机械加工工艺规程

机械制造工艺与装备,课题一 对机械加工工艺规程的认识,模块四 机械加工工艺规程制订,知识点,机械加工工艺规程 机械加工工艺过程的组成 生产类型及工艺特征 基准选择 机械加工工艺规程,技能点,了解机械加工的生产类型及工艺特征 掌握编制机械加工工艺规程的原则,模块四 机械加工工艺规程制订,一、任务引入,图4-1为某动力装置阶梯轴加工简图，45钢，数量50件，试分析其生产类型、工艺特征和制订加工艺规程的步骤，并说明选用何种毛坯？,图4-1 阶梯轴简图,模块四 机械加工工艺规程制订,二. 任务分析,在零件的加工前，应先分析结构特点和加工精度，基本确定各表面加工方法；然后根据其生产类型，考虑毛坯的制造方法、选用机床设备和工艺装备等，制订加工工艺规程；最后后实施加工。本课题主要学习机械加工工艺规程的基础知识和制订加工艺规程的步骤。,模块四 机械加工工艺规程制订,1.生产过程 生产过程是指从原材料或半成品到产品制造出来的各有关劳动过程的总和。 产品的生产过程包括： 原材料的运输和保管，生产的技术准备工作，毛坯的制造，零件的机械加工与热处理，产品的装配、检验、油漆和包装等一系列过程。 提示 生产过程往往由许多工厂或工厂的许多车间联合完成，这有利于专业化生产，提高生产率、保证产品质量、降低生产成本。,（一）生产过程及机械加工工艺过程,三. 相关知识,模块四 机械加工工艺规程制订,2工艺过程 生产过程中直接改变生产对象的尺寸、形状、和性能以及相对位置关系的过程，称为工艺过程，又称工艺路线或工艺流程。 将零件装配成部件或产品的过程，称为装配工艺过程。,模块四 机械加工工艺规程制订,7,机械加工工艺过程,2机械加工工艺过程 用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能等，使之变为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程，又称工艺路线或工艺流程。 将零件装配成部件或产品的过程，称为装配工艺过程。,（二） 机械加工工艺过程组成,机械加工工艺过程是由一个或若干个依次排列的工序所组成，毛坯依次通过这些工序就变成了成品或半成品。每一个工序又可分为若干个安装、工位和工步。,一个(或一组)工人，在一台机床(或其它设备及工作地)上，对一个(或同时对几个)工件所连续完成的那部分工艺过程，称为一个工序。 区分工序的主要依据是工作地(或设备)是否变动，零件加工的工作地变动后，即构成另一工序。,1工序,模块四 机械加工工艺规程制订,例如图4-1所示的阶梯轴，当单件小批生产时，其加工工艺及工序划分如表4-1所示。当中批生产时，其工序划分如表4-2所示。 工序不仅是制订工艺过程的基本单元，也是制订劳动定额、配备工人、安排作业计划和进行质量检验的基本单元。,图4-1阶梯轴简图,模块四 机械加工工艺规程制订,表4-1 阶梯轴加工工艺过程(单件小批生产),表4-2 阶梯轴加工工艺过程(中批量生产),模块四 机械加工工艺规程制订,工件在加工之前,在机床或夹具上需要占据正确的位置(定位)，然后再予以夹紧的过程称为安装。在一个工序内，工件的加工可能只需要安装一次，也可能需要安装几次。 例如，表4-2的工序3，一次安装即铣出键槽，而工序2中，为了车削全部外圆表面则最少需两次安装。工件加工中应尽量减少安装次数，因为多一次安装就多一次误差。而且还增加了安装工件的辅助时间。,3安装与工位,模块四 机械加工工艺规程制订,为了减少工件安装的次数，常采用各种回转工作台、回转夹具或移位夹具，使工件在一次安装中先后在几个不同位置进行加工。此时，工件在机床上占据的每一个加工位置称为工位。图4-4 所示用回转工作台在一次安装中按顺序完成装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔四个工位加工。,图4-4 多工位加工 工位I-装卸工件 工位-钻孔 工位-扩孔，工位-铰孔,模块四 机械加工工艺规程制订,在一个工序中，往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述工序的内容，工序还可以进一步划分工步。工步是指加工表面、切削工具和切削用量中的切削速度与进给量均不变的条件下所完成的那部分工艺过程。一个工序可包括几个工步，也可只包括一个工步。例如，在表42的工序2中，包括有粗、精车各外圆表面及切槽等工步，而工序3当采用键槽铣刀铣键槽时，就只包括一个工步。,2工步与走刀,模块四 机械加工工艺规程制订,构成工步的任一因素(加工表面、刀具或切削用量中的切削速度和进给量)改变后，一般即变为另一工步。但是对于那些在一次安装中连续进行的若干个相同的工步，为简化工序内容的叙述，通常多看作一个工步。例如图4-2所示零件上四个15mm孔的钻削，可写成一个工步钻4-15mm孔。若有几把刀同时切削，该工步称为-复合工步（教材图1-4）,图4-2 包括四个相同表面加工的工步,模块四 机械加工工艺规程制订,为了提高生产率，用几把刀具同时加工一个零件的几个表面的工步，称为复合工步(见图4-3)。在工艺文件上，复合工步应视为一个工步。,图4-3 复合工步,在一个工步内，若被加工表面需切去的金属层很厚，需要分几次切削，则每进行一次切削就是一次走刀。一个工步可包括一次或几次走刀。,模块四 机械加工工艺规程制订,由于零件机械加工的工艺过程与其所采用的生产组织形式是密切相关的，所以在制订零件的机械加工工艺过程时，应首先确定零件机械加工的生产组织形式。,（三）机械加工的生产类型及工艺特征,通常先依据零件的年生产纲领选取合适的生产类型，然后再根据所选用的生产类型来确定零件机械加工的生产组织形式。,模块四 机械加工工艺规程制订,生产纲领的大小对零件加工过程和生产组织起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，决定了所应选用的工艺方法和工艺装备。 年生产纲领可按下式计算： N=Q.n(1+a%+b%) 式中N 零件的年生产纲领,(N)为件； Q 机械产品的年产量,(Q)为台年； n 每台产品中该零件的数量,(n)为件台； a% 备品的百分率； b% 废品的百分率。,1生产纲领的计算 某种零件(包括备品和废品在内)的年产量称为该零件的年生产纲领。,模块四 机械加工工艺规程制订,2生产纲领和生产类型的关系 在生产上，一般按照生产纲领的大小选用相应规模的生产类型。机械制造业的生产可分为三种类型：单件生产、成批生产和大量生产。 （1）单件生产 每种产品仅制造一个或少数几个，而且很少再重复生产。例如，重型机械产品制造和新产品试制都属于单件生产。 （2）成批生产 一年中分批地生产相同的零件，生产呈周期性重复。每批投入或产出同一零件的数量称为批量。成批生产又可分为小批、中批、大批生产三种类型。 （3）大量生产 长期重复地进行某一零件某一工序的加工。例如汽车、拖拉机、轴承和自行车等产品及零件的制造多属于大量生产。,模块四 机械加工工艺规程制订,表4-3 生产纲领和生产类型的关系,模块四 机械加工工艺规程制订,21,基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。它是几何要素之间位置尺寸标注、计算和测量的起点。根据基准的应用场合和功用的不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。,（一） 基准及其分类,1-2. 基准选择,22,1设计基准 设计图样上所采用的基准称为设计基准。设计基准是根据零件(或产品)的工作条件和性能要求而确定的。在设计图样上，以设计基准为依据，标出一定的尺寸或相互位置要求。如图4-9所示的轴套零件，各外圆和孔的设计基准是零件的轴线，左端面是阶台端面和右端面的设计基准，孔D的轴线是外圆表面径向圆跳动的设计基准。,图4-9轴套的设计基准,23,对于一个零件来说，在各个方向往往只有一个主要的设计基准。如图4-10所示的零件，径向的主要设计基准是外圆mm的轴线，轴向的主要设计基准是端面M。习惯上把标注尺寸最多的点、线、面作为零件的主要设计基准。,图4-10主要设计基准,24,2工艺基准 工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。在机械加工中，按其用途不同，工艺基准分为工序基准、定位基准和测量基准。 （1）工序基准 在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准称为工序基准。图4-11所示为某零件钻孔工序的工序简图，图和b分别选用端面M及N作为确定被加工孔轴线位置的工序基准。由于工序基准不同，工序尺寸也不同。,图4-9 轴套的设计基准,25,（2）定位基准 在加工中用作定位的基准称为定位基准，确定工件在机床上或夹具中的正确位置。在使用夹具时，其定位基准就是工件与夹具定位元件相接触的点、线、面。 图4-12所示为镗削某发动机机体轴承孔时的两种定位情形：按图所示定位时，表面B-B是定位基准；按图b所示定位时，表面A-A是定位基准。,图4-12 镗削发动机机体轴承孔时的定位基准,26,（3）测量（度量）基准 测量时所采用的基准称为测量基准。它是以已加工表面的某些点、线、面作为测量尺寸的起始点。图4-13所示为测量被加工平面的位置时，分别以小圆柱面的上素线A和大圆柱面的下素线B作为测量基准。选择测量基准与工序尺寸标注的方法关系密切，通常情况下测量基准与工序基准是重合的。,27,1工件的定位方法 工件在机床上定位有以下三种方法： （1）直接找正法 此法是用百分表、划针或目测在机床上直接找正工件，使其获得正确位置的一种方法。直接找正法的定位精度和找正的快慢，取决于找正精度、找正方法、找正工具和工人的技术水平。用此法找正工件往往要花费较多的时间，故多用于单件和小批生产或位置精度要求特别高的工件。,（二）定位基准的选择,28,29,（2）划线找正法 在机床上用划针按已在毛坯或半成品上所划的线对工件进行找正，使其获得正确位置的一种方法。由于受到划线精度和找正精度的限制，此法多用于批量较小、毛坯精度较低以及大型零件等不便使用夹具的粗加工中。,30,（3）采用夹具定位 将工件装在夹具上，使工件的某一表面与夹具的定位元件相接触，从而使工件被加工表面对机床、刀具保持正确的相对位置,称为用夹具定位。,图4-16工件用夹具定位 1-定位键 2-夹具体 3-对刀块 4-偏心轮5-支承套 6、7-V形块,31,在各加工工序中，保证被加工表面的尺寸和位置精度的方法是制定工艺过程的重要任务,而定位基准的作用主要是保证工件各表面之间的相互位置精度。因此，在研究和选择各类工艺基准时，首先应选择定位基准。 （1）定位基准选择的基本原则 1）应保证定位基准的稳定性和可靠性,以确保工件相互位置表面之间的精度。 2）力求与设计基准重合，也就是尽可能从相互间有直接位置精度要求的表面中选择定位基准，以减小因基准不重合而引起的误差。 3）应使实现定位基准的夹具结构简单，工件装卸和夹紧方便。,2定位基准的选择,32,（2）定位基准的分类 按照工序性质和作用不同，定位基准分为粗基准和精基准两类。 在最初的切削工序中，只能采用毛坯上未经加工的表面来定位，这种定位基准称为粗基准。在以后的工序中，均采用已加工表面作为定位基准表面，这种定位基准称为精基准 。,33,（3）粗基准的选择 选择粗基准，应该保证所有加工表面都有足够的加工余量，而且各加工表面对不加工表面具有一定的位置精度。选择时应遵循下列原则： 1）对于不需加工全部表面的零件，应采用始终不加工的表面作为粗基准，这样可以较好地保证加工表面对不加工表面的相互位置要求，并有可能在一次安装中把大部分表面加工出来。,图4-17 选择不加工表面作粗基准,34,2)选取加工余量小而且要求均匀的表面作为粗基准，在加工时可以保证该表面余量均匀。例如车床床身(图4-18)要求导轨面耐磨性好，希望在加工时只切除较小且均匀的一层余量，使其表面保留均匀一致的金相组织，具有较高的物理和力学性能。为此应选择导轨面作为粗基准，加工床腿的底平面(图)，然后以床腿的底平面为基准加工导轨面(图)。,图4-18 选择加工余量要求均匀的表面作粗基准,35,3）对于所有表面都需要加工的零件,应选择加工余量最小的表面作为粗基准,这样可以避免加工余量不足而造成废品。如图4-19所示的零件毛坯，表面的余量比的余量大，因此，应选择外圆表面为粗基准。,图4-19 选择加工余量小的表面,36,4）选择毛坯制造中尺寸和位置可靠、稳定，平整、光洁，具有一定精度的或面积足够大的表面作为粗基准，这样可以减小定位误差和使工件装夹可靠稳定。 粗基准只能使用一次，不允许重复使用。,37,（4）精基准的选择 选择精基准时必须遵循以下原则： 1）基准重合原则 尽可能选用设计基准作为定位基准，以避免因定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差。 如图4-20所示某车床主轴箱，设计要求车床主轴中心高为H12050.lmm(主轴支承孔轴线至床头箱底面M的距离），设计基准是底面M。,图4-21 工艺尺寸链,38,得H的尺寸及其偏差为 mm,镗削主轴支承孔时，如果以底面M为定位基准，定位基准与设计基准重合，镗孔时高度尺寸H1的误差控制在0.1mm范围内即可。由于主轴箱底面M有凸缘不平整，批量生产时，为方便定位装夹，常以顶面N为定位基准镗孔，这时孔的高度尺寸为H。由于定位基准与设计基准不重合，主轴中心高H1须由主轴箱高度H2和H共同保证。尺寸H1、H2和H之间的关系可通过相关的尺寸链用极值法确定。 因为 H1max=H2max-Hmin H1min=H2min-Hmax 所以 Hmin=H2max-H1max=322.12-205.1117.02mm Hmax=H2min-H1min=322204.9117.1mm,计算结果表明：由于设计基准与定位基准不重合而产生的定位误差（即H2的误差0.12mm），使镗孔时H的允许误差必须缩小到0.08mm以下。,39,2）基准统一原则 即选择同一定位基准来加工尽可能多的表面，以保证各加工表面的相互位置精度，避免产生因基准变换所引起的误差。 例如，加工较精密的阶台轴时，通常采用两中心孔作定位基准，这样在同一定位基准下加工的各档外圆表面及端面容易保证高的位置精度，如圆跳动、同轴度、垂直度等。采用同一定位基准，还可以使各工序的夹具结构单一化，便于设计制造。,40,3）互为基准原则 对于零件上两个相互位置精度要求较高的表面，采取互相作为定位基准、反复进行加工的方法来保证达到精度要求。 4）自为基准原则 以被加工表面本身作为定位基准进行精加工、光整加工，可以使加工余量小而且均匀，易于获得较高的表面加工质量，但被加工表面的相互位置精度应由前道工序保证。浮动铰孔、珩磨内孔等均采用自为基准的原则。,41,如选择M面作为定位基准，所引起的基准不重合定位误差为0.2mm； 如选N面作为定位基准，所引起的基准不重合定位误差为0.20.2=0.4mm。 因此应选择M面作为定位基准。,5）基准不重合误差最小条件 当实际生产中不宜选择设计基准作为定位基准时，则应选择因基准不重合而引起的误差最小的表面作定位基准。,图4-23 基准不重合误差最小条件,42,（5）辅助定位基准 生产实际中，有时工件上找不到合适的表面作为定位基准，为便于工件安装和保证获得规定的加工精度，可以在制造毛坯时或在工件上允许的部位增设和加工出定位基准，如工艺凸台、工艺孔、中心孔等，这种定位基准称为辅助定位基准，它在零件的工作中不起作用，只是为了加工的需要(夹紧刚性和加工稳定)而设置的。除不影响零件正常工作而保留的外，增设的辅助定位基准在零件全部加工后，还必须将其切除。,机械加工工艺规程是指导工人操作和用于生产、工艺管理的各种技术文件称为工艺文件。它是机械制造厂最主要的技术文件之一。它一般应包括下列内容：,1-3机械加工工艺规程,工件加工工艺路线及所经过的车间和工段； 各工序的内容及所采用的机床和工艺装备； 工件的检验项目及检验方法； 切削用量； 工时定额及工人技术等级等。,模块四 机械加工工艺规程制订,（3）工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料 在新建或扩建工厂或车间时，只有依据工艺规程和生产纲领才能正确地确定：生产所需要的机床的种类、规格和数量；车间的面积；机床的布置；生产工人的工种、技术等级等。,1机械加工工艺规程的作用,（1）工艺规程是指导生产的主要技术文件 按照工艺规程组织生产，可以保证产品的质量和较高的生产效率和经济效益。因此，生产中一般应严格地执行既定的工艺规程。但是，工艺规程也不应不断地予以改进和完善，以便更好地指导生产。,（2）工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据 在生产管理中，原材料及毛坯的供应，专用工艺装备的设计和制造，生产计划的编排，劳动力的组织，以及生产成本的核算等，都要以工艺规程作为基本依据的。,模块四 机械加工工艺规程制订,1制订工艺规程的原则 制订工艺规程的原则是，在一定的生产条件下，应保证优质、高产、低成本。即保证质量的前提下，争取最好的经济效益。在制订工艺规程时，应注意以下问题： （1）保证零件图样技术要求，同时追求技术上的先进性 要了解当时国内外本行业工艺技术的发展水平，通过必要的工艺试验，积极采用适用的先进工艺和工艺装备。 （2）经济上的合理性 通过核算或相互对比，选择经济上最合理的方案，使产品的能源、原材料消耗和成本最低。 （3）有良好的劳动条件（安全、实际） 要注意保证本厂工人在操作时有良好而安全的工作条件。 （4）与时俱进性,（五） 工艺规程制订的原则和步骤,模块四 机械加工工艺规程制订,2制订工艺规程的步骤 制订零件机械加工工艺规程的主要步骤大致如下： 1）分析零件图和产品装配图。 2）对图样进行工艺审查。 3）零件纲领确定生产类型。 4）确定毛坯的种类。 5）拟定工艺路线。 6）确定各工序的机床设备和工艺装备。 （设备、刀、夹、量具和辅助工具）。 7）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差。 8）确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9）确定切削用量和工时定额。 10）填写工艺文件。,模块四 机械加工工艺规程制订,（1）工艺过程综合卡片 卡片列出了整个零件加工所经过的工艺路线(包括毛坯、机械加工和热处理等)。各工序的说明不够具体，一般不能直接指导工人操作。 （2）机械加工工艺卡片 卡片是以工序为单位详细说明整个工艺过程的工艺文件。它是用来指导工人生产和帮助车间管理人员和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主要技术文件，广泛用于成批生产的零件和小批生产中的重要零件。 （3）机械加工工序卡片 卡片更详细地说明零件的各个工序应如何进行加工的。要画出工序图，注明该工序的加工表面及应达到的尺寸和公差、工件的装夹方式、刀具的类型和位置、进刀方向和切削用量等。,2工艺文件的格式,模块四 机械加工工艺规程制订,表4-5 机械加工工艺过程卡片,模块四 机械加工工艺规程制订,表4-7 机械加工工序卡片,小 结,1、生产过程及机械加工工艺过程 2、机械加工工艺过程组成 3、机械加工的生产类型及工艺特征 4、机械加工工艺规程,模块四 机械加工工艺规程制订,51,当工序基准、测量基准、定位基准与设计基准不重合时，工序尺寸及其公差的确定，需要通过解尺寸链才能获得。 1尺寸链概念 （1）工艺尺寸链的概念 1）定义 在机器的装配和零件的加工过程中，互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合，称为尺寸链。其中，由单个零件在加工过程中的各有关工艺尺寸所组成的尺寸链，称为工艺尺寸链。,1-4工艺尺寸链的计算,52,如图4-28a所示，图中尺寸 、 为设计尺寸，先以底面定位加工上表面，得到尺寸 ，在加工凹槽时，为了使定位稳定可靠并简化夹具，以底面定位，按尺寸 加工凹槽，于是该零件上在加工时并直接予以保证的尺寸 就随之确定。这样相互联系的尺寸 - - - 就构成一个如图4-28b所示的封闭尺寸组合，即工艺尺寸链。,图4-28 定位基准与设计基准不重合的工艺尺寸链,53,如图4-29a所示，图中尺寸 、 为设计尺寸，在加工过程中，因尺寸 不便直接测量，若以面1为测量基准，按容易测量的 尺寸 加工，也就间接保证了尺寸 ，这样相互联系的尺寸 - - - 就构成一个如图4-29b所示的封闭尺寸组合，即工艺尺寸链。,图4-29 测量基准与设计基准不重合的工艺尺寸链,54,3）工艺尺寸链的组成,把组成工艺尺寸链的各个尺寸称为环，为便于分析计算把它们可分为两种：,封闭环 加工中最后自然形成的环， 称为封闭环。尺寸均为封闭环，一个工艺尺寸链中只有一个封闭环。,组成环 工艺尺寸链中除封闭环以外的其它环，称为组成环。根据其对封闭环的影响不同，组成环又可分为增环和减环。,增环是当其它组成环不变，该环增大(或减小)使封闭环随之增大(或减小)的组成环。 减环是当其它组成环不变，该环增大(或减小)使封闭环随之减小(或增大)的组成环。,55,组成环的判别 为了迅速判别增、减环，可采用下述方法：在工艺尺寸链图上，先给封闭环任定一方向并画出箭头，然后沿此方向环绕尺寸链回路，依次给每一组成环画出箭头，凡箭头方向和封闭环相反的则为增环，相同的则为减环。,图4-31 内孔与键槽加工尺寸换算示意图,56,封闭环的基本尺寸： Ai:增环 Aj:减环 封闭环的极限尺寸： 封闭环的上、下偏差： 封闭环的公差：,（2）尺寸链的计算公式,57,2概率法计算（教材P15） 3工艺尺寸链的分析与计算 例1-1 如图示套筒，两端面加工完毕，加工孔底面时，要保证尺寸： 160-0.35，因该尺寸，不便测量，试标出测量尺寸。 16=60-A2，A2=44. 0=0-EI（A2），EI（A2）=0. -0.35=-0.17-ES（A2），ES（A2=+0.18. 所以测量尺寸A2=44+0.180 结论： 1、压缩公差 2、假“报废”（假废品）,58,例题1-2,59,例1-3,60,61,在拟定零件的工艺路线时，首先要确定各个表面的加工方法和加工方案。表面加工方法和方案的选择，应同时满足加工质量、生产率和经济性等方面的要求。 表面加工方法的选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一精度及表面粗糙度的加工方法往往有若干种，实际选择时还要结合零件的结构形状、尺寸大小以及材料和热处理的要求全面考虑。例如对于IT7级精度的孔，采用镗削、铰削、拉削和磨削均可达到加工要求。但箱体上的孔，一般不宜选择拉孔和磨孔，而常选择镗孔或铰孔；孔径大时选镗孔，孔径小时取铰孔。对于一些需经淬火的零件，热处理后应选磨孔；对于有色金属的零件，为避免磨削时堵塞砂轮，则应选择高速镗孔。,四、拟定工艺路线 1、表面加工方法的确定,62,表面加工方法的选择，除了首先保证质量要求外，还须考虑生产率和经济性的要求。 大批量生产时，应尽量采用高效率的先进工艺方法，如内孔与平面的拉削、同时加工几个表面的组合铣削或磨削等。这些方法都能大幅度的提高生产率，取得很好的经济效果，但是在年产量不大的生产条件下，如盲目采用高效率的加工方法及专用设备，则会因设备利用率低，造成经济上的较大损失。 此外，任何一种加工方法，可以获得的加工精度和表面质量均有一个相当大的范围，但只有在一定的精度范围内才是经济的，这种一定范围的加工精度即为该种加工方法的经济精度。选择加工方法时，应根据工件的精度要求选择与经济精度相适应的加工方法。例如，对于IT7级精度、表面粗糙度为0.4m的外圆，通过精心车削虽也可以达到要求，但在经济上就不及磨削合理。表面加工方法的选择还要考虑现场的实际情况，如设备的精度状况、设备的负荷以及工艺装备和工人技术水平等。,63,表4-8 外圆加工方案,64,表4-9 孔加工方案,65,表4-10 平面加工方案,66,选择表面的加工方法应从以下几方面加以考虑： （1）首先根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及分几次加工。一般可按表4-8表4-10选择较合理的加工方案。 （2）考虑被加工材料的性质。如经淬火的钢制件，精加工必须采用磨削的方法加工，而有色金属制件则采用精车、精铣、精镗、滚压等方法，很少采用磨削进行精加工。 （3）根据生产类型，即考虑生产率和经济性等问题。单件小批量生产，一般采用通用设备和工艺装备及一般的加工方法；大批量生产，尽可能采用专用的高效率设备和专用工艺装备，毛坯生产也应采用高效的方法制造，如压铸、模锻、热轧、精密铸造、粉末冶金等。 （4）根据本企业(或本车间)的现有设备情况和技术水平，充分利用现有设备，挖掘企业潜力。,67,1加工阶段的划分 对于加工精度要求较高、结构和形状较复杂、刚性较差的零件，其切削加工过程常应划分阶段。一般分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段。 （1）各加工阶段主要任务 1）粗加工阶段 切除工件各加工表面的大部分余量。在粗加工阶段，主要问题是如何提高生产率,为以后的加工提供精基准。 2）半精加工阶段 达到一定的精度要求，完成次要表面的最终加工，并为主要表面的精加工作好准备。 3）精加工阶段 完成各主要表面的最终加工，使零件的加工精度和加工表面质量达到图样规定的各项要求。在精加工阶段，主要问题是如何确保零件的质量。,2、 加工顺序的安排,68,3、工序安排,先基面、后其他 先面后孔,69,1机床的选择 在选择机床时应注意下述几点： （1）机床的主要规格尺寸应与加工零件的外廓尺寸相适应。 即小零件应选小的机床，大零件应选大的机床，做到设备合理使用。对于大型零件，在缺之大型设备时，可采用“蚂蚁啃骨头”的办法，以小于大。 （2）机床的精度应与工序要求的加工精度相适应。 对于高精度的零件加工，在缺少精密设备时，可通过设备改装，以粗干精。 （3）机床的生产率与加工零件的生产类型相适应。 单件小批生产选择通用设备，大批大量生产选择高生产率专用设备。 （4）机床选择还应结合现场的实际情况。 例如设备的类型、规格及精度状况，设备负荷的平衡状况以及设备的分布排列情况等。,（五）设计工序内容,70,2工艺装备的选择 （1）夹具选择 单件小批生产，应尽量选用通用夹具。例如各种卡盘、虎钳和回转台等。为提高生产率应积极推广使用组合夹具。大批大量生产，应采用高生产率的电动、气液传动等的专用夹具。夹具的精度应与加工精度相适应。 （2）刀具的选择 一般采用标准刀具，必要时也可采用各种高生产率的复合刀具及其他一些专用刀具。刀具的类型、规格及精度等级应符合加工要求。 （3）量具的选择 单件小批生产中应采用通用的量具，如游标卡尺与百分表等。大批大量生产中应采用各种量规和一些高生产率的专用量具。量具的精度必须与加工精度相适应。,71,切削用量三要素的选择，关系到工件的加工质量，加工生产率和生产成本，以及安全生产等问题。而制约切削用量三要素的因素又是多方面的，包括刀具耐用度，机床、夹具、刀具的强度与刚度，机床的动力，被加工工件的精度及粗糙度等等。由于在切削用量三要素中，切削速度对刀具耐用度的影响最大，所以，选择切削用量的步骤一般是： 首先选取尽可能大的背吃刀量 ，其次根据机床动力和刚度限制条件，或工件已加工表面粗糙度的要求等，选取尽可能大的进给量 、最后利用切削用量手册或通过有关公式计算出切削速度vc 。,（五）切削用量的确定,72,（1）选择背吃刀量ap 背吃刀量ap选择，决定于加工性质和工件余量。 粗加工，表面粗糙度为Ra8010m，精度为IT12IT15时，应尽可能一次切除全部加工余量。此时的制约因素主要应考虑工艺系统的刚度和机床动力是否足够。 半精加工，表面粗糙度为Ra101.25m、精度为IT8-IT9时，若单面余量h2mm，则应分两次走刀切除；第一次 ap (2/33/4)h；第二次 ap (1/31/4)h。若h2mm，则可一次切除。 精加工，表面粗糙度为Ra1.250.32,精度为IT6IT7时,应一次定刀切除，即ap =h值的大小，可由切削用量手册选取或按经验决定。,73,（2）选择进给量 在背吃刀量值选定以后，进给量 f 的大小直接决定了切削层公称横截面积的大小，因而也就决定了切削力的大小。所以： 粗加工时增大进给量的制约因素主要是工艺系统的强度和刚度； 半精加工和精加工时，增大进给量的制约因素则主要是工件已加工表面组糙度的要求。 粗加工时，一般可取f =0.30.6mm/r；半精加工和精加工时，常取 f =0.080.3mm/r。 （3）选择切削速度vc 背吃刀ap和进给量 f 选定以后，可根据预先选定的刀具耐用度T，用计算法、查表法确定切削速度，或者按照经验决定vc 。,74,确定劳动消耗工艺定额即劳动定额是工序设计中的内容之一。劳动定额是劳动生产率的指标。 劳动定额可用产量定额在一定生产条件下，规定每个工人在单位时间内完成的合格品数量；或用时间定额在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间来表示。目前工厂常用时间定额作为劳动定额指标。 时间定额不仅是衡量劳动生产率的指标，也是安排生产计划，成本核算的主要依据。在生产组织过程中，是计算设备数量，布置车间、计算工人数量的依据。时间定额由下述部分组成：,（六）时间定额的确定,75,1基本时间 切削加工来说，就是直接用于切除工序余量所消耗的时间(包括刀具的切入和切出时间)。基本时间可由计算公式求出。例如，车削的基本时间Tm为： Tm基本时间，min； 工作行程的计算长度，包括加工表面长度，刀具切入，切出长度mm； z 工序余量，mm ； n工件的转速，r/min； f 刀具的进给量，mm/r； ap 背叫刀量，mm 。,76,2辅助时间Ta 是为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。它包括：装卸工件，开停机床、改变切削用量，手动进刀和退刀，测量工件等所消耗的时间。 3布置工作地时间Ts 是为使加工正常进行，工人照管工作地（如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的时间。一般按作业时间的2%7%计算(以百分率表示)。 4休息与生理需要时间Tr 是工人在工作班内为恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。一般按作业时间的2%4%计算(以百分比表示)。 以上四部分时间的总和称为单件时间，用Tp表示，即：,77,5准备与终结时间（简称准终时间）Te 准终时间是工人为了生产一批产品或零部件，进行准备和结束工作所消耗的时间。 准备终结时间对一批零件只需要一次。批量n越大，分摊到每个工件上的时间Te/n越少。故单件和成批生产时单件时间定额TT为：,78,1.加工余量的确定 加工余量的确定是机械加工中很重要的问题，合理地确定加工余量具有很大的经济意义。余量过大，不但浪费材料，而且增加机械加工的切削工作量，降低劳动生产率，增加产品的成本。余量太小，一方面会提高毛坯的制造精度，使毛坯制造困难，另一方面还会造成表面加工困难，甚至因毛坯表面缺陷未能完全切除即达到尺寸要求而使工件报废。 （1）加工余量的基本概念 加工余量分为工序(加工)余量和总(加工)余量。 某一表面在一道工序中所切除的金属层厚度，称为该表面的工序余量。工序余量也就是同一表面相邻的前后工序尺寸之差。按照基本尺寸计算出的工序余量称为基本余量。,（一）加工余量的确定,三. 相关知识,79,加工余量分为工序(加工)余量和总(加工)余量。 某一表面在一道工序中所切除的金属层厚度，称为该表面的工序余量。工序余量也就是同一表面相邻的前后工序尺寸之差。按照基本尺寸计算出的工序余量称为基本余量。如图所示，本工序的基本余量：,对于外表面： 对于内表面： 式中： 前工序的基本尺寸； 本工序的基本尺寸。,图4-25 工序基本余量,a）外表面加工 b）内表面加工,80,（2）影响加工余量的因素 为了保证加工工件的表面层质量，工序余量必须保证本工序完成后，不再留有前工序的加工痕迹和缺陷。因此，在确定加工余量时，应考虑以下几方面的因素： 1）前工序(或毛坯)表面的加工痕迹和缺陷层 2）前工序的尺寸公差 3）前工序的相互位置公差 4）本工序加工时的安装误差 5）热处理变形量 6）工序的特殊要求,81,（3）确定加工余量的方法 1）分析计算法 由于工艺研究不够，缺少可靠的实验数据资料，计算困难，因此目前应用极少。 2）查表修正法 是根据以工厂生产实践中统计的数据和试验研究积累的关于加工余量的资料数据为基础编制的加工余量标准，考虑不同加工方法和加工条件，在机械加工工艺手册中查找，查得的数据再结合实际加工情况进行修正，最后确定合理的加工余量。 3）经验估算法 是根据经验确定加工余量，为了防止余量不足而产生废品。,82,表4-11 粗车及半精车外圆加工余量及公差,83,表4-12 半精车后磨外圆加工余量及公差,84,工序尺寸及其公差的确定与工序余量的大小和工序基准的选择有关。这里只介绍工序基准与设计基准重合时工序尺寸及其公差的确定方法。 1工序尺寸的确定 当工序基准与设计基准重合时，被加工表面的最终工序的尺寸及公差一般可直接按零件图样规定的尺寸和公差确定。中间各工序的尺寸则根据零件图样规定的尺寸依次加上(对于外表面)或减去(对于内表面)各工序的加工余量求得，计算的顺序是由后向前推算，直到毛坯尺寸。,（二）工序尺寸及其公差的确定,85,图4-25为加工外表面时各工序尺寸之间的关系。其中为最终工序尺寸。由图示关系可知：对于外表面，本工序的工序尺寸加上本工序的加工余量，即为前工序的工序尺寸。计算方法如下：,图4-25工序尺寸之间的关系,确定工序尺寸时，应注意内、外表面的区别和单面余量与双面余量的区分。,86,2工序尺寸公差的确定 工序尺寸公差主要根据加工方法、加工精度和经济性确定。一般均按该工序加工方法的经济加工精度选定。 最终工序的公差，当工序基准与设计基准重合时，一般就是零件图样规定的尺寸公差；毛坯尺寸公差按照毛坯制造方法或根据所选型材的品种规格确定。 下面学习教材示例：1-5,