《金屬工藝學(xué)(第2版)》教學(xué)講義 第20章 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂

第20章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂

課題名稱：生產(chǎn)過程的基本概念工藝規(guī)程及其制訂的原則

授課時(shí)數(shù)：2

教學(xué)目的、要求：

1.熟悉生產(chǎn)過程的基本概念；

2.了解工藝規(guī)程及其制訂原則、原始資料、制訂步驟；

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：

生產(chǎn)過程的基本概念

教學(xué)過程：

（一）復(fù)習(xí)提問

1、加工中心的主要加工對(duì)象及加工要點(diǎn)

2、電火花線切割加工與電火花成型加工的不同之處

（二）導(dǎo)入新課、授新課

20.1生產(chǎn)過程的基本概念

一、生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型

1.生產(chǎn)綱領(lǐng)

工廠在一年中制造產(chǎn)品的數(shù)量，就是該產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。

2.生產(chǎn)類型

⑴單件生產(chǎn)

⑵大量生產(chǎn)

⑶批量生產(chǎn)

二、生產(chǎn)過程和加工工藝過程

1.生產(chǎn)過程

2.加工工藝過程

機(jī)械加工工藝過程是利用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，

使其轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返倪^程。為便于敘述，以下將機(jī)械加工工藝過程簡(jiǎn)稱為工藝過程。

三、工藝過程的組成

1.工序

一個(gè)（或一組）工人，在一個(gè)工作地點(diǎn)（或一臺(tái)機(jī)床上），對(duì)一個(gè)（或一組）零件連

續(xù)加工所完成的那部分工藝過程，稱為工序。

2.工步

在一個(gè)工序中，當(dāng)加工表面不變、切削工具不變、切削用量中的進(jìn)給量和切削速度不

變的情況下所完成的那部分工藝過程稱為工步。以上三種囚素中任一囚素改變后，即成為

新的工步。

3.走刀

在一個(gè)工步內(nèi)，若被加工表面需切去的金屬層很厚，就可分為幾次切削，刀具每次工

件表層去一層金屬為一次走刀。

4.安裝

使工件在機(jī)床或夾具中占有正確位置的過程稱為定位。

5.工位

1.獲得尺寸精度的方法

⑴試切法通過試切一小段一測(cè)量一調(diào)刀一再試切，反復(fù)進(jìn)行，達(dá)到規(guī)定尺寸的加

工方法稱為試切法。試切法的生產(chǎn)率低，加工精度取決于工人的技術(shù)水平，故常用于單件

小批生產(chǎn)。

⑵調(diào)整法先調(diào)整好刀具的位置，然后以不變的刀具位置加工一批零件的方法稱為

調(diào)整法，也稱為定距加工。調(diào)整法加工生產(chǎn)率較高，精度較穩(wěn)定，常用于批量和大量生產(chǎn)。

⑶定尺寸刀具法通過刀具的尺寸來保證加工表面的尺寸精度，這種方法叫定尺寸

刀具法。如鉆孔、較孔、拉孔均屬于定尺寸刀具法，這種方法生產(chǎn)率較高，操作簡(jiǎn)便，加

工精度也較穩(wěn)定。

（4）自動(dòng)控制法通過自動(dòng)測(cè)量和數(shù)字控制裝置，在達(dá)到尺寸精度時(shí)自動(dòng)停止加工的

一種加工尺寸控制方法。

2.獲得形狀精度的方法

⑴刀尖軌跡法通過刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡來獲得形狀精度的方法稱為刀尖軌跡法。所以

獲得的形狀精度取決于刀具和工件間相對(duì)成型運(yùn)動(dòng)的精度。

⑵成型法利用成型刀具對(duì)工件加工獲得形狀希度的方法稱為成型法。

⑶展成法利用刀具和工件作展成切削運(yùn)動(dòng)形成包絡(luò)面，從而獲得形狀精度的方法

稱為展成法（或瞬心包絡(luò)法）。

3.獲得位置精度的方法（工件安裝的定位方法）

⑴直接找正定位法一般只用于單件小批生產(chǎn)。

⑵劃線找正定位法一般用于批量不大、形狀復(fù)雜而笨重的工件或低精度毛坯的加

工。

⑶夾具定位法工件在夾具中定位，不需要找正，其定位精度高而且穩(wěn)定，裝卸方

便省時(shí)。應(yīng)用于批量和大量生產(chǎn)。

20.2工藝規(guī)程及其制訂的原則

一、工藝規(guī)程

1.機(jī)械加工工藝過程卡

2.機(jī)械加工工藝卡

3.機(jī)械加工工序卡

二、工藝規(guī)程的作用

工藝規(guī)程是指導(dǎo)工人操作和用于生產(chǎn)、工藝管理二作及保證產(chǎn)品質(zhì)量可靠性的主要技

術(shù)文件，又是新產(chǎn)品投產(chǎn)前進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備的依據(jù)和新建、擴(kuò)建車間或工廠的原

始資料。此外，先進(jìn)的工藝規(guī)程還起著交流和推廣先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的作用。典型和標(biāo)準(zhǔn)的工藝規(guī)

程能縮短工廠的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。

三、制訂工藝規(guī)程的原則

制訂工藝規(guī)程的基本原則是：所制訂的工藝規(guī)程，能在一定的生產(chǎn)條件下，以最快的

速度、最少的勞動(dòng)量和最低的費(fèi)用，可靠地加工出符合要求的零件。

四、制訂工藝規(guī)程的原始資料

⑴產(chǎn)品圖樣和產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

⑵產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)（年產(chǎn)量）。

⑶毛坯圖或毛坯供應(yīng)資料。

（4）本廠的生產(chǎn)條件包括生產(chǎn)車間面積，加工設(shè)備的種類、規(guī)格、型號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)起重

能力，工裝制造能力，工人的操作技術(shù)水平和操作習(xí)慣特點(diǎn)，質(zhì)量控制和檢測(cè)手段等。

⑸國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品工藝技術(shù)的參考資料。

五、制訂工藝規(guī)程的步驟

⑴熟悉和分析制訂工藝規(guī)程的主要依據(jù)和生產(chǎn)條件，確定零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類

型，進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析。

⑵確定毛坯，包括選擇毛坯類型及其制造方法。

⑶擬定工藝路線。這是制訂工藝規(guī)程的關(guān)鍵。

⑷確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及其公差。

⑸確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。

⑹確定各工序的切削用量和時(shí)間定額。

⑺進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇最佳方案。

⑻填寫工藝文件。

（三）課堂小結(jié)

1、生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型

2、工藝規(guī)程的作用

3、制訂工藝規(guī)程的原則

4、制訂工藝規(guī)程的原始資料

5、制訂工藝規(guī)程的步驟

（四）課堂作業(yè)

1、2、3、4、5

課題名稱：制訂工藝規(guī)程時(shí)要解決的主要問題

授課時(shí)數(shù)：2

教學(xué)目的、要求：

理解制訂工藝規(guī)程時(shí)要解決的主要問題

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：

制訂工藝規(guī)程時(shí)要解決的主要問題

教學(xué)過程：

（-）復(fù)習(xí)提問

1、生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型

2、工藝規(guī)程的作用

3、制訂工藝規(guī)程的原則

4、制訂工藝規(guī)程的原始資料

5、制訂工藝規(guī)程的步驟

（二）導(dǎo)入新課、授新課

20.3制訂工藝規(guī)程時(shí)要解決的主要問題

一、零件的工藝分析

1.檢查產(chǎn)品圖樣的完整性和正確性

2.審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性

3.零件的技術(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）加工表面的表面粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其他要求。

（5）熱處理要求。

（6）其他要求（如動(dòng)平衡、未注圓角或倒角、去毛刺、毛坯要求等）。

二、毛坯的選擇

確定毛坯時(shí)要考慮下列因素：

1.零件的材料及其力學(xué)性能

2.零件的形狀和尺寸

3.生產(chǎn)類型

4.生產(chǎn)條件

5.充分考慮利用新工藝、新技術(shù)和新材料的可能性

三、基準(zhǔn)的選擇

1.基準(zhǔn)的概念及分類

基準(zhǔn)：確定零件上的某些點(diǎn)、線、面位置時(shí)所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。它往往是計(jì)算、

測(cè)量或標(biāo)注尺寸的起點(diǎn)。

⑴設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

⑵工藝基準(zhǔn)在零件加工、測(cè)量和裝配過程中所使用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。按用

途不同又可分為定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)等。

①定位基準(zhǔn)在加工時(shí)，用以確定零件在機(jī)床上或夾具中的正確位置所采月的基準(zhǔn),

稱為定位基準(zhǔn)。

②工序基準(zhǔn)在工藝文件上用以標(biāo)定被加工表面位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。

③測(cè)量基準(zhǔn)零件檢驗(yàn)時(shí)，用以測(cè)量已加工表面尺寸及位置的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。

④裝配基準(zhǔn)裝配時(shí)用以確定零件在機(jī)器中位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。

2.定位基準(zhǔn)的選擇

選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，是從保證零件加工精度要求出發(fā)的，囚此，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)先選

擇精基準(zhǔn)面，再選擇粗基準(zhǔn)。

⑴精基準(zhǔn)的選擇的原則

①基準(zhǔn)重合的原則

②基準(zhǔn)統(tǒng)一原則

③互為基準(zhǔn)原則

@自為基準(zhǔn)原則

⑵粗基準(zhǔn)的選擇原則

①選擇與加工表面間有較高位置精度要求的毛面為粗基準(zhǔn)，并盡可能在一次安裝中

加工較多的表面。

②選擇工件上余量較少的表面為粗基準(zhǔn)，這樣可保證該表面在加工時(shí)有足夠的余量。

③以工件上某些要求余量均勻的重要表面為粗基準(zhǔn)。

④作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整光潔，有一定面積，以使工件定位準(zhǔn)確、夾緊可

靠。

⑤粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次。因?yàn)槊髅娲植谇揖鹊停貜?fù)使用將

產(chǎn)生較大的誤差。

四、工藝路線的擬訂

1.表面加工方法的選擇

2.加工階段的劃分

3.工序的集中與分散

⑴工序集中工序集中是把零件上較多的加工內(nèi)容集中在一道工序中進(jìn)行，整個(gè)工

藝過程由數(shù)量較少的工序組成。。

⑵工序分散工序分散是將零件各個(gè)表面加工分得很細(xì)，在每道工序中加工內(nèi)容很

少，最大限度的工序分散是每一工序只有簡(jiǎn)單的一個(gè)工步，而整個(gè)工藝過程工序數(shù)量多。

⑶確定工序集中與分散的程度單件小批生產(chǎn)采用組織集中，以便簡(jiǎn)化生產(chǎn)組織工

作。大批、大量生產(chǎn)可采用較復(fù)雜的集中，如多刀、多軸機(jī)床、各種高效組合機(jī)床和自動(dòng)

機(jī)床加工；對(duì)一些結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，如軸承生產(chǎn)，也可采用分散的原則。成批生產(chǎn)應(yīng)盡

可能采用效率較高的機(jī)床，如六角車床、多刀半自動(dòng)車床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等，使工

序適當(dāng)集中。

4.加工順序的安排

⑴切削加工順序的安排原則總的原則是前面工序?yàn)楹罄m(xù)工序創(chuàng)造條件，作好基準(zhǔn)

準(zhǔn)備。具體原則有：

①先粗后精

②先主后次

③先面后孔

④基準(zhǔn)先行

⑵熱處理工序的安排

①正火、退火一般安排在粗加工之前。

②時(shí)效處理一般安排在粗加工之前后，對(duì)于精密零件，要進(jìn)行多次時(shí)效處理。

③調(diào)質(zhì)一般安排在粗加工之后。

④最終熱處理常用的有：淬火、滲碳淬火、滲氮等。它們的主要目的是提高零件

的硬度和耐磨性。常安排在精加工（磨削）之前進(jìn)行，其中滲氮由于熱處理溫度較低，零

件變形很小，也可以安排在精加工之后。

⑶輔助工序的安排

五、設(shè)備與工藝裝備的選擇

1.設(shè)備的選擇

⑴機(jī)床精度與工件精度相適應(yīng)

⑵機(jī)床規(guī)格與工件的外形尺寸相適應(yīng)

⑶與現(xiàn)有加工條件相適應(yīng)

2.工藝裝備的選擇

⑴夾具的選擇單件小批生產(chǎn)應(yīng)首先采用各種通用夾具和機(jī)床附件，如卡盤、虎鉗、

分度頭等。有組合夾具站的，可采用組合夾具。大批天量生產(chǎn)為了提勞動(dòng)生產(chǎn)率應(yīng)采用專

用高效夾具。多品種中、小批量生產(chǎn)可采用可調(diào)夾具或成組夾具。

⑵刀具的選擇一般優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。若采用機(jī)械集中時(shí)，應(yīng)采用各種高效的專

用刀具、復(fù)合刀具和多刃刀具等。刀具的類型、規(guī)格和精度等級(jí)應(yīng)符合加工要求。

⑶量具的選擇單件小批生產(chǎn)應(yīng)廣泛采用通用量具，如游標(biāo)卡尺、百分尺和千分表

等。大批大量生產(chǎn)應(yīng)采用極限量規(guī)和高效專用檢驗(yàn)夾具和量?jī)x等。

六、確定加工余量

確定工序余量應(yīng)包括下列各項(xiàng)：

⑴工序余量必須大于上道工序的尺寸公差，才能保證消除上道工序的幾何形狀誤差。

⑵上道工序加工后各表面相互位置偏差（軸心