机械加工工艺基础知识

项目一机械加工工艺规程概述各种类型的机械零件，由于其结构形状、精度、表面质量、技术条件和生产数量等要求各不相同，所以针对某一零件的具体要求在生产实际中要综合考虑机床设备、生产类型、经济效益等诸多因素，确定一个合适的加工方案，并合理安排加工顺序，经过一定的加工工艺过程，才能制造出符合要求的零件。机械加工工艺基础知识1.生产过程生产过程是指产品由原材料到成品之间的各个相互联系的劳动过程的总和。它不仅包括毛坯制造、零件加工、装配调试、检验出厂，而且还包括生产准备阶段中生产计划编制、工艺文件制订、刀夹量具准备，生产辅助阶段中原料与半成品运输和保管，设备维修和保养、刀具刃磨、生产统计与核算等等。2.工艺过程生产过程中，按一定顺序逐渐改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。如毛坯的制造、机械加工、热处理、装配等。•用机械加工的方法直接改变生产对象的形状、尺寸和表面质量，使之成为合格零件的工艺规程，称为机械加工工艺过程；•将加工好的零件组装成机器使之达到所要求的装配精度并获得预定技术性能的工艺过程，称为装配工艺过程。一.生产过程和工艺过程机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而每一个工序又可分为安装、工位、工步和走刀。1.工序一个或一组工人，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，称为工序。它是组成工艺过程的基本单元。二.机械加工工艺过程的组成下图所示齿轮轴零件，可采用两种不同的加工方案。表1所示为第一方案的工艺过程；如果零件产量很大，则可选用表2所示第二方案的工艺过程。例题：表1第一方案的工艺过程工序内容设备1车端面，钻中心孔；调头车另一端面，钻中心孔车床2车大外圆端，割槽和倒角；调头车小外圆端，割槽和倒角车床3滚削齿轮，去毛刺滚齿机4铣键槽，去毛刺铣床5磨外圆磨床表2第二方案的工艺过程工序内容设备1铣两端面；钻中心孔铣两端面钻中心孔机床2车大外圆端，割槽和倒角车床3车小外圆端，割槽和倒角车床4滚削齿轮滚齿机5去毛刺钳工台6铣键槽键槽铣床7去毛刺钳工台8磨外圆磨床为了提高生产效率，两端面和中心孔的加工被安排在双面铣端面钻中心孔机床上作为一个工序同步完成，如图所示；工件在一次安装中，工件相对于机床或刀具每占据一个确切位置所完成的那一部分工艺过程称为工位。在一个工步内，若被加工表面需切去的材料很厚，就可分几次切削，每切去一层材料称为一次走刀。3.工位5.走刀在加工表面（或装配时的联接表面）和加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序为工步。4.工步2.安装在同一个工序中，工件在工作位置可能只装夹一次，也可能要装夹几次，工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。用几把刀具同时加工几个表面也可看作一个工步，称为复合工步。如图所示，铣端面和钻中心孔都是用两把刀具同时加工，它们都是复合工步。对于连续进行的若干个相同的工步，为了简化工序内容的叙述，通常都看作一个工步。例如图盘类零件，用同一钻头连续钻削6个孔，可写成一个工步。工件在进行加工之前需要定位和夹紧。•定位是为了工件在机床上具有一个正确的位置。•夹紧是使工件保持这一正确位置。三.工件的定位和夹紧四.机械加工生产纲领与生产类型根据市场需求和本企业的生产能力编制的企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。某零件的年生产纲领可按下式计算：N=Qn(1+a%)(1+b%)式中N——零件的年产量（件/年）Q——产品的年产量（台/年）n——每台产品中该零件的数量（件/台）a——备品的百分率b——废品的百分率在零件年生产纲领确定后，可根据具体情况按一定期限分批投产，每批投产的零件数量称为批量。1.生产纲领2.生产类型生产类型是指生产单位（企业、车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为三种生产类型。（1）单件、小批生产（2）成批生产（3）大批、大量生产生产类型重型机械中型机械小型机械单件生产小批生产中批生产大批生产大量生产少于55～100———少于2020～200200～500500～50005000以上少于100100～500500～50005000～5000050000以上项目二机械加工工艺规程一台相同结构、相同要求的机器，一个相同要求的机械零件，可以采用几种不同的工艺过程完成，但是其中总有一种工艺过程是在某一具体条件下最合理，人们把合理的工艺过程的有关内容写在文件中，用以指导生产，这些工艺文件就是工艺规程。一.工艺规程的作用(P40)二.工艺规程制定的原则三.制定工艺规程的原始资料四．制订机械加工工艺规程的步骤1.计算零件的生产纲领，确定生产类型。2.分析研究产品装配图和零件图。3.确定毛坯的类型、结构形状、制造方法。4.拟定工艺路线。5.确定各工序加工余量、计算工序尺寸和公差。6.确定机床设备和工艺装备。8.确定各工序的切削用量和工时定额。9.编制工艺文件。7.确定各主要工序的技术要求及检验方法。2．分析产品零件图和装配图目的：熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制定依据，找出其主要技术要求和技术关键。难点：零件的工艺性分析，工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、形状精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等技术要求是否合理，二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制定出合理的工艺规程。零件的工艺分析包括：技术要求分析、结构工艺分析零件的结构工艺性，是指零件所具有的结构是否便于毛坯制造，是否便于机械加工，是否便于装配拆卸。常用零件机械加工结构工艺性对照实例工艺性差工艺性好1序号因砂轮圆角不能磨成清根，而且自动纵向来回进给要碰伤表面留有越程槽。可以磨成清根，而且可以进行纵向来回自动进给磨削2磨锥面时要碰伤圆柱面，而且不能清根磨削锥面和圆柱面互不干涉序号工艺性差工艺性好3车螺纹时较为紧张，而且车至根部容易打刀。留有退刀槽，操作相对容易，避免打刀，螺纹根部清根退刀槽4小齿轮无法切削加工留有越程槽，小齿轮可以插齿加工无法加工序号工艺性差工艺性好5在斜面上钻孔，钻头易引偏折断留出平台，方便钻孔6两键槽需在二次装夹中加工将所有键槽设计在同一径向上，可在一次装夹中加工全部键槽序号工艺性差工艺性好7三个不同尺寸的退刀槽就需三把不同尺寸的割槽刀可使用同一把割刀槽8接触面太大，既增加加工工时，浪费材料，又降低接触联结精度加工面减小，节省工时；接触面减少，提高联结精度加工面减少序号工艺性差工艺性好9孔与壁的距离太近，要用接长钻头加工，容易折断根据刀夹具所占空间设计孔的位置，可提高加工精度和生产效率孔与壁太近序号工艺性差工艺性好10加工面设计在箱体内，操作观察和调整刀具都不方便加工面设计在外部，加工方便序号工艺性差工艺性好11油(气)槽设计在孔壁上，加工困难油(气)槽设计在筏芯外圆上，加工容易孔壁加工困难在筏芯外圆上四．制订机械加工工艺规程的步骤1.计算零件的生产纲领，确定生产类型。2.分析研究产品装配图和零件图。3.确定毛坯的类型、结构形状、制造方法。4.拟定工艺路线。5.确定各工序加工余量、计算工序尺寸和公差。6.确定机床设备和工艺装备。8.确定各工序的切削用量和工时定额。9.编制工艺文件。7.确定各主要工序的技术要求及检验方法。4．拟定工艺路线零件表面加工方法的选择同一个表面可以选用各种不同的加工方法加工，但每种加工方法的加工质量、加工时间和所花费的费用各不相同。外圆表面加工中各种加工方法孔表面加工中各种加工方法平面加工中各种加工方法4．拟定工艺路线零件表面加工方法的选择具有一定技术要求的加工表面，一般都不是通过一次加工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往需要采用多种加工方法，通过多次加工才能达到加工质量要求。外圆表面加工方案4．拟定工艺路线零件表面加工方法的选择具有一定技术要求的加工表面，一般都不是通过一次加工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往需要采用多种加工方法，通过多次加工才能达到加工质量要求。孔表面加工方案4．拟定工艺路线零件表面加工方法的选择具有一定技术要求的加工表面，一般都不是通过一次加工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往需要采用多种加工方法，通过多次加工才能达到加工质量要求。平面加工方案四．制订机械加工工艺规程的步骤1.计算零件的生产纲领，确定生产类型。2.分析研究产品装配图和零件图。3.确定毛坯的类型、结构形状、制造方法。4.拟定工艺路线。5.确定各工序加工余量、计算工序尺寸和公差。6.确定机床设备和工艺装备。8.确定各工序的切削用量和工时定额。9.编制工艺文件。7.确定各主要工序的技术要求及检验方法。•单件、小批生产可采用较简单的机械加工工艺过程卡，如表5所示。它主要说明零件加工的整个工艺路线应如何进行，其中包括每道工序名称、内容以及所用的机床和工艺装备。•对于大批大量生产的零件，既要有较详细的机械加工工艺卡，如表6所示，还要有机械加工工序卡，如表7所示。机械加工工艺规程的种类有机械加工工艺过程卡、机械加工工艺卡和机械加工工序卡。它们所包含的内容和具体格式已由JB/Z187.3-1988标准化。9．编制工艺文件表5机械加工工艺过程卡片格式企业名称机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件型号共页产品名称零（部）件名称第页材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处记更改文件号签字日期标记处记更改文件号签字日期表6机械加工工艺卡企业名称机械加工工艺卡片产品型号零（部）件型号共页产品名称零（部）件名称第页材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数备注工序装夹工步工序内容同时加工零件数设备名称及编号工艺装备名称及编号技术等级工时定额背吃刀量(mm)切削速度(m/min)每分钟转数或往复次数进给量(mm/r)夹具刀具量具单件准终编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处记更改文件号签字日期标记处记更改文件号签字日期表7机械加工工序卡企业名称机械加工工艺卡片产品型号零（部）件型号共页产品名称零（部）件名称第页材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数备注工序装夹工步工序内容同时加工零件数设备名称及编号工艺装备名称及编号技术等级工时定额背吃刀量(mm)切削速度(m/min)每分钟转数或往复次数进给量(mm/r)夹具刀具量具单件准终编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处记更改文件号签字日期标记处记更改文件号签字日期