機械加工工藝規(guī)程的制訂第五章1本章內容5.1零件制造工藝規(guī)程基本知識5.2零件機械加工工藝路線的擬定5.3機械加工工序設計5.4工藝過程的生產率及經濟性分析25.1零件制造工藝規(guī)程基本知識

一、零件制造工藝規(guī)程及其在生產中的作用零件制造工藝規(guī)程是規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法的工藝文件。是指導工人操作和用于生產、工藝管理的技術文件。工藝規(guī)程中包括各個工序的排列順序，加工尺寸、公差及技術要求，工藝設備及工藝措施，切削用量及工時定額等內容。生產前用它做生產的準備，生產中用它做生產的指揮，生產后用它做生產的檢驗。3（2）工藝卡用表格的形式，以工序為單位說明零件加工過程的一種文件，包括加工工序名稱、安裝、工序內容、切削用量等。（如教材表4-2）在中批生產中，多采用較詳細的加工工藝卡。（1）工藝過程卡（工藝路線卡）用表格的形式，以工序為單位簡要說明零件加工過程的一種文件，包括過程所經過的各個車間和工段，按加工過程順序列出各個工序（如教材表4-1）采用普通加工方法的單件小批量生產，只須填工藝過程卡。4（3）工序卡片（工序卡）它是為每一道工序所編制成的工藝文件。在卡片上繪有工序簡圖，注明定位基準符號、各加工表面的工序尺寸、表面粗糙度和其他技術要求等，并寫明各工步的順序列和內容、使用設備及工藝裝備、規(guī)定的切削用量和時間定額等。如教材表4-3工序：一個或一組工人在一個工作地（機械設備）對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。

工步：在加工表面和加工工具不變的情況下連續(xù)完成的那一部分工序。

5大批大量生產的工藝過程工序號工序內容設備1銑兩端面，鉆兩端中心孔*銑端面鉆中心孔機床2車大外圓及倒角車床I3車小外圓、切槽及倒角車床II4銑鍵槽專用銑床

5去毛刺鉗工臺生產規(guī)模不同，工序的劃分不一樣單件小批生產的工藝過程工序號工序內容設備1車一端面，鉆中心孔*；

調頭，車另一端面，鉆中心孔車床I

2車大外圓及倒角；調頭，車小外圓、切槽及倒角車床II3銑鍵槽、去毛刺銑床6（4）調整卡片主要用于多工位、多刀加工的工序。突出標明多刀位置、行程長度及各工位切削參數，以便調整用于檢驗質量的文件列有檢驗內容、使用儀器和量具等。（5）檢驗工序卡片7工藝規(guī)程制訂原則制定的工藝規(guī)程必須滿足:優(yōu)質、高產、低消耗的要求。１)可靠地保證圖紙上所有技術要求的實現，這是制定工藝規(guī)程的基本原則。２)確保以最經濟的辦法獲得所要求的年生產綱領。81）生產準備和技術準備的依據準備設備、刀具、夾具、量具，原材料、半成品及外購件的供應、工人等。2）組織生產和計劃管理的重要技術文件生產前要做好計劃，生產中要進行管理，按時、按質、按量生產出產品。3）新建或擴建工廠（車間）的依據4）工藝技術交流的主要形式。工藝規(guī)程的作用：9二、零件制造工藝規(guī)程制定的步驟和內容1、制訂工藝規(guī)程的原始資料：1）零件圖樣和必要的產品或部件裝配圖。2）產品的生產綱領（年產量及品種）3）工廠或車間現有的生產條件。4）產品驗收的質量標準

一般先規(guī)定工藝原則，以供編制各零件工藝規(guī)程時遵循。工藝原則是按已確定的生產任務，總體上確定生產類型和安排工藝的基本原則。具體內容有：初步確定生產類型、投產批量和批次；工藝手段是常規(guī)還是新工藝及特種工藝；設備和工藝裝備是選通用、專用還是生產線、自動線；是否采用成組技術。10各種生產類型的規(guī)范生產類型零件的年生產綱領（件/年）重型機械中型機械小型機械單件生產<5件<20件<100件成

批

生

產小批生產5---100件20---200件100---200件中批生產100-300件200-500件500-5000件大批生產300-1000件500-5000件5000-50000件大量生產>1000件>5000件>50000件1112視頻：機械加工工藝規(guī)程的制定00:00:11（一）機械加工工藝過程的組成（二）不同生產類型的工藝特征132、制定機械加工工藝規(guī)程的步驟：（1）分析研究裝配圖和零件圖（2）由零件生產綱領確定零件生產類型（3）毛坯選擇（4）擬定工藝路線（5）確定加工工序余量、工藝尺寸與公差（6）確定每一工序所用設備、夾具與量具。（7）確定切削用量，核定工時定額、工人等級。（8）填寫工藝文件。1）分析被加工零件的結構特點2）分析各項技術要求3）審查零件結構工藝性合理選擇毛坯的制造方法，確保毛坯的質量。14三、毛坯的選擇毛坯的選擇是零件制造中的重要一環(huán)。合理選擇毛坯的類型，會使零件制造工藝簡便、生產率高、質量穩(wěn)定、成本降低。為能合理地選用毛坯，要清楚地了解各類毛坯的特點、適用范圍和選用原則。常用毛坯:鑄件鍛壓件焊接件型材151、鑄件鑄造是最常用的毛坯生產方法。適合做形狀復雜零件的毛坯，能生產從幾克到200多噸形狀復雜的各類零件毛坯。對材料的適應性很強，絕大多數金屬材料均可鑄造成形，其中鑄鐵應用最廣。對要求耐磨、減振、承壓、價廉的零件；形狀復雜，其他方法難以成形的零件，只能用鑄造。在內燃機制造業(yè)中約占總質量的70~80%。16鑄件毛坯的缺點一般毛坯精度低加工余量大力學性能不高，尤其是抗沖擊性能不能承受動載荷廢品率高172、鍛壓件鍛壓件是機械行業(yè)中另一種常用毛坯適合做形狀簡單零件的毛坯力學性能好，強度高，耐沖擊、抗疲勞難獲得形狀復雜零件，尤其是內腔復雜件自由鍛模鍛沖壓毛坯精度低高183、焊接件

焊接件的特點是可以以小拼大，生產周期短，不需要重型和專用設備。能生產有較好強度和剛度，質量輕、材料利用率高的毛坯。適合板料、框架類零件的毛坯缺點是抗振性差，有焊接應力和變形，需要熱處理。194、型材型材中的圓鋼、方鋼、六角鋼、槽鋼、角鋼和各種管材等也為最常用的毛坯之一適合做軸、平板類零件的毛坯熱軋型材為普通精度冷軋或冷拔型材尺寸較小，精度較高，易實現自動送料。必要時（大批量）可訂制特型材料205、毛坯的選擇原則使用要求零件形狀、尺寸、精度、及工作條件、受力情況等經濟性a、選擇合適的生產工藝b、選擇合適的材料c、考慮生產批量和生產周期實際生產條件216、常用零件的毛坯選擇軸類零件（光軸、階梯軸、凸輪軸、曲軸）

常采用鋼或鑄鐵作材料，用鍛造或鑄造制造毛坯輪盤類零件（齒輪、帶輪、手輪、飛輪、法蘭）

可用各種材料，用圓鋼、鑄造和鍛造制坯凸輪軸曲軸手輪帶輪22套類零件（滾動軸承內、外圈、各種套筒）

常用材料：鋼、鑄鐵、青銅、黃銅毛坯：常用軋制的棒材和管材、鑄件、鍛件、擠壓件等箱體類零件（床身、底座、支架、變速箱、軸承座、泵體、內燃機氣缸體、壓縮機機體）

常用材料：鋼、鑄鐵、鋁全金常用鑄造制造毛坯，單件少量可用焊接制造。氣缸體滾動軸承23視頻：機械加工工藝規(guī)程的制定00:37:35（一）毛坯的種類和選擇（二）毛坯形狀和尺寸的確定245.2零件加工工藝路線的擬定方法零件的加工工藝路線實際上是零件的加工方法和步驟。它是擬定工藝規(guī)程的關鍵，直接影響生產周期、設備投資、車間面積、零件加工質量、生產率和成本等。制定工藝路線主要做以下工作：一、定位基準的選擇二、表面加工方法的選擇三、加工階段的劃分四、使工序集中或分散五、工序的安排25一、定位基準的選擇基準是用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據的那些點、線、面。2627工藝基準是指零件加工、測量和裝配過程中使用的基準。定位基準是零件加工中用作定位的基準測量基準是零件測量時所采用的基準裝配基準是裝配時用來確定零件或部件在機器中的相對位置所采用的基準裝配基準一般與零件的主要設計基準相一致。28定位基準又可進一步分為粗基準和精基準。定位基準選擇得合理與否，對工件的加工精度、加工生產率和加工成本有重要的影響。粗基準是用毛坯上未經機械加工過的表面作定位基準或基面。精基準用經過機械加工過的表面作為定位基準或基面。291、粗基準的選擇原則保證加工表面余量足夠，非加工的表面均勻對稱。1）選重要表面作粗基準2）選不加工面作為粗基準3）選取余量小的表面作粗基準4）選平整光潔少缺陷的表面作粗基準5）同一個粗基準盡可能只用一次，以免產生較大的定位誤差6）定位、夾緊方便，夾具結構簡單301）選重要表面作粗基準床身加工粗基準的兩種方案比較正確不正確若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應選擇該表面為粗基準31以活塞非加工的內腔作定位基準如果必須保證工件某一不加工面與加工面之間的相互位置要求，則應以不加工面作為粗基準如果有好幾個不加工表面，則選擇其中與加工面相互位置要求較高的表面作為粗基準2）選不加工表面作粗基準323）選余量小的表面作粗基準33選作粗基準的表面，應盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其它缺陷，以便定位準確、裝夾可靠。342、精基準的選擇原則主要考慮：減少定位誤差、安裝方便、準確1）基準重合原則2）基準統(tǒng)一原則3）自為基準原則4）互為基準原則5）選定位準確、裝夾方便、可靠的表面351）基準重合原則以設計基準為定位基準。可以避免因基準不重合而產生的定位誤差——基準不重合誤差基準不重合誤差=設計基準與定位基準間尺寸的最大變化量。362）基準統(tǒng)一原則同一工件的多道工序盡可能選用同一個定位基準。可以避免因基準轉換而造成的誤差，主要是位置誤差。簡化夾具的設計、制造工作，降低成本。統(tǒng)一的基準表面應是面積較大、精度較高的面及面的組合。373）自為基準精加工、光整加工加工余量較小時，或使加工表面具有均勻加工余量時，用加工表面自身定位。如拉孔、鉸孔、珩磨。384）互為基準對于有較高相互位置要求的表面，可采用兩個加工表面互為定位基準的原則反復加工。兩表面的精度逐步提高。395）選定位準確、裝夾方便可靠的表面為基準40視頻：機械加工工藝規(guī)程的制定00:09:40（一）基準及其分類（二）工件的裝夾方法（三）定位基準的選擇視頻：機床夾具與工件定位15：0941二、選擇零件表面加工方法零件某個表面有一定要求，往往經過預加工和終加工，所使用的方法可以是一種或多種。考慮因素：1）滿足加工要求的同時，保證經濟合理。2）適應工件的結構、形狀和表面特點和工件的材料的性質3）生產率及經濟性4）現場條件和技術的發(fā)展42工藝規(guī)程設計例43φ40mm：IT5，粗糙度1.6μm；φ60mm：自由公差；小型零件，生產綱領N=1000，成批生產。最終加工方法——φ40mmIT5研磨、φ60mm粗車工藝方案φ40mm粗車—半精車—粗磨—精磨—研磨φ60mm粗車44外圓表面加工方案加工方案尺寸公差等級表面粗糙度Ra(μm)適用范圍粗車粗車—半精車粗車—半精車—精車IT13~IT11IT10~IT9IT8~IT625~12.56.3~3.21.6~0.8除淬火鋼外各種金屬粗車-半精車-磨粗車-半精車-粗磨-精磨粗車-半精車-粗磨-精磨-研磨IT8~IT7IT6IT6~IT50.8~0.40.4~0.20.008~0.1淬火鋼和不淬火鋼，不宜加工有色金屬45序號加工方案加工精度表面粗糙度Ra/μm適用范圍1鉆孔IT11--T1312.5-25任何批量2鉆--鉸IT7—IT81.6-3.2不淬火鋼件,鑄鐵件和非鐵合金件小孔,細長孔3鉆--擴--鉸IT6—IT80.4-1.64鉆--擴--粗鉸--精鉸IT6—IT70.4-0.85粗鏜--半精鏜--鉸IT7—IT80.8-1.6Φ30-100鑄鍛孔6(鉆)粗鏜--拉IT7—IT80.4-1.6成批,大量生產7(鉆)粗鏜--半精鏜IT9—IT103.2-6.3除淬火件外各種零件小批生產8(鉆)粗鏜--半精鏜--精鏜IT7—IT80.8-1.69粗鏜--半精鏜--浮動鏜IT7—IT80.8-1.6成批,大量生產10(鉆)粗鏜--半精鏜--磨IT7—IT80.8-1.6鋼及鑄鐵件孔的精加工11(鉆)粗鏜--半精鏜--粗磨--精磨IT6—IT70.4-0.8孔加工方案46平面加工方案序號加工方案加工精度表面粗糙度Raμm適用范圍1粗車—精車IT8-IT111.6-12.5車削工件的端面2粗銑(或粗刨)IT11-IT1312.5-25不淬火鋼,鑄鐵和非鐵金屬件的平面3粗銑—精銑IT7-IT101.6-6.34粗刨—精刨IT7-IT101.6-6.35粗銑(刨)—拉IT6-IT70.4-0.86粗銑(刨)—精銑（刨）—磨IT5-IT60.2-0.8鋼,鑄鐵的中小零件的平面47三、加工階段的劃分荒加工階段——毛坯質量很差時才有粗加工階段半精加工階段精加工階段光整加工階段劃分加工階段的優(yōu)點：盡早發(fā)現毛坯缺陷，保證質量，安排熱處理，合理使用設備。48各階段任務粗加工階段：主要任務是去除毛坯上的大部分余量，主要目標是提高生產率。半精加工階段：主要任務是減少粗加工留下的誤差和表面層的缺陷，為精加工作好準備。次要表面完成圖紙要求。精加工階段：主要目的是保證工件的尺寸精度、幾何精度和表面粗糙度。49四、工序的集中與分散工序集中

整個加工過程集中在很少幾個工序中進行，而每道工序中的加工內容很多。工序分散

整個加工過程分散在多個工序中進行，而每道工序中的加工內容很少。50工序集中的特點減少了工序數目可減少了工件的裝夾次數，有利于保證位置精度。提高生產率。便于采用高效機床和工藝裝備，縮短了加工周期。提高生產率。減少了設備的數量、操作工人和車間的面積。縮短了工藝路線，簡化了生產工作。高效機床和工藝裝備成本高，調整、維修費時費事。產品轉產困難。不利于選擇合理的切削用量。51工序分散的特點工件的裝夾次數多，不利于保證位置精度。工序數目多，工藝路線長、加工周期長。設備的數量多、操作工人多和車間的面積大通用機床和工藝裝備，調整、維修簡單、方便。產品轉產容易。有利于選擇合理的切削用量。52工序劃分的原則根據生產綱領、機床設備和零件本身結構。大批大量生產：多刀、多軸自動機床、加工中心按工序集中。組合機床流水線或自動線上加工按工序分散。單件小批在通用機床上按工序集中成批生產重、大零件則工序集中。53五、工序順序的安排為優(yōu)質、高產、低消耗，要合理安排工序順序（一）安排工序順序的基本原則：1、基準先行2、先面后孔3、先粗后精4、先主后次54（二）熱處理加工順序的安排⑴預先熱處理（如退火、正火、時效退火）機械加工之前進行。去除毛坯應力，改善切削性能。⑵中間熱處理（如調質處理、高頻淬火、表面滲碳等）粗加工之后，半精加工或精加工之前。去除粗加工應力，為最終熱處理作好組織準備。⑶最終熱處理（如氮化處理、發(fā)黑處理等）精加工之后進行。目的是提高零件材料的硬度、強度和耐磨性等，以達到圖紙的技術要求。55（三）輔助工序的安排⑴去毛刺、倒棱邊：機加工之后，熱處理之前⑵清洗:機加工之后，裝配之前⑶表面處理：機械加工之后進行，提高抗腐蝕性能、耐磨性、抗高溫能力、導電性。鍍層：鉻、鋅、鎳、銅、鉬、金、銀。涂層：油漆、陶瓷氧化膜：發(fā)藍、發(fā)黑⑷檢驗56（4）檢驗檢驗方式：首檢、抽檢檢驗時間：粗加工之后、精加工之前熱處理前后主要表面的重要工序前后檢驗目的：加工開始之前：檢驗材料內部質量、毛坯裂紋精加工階段：檢驗工件質量檢驗類型：常規(guī)檢驗：尺寸、粗糙度、外觀特種檢驗：超聲波探傷、磁力探傷、熒光檢驗。57視頻：機械加工工藝規(guī)程的制定00:25:45（一）表面加工方法的選擇（二）劃分加工階段（三）確定加工順序585.3機械加工工序設計機床及工藝裝備的選擇是否合理直接關系到零件的加工質量、生產率和經濟性。59一、機床的選擇1）機床的主要規(guī)格應與工件的外廓尺寸和加工表面的有關尺寸相適應。2）機床精度應與工序要求的加工精度相適應。3）機床的生產率應與工件的生產綱領相適應。4）設備選用要節(jié)省投資還要適當考慮生產的發(fā)展。5）盡量利用現有的設備。60二、工藝裝備的選擇1、夾具的選擇單件小批生產：通用大批大量生產：專用2、刀具的選擇標準刀具、高效復合刀具、專用刀具應考慮零件的材料、加工精度、表面粗糙度、刀具的耐用度、生產率、經濟性等。3、量具的選擇單件小批生產：通用大批大量生產：專用61三、切削用量的選擇（1）切削深度的選擇主要考慮工件的加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度。粗加工余量大，精加工余量小。工藝系統(tǒng)剛度大，切削深度可大些。（2）進給量的選擇粗加工時，進給量盡量選大些精加工時，進給量一般選小些（3）切削速度的選擇保證刀具有合理的耐用度；粗加工：應使所選速度不超過機床的功率精加工：使用硬質合金刀具時采用較高速切削使用高速鋼刀具時采用較低速切削62四、加工余量及工序間尺寸的確定加工余量：使加工表面達到所需的精度和表面質量而應切除的金屬層厚度。總加工余量(毛坯余量)：指零件加工過程中，某加工表面所切去的金屬層總厚度。是毛坯尺寸與零件圖樣的設計尺寸之差。工序余量：一道工序內切除的金屬層厚度，為相鄰兩工序的工序尺寸之差。總加工余量為各工序余量之和。1.加工余量概念工序尺寸是零件在加工過程中各工序應保證的加工尺寸，通常為加工面至定位基準面之間的尺寸。63基本余量(簡稱余量)為上工序與本工序基本尺寸之差。工件的實際余量并不等于基本余量最大余量基本余量最小余量本工序尺寸公差上工序尺寸公差板塊零件本工序基本尺寸上工序基本尺寸由于工序尺寸有偏差，故各工序實際切除的余量值是變化的，因此，工序余量有公稱余量（基本余量Zb）、最大余量Zmax、最小余量Zmin之分。余量公差＝Zmax－Zmin

＝Ta+TbTaTb64工序余量又有單邊余量和雙邊余量之分b為本工序的基本尺寸a為上工序的基本尺寸Zb為本工序的余量65工序尺寸的公差按各種加工方法的經濟精度選定，并規(guī)定極限偏差按“入體原則”標注毛坯公差則采用雙向偏差最大余量基本余量最小余量本工序尺寸公差上工序尺寸公差板塊零件本工序基本尺寸上工序基本尺寸662、影響加工余量的因素1)上道工序加工表面（或毛坯表面）的表面質量(包括表面粗糙度高度和表面缺陷層深度)672)上道工序的尺寸公差Ta

3)上道工序的幾何誤差ea

4)本工序的安裝誤差εb

683、確定加工余量的方法（1）經驗估算法：靠經驗估算確定，這種方法是為了防止因余量過小而產生廢品，所估計確定的余量一般偏大，常用于單件小批生產。（2）查表法：根據《機械加工工藝手冊》中表格的數據確定，各工廠廣泛采用查表法，可結合工廠實際加以修正。（3）分析計算法：根據實驗資料和計算公式，綜合確定，比較科學，數據較準確，但比較繁瑣。一般用于大批大量生產。69平面的單邊余量外圓、孔等雙邊余量無心磨床，不考慮安裝誤差Zb=Ta+Ra+Ha+∣εb+ea∣2Zb=Ta+2（Ra+Ha）+2∣

εb+ea

∣2Zb=Ta+2（Ra+Ha）向量和分析計算法：704、工序尺寸和公差的確定71如果沒有基準轉換，采用下列方法確定工序尺寸和公差：最終工序的尺寸及公差取自零件圖的要求中間工序的工序尺寸則可根據零件圖的尺寸，加上或減去工序的加工余量而得到。采用由后向前推的方法，由零件圖的尺寸，一直推算到毛坯尺寸。注意區(qū)分內、外表面、單邊、雙邊余量中間工序尺寸的公差按照加工經濟精度來選取工序尺寸及公差確定好以后，在工序單上標注時，盡量按“入體原則”進行標注72例.工序間尺寸公差的確定：

毛坯為鍛件，工件進行高頻淬火。

擬定加工路線：粗車半精車淬火粗磨精磨研磨確定各工序的加工余量（查表法）：研磨：0.01mm，精磨：0.1mm，粗磨：0.3mm，半精車：1.1mm，粗車：4.5mm，可得：Z總=6.01mm圓整取：Z總=6mm則取粗車余量：4.49mm73研磨：50h50.04精磨：50+0.01=50.01h60.16粗磨：50.01+0.1=50.11h81.25半精車：50.11+0.3=50.41h115粗車：50.41+1.1=51.51h1312.5鍛造毛坯：51.51+4.49=56查工藝手冊得鍛造毛坯的公差為±2mm計算工序間尺寸、公差工序工序基本尺寸經濟精度表面粗糙度尺寸公差74車床主軸箱箱體的主軸孔加工x1D1D3D2D4D5粗鏜→半精鏜→精鏜→超精鏜

D4D3D2D1h1?100+0.035075超精鏜孔精鏜孔半精鏜孔粗鏜孔毛坯孔0.10.52.45H7（）工序尺寸及公差的計算H8（）H10（）H13（）Ra0.8Ra1.25Ra2.5Ra16100100-0.1=99.999.9-0.5=99.499.4-2.4=97.097-5=92.0工序名稱工序間余量/mm工序間經濟精度/mm表面粗糙度/μm工序間尺寸工序尺寸在工藝基準與設計基準不重合時，確定工序余量后，須通過工藝尺寸鏈進行工序尺寸和公差的換算。765、工藝尺寸鏈的分析與計算（1）定位基準與設計基準不重合例1.教材P99例1解：a.畫尺寸鏈圖b.確定封閉環(huán)A0，增環(huán)A1，減環(huán)A2c.計算工序尺寸A2和偏差A2=A1-A0=50-20=30ES2=EI1-EI0=-0.16-0=-0.16EI2=ES1-ES0=0-0.33=-0.33故所求工序尺寸及偏差為A0A2A177例2.圖示工件

，以底面A定位，加工臺階面B，保證尺寸，試確定工序尺寸A2及平行度公差Ta2。

尺寸鏈b)中，A0為封閉環(huán)，A1和A2是組成環(huán)；角度尺寸鏈c)中，a0為封閉環(huán)，a1

和a2是組成環(huán)。【解】b)c)a)A1A2A0a1a2a0A1A2A0ABC0.05A0.1C求解圖b)和圖c)的尺寸鏈，可得到：工序尺寸：平行度公差：78（2）余量校核例3.教材P101例3解：a.畫尺寸鏈圖b.確定封閉環(huán)A0，增環(huán)A2，減環(huán)A1、A3c.計算余量A0和偏差A0=A2-A1-A3=80-49.5-30=0.5ES0=ES2-EI1-EI3=0-0+0.14=+0.14EI0=EI2-ES1-ES3=-0.20-