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第七章机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程是生产管理的重要技术文件。本章介绍机械加工工艺过程的组成、零件结构加工工艺性、毛坯选择、定位基准选择、工艺路线拟定、工序设计(切削用量选择、工艺尺寸链计算)。同时介绍了提高生产率的工艺措施、工艺方案技术经济分析、典型零件加工工艺及成组技术等。工艺规程制定具有很强的实践性，学习过程中，应结合实际，逐步摸索提高。一、机械加工工艺过程及其组成1．机械加工工艺过程机械加工工艺过程是指用机械加工的方法改变生产对象(毛坯)的形状、尺寸、相对位置以及性能使其成为零件的过程。第一节概述2．机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程组成如图7—1所示，工艺过程由若干工序组成，工序是最基本的组成单元。每一个工序又可依次细分为安装、工位、工步和走刀。说明层次(1)工序工序是指一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。工作地、工人、工件、连续作业是构成工序的四个要素，其中任何一个要素的变更即构成新的工序。一个工艺过程需要包括哪些工序，是由被加工零件结构的复杂程度，加工要求和生产类型决定。表7一l为阶梯轴不同生产类型的工艺过程。(2)安装安装是工件经一次装夹后所完成的那部分工序。在一个工序中，可以是一次或多次装夹。(3)工位在工件的一次安装中，通过分度(或移位)装置，使工件相对于机床经过不同的位置顺次进行加工。此时工件在机床上占据每一个位置所完成的那一部分工序称为工位。如图7—2所示为立轴式回转工作台多工位加工例子，共四个工位，依次为装卸、钻孔、扩孔、铰孔。(4)工步工步是指加工表面、加工工具、主要切削用量(切削速度、进给量)不变的条件下所连续完成的那一部分工序。有时，同一表面往往要用同一工具加工几次才能完成，每次加工完成的那部分工步称为一个工作行程或走刀。有时，为了提高效率，采用多刀同时切削的方法，这样的工步称为复合工步。如图7—3所示为立轴转塔车床加工齿轮内孔及外圆的一个复合工步。二、机械加工工艺规程同一零件，可以采用不同的工艺过程完成。将相对合理的工艺过程用工艺文件形式加以规定，称为工艺规程。工艺规程的内容因生产类型的不同而详略不一，批量越大越详细具体。1．工艺规程的作用工艺规程是生产准备、生产组织、计划调度的主要依据，指导工人操作的主要技术文件，工厂和车间设计或技术改造的原始资料。工艺规程的制订须按照规定的程序和格式进行，并随技术进步和企业发展，定期修改完善。2．工艺规程制订原则在一定的生产条件下，以最少的劳动消耗和最低的费用，按计划加工出符合图样要求的零件，是制订机械加工工艺规程的基本原则。具体表现为保证产品质量，获得较高的生产率和最好的经济效益，并使工人具有良好而安全的劳动条件。3．制订工艺规程的原始资料编制必须以下列原始资料为依据：产品装配图及零件图，有关产品质量验收标准，产品产量计划，产品零件毛坯生产技术水平，本厂现有生产设备能力和精度，外协条件，工艺设计及夹具设计手册及技术资料，国内外同类产品的参考工艺资料等。另外，要求工艺工程师能深入现场了解情况。4．工艺文件零件机械加工工艺规程确定后，应按相关标准(JB／Z187．3—1988)，将有关内容填入各种不同的卡片，以便贯彻执行。这些卡片总称为工艺文件。经常使用的工艺文件有下列几种：(1)机械加工工艺过程卡片这是简要说明零件整个工艺过程的一种卡片，又称过程卡，如表7—2所示。其中包括工艺过程的工序名称和序号、实施车间和工段及各工序时间定额等内容。它概述了加工过程的全貌，是制订其它工艺文件的基础，可以作为生产管理使用。在单件小批量生产中，通常不再编制更详细的工艺文件，则以过程卡直接指导生产。(2)机械加工工序卡片它又称工序卡，如表7—3所示，用来具体指导工人的操作。它为零件工艺过程中的每一工序而制订，详细说明各工序的详细工艺资料并附有工序简图。工序卡多用于大批大量生产和重要零件的成批生产。(3)机械加工工艺卡片又称工艺卡。以工序为单位说明工艺过程，详细规定了每一工序及其工位和工步的工作内容。复杂工序绘有工序简图，注明工序尺寸及公差等。工艺卡的详细程度介于工艺过程卡和工序卡之间。工艺卡用来指导生产和管理加工过程，广泛用于成批生产或重要零件的小批生产。5．制订工艺规程的步骤、内容制订零件机械加工工艺规程的步骤如下：(1)根据零件的生产纲领决定生产类型主要是指在成批生产时，确定零件的生产批量；在大量流水生产时，要确定生产一个零件的时间(即生产节拍)。(2)分析零件加工的工艺性包括审查零件的结构工艺性和分析零件的各项技术要求并提出必要的修改意见。(3)选择毛坯的种类和制造方法应全面考虑毛坯制造成本和机械加工成本，以达到降低零件总成本的目的。(4)拟订工艺过程包括选择定位基准、选择零件表面加工方法、划分加工阶段、安排加工顺序和组合工序等。(5)工序设计包括确定加工余量、计算工序尺寸及其公差、确定切削用量，计算工时定额及选择机床和工艺装备等。(6)编制工艺文件。