1、模塊6 零件加工工藝項目1 機械加工工藝過程項目2 加工工藝規程的設計步驟項目1 機械加工工藝過程機器都是由許多零件按照一定的設計要求制造和裝配而成。一般的機械制造工藝過程是: 一、生產過程和工藝過程(1)生產過程。將原材料轉變為成品的全過程稱為生產過程。它包括生產的準備工作、毛坯的制造、零件的機械加工、零件的熱處理、產品裝配、試驗、油漆和包裝等一系列工作。下一頁返回項目1 機械加工工藝過程(2)工藝過程。改變生產對象的形狀、尺寸及相對位置和性質等，使其成為成品或半成品的過程。工藝就是制造產品的方法。工藝過程是指生產過程中由毛坯制造、到油漆、包裝為止的過程。生產過程與工藝過程關系如下:二、工藝

2、規程用于指導和組織生產的各種技術文件稱為工藝文件。工藝規程是規定產品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。上一頁下一頁返回項目1 機械加工工藝過程1.工序工序是一個(或一組)工人在一個工作地(或一臺機床上)對同一個(或一組)工件連續完成的那一部分工藝過程。劃分工序的主要依據是工作地是否變動和工作是否連續。圖6-1所示階臺軸零件，單件生產時的工藝過程見表6-1。成批生產時的工藝過程見表6-2。單件生產時，全部的車削加工與磨削加工內容分別集中在一臺車床與一臺磨床上完成，車削與磨削各只有一個工序。成批生產時，車削加工內容分別在三臺車床上進行，三個外圓的磨削分別在三臺磨床完成，機床發生了變動，因

3、此，車削與磨削各有三個工序。上一頁下一頁返回項目1 機械加工工藝過程2.安裝使工件在機床上或夾具中占據正確位置的過程稱為定位。工件定位后將其固定不動使其在加工時保持正確位置的過程稱為夾緊。將工件在機床或夾具中定位并夾緊的過程稱為裝夾。工件經一次裝夾后所完成的那一部分工序稱為安裝。在一個工序中可以有一個或幾個安裝。例如，表6-1的車工工序1，加工時需要調頭裝夾工件，有兩個以上的安裝;而銑鍵槽工序4只有一個安裝。安裝次數多，會增加工件裝卸的時間，還會增加定位誤差。上一頁下一頁返回項目1 機械加工工藝過程3.工步工步是在加工表面和加工工具不變、切削用量中的進給量和切削速度不變的情況下所連續完成的那一

4、部分工藝過程。構成工步的任一因素(加工表面或加工工具)改變后，一般即成為另一新的工步。一個工序可以只有一個工步，也可以包括幾個工步。例如，表6-1中的工序1，車2個端面、鉆2個中心孔、車4個外圓表面、3個溝槽連倒角、2個倒角及車螺紋，共分14個工步。為簡化工藝文件，對于幾個形狀尺寸完全相同的加工表面，用同一工具連續加工時，一般看成是一個工步。例如，圖6-2所示工件上6個相同孔徑孔的鉆削，一般看成一個鉆孔工步。上一頁下一頁返回項目1 機械加工工藝過程在批量生產中，用多把刀具或復合刀具同時加工幾個表面，也可看成是一個工步，稱為復合工步。4.走刀在一個安裝內，如被加工表面需切去的金屬層很厚，可分幾次

5、切削，刀具每從工件表面切去一層金屬稱一次走刀。5.工位為了減少安裝的次數，生產中常采用回轉(或移位)夾具，使工件在一次裝夾中，獲得幾個不同的加工位置。工件在設備上所占據的每一個加工位置稱為工位。如圖6-3所示，工件在第一工位銑削階臺I后，拔出定位銷D，將夾具回轉部分回轉180，再插入定位銷，使工件進入第二加工位置(第二工位)銑削階臺。采取多工位加工，可減少工件裝夾次數，提高生產率。上一頁下一頁返回項目1 機械加工工藝過程(2)成批生產。生產的產品種類比較少，而同一產品的產量比較大，一年中產品周期地成批投入生產，工作地的加工對象周期性地更換，這種生產類型稱為成批生產，一次投入或產出的同一產品(或

6、零件)的數量稱為生產批量。根據批量的大小，成批生產又可分為小批生產、中批生產和大批生產。小批生產工藝過程的特點與單件生產相似，大批生產工藝過程的特點與大量生產相似，中批生產工藝過程的特點則介于單件、小批生產與大批、大量生產之間。例如，通用機床、機車的制造等屬于中批生產，飛機、航空發動機制造大多屬于小批生產。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟一、制定工藝規程的技術依據制定機械加工工藝規程時，必須以下列原始資料為技術依據:(1)零件設計圖樣。必要時應有與零件相關的部件裝配圖樣或產品裝配圖樣。(2)毛坯的生產情況。如毛坯車間的生產能力與技術水平，各種材料、型材的品種規格。(3)生產綱領和

7、生產類型。(4)產品驗收的質量標準。(5)企業、工廠(或車間)的生產條件。下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟(8)確定各工序工時定額;(9)評價工藝路線;(10)填寫或打印工藝文件。三、工藝規程設計1.分析零件工作圖和產品裝配圖在制定零件機械加工工藝規程時，零件圖樣是制定工藝規程的最基本的原始資料對產品零件圖進行細致的審查，熟悉產品的用途、性能及工作條件，了解和熟悉該零件在產品中的位置、功用及其主要的技術要求。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟除了檢查尺寸、視圖以及技術條件是否完整外，還應有以下幾方面內容:(1)檢查零件圖的完整性和正確性。在了解零件形狀和結構之后，應檢查零件

8、視圖是否正確、足夠，表達是否直觀、清楚，繪制是否符合國家標準，尺寸、公差以及技術要求的標注是否齊全、合理等。(2)零件的技術要求分析。分析零件的主要技術要求，研究并確定對主要技術要求的保證方法。零件的技術要求包括下列幾個方面:加工表面的尺寸精度;主要加工表面的形狀精度;主要加工表面之間的相互位置精度;加工表面的粗糙度以及表面質量方面的其他要求;熱處理要求;上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟其他要求，如動平衡、未注圓角或倒角、去毛刺、毛坯要求等。要注意分析這些要求在保證使用性能的前提下是否經濟合理，在現有生產條件下能否實現。特別要分析主要表面的技術要求，因為主要表面的加工確定了零件工

9、藝過程的大致輪廓。(3)零件的材料分析。分析所提供的毛坯材質本身的機械性能和熱處理狀態，毛坯的鑄造品質和被加工部位的材料硬度，是否有白口、夾砂、疏松等。判斷其加工的難易程度，為選擇刀具材料和切削用量提供依據。所選的零件材料應經濟合理，切削性能好，滿足使用性能的要求。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟(4)合理的標注尺寸。零件圖上的重要尺寸應直接標注，而且在加工時應盡量使工藝基準與設計基準重合，并符合尺寸鏈最短的原則。如圖6-4中活塞環槽的尺寸為重要尺寸，其寬度應直接注出。零件圖上標注的尺寸應便于測量，不要從軸線、中心線、假想平面等難以測量的基準標注尺寸。如圖6-5中輪毅鍵槽的深度，

10、只有尺寸c的標注才便于用卡尺或樣板測量。零件圖上的尺寸不應標注成封閉式，以免產生矛盾。如圖6-6所示，已標注了孔距尺寸aa和角度，則x,y軸的坐標尺寸就不能隨便標注。有時為了方便加工，可按尺寸鏈計算出來，并標注在圓括號內，作為加工時的參考尺寸。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟零件上非配合的自由尺寸，應按加工順序盡量從工藝基準注出。如圖6-7的齒輪軸，圖(a)的表示方法大部分尺寸要經換算，且不能直接測量。而圖(b)的標注方式，與加工順序一致，又便于加工測量。零件上各非加工表面的位置尺寸應直接標注，而非加工面與加工面之間只能有一個聯系尺寸。如圖6-8中所示，圖(a)中的注法不合理，只

11、能保證一個尺寸符合圖樣要求，其余尺寸可能會超差。而圖(b)中標注尺寸A在加工面時予以保證，其他非加工面的位置直接標注，在鑄造時保證。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟保證位置精度的可能性。為保證零件的位置精度，最好使零件能在一次安裝中加工出所有相關表面，這樣就能依靠機床本身的精度來達到所要求的位置精度。如圖6-9 (a)所示的結構，不能保證80 mm與內孔60 mm的同軸度。如改成圖(b)所示的結構，就能在一次安裝中加工出外圓與內孔，保證二者的同軸度。(2)有利于減少加工勞動量。盡量減少不必要的加工面積。減少加工面積不僅可減少機械加工的勞動量，而且還可以減少刀具的損耗，提高裝配質量

12、。圖6-10 (b)中的軸承座減少了底面的加工面積，降低了加工的工作量，保證配合面的接觸。圖6-11 (b)中減少了精加工的面積，同時避免了深孔加工。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟盡量避免或簡化內表面的加工。因為外表面的加工要比內表面加工方便經濟，又便于測量。因此，在零件設計時應力求避免在零件內腔進行加工。如圖6-12所示箱體，將圖(a)的結構改成圖(b)所示的結構，這樣不僅加工方便而且還有利于裝配。再如圖6-13所示，將圖(a)中件2上的內溝槽a加工，改成圖(b)中件1的外溝槽加工，這樣加工與測量就都很方便。(3)有利于提高勞動生產率。零件的有關尺寸應力求一致，并能用標準刀具

13、加工。如圖6-14 (b)中改為退刀槽尺寸一致，則減少了刀具的種類，節省了換刀時間。如圖6-15 (b)采用凸臺高度等高，則減少了加工過程中刀具的調整。如圖6-16 (b)的結構，能采用標準鉆頭鉆孔，從而方便了加工。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟避免在斜面上鉆孔和鉆頭單刃切削。如圖6-22 (b)所示，避免了因鉆頭兩邊切削力不等使鉆孔軸線傾斜或折斷鉆頭的情況。便于多刀或多件加工。如圖6-23 (b)所示，為適應多刀加工，階梯軸各段長度應相似或成整數倍;直徑尺寸應沿同一方向遞增或遞減，以便調整刀具。零件設計的結構要便于多件加工，如圖6-24所示，圖(b)結構可將毛坯排列成行便于多

14、件連續加工。3.確定毛坯的種類及選擇(1)毛坯的種類:上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟鑄件。鑄件適用于形狀較復雜的零件毛坯。較常用的是砂型鑄造，當毛坯精度要求低、生產批量較小時，采用木模手工造型法;當毛坯精度要求高、生產批量很大時，采用金屬型機器造型法。鑄件材料有鑄鐵、鑄鋼及銅、鋁等有色金屬。鍛件。鍛件適用于強度要求高、形狀比較簡單的零件毛坯。自由鍛毛坯精度低、加工余量大、生產率低，適用于單件小批生產以及大型零件毛坯。模鍛毛坯精度高、加工余量小、生產率高，但成本也高，適用于中小型零件毛坯的大批量生產。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟在制訂機械加工工藝規程時，正確選擇

15、合適的毛坯，對零件的加工質量、材料消耗和加工工時都有很大的影響。顯然毛坯的尺寸和形狀越接近成品零件，機械加工的勞動量就越少，但是毛坯的制造成本就越高，所以應根據生產綱領，綜合考慮毛坯制造和機械加工的費用來確定毛坯，以求得最好的經濟效益。常用的機械零件的毛坯有鑄件、鍛件、焊接件、型材、沖壓件以及粉末冶金等。零件的毛坯種類有的已在圖紙上明確，如焊接件。有的隨著零件材料的選定而確定，如選用鑄鐵、鑄鋼、青銅、鑄鋁等，此時毛坯必為鑄件，且除了形狀簡單的小尺寸零件選用鍛造、型材外，均選用單件造型鑄件。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟對于材料為結構鋼的零件，除了重要零件如曲軸、連桿明確是鍛件外

16、，大多數只規定了材料及其熱處理要求，這就需要工藝規程設計人員根據零件的作用、尺寸和結構形狀來確定毛坯種類。如作用一般的階梯軸，若各階梯的直徑差較小，則可直接以圓棒料做毛坯;重要的軸或直徑差大的階梯軸，為了減少材料消耗和切削加工量，則宜采用鍛件毛坯。在大批和大量生產中，應使毛坯的形狀和尺寸盡量接近成品，以達到少切削或無切削。在單件和小批生產中，則應盡可能選擇簡單的毛坯制造工藝，允許毛坯有較大的加工余量。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟(2)毛坯選擇時應考慮的因素:零件的材料及機械性能要求。零件的材料是決定毛坯種類及其制造方法的主要因素。一般零件材料選定后，其毛坯種類大體就可確定。如

17、鑄鐵、青銅材料不能鍛造，只能選鑄件;鋼質零件當形狀較簡單且力學性能要求不高時常用棒料，對于重要的鋼質零件，為獲得良好的力學性能，應選用鍛件，當形狀復雜力學性能要求不高時用鑄鋼件;有色金屬零件常用型材或鑄造毛坯。零件的結構形狀與外形尺寸。這是影響毛坯選擇的重要因素。對于回轉體零件，如階臺軸，各階臺直徑相差不大，可采用型材圓棒料;若直徑相差較大，則宜采用鍛件。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟充分利用新工藝、新材料。為節約材料和能源，提高機械加工生產率，應充分考慮精密鑄造、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、異型鋼材及工程塑料等在機械中的應用，這樣，可大大減少機械加工量，甚至不需要進行加工，

18、經濟效益非常顯著。4.擬定機械加工工藝路線擬定機械加工工藝路線是機械加工工藝規程設計的核心部分，其主要內容有:選擇定位基準;確定加工方法;安排加工順序;安排熱處理;檢驗和其他工序等。目前還沒有一套通用而完整的工藝路線擬定方法，只總結出一些綜合性原則，在具體運用這些原則時，要根據具體條件綜合分析。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟(1)選擇定位基準。在制定工藝規程時，定位基準選擇的正確與否，對能否保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及對零件各表面間的加工順序安排都有很大影響，當用夾具安裝工件時，定位基準的選擇還會影響到夾具結構的復雜程度。因此，定位基準的選擇是一個很重要的工藝問題

19、。因此，在研究和選擇各類工藝基準時，首先應選擇定位基準。基準及其分類。基準是確定零件上其他的點、線、面位置時所依據的那些點、線、面。基準常是尺寸標注、計算和測量的起點。根據基準的應用場合和功用的不同，可分為設計基準和工藝基準兩大類。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟(a)設計基準。設計圖樣上所采用的基準稱為設計基準。設計基準是根據零件(或產品)的安裝和使用情況而確定的。如圖6-25所示的軸套零件，各外圓和孔的設計基準是零件的軸線，左端面I是階臺端面和右端面的設計基準，孔D的軸線是外圓表面徑向圓跳動的設計基準。對于一個零件來說，在每個坐標方向上往往只有一個主要的設計基準。如圖6-26

20、所示的零件，徑向的主要設計基準是外圓 mm的軸線，軸向的主要設計基準是端面M。標注尺寸最多的點、線、面常為零件的主要設計基準。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟(b)工藝基準。在零件加工、測量和裝配過程中所使用的基準稱為工藝基準。按其用途不同，工藝基準可分為定位基準、工序基準和測量基準。定位基準:在加工中用以保證工件在機床或夾具中正確位置的基準稱為定位基準。是工件上與夾具定位元件相接觸的點、線、面。圖6-27所示為鏜削機體軸承孔時的兩種定位情形:按圖6-27(a)所示定位時，表面B-B是定位基準;按圖6-27(b )所示定位時，表面A-A是定位基準。工序基準:在工序圖上用來確定本工

21、序所加工表面尺寸、形狀、位置的基準稱為工序基準。圖6-28所示為某零件鉆孔工序的工序簡圖，圖(a)和(b)分別選用端面M及N作為確定被加工孔軸線位置的工序基準。由于工序基準不同，工序尺寸也不同。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟測量基準:加工和檢驗工件測量時所采用的基準稱為測量基準。圖6-29所示為測量被加工平面的位置時，分別以小圓柱面的上素線A和大圓柱面的下素線B作為測量基準。選擇測量基準與工序尺寸標注的方法關系密切，通常情況下測量基準與工序基準是重合的。定位基準的選擇。(a)定位基準選擇的基本原則:a.所選的定位基準應穩定性和可靠性，以確保工件在加工受力時不發生位置變化。b.所

22、選的定位基準應盡量與設計基準重合，以減小因基準不重合而引起的定位誤差。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟c.所選的定位基準應使夾具結構簡單，工件裝卸和夾緊方便。(b)定位基準的分類。定位基準分為粗基準和精基準兩類。選擇時應先選精基準，后選粗基準。(c)精基準的選擇。采用已加工表面作為定位基準表面，這種定位基準稱為精基準。除了遵循上述定位基準選擇的基本原則外，選擇精基準時還必須遵循以下原則:a.基準重合原則。應盡量選用設計基準作為定位基準，以避免定位基準與設基準不重合而引起的定位誤差。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟如圖6-30所示為車床主軸箱，車床主軸中心高為H1=2

23、050.1 mm,設計基準是底面M。鏜削主軸支承孔時，如果以底面M為定位基準，定位基準與設計基準重合，鏜孔時高度尺寸H1的誤差控制在0.1 mm范圍內即可。由于主軸箱底面M有凸緣不平整，批量生產時，為方便定位裝夾，常以頂面N為定位基準鏜孔，這時孔的高度尺寸為H。由于定位基準與設計基準不重合，主軸中心高H1須由主軸箱高度H2和H共同保證。尺寸H1, H2和H之間的關系可通過相關的尺寸鏈(圖6-31)用極值法確定:因為上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟所以 (mm) (mm)得H得尺寸及其偏差為 mm。就是說:因設計基準與定位基準不重合而產生的定位誤差，加工尺寸H的允許誤差為0.08

24、mm，而原加工尺寸H1的允許誤差為0.20 mm。提高了本道工序的加工精度。b.基準統一原則。應盡量選用同一定位基準來加工盡可能多的表面，以保證各加工表面的相互位置精度，避免產生因基準變換所引起的誤差。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟例如，加工軸類零件時，采用兩中心孔作為軸上各外圓表面的定位基準，這樣有利于保證各外圓表面及端面的同軸度、垂直度、圓跳動、位置精度等。使用同一定位基準，還可以使各工序的夾具結構單一化，便于設計制造。c.互為基準原則。對于零件上兩個相互位置精度要求較高的表面，采取互相作為定位基準、反復進行加工的方法來保證達到精度要求。d.自為基準原則。以被加工表面本身作

25、為定位基準進行精加工、光整加工，可以使加工余量小而且均勻，易于獲得較高的加工質量，但被加工表面的相互位置精度應由前道工序保證。浮動鉸孔、不磨內孔等均采用自為基準的原則。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟基準不重合誤差最小條件。當實際生產中不宜選擇設計基準作為定位基準時，則應選擇因基準不重合而引起的誤差最小的表面作定位基準。如圖6-32所示零件，括號中尺寸為已由前面工序保證，本工序鏜 mm孔，孔位置的設計基準是K面，由于K面位置不合適，且面積較小，不宜用作定位基準，從工件結構分析適于用作定位基準的表面有M面和N面，這時選擇哪一個面作定位基準，則應按基準不重合誤差最小條件來判定。如選擇

26、M面作為定位基準，所引起的基準不重合定位誤差為0.2 mm;如選N面作為定位基準，所引起的基準不重合定位誤差為0.2+0.2=0.4mm。因此應選擇M面作為定位基準。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟(d)粗基準的選擇。使用毛坯上未經加工的表面來定位，這種定位基準稱為粗基準。粗基準的選擇應遵循下列原則:a.盡可能在一次安裝中加工盡量多的表面，如有不需加工的表面，應選擇不加工的表面作為粗基準，以保證加工表面對不加工表面的相互位置要求。如圖6-33所示的法蘭零件;以不需加工的外圓表面I作為粗基準，可保證孔壁均勻，且可在一次裝夾中將大部分要加工的表面加工出來，這樣能更好地保證外圓與內孔同

27、軸及端面與孔軸線垂直。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟如零件上有幾個不加工的表面，則應選與加工表面相互位置精度要求高的非加工表面作為粗基準。選取加工余量要求均勻表面作為粗基準，這樣可保證加工該表面的加工余量均勻。例如車床床身(圖6-34)要求導軌面耐磨性好，希望在加工時只切除較小且均勻的一層余量，使其保留鑄件表面具有較高物理力學性能、均勻一致的淺層金相組織，應選擇導軌面作為粗基準。先加工床腿的底平面圖6-34(a),然后再以床腿的底平面為精基準加工導軌面圖6-34(b)。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟c.選擇加工余量最小的表面作為粗基準，這樣可以保證加工余量最小的

28、表面有足夠的加工余量。如圖6-35所示的零件毛坯，表面A的余量比B的余量大，應選擇外圓表面B為粗基準。d.選擇毛坯制造中尺寸和位置可靠、穩定，平整、光潔，面積足夠大的表面作為粗基準，可減小定位誤差和使工件裝夾可靠穩定。e.粗基準只能使用一次，不允許重復使用。(e)輔助定位基準。有時為便于工件安裝和保證獲得規定的加工精度，實際工程中常在制造毛坯時或在工件上允許的部位增設和加工出定位基準上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟如工藝凸臺、工藝孔、中心孔等，這種定位基準稱為輔助定位基準，這些結構在零件的使用中沒有作用，只是為了加工方便而設置的。(2)確定加工方法。確定加工方法的主要內容有:表面

29、加工方法的選擇;加工階段的劃分;工序的集中與分散。表面加工方法的選擇。一般是采用“抓兩頭，湊中間”方式來選擇表面加工方法，先根據所選的毛坯確定前面的工序，然后根據表面的精度和表面粗糙度要求選定最終加工方法，再由兩頭推出中間各加工工序的加工方法。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟加工同一類型的表面，可以有多種不同的加工方法，影響表面加工方法選擇的因素有零件表面的形狀、尺寸及其精度和表面粗糙度，以及零件的整體結構、質量、材料性能和熱處理要求等。此外，還應考慮生產量和生產條件的因素，綜合考慮確定零件表面的加工方案。目的是保證零件達到圖樣要求穩定可靠且生產率較高，加工成本經濟合理。(a)根

30、據每個加工表面的技術要求。例如，對于IT7級精度的孔采用拉削、鉸削、鏜削和磨削等加工方法都可。但是箱體上的孔一般不用拉或磨，而常常采用鉸孔和鏜孔，直徑大于60 mm的孔不宜采用鉆、擴、鉸。(b)根據被加工材料的性質。如淬火鋼制件，精加工采用磨削的方法加工，而有色金屬制件精加工采用精車、精銑、精鏜、滾壓等方法。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟(c)根據生產類型。單件小批量生產，一般采用通用設備、工藝裝備和一般的加工方法;大批量生產，盡可能采用專用的高效率設備和專用工藝裝備，毛坯生產也應采用高效的方法制造，如壓鑄、模鍛、熱軋、精密鑄造、粉末冶金等。(d)根據現有設備和工藝手段。表6-

31、4、表6-5、表6-6、表6-7分別列出了外圓、內孔和平面的加工方案及經濟精度，供選擇加工方法時參考。經濟精度和表面粗糙度是指在正常生產條件下(不采用特別的工藝方法，不延長加工時間)，所能達到的加工精度和表面粗糙度。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟加工階段的劃分。階段一般分為粗加工、半精加工、精加工、光整加工階段四個階段。(a)各加工階段主要任務:a.粗加工階段。切除工件各加工表面的大部分余量。在粗加工階段，主要是盡量提高生產率。b.半精加工階段。完成次要表面的最終加工，并為主要表面的精加工做好準備。c.精加工階段。完成各主要表面的最終加工，使零件的加工達到圖樣要求。在精加工階段

32、，主要是要保證零件達到圖樣要求。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟d.光整加工階段。對于表面粗糙度要求很細和尺寸精度要求很高的表面，還需要進行光整加工階段。這個階段的主要目的是提高表面質量，一般不能用于提高形狀精度和位置精度。常用的加工方法有金剛車(鏜)、研磨、不磨、超精加工、鏡面磨、拋光及無屑加工等。(b)劃分加工階段的作用:a.保證加工質量。粗加工時因切除余量大，切削力、夾緊力大產生的切削熱也大，工件產生的內應力和由此而引起的變形較大，影響加工精度。劃分加工階段有利于消除或減小變形對加工精度的影響。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟b.有利于合理地選擇和使用設備。粗

33、加工時可選用功率大、剛性好但精度不高的機床，提高生產率;精加工階段則應選用精度高的機床。利于保持設備的精度。c.可盡早發現毛坯的缺陷。在粗加工階段可及早發現毛坯的缺陷，以避免造成不必要的浪費。d.有利于合理組織生產和工藝布置。加工階段的劃分不是絕對的，必須根據工件的加工精度要求和工件的剛性來決定。一般說來，工件精度要求越高、剛性越差，劃分階段應越細;當工件批量小、精度要求不太高、工件剛性較好時也可以不分或少分階段;重型零件由于輸送及裝夾困難，一般在一次裝夾下完成粗精加工，為了彌補不分階段帶來的弊端，常常在粗加工工步后松開工件，然后以較小的夾緊力重新夾緊，再繼續進行精加工工步。上一頁下一頁返回項

34、目2 加工工藝規程的設計步驟工序的集中與分散。工序集中與工序分散是擬定工藝路線的兩個不同的原則。工序集中是把較多的加工內容集中在一道工序中完成，零件的加工工藝過程工序少。工序分散是把加工內容分散到更多的工序中完成，零件的加工工藝過程工序多。(a)工序集中的特點:工藝路線短，減少工序數，生產周期短;機床設備、操作工人和生產面積少;一次裝夾后可加工許多表面，零件各表面之間的相互位置精度較易保證;專用設備、組合機床、自動機床和工藝裝備多采用工序集中原則，勞動生產率高，但專用機床設備和工藝裝備，設備費用大，機床和工藝裝備生產準備工作量大，對調試、維修工人的技術水平要求高。上一頁下一頁返回項目2 加工工

35、藝規程的設計步驟但如在通用機床上采用工序集中方式加工，則由于換刀及試切時間較多，會降低生產率。(b)工序分散的特點:工序內容簡單，可采用比較簡單的機床設備和工藝裝備，調整容易;對工人的技術水平要求低;生產準備工作量小，變換產品容易;機床設備數量多，工人數量多，生產面積大;由于工序數多，工件在工藝過程中裝卸次數多，零件各表面間的相互位置精度不易保證。工序集中與工序分散各有優缺點，要根據零件的結構特點、技術要求、生產規模，結合現場生產條件，綜合分析，確定工序集中和分散的程度。一般情況下，單件、小批量生產都采用工序集中原則，而大批量生產既可采用工序集中原則，也可采用工序分散原則。上一頁下一頁返回項目

36、2 加工工藝規程的設計步驟(3)加工順序的確定。機械加工工序的順序確定的原則安排:先粗后精。先進行粗加工，后進行精加工。先主后次。先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常與主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前進行。先面后孔。對于箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。這樣可使工件定位夾緊穩定可靠，利于保證孔與平面的位置精度，減小刀具的磨損，同時也給孔加工帶來方便。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟先基面后其他表面。先加工出基

37、準面，再以它為基準加工其他表面。如果基準面不止一個，則按照逐步提高精度的原則，先確定基準面的轉換順序，然后考慮其他各表面的加工順序。(4)熱處理工序的安排。熱處理工序的安排，主要取決于零件的材料和熱處理的目的及要求。熱處理的目的:提高材料的力學性能(強度、硬度等)，改善材料的切削加工性，消除內應力，以及為后續熱處理作組織準備等。常用鋼、鑄鐵零件的熱處理工序在工藝路線中的安排如下:安排在機械加工前的熱處理工序有:退火、正火、人工時效等，作用是改善材料的切削加工性，消除內應力。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟安排在粗加工以后半精加工以前的熱處理工序有:調質、時效等，調質的作用是為以后

38、表面火和滲氮做金相組織準備，時效的作用是消除內應力。安排在半精加工以后精加工以前的熱處理工序有:淬火、滲碳、高頻淬火，以及去應力退火等，是零件的最終熱處理，作用是提高材料的力學性能(強度、硬度、耐磨性等)。安排在精加工以后的熱處理工序有:氮化、接觸電加熱淬火(如鑄鐵機床導軌)等。(5)檢驗工序的安排。檢驗對保證產品質量有著極為重要的作用，檢驗工序屬于機械加工工藝過程中的輔助工序。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟在實際生產中，很多工廠實行“三檢”和“五檢”制。所謂三檢制，就是實行操作者的自檢、工人之間的互檢和專職檢驗人員的專檢相結合的一種檢驗制度。這種三結合的檢驗制度是我國企業長期

39、檢驗工作的經驗總結。所謂五檢制，就是除“三檢”外再加上大批量生產時首件的首檢和專職檢驗人員的巡檢。在下列情況下安排檢驗工序:粗加工后精加工前。重要零件的關鍵工序加工后。工件從一個車間轉到另一個車間前后。最終檢驗工序安排在零件表面全部加工完后。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟其他輔助工序:表面強化和去毛刺、倒角、清洗、防銹等。在生產中輔助工序也是十分重要的。如果安排不當或遺漏，將會給后續工序和裝配帶來困難，甚至影響產品的質量，所以必須給予重視。5.確定各工序所需的機床和工藝裝備工藝裝備包括夾具、刀具、量具、輔具等。機床和工藝裝備的選擇應在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質

40、量的前提下，與生產批量和生產節拍相適應，并應優先考慮采用標準化的工藝裝備和充分利用現有條件，以降低生產準備費用。對必須改裝或重新設計的專用機床、專用或成組工藝裝備，應在進行經濟性分析和論證的基礎上提出設計任務書。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟(1)確定各工序的機床設備。機床設備的精度應與零件要求的加工精度相適應。機床設備的規格尺寸應與工件外形尺寸相適應。機床設備應與生產批量相適應。在單件、小批生產時選擇通用機床，大批量生產時選擇高生產率的半自動、自動機床及專用設備。機床設備應與零件加工消耗功率相適應。(2)確定各工序的刀、夾、量具。單件、小批生產一般選用通用刀具，大批量生產生產

41、則使用專用具和復合刀具上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟單件、小批生產應選用通用夾具、組合夾具;大批量生產使用專用夾具。單件、小批生產選用通用量具;大批量生產使用專用檢具。量具的精度應高于工件的精度。6.確定各工序的加工余量、計算工序尺寸和公差(1)加工余量的確定。在確定加工余量時，如果余量過大，不但浪費材料，而且增加機械加工的工作量，從而降低勞動生產率，增加產品的成本。余量太小，造成表面加工困難，甚至因毛坯表面缺陷不能完全切除而使工件報廢。確定加工余量的原則是:在保證切除上道工序留下的缺陷的前提下，盡量減小加工余量。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟加工余量的基本概念

42、。加工余量分為工序(加工)余量和總(加工)余量。加工表面在某一道工序中切除的厚度，稱為該工序的工序余量。工序余量是加工表面的前后兩道工序尺寸之差。對于回轉表面(外圓和孔)，有單面余量(半徑上的余量)和雙面余量(直徑上的余量)兩種。直徑方向上的基本余量2z，如圖6-36所示。總余量是加工表面毛坯尺寸與零件尺寸之差。總余量等于各工序余量之總和。影響加工余量的因素。在確定加工余量時，應考慮以下幾方面的因素:上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟(a)上道工序加工后，表面存在尺寸誤差和形狀誤差，這些誤差的總和一般不超過前工序的尺寸公差，這時工序余量必須大于前道工序的尺寸公差。(b)上道工序的相

43、互位置誤差有時并不包括在尺寸公差范圍內，這時工序余量必須大于前道工序的這些相互位置誤差。(c)上道工序(或毛坯)表面的加工痕跡和缺陷層，如:毛坯表面，有鑄鐵的冷硬層、氣孔、夾渣，鍛件和熱處理的氧化皮、脫碳層、表面裂紋等。及切削加工后的表面，有表面粗糙度和因切削而產生的塑性變形層(殘余應力和冷作硬化層)等，這時工序余量必須大于加工痕跡和缺陷層厚度。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟(d)加工時存在裝夾誤差，包括工件的定位誤差、夾緊誤差和夾具的制造與調整誤差等。這些誤差直接影響工件被加工表面與切削刀具之間的相對位置，這時工序余量必須考慮安裝誤差的因素。(e)工件熱處理過程中會產生變形，

44、在確定工序余量時應考慮熱處理變形量。確定加工余量的方法。確定加工余量的方法有分析計算法、查表修正法和經驗估算法三種。(a)經驗估算法。根據經驗確定加工余量，為了避免余量不足產生廢品，所確定的余量往往偏大，常用于單件、小批量生產。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟(b)查表修正法。在機械加工工藝手冊中查找，查得的數據再結合實際加工情況進行修正，最后確定合理的加工余量。這是目前普遍采用的方法。常用的各種加工方法的加工余量見表6-8、表6-9、表6-10、表6-11、表6-12、表6-13、表6-14、表6-15和表6-16(c)分析計算法。對影響加工余量的各種因素這行分析，然后計算的方

45、法，由于工藝研究不夠，缺少可靠的實驗數據資料，計算較復雜，故目前應用極少。(2)工序尺寸及其公差的確定。工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小和工序基準的選擇有關。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟基準重合時:(a)工序尺寸的確定。確定工序尺寸先根據加工工藝路線，查表確定各工序的加工余量，再計算各工序尺寸。被加工表面的最終工序的尺寸及公差直接按零件圖樣上的尺寸和公差確定。計算的順序是由后向前推算，直到毛坯尺寸。圖6-37為加工外表面時各工序尺寸之間的關系。其中D1為最終工序尺寸。對于外表面，本工序的工序尺寸加上本工序的加工余量，即是前工序的工序尺寸。計算方法如下:上一頁下一頁返回項

46、目2 加工工藝規程的設計步驟式中D1、D2, D3, D4,D5各工序的工序尺寸; z1、z2、z3、z4各工序的加工余量確定工序尺寸時，應注意內、外表面的區別和單面余量與雙面余量的區別。(b)工序尺寸公差的確定。工序尺寸公差一般按該工序加工方法的經濟加工精度選定，參閱表6-8表6-16。最終工序的公差，就是零件圖樣規定的尺寸公差;毛坯尺寸公差按照毛坯制造方法或根據所選型材的品種規格確定。基準不重合時:工序尺寸及其公差的計算比較復雜，需用工藝尺鏈這行分析計算。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟7.確定切削用量小批量生產時，工藝規程中對切削用量不作規定，由操作者根據經驗確定，但在一些

47、對尺寸精度及表面質量要求很高的工序，或在大量生產中使用組合機床、自動機床上加工的工序，以及流水線、自動線上的各道工序的切削用量，必須查工藝毛冊這行確定。8.確定各工序工時定額工時定額是完成零件或工序加工所規定的時間，工時定額一般參照實際生產經驗，并考慮有效地利用生產設備和工具這行估定。在大批量生產時則應依據有關手冊資料進行分析、計算，并修正確定。它是制訂生產計劃、核算成本的重要依據，也是新建和擴建工廠(或車間)時決定設備和人員的重要資料。上一頁下一頁返回項目2 加工工藝規程的設計步驟9.評價工藝路線評價工藝路線應對所制訂的工藝方案應進行技術經濟分析，并應對多種工藝方案進行比較，或采用優化方法，以確定出最優工藝方案。10.填寫或打印工藝文件。生產中應用最多和最主要的工藝文件是工藝規程。目前還沒有統一的格式，各工廠根據生產情況自