機(jī)械制造工藝學(xué)-工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1

1、李詩(shī)龍武漢輕工大學(xué).2013年9月1日 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) 摘要介紹制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則、方法和步驟。 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的技術(shù)文件。一般包括下列內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)方法、切削用量、時(shí)間定額等。 技術(shù)人員依據(jù)工件產(chǎn)量、復(fù)雜性、設(shè)備條件、工人技術(shù)狀況確定采用何種工藝過(guò)程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成文件（卡片）用來(lái)指導(dǎo)和約束全企業(yè)的生產(chǎn)行為。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述1 1、它的作用、它的作用是指導(dǎo)生產(chǎn)的法令性文件（每一個(gè)工人的行為被嚴(yán)格地約束著）。是生產(chǎn)組織和管理工作的基本依據(jù)。是

2、新老產(chǎn)品投產(chǎn)前進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備的指南。是新建或擴(kuò)建工廠（或車間）的核算資料。先進(jìn)的規(guī)程，有助于生產(chǎn)同類產(chǎn)品的新建部門作為借鑒，縮短產(chǎn)品的試制過(guò)程，提高工人水平。2、設(shè)計(jì)工藝規(guī)程的原則、設(shè)計(jì)工藝規(guī)程的原則 應(yīng)體現(xiàn)：技術(shù)上具有先進(jìn)性及時(shí)反映國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)水平。如激光技術(shù)在機(jī)械中的應(yīng)用，拉絲?？椎募庸?。經(jīng)濟(jì)上的合理性對(duì)比若干方案，擇優(yōu)使用。如日本戰(zhàn)后瞄準(zhǔn)輕工業(yè)：照相機(jī)材料更新。生產(chǎn)人員的安全性。充分發(fā)揮部門（或單位）的潛力因地制宜，土法上馬。推陳出新，不斷改進(jìn)?；驹瓌t是經(jīng)濟(jì)地滿足使用要求，即在保持質(zhì)量的前提下，實(shí)行低消耗、低成本、高產(chǎn)量。3、制訂工藝規(guī)程的依據(jù)、制訂工藝規(guī)程的依據(jù) （1）產(chǎn)品的全套裝配圖

3、和零件工作圖；（2）產(chǎn)品的驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；（3）產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)；（4）毛坯資料（材料、種類、性能）；（5）工裝資料（工、夾、量、模）；（6）所在部門的現(xiàn)場(chǎng)條件（廠房機(jī)床設(shè)施、工人水平等級(jí)、毛坯生產(chǎn)能力）；（7）國(guó)內(nèi)外的工藝技術(shù)發(fā)展的情況；（8）有關(guān)的工藝手冊(cè)、圖冊(cè)及文獻(xiàn)資料。4、編制工藝規(guī)程的步驟、編制工藝規(guī)程的步驟 （1）審核圖紙：分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。（2）選擇毛坯。（3）選擇定位基準(zhǔn)。（4）擬定工藝路線。（5）確定加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差。（6）選擇各工序的加工設(shè)備、刀具、量具及輔具。（7）確定切削用量，計(jì)算工時(shí)定額。（8）填寫工藝文件。小結(jié)小結(jié) 工藝規(guī)程是指

4、導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件，是生產(chǎn)組織和管理工作的基本依據(jù)，是新擴(kuò)建工廠和車間的基本資料，制訂工藝規(guī)程時(shí)，以優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本、高效為原則，具備各種原始資料，按規(guī)定的步驟進(jìn)行。第二節(jié)第二節(jié) 審核圖紙審核圖紙圖紙是制訂工藝規(guī)程最主要的原始資料，通過(guò)分圖紙是制訂工藝規(guī)程最主要的原始資料，通過(guò)分析零件圖及產(chǎn)品總裝圖、部件裝配圖以及驗(yàn)收標(biāo)析零件圖及產(chǎn)品總裝圖、部件裝配圖以及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，理解零件的功用、結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求。準(zhǔn)，理解零件的功用、結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求。 分析圖紙規(guī)定的技術(shù)要求是否合理，能否在現(xiàn)有設(shè)備、技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)加工，并達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求；零件的結(jié)構(gòu)是否便于加工，便于裝配和便于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，在不影響零件原

5、設(shè)計(jì)性能和作用的前提下，可以在征得設(shè)計(jì)人員同意或經(jīng)過(guò)一定的試驗(yàn)及審批手續(xù)之后，可以對(duì)零件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求作部分修改，以改善加工的工藝性。 第二節(jié)第二節(jié) 零件的工藝分析零件的工藝分析一、讀零件圖一、讀零件圖1、標(biāo)題欄：名稱，材料，圖號(hào)2、視圖：形體結(jié)構(gòu)3、尺寸：大小4、零件的技術(shù)要求分析 （1）加工表面的尺寸精度。 （2）主要加工表面的形狀精度。 （3）主要加工表面之間的相互位置精度。 （4）各加工表面的粗糙度以及表面質(zhì)量方面的要求。 （5）熱處理及其它要求。改進(jìn)示例:方頭銷材料方頭銷材料T8A,方頭部分方頭部分局部淬火局部淬火HRC55-60,直徑直徑為為2H7的小孔在裝配時(shí)與的小孔在裝配時(shí)與

6、另一零件配作。分析上述技術(shù)另一零件配作。分析上述技術(shù)條件是否合理。條件是否合理。顯然顯然,由于零件較小由于零件較小,局部淬火時(shí)局部淬火時(shí),會(huì)整體淬硬會(huì)整體淬硬,則在裝則在裝配時(shí)配時(shí),不能與另一零件配作。不能與另一零件配作。改進(jìn)意見(jiàn)改進(jìn)意見(jiàn):材料改為材料改為20#鋼鋼,方頭局部淬火方頭局部淬火,對(duì)對(duì)2H7的的小孔處鍍銅保護(hù)。改進(jìn)后小孔處鍍銅保護(hù)。改進(jìn)后,既能滿足原要求既能滿足原要求,又能在裝又能在裝配時(shí)配時(shí),能夠與另一零件配作。能夠與另一零件配作。常用材料常用材料金屬：黑色金屬：Q235 20 35 45 Z18-22 不銹鋼不銹鋼 馬氏體不銹鋼：1Cr13 2Cr13 3Cr13 耐腐蝕性差

7、可滲氮、 4Cr13 1Cr17Ni2 9Cr18 氰化處理強(qiáng)度應(yīng)力高 鐵素體不銹鋼：0Cr13 1Cr17 焊接性好 奧氏體不銹鋼：0Cr18Ni9 1Cr18Ni9 耐腐蝕性強(qiáng) 0Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti 鑄不銹鋼： ZG1Cr17 ZG1Cr13 定子 轉(zhuǎn)子 閥體 支承座 ZG1Cr18Ni9Ti 工程鑄鋼 ZG270-500 有色金屬：鋁合金 L1-L6 、 L5-1 銅合金 T2 H62 QSn6.5-0.4非金屬：工程塑料ABS 尼龍66 聚四氟乙烯 有機(jī)玻璃 型材 ：板材 管材 棒料 （圓鋼） 角鋼 槽鋼 方鋼 二、零件的結(jié)構(gòu)工藝性二、零件的結(jié)構(gòu)工藝性1 1、通過(guò)

8、結(jié)構(gòu)分析，選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒?、通過(guò)結(jié)構(gòu)分析，選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒?（1）形體：決定加工方法。 基本表面：內(nèi)孔、外圓、圓錐面、平面等。 特形表面：螺旋面、漸開(kāi)線齒形表面及其它。 （2）尺寸：表面尺寸對(duì)加工方案有重要影響。 （3）加工面的組合：也影響加工工藝。 在機(jī)械制造業(yè)中，通常按照零件結(jié)構(gòu)和工藝過(guò)程的相似性，將各種零件大致分為軸類零件、套筒類零件、盤環(huán)類零件、叉架類零件以及箱體等。2、結(jié)構(gòu)工藝性分析、結(jié)構(gòu)工藝性分析 結(jié)構(gòu)工藝性：是指零件或產(chǎn)品的構(gòu)造在保證使用要求的前提下，制造該零件的可行性和經(jīng)濟(jì)性。即能否以較高的生產(chǎn)率和最低的成本較為方便地制造出來(lái)的一種特征，它建立了結(jié)構(gòu)和工藝之間的關(guān)系。結(jié)構(gòu)工

9、藝性是多方面的，有鑄造工藝性、鍛造工藝性、沖壓工藝性、熱處理工藝性、切削加工工藝性、裝配工藝性等。 由于同一使用功能可以用多種結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于同一使用功能可以用多種結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此選擇的構(gòu)造應(yīng)滿足：便于加工、安裝及維修；因此選擇的構(gòu)造應(yīng)滿足：便于加工、安裝及維修；勞動(dòng)量少；材料消耗量少。勞動(dòng)量少；材料消耗量少。 1、被加工表面的加工可能性。2、保證位置精度的可能性3、零件安裝時(shí)應(yīng)有方便的定位基準(zhǔn)4、加工面的尺寸、形狀和位置應(yīng)便于加工 1）構(gòu)形布局 2）加工面位置 3）多個(gè)加工面位向一致 4）提高加工部分剛度5、減少加工面6、保證裝拆的方便和可行 評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)注意兩方面來(lái)權(quán)衡評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)工藝性

10、，應(yīng)注意兩方面來(lái)權(quán)衡具有綜合性全面考慮毛坯、機(jī)加工、裝配、調(diào)整。其部分的改善可能導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)理方便、合理。具有相對(duì)性生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件不同、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性要求并不一樣（因地制宜）。自行車傳動(dòng)主軸的結(jié)構(gòu)自行車傳動(dòng)主軸的結(jié)構(gòu)小結(jié)小結(jié) 這節(jié)課介紹了零件的工藝分析，從結(jié)構(gòu)分析和技術(shù)要求分析兩方面進(jìn)行，結(jié)構(gòu)方面分析形體、尺寸、加工面的組合、結(jié)構(gòu)工藝性，技術(shù)要求方面分析尺寸、形狀、位置精度、表面質(zhì)量、熱處理及其它要求 。 正確地選擇毛坯是工藝技術(shù)人員應(yīng)高度重視的問(wèn)題。零件加工過(guò)程中工序的內(nèi)容或工序數(shù)目、材料消耗、熱處理方法、零件的制造費(fèi)用等都與毛坯的材料、制造方法，毛坯的誤差與余量有關(guān)。第三節(jié)第三節(jié) 毛坯

11、的選擇毛坯的選擇 一、選擇毛坯的原則一、選擇毛坯的原則1 1、毛坯的制造方法應(yīng)與材料的制造工藝性相適應(yīng)。、毛坯的制造方法應(yīng)與材料的制造工藝性相適應(yīng)。 鑄鐵和鑄鋁、鑄銅等有色金屬材料適合用鑄造獲得毛坯；要求強(qiáng)度鑄鐵和鑄鋁、鑄銅等有色金屬材料適合用鑄造獲得毛坯；要求強(qiáng)度和韌性好的重要鋼質(zhì)零件用鍛造獲得毛坯；焊接是快速獲得毛坯的和韌性好的重要鋼質(zhì)零件用鍛造獲得毛坯；焊接是快速獲得毛坯的方法，但僅適宜于低碳鋼。方法，但僅適宜于低碳鋼。2 2、毛坯的制造方法應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。、毛坯的制造方法應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 大批量生產(chǎn)時(shí)宜采用精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，以減少材料大批量生產(chǎn)時(shí)宜采用精度和生產(chǎn)率高

12、的毛坯制造方法，以減少材料消耗和機(jī)械加工工作量。如用金屬模鑄造、熔模鑄造、模鍛、精鍛消耗和機(jī)械加工工作量。如用金屬模鑄造、熔模鑄造、模鍛、精鍛等方法獲得毛坯。而單件小批量和平時(shí)宜采用精度和生產(chǎn)率均較低等方法獲得毛坯。而單件小批量和平時(shí)宜采用精度和生產(chǎn)率均較低的方法，如用手工造型，自由鍛等方法獲得毛坯。的方法，如用手工造型，自由鍛等方法獲得毛坯。3 3、根據(jù)零件的形狀和尺寸大小確定毛坯。、根據(jù)零件的形狀和尺寸大小確定毛坯。 一般情況下，形狀復(fù)雜尺寸大的毛坯宜采用生產(chǎn)率和精度都較低的一般情況下，形狀復(fù)雜尺寸大的毛坯宜采用生產(chǎn)率和精度都較低的砂型鑄造或自由鍛造；而形狀簡(jiǎn)單、尺寸小的毛坯可以用高精度、

13、砂型鑄造或自由鍛造；而形狀簡(jiǎn)單、尺寸小的毛坯可以用高精度、高生產(chǎn)率（如壓鑄、精密模鍛）的毛坯制造方法；形狀特殊、機(jī)械高生產(chǎn)率（如壓鑄、精密模鍛）的毛坯制造方法；形狀特殊、機(jī)械加工又有困難的小件可用熔模和壓鑄等方法。加工又有困難的小件可用熔模和壓鑄等方法。4 4、根據(jù)工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)毛坯的條件考慮。、根據(jù)工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)毛坯的條件考慮。二、毛坯的種類二、毛坯的種類 機(jī)械加工中常見(jiàn)的毛坯種類有以下幾種：鑄件鑄件：適用于要求形狀復(fù)雜的零件毛坯。鍛件鍛件：適用于要求強(qiáng)度高，形狀比較簡(jiǎn)單的零件。型材型材：熱軋型材用于一般零件的毛坯。冷拉型材尺寸較小，精度較高，適用于制造中小型零件及自動(dòng)機(jī)床上加工。焊接件焊接

14、件：適用于要求縮短生產(chǎn)周期，單件和小批量生產(chǎn)的大件。焊接件須時(shí)效處理方可加工。冷沖壓件冷沖壓件：適用于板料零件，多用于大批量生產(chǎn)的中小零件。其它其它：如工程塑料和粉末冶金材料。1. 1. 鑄件鑄件: :結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件的毛坯結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件的毛坯1) 1) 木模砂型手工造型木模砂型手工造型 鑄件重量不受限制，毛坯的尺寸精度低，加工余量鑄件重量不受限制，毛坯的尺寸精度低，加工余量大，生產(chǎn)效率低，多用于單件小批生產(chǎn)。大，生產(chǎn)效率低，多用于單件小批生產(chǎn)。2 ) 2 ) 消失模鑄造技術(shù)消失模鑄造技術(shù) 消失模造型和真空澆鑄技術(shù)，可以進(jìn)行復(fù)雜消失模造型和真空澆鑄技術(shù)，可以進(jìn)行復(fù)雜形狀鑄件生產(chǎn)。形狀鑄件生產(chǎn)。毛坯的

15、尺寸精度較高，加工余毛坯的尺寸精度較高，加工余量小，生產(chǎn)效率高，多用于單件小批量生產(chǎn)。量小，生產(chǎn)效率高，多用于單件小批量生產(chǎn)。3 ) 3 ) 金屬模砂型機(jī)器造型金屬模砂型機(jī)器造型 鑄件最大重量可達(dá)鑄件最大重量可達(dá)250Kg250Kg，毛坯的尺寸精度高，加，毛坯的尺寸精度高，加工余量小，生產(chǎn)效率高，多用于大批大量生產(chǎn)。工余量小，生產(chǎn)效率高，多用于大批大量生產(chǎn)。4 ) 4 ) 金屬型澆鑄法金屬型澆鑄法 鑄件重量小于鑄件重量小于100 Kg100 Kg，毛坯的尺寸精度高，機(jī)械性，毛坯的尺寸精度高，機(jī)械性能好，多用于大批大量生產(chǎn)。能好，多用于大批大量生產(chǎn)。5 ) 5 ) 離心澆鑄法離心澆鑄法 鑄件重量

16、達(dá)鑄件重量達(dá)200 Kg200 Kg，效率高，材料消耗低，多用于，效率高，材料消耗低，多用于大批大量生產(chǎn)。大批大量生產(chǎn)。6 ) 6 ) 熔模鑄造熔模鑄造多用于形狀復(fù)雜小型零件的毛坯，尺寸精度高，無(wú)多用于形狀復(fù)雜小型零件的毛坯，尺寸精度高，無(wú)需或少許機(jī)械加工，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高。需或少許機(jī)械加工，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高。退 出7 ) 7 ) 壓力鑄造壓力鑄造采用專用設(shè)備把液態(tài)或半液態(tài)的金屬壓入金屬型腔采用專用設(shè)備把液態(tài)或半液態(tài)的金屬壓入金屬型腔而形成的毛坯，多用外形復(fù)雜或薄壁的零件。而形成的毛坯，多用外形復(fù)雜或薄壁的零件。退 出退 出退 出2.2.鍛件鍛件對(duì)強(qiáng)度有一定要求對(duì)強(qiáng)度有一定要求, ,結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單零件的毛坯較簡(jiǎn)單零件的毛坯1) 1) 自由鍛自由鍛 鍛件的形狀鍛件的形狀簡(jiǎn)單，尺寸精度低，加工簡(jiǎn)單，尺寸精度低，加工余量大。余量大。2 ) 2 ) 模鍛模鍛 可鍛出復(fù)雜形狀，鍛件的纖維組織好，尺寸精度高，可鍛出復(fù)雜形狀，鍛件的纖維組織好，尺寸精度高，加工余量小。加工余量小。3 ) 3 ) 精密模鍛精密模鍛 鍛件的尺寸精度高，可直接進(jìn)行精加工。鍛件的尺寸精度高，可直接進(jìn)行精加工。退 出3.3.型材型材 如鋼板，管材，圓鋼等，便于實(shí)現(xiàn)