《汽車制造工藝學》q第五章2011

內(nèi)容提要本章內(nèi)容:介紹了生產(chǎn)過程、工藝過程；引入了工藝過程組成的概念；講述了制定機械加工工藝規(guī)程的步驟和方法；重點討論了機械加工工藝過程設(shè)計中的主要問題(定位基準的選擇，加工路線的擬訂，工序尺寸及公差的確定)；簡要分析了工藝過程的經(jīng)濟性。

學習要求:

熟悉機械加工工藝過程；掌握機械加工工藝過程設(shè)計的基本原理、原則和方法(定位基準的選擇原則，加工方法的選擇原則，工序劃分及加工順序安排的原則，確定余量的原則和方法，確定工序尺寸及公差的方法，工藝尺寸鏈原理及應(yīng)用等)。工藝規(guī)程的作用及設(shè)計步驟一、機械加工工藝規(guī)程在生產(chǎn)中的作用定義：

規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程。其中，規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機械加工工藝規(guī)程。工藝規(guī)程是在具體的生產(chǎn)條件下，最合理或較合理的工藝過程和操作方法，并按規(guī)定的形式書寫成工藝文件（P142工藝過程卡；工序卡；調(diào)整卡；檢驗卡），經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)的。

工藝規(guī)程中包括各個工序的排列順序，加工尺寸、公差及技術(shù)要求，工藝設(shè)備及工藝措施，切削用量及工時定額等內(nèi)容。

第一節(jié)概述工藝規(guī)程的作用工藝規(guī)程的作用：（1）

指導生產(chǎn)的主要技術(shù)文件：起生產(chǎn)的指導作用；

（2）

是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理的依據(jù)：即生產(chǎn)計劃、調(diào)度、工人操作和質(zhì)量檢驗等的依據(jù)；

（3）

是新建或擴建工廠或車間主要技術(shù)資料。

總之，零件的機械加工工藝規(guī)程是每個機械制造廠或加工車間必不可少的技術(shù)文件。生產(chǎn)前用它做生產(chǎn)的準備，生產(chǎn)中用它做生產(chǎn)的指揮，生產(chǎn)后用它做生產(chǎn)的檢驗。。機械加工工藝規(guī)程的制定步驟二、工藝規(guī)程的設(shè)計步驟編制機械加工工藝規(guī)程前，應(yīng)至少具備下列原始資料：①產(chǎn)品的零件圖；②產(chǎn)品的生產(chǎn)類型或者是零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)。如有可能，收集產(chǎn)品的總裝圖、同類產(chǎn)品零件的加工工藝以及生產(chǎn)現(xiàn)場的情況（設(shè)備、人員、毛坯供應(yīng)）等。機械加工工藝規(guī)程的制定步驟編制機械加工工藝規(guī)程時，應(yīng)首先遵循以下原則：①應(yīng)以保證零件加工質(zhì)量，達到設(shè)計圖紙規(guī)定的各項技術(shù)要求為前提；②在保證加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，應(yīng)使工藝過程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成本；③應(yīng)充分考慮零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型，充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，并盡可能做到平衡生產(chǎn)；④盡量減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好、文明的勞動條件；⑤積極采用先進技術(shù)和工藝，力爭減少材料和能源消耗，并應(yīng)符合環(huán)境保護要求。編制機械加工工藝規(guī)程中，可以按照下列程序進行：①準備階段(研究和分析零件的工作圖

)

繪制零件圖，分析零件特點，找出主要要求，工藝分析；②根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定零件的生產(chǎn)類型；

③確定毛坯的種類，繪制毛坯圖；④安排加工順序，制訂工藝路線；⑤確定各工序所用設(shè)備及其工藝裝備；⑥確定各工序的加工余量、工序尺寸及其公差；⑦確定切削用量、時間定額；⑧確定關(guān)鍵、重要工序的技術(shù)檢驗要求及檢驗方法；⑨技術(shù)經(jīng)濟分析；

⑩填寫工藝文件。機械加工工藝規(guī)程的制定步驟工藝路線的擬定第二節(jié)機械加工路線的制定

擬定零件機械加工工藝路線時，要解決的主要問題有：定位基準的選擇；零件各表面加工方法和設(shè)備的選擇；加工階段的劃分；工序的集中與分散；工序的安排等。

加工方法的選擇1、首先要根據(jù)每個加工表面的技術(shù)要求，確定加工方法及加工方案。選擇零件表面的加工方案必須在保證零件達到圖紙要求方面是穩(wěn)定而可靠的，并在生產(chǎn)率和加工成本方面是最經(jīng)濟合理的。

圖5.7、圖5.8、圖5.9分別介紹了機器零件的三種最基本的表面(外圓表面、內(nèi)孔表面和平面)的較常用的加工方案及其所能達到的經(jīng)濟精度和表面粗糙度。這都是生產(chǎn)實際中的統(tǒng)計資料，可以根據(jù)對被加工零件加工表面的精度和粗糙度要求、零件的結(jié)構(gòu)和被加工表面的形狀、大小以及車間工廠的具體條件，選取最經(jīng)濟合理的加工方案，必要時應(yīng)進行技術(shù)經(jīng)濟論證。一、零件各表面的加工方法加工方案的選擇

加工方法的選擇

但必須指出，這是在一般情況下可能達到的精度和表面粗糙度，在具體條件下是會有差別的。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，工藝水平的提高，同一種加工方法所能達到的精度和表面質(zhì)量也會提高。加工方法所達到的精度變化的曲線見圖。例如，過去在外圓磨床上精磨外圓僅能達到IT6的公差和Ra0.20μm的表面粗糙度。但是在采用適當?shù)拇胧┨岣吣ゴ簿纫约案倪M磨削工藝后，現(xiàn)在已能在普通外圓磨床上進行鏡面磨削，可達IT5以上精度、Ra≤0.10～0.012μm的表面粗糙度。用金剛石刀車削，也能獲得Ra≤0.01μm的表面。另外，在大批、大量生產(chǎn)中，為了保證高的生產(chǎn)率和高的成品率，常把原用于小粗糙度(如Ra值要求很小)的加工方法用于獲得粗糙度較大的表面。例如，在連桿加工中用珩磨達到Ra≤0.020μm的表面粗糙度；在曲軸加工中用超精磨獲得Ra≤0.40μm的表面。2、決定加工方法時要考慮被加工材料的性質(zhì)。例如，淬火鋼用磨削的方法加工；而有色金屬則磨削困難，一般采用金剛鏜或高速精密車削的方法進行精加工。3、選擇加工方法要考慮到生產(chǎn)類型，即要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的問題。在大批、大量生產(chǎn)中可采用專用的高效率設(shè)備和專用工藝裝備。例如，平面和孔可用拉削加工，軸類零件可采用半自動液壓仿型車床加工，盤類或套類零件可用單能車床加工等。甚至在大批、大量生產(chǎn)中可以從根本上改變毛坯的形態(tài)，大大減少切削加工的工作量。例如，用粉末冶金制造的油泵齒輪，用失蠟澆注制造柴油機上的小尺寸零件等。在單件小批生產(chǎn)中，就采用通用設(shè)備、通用工藝裝備及一般的加工方法。提高單件小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率亦是目前機械制造工藝的研究課題之一。例如，在車床上裝液壓仿型刀架，采用數(shù)控車床或采用成組加工方法，單件試制新產(chǎn)品時，甚至采用加工中心機床等。

加工方法的選擇

4、選擇加工方法還要考慮本廠（或本車間）的現(xiàn)有設(shè)備情況及技術(shù)條件。應(yīng)該充分利用現(xiàn)有設(shè)備，挖掘企業(yè)潛力，發(fā)揮工人群眾的積極性和創(chuàng)造性。有時雖有該項設(shè)備，但因負荷的平衡問題，還得改用其它的加工方法。此外，選擇加工方法還應(yīng)該考慮一些其它因素，例如，工件的形狀和質(zhì)量以及加工方法所能達到的表面物理機械性能等。關(guān)于加工方案可參考與表5.7相類似的表格來進行選擇。

加工方法的選擇【例題5．1】

表格應(yīng)用的舉例：要求孔的加工精度為IT7級，粗糙度Ra=1.6～3.2μm，確定孔的加工方案。查圖5．8可有下面四種加工方案：①鉆——擴——粗鉸——精鉸；②粗鏜——半精鏜——精鏜；③粗鏜——半精鏜——粗磨——精磨；④鉆(擴)——拉。方案①用得最多，在大批、大量生產(chǎn)中常用在自動機床或組合機床上，在成批生產(chǎn)中常用在立鉆、搖臂鉆、六角車床等連續(xù)進行各個工步加工的機床上。該方案一般用于加工小于80mm的孔徑，工件材料為未淬火鋼或鑄鐵，不適于加工大孔徑，否則刀具過于笨重。方案②用于加工毛坯本身有鑄出或鍛出的孔，但其直徑不宜太小，否則因鏜桿太細容易發(fā)生變形而影響加工精度，箱體零件的孔加工常用這種方案。方案③適用于淬火的工件。方案④適用于成批或大量生產(chǎn)的中小型零件，其材料為未淬火鋼、鑄鐵及有色金屬。加工方法的選擇舉例二、加工階段的劃分

對于加工精度要求較高和粗糙度值要求較低的零件，通常將工藝過程劃分為粗加工和精加工兩個階段；對于加工精度要求很高、粗糙度值要求很低的零件，則常劃分為粗加工階段、半精加工階段、精加工階段和光整加工階段。粗加工階段：是加工開始階段，在這個階段中，盡量將零件各個被加工表面的大部分余量從毛坯上切除。這個階段主要問題是如何提高生產(chǎn)率。半精加工階段：這一階段為主要表面的精加工做好準備，切去的余量介于粗加工和精加工之間，并達到一定的精度和粗糙度值，為精加工留有一定的余量。在此階段還要完成一些次要表面的加工，如鉆孔、攻絲、銑鍵槽等。精加工階段：在這個階段將切去很少的余量，保證各主要表面達到較高的精度和較低的粗糙度值(精度7～10級，Ra≈0.8～3.2μm)。光整加工階段：主要是為了得到更高的尺寸精度和更低的粗糙度值(精度5～9級，Ra＜0.32μm)，只從被加工表面上切除極少的余量。

工藝路線的擬定將工藝過程劃分粗、精加工階段的意義（原因）是：①在粗加工階段，由于切除大量的多余金屬，可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷(夾渣、裂紋、氣孔等)，以便及時處理，避免過多浪費工時。②粗加工階段容易引起工件的變形，這是由于切除余量大，一方面毛坯的內(nèi)應(yīng)力重新分布而引起變形，另一方面由于切削力、切削熱及夾緊力都比較大，因而造成工作的受力變形和熱變形。為了使這些變形充分表現(xiàn)，應(yīng)在粗加工之后留有一定的時間。然后再通過逐步減少加工余量和切削用量的辦法消除上述變形。③劃分加工階段可以合理使用機床。如粗加工階段可以使用功率大、精度較低的機床；精加工階段可以使用功率小、精度高的機床。這樣有利于充分發(fā)揮粗加工機床的動力，又有利于長期保持精加工機床的精度。

加工階段的劃分④劃分加工階段可在各個階段中插入必要的熱處理工序。如在粗加工之后進行去除內(nèi)應(yīng)力的時效處理；在半精加工后進行淬火處理等。在某些情況下，劃分加工階段也并不是絕對的，例如加工重型工件時，由于不便于多次裝夾和運輸，因此不必劃分加工階段，可在一次裝夾中完成全部粗加工和精加工。為提高加工的精度，可在粗加工后松開工作，讓其充分變形，再用較小的力夾緊工件進行精加工，以保證零件的加工質(zhì)量。另外，如果工件的加工質(zhì)量要求不高、工件的剛度足夠、毛坯的質(zhì)量較好而切除的余量不多，則可不必劃分加工階段。

加工階段的劃分三、工序的劃分(工序的集中與分散）在制定工藝過程中，為便于組織生產(chǎn)、安排計劃和均衡機床的負荷，常將工藝過程劃分為若干個工序。劃分工序時有兩個原則，即工序的集中和工序的分散。工序集中：將若干個工步集中在一個工序內(nèi)完成，一個工件的加工，只須集中在少數(shù)幾個工序內(nèi)完成。最大限度的集中是在一個工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。例如在一臺組合機床上可同時完成縫紉機殼體14個孔的加工。采用工序集中可以減少工件的裝夾次數(shù)，在一次裝夾中可以加工許多表面，有利于保證各表面之間的相互位置精度，也可以減少機床的數(shù)量，相應(yīng)地減少工人的數(shù)量和機床的占地面積。但所需要的設(shè)備復雜，操作和調(diào)整工作也較復雜。工序分散：工序的數(shù)目多，工藝路線長，每個工序所包括的工步少。最大限度的分散是在一個工序內(nèi)只包括一個簡單的工步。工序分散可以使所需要的設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整容易、操作簡單，但專用性強。工序的劃分

在確定工序集中或分散的問題上，主要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和設(shè)備等具體生產(chǎn)條件綜合考慮后確定。

在單件小批生產(chǎn)中：一般采用通用設(shè)備和工藝裝備，盡可能在一臺機床上完成較多的表面加工，尤其是對重型零件的加工，為減少裝夾和往返搬運的次數(shù)，多采用工序集中的原則。

在成批生產(chǎn)中：盡可能采用效率高的通用機床（如六角機床）和專用機床，使工序集中。

在大批、大量生產(chǎn)中：①常采用高效率的設(shè)備和工藝裝備，如多刀自動機床、組合機床及專用機床等，使工序集中，以便提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量。

②但因工件特殊結(jié)構(gòu)關(guān)系，各個表面不便于集中加工。如活塞、連桿等可采用效率高、結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工藝裝備，按工序分散的原則進行生產(chǎn)。這樣易于保證加工質(zhì)量和使各工序的時間趨于平衡，便于組織流水生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。

工序的劃分四、工序的安排

1、加工順序的確定工件各表面的加工順序，一般按照下述原則安排：先粗加工后精加工；先基準面加工后其它面加工；先主要表面加工后次要表面加工；先平面加工后孔加工。根據(jù)上述原則，作為精基準的表面應(yīng)安排在工藝過程開始時加工。精基準面加工好后，接著對精度要求高的主要表面進行粗加工和半精加工，并穿插進行一些次要表面的加工，然后進行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后進行，這樣可避免已加工表面在運輸過程中碰傷，有利于保證加工精度。有時也可將次要的、較小的表面安排在最后加工，如緊固螺釘孔等。

工序的安排

2、熱處理及表面處理工序的安排為了改善工件材料的機械性能和切削性能，在加工過程中常常需要安排熱處理工序。采用何種熱處理工序以及如何安排熱處理工序在工藝過程中的位置，要根據(jù)熱處理的目的決定。①退火和正火可以消除內(nèi)應(yīng)力和改善材料的加工性能，一般安排在加工前進行，有時正火也安排在粗加工后進行。②時效處理對于大而復雜的鑄件，為了盡量減少由于內(nèi)應(yīng)力引起的變形，常常在粗加工后進行人工時效處理。粗加工前最好采用自然時效。③調(diào)質(zhì)處理可以改善材料的機械性能，因此許多中碳鋼和合金鋼常采用這種熱處理方法，一般安排在粗加工之后進行，但也有安排在粗加工之前進行的。④淬火處理或滲碳淬火處理可以提高零件表面的硬度和耐磨性。淬火處理一般安排在磨削之前進行，當用高頻淬火時也可安排在最終工序。滲碳可安排在半精加工之前或之后進行。⑤表面處理(電鍍及氧化)

可提高零件的抗腐蝕能力，增加耐磨性，使表面美觀等。一般安排在工藝過程的最后進行。

工序的安排3、檢驗工序的安排檢驗工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量和防止產(chǎn)生廢品的重要措施。在每個工序中，操作者都必須自行檢驗。在操作者自檢的基礎(chǔ)上，在下列場合還要安排獨立檢驗工序：粗加工全部結(jié)束后，精加工之前；送往其它車間加工的前后（特別是熱處理工序的前后）；重要工序的前后；最終加工之后等。4、其它工序的安排在工序過程中，還可根據(jù)需要在一些工序的后面安排去毛刺、去磁、清洗等工序。

工序的安排工序內(nèi)容;加工余量、工序尺寸、切削用量與時間定額等一、加工余量的確定

為了保證零件圖上某平面的精度和粗糙度值，需要從其毛坯表面上切去全部多余的金屬層，這一金屬層的總厚度稱為該表面的加工總余量。每一工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量?？梢娔潮砻娴募庸た傆郱總與該表面余量Zi之間的關(guān)系為：Z總=Z1+Z2+…+Zi+…+Zn式中n一加工該表面的工序（或工步）數(shù)目。工件加工余量的大小，將直接影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。例如加工余量太小時，不易去掉上道工序所遺留下來的表面缺陷及表面的相互位置誤差而造成廢品；加工余量太太時，會造成加工工時和材料的浪費，甚至因余量太大而引起很大的切削熱和切削力，使工件產(chǎn)生變形，影響加工質(zhì)量。

加工余量的確定第三節(jié)工序具體內(nèi)容的確定1、影響加工余量的因素①上工序表面質(zhì)量Ra、ta的影響在上工序加工后的表面上或毛坯表面上，存在著表面微觀粗糙度值Ra和表面缺陷層ta(包括冷硬層、氧化層、裂紋等)，必須在本工序中切除。Ra、ta的大小與所用的加工方法有關(guān)，Ra的數(shù)值可參考表5.A，表5.B，表5.C；ta的數(shù)值可參考表5.D。

加工余量的確定②上工序尺寸公差(Ta)的影響它包括各種幾何形狀誤差如錐度、橢圓度、平面度等。Ta的大小可根據(jù)選用的加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，查閱《金屬機械加工工藝人員手冊》確定。加工余量與工序尺寸公差之間的關(guān)系見圖5.e。圖5.12(a)為外表面(被包容面)加工，本工序的基本余量Zb

為：Zb=La-Lb(5.1)式中La——上工序的基本尺寸；Lb——本工序的基本尺寸。本工序的最大余量為：Zbmax=Lamax-Lbmin(5.2)本工序的最小余量為：Zbmin=Lamin-Lbmax(5.3)圖5.12(b)為內(nèi)表面(包容面)加工，則有：Zb=Lb-La(5.4)Zbmax=Lbmax-Lamin

(5.5)Zbmax=Lbmin-Lamax

(5.6)從圖5.12(a)、(b)可看出，上工序的尺寸公差將影響本工序基本余量和最大余量的數(shù)值。

影響加工余量的因素影響加工余量的因素③上工序各表面相互位置空間偏差(ρa)的影響它包括軸線的直線度、位移及平行度；軸線與表面的垂直度；階梯軸內(nèi)外圓的同軸度；平面的平面度等。為了保證加工質(zhì)量，必須在本工序中給予糾正。ρa的數(shù)值與上工序的加工方法和零件的結(jié)構(gòu)有關(guān)，可用近似計算法或查有關(guān)資料確定。若存在兩種以上的空間偏差時可用向量和表示。

④本工序加工時裝夾誤差(Δεb)的影響此誤差除包括定位和夾緊誤差外，還包括夾具本身的制造誤差，其大小為三者的向量和。它將直接影晌被加工表面與刀具的相對位置，因此有可能因余量不足而造成廢品，所以必須給予余量補償。空間偏差與裝夾誤差在空間是有不同方向的，二者對加工余量的影響應(yīng)該是向量和。圖5.f為上述各種因素對車削軸類零件加工余量影響的示意圖。2、確定加工余量的方法(5.7)或非對稱表面（單邊，如平面）的基本余量為：

上述兩個公式，實際應(yīng)用時可根據(jù)具體加工條件簡化。如在無心磨床上加工軸時，裝夾誤差可忽略不計；用浮動鉸刀或用拉刀拉孔時空間偏差對加工余量無影響，且無裝夾誤差；研磨、超精加工、拋光等加工方法，主要是降低表面粗糙度值，困此加工余量只需要去掉上工序的表面粗糙度值就可以了。用計算法可確定出最合理的加工余量，既節(jié)省金屬，又保證了加工質(zhì)量。但必須要有可靠的實驗數(shù)據(jù)資料，且費時間，因此此法適用于大量生產(chǎn)。加工余量的確定①計算法根據(jù)上面所述各種因素對加工余量的影晌，并由圖5.13可得出下面的計算公式。對稱表面(雙邊，如孔或軸)的基本余量為：確定加工余量的方法②查表法工廠中廣泛應(yīng)用這種方法，表格是以工廠的生產(chǎn)實踐和試驗研究所積累的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并結(jié)合具體加工情況加以修正后制定的，如《金屬機械加工工藝人員手冊》。③經(jīng)驗法主要用于單件小批生產(chǎn)，靠經(jīng)驗確定加工余量，因此不夠準確。為保證不出廢品，余量往往偏大。工序尺寸的確定零件圖上的尺寸、公差是毛坯經(jīng)過加工之后最終達到的尺寸。在加工過程中，各工序所達到的尺寸稱工序尺寸，也就是在工序圖上所標注的尺寸。

工序尺寸公差的一般都按“入體原則”進行標注：對外表面，尺寸標注成單向負偏差；對內(nèi)表面，尺寸標注成單向正偏差；對孔心距，則注成對稱偏差。工序尺寸的計算可分為：只牽涉余量，可不用尺寸鏈來計算；

牽涉余量及基準轉(zhuǎn)換，用尺寸鏈來計算；二、工序尺寸及公差的確定簡圖加工面代號基本尺寸加工余量等級加工余量說明T1120H6.5單側(cè)加工T243H2單側(cè)加工D160H

孔降一級雙側(cè)加工……………Y146H2單側(cè)加工Y246H2單側(cè)加工工序尺寸的確定[例題5.2]

如圖為一平面經(jīng)過粗加工、精加工和光整加工三道工序達到零件上規(guī)定尺寸和公差，要求計算各工序尺寸。工序尺寸的確定解：加工該表面時定位基準不變，各工序尺寸都從同一基準標出。對這一類的工序尺寸，只要將各工序的基本余量及公差，根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗或查有關(guān)手冊確定后，就可按工藝過程的順序由后向前逐步計算得到。

某工序的工序尺寸等于下一個工序的工序尺寸加上(對內(nèi)表面是減去)下一工序的基本余量。在圖中，若光整加工、精加工、粗加工等各工序的基本余量和精加工、粗加工、毛坯的公差，查手冊分別為Z3、Z2、Zl和T3、T2、T1，且已知光整加工的工序尺寸為A4、T4(零件圖上的尺寸)，則得：精加工工序尺寸A3=A4＋Z4；公差T3粗加工工序尺寸A2=A3＋Z3；公差T2毛坯尺寸A1=A2＋Z2；公差T1工序尺寸的確定鑄造和鍛造的毛坯都規(guī)定雙向偏差，但當計算毛坯尺寸時只取入體方向的偏差值T1。三、設(shè)備、工藝裝備的選擇確定設(shè)備、工藝裝備的選擇確定確定各表面的加工方法確定以后，應(yīng)選擇適當?shù)臋C床以滿足各表面的加工要求。機床設(shè)備的選擇除考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件外，還要根據(jù)以下四個方面考慮：①機床工作區(qū)域的尺寸應(yīng)當與零件的外廓尺寸相適應(yīng)。也就是根據(jù)零件的外廓尺寸來選擇機床的形式和規(guī)格，以便充分發(fā)揮機床的使用性能。如直徑不太大的軸、套、盤類零件一般在普通機床上加工。直徑大而短的盤、套類零件一般在端面機床或立式機床上加工。②機床的精度應(yīng)該與工件要求的加工精度相適應(yīng)。機床精度過低，不能滿足工件加工精度的要求；過高，則是一種浪費。③機床的功率、剛度和工作參數(shù)應(yīng)該與最合理的切削用量相適應(yīng)。粗加工時選擇有足夠功率和足夠剛度的機床，以免切削深度和進給量的選用受限制；精加工時選擇有足夠剛度和足夠轉(zhuǎn)速范圍的機床，以保證零件的加工精度和粗糙度。④機床生產(chǎn)率應(yīng)該與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。對于大批、大量生產(chǎn)，宜采用高效率機床、專用機床、組合機床或自動機床；對于單件小批生產(chǎn)，一般選擇通用機床。1、機床設(shè)備的選擇設(shè)備、工藝裝備的選擇確定確定2、工藝設(shè)備的選擇工藝裝備是指零件加工時所用的刀具、夾具、量檢具、模具的總稱?？蓮囊韵聨讉€方面考慮：①刀具的選擇：主要取決于工序所用的加工方法、加工表面的尺寸大小、精度、表面粗糙度以及零件材料、生產(chǎn)率、經(jīng)濟性等要素。一般條件下，盡可能采用標準刀具，這樣可以直接降低生產(chǎn)成本。必要時采用高生產(chǎn)率的符合刀具、專用刀具。②機床的精度應(yīng)該與工件要求的加工精度相適應(yīng)。機床精度過低，不能滿足工件加工精度的要求；過高，則是一種浪費。②夾具：單件、小批量生產(chǎn)，盡量選用通用夾具；大批量生產(chǎn)，使用專用夾具。③量檢具。對于大批、大量生產(chǎn)，宜采用高效率機床、專用機床、組合機床或自動機床；對于單件小批生產(chǎn)，一般選擇通用機床。切削用量的確定四、切削用量的確定切削用量的確定切削用量的確定時間定額的確定五、時間定額的確定時間定額是勞動生產(chǎn)率的基本標志，勞動生產(chǎn)率是一個工人在單位時間內(nèi)制造出合格產(chǎn)品的數(shù)量，或者是一個工人用于單位產(chǎn)品的勞動時間。

時間定額是在一定的生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)組織的條件下，為完成某一工件的某一工序所需要的時間，稱為工序單件時間或工序單件時間定額。它是計算產(chǎn)品成本和企業(yè)經(jīng)濟核算的依據(jù)，也是新建或擴建工廠（或車間）時決定所需設(shè)備和人員的依據(jù)。

工序單件時間的組成，可表示如下：

t單=t基+t輔+t服+t休式中

t單——工序單件時間（min）切削用量的確定（1）t基——基本時間（也稱機動時間）是直接用來改變工件形狀、尺寸相對位置和表面性質(zhì)所消耗的時間。它可根據(jù)各種加工方法的有關(guān)公式進行計算。以車外圓為例，基本時間t基按下式計算（2）t輔——輔助時間，為完成工序中的基本工作所需要做的輔助動作時間。它包括裝卸工作、啟動和停止機床、改變切削用量、測量工作等所消耗的時間，可查有關(guān)表格或進行實測確定。（3）t服——工作地點服務(wù)時間，包括更換刀具、修磨刀具、設(shè)備的補充調(diào)整以及工作班開始時取出刀具和文件、機床潤滑等和工作班結(jié)束時的收拾工具、清除切屑、擦拭機床等所要消耗的時間。（4）t休——工人休息和自然需要時間。一般情況下，工作地點服務(wù)時間與休息時間之和是以作業(yè)時間t作＝t基+t輔的形式給出的，即式中x＝3～6切削用量的確定（5）t準結(jié)在成批生產(chǎn)中，還要考慮加工一批工件時的準備、結(jié)束時間。也就是在加工一批工件之前，熟悉圖紙、領(lǐng)取毛坯材料、準備刀具、夾具、量具、裝夾刀具、夾具和調(diào)整機床以及在加工一批工件之后交還工藝文件，拆卸、送還工藝裝備和送檢成品等所需要的時間。因此成批生產(chǎn)時工件每個工序的總時間為：式中t定額——工件某工序的總時間，稱為單件時間定額，又稱單件計算時間（min）；

t準結(jié)——加工一批工件的準備時間、結(jié)束時間；

N批——一批工件的數(shù)量。由公式看出，N批越大，則t定額與t單越接近。當大量生產(chǎn)時，有：t定額≈t單要提高生產(chǎn)率，就要設(shè)法減少t定額或t單，也就是減少其組成部分的時間，主要是基本時間和輔助時間。切削用量的確定工藝方案的經(jīng)濟性評價及降低成本的措施

經(jīng)濟分析是研究如何用最少的社會消耗、最低的成本生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。設(shè)計某一零件的工藝過程時，一般可擬定出幾種不同的方案，這些方案雖然都可以滿足加工質(zhì)量的要求，但從經(jīng)濟性來分析，它們的生產(chǎn)成本并不相同，因此，在給定的生產(chǎn)條件下要選擇最經(jīng)濟的方案，也就是成本最低的方案，這對工廠企業(yè)積累資金和加快國家的工業(yè)建設(shè)有重大意義。對方案進行經(jīng)濟分析，其目的是求得最有利的工藝過程或加工方法，因此對各種方案進行經(jīng)濟性比較時，并非準確計算零件成本，而只需求出各種方案的相對值，即各種方案中相同的項目可略去不計。也就是說，若各個方案中的每個工序內(nèi)容均不相同，則應(yīng)全面進行經(jīng)濟性比較；若只有某些工序內(nèi)容不同，而其它均相同，則只就這些不同的工序進行經(jīng)濟性比較。第四節(jié)工藝方案的經(jīng)濟性評價及降低成本的措施1.生產(chǎn)成本的組成

生產(chǎn)成本是制造一個零件或一臺產(chǎn)品需要的全部費用。其中與完成工序直接有關(guān)的費用稱為第一類費用，也稱工藝成本，一般占生產(chǎn)成本的70％～75％。與完成工序無關(guān)而與整個車間的全部生產(chǎn)條件有關(guān)的費用，稱為第二類費用。在進行各種方案經(jīng)濟分析時，因為在同一生產(chǎn)條件下，第二類費用是相等的，因此可以只分析占生產(chǎn)成本比重大的工藝成本S單，則有

S單＝V資十V護＋V舊（或C專機）＋V夾（或C專夾）＋V刀＋V材＋C調(diào)式中

S單——單件的工藝成本（元／件）；

V資——機床操作工人的工資，它由單件時間和工人的工資決定；

V護——機床維護費，包括電、油料、切削液、棉紗等費用；

V舊——萬能機床折舊費，萬能機床可用于不同的工序，所以折舊費與機床的價格、機床的利用率及單件時間有關(guān)；

V刀——刀具維護及折舊費，它與刀具的價格、可刃磨次數(shù)、磨刀費用及刀具耐用度等因素有關(guān)；

V夾——萬能夾具維護及折舊費，它與機床的維護及折舊費的考慮方法相似；

V材——材料費，它由毛坯重量及材料的單位重量價格決定(毛坯成本還要考慮毛坯的制造費用)；

C調(diào)——調(diào)整工人的工資，它與凋整機床的時間、調(diào)整工人的工資有關(guān)；

C專機——專用機床折舊費，它與機床的價格及折舊率有關(guān)；

C專夾——專用夾具維護及折舊費，它與夾具的價格及折舊率有關(guān)。一、工藝方案的經(jīng)濟性評價工藝方案的經(jīng)濟性評價及降低成本的措施零件的生產(chǎn)成本第一類費用（工藝成本）與年產(chǎn)量有關(guān)的可變費用VV費V護V舊V刀V夾V材與年產(chǎn)量無關(guān)的不變費用CC調(diào)C專機C專夾第二類費用非生產(chǎn)人員的開支廠房折舊及維護費用照明、取曖和通風費運輸費工藝方案的經(jīng)濟性評價及降低成本的措施

2.按工藝成本進行分析和對比為分析和比較各種方案方便起見，將工藝成本分為與年產(chǎn)量有關(guān)的可變費用V(元/件)和與年產(chǎn)量無關(guān)的不變費用C(元/件)。因此，有：

S單＝V+C(a)

因不變費用C與年產(chǎn)量無關(guān)，所以一般常按全年計算，以C年表示，上式寫成：

S單=V+C年/N零

(b)式中N零——零件的年產(chǎn)量。全年產(chǎn)品的工藝成本為：

S年=N零V+C年

(c)

從式(b)和式(c)看出，每個零件的工藝成本可用雙曲線表示，如圖示5(a)，全年的產(chǎn)品工藝成本可用直線表示，如圖5(b)。工藝方案的經(jīng)濟性評價及降低成本的措施

如圖所示，兩直線的相交處表明：當年產(chǎn)量為Nk時（臨界產(chǎn)量），則兩種方案的全年工藝成本相等，即S年l=S年2，說明兩種方案的經(jīng)濟性相同。Nk值可由下式求出：

1)兩種工藝方案基本投資相近當年產(chǎn)量小于Nk時，采用第一種方案比較經(jīng)濟，全年工藝成本為S年l；當年產(chǎn)量大于Nk時，采用第二種方案比較經(jīng)濟，全年工藝成本為S年2。工藝方案的經(jīng)濟性評價及降低成本的措施

2)兩種工藝方案基本投資相差較大經(jīng)濟性分析包括：工藝成本；基本投資回收期限。工藝方案的經(jīng)濟性評價及降低成本的措施二、降低加工成本的措施（一）縮短單件時間定額（1）壓縮基本時間；

1）提高切削用量；

2）采用多刀切削、多件加工、合并工步等方法工藝方案的經(jīng)濟性評價及降低成本的措施（2）縮短輔助時間；采用氣動、液動、電磁夾緊；采用組合夾具、成組夾具等；采用多工位回轉(zhuǎn)夾具；采用在線自動檢測裝置。（3）減少布置工作地時間（如快速換刀）（4）減少準備與終結(jié)時間（如采用組合夾具）（二）采用先進的制造工藝（1）采用高效的自動化生產(chǎn)技術(shù)和裝配；

（2）采用先進的毛坯制造技術(shù)工藝方案的經(jīng)濟性評價及降低成本的措施第五節(jié)制定機械加工工藝規(guī)程范例制定機械加工工藝規(guī)程范例制定機械加工工藝規(guī)程范例一、審查零件圖樣的完整性及零件的工藝性二、毛坯選擇（模鍛）齒輪毛坯主要尺寸及其允許偏差制定機械加工工藝規(guī)程范例三、定位基準的選擇

粗基準、精基準制定機械加工工藝規(guī)程范例四、零件表面的加工方法選擇和工藝路線制定制定機械加工工藝規(guī)程范例五、工序具體內(nèi)容的確定（一）確定工序尺寸（二）加工設(shè)備與工藝裝備的選擇（三）切削用量及基本時間的確定制定機械加工工藝規(guī)程范例圖5工藝成本與年產(chǎn)量的關(guān)系圖6兩種工藝方案的經(jīng)濟性分析工藝方案的經(jīng)濟性評價及降低成本的措施謝謝！本章結(jié)束工藝過程經(jīng)濟方案的選擇

裝配過程動畫工藝過程組成工藝過程組成圖5．3各種基準示例

圖5．4定位基準示例

定位基準的選擇圖5．5直接找正安裝和劃線找正安裝

工件的裝夾圖5．6銑鍵槽工序的安裝

工件的裝夾工件的裝夾圖5．7工序基準與定位基準的關(guān)系精基準的選擇圖5.8箱體加工的精基準選擇精基準的選擇圖5．9床身加工粗基準的選擇(動畫)粗基準的選擇圖5．10以不加工表面為粗基準粗基準的選擇加工方法的選擇圖5．7外圓表面加工方案及其經(jīng)濟精度加工方案經(jīng)濟精度公差等級表面粗糙度Ra（μm）適用范圍粗車└→半精車└→精車└→滾壓（或拋光）ITll～13IT8～9IT7～8IT6～750～1003．2～6．30．

8～1．60．08～2．0適用于除淬火鋼以外的金屬材料粗車→半精車→磨削└→粗磨→精磨└→超精磨IT6～7IT5～7IT50．

40～0．800．

10～0．400．012～0．10除不宜用于有色金屬外，主要適用于淬火鋼件的加工粗車→半精車→精車→金剛石車IT5～60．025～0．40主要用于有色金屬粗車→半精車→粗磨→精磨→鏡面磨└→精車→精磨→研磨└→粗研→拋光IT5以上IT5以上IT5以上0．025～0．200．05～0．100．025～0．40主要用于高精度要求的鋼件加工加工方法的選擇圖5．8內(nèi)孔表面加工方案及其經(jīng)濟特度加工方案經(jīng)濟精度公差等級表面粗糙度Ra（μm）適用范圍鉆├→擴│├→鉸│└→粗鉸→精鉸├────────→鉸└──────────→粗鉸→精鉸ITll～13ITl0～11IT8～9IT7～8IT8～9IT7～8≥5025～501．60～3．200．80～1．601．60～3．200．80～1．60加工未淬火鋼及其鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬（所得表面粗糙度Ra值稍大）鉆→（擴）→拉IT7～80．80～1．60大批、大量生產(chǎn)（精度可由拉刀精度而定），如校正拉削后，則Ra可降低到0．40～0．20粗鏜（擴）─→半精鏜─→磨└→精鏜（或鉸）└→浮動鏜ITll～13IT8～9IT7～8IT6～725～501．60～3．200．80～1．600．20～0．40除淬火鋼外的各種鋼材，毛坯上已有鑄出或鍛出的孔粗鏜（擴）─→半精鏜─→磨└→粗磨─→精磨IT7～8IT6～70．

20～0．800．10～0．20主要用于淬火鋼，不宜用于有色金屬粗磨→半精磨→精磨→金剛鏜IT6～70．05～0．20主要用于精度要求高的有色金屬鉆→（擴）→粗鉸→精鉸→└→拉→珩磨粗鏜→半精鏜→精鏜→珩磨IT6～7IT6～7IT6～70．025～0．200．025～0．200．025～0．20精度要求很高的孔，若以研磨代替珩磨，精度可