的步骤可概括如下，在分析研究零件图的基础上：⑴首先要根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及加工方案。⑵确定加工方法时要考虑被加工材料的性质。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义30⑶确定加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率何经济性的问题。大批大量可采用专用高效率的设备，单件小批生产通常采用通用设备和工艺装备。(4)确定加工方法要考虑本厂（本车间）的现有设备和技术条件，应该充分利用现有设备，挖掘企业潜力。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义313.加工阶段的划分当零件的加工质量要求较高时，一般都要经过不同的加工阶段，逐步达到加工要求，即所谓的“渐精”原则。一般要经过粗加工、半精加工和精加工等三个阶段，如果零件的加工精度要求特别高、表面粗糙度要求特别小时，还要经过光整加工阶段。第二节机械加工工艺规程设计2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义32第二节机械加工工艺规程设计各个加工阶段的主要任务概述如下:(1)粗加工阶段高效地切除加工表面上的大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品。(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。2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义33第二节机械加工工艺规程设计(3)精加工阶段保证各主要表面达到零件图规定的加工质量要求。(4)光整加工阶段主要任务是降低表面粗糙度或进一步提高尺寸精度和形状精度，但一般不能纠正表面间位置误差。2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义34第二节机械加工工艺规程设计划分加工阶段的主要目的是：(1)保证零件加工质量划分阶段以后，粗加工阶段造成的加工误差，可以通过半精加工和精加工阶段予以逐步修正，零件的加工质量容易得到保证。(2)有利于及早发现毛坯缺陷,以便及时报废或修补，避免继续加工造成浪费。(3)有利于合理利用机床设备2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义35第二节机械加工工艺规程设计(4)为了在机械加工工序中插入必要的热处理工序，同时使热处理发挥充分的效果，这就自然的把机械加工工艺过程划分为几个阶段，并且每个阶段各有其特点及应该达到的目的。此外，将工件加工划分为几个阶段，还有利于保护精加工过的表面少受磕碰、切屑滑伤等损坏。2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义36第二节机械加工工艺规程设计将工艺过程划分成几个阶段是对整个加工过程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。划分加工阶段并不是绝对的2019/10/3机电系黄万友机械制造上课讲义37第二节机械加工工艺规程