機(jī)械制造工藝101

第一章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂第一節(jié)基本概念機(jī)械制造系統(tǒng)的概念機(jī)械制造系統(tǒng)圖

機(jī)械制造工藝學(xué)生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。一、機(jī)械的生產(chǎn)過程和工藝過程⑴原材料和成品的運(yùn)輸與保管；⑵生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作⑶毛坯的制造⑷零件加工⑸產(chǎn)品的裝配、調(diào)試、檢驗(yàn)、油漆和包裝等。包括：如生產(chǎn)計(jì)劃的制訂、工藝規(guī)程的編制與生產(chǎn)工具的準(zhǔn)備等鍛壓、鑄造、焊接等機(jī)械加工、熱處理和表面處理等（一）生產(chǎn)過程機(jī)械制造工藝學(xué)(二)工藝過程工藝過程生產(chǎn)過程中改變生產(chǎn)對象的形狀（鑄造、鍛造等）、尺寸（機(jī)械加工）、相對位置（裝配）和性質(zhì)（熱處理）等，使其成為半成品和產(chǎn)品的過程。包括：鍛壓、鑄造、機(jī)械加工、熱處理、表面處理、裝配等。

采用機(jī)械加工方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使之成為合格零件的過程，稱為機(jī)械加工工藝過程。

把零件裝配成機(jī)器并達(dá)到裝配要求的過程，稱為裝配工藝過程。機(jī)械制造工藝學(xué)

二、機(jī)械加工工藝過程的組成

一個零件的工藝過程可以有多種不同的加工方法和設(shè)備。為保證被加工零件的精度和生產(chǎn)效率，便于工藝過程的執(zhí)行和生產(chǎn)組織管理，通常把機(jī)械加工工藝過程劃分為不同層次的單元。

組成機(jī)械加工工藝過程的基本單元是工序。機(jī)械加工工藝過程是由一系列工序組成的，毛坯依次通過這些工序而變?yōu)槌善?。工序又由工步、走刀、安裝和工位組成。機(jī)械制造工藝學(xué)一個或一組工人，在一個工作地點(diǎn)上，對一個工件（或幾個工件）進(jìn)行加工所連續(xù)完成的那部分工藝過程稱為工序。（一）工序1、一個工人在一臺車床上完成車外圓、端面、螺紋、切斷；2、一組工人刮研一臺機(jī)床的導(dǎo)軌；

3、一組工人對一批零件去毛刺；

舉例：4、在車床上加工一批階梯軸，分兩種情況來加工：（1）對每一根軸連續(xù)進(jìn)行粗車和精車外圓；（2）先對整批軸進(jìn)行粗車外圓，然后再依次精車外圓。機(jī)械制造工藝學(xué)【例】如下圖所示，不同生產(chǎn)類型階梯軸的工藝過程，如方法1、方法2所示。階梯軸加工

機(jī)械制造工藝學(xué)生產(chǎn)規(guī)模不同，加工條件不同，其工藝過程及工序的劃分也不同。加工階梯軸時，根據(jù)加工是否連續(xù)和變換機(jī)床的情況，小批量生產(chǎn)，三道工序；大批大量生產(chǎn)，五道工序。機(jī)械制造工藝學(xué)方法1（單件小批生產(chǎn)的工藝過程）：序

號工

序名

稱工

序

內(nèi)

容設(shè)

備1車車一端外圓與端面、打中心孔并倒角，徑向尺寸至

26mm；掉頭車另一端外圓及端面并倒角，徑向尺寸至18mm，軸向尺寸至32mm，軸向總長至61mm車床2銑銑鍵槽、去毛刺銑床機(jī)械制造工藝學(xué)方法2（大批量生產(chǎn)的工藝過程）：序號工序名稱工

序

內(nèi)

容設(shè)

備1銑銑端面、打中心孔，軸向尺寸至61mm銑端面打中心孔機(jī)床，夾具SJ-18022車1車大端外圓并倒角，徑向尺寸至

26mmCA61403車2車小端外圓并倒角，徑向尺寸至

18mm，軸向尺寸至32mmCA6140（另一臺）4銑銑鍵槽X61325鉗去毛刺鉗工臺機(jī)械制造工藝學(xué)(二)工步與走刀工步

在被加工表面、加工工具不變的條件下所連續(xù)完成的那部分工序內(nèi)容，稱為工步。一個工序含有一個或幾個工步。

工步是劃分工序的單元，加工表面、加工工具和連續(xù)加工3個要素中有一個發(fā)生變化就是另一個工步。機(jī)械制造工藝學(xué)為提高生產(chǎn)率，采用多刀同時加工一個零件的幾個表面時，也看作一個工步，并稱為復(fù)合工步。對于在一次安裝中連續(xù)加工的若干相同工步，可寫成一個工步。例如：在工件上鉆4個

15

mm孔，可寫成：鉆4

×

15

mm。機(jī)械制造工藝學(xué)在一個工步內(nèi)，如果要切除的金屬層很厚，需要對同一表面進(jìn)行幾次切削，這時刀具每切削一次稱作一次走刀。走刀

一個工步又可分為幾次走刀進(jìn)行；走刀是構(gòu)成工藝過程的最小單元。

機(jī)械制造工藝學(xué)（三）安裝與工位安裝將工件在機(jī)床或夾具中每定位、夾緊一次所完成的那一部分工序內(nèi)容稱為安裝。在加工前，應(yīng)先使工件在機(jī)床上或夾具中處在正確的位置上，這一過程稱為定位。工件定位后將其固定住，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作稱為夾緊。注意：在一道工序內(nèi)，工件可能安裝數(shù)次，安裝次數(shù)越多，裝夾誤差越大。機(jī)械制造工藝學(xué)一聯(lián)軸器，其中工序30內(nèi)容：在車床上加工出外圓、

30孔和三個端面。安裝一：車端面Ｃ、車外圓、車

30孔、倒角2

×

45°；安裝二：車端面Ａ、車端面B、倒角2

×

45°。機(jī)械制造工藝學(xué)工

序安

裝工

步工序內(nèi)容設(shè)備10鑄造20時效30一1三爪卡盤夾

50外圓車端面C車床2車外圓保證尺寸

1003鉆

30至尺寸

284擴(kuò)

30孔至

305倒角二6調(diào)頭、三爪卡盤夾

100外圓車另一端面A7車端面B8倒角聯(lián)軸器加工工藝過程（中批生產(chǎn)）

機(jī)械制造工藝學(xué)工件在機(jī)床上所占據(jù)的每一個待加工位置都稱為一個工位。工位下圖所示為一利用回轉(zhuǎn)工作臺在一次安裝中順次完成裝卸工件、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔四工位加工的例子。工位Ⅰ—裝卸工件工位Ⅱ—鉆孔工位Ⅲ—擴(kuò)孔工位Ⅳ—鉸孔機(jī)械制造工藝學(xué)工序與工步、走刀、安裝及工位之間的關(guān)系圖機(jī)械制造工藝學(xué)三、生產(chǎn)類型與工藝特點(diǎn)（一）生產(chǎn)綱領(lǐng)

指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量和進(jìn)度計(jì)劃。

對于零件，產(chǎn)品的產(chǎn)量除了制造機(jī)器所需的數(shù)量外，還要包括一定的備品和廢品，通常為5%的備品率和2%的廢品率。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)：是指包括備品和廢品在內(nèi)的年產(chǎn)量，如下式：

N=Qn(1+a%+b%)

式中：

N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）

Q——產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺/年）

n——每臺產(chǎn)品中含該零件的數(shù)量（件/臺）

a%——零件備品百分率；

b%——零件廢品百分率。機(jī)械制造工藝學(xué)

(二)生產(chǎn)類型及工藝特點(diǎn)

生產(chǎn)類型：指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品的大小，可分為：單件生產(chǎn)：生產(chǎn)單個或少數(shù)幾個，很少或不重復(fù)生產(chǎn)。成批生產(chǎn)：分批輪流地加工，工作地點(diǎn)周期重復(fù)生產(chǎn)。大量生產(chǎn)：產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)重復(fù)生產(chǎn)。機(jī)械制造工藝學(xué)生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型，產(chǎn)品大小也對生產(chǎn)類型有影響。生產(chǎn)類型零件的年生產(chǎn)量/件重型零件零件重量＞50kg中型零件零件重量15～50kg輕型零件零件重量＜15kg單件生產(chǎn)＜5＜10＜100成批生產(chǎn)小批量5～10010～200100～500中批量100～300200～500500～5000大批量300～1000500～50005000～50000大量生產(chǎn)＞1000＞5000＞50000表1-3

生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系機(jī)械制造工藝學(xué)工藝特點(diǎn)：不同的生產(chǎn)類型具有不同的工藝特點(diǎn)。工藝特點(diǎn)生產(chǎn)類型單件生產(chǎn)批量生產(chǎn)大量生產(chǎn)毛坯情況鍛件自由鍛造，鑄件木模手工造型，毛坯精度低鍛件部分采用模鍛，鑄件部分用金屬模，毛坯精度中等廣泛采用模鍛，金屬機(jī)器模造型等高效方法生產(chǎn)毛坯，毛坯精度高機(jī)床設(shè)備及其布置形式通用機(jī)床，機(jī)群式布置，也可用數(shù)控機(jī)床部分通用機(jī)床，部分專用機(jī)床，機(jī)床按零件類別分工段布置廣泛采用自動機(jī)床，專用機(jī)床，按流水線、自動線排列設(shè)備工藝裝置通用刀具、量具和夾具，或組合夾具，找正后裝夾工件廣泛采用夾具，部分靠找正裝夾工件，較多采用專用量具和刀具高效專用夾具，多用專用刀具，專用量具及自動檢測裝置對工人的技術(shù)要求需要技術(shù)熟練中等對調(diào)整工人的技術(shù)水平要求高，對操作工人技術(shù)水平要求低工藝文件僅要工藝過程卡工藝過程卡，關(guān)鍵零件有工序卡詳細(xì)的工藝文件，工藝過程卡、工序卡、調(diào)整卡等生產(chǎn)率較低中等高加工成本較高中等低表1-4

各種生產(chǎn)類型的工藝特點(diǎn)機(jī)械制造工藝學(xué)(三)生產(chǎn)組織形式二、流水生產(chǎn)線生產(chǎn)（成批）三、自動線生產(chǎn)（大量）一、機(jī)群式生產(chǎn)（單件）機(jī)械制造工藝學(xué)零件加工工藝流程、零件加工工序內(nèi)容、切削用量、工時定額、各工序所采用的設(shè)備和工藝裝備四、機(jī)械加工工藝規(guī)程包括：規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法的工藝文件。

切削用量：是切削時各運(yùn)動參數(shù)的總稱，包括切削速度、進(jìn)給量和吃刀量。

工時定額：是生產(chǎn)單位產(chǎn)品或完成一定工作量所規(guī)定的時間消耗量。如對車工加工一個零件、裝配工組裝一個部件或一個產(chǎn)品所規(guī)定的時間。工藝流程：指工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中，從原料到制成成品各項(xiàng)工序安排的程序。機(jī)械制造工藝學(xué)（一）工藝規(guī)程的作用2、是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的基本依據(jù)大批量生產(chǎn)工藝規(guī)程較詳細(xì)；單件小批生產(chǎn)工藝規(guī)程較簡單。無論生產(chǎn)規(guī)模大小，都必須有工藝規(guī)程，否則生產(chǎn)調(diào)度、技術(shù)準(zhǔn)備、關(guān)鍵技術(shù)研究、器材配置等都無法安排，造成生產(chǎn)混亂。3、是新建和擴(kuò)建工廠（車間）工作的基本資料生產(chǎn)計(jì)劃的制訂、原材料的采購、工藝裝備的設(shè)計(jì)、制造與采購、機(jī)床負(fù)荷的調(diào)整、作業(yè)計(jì)劃的編排、勞動力的組織、工時定額的制訂、成本的核算等。生產(chǎn)所需的機(jī)床和設(shè)備的種類、數(shù)量和規(guī)格，車間的面積、機(jī)床的布置，工人的工種、技術(shù)等級及數(shù)量，輔助部門的安排等。1、是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件，是指揮現(xiàn)場生產(chǎn)的依據(jù)

機(jī)械制造工藝學(xué)（二）工藝規(guī)程文件的格式將工藝規(guī)程的內(nèi)容，填入一定格式的卡片，即成為生產(chǎn)準(zhǔn)備和施工依據(jù)的工藝文件。常用的工藝文件格式有下列幾種：1、機(jī)械加工工藝過程卡片

這種卡片以工序?yàn)閱挝?，簡要地列出了整個加工所經(jīng)過的工藝路線（包括毛坯制造、機(jī)械加工和熱處理等），它是制訂其它工藝文件的基礎(chǔ)，也是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、編排作業(yè)計(jì)劃和組織生產(chǎn)的依據(jù)。

在這種卡片中，各工序的說明不夠具體，故一般不能直接指導(dǎo)工人操作，而多作生產(chǎn)管理方面使用。但是，在單件小批生產(chǎn)中，由于通常不編制其它較詳細(xì)的工藝文件，就以這種卡片指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)械制造工藝學(xué)機(jī)械制造工藝學(xué)2、機(jī)械加工工藝卡片

以工序?yàn)閱挝?，詳?xì)說明整個工藝過程的工藝文件。是用來指導(dǎo)工人生產(chǎn)和幫助車間管理人員和技術(shù)人員掌握整個零件加工過程的一種主要技術(shù)文件，廣泛用于成批生產(chǎn)的零件和小批生產(chǎn)的重要零件。機(jī)械制造工藝學(xué)機(jī)械制造工藝學(xué)3、機(jī)械加工工序卡片

在機(jī)械加工工藝過程卡的基礎(chǔ)上，按每道工序的工序內(nèi)容所編制的一種工藝文件。更詳細(xì)地說明整個零件各個工序的加工要求，是用來具體指導(dǎo)工人操作的工藝文件。在這種卡片上，要畫出工序簡圖，注明該工序每個工步的內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用的設(shè)備和工藝裝備。用于大批量生產(chǎn)的零件。工序簡圖上表示出被加工表面在該工序所達(dá)到的尺寸、公差和表面粗糙度及工件的安裝方法。機(jī)械制造工藝學(xué)機(jī)械制造工藝學(xué)小結(jié)二、生產(chǎn)過程與工藝過程的概念三、生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型的關(guān)系一、機(jī)械制造系統(tǒng)四、工藝規(guī)程的作用和工藝文件格式機(jī)械制造工藝學(xué)第二節(jié)工藝規(guī)程制訂的原則、步驟和原始資料機(jī)械制造工藝學(xué)一、工藝規(guī)程制訂的原則優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低成本，即在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，爭取最好的經(jīng)濟(jì)效益。1、技術(shù)上的先進(jìn)性

要了解國內(nèi)外本行業(yè)工藝技術(shù)的發(fā)展，通過必要的工藝試驗(yàn)，盡可能采用先進(jìn)適用的工藝和工藝裝備。2、經(jīng)濟(jì)上的合理性

在一定的生產(chǎn)條件下，可能出現(xiàn)幾種能夠保證零件技術(shù)要求的工藝方案。此時應(yīng)通過成本核算或相互對比，選擇經(jīng)濟(jì)上最合理的方案，使產(chǎn)品生產(chǎn)成本最低。3、良好的勞動條件及避免環(huán)境污染

注意保證工人操作時有良好而安全的勞動條件。在工藝方案上要盡量采取機(jī)械化或自動化措施，以減輕工人繁重的體力勞動。同時，要避免環(huán)境污染。產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性這三個方面有時相互矛盾，因此，合理的工藝規(guī)程應(yīng)該處理好這些矛盾，體現(xiàn)這三者的統(tǒng)一。機(jī)械制造工藝學(xué)二、制訂工藝規(guī)程的原始資料1、產(chǎn)品全套裝配圖和零件圖2、產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)3、產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)4、毛坯資料5、本企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件6、國內(nèi)外同類產(chǎn)品的新技術(shù)、新工藝及其發(fā)展前景等相關(guān)信息7、有關(guān)的工藝手冊及圖冊機(jī)械制造工藝學(xué)三、制訂工藝規(guī)程的步驟1、熟悉和分析制訂工藝規(guī)程的主要依據(jù)，計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型；2、分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝分析；3、選擇毛坯；首先明確零件在產(chǎn)品中的作用、位置和工作條件，并找出其主要的技術(shù)要求和規(guī)定它的依據(jù)，然后對零件圖進(jìn)行工藝審查。如果在審查過程中認(rèn)為不合理或者是錯誤及遺漏，可提出修改意見。與零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料的機(jī)械性能和零件的生產(chǎn)類型及毛坯車間的具體生產(chǎn)條件有關(guān)。4、擬定工藝路線；包括：定位基準(zhǔn)面的選擇；各表面的加工方法；加工階段的劃分；各表面的加工順序；工序集中或分散的程度；熱處理及檢驗(yàn)工序的安排；其它輔助工序（如清洗、去毛刺、去磁、倒角）的安排等。機(jī)械制造工藝學(xué)9、填寫工藝文件。8、確定各工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法；7、確定切削用量和工時定額；6、確定各工序的設(shè)備、刀、夾、量具和輔助工具；5、確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差；機(jī)械制造工藝學(xué)一、制訂工藝規(guī)程的原則二、制訂工藝規(guī)程的原始資料三、制訂工藝規(guī)程的步驟小結(jié)機(jī)械制造工藝學(xué)第三節(jié)零件的工藝性分析機(jī)械制造工藝學(xué)一、分析研究產(chǎn)品的零件圖和裝配圖（1）零件的視圖、尺寸、公差和技術(shù)要求等是否齊全。（2）零件圖所規(guī)定的加工要求是否合理。吊耳內(nèi)側(cè)面的表面粗糙度不合理機(jī)械制造工藝學(xué)（3）零件的選材是否恰當(dāng)，熱處理要求是否合理。用T8A為材料，局部淬火不合理。零件太短會整個被淬硬，使小孔無法加工。（4）分析裝配圖，熟悉產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，明確各零件在產(chǎn)品中的位置和作用。機(jī)械制造工藝學(xué)二、零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下，制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。即零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)方便于加工時工件的裝夾、對刀、測量，可以提高切削效率等。良好的結(jié)構(gòu)工藝性是指在現(xiàn)有工藝條件下既能方便制造，又有較低的制造成本。結(jié)構(gòu)工藝性不好會使加工困難，浪費(fèi)材料和工時，有時甚至無法加工，所以應(yīng)該對零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝性審查，如發(fā)現(xiàn)零件結(jié)構(gòu)有不合理之處，應(yīng)與有關(guān)設(shè)計(jì)人員一起分析，按規(guī)定手續(xù)對圖樣進(jìn)行必要的修改及補(bǔ)充。機(jī)械制造工藝學(xué)（一）鑄造零件的工藝結(jié)構(gòu)1、拔模斜度鑄件在內(nèi)外壁沿起模方向應(yīng)有斜度，稱為拔模斜度。當(dāng)斜度較大時，應(yīng)在圖中表示出來，否則不予表示。機(jī)械制造工藝學(xué)2、鑄造圓角鑄件表面相交處應(yīng)有圓角，以免鑄件冷卻時產(chǎn)生縮孔或裂紋，同時防止脫模時砂型落砂。機(jī)械制造工藝學(xué)3、鑄件壁厚鑄件的壁厚應(yīng)保持均勻或逐漸過渡。機(jī)械制造工藝學(xué)a所示的零件只能用雙頂尖加撥盤裝夾，撥盤夾緊不方便，b所示的結(jié)構(gòu)，則可以方便地選擇夾盤和頂尖。1、從零件方便裝夾方面進(jìn)行分析（二）零件機(jī)械加工的工藝結(jié)構(gòu)機(jī)械制造工藝學(xué)左圖所示的大平板工件在加工中不便裝夾，為此，增設(shè)夾緊的工藝凸緣或工藝孔，以便用螺釘、壓板夾緊，且吊裝、搬運(yùn)方便。機(jī)械制造工藝學(xué)2、從零件加工方面進(jìn)行分析零件設(shè)計(jì)時盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值；同時還應(yīng)考慮加工時的進(jìn)退刀、加工難易程度等方面；盡量考慮一次裝夾就能加工大部分工作表面；盡量減少不必要的加工，既節(jié)約材料，又減