机械加工工艺基础知识课件

项目项目一一 机械加工工艺规程概述机械加工工艺规程概述 各种各种类型的机械零件，由于其结构形状、精度、表面质量、技术类型的机械零件，由于其结构形状、精度、表面质量、技术条件和生产数量等要求各不相同，所以针对某一零件的具体要求在生条件和生产数量等要求各不相同，所以针对某一零件的具体要求在生产实际中要综合考虑机床设备、生产类型、经济效益等诸多因素，确产实际中要综合考虑机床设备、生产类型、经济效益等诸多因素，确定一个合适的加工方案，并合理安排加工顺序，经过一定的加工工艺定一个合适的加工方案，并合理安排加工顺序，经过一定的加工工艺过程，才能制造出符合要求的零件。过程，才能制造出符合要求的零件。机械加工工艺基础知识机械加工工艺基础知识1.生产过程生产过程 生产生产过程是指产品由原材料到成品之间的各个相互联系的劳过程是指产品由原材料到成品之间的各个相互联系的劳 动动过程的总和过程的总和。它。它不仅包括毛坯制造、零件加工、装配调试、检验出厂，而不仅包括毛坯制造、零件加工、装配调试、检验出厂，而且还包括生产准备阶段中生产计划编制、工艺文件制订、刀夹量具准备，且还包括生产准备阶段中生产计划编制、工艺文件制订、刀夹量具准备，生产辅助阶段中原料与半成品运输和保管，设备维修和保养、刀具刃磨、生产辅助阶段中原料与半成品运输和保管，设备维修和保养、刀具刃磨、生产统计与核算等等。生产统计与核算等等。2.工艺工艺过程过程 生产生产过程中，按一定顺序逐渐改变生产对象的形状、尺寸、过程中，按一定顺序逐渐改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。如毛。如毛坯的制造、机械加工、热处理、装配等。坯的制造、机械加工、热处理、装配等。用用机械加工的方法直接改变生产对象的形状、尺寸和表面质量，使机械加工的方法直接改变生产对象的形状、尺寸和表面质量，使之成为合格零件的工艺规程，称为机械加工工艺过程；之成为合格零件的工艺规程，称为机械加工工艺过程；将将加工好的零件组装成机器使之达到所要求的装配精度并获得预定技加工好的零件组装成机器使之达到所要求的装配精度并获得预定技术性能的工艺过程，称为装配工艺过程。术性能的工艺过程，称为装配工艺过程。一一.生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程 机械机械加工工艺过程加工工艺过程是是由由一一个或若干个顺序排列个或若干个顺序排列的工序组成的，而每一个工序又可分为安装、工位、工步的工序组成的，而每一个工序又可分为安装、工位、工步和走刀。和走刀。1.工序工序 一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。它是组成工艺过程的基本单元。它是组成工艺过程的基本单元。二二.机械机械加工工艺过程的组成加工工艺过程的组成 下图所下图所示齿轮轴零件，可采用两种不同的加工示齿轮轴零件，可采用两种不同的加工方案。方案。表表1所示为第一方案的工艺过程；如果零件产量很所示为第一方案的工艺过程；如果零件产量很大，则可选用大，则可选用表表2所示第二方案的工艺过程。所示第二方案的工艺过程。例题：例题：表表1 第一方案的工艺过程第一方案的工艺过程工工 序序内内 容容设设 备备1 1车端面，钻中心孔；调头车另一端面，车端面，钻中心孔；调头车另一端面，钻中心孔钻中心孔车床车床2 2车大外圆端，割槽和倒角；调头车小车大外圆端，割槽和倒角；调头车小外圆端，割槽和倒角外圆端，割槽和倒角车床车床3 3滚削齿轮，去毛刺滚削齿轮，去毛刺滚齿机滚齿机4 4铣键槽，去毛刺铣键槽，去毛刺铣床铣床5 5磨外圆磨外圆磨床磨床表表2 第二第二方案的工艺过程方案的工艺过程工工 序序内内 容容设设 备备1 1铣两端面；钻中心孔铣两端面；钻中心孔铣两端面钻中心孔机铣两端面钻中心孔机床床2 2车大外圆端，割槽和倒角车大外圆端，割槽和倒角车床车床3 3车小外圆端，割槽和倒角车小外圆端，割槽和倒角车床车床4 4滚削齿轮滚削齿轮滚齿机滚齿机5 5去毛刺去毛刺钳工台钳工台6 6铣键槽铣键槽键槽铣床键槽铣床7 7去毛刺去毛刺钳工台钳工台8 8磨外圆磨外圆磨床磨床 为了为了提高生产效率，两端面和中心孔的加工被安排在双面铣端面钻提高生产效率，两端面和中心孔的加工被安排在双面铣端面钻中心孔机床上作为一个工序同步完成，如中心孔机床上作为一个工序同步完成，如图图 所示；所示；工件在一次工件在一次安装安装中，工件相对于机床或刀具每占据一个确切位置所完中，工件相对于机床或刀具每占据一个确切位置所完成的那一部分工艺过程称为成的那一部分工艺过程称为工位。工位。在在一个工步内，若被加工表面需切去的材料很厚，就可分几次切削，一个工步内，若被加工表面需切去的材料很厚，就可分几次切削，每切去一层材料称为一次走刀。每切去一层材料称为一次走刀。3.工位工位5.走走刀刀 在加工表面（或装配时的联接表面）和加工（或装配）工具不变的情在加工表面（或装配时的联接表面）和加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序为工步。况下，所连续完成的那一部分工序为工步。4.工工步步2.安装安装 在同一个工序中，工件在工作位置可能只装夹一次，也可在同一个工序中，工件在工作位置可能只装夹一次，也可能要装夹几次，工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。能要装夹几次，工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。用用几把刀具同时加工几个表面也可看作一个工步，称为复合几把刀具同时加工几个表面也可看作一个工步，称为复合工步。如工步。如图所图所示，铣端面和钻中心孔都是用两把刀具同时加工，它们示，铣端面和钻中心孔都是用两把刀具同时加工，它们都是复合工步。都是复合工步。对于对于连续进行的若干个相同的工步，为了简化工序内容的连续进行的若干个相同的工步，为了简化工序内容的叙述，通常都看作一个工步。例如叙述，通常都看作一个工步。例如图盘图盘类零件，用同一钻头连续钻类零件，用同一钻头连续钻削削6个孔，可写成一个工步。个孔，可写成一个工步。工件在进行加工之前需要定位和夹紧。工件在进行加工之前需要定位和夹紧。定位是为了工件在机床上具有一个正确的位置。定位是为了工件在机床上具有一个正确的位置。夹夹紧是使工件保持这一正确位置。紧是使工件保持这一正确位置。三三.工件的定位和夹紧工件的定位和夹紧四四.机械加工生产机械加工生产纲领与生产类型纲领与生产类型 根据根据市场需求和本企业的生产能力编制的企业在计划期内应当生产市场需求和本企业的生产能力编制的企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。的产品产量和进度计划称为生产纲领。某零件的年某零件的年生产纲领可按下式计算：生产纲领可按下式计算：N=Q n(1+a%)(1+b%)式中式中 N零件的年产量（件零件的年产量（件/年）年）Q 产品的年产量（台产品的年产量（台/年）年）n每台产品中该零件的数量（件每台产品中该零件的数量（件/台）台）a 备品的百分率备品的百分率 b废品的百分率废品的百分率 在零件年生产纲领确定后，可根据具体情况按一定期限分批投产，在零件年生产纲领确定后，可根据具体情况按一定期限分批投产，每批投产的零件数量称为批量每批投产的零件数量称为批量。1.生产生产纲领纲领2.生产生产类型类型 生产类型生产类型是指生产单位（企业、车间、工段、班组、工作地）生产专是指生产单位（企业、车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为三种生产类型。业化程度的分类。一般分为三种生产类型。（1）单件、小批生产）单件、小批生产（2）成批生产）成批生产（3）大批、大量生产）大批、大量生产生产类型生产类型重型机械重型机械中型机械中型机械小型机械小型机械单件生产单件生产小批生产小批生产中批生产中批生产大批生产大批生产大量生产大量生产少于少于5 55 5100100少于少于202020202002002002005005005005005000500050005000以上以上少于少于100100100100500500500500500050005000500050000500005000050000以上以上项目项目二二 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 一台相同结构、相同要求的机器，一个相同要求的机械零件，可以采一台相同结构、相同要求的机器，一个相同要求的机械零件，可以采用几种不同的工艺过程完成，但是其中总有一种工艺过程是在某一具体用几种不同的工艺过程完成，但是其中总有一种工艺过程是在某一具体条件下最合理，人们把合理的工艺过程的有关内容写在文件中，用以指条件下最合理，人们把合理的工艺过程的有关内容写在文件中，用以指导生产，这些工艺文件就是工艺规程。导生产，这些工艺文件就是工艺规程。一一.工艺规程的作用工艺规程的作用(P40)二二.工艺规程制定的原则工艺规程制定的原则三三.制定工艺规程的原始资料制定工艺规程的原始资料四四制订机械加工工艺规程的步骤制订机械加工工艺规程的步骤1.计算零件的生产纲领，确定计算零件的生产纲领，确定生产类型。生产类型。2.分析研究产品装配图和零件图。分析研究产品装配图和零件图。3.确定毛坯的类型、结构形状、制造方法。确定毛坯的类型、结构形状、制造方法。4.拟定工艺路线。拟定工艺路线。5.确定各工序加工余量、计算工序尺寸和公差。确定各工序加工余量、计算工序尺寸和公差。6.确定机床设备和工艺装备。确定机床设备和工艺装备。8.确定各工序的切削用量和工时确定各工序的切削用量和工时定额。定额。9.编制工艺编制工艺文件。文件。7.确定各主要工序的技术要求及检验方法。确定各主要工序的技术要求及检验方法。2分析产品零件图和装配图分析产品零件图和装配图 目的：熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该目的：熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制零件在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制定依据，找出其主要技术要求和技术关键。定依据，找出其主要技术要求和技术关键。难点难点：零件的工艺性分析，工艺分析的目的，一是审零件的工艺性分析，工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、形状精度、相互位置精度、查零件的结构形状及尺寸精度、形状精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等技术要求是否合理，二是通表面粗糙度、材料及热处理等技术要求是否合理，二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制定出合理的工艺规程。定出合理的工艺规程。零件的工艺分析包括：技术要求分析、结构工艺分析零件的工艺分析包括：技术要求分析、结构工艺分析 零件的结构工艺性，是指零件所具有的结构是否零件的结构工艺性，是指零件所具有的结构是否便于便于毛坯制造毛坯制造，是否便于机械加工，是否便于装配拆卸。，是否便于机械加工，是否便于装配拆卸。常用零件机械常用零件机械加工结构工艺性加工结构工艺性对照实例对照实例工艺性差工艺性差 工艺性好工艺性好 1 序号序号 因砂轮圆角因砂轮圆角不能磨成清不能磨成清根，而且自根，而且自动纵向来回动纵向来回进给要碰伤进给要碰伤表面表面留有越程槽。留有越程槽。可以磨成清根，可以磨成清根，而且可以进行而且可以进行纵向来回自动纵向来回自动进给磨削进给磨削 2 磨锥面时磨锥面时要碰伤圆要碰伤圆柱面，而柱面，而且不能清且不能清根根 磨削锥面磨削锥面和圆柱面和圆柱面互不干涉互不干涉序号序号 工艺性差工艺性差 工艺性好工艺性好 3 车螺纹车螺纹时较为时较为紧张，紧张，而且车而且车至根部至根部容易打容易打刀。刀。留有退留有退刀槽，刀槽，操作相操作相对容易，对容易，避免打避免打刀，螺刀，螺纹根部纹根部清根清根 退刀退刀槽槽4 小齿轮小齿轮无法切无法切削加工削加工 留有越留有越程槽，程槽，小齿轮小齿轮可以插可以插齿加工齿加工 无法无法加工加工序号序号 工艺性差工艺性差 工艺性好工艺性好 5 在斜面在斜面上钻孔，上钻孔，钻头易钻头易引偏折引偏折断断 留出平留出平台，方台，方便钻孔便钻孔 6 两键槽两键槽需在二需在二次装夹次装夹中加工中加工 将所有将所有键槽设键槽设计在同计在同一径向一径向上，可上，可在一次在一次装夹中装夹中加工全加工全部键槽部键槽 序号序号 工艺性差工艺性差 工艺性好工艺性好 7 三个不同三个不同尺寸的退尺寸的退刀槽就需刀槽就需三把不同三把不同尺寸的割尺寸的割槽刀槽刀 可使用同可使用同一把割刀一把割刀槽槽 8 接触面接触面太大，太大，既增加既增加加工工加工工时，浪时，浪费材料，费材料，又降低又降低接触联接触联结精度结精度 加工面加工面减小，减小，节省工节省工时；接时；接触面减触面减少，提少，提高联结高联结精度精度 加工加工面减面减少少序号序号 工艺性差工艺性差 工艺性好工艺性好 9孔与壁的孔与壁的距离太近，距离太近，要用接长要用接长钻头加工，钻头加工，容易折断容易折断 根据刀夹根据刀夹具所占空具所占空间设计孔间设计孔的位置，的位置，可提高加可提高加工精度和工精度和生产效率生产效率 孔与壁孔与壁太近太近序号序号 工艺性差工艺性差 工艺性好工艺性好 10 加工面设加工面设计在箱体计在箱体内，操作内，操作观察和调观察和调整刀具都整刀具都不方便不方便 加工面设加工面设计在外部，计在外部，加工方便加工方便 序号序号 工艺性差工艺性差 工艺性好工艺性好 11 油油(气气)槽槽设计在设计在孔壁上，孔壁上，加工困加工困难难 油油(气气)槽槽设计在筏设计在筏芯外圆上，芯外圆上，加工容易加工容易 孔壁加孔壁加工困难工困难在筏芯在筏芯外圆外圆上上四四制订机械加工工艺规程的步骤制订机械加工工艺规程的步骤1.计算零件的生产纲领，确定计算零件的生产纲领，确定生产类型。生产类型。2.分析研究产品装配图和零件图。分析研究产品装配图和零件图。3.确定毛坯的类型、结构形状、制造方法。确定毛坯的类型、结构形状、制造方法。4.拟定工艺路线。拟定工艺路线。5.确定各工序加工余量、计算工序尺寸和公差。确定各工序加工余量、计算工序尺寸和公差。6.确定机床设备和工艺装备。确定机床设备和工艺装备。8.确定各工序的切削用量和工时确定各工序的切削用量和工时定额。定额。9.编制工艺编制工艺文件。文件。7.确定各主要工序的技术要求及检验方法。确定各主要工序的技术要求及检验方法。4拟定工艺路线拟定工艺路线零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 同一个表面可以选用各种不同的加工方法加工，但每种同一个表面可以选用各种不同的加工方法加工，但每种加工方法的加工质量、加工时间和所花费的费用各不相同。加工方法的加工质量、加工时间和所花费的费用各不相同。外外圆表面加工中各种加工方法圆表面加工中各种加工方法孔表面加工中各种加工方法孔表面加工中各种加工方法平面加工中各种加工方法平面加工中各种加工方法4拟定工艺路线拟定工艺路线零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 具有一定技术要求的加工表面，一般都不是通过一次加具有一定技术要求的加工表面，一般都不是通过一次加工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往需工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往需要采用多种加工方法，通过多次加工才能达到加工质量要求。要采用多种加工方法，通过多次加工才能达到加工质量要求。外圆表面加工方案外圆表面加工方案4拟定工艺路线拟定工艺路线零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 具有一定技术要求的加工表面，一般都不是通过一次加具有一定技术要求的加工表面，一般都不是通过一次加工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往需工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往需要采用多种加工方法，通过多次加工才能达到加工质量要求。要采用多种加工方法，通过多次加工才能达到加工质量要求。孔孔表面加工方案表面加工方案4拟定工艺路线拟定工艺路线零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 具有一定技术要求的加工表面，一般都不是通过一次加具有一定技术要求的加工表面，一般都不是通过一次加工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往需工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往需要采用多种加工方法，通过多次加工才能达到加工质量要求。要采用多种加工方法，通过多次加工才能达到加工质量要求。平平面加工方案面加工方案四四制订机械加工工艺规程的步骤制订机械加工工艺规程的步骤1.计算零件的生产纲领，确定计算零件的生产纲领，确定生产类型。生产类型。2.分析研究产品装配图和零件图。分析研究产品装配图和零件图。3.确定毛坯的类型、结构形状、制造方法。确定毛坯的类型、结构形状、制造方法。4.拟定工艺路线。拟定工艺路线。5.确定各工序加工余量、计算工序尺寸和公差。确定各工序加工余量、计算工序尺寸和公差。6.确定机床设备和工艺装备。确定机床设备和工艺装备。8.确定各工序的切削用量和工时确定各工序的切削用量和工时定额。定额。9.编制工艺编制工艺文件。文件。7.确定各主要工序的技术要求及检验方法。确定各主要工序的技术要求及检验方法。单单件、小批生产可采用较简单的机械加工工艺过件、小批生产可采用较简单的机械加工工艺过程卡，如程卡，如表表5 所示。它主要说明零件加工的整个所示。它主要说明零件加工的整个工艺路线应如何进行，其中包括每道工序名称、工艺路线应如何进行，其中包括每道工序名称、内容以及所用的机床和工艺装备内容以及所用的机床和工艺装备。对于对于大批大量生产的零件，既要有较详细的机械大批大量生产的零件，既要有较详细的机械加工工艺卡，如加工工艺卡，如表表6所示，还要有机械加工工序所示，还要有机械加工工序 卡，如卡，如表表7所示。所示。机械机械加工工艺规程的种类有机械加工工艺过加工工艺规程的种类有机械加工工艺过程卡、机械加工工艺卡和机械加工工序卡。它们所包含程卡、机械加工工艺卡和机械加工工序卡。它们所包含的内容和具体格式已由的内容和具体格式已由JB/Z 187.3-1988标准化。标准化。9编制工艺文件编制工艺文件表表5 机械机械加工工艺过程卡片格式加工工艺过程卡片格式企业名称机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件型号共 页产品名称零（部）件名称第 页材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工 艺 装 备工时准终单件编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处记更改文件号签字日期标记处记更改文件号签字日期表表6 机械机械加工工艺卡加工工艺卡企业名称企业名称机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片产品型号产品型号零（部）件型号零（部）件型号共共 页页产品名称产品名称零（部）件名称零（部）件名称第第 页页材料牌号材料牌号毛坯种类毛坯种类毛坯外毛坯外形尺寸形尺寸每每毛毛坯坯件件数数每台件每台件数数备注备注工工序序装装夹夹工步工步工序内工序内容容同时加工零同时加工零件数件数设设备备名名称称及及编编号号工艺装备名称及编工艺装备名称及编号号技技术术等等级级工时定额工时定额背吃刀背吃刀量量(mm)(mm)切切削削速速度度(m/mm/min)in)每分钟转数或每分钟转数或往复次数往复次数进给量进给量(mm/r)(mm/r)夹具夹具刀具刀具量量具具单件单件准终准终编制（日期）编制（日期）审核（日期）审核（日期）会签会签（日期）（日期）标标记记处处记记更改文件更改文件号号签字签字日期日期标标记记处处记记更改文更改文件号件号签签字字日期日期表表7 机械机械加工工序卡加工工序卡企业名称企业名称机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片产品型产品型号号零（部）件零（部）件型号型号共共 页页产品名产品名称称零（部）件零（部）件名称名称第第 页页材料牌号材料牌号毛坯种类毛坯种类毛坯毛坯外形外形尺寸尺寸每每毛毛坯坯件件数数每台每台件数件数备注备注工工序序装装夹夹工工步步工序内工序内容容同时加工同时加工零件数零件数设设备备名名称称及及编编号号工艺装备名称工艺装备名称及编号及编号技技术术等等级级工时定额工时定额背吃背吃刀量刀量(mm)(mm)切切削削速速度度(m/m/mimin)n)每分钟转每分钟转数或往复数或往复次数次数进给进给量量(mm/(mm/r)r)夹夹具具刀具刀具量量具具单单件件准终准终编制（日编制（日期）期）审核（日期）审核（日期）会签会签（日（日期）期）标标记记处处记记更改文更改文件号件号签签字字日期日期标标记记处处记记更改更改文件文件号号签签字字日日期期