机械制造第11章

1、项目十一 机械加工工艺规程的制订,项目学习要点,机械加工工艺基础 零件的工艺分析和毛坯的选择 定位基准的选择 工艺路线的拟定 机械加工工序卡片的制订 工艺过程技术经济分析 综合实训 项目小结,任务一 机械加工工艺基础,机械加工工艺规程是指规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。它是机械制造过程中的纪律性文件，在制订过程中必须经过充分的讨论和严格的审批。,一、机械加工工艺规程的作用,1机械加工工艺规程是指导生产的主要技术文件。 2机械加工工艺规程是生产准备工作的基本依据。 3机械加工工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料。,二、制订机械加工工艺规程的原则,1应保证产品的加工质量达到设计图纸上规定的各项技术要求，这是制订机械加工工艺规程时应首先考虑的问题。 2在保证加工质量的前提下，应尽可能提高生产率，降低生产成本。 3在充分利用现有生产条件的基础上，应尽可能采用国内外先进的工艺技术和经验。 4尽量减轻工人的劳动强度，保证生产安全，创造良好、文明的劳动条件，并避免污染环境。 5机械加工工艺规程应做到正确、完整、统一和清晰，所用术语、符号、计量单位和编号等都要符合相应标准。,三

2、、制订机械加工工艺规程 时必需的原始资料,1产品的装配图和零件图。 2产品的验收质量标准。 3产品的生产纲领和生产类型。 4产品的毛坯图和毛坯生产条件。 5工厂现有的生产条件。 6有关的工艺手册和标准。 7国内外同类产品的有关工艺技术资料。,四、制订机械加工工艺规程的步骤,1对零件工作图和装配图进行工艺审查。 2确定毛坯的种类及其制造方法。 3选择定位基准或定位基面。 4拟定工艺路线。 5确定各工序所用的机床和工艺设备。 6确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差。 7确定各工序的切削用量和时间定额。 8进行方案对比和技术经济分析，确定最佳工艺方案。 9填写工艺文件。,机械加工工艺过程卡片是指以工序为单位，简要说明产品加工过程的一种工艺文件。它一般不能直接指导工人进行操作，多作为生产管理文件。但在单件小批生产中，通常以这种卡片指导生产。其格式如下表所示。,五、机械加工工艺规程常用的格式,1机械加工工艺过程卡片,机械加工工艺卡片是指以工序为单位，详细说明产品整个工艺过程的一种工艺文件。它可指导工人生产及帮助管理和技术人员掌握整个零件加工过程，适用于成批生产和小批生产重要零件。其格式如下表

3、所示。,2机械加工工艺卡片,机械加工工序卡片是指在机械加工工艺过程卡片或机械加工工艺卡片的基础上，按每道工序所编制的一种工艺文件。它可直接指导工人生产，适用于大批、大量生产和成批生产重要零件。其格式如下表所示。,3机械加工工序卡片,任务二 零件的工艺分析和 毛坯的选择,一、零件的工艺分析,零件的工艺分析主要包括零件的结构工艺性分析和零件的技术要求分析两个方面。,1零件的结构工艺性分析,零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它涉及到毛坯制造、机械加工、热处理和装配等各方面的要求，在不同的生产类型和生产条件下，同样的结构，其制造的可能性和经济性可能不同，因此，必须根据具体的条件，全面、综合地分析其结构工艺性。,2零件的技术要求分析,零件的技术要求分析主要包括以下三个方面： （1）加工表面的尺寸精度、形状精度和表面质量。 （2）加工表面的相互位置精度。 （3）热处理要求及其他要求（如等重、动平衡和探伤等）。,分析零件的技术要求，应首先区分零件的主要表面和次要表面。其中，主要表面是指零件与其他零件相配合的表面或直接参与机器工作过程的表面，其余表面称为次要表

4、面。,二、毛坯的选择,1毛坯的种类,机械加工中常用的毛坯主要有铸件、锻件、型材和焊接件等。,（1）铸件,对形状较复杂的零件毛坯，一般用铸件毛坯。目前大多数铸件采用砂型铸造；对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如金属型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造和离心铸造等。,对机械强度要求较高、形状较简单的零件毛坯，一般用锻件毛坯。锻件有自由锻造锻件和模锻件两种。其中，自由锻造锻件的加工余量大，精度低，生产率低，适用于单件小批生产以及大型零件毛坯；模锻件的加工余量小，精度高，生产率高，但成本高，适用于中小型零件毛坯的大批大量生产。,（2）锻件,（3）型材,型材按截面形状可分为圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢及其他特殊截面的型材。型材有热轧和冷拉两种。其中，热轧型材尺寸较大，精度较低，多用于一般零件毛坯；冷拉型材尺寸较小，精度较高，多用于精度要求较高的中小型零件毛坯。,焊接件是将型材或钢板焊接而成的毛坯件，适用于单件小批生产中制造大型零件毛坯。其优点是重量轻，制造简便，生产周期短；缺点是抗振性差，变形大，进行机械加工前需经时效处理。,毛坯的尺寸和形状基本上取决于零件的尺寸和形状。毛坯

5、上存在的机械加工余量称为毛坯加工余量，毛坯制造尺寸的公差称为毛坯公差。 毛坯加工余量和公差的大小直接影响机械加工的劳动量和原材料的消耗。毛坯加工余量和公差的大小与毛坯的制造方法有关，生产中可根据有关工艺手册或企业、行业标准来确定。,（4）焊接件,2毛坯的尺寸和形状的确定,（1）工艺搭子,工艺搭子又称为工艺凸台，是指为了满足工艺的需要而在工件上增设的凸台，如下图所示。工艺搭子只在安装工件时起作用，加工完毕后一般应切除，如其对使用性能和外观质量没有影响也可保留在零件上。,（2）整体毛坯,有些相关零件要求装配后形成同一工作表面，为了保证加工质量，同时也为了加工方便，常将这些零件先做成一个整体毛坯，加工到一定阶段再切割分离，如下图所示的连杆整体毛坯。,（3）合件毛坯,对于一些形状比较规则的小型零件，如扁螺母、T形键和小隔套等，应将多件合成一个毛坯，待加工到一定阶段后，再分离成单件。,下图（a）所示为汽车上的一个扁螺母。加工时取一长毛坯，先在车床上车槽、倒角，如下图（b）所示。在车槽及倒角后，用钻头钻孔，如下图（c）所示，钻孔的同时就将其切成了若干个图（a）所示单件。,3毛坯选择的原则,（1）零

6、件材料及其力学性能,当零件的材料确定后，毛坯的种类也就大致确定了。例如，若零件材料为铸铁或青铜，应选择铸件毛坯；若零件材料为钢材，当零件力学性能要求不太高时，可选型材毛坯，当零件力学性能要求较高时，应选择锻件毛坯。,（2）零件的结构形状与外形尺寸,形状复杂的毛坯，一般用铸造方法制造。其中，大型零件一般用砂型铸造，但零件壁较薄时不宜用砂型铸造；中小型零件可用先进的铸造方法。,一般用途的阶梯轴，如各阶梯直径相差不大，可用棒料；如各阶梯直径相差较大，为减少材料消耗和机械加工的劳动量，则宜选择锻件毛坯。,（3）生产类型,当零件的生产批量较大时，应选择精度和生产率都比较高的毛坯制造方法；当零件的生产批量较小时，应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法。,（4）现有生产条件,选择毛坯的种类及制造方法，必须考虑具体的生产条件，例如，毛坯制造的工艺水平，设备状况以及对外协作的可能性等。,（5）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料,随着机械制造技术的发展，毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的应用也发展很快，例如，精铸、精锻、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等在机械加工中的应用日益增加。采用这些方法可大大减少机械加

7、工量，经济效益非常显著。在选择毛坯时应给予充分考虑，并在可能的条件下，尽量采用新工艺、新技术和新材料。,任务三 定位基准的选择,在制订机械加工工艺规程时，首先应考虑的是选择怎样的精基准定位，把工件加工出来；然后考虑选择怎样的粗基准定位，把用作精基准的表面加工出来。,一、精基准的选择原则,精基准的选择原则包括基准重合原则、基准统一原则、自为基准原则、互为基准原则和便于装夹原则。,基准重合原则：是指选择工序基准作定位基准，以避免产生基准不重合误差。在对加工表面的加工精度有决定性影响的工序中，一般不应违反这一原则，否则，由于存在基准不重合误差，精度将难以保证。,基准统一原则：是指在工件加工过程中，采用同一组精基准定位，以加工出工件尽可能多的表面。采用统一的基准，有利于保证各加工表面之间的位置精度，同时可以减少夹具设计和制造的工作量和成本，缩短生产准备周期。例如，轴类零件常使用两中心孔作统一精基准；箱体类零件常使用一面两孔作统一精基准；齿轮的齿坯和齿形加工常采用齿轮的内孔及一端作统一精基准。,自为基准原则：是指对一些精度要求很高的表面，当加工余量小而均匀时，为保证加工精度，选择加工表面本身作为

8、定位基准。采用自为基准原则加工时，只能提高加工表面的尺寸精度和形状精度，不能提高加工表面的位置精度。,互为基准原则：是指对工件上相互位置精度要求较高的表面进行加工时，可使两个表面互为基准，反复进行加工，以保证其位置精度。例如，为保证套类工件内、外圆柱面具有较高的同轴度，可先以内孔为定位基面加工外圆，再以外圆为定位基面加工内孔，反复多次，就可使两者达到较高的同轴度。,便于装夹原则：是指所选的精基准应能保证工件定位准确、稳定，装夹方便、可靠，夹具结构简单、操作方便。,二、粗基准的选择原则,粗基准的具体选择原则包括重要表面原则、保证相互位置要求原则、最小加工余量原则、不重复使用原则和便于装夹原则。,重要表面原则：是指为保证工件某些重要表面加工余量均匀，选择该表面作为粗基准。,例如，机床床身加工中，为保留导轨面上较好的金相组织，应先选择导轨面作为粗基准，加工床腿，如左图所示，然后再以床腿为精基准加工导轨面，如右图所示，以保证导轨面上的加工余量小而均匀。,保证相互位置要求原则：是指为保证加工面和非加工面间的位置要求，选择非加工面作为粗基准。 例如，下图所示零件毛坯，内孔和端面需要加工，外圆表面不

9、需要加工，铸造时内孔相对外圆有偏心。加工时，为保证加工后零件的壁厚均匀，应选择外圆表面作为粗基准。,最小加工余量原则：是指当零件上有多个表面需要加工时，选择其中加工余量较小的表面作为粗基准，以保证各加工表面都有足够的加工余量。,例如，下图所示阶梯轴，因55mm外圆表面在两段轴颈中加工余量较小，故应选其作为粗基准。如果选择108mm外圆表面作为粗基准，加工55mm外圆表面时，若两外圆轴线的偏差为3mm，则会使55mm外圆表面一侧的加工余量不足，造成工件报废。,不重复使用原则：是指粗基准在加工过程中只能使用一次。这是因为粗基准的误差很大，重复使用将会产生很大的加工误差。,便于装夹原则：是指选择的粗基准应使定位准确，夹紧可靠，夹具结构简单、操作方便。为此，要求选用的粗基准应尽可能平整、光洁，有足够大尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口或其他缺陷，也不能选用铸造分型面作为粗基准。,任务四 工艺路线的拟订,工艺路线拟订的主要任务是选择加工方法、确定加工顺序及划分加工工序。,一、加工方法的选择,1工件的加工精度和表面粗糙度,加工时应根据工件的加工精度和表面粗糙度要求，选择与之相符合的加工经济精度对应

10、的加工方法，不能盲目选用具有较高加工精度和较小表面粗糙度的加工方法，以免增加生产成本。,2工件材料的性质,工件材料的性质会影响加工方法的选择。例如，淬硬钢零件的精加工应采用磨削的方法；有色金属的精加工，因材料过软容易堵塞砂轮而不宜采用磨削，应采用精车或精镗的方法。,3工件的结构和尺寸,工件的结构和尺寸不同，所用的加工方法也有所不同。以内圆表面加工为例，对于IT7级精度的孔采用拉削、铰削、镗削和磨削等加工方法都可以，但箱体上的孔一般不用拉削和磨削，而常采用铰削或镗削，其中，孔径较小时，宜采用铰削；孔径较大时，宜采用镗削。,4生产类型,所选择的加工方法应与生产类型相适应。以加工孔和平面为例，大批大量生产中，应采用生产率高和质量稳定的加工方法，如拉削等方法；单件小批量生产中，则应采用一般的方法，如钻削、铰削、刨削或铣削等方法。,5生产条件,选择加工方法时应充分利用现有资源，发挥创造性，不断进行技术革新，提高工艺水平，挖掘企业潜力，提高经济效益。,二、加工阶段的划分,1加工阶段的划分,对于一般精度零件，可划分成粗加工、半精加工和精加工三个阶段；对于精度要求较高的零件，还需安排光整加工和超精密加工阶段。,

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