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第一节基本概念一.生产过程与工艺过程(一)生产过程在机械制造行业,是指由原材料制成机器的过程。1.原材料,成品,半成品的运输与保管；2.生产技术准备工作包括:工艺设计,专用工艺装备的设计制造,材料与工时定额的制订,生产资料的准备,生产组织的调整等；3.毛坯的制造如:铸,锻,冲压,焊接等；4.零件加工,机械加工,热处理等；5.产品的装配；包括:装配、调整、检验、试验、油漆、包装、出厂。(二)工艺过程是指在生产过程中,改变原材料的形状尺寸、性质和相互位置关系,使之成为成品或半成品的过程。如:毛坯的制造,机械加工等。二.机械加工工艺过程及组成(一)机械加工工艺过程概念在工艺过程中,采用机械加工的方法,按照一定的顺序,逐步改变毛坯的尺寸、形状、性质及表面质量,使之成为合格零件的过程。(二)机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程是由一系列按顺序排列着的工序组成的，工序又分为安装、工位、工步、走刀几个组成部分。1.工序由一个或一组工人,在一个工作场地,对一个或多个工件所连续完成的那部分工艺过程。划分工序的依据是工作地点是否变更;加工是否连续。.工序号工序内容机床1车端面钻中心孔,粗车各外圆,半精车车床各外圆,切槽,倒角,车螺纹2磨Φ30±0.0065,Φ35±0.008,Φ45±0.008磨床靠磨Φ50台肩面3检验生产批量较小时的机械加工工艺过程生产批量较大时的机械加工工艺过程工序号工序内容机床1两端同时铣端面钻中心孔专用机床2粗车各外圆。车床3半精车各外圆,切槽,倒角。多刀车床4车螺纹。车床5磨削Φ30±0.0065,Φ45±0.008外圆至尺寸要求,靠磨Φ50台肩磨床面。6磨削Φ35±0.008外圆至尺寸要求。磨床7检验。4.工步在一个工序中,加工表面,刀具机床转速及进给量都不变,所完成的那部分工艺过程。构成工步的任一因素改变后,一般均变为另一工步。在工件一次安装中,连续进行若干相同工步,为简化工艺文件,可视为一个复合工步。采用多刀加工若干相同的表面或不相同的表面均可可视为一个复合工步。5.走刀在工步中,需切除的金属层较厚,应分几次切削,每一次切削,所完成的那部分工艺过程,称为走刀。2.安装在工件的加工过程中,需要多次装夹工件,那么,每一次装夹所完成的那部分工艺过程称为安装。3.工位在一次安装过程中,工件在机床上每占据一个工作位置,称为工位。在大批大量生产中,为了提高生产率,往往采用多工位加工。减少了装夹次数,缩短了辅助时间,不单提高了生产率也有利于保证加工精度。三.生产纲领与生产类型(一)生产纲领也称年产量，零件的生产纲领应包括:备品和废品在内的该产品的年产量。零件的生产纲领由下式计算:N=Q×n(1+α%+β%)式中：Q-产品的年产量；n-零件在产品中的数量；α%-零件的备品率；β%-零件的废品率。(二)生产类型生产纲领不同,生产规模也不相同,按照年产量的大小,机械制造企业可分为三中类型。1.单件生产单个的制造不同尺寸规格的产品,制造过程很少重复的。如新产品的试制,重型机械的制造,都属于单件生产。2.大量生产产品的数量很多,大多数工作地点经常重复着某一零件的某一道工序。如:汽车、自行车、手表、轴承的制造,都属于大量生产。3.成批生产一年中,分批的制造相同规格的产品,制造过程有一定的重复性。如:机床,电动机的制造。又可根据每批投产数量的大小,可分为:1)小批生产其工艺特征和单件生产类似，因此，往往合称为单件小批量生产；2)大批生产其工艺特征和大量生产类似；3)中批生产其工艺特征，则介于二者之间。(三)各种生产类型工艺过程特点特点单件生产成批量生产大批大量生产互换性修配法装配普遍具有互换性完全互换毛坯制造木模手工部分金属模金属模造型机器造型机床及普通机床普通机床高效机床布置机群式布置部分高效机床流水线布置夹具通用夹具专用夹具高效专用夹具对工人熟练中等熟练对调整工人技术要求技术要求较高生产率低中高成本高中低四.机械加工工艺规程(一)机械加工工艺规程概念用表格的形式,把机械加工工艺过程的内容书写出来,并成为指导性的技术文件。(二)机械加工工艺规程的作用1.是指导车间生产的主要技术文件；2.是生产组织及管理工作的主要依据；3.是新建扩建改建厂房的主要依据。(三)工艺文件1.机械加工工艺过程卡片以工序为单位,对工艺过程作简要说明的工艺文件主要用于生产管理和调度使用。2.机械加工工序卡片以工步为单位,对每工序进行详细说明的工艺文件。包括:工件的定位基准及安装方法;加工的工序尺寸及公差,切削用量,工时定额,使用的夹具,刀具和量具。主要用于指导工人进行操作。五.机械加工工艺规程的制订步骤1.对零件进行工艺分析2.选择毛坯3.拟定工艺路线(选择定位基准,选择加工方法,安排加工顺序,确定工序集中与分散的程度等)。4.工序设计包括:选择机床及工艺装备,确定加工余量及工序尺寸,选择切削用量,估算工时定额等。5.编写工艺文件一.对零件进行工艺分析(一)了解各项技术条件,提出必要的改进意见1.了解该零件在产品中的位置、用途、性能及工作条件。2.分析零件上主要表面的尺寸精度、形位精度及表面粗糙度。作为选择加工方法,定位基准及按排加工顺序的依据。3.分析技术条件中,毛坯类型,热处理及检验要求等,以便作出相应的工序按排。4.对不能满足加工工艺要求的提出相应的改进意见。改进示例:方头销材料T8A,方头部分局部淬火HRC55-60,直径为Φ2H7的小孔在装配时与另一零件配作。分析上述技术条件是否合理。显然,由于零件较小,局部淬火时,会整体淬硬,则在装配时,不能与另一零件配作。改进意见:材料改为20#钢,方头局部淬火,对Φ2H7的小孔处镀铜保护。改进后,既能满足原要求,又能在装配时,能够与另一零件配作。(二)结构工艺性分析1.结构工艺性概念设计零件的结构,在一定的生产规模,和生产条件下,能够高效,低耗的制造出来,并便于装配和维修。则可以说,设计零件的结构具有良好的结构工艺性。2.零件的切削加工工艺性1)应使用标准化参数。如采用标准配合、标准尺寸等。2)便于在机床上安装。3)便于加工避免内表面的加工应有退刀槽减少安装次数减少机床调整次数减少加工面积提高工件加工时的刚度减少加工困难二.毛坯的选择(一)常用毛坯种类1.铸件:结构复杂零件的毛坯1)木模砂型手工造型铸件重量不受限制，毛坯的尺寸精度低，加工余量大，生产效率低，多用于单件小批生产。2)金属模砂型机器造型铸件最大重量可达250Kg，毛坯的尺寸精度高，加工余量小，生产效率高，多用于大批大量生产。3)金属型浇铸法铸件重量小于100Kg，毛坯的尺寸精度高，机械性能好，多用于大批大量生产。4)离心浇铸法铸件重量达200Kg，效率高，材料消耗低，多用于大批大量生产。5)熔模铸造多用于形状复杂小型零件的毛坯，尺寸精度高，无需或少许机械加工，生产周期长，成本高。退出6)压力铸造采用专用设备把液态或半液态的金属压入金属型腔而形成的毛坯，多用外形复杂或薄壁的零件。退出退出退出2.锻件对强度有一定要求,结构较简单零件的毛坯1)自由锻锻件的形状简单，尺寸精度低，加工余量大。2)模锻可锻出复杂形状，锻件的纤维组织好，尺寸精度高，加工余量小。3)精密模锻锻件的尺寸精度高，可直接进行精加工。退出3.型材如钢板，管材，圆钢等，便于实现自动上料。4.组合毛坯将型材、锻件等经一定的加工在组合在一起。5.冲压挤压件(二)选择毛坯应考虑的因素1.毛坯材料的工艺特性。即毛坯材料的可铸性或可锻性。2.零件的结构类型及尺寸大小1）光轴,台肩之间相差不大的阶梯轴,应选择型材。台肩之间相差较大及异型轴,如曲轴,十字轴等则应选择铸件。2）小型盘套零件的毛坯选择型材;大小型盘套零件的毛坯选择铸件。3）支架,箱体零件由于结构复杂,一般都选择铸件。3.生产纲领对铸件来讲,单件小批生产选择木模砂型手工造型方法制造的毛坯;大批大量生产则选择:金属砂型机器造型等高效率毛坯制造方法制造的毛坯。4.对材料机械性能的要求对材料有强度要求的应选择锻件;对材料没有强度要求的可不选择锻件。5.现有生产条件选择毛坯时,应综合考虑本厂的毛坯制造的生产条件,工艺水平及外部协作的可能性和经济性。第三节拟定工艺过程一.定位基准的选择(一)基准的概念及分类1.基准的概念用以确定零件上点、线、面的位置所依据的点、线、面。2.基准的分类1)设计基准零件的设计图样上使用的基准，称为设计基准。如图所示:齿轮内孔Φ35H7的轴线是小外圆直径Φ50,齿顶圆直径Φ88h10及两端面跳动,径向跳动的设计基准。2)工艺基准:在零件的加工和产品的装配过程中使用的基准。（1）定位基准:在工件的加工过程中,用作定位的基准,称为定位基准。工件与工作台的装夹面相贴合的面即为定位基准。（2）工序基准用以确定本工序加工表面加工以后的尺寸,形状和位置所使用的基准，称为工序基准。简言之,工序图上使用的基准,称为工序基准。如上工序图所示:F平面是孔Ⅰ,Ⅱ的工序基准；（3）测量基准用以检验已加工表面的尺寸及各表面之间位置精度的基准,称为测量基准.齿轮内孔轴线是检验各项尺寸形位精度的基准.即为测量基准。（4）装配基准:在机器装配中,用以确定零件或部件在机器中正确位置的基准,称为装配基准。齿轮在装配时,是以内孔和端面确定在轴部件上的位置。因此,齿轮的内孔和端面是装配基准。(二)定位基准的选择原则定位基准可根据使用的是工件的毛坯面还是已加工表面又分为定位粗基准和定位精基准。定位粗基准:选择工件的毛坯面作为定位基准,这个毛坯面就是粗基准。定位精基准:选择被加工工件的已加工面作为定位基准,这一基准称为定位精基准。定位基准选择的正确与否，对于保证加工精度，机械加工顺序按排有着很大的影响，加工前必须正确的选择定位基准。选择定位基准要依据以下原则:1.定位精基准的选择原则1)基准重合原则选择被加工零件的设计基准作为定位基准,这一原则称为基准重合原则，可避免基准不重合误差。如下图所示:支架零件,孔的设计基准是1平面,定位基准则是底平面,定位基准与设计基准不重合,存在基准不重合误差δB采用1平面定位则定位基准与设计基准重合,消除了基准不重合误差δB.2)基准统一原则如零件上有多个表面需要加工,为保证各表面之间的位置精度,应选择统一的定位基准进行加工,这一原则,称为基准统一原则。如阶梯轴的加工,为保证各表面之间的位置精度应选择两端的中心孔作为统一的定位基准,进行加工。如箱体的加工,为保证各表面之间的位置精度,应选择一面两孔作为统一的定位基准。3)自为基准原则为保证某重要表面加工余量均匀,应选择加工表面自身作为定位基准,这一原则称为自为基准原则。如图所示:机床导轨面是重要表面为保证导轨面加工余量小且均匀,选导轨面自身作为定位基准,加工前用千分表找正导轨面，这样就可以从导轨面上去除一层小且均匀的加工余量。4)互为基准为保证某重要表面加工余量小且均匀并与其它表面之间的位置精度,应采用互为基准反复加工的原则进行加工。如精密齿轮的加工淬火后需磨齿面,为保证齿面与内孔之间的位置精度及从齿面上去除一层小且均匀的加工余量,须先依齿面为基准磨内孔,然后再依磨过的内孔为基准磨齿面,这样互为基准反复加工,既去除一层小且均匀的加工余量,又保证了齿面与内孔之间的位置精度。5)作为定位精基准的表面应定位准确,夹紧可靠,并使夹具的结构简单。2.定位粗基准的选择原则1)为保证某重要表面加工余量均匀,应选此重要表面作为粗基准。如机床导轨面的加工,要在导轨面上去除一层均匀的余量,先以导轨面为基准刨削床腿,然后再依刨过的床腿为基准刨削导轨面,由于先以导轨面为基准刨削床腿,床腿面与导轨面平行,因此,就可以从导轨面上,去除一层均匀的余量。2)为保证加工表面与不加工表面之间的位置精度,应以不加工表面作为粗基准。如图所示:加工的套筒,要求加工的内孔与不加工的外圆有同轴度要求,那么就以不加工的外圆为粗基准,由于三爪卡盘的定心作用,其加工时的回转中心,就是毛坯外圆的轴心,加工后的内孔就与不加工的外圆同心，从而保证了加工表面与不加工表面之间的位置精度。3)在工件上有多个表面需要加工,为保证各表面均具