第3章-機械加工工藝規(guī)程的制訂

28十二月20231第3章機械加工工藝規(guī)程的制訂3.1基本概念

3.1.1生產(chǎn)過程和工藝過程生產(chǎn)過程：將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返南嚓P聯(lián)的全過程。包括原材料的運輸、保管，生產(chǎn)準備、毛坯制造、零件加工、熱處理、裝配、檢驗、調(diào)試、油漆、包裝等。工藝過程和工藝流程工藝過程：按一定順序逐漸改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、位置和性質(zhì)，使之成為預期產(chǎn)品的主要過程。主要包括熱加工、冷加工及裝配等過程。工藝流程：零件依次通過的全部加工過程，又稱為工藝路線。12/28/20232南京哩工大學工藝過程的組成（1）工序：工人、機床或地點、工件不變時完成的那部分工藝過程。（2）工步：加工表面、切削工具、切削用量不變時完成的那部分工藝過程。（3）走刀：切削刀具在加工表面切削一次完成的工藝過程。（4）安裝：工件在機床上定位夾緊一次成為一次安裝。（5）工位：一次裝夾后，工件與夾具或機床的可動部分一起相對機床固定部分所占據(jù)的每以為直說連續(xù)完成的那部分工藝過程。通常多工位多刀具加工被看作一個工步，稱為復合工步。12/28/20233南京哩工大學機械加工工藝系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)

機械加工工藝系統(tǒng)：由機床、夾具、刀具和工件組成機械制造系統(tǒng)：整個車間生產(chǎn)系統(tǒng)：整個工廠12/28/20234南京哩工大學零件年生產(chǎn)綱領：N=Q×n×(1+α)×(1+β)Q---產(chǎn)品年生產(chǎn)綱領，n---產(chǎn)品中該零件件數(shù)α---備品率β---廢品率3.1.2生產(chǎn)綱領和生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型：根據(jù)產(chǎn)品零件大小和生產(chǎn)綱領劃分。生產(chǎn)綱領：根據(jù)國家計劃（市場需求）和企業(yè)生產(chǎn)能力編制的企業(yè)在計劃期（通常是一年）內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。

12/28/20235南京哩工大學工藝文件3.1.3機械加工工藝規(guī)程工藝文件★工藝規(guī)程的作用l

是組織生產(chǎn)的主要技術文件l

工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備工作的依據(jù)l

是新建和擴建加工車間時的主要技術文件★制訂工藝規(guī)程的原始資料l

零件的零件圖和產(chǎn)品的裝配圖l

產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領l

毛坯的生產(chǎn)情況l

工廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件l

先進工藝及生產(chǎn)技術的發(fā)展情況12/28/20236南京哩工大學★制訂機械加工工藝規(guī)程的步驟

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計算年生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型l

對零件進行工藝分析l

確定零件的毛坯種類、形狀、尺寸和精度l

擬定工藝路線：選基準、確定加工方法、加工順序l

確定確定工序所用設備：

（1）加工范圍與工件尺寸相適應（2）加工精度與工序要求相適應（3）機床效率與生產(chǎn)類型相適應

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確定工序的工藝準備：選工裝（夾具、刀具、量具）l

確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差l

確定各工序的切削用量l

確定時間定額l

填寫工藝文件12/28/20237南京哩工大學3.2毛坯的確定3.2.1確定毛坯種類l

常用毛坯（1）型材：圓棒料、板材、異型材等（2）鑄件：砂鑄、永久型鑄、離心鑄造、熔模（精密）鑄造、壓鑄等（3）鍛件：自由鍛、模鍛、精鍛（4）焊接件（5）沖壓件（6）冷擠壓件（7）粉末冶金件12/28/20238南京哩工大學l

選擇毛坯應考慮的因素3.2.2確定毛坯的形狀毛坯形狀應力求接近零件形狀毛坯形狀還要便于加工，保證加工質(zhì)量（1）零件的材料及其機械性能（2）生產(chǎn)綱領的大小（3）工廠毛坯的生產(chǎn)條件和技術水平及可能性、經(jīng)濟性。12/28/20239南京哩工大學3.3零件的結構工藝性

3.3.1零件結構工藝性的基本概念l

零件結構工藝性：零件制造、裝配、維修的難易程度，是評價零件結構優(yōu)劣的重要技術經(jīng)濟指標。l

衡量零件結構工藝性的依據(jù)（1）零件結構通用化、標準化、系列化的程度；（2）零件加工工藝復雜程度及經(jīng)濟性；（3）材料的利用率；（4）加工面積的大小和實現(xiàn)自動化加工的可能性。l

結構工藝性是相對的，與生產(chǎn)規(guī)模、設備條件、技術水平等因素密切相關12/28/202310南京哩工大學3.3.2切削加工對零件結構工藝性要求l

提高零件結構工藝性的原則

（1）在保證零件剛度、強度等條件下減輕零件的重量和體積，以節(jié)省材料，方便儲運。具體設計方法：合理運用加強筋等。（2）有利于保證加工的可能性和經(jīng)濟性，保證加工質(zhì)量，提高加工效率。具體設計方法：簡化結構、減小加工面積、工件便于安裝定位、加工和測量、滿足工種工藝的要求等。例如：螺紋退刀槽、砂輪越程槽、刨、插退刀槽刀具形狀影響：鉆孔頂角、不能在斜面上鉆孔，出口也不能是斜面、孔軸線必須是直線；銑刀圓弧，內(nèi)凹處不能是尖角。12/28/202311南京哩工大學l

提高零件結構工藝性的原則

（3）零件結構要素標準化、系列化，以簡化工藝裝備（刀具、夾具、量具及輔具等）。（4）合理規(guī)定尺寸精度、表面粗糙度要求及主要件的性能參數(shù)，以縮短加工過程。（5）把先進的工藝方法與工廠實際生產(chǎn)條件結合起來。12/28/202312南京哩工大學圖例：便于加工12/28/202313南京哩工大學圖：刀具結構影響12/28/202314南京哩工大學3.3.3裝配工藝對零件結構工藝性的要求

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改善機器結構的裝配工藝性的原則（1）機器結構應能分解成為獨立裝配單元，以便于組織平行的流水裝配作業(yè)，縮短裝配周期。（2）應便于裝配和調(diào)整、減輕勞動量。（3）零件數(shù)量、規(guī)格減小，簡化裝配結構。（4）有利于達到和提高裝配質(zhì)量要求。12/28/202315南京哩工大學3.4定位基準的選擇3.4.1基準的概念及分類：基準：用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關系所依據(jù)的點、線、面?；?基準不一定具體可見（如孔的中心線等），在零件上通常是通過有關具體表面表現(xiàn)出來的，這些表面稱為基面?；鶞实姆诸悾?/p>

設計基準：圖樣上標注的起點。工藝基準：裝配基準測量基準定位基準工序基準：工序圖中用來確定本工序加工表面形狀、尺寸、位置的基準。12/28/202316南京哩工大學l

粗基準的選擇選擇原則：1）選重要表面位為粗基準，保證各重要加工表面都有足夠的加工余量。

2）選不加工表面為粗基準，保證加工表面與不加工表面之間的相互位置精度。

3）選余量最小的表面為粗基準，保證各表面有足夠的加工余量。3.4.2定位基準的選擇4）選寬大平整的表面為粗基準，保證安裝穩(wěn)定可靠。5）粗基準只能使用一次（同一尺寸方向）。

12/28/202317南京哩工大學l

精基準的選擇原則

保證加工精度，同時考慮安裝準確可靠和方便，加劇結構簡單。應選尺寸精度與形位精度高，表面粗糙度較低，面積較大的面為精基準，一方面減小基準位移誤差，另一方面方便于裝夾。（1）基準重合原則：定位基準與設計（工序）基準重合，以避免基準不重合誤差。（4）互為基準原則：為了使加工表面間有較高的位置精度，采用相應的表面為基準反復加工。（5）應選尺寸精度與形位精度高，表面粗糙度較低，面積較大的面為精基準，一方面減小基準位移誤差，另一方面方便于裝夾。（2）基準統(tǒng)一原則：多個表面的加工采用同一個定位基準，保證各表面間的位置精度。（3）自為基準原則：以加工表面自身為定位基準。一般用于精度較高而余量較小的場合及拉削加工（保護拉刀）等。12/28/202318南京哩工大學3.5工藝路線的擬定3.5.1表面加工方法的選擇考慮的主要因素：l

應選擇相應的獲得經(jīng)濟精度的加工方法l

要考慮工件材料的性質(zhì)l

要考慮工件的結構形狀和尺寸大小l

要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的要求l

要考慮工廠的現(xiàn)有設備情況和技術條件12/28/202319南京哩工大學3.5.2加工順序的安排l

切削加工工序的安排（1）加工階段的劃分，且應遵循先粗后精的原則加工階段：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段、光整加工階段劃分加工階段的目的：保證加工質(zhì)量，提高加工效率；及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并及時處理；便于合理選用設備；便于熱處理工序的安排。（2）先基面后其它表面（3）先面后孔（4）先主后次12/28/202320南京哩工大學l

熱處理工序的安排（1）預處理（2）中間熱處理（3）最終熱處理（4）化學處理和表面處理l

輔助工序的安排（1）檢驗和特種檢驗（2）平衡（3）清洗等12/28/202321南京哩工大學3.5.3工序的集中與分散

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工序分散的特點（1）機床、刀具、夾具等結構簡單，調(diào)整方便；（2）生產(chǎn)準備工作量小，加工過程中調(diào)整少；（3）可以選用最有利的切削用量；（4）工序數(shù)目多，工序加工內(nèi)容少，設備數(shù)目多，工藝路線長，操作工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大。12/28/202322南京哩工大學l

工序集中的特點（1）有利于采用高效專用機床和工藝裝備，生產(chǎn)效率高。（2）工序數(shù)目少，工藝路線短，便于生產(chǎn)計劃和管理。（3）設備數(shù)量少，相應地操作工人少，生產(chǎn)面積小。（4）工件裝夾次數(shù)少，節(jié)省了輔助時間，提高了加工面間的位置精度。（5）專用設備、工藝裝備投資大，生產(chǎn)準備工作量大，產(chǎn)品調(diào)整困難。12/28/202323南京哩工大學l

單邊余量：非對稱表面如平面等的加工余量。本道工序的余量公差等于本道工序與上道工序的尺寸公差之和。TZ=Ts+Tbl

雙邊余量：回轉(zhuǎn)體表面的加工余量。

工序尺寸的公差，一般規(guī)定按“向體原則”單向標注，而在毛坯的尺寸公差一般采用雙向標注。3.6工序設計

3.6.1加工余量的確定?加工余量的概念

加工余量：指加工過程中從加工表面切除的金屬層厚度。

毛坯總余量：毛坯尺寸與零件圖設計尺寸之差。

工序余量：相鄰兩工序的尺寸之差。12/28/202324南京哩工大學?影響加工余量的因素l

上道工序留下的表面粗糙度Ra和表面缺陷層Da，本工序必須切除。l

上道工序的尺寸公差Tal

工件各表面相互位置的空間偏差ρ0l

本道工序的安裝誤差

b?確定加工余量的方法

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計算法

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經(jīng)驗估計法

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查表法12/28/202325南京哩工大學?基準重合時工序尺寸和公差的確定

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確定各工序的加工余量l

計算各工序的尺寸（逆推法）l

確定各工序的尺寸公差及表面粗糙例：某機床主軸孔要求為100+0.035（Ra0.8），毛坯為鑄造孔，確定表中各工序尺寸及偏差。3.6.2工序尺寸的確定工序名稱工序余量工序所能達精度工序尺寸工序尺寸及偏差浮動鏜孔0.1精鏜孔0.5半精鏜孔2.4粗鏜孔5毛坯孔總余量812/28/202326南京哩工大學?基準不重合時工序尺寸及其公差的確定采用尺寸鏈進行分析計算圖表跟蹤法12/28/202327南京哩工大學3.7工藝尺寸鏈

3.7.1工藝尺寸鏈的定義和特征l

工藝尺寸鏈：由相互聯(lián)系的尺寸按一定順序首尾相接排列的尺寸封閉圖l

工藝尺寸鏈的特征：

封閉性關聯(lián)性3.7.2尺寸鏈的組成及尺寸鏈圖l

尺寸鏈的組成12/28/202328南京哩工大學l

尺寸鏈圖作法：

（1）找封閉環(huán)(一個尺寸鏈只有一個)；（2）從封閉環(huán)開始按零件相關表面間的聯(lián)系畫出各組成環(huán)，形成封閉圖形。注意要求其組成環(huán)的數(shù)量最少；（3）從封閉環(huán)開始用箭頭首尾相接各尺寸環(huán)；（4）標明各尺寸環(huán)的性質(zhì)，與封閉環(huán)同向的為減環(huán)，與封閉環(huán)反向的為增環(huán)。12/28/202329南京哩工大學圖示工件加工時，先加工工件長度，再加工小孔，最后加工大孔，控制大孔深度，而小孔深度是由加工工件總長和大孔深度決定的，故小孔的深度即為封閉環(huán)。測量時，小孔的深度無法直接檢測，一般先檢測工件長度和大空深度，小孔深度為自然獲得尺寸，故同樣小孔深度為封閉環(huán)。設計時大孔的深度未標注，是由工件長度核小孔的深度所決定。故它就是封閉環(huán)。12/28/202330南京哩工大學3.7.3尺寸鏈的基本計算式計算方法有極值法和概率法兩種，要求掌握極值法計算。基本公式為：l

封閉環(huán)的基本尺寸：l

封閉環(huán)的公差：l

封閉環(huán)的極限尺寸：l

封閉環(huán)的上、下偏差：12/28/202331南京哩工大學l

實例設計時：12/28/202332南京哩工大學加工及測量時：12/28/202333南京哩工大學l

豎式計算法：

增環(huán)尺寸和偏差照抄，減環(huán)尺寸變號且上下偏差對調(diào)、變號，最后求代數(shù)和得出封閉環(huán)的尺寸及偏差。基本尺寸BSBX增環(huán)

減環(huán)

封閉環(huán)