第三章 机械加工工艺规程的制定

1第三章机械加工工艺规程的制定§3-1基本概念一．生产过程与工艺过程（一）生产过程从原材料到机械产品出厂的全部劳动过程。包括：1）生产技术准备过程2）毛坯的制造3）零件的机械加工及热处理4）产品的装配、检验、试车、油漆、包装等。5）产品的辅助劳动过程直接生产过程被加工对象的尺寸、形状或性能、位置产生一定的变化。如：零件的机械加工、热处理、装配等。间接生产过程：不使加工对象产生直接变化。如：工装夹具的制造、工件的运输、设备的维护等。（（二二））机机械械加加工工工工艺艺过过程程是生产过程的一部分，是对零件采用各种加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。工艺：使各种原材料、半成品成为成品的方法和过程工艺过程：在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程。二二．．机机械械加加工工工工艺艺过过程程的的组组成成11..工工序序一个或一组工人，在一台机床或一个工作地点对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的主要依据：工作地点是否改变和加工是否连续完成。同一零件，同样的加工内容可以有不同的工序安排。如图所示的阶梯轴的加工：2加工内容：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．精车外圆10．铣键槽11.去毛刺工序1：加工内容1到9——车床工序2：加工内容10、11——铣床（手工去毛刺）工序1：加工内容1、2、7、8—加工小端工序2：加工内容3、4、5、6—加工大端工序3：加工内容9工序4：加工内容10、11第三种工序安排：工序1：加工内容：1、2、3、4—铣两端面打中心孔工序2：加工内容：5、6、7、8—仿形车外圆、倒角工序3：加工内容：9—精车外圆工序4：加工内容：1—铣键槽工序5：加工内容：11—去毛刺22、、安安装装如果在一个工序中要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分加工内容称为一个安装。33、、工工位位在工件的一次安装中，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，我们把每一个加工位置上的安装内容称为工位。一个安装中可能只有一个工位，也可能有几个工位。如图为一回转工作台加工孔，钻、扩、铰各为一个加工内容，装夹一次产生一个合格的零件。该加工共有4个工位：装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔，用于依次装夹中344、、工工步步指在加工表面不变、切削刀具不变、切削用量不变的情况下所完成的工位内容，称为一个工步。如上述第二种工序安排，工序1、2各有4个工步注意：1）组成工步的任一因素（刀具、切削用量，加工表面）改变后为另一工步。2）连续进行的若干相同的工步，为简化工艺，习惯看作为一个工步。如一个个加工4-φ10的孔。3）复合工步为提高生产率，经常把几个带加工表面，用几把刀具同时进行加工，或采用复合刀具加工表面，采用复合刀具和多刀加工的工步称为复合工步。55、、走走刀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。一个工步可以包括一次或数次走刀。三、生产纲领和生产批量1．生产纲领：企业在计划期内，应生产的产品产量和进度计划称为生产纲领，计划期为一年的生产纲领成为年生产纲领。22．．年年生生产产纲纲领领4NN==QQnn((11++aa))((11++bb))QQ：：产产品品的的年年产产量量（（台台//年年））nn：：每每台台产产品品中中该该零零件件的的数数量量（（件件//台台））aa：：备备品品百百分分率率bb：：废废品品百百分分率率3．生产批量：一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量考虑因素：1）资金周转要快2）零件加工、调整费用要少3）保证装配和销售必要的储备量计算公式：n：每批中零件数量N：年生产纲领中规定的零件数量A：零件应储备的天数F：一年中工作日天数。4．生产类型按企业生产专业化程度划分：1）大量生产：同一产品的数量很大，大多数工作地点经常重复的进行同一零件的同一道工序的加工。2）成批生产（大批、中批、小批）：一年中分批的制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。3）单件：单个生产不同结构和不同尺寸的产品。很少重复。从工艺角度划分：单件小批生产中批生产大批大量生产§3-2机械加工工艺规程的编制一、机械加工工艺规程的作用、作用和格式1．工艺规程是生产计划、调度、工人操作、质量检查的依据2．工艺规程是生产准备（包括技术准备）工作的基础1）技术关键分析与研究2）专用工装设计和制造或采购3）原材料及毛坯的供应4）设备改造或新设备的购置或定做3．工艺规程是设计新建和扩建车间（工厂）的基础1）确定生产需要的机床种类和数量2）确定机床布置和动力配置3）确定车间面积4）确定工人的工种和数量二、机械加工工艺规程的格式机械加工的工艺过程卡片图所示5机械加工工序卡片如图所示6三三．．机机械械加加工工工工艺艺规规程程的的设设计计原原则则、、步步骤骤和和内内容容（一）机械加工工艺规程的设计原则1．必须可靠地保证零件图纸上所有技术要求的实现。2．在规定的生产纲领和生产批量，一般要求工艺成本最低。3．充分利用现有生产条件，少花钱，多办事。4．尽量减轻上人的劳动强度，保障生产安全，创造良好、文明的劳动条件。（二）设计机械加工工艺规程的步骤和内容1．阅读装配图和零件图了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用。2．工艺审查审查图纸上的尺寸、视图和技求要求是否完整、正确、统一，找出主要的技术要求和分析关键的技术问题；审查零件的结构工艺性。§3-3零件的结构工艺性分析及毛坯的选择一、零件的结构工艺性分析：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。功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大差异。所谓结构工艺性好，是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。下面为几种零件的结构工艺性举例7a)b)a）b）c）a)b)a)b)a）b）c）1．熟悉或确定毛坯确定毛坯的主要依据是零件在产品中的作用和生产纲领以及零件本身的结构。毛坯的种类：铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件等2．拟订机械加工工艺路线1）定位基准的选择2）加工方法的确定3）加工顺序的安排4）热处理、检验及其他工序的安排3．确定满足各工序要求的工艺装备（机床、刀具、夹具、量具）对需要改装或重新设计的专用工艺装备应提出具体的设计任务书。4．确定各主要工序的技术要求和检验方法5．确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差6．确定切削用量7．确定时间定额8．填写工艺文件二、毛坯的选择一）毛坯的类型和特点（1）铸件常用作形状比较复杂的零件毛坯（2）锻件两种：自由锻件、模锻件（3）型材两种：热扎、冷拉（4）形材焊接件根据需要将型材和钢板焊接成零件毛坯（二）毛坯选择的原则（1）零件对材料的要求（2）生产纲领的大小（3）零件的结构形状和尺寸大小（4）现有生产条件a）孔距箱壁太近：①需加长钻头才能加工②钻头在圆角处容易引偏b）加长箱耳，不需加长钻头即可加工c）结构上允许，将箱耳设计在某一端，不需加长箱耳8§3-4定位基准的选择一、基准的概念与分类1、设计基准设计基准是设计图样上所采用的基准2、工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准根据用途不同可分为以下几种：（1）工序基准在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准（2）定位基准二二、、定定位位基基准准的的选选择择（一）粗基准的选择1．粗基准：未经机械加工的定位基准称为粗基准。机械加工工艺规程中第一道加工工序所采用的定位基准都是粗基准。2．选择原则1）保证相互位置精度要求的原则如要保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，应以不加工面为粗基准。2）保证加工表面加工余量合理分配的原则如要首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面的毛坯面为粗基准。3）便于工件装夹的原则选择粗基准时，必须考虑定位准确，夹紧可靠以及夹具结构简单、操作方便等。这样要求选用的粗基准尽可能平整、光洁和足够大的尺寸，不允许有锻造飞边，浇铸浇口，或其他缺陷。4）粗基准一般不得重复使用的原则若能采用精基准定位，粗基准一般不应被重复的使用（二）精基准的选择1．精基准：以机械加工过的表面作为定位基准。2．出发点：保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。3．选择原则1）基准重合原则：尽可能的选择被加工表面的设计（工序）基准为精基准2）基准统一原则：工件以某一精基准定位，可以比较方便的加工大多数或所有其他表面，则应尽可能的把这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后工序均以它为精基准加工其他表面。在实际生产中，经常使用的统一基准形式有：1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准；3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准；4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。采用统一基准原则好处：91）有利于保证各加工表面之间的位置精度；2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。★★注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。33、、互为基准原则44、、自为基准原则55、、便于装夹原则——所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。§3-5工艺路线的拟订一．加加工工经经济济精精度度与与加加工工方方法法的的选选择择(一)加工经济精度在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间），一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度各种加工方法所能达到的加工精度和表面粗造度，都是在一定的范围内的。任何一种加工方法只要精心操作、细心调整、选择合适的切削用量，加工精度就可以提高，表面粗造度就可以减小，但所耗费的时间与成本也会愈大。(二)加工方法的选择1．根据每个加工表面的精度要求，（尺寸、形状、位置、精度及表向粗造度对照各种加工方法能达到的精度及粗糙度，选择最合理的加工方法。例：加工一直经φ35H7▽0.8的孔a.钻孔→扩孔→铰b.钻孔→拉c.钻孔→粗镗→半粗镗→精镗2.加工材料的性质：如淬火钢专用磨削，有色金属常用金刚镗或者高速精密车削3.考虑生产类型：即生产率和经济性问题。在大批大量生产中可用专用高效设备，如平面和孔可采用拉削加工代替铣、刨、镗。4.考虑本厂（本车间）的现有设备及技术要求，能达到的加工经济精度。二二、、加加工工顺顺序序的的安安排排：：（一）工序顺序的安排原则1．先加工基准面再加工其他表面：先基面后其他含义：1）工艺路线开始安排的加工面应是选作定位基准的精基准面，然后再以精基准定位加工其他表面2）为保证一定的定位精度，当加工面的精度要求高时，精加工前一般应先精修一下精基准。2．加工平面后加工孔：先面后孔含义1）零件有较大平面可作为定位基准时，先加工定位面，以面定位加工孔。2）毛坯面上钻孔钻夹易偏，若该平面需要加工则在钻孔前加工。3．加工主要表面，后加工次要的表面：先主后次4．安排粗加工工序，后安排精加工工序先粗后精10（二）热处理工序及表面处理工序1．为改善切削性而进行的热处理工序（退火、正火、调质）→（预备热处理）用于切削加工前。2．为了消除内应力而进行的热处理（人工时效、退火、正火）安排用于粗加工之后。3．为改善材料力学物理性质，半精加工后精加工前安排淬火。淬火→回火→渗碳淬火等热处理工序。4．精密零件在淬火后安排冷处理以稳定零件尺寸。5．提高零件表面耐磨性或耐腐蚀性而安排的热处理工序，以及以装饰为目的而安排的热处理工序（镀铬、阳极氧化、镀锌、发蓝）一般放在工艺过程最后。（三）其他工序的安排1．检验工序：1）零件加工完毕之后2）从一车间转到另一车间前后3）关键工序的前后2．一般尺寸检验、X射线、检查、超声波探伤等用于工件内部的质量检查，一般安排在工艺过程的开始。磁力探伤、荧光检验用于工件表面质量的检验，在精加工前后进行密封性检验、零件平衡、零件的重量检验、在工艺过程最后进行。3．去毛刺处理在切削加工后，装配