機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

第一節(jié)概述一、什么是機(jī)械加工工藝規(guī)程?是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關(guān)生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行、認(rèn)真貫徹的紀(jì)律性文件。工藝規(guī)程由一個(gè)或若干個(gè)順序排列的工序組成二、機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用？（1）工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)條件。（2）工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理工作的依據(jù)。（3）工藝規(guī)程是新建或擴(kuò)建工廠及車間的基本資料。三、制訂工藝規(guī)程所需的原始資料？①產(chǎn)品的全套裝配圖和零件工作圖②產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)③產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)④毛坯資料⑤現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件⑥應(yīng)盡可能多了解新工藝、新方法四、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則？①技術(shù)要求必須保證②生產(chǎn)綱領(lǐng)要能夠滿足③工藝成本最低④盡量減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度五、設(shè)計(jì)工藝規(guī)程的步驟？①閱讀圖紙；了解產(chǎn)品、熟悉零件②工藝審查③選擇毛坯④擬定機(jī)械加工工藝路線⑤確定設(shè)備和相應(yīng)的工藝裝備⑥確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法⑦確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸和公差。⑧確定切削用量⑨確定時(shí)間定額⑩填寫工藝文件第二節(jié)工藝路線的制訂制訂工藝路線考慮的主要問題？（1）怎樣選擇定位基準(zhǔn)？（2）怎樣確定加工方法？（3）怎樣安排加工順序、熱處理工序、檢驗(yàn)等其他工序？一、定位基準(zhǔn)的選擇?粗基準(zhǔn)—加工的起始工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準(zhǔn)，則該表面稱為粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)—利用已加工過的表面做為定位基準(zhǔn)。1、粗基準(zhǔn)的選擇A．保證相互位置要求的原則：為保證不加工表面與加工表面之間的相互位置關(guān)系，應(yīng)首先選擇不加工表面作粗基準(zhǔn)，若零件上有多個(gè)不加工表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面相對(duì)位置要求較高的不加工表面為粗基準(zhǔn)。B．合理分配加工余量的原則：對(duì)于具有較多加工平面的工件，粗基準(zhǔn)選擇時(shí)，應(yīng)考慮合理地分配各表面的加工余量。a.應(yīng)保證各加工表面有足夠的余量應(yīng)選擇毛坯余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)b.對(duì)于某些重要表面，為了盡可能使其加工余量均勻，應(yīng)選擇該主要毛坯面作粗基準(zhǔn)。C.便于裝夾工件的原則：為了使定位穩(wěn)定、可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)不是分型面，應(yīng)盡可能平整光潔，且有足夠大的尺寸。D．不得重復(fù)使用的原則：同一方向上的粗基準(zhǔn)原則上只允許使用一次，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)本身都是未經(jīng)加工的表面，精底低，表面粗糙度數(shù)值大，在不同工序中重復(fù)使用同一尺寸方向上的粗基準(zhǔn)，則不能保證被加工面之間的相互位置精度。2、精基準(zhǔn)的選擇A．基準(zhǔn)重合原則：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。B．基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：盡可能在多數(shù)工序中采用此基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，稱為“基準(zhǔn)統(tǒng)一”可以各個(gè)工序中采用的夾具統(tǒng)一，可減少設(shè)計(jì)和制造夾具的時(shí)間和費(fèi)用，提高生產(chǎn)率。C．便于裝夾原則：保證工件定位穩(wěn)定，準(zhǔn)確，夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單操作方便D．互為基準(zhǔn)原則：為了獲得均勻的加工余量及較高的相互位置精度，可采用互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則E．自為基準(zhǔn)原則：當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量小而均勻時(shí)，可選擇加工面本身為精基準(zhǔn)，以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率。粗基準(zhǔn)選擇案例精基準(zhǔn)選擇案例支架零件加工粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)選擇案例

二、怎樣確定加工方法？加工方法的選擇主要與以下因素有關(guān)：（1）零件上的加工表面的種類（2）零件的材料及毛坯（3）零件的結(jié)構(gòu)形式及大?。?）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（5）零件上加工表面的技術(shù)要求（6）工廠的現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備當(dāng)以上條件明確后，要準(zhǔn)確選擇出加工方法，必須熟悉一下幾個(gè)問題：1、各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度經(jīng)濟(jì)加工精度：是指在正常的加工條件下，（包括完好的機(jī)床設(shè)備、必要的工藝裝備、標(biāo)準(zhǔn)的工人技術(shù)等級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)的耗用時(shí)間和生產(chǎn)費(fèi)用）所能達(dá)到的加工精度和表面質(zhì)量。加工精度和加工成本的關(guān)系

2、熟悉各種機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)3、了解各種典型表面的加工工藝方案外圓的主要加工方案1、粗車尺寸公差等級(jí)低于IT11,表面粗糙度Ra值大于12.5um外圓。2、粗車—半精車3、粗車—半精車—精車（主要針對(duì)半精車后沒有淬火的鋼件）4、粗車—半精車—精車—精細(xì)車（主要針對(duì)有色金屬）5、粗車—半精車—磨削（主要針對(duì)半精車后淬火的鋼件）孔加工方案的選擇1）IT10級(jí)以下的孔鉆孔即可2）IT9級(jí)實(shí)體孔孔徑小于10mm，可采用鉆—鉸；孔徑小于30mm，可用鉆模鉆孔，或鉆—擴(kuò)；孔徑大于30，一般采用鉆—粗鏜3）IT8級(jí)實(shí)體孔孔徑小于20mm可采用鉆一鉸；孔徑大于20mm，視具體情況可采用①鉆一擴(kuò)一鉸②鉆—粗鏜—精鏜③鉆—拉④淬火鋼的終加工采用磨削4）IT7級(jí)實(shí)體孔孔徑小于12mm，一般采用鉆——粗鉸——精鉸孔徑大于12mm，可視具體情況，選擇①鉆——擴(kuò)——粗鉸——精鉸②鉆—拉—精拉③鉆——擴(kuò)（粗鏜）——粗磨——精磨5）IT6級(jí)實(shí)體孔與IT7級(jí)加工順序列相同，再視具體情況分別采用精細(xì)鏜、手鉸、精磨、研磨、珩磨等精細(xì)加工方法。平面加工方案Ⅰ：粗刨、粗銑、初磨、粗車、粗插——加工非接觸平面Ⅱ：粗刨→粗刨→刮研——適合加工未淬硬的各種導(dǎo)向平面Ⅲ：粗車—半精車—磨削——適合于盤套和軸類件端面的加工Ⅳ：初磨—粗磨—精磨——適于毛坯精度較高，余量較?、酰捍帚姟姟咚倬姟猩饘俚牧慵笃矫婕庸あ觯捍植濉濉m合于加工單件小批加工方孔，在鍵孔等內(nèi)平面加工Ⅶ：精度要求更高，表面Ra值要求低，可加研磨。三、怎樣安排工藝順序？1、機(jī)械加工順序的安排原則①先基準(zhǔn)后基它②先面后孔③先主后次④先粗后精綜合以上原則，常見的機(jī)械加工順序?yàn)椋憾ㄎ换鶞?zhǔn)的加工——主要表面的粗加工——次要表面加工——主要表面的半精加工——次要表面加工——修基準(zhǔn)——主要表面的精加工2、熱處理工序的安排熱處理按照其目的不同，分為預(yù)備熱處理和最終熱處理兩大類：①預(yù)備熱處理：正火和退火可以消除毛坯制造時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定金屬組織和改善金屬的切削性能，一般安排在粗加工之前；時(shí)效處理主要用于消除毛坯缺陷和機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，一般安排在粗加工前后進(jìn)行；調(diào)質(zhì)處理可以改善材料的綜合力學(xué)性，能獲得均勻細(xì)致的索氏體組織，為表面淬火和氮化處理作組織準(zhǔn)備。對(duì)硬度和耐磨性要求不高的零件，調(diào)質(zhì)處理可以作為最終熱處理工序，一般安排在粗加工之后，半精加工之前。②最終熱處理：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，常需進(jìn)行預(yù)先正火及調(diào)質(zhì)處理，淬火處理一般安排在精加工或磨削之前進(jìn)行，當(dāng)用高頻淬火時(shí)，也可安排為最終工序。滲碳淬火處理，適用于低碳鋼和低合金鋼，其目的是使零件表層含碳量增加，經(jīng)淬火后可使表層獲得高的硬度和耐磨性，而心部仍可保持一定強(qiáng)度和較高的塑韌性，滲碳淬火一般安排在半精加工之后進(jìn)行。滲氮處理是使氮原子滲入金屬表面，從而獲得一層含氮化合物的處理方法滲氮可提高零件表面的硬度，耐磨性疲勞強(qiáng)度和耐蝕性。滲氮處理溫度低，變形小，應(yīng)盡量靠后安排。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，一般安排在工藝過程最后進(jìn)行。零件機(jī)械加工的一般工藝路線為：毛坯制造——退火或正火——主要表面的粗加工——次要表面的加工——調(diào)質(zhì)（或時(shí)效）——主要表面的半精加工—次要表面加工——淬火（或滲碳淬火）——修基準(zhǔn)——主要表面的精加工。3、輔助工序的安排

檢驗(yàn)是主要的輔助工序，除每道工序由操作者自行檢驗(yàn)外，在粗加工之后，精加工之前，零件轉(zhuǎn)車間前后，重要工序加工前后，以及零件全部加工完成之后，還要安排獨(dú)立的檢驗(yàn)工序。除檢驗(yàn)外，去毛刺工序，清洗、防銹、去磁、平衡等，都是輔助工序。四、工序的集中與分散劃分工序時(shí)有兩種不同的方法，即工序集中和工序分散工序集中：就是將工件的加工集中在幾道工序內(nèi)完成。工序集中的特點(diǎn)：有利于保證各加工面間的相互位置精度、有利于采用高效設(shè)備、節(jié)省裝夾工件時(shí)間、減少工件搬動(dòng)次數(shù)工序分散：就是將工件的加工內(nèi)容分散在較多的工序內(nèi)完成工序分散的特點(diǎn)：各工序使用的設(shè)備和夾具比較簡單、調(diào)整、對(duì)刀比較容易、對(duì)操作工人技術(shù)水平要求低工序集中和分散的程度應(yīng)對(duì)生產(chǎn)規(guī)模，零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，技術(shù)要求和設(shè)備等具體生產(chǎn)條件綜合考慮后決定。五、怎樣劃分加工階段？通常將工藝過程劃分為粗加工，半粗加工，精加工三個(gè)階段，三個(gè)階段的目的不同。粗加工階段的目的：是盡快切除零件各個(gè)表面上的大部分加工余量。半精加工階段的目的：繼續(xù)減少加工余量，為主要表面的精加工作準(zhǔn)備。精加工階段的目的：主要表面達(dá)到技術(shù)要求。精密、光整加工階段的目的：達(dá)到高精度要求。劃分加工階段的原因：①保證加工質(zhì)量②合理使用設(shè)備③便于安排熱處理工序④便于發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，保護(hù)精加工表面。但各要階段劃分不是絕對(duì)的。

第三節(jié)加工余量、工序尺寸及公差的確定一、怎樣確定加工余量？1、加工余量的概念⑴加工余量：從加工表面上切除的金屬層厚度稱為機(jī)械加工余量⑵加工總余量：從要加工的表面上切除全部多余金屬層的厚度⑶工序余量：完成某工序而從某一表面上切除的金屬層厚度

（相鄰兩工序的工序尺寸之差）工序余量有單邊和雙邊余量之分零件非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱表面，其加工余量為單邊余量工序余量Zb=工件某一工序前后尺寸之差Zb=a-b（b-a)零件對(duì)稱結(jié)構(gòu)的對(duì)稱表面，加工余量為雙邊余量對(duì)稱的雙邊余量：軸：2Zb=da-db孔：2Zb=db-da因?yàn)槌叽绲募庸ふ`差，加工余量是變動(dòng)的，因此加工余量又有公稱（或基本）加工余量，最大加工余量和最小加工余量之分。公稱加工余量：前工序與本工序基本尺寸之差（通常情況下，指加工余量或手冊(cè)中查到的加工余量）最小加工余量：對(duì)包容面，等于本工序最小工序尺寸與前工序最大工序尺寸之差；對(duì)被包容面，等于前工序最小工序尺寸與本工序最大工序尺寸之差。最大加工余量：對(duì)包容面，等于本工序最大工序尺寸與前工序最小工序尺寸之差；對(duì)被包容面，等于前工序最大工序尺寸與本工序最小工序尺寸之差；公差帶尺寸的標(biāo)注：工序尺寸公差帶，一般按規(guī)定“單向入體”原則，即：對(duì)被包容面，工序基本尺寸為最大極限尺寸，上偏差為零對(duì)包容面，工序基本尺寸即為最小極限時(shí)，下偏差為零孔與孔（或平面）之間的距離尺寸應(yīng)按對(duì)稱分布標(biāo)注毛坯尺寸通常是正負(fù)分別標(biāo)注的

加工余量和加工尺寸分布圖2．影響加工余量的因素（1）前工序的表面粗糙度Ra和表面缺陷層深度Ha。（2）前工序的尺寸公差Ta（3）前工序的相互位置偏差ρa(bǔ)（4）本工序的加工時(shí)的安裝誤差εb3．確定加工余量的方法（1）計(jì)算法非對(duì)稱加工面（如平面）Zb≥Ta+(Ra+Ha)+對(duì)稱加工面（如軸或孔）說明：（a）兩個(gè)基本公式應(yīng)用時(shí)可根據(jù)具體加工條件簡化（b）光整加工主要是降低表面粗糙度值。加工余量只需要去掉前工序Ra值就行。（2）查表修正法

（3）經(jīng)驗(yàn)估算法六、工序尺寸的確定（如何正確地確定工序尺寸及其公差）工序尺寸及其公差的確定，不僅取決于設(shè)計(jì)尺寸及加工余量，而且還與工序尺寸的標(biāo)注方法以及定位基準(zhǔn)的選擇和轉(zhuǎn)換有關(guān)。因此，計(jì)算工序尺寸時(shí)應(yīng)根據(jù)不同情況采用不同的方法。外圓，內(nèi)孔和某些平面的加工，其定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，同一表面需經(jīng)過多道工序加工才能達(dá)到圖紙要求。此時(shí)，各工序尺寸及公差取決于各工序的加工余量及加工精度。計(jì)算方法：①先確定各工序的基本余量和各工序加工的經(jīng)濟(jì)精度，②然后根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸和各工序余量，從后向前推算各工序基本尺寸，直到毛坯尺寸，再將各工序尺寸的公差按“單向入體原則”標(biāo)注。案例：材料45鋼，毛坯是熱軋棒料，毛坯尺寸：φ34±0.5公差等級(jí)公差Ra值工余尺寸及公差：粗車：余量2.6IT13.0.3912.5φ31.4-0.39半精車：1.0IT100.103.2φ30.4-0.10半精磨：0.25IT80.0390.4φ30.15-0.039精磨：0.15IT60.0130.2φ30-0.013說明：（1）粗車余量一般在表中無法查出，是通過毛坯余量減去其余工序余量之和計(jì)算出來的。（2）根據(jù)余量，可向前推出各工序尺寸，各工序尺寸公差按“單向入體原則”標(biāo)（3）毛坯的余量及毛坯公差根據(jù)毛坯生產(chǎn)類型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及生產(chǎn)廠的具體條件參照有關(guān)毛坯手冊(cè)。第四節(jié)工藝尺寸鏈一、工藝尺寸鏈的定義1．尺寸鏈——互相聯(lián)系，且按一定順序排列的封閉的尺寸圖形。2．工藝尺寸鏈——在機(jī)械加工過程中，同一個(gè)工件的各有關(guān)工藝尺寸所組成的尺寸鏈。自然形成的尺寸直接獲得的尺寸3.尺寸鏈的特征

(1)封閉性：尺寸鏈的各尺寸應(yīng)構(gòu)成封閉形式,并且是按照一定順序首尾相接的。

(2)關(guān)聯(lián)性：尺寸鏈中的任何一個(gè)尺寸變化都將直接影響其它尺寸的變化。二、工藝尺寸鏈的組成1、環(huán)——尺寸鏈中的每一個(gè)尺寸稱為尺寸鏈中的環(huán)。2、環(huán)的分類：環(huán)可分為封閉環(huán)和組成環(huán)，組成環(huán)又分為增環(huán)和減環(huán)。3、封閉環(huán)——加工過程中最后自然形成的尺寸，稱為封閉環(huán)，用AO表示，一個(gè)尺寸鏈中只能有一個(gè)封閉環(huán)。4、組成環(huán)——加工過程中直接獲得的尺寸稱為組成環(huán)，又分為增環(huán)和減環(huán)。（1）增環(huán)——尺寸鏈的組成環(huán)中，若其它組成環(huán)不變，該環(huán)增大時(shí)，引起封閉環(huán)相應(yīng)增大，則該組成環(huán)稱為增環(huán)。用表示。（2）減環(huán)——尺寸鏈的組成環(huán)中，若其它組成環(huán)不變，該環(huán)增大時(shí)，引起封閉環(huán)的相應(yīng)減小，則該組成環(huán)稱為減環(huán)。用表示三、增減環(huán)的判定方法對(duì)于環(huán)數(shù)較少的尺寸鏈，可以用增減環(huán)的定義來判別組成環(huán)的增減性質(zhì)。對(duì)環(huán)數(shù)較多的尺寸鏈，可在尺寸鏈圖上，先假設(shè)封閉環(huán)為減環(huán)方向，沿減環(huán)方向繞尺寸鏈回路一圈，順次給每一個(gè)環(huán)畫出箭頭，所得的即為各組成環(huán)的方向。（如圖）四、工藝尺寸鏈的建立工藝尺寸鏈的核心問題：找出工藝尺寸之間的內(nèi)在聯(lián)系。1．封閉環(huán)的確定：封閉環(huán)不是在加工過程中直接找到的，而是通過其它工序尺寸間接獲得的，它隨著零件加工工藝方案的變化而變化必須根據(jù)零件的具體加工方案仔細(xì)分析2．組成環(huán)的查找:組成環(huán)的基本特點(diǎn)：加工過程中直接獲得。而且對(duì)封閉環(huán)有影響的工序尺寸。[一般是指從定位基準(zhǔn)面（或測(cè)量基準(zhǔn)面）到加工面之間的