第十部分工艺规程设计方案

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1、2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义1第十章第十章 工艺规程设计工艺规程设计第一节 概 述 机械加工工艺规程是机械加工工艺过程的主要技术文件，是指挥现机械加工工艺规程是机械加工工艺过程的主要技术文件，是指挥现场生产的依据。场生产的依据。机械加工工艺规程是新产品投产前，进行有关的技术准备和生产准机械加工工艺规程是新产品投产前，进行有关的技术准备和生产准备的依据。备的依据。机械加工工艺规程是新建、扩建或改建厂房（车间）的依据。机械加工工艺规程是新建、扩建或改建厂房（车间）的依据。1.1.机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程的作用2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义2(1)

2、工艺过程卡片工艺过程卡片 工艺过程卡片是以工序为单位简要说明零件加工过工艺过程卡片是以工序为单位简要说明零件加工过程的一种工艺文件。程的一种工艺文件。表表10-1(2)工序卡片工序卡片 工序卡片是为每一道工序编制的一种工艺文件。工序卡片是为每一道工序编制的一种工艺文件。表表10-22.2.机械加工工艺规程的格式机械加工工艺规程的格式2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义31）零件工作图及其产品装配图；）零件工作图及其产品装配图；2）产品验收的质量标准；）产品验收的质量标准；3）零件的生产纲领；）零件的生产纲领；4）现场的生产条件（毛坯制造能力、机床设备、工艺装）现场的生产条件（毛坯制

3、造能力、机床设备、工艺装备、工人技术水平，专用设备和工装的制造能力）；备、工人技术水平，专用设备和工装的制造能力）；5）国内外有关的先进制造工艺及今后生产技术的发展方）国内外有关的先进制造工艺及今后生产技术的发展方向等；向等；6）有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。）有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。制定机械加工工艺规程的原始资料制定机械加工工艺规程的原始资料2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义43.3.制定机械加工工艺规程的步骤制定机械加工工艺规程的步骤1.根据零件的生产纲领确定生产类型根据零件的生产纲领确定生产类型 2.对被加工零件进行工艺分析对被加工零件进行工艺分析

4、 （零件分析）（零件分析）功功 用用 零件表面的技术要求零件表面的技术要求 结构工艺性结构工艺性2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义51.根据零件的生产纲领确定生产类型根据零件的生产纲领确定生产类型 2.对被加工零件进行工艺分析对被加工零件进行工艺分析 3.确定毛坯确定毛坯 1 1）毛坯的制造类型；）毛坯的制造类型；2 2）毛坯的制造精度；）毛坯的制造精度；3 3）毛坯图）毛坯图制定机械加工工艺规程的步骤制定机械加工工艺规程的步骤2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义6常用毛坯种类和特点常用毛坯种类和特点种 类特 点铸 件多用于形状复杂、尺寸较大的零件。其吸振性能好，但力

5、学性能低。铸造方法有砂型铸造、离心铸造等，有手工造型和机器造型。模型有木模和金属模。木模手工造型用于单件小批生产或大型零件，生产效率低，精度低。金属模用于大批大量生产，生产效率高、精度高。离心铸造用于空心零件，压力铸造用于形状复杂、精度高、大量生产、尺寸小的有色金属零件锻 件用于制造强度高、形状简单的零件（轴类和齿轮类）。用模锻和精密锻造，生产效率高，精度高。单件小批生产用自由锻冲压件用于形状复杂、生产批量较大的板料毛坯。精度较高，但厚度不宜过大型 材用于形状简单或尺寸不大的零件。材料为各种冷拉和热轧钢材冷挤压件用于形状简单、尺寸小和生产批量大的零件。如各种精度高的仪表件和航空发动机中的小零件

6、焊接件用于尺寸较大、形状复杂的零件，多用型钢或锻件焊接而成，其制造成本低，但抗振性差，容易变形，尺寸误差大工程塑料用于形状复杂、尺寸精度高、力学性能要求不高的零件粉末冶金尺寸精度高、材料损失少，用于大批量生产、成本高。不适于结构复杂、薄壁、有锐边的零件2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义7 1.根据零件的生产纲领确定生产类型根据零件的生产纲领确定生产类型 2.对被加工零件进行工艺分析对被加工零件进行工艺分析 3.确定毛坯确定毛坯 4.拟定工艺路线拟定工艺路线 什么是工艺路线？什么是工艺路线？工艺路线就是零件从毛坯到成品所经过工序的先后顺序。工艺路线就是零件从毛坯到成品所经过工序的先

7、后顺序。定位基准的选择定位基准的选择 表面加工方法的选择表面加工方法的选择 加工阶段的划分加工阶段的划分 工序顺序的安排工序顺序的安排 工序集中与分散的安排工序集中与分散的安排制定机械加工工艺规程的步骤制定机械加工工艺规程的步骤2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义8制定机械加工工艺规程的步骤制定机械加工工艺规程的步骤 1.根据零件的生产纲领确定生产类型根据零件的生产纲领确定生产类型 2.对被加工零件进行工艺分析对被加工零件进行工艺分析 3.确定毛坯确定毛坯 4.拟定工艺路线拟定工艺路线 5.确定各工序所用的设备和工艺装备确定各工序所用的设备和工艺装备 6.确定加工余量、工序尺寸及公

8、差确定加工余量、工序尺寸及公差 7.确定切削用量及时间定额确定切削用量及时间定额 8.填写工艺文件填写工艺文件 2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义9第二节 机械加工工艺规程设计一、机械加工工艺规程设计的内容及步1.分析零件图和产品装配图 设计工艺规程时，首先应分析零件图和该零件所在部件或总成的装配图，了解该零件在部件或总成中的位置和功用，以及部件或总成对该零件提出的技术要求，分析其关键技术要求和应采取的相应工艺措施，形成工艺规程设计的总体构思。2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义10 2.对零件图和装配图进行工艺审查 审查图纸上的视图、尺寸公差和技术要求是否正确、统一

9、、完整，对零件设计的结构工艺性进行评价，如发现有不合理之处应及时提出，并同有关设计人员商讨图纸修改方案，报主管领导审批。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义113.由年生产纲领研究确定零件生产类型4.确定毛坯 要根据零件生产类型和毛坯制造的生产条件综合考虑,只要有可能，应提倡采用精密铸造、精密锻造、冷轧、冷挤压、粉末冶金等先进的毛坯制造方法。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义125.拟定工艺路线 主要内容包括：选择定位基准，确定各表面加工方法，划分加工阶段，确定工序集中和分散程度，安排工序顺序等。通过技术、经济的

10、对比分析，最后确定一种最佳工艺方案。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义136.确定各工序所用机床设备和工艺装备，对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书。7.确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义148.确定各工序的技术要求及检验方法。9.确定各工序的切削用量和工时定额。10.编制工艺文件。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义15二、工艺路线的拟订 拟订工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，需顺序完成以下几个方面的工作。1.定位基准的选择 在工艺规程设

11、计中，正确选择定位基准，对保证零件加工要求、合理安排加工顺序有着至关重要的影响。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义16 定位基准有精基准与粗基准之分，用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。用加工过的表面作定位基准，这种定位基准成为精基准。在选择定位基准时往往先根据零件的加工要求选择精基准，由工艺路线向前反推，最后考虑选用哪一组表面作为粗基准才能把精基准加工出来。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义17精基准的选择原则 选择精基准一般应遵循以下几项原则：1)基准重合原则:应尽可能选择被加工表面

12、的设计基准作为精基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。2)统一基准原则:应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的表面，以保证各加工表面之间的相对位置精度。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义183)互为基准原则：当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准反复加工的方法。4)自为基准原则：一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身作为精基准。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义19 上述四项选择精基准的原则，有时不可能同时满足，应根据实际条件决定取舍

13、。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义20粗基准的选择原则 工件加工的第一道工序要用粗基准，粗基准选择得正确与否，不但与第一道工序的加工有关，而且还将对工件加工的全过程产生重大影响。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义21 图10-1所示套筒法兰零件，表面1为不加工表面，为保证镗孔后零件的壁厚均匀，应选表面1作粗基准镗孔、车外圆、车端面。图图10-1 10-1 套筒法兰加工实例套筒法兰加工实例 第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义222)合理分配加工余量的原则 从保证重要表面

14、加工余量均匀考虑，应选择重要表面作粗基准。图图10-2 10-2 床身加工粗基准选择床身加工粗基准选择 第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义23如机床床身零件的加工，第一道工序应该选则导轨面作粗基准加工床身底面(图10-2a)，然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面(图10-2b)，此时从导轨面上去除的加工余量小而均匀。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义243)便于装夹的原则 为使工件定位稳定，夹紧可靠，要求所选用的粗基准尽可能平整、光洁，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口切痕或其它缺陷，并有足够的支承面积。第二节

15、 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义254)粗基准一般不得重复使用的原则 上述4项选择粗基准的原则，有时不能同时兼顾，只能根据主次决择。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义262.表面加工方法的选择 机器零件的结构形状都是由一些最基本的几何表面组成的，机器零件的加工过程就是获得这些几何表面的过程。同一种表面可以选用各种不同的加工方法，但每种加工方法所能获得的加工质量、所用加工时间和费用却是各不相同的。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义27 工程技术人员的任务，就是要根据具体加工条

16、件选用最适当的加工方法，保证加工出合乎图纸要求的机器零件。在选择加工方法时，一般总是首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定它的最终工序加工方法，然后再逐一选定该表面各有关前道工序的加工方法。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义28 零件的加工表面都有一定的加工要求，一般都不可能通过一次加工就能达到要求，而是要通过多次加工（即多道工序）才能逐步达到要求。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义29 确定加工方法的步骤可概括如下，在分析研究零件图的基础上：首先要根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及加工方

17、案。确定加工方法时要考虑被加工材料的性质。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义30确定加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率何经济性的问题。大批大量可采用专用高效率的设备，单件小批生产通常采用通用设备和工艺装备。(4)确定加工方法要考虑本厂（本车间）的现有设备和技术条件，应该充分利用现有设备，挖掘企业潜力。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义313.加工阶段的划分 当零件的加工质量要求较高时，一般都要经过不同的加工阶段，逐步达到加工要求，即所谓的“渐精”原则。一般要经过粗加工、半精加工和精加工等三个阶段，如果零件

18、的加工精度要求特别高、表面粗糙度要求特别小时，还要经过光整加工阶段。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义32第二节 机械加工工艺规程设计各个加工阶段的主要任务概述如下:(1)粗加工阶段 高效地切除加工表面上的大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品。(2)半精加工阶段 切除粗加工后留下的误差，使被加工工件达到一定精度，为精加工作准备，并完成一些次要表面的加工。2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义33第二节 机械加工工艺规程设计(3)精加工阶段 保证各主要表面达到零件图规定的加工质量要求。(4)光整加工阶段 主要任务是降低表面粗糙度或进一步

19、提高尺寸精度和形状精度，但一般不能纠正表面间位置误差。2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义34第二节 机械加工工艺规程设计划分加工阶段的主要目的是：(1)保证零件加工质量 划分阶段以后，粗加工阶段造成的加工误差，可以通过半精加工和精加工阶段予以逐步修正，零件的加工质量容易得到保证。(2)有利于及早发现毛坯缺陷,以便及时报废或修补，避免继续加工造成浪费。(3)有利于合理利用机床设备2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义35第二节 机械加工工艺规程设计(4)为了在机械加工工序中插入必要的热处理工序，同时使热处理发挥充分的效果，这就自然的把机械加工工艺过程划分为几个阶段，并且每

20、个阶段各有其特点及应该达到的目的。此外，将工件加工划分为几个阶段，还有利于保护精加工过的表面少受磕碰、切屑滑伤等损坏。2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义36第二节 机械加工工艺规程设计 将工艺过程划分成几个阶段是对整个加工过程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。划分加工阶段并不是绝对的2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义37第二节 机械加工工艺规程设计4.工序的集中与分散 确定加工方法之后，就要根据零件的生产类型和工厂(车间)具体条件确定工艺过程的工序数。确定零件加工过程工序数有两种不同的原则，一种是工序集中原则，另一种是工序分散原则。2022-11-26机电系黄万友机

21、械制造上课讲义38第二节 机械加工工艺规程设计按工序集中原则组织工艺过程的特点是:(1)有利于采用自动化程度较高的高效机床和工艺装备，生产效率高;(2)工序数少，设备数少，可相应减少操作工人数和生产面积;2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义39第二节 机械加工工艺规程设计(3)工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相互位置精度要求。按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些，其极端情况是每个工序只包括一个简单工步。2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义40第二节 机械加工工艺规程设计按工

22、序分散原则组织工艺过程的特点是:(1)所用机床和工艺装备简单，易于调整对刀;(2)对操作工人的技术水平要求不高;(3)工序数多，设备数多，操作工人多，生产占用面积大。2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义41第二节 机械加工工艺规程设计5.工序顺序的安排(1)机械加工工序的安排 一般遵循以下几个原则:a)先加工定位基准面，再加工其它表面;b)先加工主要表面，后加工次要表面;c)先安排粗加工工序，后安排精加工工序;d)先加工平面，后加工孔。2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义42第二节 机械加工工艺规程设计(2)热处理工序及表面处理工序的安排 w 为改善工件材料切削性能安排

23、的热处理工序，例如退火、正火、调质等，应在切削加工之前进行。w 为消除工件内应力安排的热处理工序，例如人工时效、退火等，最好安排在粗加工阶段之后进行。2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义43第二节 机械加工工艺规程设计 为改善工件材料机械性能的热处理工序，例如淬火、渗碳淬火等，一般都安排在半精加工和精加工之间进行。为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安排在工艺过程最后阶段进行。2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义44第二节 机械加工工艺规程设计(3)其它工序的安排 为保证零件制造质量，防止产生废品

24、，需在下列场合安排检验工序:1)粗加工全部结束之后;2)送往外车间加工的前后;3)工时较长和重要工序的前后;4)最终加工之后。2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义456.机床设备与工艺装备的选择 正确选择机床设备很重要，它不但直接影响工件的加工质量，而且还影响工件的加工效率和制造成本。所选机床设备的尺寸规格应与工件的形状尺寸相适应，精度等级应与本工序加工要求相适应，电机功率应与本工序加工所需功率相适应，机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义46 选用机床设备应立足于国内，必须进口的机床设备，

25、须经充分论证，多方对比，合理的分析其经济性，不能盲目引进。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义47 如果工件尺寸太大(或太小)或工件的加工精度要求过高，没有现成的设备可供选择时，可以考虑采用自制专用机床。可根据工序加工要求提出专用机床设计任务书;机床设计任务书应附有与该工序加工有关的一切必要的数据资料，包括工序尺寸公差及技术条件，工件的装夹方式，工序加工所用切削用量、工时定额、切削力、切削功率以及机床的总体布置形式等。第二节 机械加工工艺规程设计2022-11-26机电系黄万友机械制造上课讲义48第二节 机械加工工艺规程设计工艺装备的选择将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况适当选择。在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备;在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用工艺装备。本章小结返回首页返回首页结束放映结束放映