机械加工工艺规程制订

机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞内容提要本章内容:本章在介绍基础知识及术语的基础上，按照零件机械加工工艺规程制定的步骤，介绍了零件的工艺性分析、毛坯的选择、工艺路线的拟定、加工余量的确定、工序尺寸及其公差的确定等内容。重点讨论了机械加工工艺过程设计中的主要问题(定位基准的选择，加工路线的拟订，工序尺寸及公差的确定)；简要分析了工艺过程的经济性。学习要求:熟悉机械加工工艺过程；理解工序、安装、工位、工步及走刀的含义；掌握机械加工工艺过程设计的基本原理、原则和方法(定位基准的选择原则，加工方法的选择原则，工序划分及加工顺序安排的原则，确定余量的原则和方法，确定工序尺寸及公差的方法，工艺尺寸链原理及应用等)。机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞生产过程一、生产过程和工艺过程机械产品制造时，将原材料或半成品转变为成品的全过程称为生产过程。相关的过程：产品的设计，包括产品的研究、开发、设计；生产准备工作：如编制工艺文件，专用工装及设备的设计与制造等；原材料（或设备、工装、标准件等）的购置、运输、检验、保管；毛坯制造；零件的机械加工及热处理；产品装配与调试、性能试验以及产品的包装、发运等工作。[提示]生产过程往往由许多工厂或工厂的许多车间联合完成，这有利于专业化生产，提高生产率、保证产品质量、降低生产成本。第一节基础知识及术语机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和表面质量等，使其转变为成品的过程，称为机械加工工艺过程，又称工艺路线或工艺流程。将零件装配成部件或产品的过程，称为装配工艺过程。二、工艺过程组成机械加工工艺过程工艺——使原材料（或者半成品）成为产品的方法和过程。工艺过程——改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其称为产品或者半成品的过程。机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞（1）工序一个（或一组）工人，在一个工作地（一台机床或一个钳工台），对一个（或同时对几个）工作所连续完成的那部分工艺过程，称为工序。它是工艺过程的基本单元，又是生产计划和成本核算的基本单元。工序的安排和组成与零件的生产批量有关(单件小批、大批量)。工艺过程组成机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞工艺过程组成（2）安装工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个正确的位置并给予固定，这个过程称为装夹；工件经一次装夹所完成的那部分工序称为安装。安装是工序的一部分。每一个工序可能有一次安装，也可能有几次安装。如表5.1中第一工序，若对一个工件的两端连续进行车端面、钻中心孔，就需要两次安装(分别对两端进行加工)，每次安装有两个工步(车端面和钻中心孔)。在同一工序中，安装次数应尽量少，既可以提高生产效率，又可以减少由于多次安装带来的加工误差。机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞工艺过程组成采用多工位加工，可以提高生产率和保证被加工表面间的相互位置精度。（3）工位为减少工序中的装夹次数，常采用转位（或移位）夹具、回转工作台或回转夹具、多轴机床，使工件在一次安装中，可先后在机床上占有不同的位置进行连续加工，每一个位置所完成的那部分工序，称一个工位。机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞工艺过程组成（4）工步工步是工序的组成单位。在被加工的表面、切削用量（指切削速度、背吃刀量和进给量）、切削刀具均保持不变的情况下所完成的那部分工序，称工步。当其中有一个因素变化时，则为另一个工步。当同时对一个零件的几个表面进行加工时，则为复合工步。（5）走刀走刀是切削工具在加工表面上每切削一次所完成的那一部分工步。一个工步可以包括一次或多次走刀。机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞三、生产纲领与生产类型生产类型对工艺过程的影响1、生产纲领企业在计划期内（常为一年）生产的产品数量和进度计划。又称为年产量。零件的生产纲领:%)1%)(1(baQnN式中N——零件的生产纲领(件/年)；Q——产品的生产纲领(台/年)；n——每台产品中包含该零件的数量(件/台)；a——该零件备件的百分率；b——该零件废品的百分率。根据零件的生产纲领可以确定零件的生产类型。机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞生产类型对工艺过程的影响生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类，一般分为：单件生产、成批生产、大量生产。①单件生产单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复。例如，重型机器制造、专业设备制造和新产品试制等。2、生产类型②成批生产一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。例如，机床制造就是比较典型的成批生产。每批制造的相同产品的数量称为批量。根据批量的大小，成批生产又可分为：小批生产、中批生产和大批生产。机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞生产类型对工艺过程的影响③大量生产产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。例如，汽车、拖拉机、轴承等的制造通常都是以大量生产的方式进行。表4.3为划分生产类型的参考数据。划分生产类型，既要根据生产纲领，同时还要考虑零件的体积、质量等因素。生产类型零件年产量重型零件中型零件轻型零件单件生产＜5＜10＜100成批生产小批5~1010~200100~500中批100~300200~500500~5000大批300~1000500~50005000~50000大量生产＞1000＞5000＞50000表4.3划分生产类型的参考数据机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞4-4各种生产类型工艺过程的主要特点工艺过程特点生产类型单件生产成批生产大批量生产工件的互换性一般是配对制造，没有互换性，广泛用钳工修配大部分有互换性，少数用钳工修配全部有互换性。某些精度较高的配合件用分组选择装配法毛坯的制造方法及加工余量铸件用木模手工造型；锻件用自由锻。毛坯精度低，加工余量大部分铸件用金属模；部分锻件用模锻。毛坯精度中等，加工余量中等。铸件广泛采用金属模机器造型，锻件广泛采用模锻，以及其他高生产率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小。机床设备通用机床，或数控机床，或加工中心。数控机床加工中心或柔性制造单元。设备条件不够时，也采用部分通用机床、部分专用机床。专用生产线、自动生产线、柔性制造生产线或数控机床。夹具多用标准附件，极少采用夹具，靠划线及试切法达到精度要求。广泛采用夹具或组合夹具，部分靠加工中心一次安装。广泛采用高生产率夹具，靠夹具及调整法达到精度要求。刀具与量具采用通用刀具和万能量具。可以采用专用刀具及专用量具或三座标测量机。广泛采用高生产率刀具和量具，或采用统计分析法保证质量。对工人的要求需要技术熟练的工人。需要一定熟练程度的工人和编程技术人员。对操作工人的技术要求较低，对生产线维护人员要求有高的素质。工艺规程有简单的工艺路线卡。有工艺规程，对关键零件有详细的工艺规程。有详细的工艺规程。生产类型对工艺过程的影响机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞工艺规程的作用及设计步骤四、工艺规程的作用及设计步骤1、定义：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。其中，规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。工艺规程是在具体的生产条件下，最合理或较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产的。工艺规程中包括各个工序的排列顺序，加工尺寸、公差及技术要求，工艺设备及工艺措施，切削用量及工时定额等内容。机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞工艺规程的作用及设计步骤2、工艺规程的作用：（1）指导生产的主要技术文件：起生产的指导作用；（2）是生产准备和计划调度的主要依据：即生产计划、调度、工人操作和质量检验等的依据；（3）是新建或扩建工厂或车间基本技术文件。（4）是进行技术交流的主要文件。总之，零件的机械加工工艺规程是每个机械制造厂或加工车间必不可少的技术文件。生产前用它做生产的准备，生产中用它做生产的指挥，生产后用它做生产的检验。3、工艺规程的设计步骤(见教材P285)《机械制造技术》。机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞机械加工工艺规程编制的基本步骤机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞(1)机械加工工艺规程制订的准备性工作机械加工工艺规程制订的准备性工作主要包括：◆零件的生产纲领计算◆毛坯种类确定◆零件主要加工表面和技术要求分析◆零件设计工艺性审查等(2)零件机械加工工艺路线的拟定1）定位基准的选择2）零件表面加工方法的选择◆被加工表面的几何特点◆被加工表面的技术要求◆零件结构形状和尺寸大小◆生产纲领和投产批量机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞3）加工顺序的确定选定零件表面加工方法及定位基准后，即可确定各加工工作的先后顺序。这时主要应考虑如下几点：◆划分加工阶段，要按先粗后精的原则大致安排机械加工的进行顺序。◆先加工基准表面后加工其它表面，即基准先行原则。◆先主后次的加工顺序安排原则。◆先面后孔的加工顺序。4)工序划分及工艺路线的确定（3）工序设计◆确定加工余量、工序尺寸及其公差◆机床及工艺装备的选择◆切削用量的确定◆时间定额的确定机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞试切法：适用于单件、小批生产调整法：适用于成批、大量生产定尺寸刀具法：常用于孔、螺纹和成形表面的加工自动控制法：尺寸精度位置精度获得加工精度的方法轨迹法：刀具与工件相对运动轨迹成形刀具法：成形刀具展成法：刀具与工件作展成运动直接找正法划线找正法夹具定位法形状精度五、获得加工精度的方法(尺寸、形状、位置)机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞尺寸精度的获得方法(1)机械加工中获得工件尺寸精度的方法①试切法即先试切出很小的一部分加工表面，测量试切所得的尺寸，按照加工要求作适当的调整，再试切，再测量，如此经过两三次试切和测量，当被加工尺寸达到要求后，再切削整个待加工表面。②定尺寸刀具法用具有一定尺寸精度的刀具(如铰刀、扩孔钻、钻头等)来保证工件被加工部位(如孔)的精度。③调整法利用机床上的定位装置或预先调整好的刀架，使刀具相对于机床或夹具达到一定的位置精度，然后加工一批工件。机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞尺寸精度的获得方法④自动控制法利用测量装置或数控装置等自动控制加工过程的加工方法。生产率高，加工质量稳定，能适应多品种中小批量生产，是目前机械加工的发展方向之一。具体方法有两种：●自动测量●数字控制(2)机械加工获得工件形状精度的方法①刀尖轨迹法利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表面的形状。。②成形法利用成形刀具刀刃的几何形状切削出工件的形状。③仿形法仿形装置④展成法利用刀具和工件作展成切削运动时，刀刃在被加工表面上的包络面形成成形表面。机械制造技术山东英才学院(ShandongYingcaiUniversity)崔青王兴霞形状精度的获得方法(3)位置精度的获得方法（工件的定位