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第9章机械加工工艺规程的制订工艺就是制造产品的方法，机械制造工艺过程一般是指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程，把工艺过程按一定的格式用文件的形式固定下来就是机械加工工艺规程。生产规模的大小、工艺水平的高低、工厂长期形成的工艺经验的继承以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。因此，机械加工工艺规程设计是一项重要的工作，要求设计者必须具备丰富的生产实践经验和广博的机械制造工艺基础理论知识。9.1机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程一般可分为工序、安装、工位、工步和走刀。（1）工序工序是指：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。工作地、工人、零件和连续作业是构成工序的四个要素，其中任一要素的变更即构成新的工序。对同一个零件，同样的加工内容可以有不同的工序安排工序号工序内容设备1加工小端面，钻小端面中心孔，粗车小外圆，对小端倒角；加工大端面，钻大端面中心孔，粗车大外圆，对大端倒角；精车外圆。车床2铣键槽，手工去毛刺。铣床工序号工序内容设备1加工小端面，钻小端面中心孔，粗车小外圆，对小端倒角。车床2加工大端面，钻大端面中心孔，粗车大外圆，对大端倒角。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。在一个工序中，工件可能只需要安装一次，也可能需要安装几次。工序号安装号工序内容设备11车小端面，钻小端面中心孔，粗车小端外圆，倒角。车床2车大端面，钻大端面中心孔，粗车大端外圆，倒角。3精车大端外圆。4精车小端外圆。21铣键槽，手工去毛刺。铣床（3）工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所完成的工艺过程称为工位。在一个安装中，可能只有一个工位，也可能需要有几个工位。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：（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。为了提高生产率，用几把刀具同时参与切削几个表面，这也可看作一个工步，称为复合工步。提示：小批量生产：产量少效率不是主要问题，主要应减少设备的台数及人员分配，所以不宜采取工序分散的办法。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。（5）走刀在一个工步中，有时因所切去的金属层很厚而不能一次切完，则需分几次进行切削，这时每次切削就称为一次走刀。9．2生产类型与机械加工工艺规程机械加工工艺规程的详细程度与生产类型有关，不同的生产类型由产品的生产纲领即年产量来区别。（1）生产纲领产品的生产纲领就是年生产量。生产纲领及生产类型与工艺过程的关系十分密切，生产纲领不同，生产规模也不同，工艺过程的特点也相应而异。零件的生产纲领通常按下式计算：N=Qn(1+α+β)(2)、生产类型产品有大有小，小到螺钉，大至收音机，船舶。其特征有的复杂，有的简单，批量和生产纲须也各不相同。1．单件、小批生产特征：①产品做得少，只做一件或数件；②一个工作台进行多工序和多品种的作业；③重型机器、大型船舶，新样机制造属此类型。根据产品的大小、特征、批量和生产纲领，我们通常将产品的生产分成三种生产类型：生产类型单件、小批生产成批生产大批、大量生产2．成批生产特征：①产品生产数量较多，周期地成批投入生产；②一个工作地顺序地、分批地完成不同工件的某些工序；③通用机床，数量需求不大，但常更新产品就属此类型。3.大批、大量生产特征：①产品生产数量大，需连续不断地进行生产；②一个工作地重复不断地进行某工序的加工；③如汽车通用件（轴承、螺栓等）自行车等属此类生产类型。生产类型的划分：生产类型不仅决定于生产纲须，而且和产品的大小和复杂程度有关。划分依据可参照下表：表3-1生产类型与生产纲领（年产量）的关系--------------------------------------------------------------------------生产类型重型机械中型机械小型机械单件生产520100小批生产5～10020-200100-500中批生产－200-500500-5000大批生产－500-50005000-50000大量生产－500050000--------------------------------------------------------------------------划分生产类型有利于进行生产的规划和管理。大批、大量生产宜广泛采用高产专用机床和自动化生产系统，按流水线或自动生产线排列进行生产，可大大提高生产率，从而降低成本，提高竞争力。单件、小批生产宜采用通用性好的机床进行生产，以减少设备投资，从而降低成本。划分生产类型的意义随着科技的发展和人民生产水平的提高，人们对产品的样式要求越来越高，而同一样式的数量越来越少，同一产品获取较高利润；“有效寿命”愈来愈短，因此要求制造系统具有高效生产能力又具快速转产的“柔性”特性。传统的专用机和生产线，对一种产品有较高的生产效率，但很难适应新产品的需要。因此，它是有很大的刚性。（即专用性）而数控机床，加工中心能很好地适用于当今产品多品种，少批量生产自动化的要求。（3）机械加工工艺规程的作用一般说来，大批大量生产类型与单件小批生产要求的详细程度不同。机械加工工艺规程的作用为：1）它是指导生产的主要技术文件，一切有关的生产人员必须严格执行工艺规程。工艺规程是可以改变的，且总是随着生产的发展、新工艺和新技术的不断出现而完善。2）工艺规程是生产准备工作和生产管理工作的主要依据。3）工艺规程是新建或扩建工厂的原始资料。4）工艺规程有利于积累、交流和推广行之有效的生产经验。（4）对工艺规程的要求(1)保证可靠地达到产品图纸所提出的全部技术要求。(2)能获得高质量、高生产效率。(3)有利于节约原材料和工时消耗，不断降低成本。(4)有利于减轻工人劳动强度，保证安全和良好的工作条件。（5）工艺文件的形式：多种多样，区别很大，主要决定于生产类型。在单件小批生产中一般只编制综合工艺过程卡。在成批生产中多采用机械加工工艺卡片。大批大量生产中则要求完整和详细的文件，一般是工艺过程卡、工序卡片，有时甚至包括操作卡、调整卡以及检验卡。各工厂采用的工艺文件并无须统一格式，但基本内容大同小异。（6）机械加工工艺规程的格式通常，机械加工工艺规程被填写成表格(卡片)的形式。机械加工工艺规程表格的形式不尽一致，但是其基本内容是相同的。9．3制订机械加工工艺规程的方法、步骤（1）分析被加工零件的原始资料。（2）分析零件的制造工艺性，审查和改善零件的结构工艺性。（3）计算生产节拍。（4）选择毛坯。（5）选择定位基准与定位基面。（6）确定单个表面的加工路线。（7）确定零件的加工路线。（8）计算与确定加工余量。（9）计算工序尺寸及其公差。（10）选择加工设备、刀具、量具和夹具等。（11）选择切削用量。即确定切削速度、进给量与调整尺寸等。（12）计算工时定额。（13）评价各种工艺路线。一、制订工艺规程的原始资料制订工艺规程的原始资料主要有：（1）产品整套装配图和零件工作图；（2）产品年产量；（3）本厂生产条件：设备、工装、工人技术水平等情况；（4）毛坯生产和供应条件；（5）产品的验收质量标准；9．3制订机械加工工艺规程的方法、步骤二、制订机械加工工艺规程的步骤(1)原则：在保证质量的前提下，用最先进的、最经济合理的加工方案。(2)方法：①认真研究、分析原始资料。②参照国内外文献、结合现场实际编程。③虚心征求工人意见。(3)步骤：①确定生产类型；②分析研究产品的装配图和零件图,进行工艺审查;熟悉产品,性能,用途和工作条件,零件在产品中的作用；了解零件图上各项技术条件的依据,确定关键性技术问题。检查尺寸,视图及技术条件是否是否合理,主要:a.审查各项技术要求是否合理；过高的精度,表面粗糙度及其他要求会使工艺过程复杂化，成本提高;b.审查零件的结构工艺性是否好；便于加工的安装，尽可能减少加工和转配的劳动量；c.审查材料选用是否恰当；③确定毛坯的种类和尺寸；(应考虑生产批量，零件材料及毛坯生产条件）a.一般采用：铸件、锻件、焊接件；b.毛坯精度提高，材料利用率提高，大大节约机械加工工时，但毛坯精度过高往往使毛坯制造困难。因此，毛坯种类和制造方法的选择要根据生产类型和具体生产条件而定。达到高质量，降低生产产品生产成本。④拟定零件加工工艺路线；订出全部由粗到精的加工工序，内容包括选择定位基准，定位夹紧方案，各表面加工方法；可提出几个方案对比。⑤选择和确定机床设备，刀具，及工时定额，对于专用工艺设备，应提出设计任务书。⑥确定工序尺寸及其公差；⑦确定切削用量；⑧确定时间定额；⑨填写工艺文件；9.4结构工艺性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，达到优质、高产、低成本。一、结构和工艺的联系1、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。若能采用电子束焊，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焊接处整体结构由此可见，结构对工艺有着重要的影响。产品的加工量、生产成本及材料消耗。具体分析比较下述各项特征：a.机器或零件结构的通用化，标准化程度；b.老产品零部件的重复利用程度；c.平均加工精度和表面粗糙度系数;d.关键零件工艺的复杂程度e.材料利用率f.采用自动化加工方法的可能性2、结构工艺性衡量的主要依据必须对毛坯制造,机械加工到装配调试的整个工艺过程进行综合分析比较,全面评价。3、结构工艺性具有综合性不同生产规模,不同生产条件的工厂来说,对产品结构工艺性的要求是不同的。4、结构工艺性又具有相对性二、零件结构工艺性•提高零件结构工艺性，应遵循以下原则：(1)、减轻零件重量•(2)、保证加工的可能性和经济性•(3)、零件尺寸规格标准化•(4)、正确标注尺寸及规定加工要求序号（A）结构工艺性不好（B）结构工艺性好说明1在结构（A）中，件2上的凹槽a不便于加工和测量。宜将凹槽a改在件1上，如结构（B）2键槽的尺寸、方位相同，则可在一次装夹中加工出全部键槽，以提高生产效率3在结构（A）的加工面不便于引进刀具序号（A）结构工艺性不好（B）结构工艺性好说明4箱体类零件的外表面比内表面容易加工，应以外部连接表面代替内部连接表面5结构（B）的三个凸台表面，可在一次走刀中加工完毕6结构（B）底面的加工劳动量较小，且有利于装夹平稳、可靠序号（A）结构工艺性不好（B）结构工艺性好说明7结构（B）有退刀槽，保证了加工的可能性，减少刀具（砂轮）的磨损8加工结构（A）上的孔时钻头容易引偏9加工表面与非加工表面之间要留有台阶，便于退刀序号（A）结构工艺性不好（B）结构工艺性好说明10加工表面长度相等或成倍数，直径尺寸沿一个方向递减，便于布置刀具，可在多刀半自动车床上加工，如结构（B）所示11凹槽尺寸相同，可减少刀具种类，减少换刀时间，如结构（B）所示9．5定位基准的选择基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。设计时零件尺寸的标注、制造时工件的定位、检查时尺寸的测量以及装配时零、部件的装配位置等都要用到基准的概念。从设计和工艺两个方面看，可把基准分为两大类，即设计基准和工艺基准。9．5．1设计基准设计基准是设计图样上采用的基准，即标注设计尺寸的起点。9．5．2工艺基准工艺基准是在工艺过程中所采用的基准。工艺基准按其用途不同又可分为工序基准、定位基准