第一章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂

第一章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂

第一節(jié)機(jī)加工藝過程的基本概念

第二節(jié)制訂機(jī)加工藝規(guī)程的基本原理

第三節(jié)工藝路線擬訂1第一節(jié)機(jī)加工藝過程的基本概念一、生產(chǎn)過程與工藝過程1、生產(chǎn)過程：從原材料轉(zhuǎn)變到成品的全部過程2、工藝過程：生產(chǎn)對(duì)象（原材料，毛坯，零件）所發(fā)生的質(zhì)與量的變化，包括物理，化學(xué)尺寸，形狀，位置，外觀的變化另：生產(chǎn)過程中改變?cè)牧希ɑ虬氤善罚┑男螤睿叽?，性能以及決定零件相互位置的過程，如鍛造，熱處理，機(jī)加，裝配等2機(jī)械制造工藝過程主要內(nèi)容

毛坯和零件成形——鑄造、鍛壓、沖壓、焊接、壓制、燒結(jié)、注塑、壓塑…

機(jī)械加工——切削、磨削、特種加工材料改性與處理——熱處理、電鍍、轉(zhuǎn)化膜、涂裝、熱噴涂…

機(jī)械裝配——把零件按一定的關(guān)系和要求連接在一起，組合成部件和整臺(tái)機(jī)械產(chǎn)品，包括零件的固定、連接、調(diào)整、平衡、檢驗(yàn)和試驗(yàn)等工作3機(jī)械制造工藝方法與分類JB/T5992-92——按大、中、小和細(xì)分類四個(gè)層次劃分

表1-1機(jī)械制造工藝方法類別劃分及代碼（JB/T5992-92）大類中類代碼代碼名稱0123456789中類名稱0鑄造砂型鑄造特種鑄造1壓力加工鍛造軋制沖壓擠壓旋壓拉拔其他2焊接電弧焊電阻焊氣焊壓焊特種焊接釬焊3切削加工刃具加工磨削鉗加工4特種加工電物理加工電化學(xué)加工化學(xué)加工復(fù)合加工其他5熱處理整體熱處理表面熱處理化學(xué)熱處理6覆蓋層電鍍化學(xué)鍍真空沉積熱侵鍍轉(zhuǎn)化膜熱噴涂涂裝其他78裝配包裝裝配試驗(yàn)與檢驗(yàn)包裝9其他粉末冶金冷作非金屬成形表面處理防銹纏繞編織其他4二、工藝過程的組成組成：由若干個(gè)依次排列的工序組成，工序是組成機(jī)加工藝過程的基本單元。工序包含：工位，工步，走刀（工作行程）等。1、工序：指在一個(gè)工作地點(diǎn)（設(shè)備），由一個(gè)工人（或一組）對(duì)一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)）工件連續(xù)完成的工藝過程。一個(gè)零件的工藝過程往往是由若干個(gè)工序組成，若生產(chǎn)規(guī)模不同，工序的劃分以及每道工序包含的加工內(nèi)容不同。5例1：階梯軸的加工單件小批生產(chǎn)：工序內(nèi)容：設(shè)備1、車端面，打中心孔，掉頭，車另一端面打中心孔車床2、車大外圓，倒角，掉頭車小外圓，倒角車床3、鍵槽銑削，去毛刺車床成批生產(chǎn)：

1、銑兩端面，打中心孔銑端面打中心孔機(jī)床

2、車大外圓，倒角車床

3、車小外圓，倒角車床

4、銑鍵槽鍵槽銑床

5、去毛刺鉗工臺(tái)6例2：φ20±0.072×10.8圖1-1階梯軸φ32φ40φ25±0.07φ350-0.0170.80.8354030550150其余倒角1×45°3.22×172、安裝——在一道工序中，工件每經(jīng)一次裝夾后所完成的那部分工序稱為安裝。工件在機(jī)床上從定位到夾緊的過程，一個(gè)工序可以包含多次安裝定位

——使工件在機(jī)床或夾具上占有正確位置夾緊

——對(duì)工件施加一定的外力，使其已確定的位置在加工過程中保持不變8直接找正裝夾（圖1－2）——

精度高，效率低，對(duì)工人技術(shù)水平高劃線找正裝夾（圖1－3）——

精度不高，效率低，多用于形狀復(fù)雜的鑄件夾具裝夾（圖1－4）——

精度和效率均高，廣泛采用工件裝夾方法9工件裝夾圖1-2直接找正安裝毛坯孔加工線找正線圖1-3劃線找正安裝flash10工件裝夾圖1-4工件在夾具上裝夾（滾齒夾具）113、工位——工件在機(jī)床上占據(jù)每一個(gè)位置所完成的那部分工序稱為工位。圖1-5多工位加工1：裝卸工件2：鉆孔3：擴(kuò)孔4：絞孔124、工步——指在加工表面不變、切削刀具不變的情況下所連續(xù)完成的那部分工序。工步是組成工序的基本單元，一個(gè)工序可以包含一個(gè)或幾個(gè)工步

在一個(gè)工步內(nèi)，若有幾把刀具同時(shí)加工幾個(gè)不同表面，稱此工步為復(fù)合工步a）立軸轉(zhuǎn)塔車床的一個(gè)復(fù)合工步b）鉆孔、擴(kuò)孔復(fù)合工步圖1-6復(fù)合工步135、走刀——同一加工表面加工余量較大，可以分作幾次工作進(jìn)給，每次工作進(jìn)給所完成的工步稱為一次走刀

圖1－7以棒料制造階梯軸14綜述：工序是組成工藝過程的基本單元，每一個(gè)工序可以包含一個(gè)或幾個(gè)工步，每個(gè)工步通常包含一次走刀，也可以包含幾次走刀，一個(gè)工序中可多次安裝，或多工位加工。156、機(jī)械裝配工藝過程

機(jī)械裝配工藝過程將組成機(jī)器的零、部件按一定的精度要求和技術(shù)條件連接與固定在一起，構(gòu)成合格機(jī)械產(chǎn)品的過程

機(jī)械裝配工作包括：組裝、部裝、總裝、調(diào)試、檢驗(yàn)、試車、涂裝與包裝等

裝配工序、工步和操作◆裝配工序——在一個(gè)工作地點(diǎn)，由一個(gè)或一組工人所連續(xù)完成的那一部分裝配工作◆裝配工步——裝配工序的組成部分，在裝配工步中，裝配對(duì)象、裝配工具和裝配方法均不改變◆裝配操作——裝配工步中各個(gè)裝配動(dòng)作

16三、生產(chǎn)類型及其對(duì)工藝過程的影響：

1、生產(chǎn)綱領(lǐng)

N=Qn（1+α%）（1+β%）

（1-1）式中Q——產(chǎn)品年產(chǎn)量（件/年）；

n——每臺(tái)產(chǎn)品中該零件數(shù)量（件/臺(tái)）；

α——備品率；

β——廢品率。2、生產(chǎn)類型◆單件小批生產(chǎn)◆批量生產(chǎn)◆大批大量生產(chǎn)

17單件生產(chǎn)：單個(gè)的制造不同結(jié)構(gòu)和不同尺寸的產(chǎn)品，且很少重復(fù)。如：重型機(jī)器制造，專用設(shè)備制造和新產(chǎn)品試制大量生產(chǎn)：產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常重復(fù)的進(jìn)行某一個(gè)零件的某一道工序的加工，:如汽車，拖拉機(jī)，軸承的制造成批生產(chǎn)：當(dāng)產(chǎn)品數(shù)量介于上述兩種生產(chǎn)類型之間時(shí)，則應(yīng)成批生產(chǎn)，一年中分批的制造相同的產(chǎn)品，制造過程有一定的重復(fù)性，如：機(jī)床制造，汽車起重機(jī)的制造批量：每批制造相同產(chǎn)品的數(shù)量根據(jù)批量的不同，又分為小批，中批，大批小批生產(chǎn)與單件生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)相似，大批生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)則接近大量生產(chǎn)，中批生產(chǎn)介于小，大批生產(chǎn)之間183、各類生產(chǎn)的工藝特征（見表1—2）工藝特征生產(chǎn)類型單件小批量生產(chǎn)中批量生產(chǎn)大批大量生產(chǎn)零件互換性無大部有少量鉗工修配基本全有無鉗工修配毛坯鑄件木模手工造型鍛件自由鍛造毛坯精度低余量大部分鑄件金屬模部分鍛件模鍛毛坯精度中余量中鑄件金屬模機(jī)器造型鍛件廣泛模鍛毛坯精度高余量小機(jī)床設(shè)備通用機(jī)床機(jī)群布置部分專用高效機(jī)床專用高效機(jī)床流水布置夾具刀具量具通用部分專用高效專用高效工人技術(shù)要求高一定技術(shù)熟練但技術(shù)低工藝文件過程卡過程卡、關(guān)鍵工序卡過程卡、全部工序卡生產(chǎn)率低中高加工成本高中低19四、時(shí)間定額1、含義：是在一定技術(shù)組織條件下，制訂出來的完成單件產(chǎn)品或某項(xiàng)工作所必須的時(shí)間，是安排生產(chǎn)計(jì)劃，核算成本的重要依據(jù)，也是設(shè)計(jì)或擴(kuò)建工廠時(shí)核算技術(shù)設(shè)備和人員數(shù)量的重要資料，制訂時(shí)防止兩種傾向：一是時(shí)間定額定的過緊，一是定的過松202、組成：完成一個(gè)零件的一個(gè)工序的時(shí)間稱為單件時(shí)間，包括：

基本時(shí)間：直接改變工件的尺寸，形狀及表面質(zhì)量所耗費(fèi)的時(shí)間，根據(jù)切削用量和行程長度來確定，對(duì)于切削加工，基本時(shí)間是切除金屬所耗費(fèi)的機(jī)動(dòng)部分時(shí)間輔助時(shí)間：在各個(gè)工序?yàn)楸ＷC完成基本工作，需要做的輔助動(dòng)作所耗費(fèi)的時(shí)間。包括：裝卸工件，開動(dòng)和停止機(jī)床，測(cè)量工件和進(jìn)刀，退刀工作地點(diǎn)服務(wù)時(shí)間：工人在工作時(shí)間內(nèi)照管工作地點(diǎn)及保持工作狀態(tài)所耗費(fèi)的時(shí)間，包括：加工過程中調(diào)整刀具，休整砂輪，潤滑及察試機(jī)床，清理切削等所耗費(fèi)的時(shí)間，一般按操作時(shí)間的2-7%來計(jì)算休息和自然需要時(shí)間：用于照顧工人休息和生理上的需要而耗費(fèi)的時(shí)間，按2%操作時(shí)間的來計(jì)算21五、工藝過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析工藝成本生產(chǎn)成本——生產(chǎn)一件產(chǎn)品或一個(gè)零件所需費(fèi)用總和工藝成本——生產(chǎn)成本中與工藝過程直接有關(guān)的部分

所謂技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，就是通過比較不同工藝方案的生產(chǎn)成本，選出最經(jīng)濟(jì)的工藝方案。22工藝方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析可變費(fèi)用：與年產(chǎn)量有關(guān)且與之成比例的費(fèi)用，記為CV包括材料費(fèi)CVM，機(jī)床工人工資及工資附加費(fèi)CVP，機(jī)床使用費(fèi)CVE，普通機(jī)床折舊費(fèi)CVD，刀具費(fèi)CVC，通用夾具折舊費(fèi)CVF等CV=CVM+CVP+CVE+CVD+CVC+CVF

（1-2）不變費(fèi)用：與年產(chǎn)量的變化沒有直接關(guān)系的費(fèi)用，記為CN。包括調(diào)整工人工資及工資附加費(fèi)CSP，專用機(jī)床折舊費(fèi)CSD，專用夾具折舊費(fèi)CSF等CN=CSP+CSD+CSF

（1-3）工藝成本可分為兩部分：23◆

零件全年工藝成本（式中N

為零件年產(chǎn)量）：CY=CVN+CN

（1-4）◆

零件單件工藝成本：CP=CV+CN/N

（1-5）

工藝方案比較

比較工藝成本：需評(píng)價(jià)工藝方案均采用現(xiàn)有設(shè)備，或其基本投資相近，直接比較其工藝成本。各方案的臨界年產(chǎn)量NC（圖1-8）計(jì)算如下：（1-6）圖1-8全年工藝成本比較與臨界年產(chǎn)量0方案1CN1CN2NCNCY方案224方案1CN1CN20NCNCY方案2ΔCYNCC圖1-9考慮追加投資的臨界年產(chǎn)量比較投資回收期：當(dāng)對(duì)比的工藝方案基本投資額相差較大時(shí)，應(yīng)考慮不同方案基本投資額的回收期。（1-7）式中τ——投資回收期；

ΔF——基本投資差額；

ΔS——全年生產(chǎn)費(fèi)用節(jié)約額。（1-8）考慮投資回收期的臨界年產(chǎn)量NCC（圖5-51）：25六、機(jī)械加工的經(jīng)濟(jì)精度由于在加工過程中有很多因素影響加工精度，所以同一種加工方法在不同的工作條件下所能達(dá)到的精度是不同的。

加工經(jīng)濟(jì)精度指的是，在正常加工條件下所能保證的加工精度。

某種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度應(yīng)理解為一個(gè)范圍。26

加工誤差與加工成本C成反比關(guān)系。用同一種加工方法，如欲獲得較高的精度，成本就要提高；反之亦然。

圖1-10加工成本與加工誤差之間的關(guān)系27

但上述關(guān)系只是在一定范圍內(nèi)才比較明顯，如圖1-10中之AB段。而A點(diǎn)左側(cè)之曲線幾乎與縱坐標(biāo)平行，即使成本提高的很多，但精度提高得卻很少乃至不能提高。相反，B點(diǎn)右側(cè)曲線幾乎與橫坐標(biāo)平行，即使工件精度要求很低，也必須耗費(fèi)一定的最低成本。典型表面加工方案及經(jīng)濟(jì)精度：見書中有關(guān)表1－7、1－8、1－9。如圖1—10所示：A段精度高成本不經(jīng)濟(jì)；AB段比例適當(dāng)為經(jīng)濟(jì)精度；B段不能滿足加工要求。28經(jīng)濟(jì)精度隨年代增長和技術(shù)進(jìn)步而不斷提高（圖1-11）加工誤差（μm）196010-110-210-319202000102101100年代圖1-11加工精度與年代的關(guān)系一般加工精密加工超精密加工29第二節(jié)制訂機(jī)加工藝規(guī)程的基本原理一、基準(zhǔn)及其選擇二、毛坯的選擇三、加工余量及其確定四、工序集中和工序分散五、工藝分析六、制定工藝規(guī)程的原始資料與制定步驟30一、基準(zhǔn)及其選擇：1、基準(zhǔn)的概念：即根據(jù)，確定加工對(duì)象上幾何要素間幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為基準(zhǔn)。例如：

圖1-11定位支座零件312、基準(zhǔn)的分類1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)——零件圖上確定技術(shù)要求的基準(zhǔn)。2）工藝基準(zhǔn)——制造工藝過程中使用的基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)：工序圖中標(biāo)注加工面加工要求的基準(zhǔn)，即工序尺寸的基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)：工件上用于定位的基準(zhǔn)（面）。度量基準(zhǔn)：檢測(cè)加工要求的基準(zhǔn)，即度量尺寸的基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn)：裝配時(shí)作為根據(jù)的點(diǎn)線面32工藝基準(zhǔn)

圖1-11a支座零件第1工序（車削）33工藝基準(zhǔn)

圖1-11b支座零件第1工序（鉆孔）34圖1-11d支座零件第4工序（磨內(nèi)孔、端面）圖1-11e支座零件第5工序（磨外圓、臺(tái)階面）353、定位基準(zhǔn)的選擇在工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中，正確選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)保證零件加工要求、合理安排加工順序有著至關(guān)重要的影響。定位基準(zhǔn)有精基準(zhǔn)與粗基準(zhǔn)之分，用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。用加工過的表面作定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)成為精基準(zhǔn)。在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)往往先根據(jù)零件的加工要求選擇精基準(zhǔn)，由工藝路線向前反推，最后考慮選用哪一組表面作為粗基準(zhǔn)才能把精基準(zhǔn)加工出來。設(shè)計(jì)過程中：先選擇精基準(zhǔn)，后選擇粗基準(zhǔn)加工過程中：先選擇粗基準(zhǔn)候后選擇精基準(zhǔn)363.1粗基準(zhǔn)的選擇原則

工件加工的第一道工序要用粗基準(zhǔn)，粗基準(zhǔn)選擇得正確與否，不但與第一道工序的加工有關(guān)，而且還將對(duì)工件加工的全過程產(chǎn)生重大影響。1)保證零件加工表面相對(duì)于不加工表面具有一定位置精度的原則

:

被加工零件上如有不加工表面應(yīng)選不加工面作粗基準(zhǔn)，這樣可以保證不加工表面相對(duì)于加工表面具有較為精確的相對(duì)位置.當(dāng)零件上有幾個(gè)不加工表面時(shí)，應(yīng)選擇與加工面相對(duì)位置精度要求較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。

圖1_12所示套筒法蘭零件，表面1為不加工表面，為保證鏜孔后零件的壁厚均勻，應(yīng)選表面1作粗基準(zhǔn)鏜孔、車外圓、車端面。

圖1-12套筒法蘭加工實(shí)例

372)合理分配加工余量的原則

從保證重要表面加工余量均勻考慮，應(yīng)選擇重要表面作粗基準(zhǔn)。如機(jī)床床身零件的加工，第一道工序應(yīng)該選則導(dǎo)軌面作粗基準(zhǔn)加工床身底面(圖-a)，然后再以加工過的床身底面作精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面(圖-b)，此時(shí)從導(dǎo)軌面上去除的加工余量小而均勻。圖1-13床身加工粗基準(zhǔn)選擇383)便于裝夾的原則

為使工件定位穩(wěn)定，夾緊可靠，要求所選用的粗基準(zhǔn)盡可能平整、光潔，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆冒口切痕或其它缺陷，并有足夠的支承面積。4)粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則在同一尺寸方向上粗基準(zhǔn)通常只允許使用一次，這是因?yàn)榇只鶞?zhǔn)一般都很粗糙，重復(fù)使用同一粗基準(zhǔn)所加工的兩組表面之間位置誤差會(huì)相當(dāng)大，因此，粗基一般不得重復(fù)使用。上述4項(xiàng)選擇粗基準(zhǔn)的原則，有時(shí)不能同時(shí)兼顧，只能根據(jù)主次決擇。

393.2精基準(zhǔn)的選擇原則1)基準(zhǔn)重合原則:應(yīng)盡可能選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，這樣可以避免由于基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差。2)統(tǒng)一基準(zhǔn)原則:應(yīng)盡可能選擇用同一組精基準(zhǔn)加工工件上盡可能多的表面，以保證各加工表面之間的相對(duì)位置精度。例如，加工軸類零件時(shí)，一般都采用兩個(gè)頂尖孔作為統(tǒng)一精基準(zhǔn)來加工軸類零件上的所有外圓表面和端面，這樣可以保證各外圓表面間的同軸度和端面對(duì)軸心線的垂直度。

40圖1-14主軸箱零件精基準(zhǔn)選擇41

在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常使用的統(tǒng)一基準(zhǔn)形式有：

1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準(zhǔn)；

2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個(gè)較大的平面和兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的銷孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)；

3）盤套類零件常使用止口面（一端面和一短圓孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)；

4）套類零件用一長孔和一止推面作統(tǒng)一基準(zhǔn)。

采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則好處：

1）有利于保證各加工表面之間的位置精度；

2）可以簡化夾具設(shè)計(jì)，減少工件搬動(dòng)和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。

★注意：采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則常常會(huì)帶來基準(zhǔn)不重合問題。此時(shí)，需針對(duì)具體問題進(jìn)行具體分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇精基準(zhǔn)。423)互為基準(zhǔn)原則：當(dāng)工件上兩個(gè)加工表面之間的位置精度要求比較高時(shí)，可以采用兩個(gè)加工表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法。

例1:主軸前后支承軸頸與主軸錐孔間有嚴(yán)格的同軸度要求，常先以主軸錐孔為基準(zhǔn)磨主軸前、后支承軸頸表面，然后再以前、后支承軸頸表面為基準(zhǔn)磨主軸錐孔，最后達(dá)到圖紙上規(guī)定的同軸度要求。軸徑軸徑錐孔圖1-15主軸零件精基準(zhǔn)選擇43例2:如精密套，以外圓定位加工孔，又以孔定位加工外圓，從粗至精，多次反復(fù)加工。例3：齒面定位加工內(nèi)孔圖1—16齒面定位加工內(nèi)孔

1—卡盤2—滾柱3—齒輪444)自為基準(zhǔn)原則：一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身作為精基準(zhǔn)。

①單純自為基準(zhǔn)適合自己定位加工自己。見下圖1_17鏜連桿小頭孔。圖1—17鏜連桿小頭孔

45精光加工中余量極少且要求均勻時(shí)，只能自為如此.如：無心磨削、浮動(dòng)鉸孔、孔滾壓等?！纠裤q孔、拉孔、研磨（圖1-19）圖1-19外圓研磨示意圖圖1-18浮動(dòng)鏜刀塊1—工件2—鏜刀塊3—鏜桿【例】浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔（圖1-18）46圖1-20導(dǎo)軌磨削基準(zhǔn)選擇導(dǎo)軌磨削基準(zhǔn)選擇475）便于裝夾原則——所選擇的精基準(zhǔn)，應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確、可靠，并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。

圖1-21搖桿零件圖φ40φ12H7鑄造圓角R3其余倒角1×45°60±0.059.5φ20H71.63.23.23.21.64018M83.2R12710±0.1ABDC1545【例】選擇圖1-21所示搖桿零件的定位基準(zhǔn)。零件材料為HT200，毛坯為鑄件，生產(chǎn)批量：5000件。

48上述五項(xiàng)選擇精基準(zhǔn)的原則，有時(shí)不可能同時(shí)滿足，應(yīng)根據(jù)實(shí)際條件決定取舍。49二、毛坯的選擇1、毛坯的種類選擇：鑄，鍛，焊接粉末冶金，塑料等。鑄件：適合于形狀復(fù)雜的零件，鑄件可以是鑄鐵塊，鑄鋼件，有色金屬，根據(jù)零件的產(chǎn)量和精度要求，可以采用木模手工造型，金屬模及其造型鍛件：主要形式是自由鍛和熱模鍛型材：可以分為普通精度的熱軋料和高精度的冷拉料焊接件：可以保證所要求的剛度和強(qiáng)度

發(fā)展趨勢(shì)：少無切削的新工藝，如：精鑄，精鍛，粉末冶金，冷擠壓，特種軋制等50表1-3各類毛坯的特點(diǎn)及適用范圍

毛坯種類制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形狀機(jī)械性能適用生產(chǎn)類型型

材型材焊接件砂型鑄造自由鍛造普通模鍛鋼模鑄造精密鍛造壓力鑄造熔模鑄造沖壓件粉末冶金件

工程塑料件

13級(jí)以下13級(jí)以下11～1510～128～118～117～108～107～9

9～11大一般大大一般較小較小小很小小很小

較小各種材料鋼

材鑄鐵,鑄鋼,青銅鋼材為主鋼,鍛鋁,銅等鑄鋁為主鋼材,鍛鋁等鑄鐵,鑄鋼,青銅鑄鐵,鑄鋼,青銅鋼鐵,銅,鋁基材料工程塑料小型大、中型各種尺寸各種尺寸中、小型中、小型小型中、小型小型為主各種尺寸中、小尺寸

中、小尺寸簡單較復(fù)雜復(fù)雜較簡單一般較復(fù)雜較復(fù)雜復(fù)雜復(fù)雜復(fù)雜較復(fù)雜復(fù)雜較好有內(nèi)應(yīng)力差好好較好較好較好較好好一般

一般各種類型單件單件小批單件小批中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量大批量中、大批量

中、大批量512、選擇原則：制造方法與種類相適應(yīng)例：鑄鐵鑄造，鍛鋼鍛壓零件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸大小盡量采用精確毛坯的制造方法，如能選小余量的則不造大余量的二、毛坯的選擇52三、加工余量及其確定1、基本概念加工余量：從加工表面切去的金屬層厚度工序余量：從相鄰工序之間切去的金屬層厚度，包括幾次走刀的總余量總余量：從毛坯開始到成品，切去的金屬層厚度工序尺寸：指該工序保證的公稱尺寸工序公差：指該工序尺寸的變動(dòng)范圍最小余量：上工序切去了工序尺寸的全部公差帶，而在本工序加工時(shí)又留下本工序尺寸的全部公差帶，這時(shí)切去的金屬層稱為最小余量工公稱余量：最小余量與上一工序公差之和，即相鄰兩工序尺寸之差最大余量：是公稱余量與本工序公差的和53①單邊余量Z=│Aa－Ab│②雙邊余量Z雙=│Aa－Ab│Z過大：則工時(shí)、材料、刀具、動(dòng)力、負(fù)荷浪費(fèi)大，影響機(jī)床壽命和加工精度。Z過小：去不掉表層缺陷和幾何誤差，甚至廢品。圖1—22加工余量與相關(guān)工藝尺寸

542、工序余量的影響因素影響因素比較復(fù)雜，僅對(duì)在一次切削中的切去部分說明上工序的表面粗糙度：因尺寸測(cè)量是在表面粗糙度的高峰上進(jìn)行上工序的表面破壞層：切削加工在表面留下了一層塑性變形層上工序的尺寸公差：工序余量內(nèi)包括上工序的尺寸公差需要單獨(dú)考慮的形位誤差：零件上一些形位誤差不包括在尺寸公差的范圍內(nèi)例如：軸線的直線度，位置度，平行度本工序的安裝誤差：定位誤差，夾緊誤差熱處理變形圖1—23加工余量的組成553、加工余量的確定方法：估計(jì)法（經(jīng)驗(yàn)法）：憑工作經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，易偏大，適用單件小批生產(chǎn)。查表法生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)而推薦的范圍，簡單可靠，多用大批量生產(chǎn)中。計(jì)算法：大批量及要求余量嚴(yán)格時(shí)如自動(dòng)機(jī)床加工56四.工序集中和工序分散確定加工方法之后，就要根據(jù)零件的生產(chǎn)類型和工廠(車間)具體條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定零件加工過程工序數(shù)有兩種不同的原則，一種是工序集中原則，另一種是工序分散原則。57⒈工序集中：工序中加工表面內(nèi)容多。⑴形式組織集中：多裝夾、多工步、多換刀加工多個(gè)表面，由工人具體操作實(shí)現(xiàn)。機(jī)械集中：多工位的、機(jī)構(gòu)自動(dòng)化的、高效機(jī)床是發(fā)展方向。⑵特點(diǎn)有利于采用自動(dòng)化程度較高的高效機(jī)床和工藝裝備，生產(chǎn)效率高;工序數(shù)少，設(shè)備數(shù)少，可相應(yīng)減少操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積;工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相互位置精度要求。582、工序分散：每道工序加工面少

按工序分散原則組織工藝過程，就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量少些，其極端情況是每個(gè)工序只包括一個(gè)簡單工步。按工序分散原則組織工藝過程的特點(diǎn)是:(1)所用機(jī)床和工藝裝備簡單，易于調(diào)整對(duì)刀;(2)對(duì)操作工人的技術(shù)水平要求不高;(3)工序數(shù)多，設(shè)備數(shù)多，操作工人多，生產(chǎn)占用面積大。59

傳統(tǒng)的流水線、自動(dòng)線生產(chǎn)，多采用工序分散的組織形式（個(gè)別工序亦有相對(duì)集中的情況）工序集中與工序分散的應(yīng)用由于市場(chǎng)需求的多變性，對(duì)生產(chǎn)過程的柔性要求越來越高，加之加工中心等先進(jìn)設(shè)備的采用，工序集中將越來越成為生產(chǎn)的主流方式多品種、中小批量生產(chǎn)，為便于轉(zhuǎn)換和管理，多采用工序集中方式60五.工藝分析

是制定工藝規(guī)程的基礎(chǔ),必須根據(jù)不同的產(chǎn)品,不同生產(chǎn)規(guī)模和工廠的具體情況對(duì)零件進(jìn)行細(xì)致的工藝分析,才能制定出合理的工藝規(guī)程。1.分析產(chǎn)品圖紙:首先分析產(chǎn)品的零件圖以及裝配圖.圖紙上應(yīng)有足夠投影或剖面,注以各部分尺寸加符號(hào)公差與配合,零件材料規(guī)格等.所有不能以圖形或符號(hào)表示的要求一般都以技術(shù)條件表示.2.對(duì)零件圖和裝配圖進(jìn)行工藝審查審查圖紙上的視圖、尺寸公差和技術(shù)要求是否正確、統(tǒng)一、完整，對(duì)零件設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行評(píng)價(jià)，如發(fā)現(xiàn)有不合理之處應(yīng)及時(shí)提出，并同有關(guān)設(shè)計(jì)人員商討圖紙修改方案，報(bào)主管領(lǐng)導(dǎo)審批。611)零件的結(jié)構(gòu)工藝性:是指所設(shè)計(jì)的零件在能滿足使用要求之前提下指定的可能性和經(jīng)濟(jì)性.2)零件結(jié)構(gòu)的機(jī)械加工工藝性主要是：(1)盡量減小加工表面積,小的加工表面積可以減少加工量(2)盡量減少毛坯余量(3)選用可加工性好的材料.(4)容易定位和裝卡:定位和裝卡對(duì)機(jī)械加工有很大的影響.(5)零件在加工時(shí)應(yīng)有足夠的鋼性,應(yīng)選擇鋼性高的有加強(qiáng)肋的結(jié)構(gòu)(6)盡量采用通用化零件.(7)能保證加工精度和生產(chǎn)率的要求.62表1-4便于加工和裝配的設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)計(jì)規(guī)則包含內(nèi)容效益減少零件數(shù)量使產(chǎn)品或部件包含盡可能少的零件減小裝配工作量，降低在制品庫存，便于管理，提高可靠性，易于維護(hù)使用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件采用成組技術(shù)，建立生產(chǎn)單元減小設(shè)計(jì)、制造時(shí)間，降低設(shè)計(jì)制造成本，易于保證質(zhì)量，易于維護(hù)模塊化設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，每個(gè)模塊包含的零件數(shù)不宜過多減小最終產(chǎn)品裝配時(shí)間，減小庫存，縮短交貨期，易于保證質(zhì)量，易于維護(hù)裝配結(jié)構(gòu)工藝性所有零件從一個(gè)方向進(jìn)行裝配盡量在垂直方向進(jìn)行裝配減少裝配工作面在外部進(jìn)行裝配零件進(jìn)入端設(shè)計(jì)倒角和錐度避免錯(cuò)誤裝配減少裝配工作量，便于裝配，易于保證裝配質(zhì)量，降低裝配成本，易于維護(hù)63表1-4便于加工和裝配的設(shè)計(jì)規(guī)則（續(xù)）設(shè)計(jì)規(guī)則包含內(nèi)容效益減少螺紋連接盡量少用螺紋連接采用卡扣、粘接等快速連接方法減少裝配工作量，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配設(shè)計(jì)多功能零件如緊固件和密封件合二而一減少裝配工作量減少調(diào)整環(huán)節(jié)盡量減少裝配時(shí)的調(diào)整環(huán)節(jié)減少裝配工作量，便于裝配少用柔性零件盡量少用橡膠件、皮帶、電纜等在裝配中難于處理的柔性零件減少裝配工作量，便于裝配加工結(jié)構(gòu)工藝性采用凈成形和近凈成形技術(shù)零件結(jié)構(gòu)、形狀盡量簡單，便于加工減少加工面選用便于加工的材料制定合理的精度和表面粗糙度要求對(duì)規(guī)定的要求可以方便地進(jìn)行檢驗(yàn)避免零件上出現(xiàn)不必要的特征充分考慮企業(yè)的加工能力減少機(jī)械加工工作量，便于加工，便于檢驗(yàn)，降低加工成本，減少外協(xié)加工64圖1-25零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例a）b）c）d）65圖1-25

零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）e）f）g）h）i）j）66圖1-25

零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）k）l）m）n）o）p）67圖1-25

零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）q）r）s）t）u）v）68圖1-25

零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例（續(xù)）w）x）y）z）69

1）以保證零件加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求為前提。2）工藝過程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成本。3）充分考慮和利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，盡可能作到平衡生產(chǎn)。4）盡量減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好、文明勞動(dòng)條件。5）積極采用先進(jìn)技術(shù)和工藝，減少材料和能源消耗，并應(yīng)符合環(huán)保要求。機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)原則六、制訂工藝規(guī)程的原始資料與制訂步驟:

70制定工藝規(guī)程所需原始資料

產(chǎn)品的全套裝配圖及零件圖產(chǎn)品的驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型零件毛坯圖及毛坯生產(chǎn)情況本廠（車間）的生產(chǎn)條件各種有關(guān)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料國內(nèi)外先進(jìn)工藝及生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用情況制定機(jī)械加工工藝規(guī)程所需原始資料71六、制訂工藝規(guī)程的原始資料與制訂步驟:

1.分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖2.對(duì)零件圖和裝配圖進(jìn)行工藝審查3.由年生產(chǎn)綱領(lǐng)研究確定零件生產(chǎn)類型4.確定毛坯5.擬定工藝路線

主要內(nèi)容包括：選擇定位基準(zhǔn)，確定各表面加工方法，劃分加工階段，確定工序集中和分散程度，安排工序順序等。通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的對(duì)比分析，最后確定一種最佳工藝方案。

726.機(jī)床設(shè)備與工藝裝備的選擇正確選擇機(jī)床設(shè)備很重要，它不但直接影響工件的加工質(zhì)量，而且還影響工件的加工效率和制造成本。所選機(jī)床設(shè)備的尺寸規(guī)格應(yīng)與工件的形狀尺寸相適應(yīng)，精度等級(jí)應(yīng)與本工序加工要求相適應(yīng)，電機(jī)功率應(yīng)與本工序加工所需功率相適應(yīng)，機(jī)床設(shè)備的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率應(yīng)與工件生產(chǎn)類型相適應(yīng)。73選用機(jī)床設(shè)備應(yīng)立足于國內(nèi)，必須進(jìn)口的機(jī)床設(shè)備，須經(jīng)充分論證，多方對(duì)比，合理的分析其經(jīng)濟(jì)性，不能盲目引進(jìn)。如果工件尺寸太大(或太小)或工件的加工精度要求過高，沒有現(xiàn)成的設(shè)備可供選擇時(shí)，可以考慮采用自制專用機(jī)床?？筛鶕?jù)工序加工要求提出專用機(jī)床設(shè)計(jì)任務(wù)書;機(jī)床設(shè)計(jì)任務(wù)書應(yīng)附有與該工序加工有關(guān)的一切必要的數(shù)據(jù)資料，包括工序尺寸公差及技術(shù)條件，工件的裝夾方式，工序加工所用切削用量、工時(shí)定額、切削力、切削功率以及機(jī)床的總體布置形式等。

74

工藝裝備的選擇將直接影響工件的加工精度、生產(chǎn)效率和制造成本，應(yīng)根據(jù)不同情況適當(dāng)選擇。在中小批生產(chǎn)條件下，應(yīng)首先考慮選用通用工藝裝備;在大批大量生產(chǎn)中，可根據(jù)加工要求設(shè)計(jì)制造專用工藝裝備。75六、制訂工藝規(guī)程的原始資料與制訂步驟:

7.確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差。8.確定各工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。9.確定各工序的切削用量和工時(shí)定額。10.編制工藝文件。機(jī)械加工工藝規(guī)程規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程的工藝文件。

工藝規(guī)程的作用

連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程的橋梁，是企業(yè)組織生產(chǎn)活動(dòng)和進(jìn)行生產(chǎn)管理的重要依據(jù)。76工藝規(guī)程形式（工藝過程卡、工序卡、工藝卡）

機(jī)械加工工藝過程卡片77機(jī)械加工工序卡片78表1-18機(jī)械加工工藝卡片

機(jī)械加工工藝卡片

79第三節(jié)工藝路線擬訂一、加工方法的選擇二、加工階段的劃分三、加工順序的確定

80第三節(jié)工藝路線擬訂一、表面加工方法的選擇機(jī)器零件的結(jié)構(gòu)形狀都是由一些最基本的幾何表面組成的，機(jī)器零件的加工過程就是獲得這些幾何表面的過程。同一種表面可以選用各種不同的加工方法，但每種加工方法所能獲得的加工質(zhì)量、所用加工時(shí)間和費(fèi)用卻是各不相同的。81工程技術(shù)人員的任務(wù)，就是要根據(jù)具體加工條件選用最適當(dāng)?shù)募庸し椒?，保證加工出合乎圖紙要求的機(jī)器零件。在選擇加工方法時(shí)，一般總是首先根據(jù)零件主要表面的技術(shù)要求和工廠具體條件，先選定它的最終工序加工方法，然后再逐一選定該表面各有關(guān)前道工序的加工方法。

零件的加工表面都有一定的加工要求，一般都不可能通過一次加工就能達(dá)到要求，而是要通過多次加工（即多道工序）才能逐步達(dá)到要求。82

1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求2）零件材料的加工性3）生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍要求4）企業(yè)現(xiàn)有加工設(shè)備和加工能力5）經(jīng)濟(jì)性選擇加工方法應(yīng)考慮的問題外圓表面、孔及平面加工方案參見教材表1-7，1-8，1-9（20世紀(jì)90年代）。83加工方法的選擇

典型表面加工路線研磨IT5Ra0.008~0.32超精加工IT5Ra0.01~0.32砂帶磨IT5Ra0.01～0.16精密磨削IT5Ra0.008~0.08拋光Ra0.008~1.25金剛石車IT5～6Ra0.02~1.25滾壓IT6～7Ra0.16~1.25精磨IT6～7Ra0.16~1.25精車IT7～8Ra1.25～5粗磨IT8～9Ra1.25～10半精車IT10～11Ra2.5～12.5粗車IT12～13Ra10～80圖1-26外圓表面的典型加工工藝路線84加工方法的選擇

圖1-27孔的典型加工工藝路線珩磨IT5～6Ra0.04~1.25研磨IT5～6Ra0.008~0.63粗鏜IT12～13Ra5～20鉆IT10～13Ra5～80半精鏜IT10～11Ra2.5～10粗拉IT9～10Ra1.25～5擴(kuò)IT9～13Ra1.25~40精鏜IT7～9Ra0.63～5粗磨IT9～11Ra1.25～10精拉IT7～9Ra0.16~0.63推IT6～8Ra0.08~1.25餃IT6～9Ra0.32~10金剛鏜IT5～7Ra0.16~1.25精磨IT7～8Ra0.08~0.63滾壓IT6～8Ra0.01~1.25手餃IT5Ra0.08~1.2585加工方法的選擇圖1-28平面典型加工工藝路線拋光Ra0.008?1.25研磨IT5～6Ra0.008?0.63精密磨IT5～6Ra0.04?0.32半精銑IT8～11Ra2.5?10精銑IT6～8Ra0.63～5高速精銑IT6～7Ra0.16?1.25導(dǎo)軌磨IT6Ra0.16?1.25精磨IT6～8Ra0.16?1.25寬刀精刨IT6Ra0.16?1.25粗磨IT8～10Ra1.25?10精刨IT6～8Ra0.63～5半精刨IT8～11Ra2.5～10半精車IT8～11Ra2.5～10粗銑IT11～13Ra5～20粗刨IT11～13Ra5～20