机械加工工艺规程的制定资料课件

20242024年年6 6月月2828日日 第六章机械加工工艺规程的制定第一节概述第二节工艺路线的制定第三节工序设计第四节工艺方案的经济评比第五节提高机械加工生产率的工艺途径第六节成组技术第七节计算机辅助工艺过程设计20242024年年6 6月月2828日日 第六章机械加工工艺规程的制定第一节概述第二节工艺路线的制定第三节工序设计第四节工艺方案的经济评比第五节提高机械加工生产率的工艺途径第六节成组技术第七节计算机辅助工艺过程设计20242024年年6 6月月2828日日 第一节概述一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程 机械加工工艺规程机械加工工艺规程是规定零件制造工艺过程和操作方法的是规定零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，简称工艺文件，简称“工艺规程工艺规程”。工艺规程是一种技术性文件，工厂的生产、工人的操作等都必须按照工艺规程所规定的内容和方法去做。在工厂，工艺设计师根据制造工艺理论，结合生产实际制订出零件的加工工艺规程。工艺规程是一种以卡片形式出现的文件，它通常由下列卡片组成。技术上技术上：保证设计图样上的加工要求：保证设计图样上的加工要求经济上经济上：生产成本最小、设备利用率最高、时间最少：生产成本最小、设备利用率最高、时间最少20242024年年6 6月月2828日日 1.1.机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 简称工艺过程卡片，也称工艺路线卡。它以工序为单位，按工艺过程顺序列出各个工序。在工艺过程卡片中简要说明各工序的加工内容、所用机床、工艺装备、时间定额等内容。第一节概述一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程20242024年年6 6月月2828日日 表6-1机械加工工艺过程卡片20242024年年6 6月月2828日日 2.2.机械加工工序卡片机械加工工序卡片 为每个工序所编制的卡片，简称工序卡。在每张工序卡片上都绘有工序简图，注明本工序的定位基准、夹紧点、各加工表面的工序尺寸、表面粗糙度和其它技术要求等，并写明各工步的顺序和内容、使用的设备及工艺装备、切削用量、时间定额等。工序卡片是指导操作工人进行生产的文件。第一节概述一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程20242024年年6 6月月2828日日 表6-2机械加工工序卡片20242024年年6 6月月2828日日 3.3.调整卡片调整卡片 调整卡片是对自动、半自动机床或某些齿轮加工机床等进行调整用的一种工艺文件。第一节概述一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程20242024年年6 6月月2828日日 表6-3弧齿锥齿轮切齿调整卡片20242024年年6 6月月2828日日 4.4.检验工序卡片检验工序卡片 检验工序卡片是检验人员使用的文件。其中列有检验内容、使用的设备及量检具等。第一节概述一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程20242024年年6 6月月2828日日 表6-4检验卡片20242024年年6 6月月2828日日 qq 工艺规程是指导生产的主要技术文件机械加工车间生产的计划、调度，工人的操作，零件的加工质量检验，加工成本的核算，都是以工艺规程为依据的。处理生产中的问题，也常以工艺规程作为共同依据。qq 工艺规程是生产准备工作的主要依据 车间生产新零件，需要根据工艺规程进行生产准备。如：关键工序的分析研究；准备所需刀、夹、量具；原材料及毛坯采购或制造；新设备购置或旧设备改装等，均需根据工艺规程来进行。qq 工艺规程是新建机械制造厂（车间）的基本技术文件 新建（扩建）批量或大批量机械加工车间（工段）时，应根据工艺规程确定所需机床的种类和数量以及在车间的布置，再由此确定车间的面积大小、动力和吊装设备配置以及所需工人的工种、技术等级、数量等。第一节概述二、机械加工工艺规程在生产中的作用二、机械加工工艺规程在生产中的作用二、机械加工工艺规程在生产中的作用二、机械加工工艺规程在生产中的作用20242024年年6 6月月2828日日 产品的全套装配图及零件图产品的全套装配图及零件图 产品的验收质量标准产品的验收质量标准 产品的生产纲领及生产类型产品的生产纲领及生产类型 零件毛坯图及毛坯生产情况零件毛坯图及毛坯生产情况 本厂（车间）的生产条件本厂（车间）的生产条件 各种有关手册、标准等技术资料各种有关手册、标准等技术资料 国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况 1.1.制定机械加工工艺规程所需原始资料制定机械加工工艺规程所需原始资料 第一节概述三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容20242024年年6 6月月2828日日 （1）分析和阅读装配图和零件图 1）审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一，分析主要技术要求是否合理、适当。2）了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用，明确零件的主要技术要求。3）审查零件结构工艺性。1.1.制定机械加工工艺规程所需原始资料制定机械加工工艺规程所需原始资料 第一节概述三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容20242024年年6 6月月2828日日 零件结构工艺性分析示例a）b）c）d）第一节概述三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容20242024年年6 6月月2828日日 零件结构工艺性分析示例（续）e）f）g）h）i）j）第一节概述20242024年年6 6月月2828日日 零件结构工艺性分析示例（续）k）l）m）n）o）p）第一节概述20242024年年6 6月月2828日日 q）r）s）t）u）v）零件结构工艺性分析示例（续）第一节概述20242024年年6 6月月2828日日 零件结构工艺性分析示例（续）w）x）y）z）第一节概述20242024年年6 6月月2828日日 （2 2）毛坯的选择）毛坯的选择 1）毛坯种类：铸、锻件、型材、冲压、焊件等。2）选择毛坯考虑的因素零件材料的工艺性：铸造性、锻造性、焊接性等。生产纲领：单件小批生产时，选设备投资小的制造方法。生产批量大，选精度和生产效率高的制造方法。零件形状和尺寸：应接近零件的形状。生产条件：本厂现有的设备和技术条件。1.1.制定机械加工工艺规程所需原始资料制定机械加工工艺规程所需原始资料 第一节概述三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容20242024年年6 6月月2828日日 （2 2）毛坯的选择）毛坯的选择 3）毛坯的形状尺寸要求毛坯尽量与零体形状接近。安装困难的零件,毛坯制造时，可做某些工艺凸台、工艺孔和凸耳等，便于保证加工精度。1.1.制定机械加工工艺规程所需原始资料制定机械加工工艺规程所需原始资料 第一节概述三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容20242024年年6 6月月2828日日 各类毛坯的特点及适用范围毛坯种类制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形状机械性能适用生产类型型 材型材焊接件砂型铸造自由锻造普通模锻钢模铸造精密锻造压力铸造熔模铸造冲压件粉末冶金件工程塑料件13级以下13级以下1115101281181171081079911大一般大大一般较小较小小很小小很小较小各种材料钢材铸铁,铸钢,青铜钢材为主钢,锻铝,铜等铸铝为主钢材,锻铝等铸铁,铸钢,青铜铸铁,铸钢,青铜钢铁,铜,铝基材料工程塑料小型大、中型各种尺寸各种尺寸中、小型中、小型小型中、小型小型为主各种尺寸中、小尺寸中、小尺寸简单较复杂复杂较简单一般较复杂较复杂复杂复杂复杂较复杂复杂较好有内应力差好好较好较好较好较好好一般一般各种类型单件单件小批单件小批中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量第一节概述20242024年年6 6月月2828日日 （3）拟定加工路线包括定位基准、定位夹紧方案、各表面的加工方法等。（4）确定满足各工序要求的工艺装备1.1.制定机械加工工艺规程所需原始资料制定机械加工工艺规程所需原始资料 第一节概述三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容（5）确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差（6）确定切削用量和时间定额（7）确定各主要工序技术要求和检验方法（8）编制工艺文件20242024年年6 6月月2828日日 一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择 1.粗基准的选择原则 粗基准的选择有两个出发点：一是保证各加工表面有足够且均匀的余量二是保证不加工表面与加工表面间的相对尺寸和位置符合设计要求。第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 图6-1变速器壳体的轴承座孔作为粗基准a)铣削接合面时的定位b)钻铰接合面上两定位销孔时的定位1圆锥销2菱形圆锥销 3支承板4支承钉一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择 1.粗基准的选择原则（1）尽可能选用精度要求高的主要表面作粗基准。这样可保证当以加工该主要表面时有足够且均匀的余量。第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 图6-2以活塞不加工的内腔为定位基准一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择 1.粗基准的选择原则（2）选用非加工表面作粗基准。这样可使非加工表面与加 工表面间的位置误差减小，否则在加工过程中，非加工 表面的位置误差没有机会得 以减小。第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择 1.粗基准的选择原则（3）选作粗基准的表面，应尽可能平整。（4）粗基准在同一尺寸方向上应尽可能避免重复使用。第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 选择精基准时，主要应考虑减少定位误差和夹紧方便、可靠，其选择原则是：（1）尽可能选设计基准或工序基准作为定位基准，即遵循“基准重合”原则。这样可以避免因基准不重合而产生的定位误差，提高加工精度。图6-3基准重合原则的应用一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择 2.精基准的选择原则第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 图6-4齿形表面定位1卡盘2滚柱3齿轮（2）对于两个有相互位置公差要求的表面，可以彼此互为设计基准，即“互为基准”原则。如图，齿面与内孔互为基准。选择精基准时，主要应考虑减少定位误差和夹紧方便、可靠，其选择原则是：第二节工艺路线的制定一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择 2.精基准的选择原则20242024年年6 6月月2828日日 主轴箱零件精基准选择（3）尽可能选用同一组定位基准加工各个表面，即遵循“基准统一”原则，亦称“基准不变”原则。第二节工艺路线的制定一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择 2.精基准的选择原则20242024年年6 6月月2828日日 （4）有些精度要求很高的表面在加工时应遵循“自为基准”的原则。由于这些表面的余量很小且要求余量均匀，这时，就常以该加工表面本身作为定位基准，待到零件被夹紧后再将作用在该表面的定位元件移去，进行加工。如图所示，汽车发动机中连杆小头孔的加工，最后一道镗孔工序就是以小头孔本身定位的。第二节工艺路线的制定一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择 2.精基准的选择原则20242024年年6 6月月2828日日 对于基准选择的各项原则，有时不能同时满足，这时应根据零件具体的技术要求和实际生产条件，首先满足较为重要的技术要求，综合考虑各项原则。第二节工艺路线的制定一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择一、定位基准的选择 2.精基准的选择原则20242024年年6 6月月2828日日 根据零件上每个加工表面的技术要求，确定用什么方法加工及分几次加工。通常表面达到同样要求的加工方法可以有多种选择，在选择时可综合考虑下列几个方面：1.根据加工表面的加工精度和表面粗糙度确定加工方法。即所选的最终加工方法应能保证图纸提出的要求，采用经济精度能保证的加工方法，既保证质量又不使成本过高。2.根据零件的结构、加工表面的特点及零件材料来选择加工方法。如箱体类零件的平面通常用铣、削加工，而盘类零件的端面通常用车削加工。淬硬钢可采用磨削进行精加工，而有色金属一般采用金刚镗或细车方法进行精加工。二、表面加工方法的选择第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 表6-5外圆表面加工方案的经济精度和表面粗糙度二、表面加工方法的选择第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 表6-6孔加工方案的经济精度和表面粗糙度二、表面加工方法的选择第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 表6-6孔加工方案的经济精度和表面粗糙度二、表面加工方法的选择第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 表6-7平面加工方案的经济精度和表面粗糙度20242024年年6 6月月2828日日 3.根据生产率和经济性选择加工方法。对于大批量生产，可采用高效的专用设备，如某些零件的平面和孔加工可采用拉削加工代替铣削平面和镗孔。4.考虑工厂现有设备和技术的发展。既充分利用现有设备进行加工，同时又考虑到新技术、新工艺的应用。二、表面加工方法的选择第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 对于一些要求较高的主要表面的加工，通常可以分为如下四个加工阶段：1.粗加工阶段：切除大部分余量，主要考虑获得高的生产率。2.半精加工阶段：零件达到一定的加工精度、留有一定的余量，并完成一些次要表面的加工，如钻孔、铣键槽等。3.精加工阶段：各表面全部达到图纸要求。4.精整、光整加工阶段：对于精度要求很高或粗糙度要求很低的加工表面，可采用光整加工。光整加工主要降低表面粗糙度，一般不用以纠正零件的形位误差。三、加工阶段的划分第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 零件加工需划分加工阶段的原因：对零件划分加工阶段，有利于使工件在阶段之间的时间间隔内得以充分变形，消除内应力；有利于在粗加工后及早发现毛坯缺陷，以便及时报废或修补，避免继续加工造成浪费；有利于合理使用机床，粗加工用大功率、一般精度的机床，精加工用小功率、高精度的机床；有利于防止和减少精加工后工件的损伤。三、加工阶段的划分第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 安排零件的加工工序遵循工序集中原则或工序分散原则。零件的加工工序数少，各个工序所含的加工内容多，称为工序集中；零件的加工工序数多，每个工序所含的加工内容少，称为工序分散。四、工序的集中与分散(工序的组成)第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 工序集中的特点是：可减少工件的安装次数，容易保证各加工表面间的位置精度；便于采用高效率的机床；加工设备少，工人少，生产面积较小，有利于生产计划和组织工作，但对加工设备的要求较高。四、工序的集中与分散(工序的组成)第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 工序分散的特点是：加工设备及工艺装备较为简单，调整方便，生产适应性好，转换产品比较容易，但机床数量多，生产周期长，生产占地面积大。在生产实践中，应根据零件的生产纲领、技术要求、现有生产条件和产品的发展等情况综合考虑，以决定采用工序集中原则，还是采用工序分散原则。四、工序的集中与分散(工序的组成)第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 五、工序顺序的安排 加工顺序就是指工序的排列先后，通常按下列原则排列：1.基面先行基面先行。先加工基准表面，后加工其他表面。一个零件加工时，其头几道工序都是先加工精基准，然后再用精基准定位来加工其它表面。2.先粗后精先粗后精。先安排粗加工，后安排精加工。各表面的加工工序按从粗到精的加工阶段交叉进行。3.先面后孔先面后孔。先加工平面，后加工孔。4.先主后次先主后次。先加工主要表面，后加工次要表面。主要加工表面先加工，次要表面一般安排在主要表面达到一定精度之后再进行加工。第二节工艺路线的制定20242024年年6 6月月2828日日 一、加工余量、工序尺寸的确定 1加工余量的确定 零件由毛坯变为成品的过程中，在某个加工表面上切除金属层的总厚度，称为该表面的加工总余量。每一道工序所切除金属层的厚度称为工序间加工余量。n 为某一加工表面的工序数目。第三节工序设计20242024年年6 6月月2828日日 一、加工余量、工序尺寸的确定 1加工余量的确定 加工余量有单面和双面之分。对于外圆和内孔，加工余量是在直径方向上对称分布的，称为双面余量；对于平面加工，称为单面余量。第三节工序设计图6-5双面和单面余量a)、b)加工外圆、内孔时的双面余量c)加工平面时的单面余量20242024年年6 6月月2828日日 余量过大，增加机械加工的劳动量，浪费材料，增加能源、工具等的消耗，导致成本提高。余量太小，又往往会使某些金属缺陷层尚未切掉就到了零件应有的尺寸，因而使工件成为废品。因此，必须确定适当的余量。确定加工余量的常见方法有：（1）经验法 （2）查表法 （3）分析计算法 一、加工余量、工序尺寸的确定 1加工余量的确定 第三节工序设计20242024年年6 6月月2828日日 图6-7上工序尺寸公差对加工余量的影响一、加工余量、工序尺寸的确定 2影响加工余量的因素（1）上工序的尺寸公差 。上工序加工后的表面存在尺寸公差范围内的形状误差和位置误差，故工序余量必须大于前一工序的尺寸公差。第三节工序设计20242024年年6 6月月2828日日 一、加工余量、工序尺寸的确定2影响加工余量的因素（2）上工序加工后留下的表面粗糙度 及表面缺陷层深度 。（3）本工序的装夹误差 。第三节工序设计20242024年年6 6月月2828日日 图6-9轴线的直线度误差对加工余量的影响一、加工余量、工序尺寸的确定2影响加工余量的因素（4）工件各表面相互位置的空间偏差 。加工后存在形状误差和位置误差，为去除这些误差，必须加大加工余量。第三节工序设计20242024年年6 6月月2828日日 2工序尺寸及公差的确定 工序尺寸和公差是每一道工序所要加工到的尺寸和控制的公差。零件图上所规定的尺寸和公差是最后一道工序所要得到的尺寸公差，其余工序的尺寸和公差在零件图上是没有的，需要工艺人员在制定工艺规程时确定。工序尺寸的确定，通常可由最后一道工序的尺寸（零件图上的尺寸）往前道工序推算。对于孔加工：Ai-1=Ai-i 对于轴加工：Ai-1=Ai+i 式中：Ai第i道工序应保证的尺寸。i第i道工序的加工余量。第三节工序设计20242024年年6 6月月2828日日 图6-6工序尺寸与工序余量间的关系a)外表面尺寸b)内表面尺寸2工序尺寸及公差的确定第三节工序设计20242024年年6 6月月2828日日 每道工序的尺寸公差同样可按机械加工工艺人员手册等资料所推荐的数据选取。公差的分配，通常采用包容原则，即按“注向体内”原则确定各中间工序的极限偏差：包容类（孔类）尺寸：取单向正偏差；被包容类（轴类）尺寸：取单向负偏差；中心距及毛坯公差：取对称公差。2工序尺寸及公差的确定第三节工序设计20242024年年6 6月月2828日日 50500.01=50.0150.010.1=50.1150.110.3=50.4150.411.1=51.5155.514.49=56轴径加工，要求直径50mm，精度IT5，表面粗糙度Ra0.04m，高频淬火，毛坯锻件。加工过程：粗车半精车高频淬火粗磨精磨研磨【例】工序名称加工余量工序基本尺寸加工经济精度(IT)工序尺寸及公差表面粗糙度轴径工序尺寸及公差的确定研磨0.015Ra 0.04精磨0.16Ra 0.16粗磨0.38Ra 1.25半精车1.111Ra 5粗车4.4913Ra 16毛坯孔22工序尺寸及公差的确定第三节工序设计20242024年年6 6月月2828日日 100100-0.1=99.999.9-0.5=99.499.4-2.4=97100-8=92工序名称加工余量工序基本尺寸加工经济精度(IT)工序尺寸及公差表面粗糙度主轴孔工序尺寸及公差的确定，毛坯铸铁，加工过程：粗镗半精镗精镗浮动镗【例】主轴孔工序尺寸及公差的确定浮动镗0.17Ra 0.8精镗0.58Ra 1.6半精镗2.410Ra 3.2粗镗512Ra 6.3毛坯孔2工序尺寸及公差的确定第三节工序设计20242024年年6 6月月2828日日 小结：确定工序尺寸的计算方法1）确定各工序加工余量；2）从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，逐次加上（对于被包容面）或减去（对于包容面）每道工序的加工余量，可分别得到各工序的基本尺寸；3）除最终加工工序取设计尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所对应的加工经济精度确定工序尺寸公差；4）除最终工序外，其余各工序按“入体原则”标注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯图给出，故第1工序余量由计算确定。2工序尺寸及公差的确定第三节工序设计