項目5 機械制造工藝規(guī)程

項目5機械加工工藝規(guī)程設(shè)計

5.1概述

5.2機械加工工藝規(guī)程

5.3工藝規(guī)程內(nèi)容設(shè)計

5.4數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)項目5機械加工工藝規(guī)程設(shè)計

5.1概述1．生產(chǎn)過程5.1.1生產(chǎn)過程和機械加工工藝過程原材料毛坯機器零件檢驗試車油漆包裝2.工藝過程在生產(chǎn)過程中凡屬直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、物理化學(xué)性能以及相對位置關(guān)系的過程，統(tǒng)稱為工藝過程。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配等工藝過程。5.1.2械加工工藝過程的組成l．工序

一個工人或一組工人，在一個工作地對同一工件或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工序。

2．安裝安裝是工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工藝過程。3．工位工位是在工件的一次安裝中，工件相對于機床（或刀具）每占據(jù)一個確切位置中所完成的那一部分工藝過程。

4．工步工步是在加工表面、切削刀具和切削用量（僅指機床主軸轉(zhuǎn)速和進給量）都不變的情況下所完成的那一部分工藝過程。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計算：

N=Qn(1+a%)(1+b%)式中N—零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，單位為件/年；Q—機器的生產(chǎn)綱領(lǐng)，單位為臺/年；n—每臺機器中該零件的數(shù)量，單位為件/臺；a%—備品率；b%—廢品率。2.生產(chǎn)類型根據(jù)加工零件的年產(chǎn)綱領(lǐng)和零件本身的特性（輕重、大小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、精密程度等），可以將零件的生產(chǎn)類型劃分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種生產(chǎn)類型。

5.2機械加工工藝規(guī)程5.2.1機械加工工藝規(guī)程機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。其作用是：

1．工藝規(guī)程是工廠進行生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)2．工藝規(guī)程是企業(yè)組織生產(chǎn)的指導(dǎo)性文件3．工藝規(guī)程是新建和擴建機械制造廠（或車間）的重要技術(shù)文件5.2.2機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計原則l、所設(shè)計的工藝規(guī)程必須保證機器零件的加工質(zhì)量和機器的裝配質(zhì)量，達到設(shè)計圖樣上規(guī)定的各項技術(shù)要求。2、工藝過程應(yīng)具有較高的生產(chǎn)效率，使產(chǎn)品能盡快投放市場。3、盡量降低制造成本。4、注意減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全。5.2.3機械加工工藝規(guī)程設(shè)計所需原始資料l、產(chǎn)品裝配圖、零件圖。2、產(chǎn)品驗收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。3、產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)。4、毛坯材料與毛坯生產(chǎn)條件。5、制造廠的生產(chǎn)條件，包括機床設(shè)備和工藝裝備的規(guī)格、性能和當(dāng)前的技術(shù)狀態(tài)，工人的技術(shù)水平，工廠自制工藝裝備的能力以及工廠供電、供氣的能力等有關(guān)資料。6、工藝規(guī)程設(shè)計、工藝裝備設(shè)計所用設(shè)計手冊和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。7、國內(nèi)外有關(guān)制造技術(shù)資料等。5.3工藝規(guī)程內(nèi)容設(shè)計5.3.1零件的工藝性分析和工藝編制1）加工表面的尺寸精度和形狀精度。2）各加工表面之間以及加工表面和不加工表面之間的相互位置精度。3）加工表面粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其它要求。4）熱處理及其它要求（如動平衡、未注圓角、去毛刺、毛坯要求等）1.零件的技術(shù)要求分析2.零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析是指所設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。它包括零件的整個工藝過程的工藝性，如鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工等的工藝性，涉及面很廣，具有綜合性。

3.零件的工藝編制1）分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖2）對零件圖和裝配圖進行工藝審查3）由產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)研究確定零件生產(chǎn)類型。4）確定毛坯5）擬訂工藝路線7）確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。6）確定各工序所用機床設(shè)備和工藝裝備8）確定各工序的技術(shù)要求及檢驗方法。9）確定各工序的切削用量和工時定額。10）編制工藝文件。5.3.2工藝基準(zhǔn)用來確定生產(chǎn)對象幾何要素間幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面，稱為基準(zhǔn)。

基準(zhǔn)可分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類；工藝基準(zhǔn)又可分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)等。設(shè)計基準(zhǔn)是在機器工作時確定零件位置的一些面、線或點。5．走刀在一個工步中，如果要切掉的金屬層很厚，可分幾次切，每切削一次，就稱為一次走刀。5.1.3生產(chǎn)綱領(lǐng)產(chǎn)和生類型1.生產(chǎn)綱領(lǐng)企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃，稱為該產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng).如上圖的設(shè)計所示的設(shè)計基準(zhǔn)：a）圖：外圓表面Ⅰ和Ⅱ的設(shè)計基準(zhǔn)為中心線，平面Ⅲ的設(shè)計基準(zhǔn)為母線C。b）圖：端面Ⅱ和Ⅲ的設(shè)計基準(zhǔn)為端面Ⅰ，外圓表面D2的設(shè)計基準(zhǔn)是內(nèi)孔D1。

工藝基準(zhǔn)是在加工或測量時確定零件位置的一些面、線或點。如下圖所示1.選擇定位基準(zhǔn)用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準(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)稱為精基準(zhǔn)。

1）精基準(zhǔn)的選擇原則（1）基準(zhǔn)重合原則

應(yīng)盡可能選擇所加工表面的工序基準(zhǔn)為設(shè)計基準(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，以保證所加工的各個表面之間具有正確的相對位置關(guān)系。（3）互為基準(zhǔn)原則

當(dāng)工件上兩個加工表面之間的位置精度要求比較高時，可以采用兩個加工表面互為基準(zhǔn)的方法進行加工。

（4）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，常以加工表面自身為精基準(zhǔn)進行加工。

2）粗基準(zhǔn)的選擇原則（1）保證零件加工表面相對于不加工表面具有一定位置精度的原則。如下圖所示（2）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)，床身加工就是一個很好的實例

3）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)盡可能平也光潔，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆冒口切痕或其他缺陷，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

粗基準(zhǔn)通常只允許使用一次，這是因為粗基準(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的位置誤差會相當(dāng)大，所以，粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用。5.3.3毛坯的確定毛坯的選擇對零件工藝過程的經(jīng)濟性有很大影響,而且還會影響零件的力學(xué)性能和使用性能。零件加工過程中的材料消耗、工序數(shù)量、加工工時,以及零件的機械強度、金屬纖維組織、內(nèi)部缺陷等都與毛坯的選擇有很大關(guān)系。

1.毛坯的種類鑄件、鍛件、型材、焊接件、沖壓件、粉末冶金件等。2.選擇毛坯應(yīng)考慮的問題毛坯的種類與質(zhì)量對加工質(zhì)量、材料消耗、生產(chǎn)率、成本密切相關(guān)。在選擇毛坯時必須考慮以下問題:1)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)當(dāng)零件的產(chǎn)量較大時,應(yīng)選擇精度較高和生產(chǎn)率都較高的毛坯制造方法。2)毛坯材料及其工藝特性材料是決定毛坯制造方法的重要因素。3)零件形狀和尺寸零件的尺寸和形狀也是決定毛坯制造方法的重要因素。4）采取先進的毛坯制造方法。5.3.4工藝路線的擬定1.表面加工方法的選擇在選擇加工方法時，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，先選定該表面終加工工序加工方法，然后再逐一選定該表面各有關(guān)前導(dǎo)工序的加工方法。參照表5-6、5-7、5-8、5-9。

在選擇加工表面的加工方法和加工方案時，應(yīng)綜合考慮下列因素：加工表面的技術(shù)要求、工件材料的性能、工件的形狀和尺寸、生產(chǎn)類型、具體生產(chǎn)條件特殊要求等2.加工階段的劃分劃分加工階段的原因：有利于合理利用機床設(shè)備、有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時處理、保證零件加工質(zhì)量。加工階段一般分為粗加工，半精加工和精加工等三個階段。1）粗加工階段高效地切除加工表面上的大部分余量，提高生產(chǎn)率，使毛坯在形狀和尺寸接近成品零件的要求。2）半精加工階段

切除粗加工后留下的誤差，使被加工工件達到一定精度，為精加工作準(zhǔn)備，并完成一些次要表面的加工，例如，鉆孔、攻螺紋、銑鍵槽等。保證各主要表面的尺寸精度、形狀精度、位置精度及表面粗糙度要求，達到零件圖規(guī)定的加工質(zhì)量要求。3）精加工階段4）精整和光整加工階段主要任務(wù)是減小表面粗糙度和進一步提高尺寸精度和形狀精度，但一般沒有提高表面間位置精度的作用

3.工序的集中與分散確定零件加工過程有工序集中原則，工序分散原則。

按工序集中原則組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內(nèi)容盡量多些，組成一個集中工序；最大限度的工序集中，就是在一個工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。

4.工序先后順序的安排機械加工工序先后順序的安排，一般應(yīng)遵循以下幾個原則：

（l）先加工定位基面，再加工其他表面。選為經(jīng)濟準(zhǔn)的表面，應(yīng)安排在起始工序先進行加工，以便盡快為后續(xù)工序的加工提供精基準(zhǔn)。（4）先加工平面，后加工孔。（2）先加工主要表面，后加工次要表面。（3）先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

2）熱處理工序及表面處理工序的安排為消除工件內(nèi)應(yīng)力、改善切削性能而安排的熱處理工序，例如人工時效、退火等，最好安排在粗加工階段之后進行；為改善工件材料力學(xué)性能的熱處理工序，例如淬火、滲碳淬火等，一般都安排在半精加工和精加工之間進行。

為提高工件表面耐磨性、耐蝕性安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序，例如鍍鉻、鍍鋅、發(fā)蘭等，一般都安排在工藝過程最后階段進行。

3．其他工序的安排為保證零件制造質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品，需在下列場合安排檢驗工序：l）粗加工全部結(jié)束之后；2）送往外車間加工的前后；3）工時較長工序和重要工序的前后；4）最終加工之后。

零件在進人裝配之前，一般都應(yīng)安排清洗工序。

零件表層或內(nèi)腔的毛刺對機器裝配質(zhì)量影響甚大，切削加工之后，應(yīng)安排去毛刺工序。

在用磁力夾緊的工序之后，要安排去磁工序，不讓帶有剩磁的工件進人裝配線。

4.機床設(shè)備與工藝裝備的選擇機床設(shè)備和工藝裝備的選擇不僅要考慮設(shè)備投資的當(dāng)前效益，還要考慮產(chǎn)品改型及轉(zhuǎn)產(chǎn)的可能性，應(yīng)使其具有更大的柔性。正確選擇機床設(shè)備是一件很重要的工作，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。

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（包括夾具、刀具、量具和輔具）；在大批大量生產(chǎn)中，可根據(jù)加工要求設(shè)計制造專用工藝裝備。

5.3.5加工余量的確定工序尺寸偏差一般按“入體原則”標(biāo)注。對被包容尺寸（例如軸徑），上偏差為0，其最大尺寸就是基本尺寸；對包容尺寸（例如孔徑、槽寬），下偏差為0，其最小尺寸就是基本尺寸。

1.概述毛坯上留作加工用的材料層，稱為加工余量。加工余量有總余量和工序余量之分。工序余量有單邊余量和雙邊余量之分。對于非對稱表面，其加工余量用單邊余量表示。對于外圓與內(nèi)圓這樣的對稱表面，其加工余量用雙邊余量2表示。

2.影響加工余量的因素影響加工余量的因素有以下四個方面：1）上工序留下的表面粗糙度值（表面輪廓的最大高度）和表面缺陷層深度Ha2）上工序的尺寸公差Ta

3）Ta值沒有包括的上工序留下的空間位置誤差ea

4）本工序的裝夾誤差

3.加工余量的確定2)經(jīng)驗估計法加工余量由一些有經(jīng)驗的工程技術(shù)人員和工人根據(jù)經(jīng)驗確定。由于主觀上有怕出廢品的思想，故所估加工余量一般都偏大，此法只用于單件小批生產(chǎn)。確定加工余量有計算法、查表法和經(jīng)驗估計法等三種方法。1)計算法在掌握上述各影響因素具體數(shù)據(jù)的條件下，用計算法確定加工余量是比較科學(xué)的；可惜的是，目前所積累的統(tǒng)計資料尚不多，計算有困難，此法目前應(yīng)用較少。

3)查表法此法以工廠生產(chǎn)實踐和實驗研究積累的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)制定的各種表格為依據(jù)，再結(jié)合實際加工情況加以修正。用查表法確定加工余量，方法簡便，比較接近實際，生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用。5.3.6工序尺寸及其公差的確定例5-1：某零件上一孔的設(shè)計要求為mm，Ra0．8，毛坯為鑄鐵件，其加工工藝路線為：毛坯—粗鏜—半精鏜—精鏜—浮動鏜。求個工序尺寸及公差。

解：按上述方法（1）確定加工總余量和各工序余量浮動鏜余量0.1mm，精鏜余量0.5mm，半精鏜余量2.4mm，粗鏜余量5mm，加工總余量=（0.1+0.5+2.4+5）mm=8mm。（2）確定工序尺寸公差最后一次加工浮動鏜的公差即為設(shè)計尺寸公差H7，其余工序尺寸公差按經(jīng)濟精度查表確定，并按“入體原則”確定偏差：精鏜H9，半精鏜H11，粗鏜H13，毛坯±1.2mm。

（3）各工序尺寸從零件圖上的設(shè)計尺寸開始往前一直推算到毛坯尺寸。浮動鏜的工序尺寸即為設(shè)計尺寸￠100mm精鏜：￠（100-0.1）mm=￠99.9mm半精鏜：￠（99.9-0.5）mm=￠99.4mm粗鏜：￠（99.4-2.4）mm=￠97mm毛坯：￠（97-5）mm=￠92mm（4）標(biāo)注工序尺寸公差。最后一次加工浮動鏜的公