第3章-機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂

28十二月20231第3章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂3.1基本概念

3.1.1生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程：將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返南嚓P(guān)聯(lián)的全過(guò)程。包括原材料的運(yùn)輸、保管，生產(chǎn)準(zhǔn)備、毛坯制造、零件加工、熱處理、裝配、檢驗(yàn)、調(diào)試、油漆、包裝等。工藝過(guò)程和工藝流程工藝過(guò)程：按一定順序逐漸改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、位置和性質(zhì)，使之成為預(yù)期產(chǎn)品的主要過(guò)程。主要包括熱加工、冷加工及裝配等過(guò)程。工藝流程：零件依次通過(guò)的全部加工過(guò)程，又稱(chēng)為工藝路線(xiàn)。12/28/20232南京哩工大學(xué)工藝過(guò)程的組成（1）工序：工人、機(jī)床或地點(diǎn)、工件不變時(shí)完成的那部分工藝過(guò)程。（2）工步：加工表面、切削工具、切削用量不變時(shí)完成的那部分工藝過(guò)程。（3）走刀：切削刀具在加工表面切削一次完成的工藝過(guò)程。（4）安裝：工件在機(jī)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(jī)床的可動(dòng)部分一起相對(duì)機(jī)床固定部分所占據(jù)的每以為直說(shuō)連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程。通常多工位多刀具加工被看作一個(gè)工步，稱(chēng)為復(fù)合工步。12/28/20233南京哩工大學(xué)機(jī)械加工工藝系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)

機(jī)械加工工藝系統(tǒng)：由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成機(jī)械制造系統(tǒng)：整個(gè)車(chē)間生產(chǎn)系統(tǒng)：整個(gè)工廠(chǎng)12/28/20234南京哩工大學(xué)零件年生產(chǎn)綱領(lǐng)：N=Q×n×(1+α)×(1+β)Q---產(chǎn)品年生產(chǎn)綱領(lǐng)，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(lǐng)和生產(chǎn)類(lèi)型生產(chǎn)類(lèi)型：根據(jù)產(chǎn)品零件大小和生產(chǎn)綱領(lǐng)劃分。生產(chǎn)綱領(lǐng)：根據(jù)國(guó)家計(jì)劃（市場(chǎng)需求）和企業(yè)生產(chǎn)能力編制的企業(yè)在計(jì)劃期（通常是一年）內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。

12/28/20235南京哩工大學(xué)工藝文件3.1.3機(jī)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(shù)文件l

工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的依據(jù)l

是新建和擴(kuò)建加工車(chē)間時(shí)的主要技術(shù)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(lǐng)l

毛坯的生產(chǎn)情況l

工廠(chǎng)現(xiàn)有生產(chǎn)條件l

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

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計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型l

對(duì)零件進(jìn)行工藝分析l

確定零件的毛坯種類(lèi)、形狀、尺寸和精度l

擬定工藝路線(xiàn)：選基準(zhǔn)、確定加工方法、加工順序l

確定確定工序所用設(shè)備：

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

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確定工序的工藝準(zhǔn)備：選工裝（夾具、刀具、量具）l

確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差l

確定各工序的切削用量l

確定時(shí)間定額l

填寫(xiě)工藝文件12/28/20237南京哩工大學(xué)3.2毛坯的確定3.2.1確定毛坯種類(lèi)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(xué)l

選擇毛坯應(yīng)考慮的因素3.2.2確定毛坯的形狀毛坯形狀應(yīng)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(jī)械性能（2）生產(chǎn)綱領(lǐng)的大?。?）工廠(chǎng)毛坯的生產(chǎn)條件和技術(shù)水平及可能性、經(jīng)濟(jì)性。12/28/20239南京哩工大學(xué)3.3零件的結(jié)構(gòu)工藝性

3.3.1零件結(jié)構(gòu)工藝性的基本概念l

零件結(jié)構(gòu)工藝性：零件制造、裝配、維修的難易程度，是評(píng)價(jià)零件結(jié)構(gòu)優(yōu)劣的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。l

衡量零件結(jié)構(gòu)工藝性的依據(jù)（1）零件結(jié)構(gòu)通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的程度；（2）零件加工工藝復(fù)雜程度及經(jīng)濟(jì)性；（3）材料的利用率；（4）加工面積的大小和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工的可能性。l

結(jié)構(gòu)工藝性是相對(duì)的，與生產(chǎn)規(guī)模、設(shè)備條件、技術(shù)水平等因素密切相關(guān)12/28/202310南京哩工大學(xué)3.3.2切削加工對(duì)零件結(jié)構(gòu)工藝性要求l

提高零件結(jié)構(gòu)工藝性的原則

（1）在保證零件剛度、強(qiáng)度等條件下減輕零件的重量和體積，以節(jié)省材料，方便儲(chǔ)運(yùn)。具體設(shè)計(jì)方法：合理運(yùn)用加強(qiáng)筋等。（2）有利于保證加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性，保證加工質(zhì)量，提高加工效率。具體設(shè)計(jì)方法：簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、減小加工面積、工件便于安裝定位、加工和測(cè)量、滿(mǎn)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(xiàn)必須是直線(xiàn)；銑刀圓弧，內(nèi)凹處不能是尖角。12/28/202311南京哩工大學(xué)l

提高零件結(jié)構(gòu)工藝性的原則

（3）零件結(jié)構(gòu)要素標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，以簡(jiǎn)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(guò)程。（5）把先進(jìn)的工藝方法與工廠(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)條件結(jié)合起來(lái)。12/28/202312南京哩工大學(xué)圖例：便于加工12/28/202313南京哩工大學(xué)圖：刀具結(jié)構(gòu)影響12/28/202314南京哩工大學(xué)3.3.3裝配工藝對(duì)零件結(jié)構(gòu)工藝性的要求

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改善機(jī)器結(jié)構(gòu)的裝配工藝性的原則（1）機(jī)器結(jié)構(gòu)應(yīng)能分解成為獨(dú)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(yīng)便于裝配和調(diào)整、減輕勞動(dòng)量。（3）零件數(shù)量、規(guī)格減小，簡(jiǎn)化裝配結(jié)構(gòu)。（4）有利于達(dá)到和提高裝配質(zhì)量要求。12/28/202315南京哩工大學(xué)3.4定位基準(zhǔn)的選擇3.4.1基準(zhǔn)的概念及分類(lèi)：基準(zhǔn)：用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的點(diǎn)、線(xiàn)、面?；?基準(zhǔn)不一定具體可見(jiàn)（如孔的中心線(xiàn)等），在零件上通常是通過(guò)有關(guān)具體表面表現(xiàn)出來(lái)的，這些表面稱(chēng)為基面?；鶞?zhǔn)的分類(lèi)：

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：圖樣上標(biāo)注的起點(diǎn)。工藝基準(zhǔn)：裝配基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)：工序圖中用來(lái)確定本工序加工表面形狀、尺寸、位置的基準(zhǔn)。12/28/202316南京哩工大學(xué)l

粗基準(zhǔn)的選擇選擇原則：1）選重要表面位為粗基準(zhǔn)，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(zhǔn)，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(zhǔn)，保證各表面有足夠的加工余量。3.4.2定位基準(zhǔn)的選擇4）選寬大平整的表面為粗基準(zhǔn)，保證安裝穩(wěn)定可靠。5）粗基準(zhǔn)只能使用一次（同一尺寸方向）。

12/28/202317南京哩工大學(xué)l

精基準(zhǔn)的選擇原則

保證加工精度，同時(shí)考慮安裝準(zhǔn)確可靠和方便，加劇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。應(yīng)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(zhǔn)，一方面減小基準(zhǔn)位移誤差，另一方面方便于裝夾。（1）基準(zhǔn)重合原則：定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)（工序）基準(zhǔn)重合，以避免基準(zhǔn)不重合誤差。（4）互為基準(zhǔn)原則：為了使加工表面間有較高的位置精度，采用相應(yīng)的表面為基準(zhǔn)反復(fù)加工。（5）應(yīng)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(zhǔn)，一方面減小基準(zhǔn)位移誤差，另一方面方便于裝夾。（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：多個(gè)表面的加工采用同一個(gè)定位基準(zhǔn)，保證各表面間的位置精度。（3）自為基準(zhǔn)原則：以加工表面自身為定位基準(zhǔn)。一般用于精度較高而余量較小的場(chǎng)合及拉削加工（保護(hù)拉刀）等。12/28/202318南京哩工大學(xué)3.5工藝路線(xiàn)的擬定3.5.1表面加工方法的選擇考慮的主要因素：l

應(yīng)選擇相應(yīng)的獲得經(jīng)濟(jì)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(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小l

要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求l

要考慮工廠(chǎng)的現(xiàn)有設(shè)備情況和技術(shù)條件12/28/202319南京哩工大學(xué)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(yīng)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(shí)處理；便于合理選用設(shè)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(xué)l

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

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

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工序分散的特點(diǎn)（1）機(jī)床、刀具、夾具等結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便；（2）生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量小，加工過(guò)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(shè)備數(shù)目多，工藝路線(xiàn)長(zhǎng)，操作工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大。12/28/202322南京哩工大學(xué)l

工序集中的特點(diǎn)（1）有利于采用高效專(zhuān)用機(jī)床和工藝裝備，生產(chǎn)效率高。（2）工序數(shù)目少，工藝路線(xiàn)短，便于生產(chǎn)計(jì)劃和管理。（3）設(shè)備數(shù)量少，相應(yīng)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(shí)間，提高了加工面間的位置精度。（5）專(zhuān)用設(shè)備、工藝裝備投資大，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大，產(chǎn)品調(diào)整困難。12/28/202323南京哩工大學(xué)l

單邊余量：非對(duì)稱(chēng)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(biāo)注，而在毛坯的尺寸公差一般采用雙向標(biāo)注。3.6工序設(shè)計(jì)

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(guò)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(shè)計(jì)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(xué)?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(jì)算法

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經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法

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查表法12/28/202325南京哩工大學(xué)?基準(zhǔn)重合時(shí)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(jì)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(jī)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(chēng)工序余量工序所能達(dá)精度工序尺寸工序尺寸及偏差浮動(dòng)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(xué)?基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及其公差的確定采用尺寸鏈進(jìn)行分析計(jì)算圖表跟蹤法12/28/202327南京哩工大學(xué)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(guān)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(xué)l

尺寸鏈圖作法：

（1）找封閉環(huán)(一個(gè)尺寸鏈只有一個(gè))；（2）從封閉環(huán)開(kāi)始按零件相關(guān)表面間的聯(lián)系畫(huà)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(kāi)始用箭頭首尾相接各尺寸環(huán)；（4）標(biāo)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(xué)圖示工件加工時(shí)，先加工工件長(zhǎng)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(zhǎng)和大孔深度決定的，故小孔的深度即為封閉環(huán)。測(cè)量時(shí)，小孔的深度無(wú)法直接檢測(cè)，一般先檢測(cè)工件長(zhǎng)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(shè)計(jì)時(shí)大孔的深度未標(biāo)注，是由工件長(zhǎng)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(xué)3.7.3尺寸鏈的基本計(jì)算式計(jì)算方法有極值法和概率法兩種，要求掌握極值法計(jì)算?；竟綖椋簂

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(xué)l

實(shí)例設(shè)計(jì)時(shí)：12/28/202332南京哩工大學(xué)加工及測(cè)量時(shí)：12/28/202333南京哩工大學(xué)l

豎式計(jì)算法：

增環(huán)尺寸和偏差照抄，減環(huán)尺寸變號(hào)且上下偏差對(duì)調(diào)、變號(hào)，最后求代數(shù)和得出封閉環(huán)的尺寸及偏差?；境叽鏐SBX增環(huán)

減環(huán)

封閉環(huán)