引入了工藝過(guò)程組成的概念；講述了制定機(jī)械加工工藝規(guī)程

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1、第9章 機(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計(jì),,本章內(nèi)容: 介紹了生產(chǎn)過(guò)程、工藝過(guò)程； 引入了工藝過(guò)程組成的概念； 講述了制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟和方法； 重點(diǎn)討論了機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)中的主要問(wèn)題(定位基準(zhǔn)的選擇，加工路線的擬訂，工序尺寸及公差的確定)； 簡(jiǎn)要分析了工藝過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性。 學(xué)習(xí)要求: 熟悉機(jī)械加工工藝過(guò)程； 理解工序、安裝、工位、工步及走刀的含義； 掌握機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的基本原理、原則和方法(定位基準(zhǔn)的選擇原則，加工方法的選擇原則，工序劃分及加工順序安排的原則，確定余量的原則和方法，確定工序尺寸及公差的方法，工藝尺寸鏈原理及應(yīng)用等)。,內(nèi) 容 提 要,生產(chǎn)過(guò)程,11.1.1 生產(chǎn)過(guò)程,從原

2、材料或半成品到成品制造出來(lái)的各有關(guān)勞動(dòng)過(guò)程的總和稱(chēng)為生產(chǎn)過(guò)程。,相關(guān)的過(guò)程： 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，包括產(chǎn)品的研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)； 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作：如編制工藝文件，專(zhuān)用工裝及設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造等； 原材料(或設(shè)備、工裝、標(biāo)準(zhǔn)件等)的購(gòu)置、運(yùn)輸、檢驗(yàn)、保管； 毛坯制造； 零件的機(jī)械加工及熱處理； 產(chǎn)品裝配與調(diào)試、性能試驗(yàn)以及產(chǎn)品的包裝、發(fā)運(yùn)等工作。 提示 生產(chǎn)過(guò)程往往由許多工廠或工廠的許多車(chē)間聯(lián)合完成，這有利于專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。,11.1 零件制造的工藝過(guò)程,11.1.2 機(jī)械加工工藝過(guò)程,用機(jī)械加工的方法直接改變毛坯形狀、尺寸和機(jī)械性能等，使之變?yōu)楹细窳慵倪^(guò)程，稱(chēng)

3、為機(jī)械加工工藝過(guò)程，又稱(chēng)工藝路線或工藝流程。 將零件裝配成部件或產(chǎn)品的過(guò)程，稱(chēng)為裝配工藝過(guò)程。,11.1.2.1 工藝過(guò)程 組成,機(jī)械加工工藝過(guò)程,,工藝過(guò)程是由一個(gè)或若干個(gè)依次排列的工序所組成，毛坯依次通過(guò)這些工序就變成了成品或半成品。,(1)工序 一個(gè)(或一組)工人，在一個(gè)固定的工作地點(diǎn)(一臺(tái)機(jī)床或一個(gè)鉗工臺(tái))，對(duì)一個(gè)(或同時(shí)對(duì)幾個(gè))工件所連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程，稱(chēng)為工序。它是工藝過(guò)程的基本單元，又是生產(chǎn)計(jì)劃和成本核算的基本單元。工序的安排的組成與零件的生產(chǎn)批量有關(guān) (單件小批、大批大量)。,工藝過(guò)程組成,工藝過(guò)程組成,(2)安裝 工件在加工前，在機(jī)床或夾具中相對(duì)刀具應(yīng)有一個(gè)正

4、確的位置并給予固定，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為裝夾，一次裝夾所完成的那部分加工過(guò)程稱(chēng)為安裝。安裝是工序的一部分。 在同一工序中，安裝次數(shù)應(yīng)盡量少，既可以提高生產(chǎn)效率，又可以減少由于多次安裝帶來(lái)的加工誤差。 (3)工位 為減少工序中的裝夾次數(shù)，常采用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)夾具，使工件在一次安裝中，可先后在機(jī)床上占有不同的位置進(jìn)行連續(xù)加工，每一個(gè)位置所完成的那部分工序，稱(chēng)一個(gè)工位。,工藝過(guò)程組成,采用多工位加工，可以提高生產(chǎn)率和保證被加工表面間的相互位置精度。,工藝過(guò)程組成,(4)工步 工步是工序的組成單位。在被加工的表面、切削用量(指切削速度、背吃刀量和進(jìn)給量)、切削刀具均保持不變的情況下所完成的那部分工序

5、，稱(chēng)工步。 當(dāng)其中有一個(gè)因素變化時(shí)，則為另一個(gè)工步。當(dāng)同時(shí)對(duì)一個(gè)零件的幾個(gè)表面進(jìn)行加工時(shí)，則為復(fù)合工步。 劃分工步的目的，是便于分析和描述比較復(fù)雜的工序，更好地組織生產(chǎn)和計(jì)算工時(shí)。 (5)走刀 被加工的某一表面，由于余量較大或其它原因，在切削用量不變的條件下，用同一把刀具對(duì)它進(jìn)行多次加工，每加工一次，稱(chēng)一次走刀。,11.1.2.2生產(chǎn)類(lèi)型對(duì)工藝過(guò)程的影響,生產(chǎn)類(lèi)型對(duì)工藝過(guò)程的影響,生產(chǎn)類(lèi)型是指企業(yè)(或車(chē)間、工段、班組、工作地)生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度的分類(lèi)，一般分為： 單件生產(chǎn) 單個(gè)地生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和不同尺寸的產(chǎn)品，并且很少重復(fù)。 成批生產(chǎn) 一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，制造過(guò)程有一定的重復(fù)性

6、。 每批制造的相同產(chǎn)品的數(shù)量稱(chēng)為批量。 成批生產(chǎn)又可分為：小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)。 大量生產(chǎn) 產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常重復(fù)地進(jìn)行某一個(gè)零件的某一道工序的加工。,生產(chǎn)類(lèi)型對(duì)工藝過(guò)程的影響,工藝規(guī)程的作用及設(shè)計(jì)步驟,11.2 工藝規(guī)程的作用及設(shè)計(jì)步驟,1、 定義： 規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件稱(chēng)為工藝規(guī)程。其中，規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件稱(chēng)為機(jī)械加工工藝規(guī)程。 2、工藝規(guī)程的作用： (1) 指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件：起生產(chǎn)的指導(dǎo)作用； (2) 是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理的依據(jù)：即生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、工人操作和質(zhì)量檢驗(yàn)等的依據(jù)； (3)

7、是新建或擴(kuò)建工廠或車(chē)間主要技術(shù)資料。 生產(chǎn)前用它做生產(chǎn)的準(zhǔn)備，生產(chǎn)中用它做生產(chǎn)的指揮，生產(chǎn)后用它做生產(chǎn)的檢驗(yàn)。 3、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)步驟,生產(chǎn)綱領(lǐng),4、生產(chǎn)綱領(lǐng)： 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算： N零=Nn(1)(1) 式中: N零零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)(件/年)； N產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)(臺(tái)/年)； n每臺(tái)產(chǎn)品中包含該零件的數(shù) 量(件/臺(tái))； 該零件備件的百分率； 該零件廢品的百分率。 表5.6為劃分生產(chǎn)類(lèi)型的參考數(shù)據(jù)。,表5.6 劃分生產(chǎn)類(lèi)型的參考數(shù)據(jù),11.3 定位基準(zhǔn)的選擇,在零件圖上或?qū)嶋H的零件上，用來(lái)確定一些點(diǎn)、線、面位置時(shí)所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱(chēng)為基準(zhǔn)。 11.3.1

8、基準(zhǔn)的分類(lèi) 11.3.1.1 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 設(shè)計(jì)人員在零件圖上標(biāo)注尺寸或相互位置關(guān)系時(shí)所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱(chēng)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。見(jiàn)圖5.3(a) 。 11.3.1.2 工藝基準(zhǔn) 零件在加工或裝配過(guò)程中所使用的基準(zhǔn)，稱(chēng)為工藝基準(zhǔn)(也稱(chēng)制造基準(zhǔn))。工藝基準(zhǔn)按用途又可分為： (1)工序基準(zhǔn) 在工序圖上標(biāo)注被加工表面尺寸(稱(chēng)工序尺寸)和相互位置關(guān)系時(shí)，所依據(jù)的點(diǎn)、線、面稱(chēng)為工序基準(zhǔn)。見(jiàn)圖5.3(b) 。,定位基準(zhǔn)的選擇,(2)定位基準(zhǔn) 工件在機(jī)床上加工時(shí)，在工件上用以確定被加工表面相對(duì)機(jī)床、夾具、刀具位置的點(diǎn)、線、面稱(chēng)為定位基準(zhǔn)。確定位置的過(guò)程稱(chēng)為定位。見(jiàn)圖5.3(c) 加工軸類(lèi)零件時(shí)，常以頂尖孔為定位基準(zhǔn)。

9、加工盤(pán)類(lèi)零件時(shí)，常以孔和端面為定位基準(zhǔn)。見(jiàn)圖5.4。 (3)測(cè)量基準(zhǔn) 在工件上用以測(cè)量己加工表面位置時(shí)所依據(jù)的點(diǎn)、線、面稱(chēng)為測(cè)量基準(zhǔn)，見(jiàn)圖5.3(c) 。 (4)裝配基準(zhǔn) 在裝配時(shí)，用來(lái)確定零件或部件在機(jī)器中的位置時(shí)所依據(jù)的點(diǎn)、線、面稱(chēng)為裝配基準(zhǔn)。 如齒輪裝在軸上，內(nèi)孔是它的裝配基準(zhǔn)；軸裝在箱體孔上，則軸頸是裝配基準(zhǔn)；主軸箱體裝在床身上，則箱體的底面是裝配基準(zhǔn)。,定位基準(zhǔn)的選擇,獲得加工精度的方法工件的裝夾,11.3.2 工件的裝夾與獲得加工精度的方法,11.3.2.1 工件的裝夾 (1)直接找正定位的裝夾 將工件直接放在機(jī)床上，工人可用百分表、劃線盤(pán)、直角尺等對(duì)被加工表面進(jìn)行找正，確定工

10、件在機(jī)床上相對(duì)刀具的正確位置之后再夾緊。見(jiàn)圖5.5。 這種裝夾方法，找正困難且費(fèi)時(shí)間，找正的精度要依靠生產(chǎn)工人的經(jīng)驗(yàn)和量具的精度，因此多用于單件、小批生產(chǎn)或某些相互位置精度要求很高、應(yīng)用夾具裝夾又難以達(dá)到精度的零件加工。,(2)按劃線找正裝夾 工件在切削加工前，預(yù)先在毛坯表面上劃出要加工表面的輪廓線，然后按所劃的線將工件在機(jī)床上找正、夾緊。 劃線時(shí)要注意照顧各表面間的相互位置和保證被加工表面有足夠的加工余量。 這種裝夾方法被廣泛用于單件、小批生產(chǎn)，尤其是用于形狀較復(fù)雜的大型鑄件或鍛件的機(jī)械加工。這種方法的缺點(diǎn)是增加了劃線工序，另外由于劃的線條本身有一定的寬度，劃線時(shí)又有劃線誤差，因此它

11、的裝夾精度低，一般在0.20.5 mm 之間。,工件的裝夾,(3)在夾具中裝夾 夾具固定在機(jī)床上，夾具本身有使工件定位和夾緊的裝置。工件在夾具上固定以后便獲得了相對(duì)刀具的正確位置。 這種裝夾方法方便、迅速、精度高且穩(wěn)定，廣泛用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)中。如圖5.1階梯軸的銑鍵槽工序，可將工件直接放在夾具體的v形塊上(見(jiàn)圖5.6)，不用找正就保證了工件相對(duì)刀具的位置，然后用壓板夾緊工件，便可進(jìn)行銑鍵槽的工作。 對(duì)于某些零件(例如連桿、曲軸)，即使批量不大，但是為了達(dá)到某些特殊的加工要求，仍需要設(shè)計(jì)制造專(zhuān)用夾具。,工件的裝夾,尺寸精度的獲得方法,11.3.2.2 獲得加工精度的方法 (1)機(jī)械加工中

12、獲得工件尺寸精度的方法 試切法 即經(jīng)過(guò)數(shù)次試切、測(cè)量，直至達(dá)到要求尺寸。 定尺寸刀具法 用刀具的尺寸保證工件的加工尺寸。 調(diào)整法 預(yù)先調(diào)整好的刀具位置，然后加工一批工件。 自動(dòng)控制法 自動(dòng)測(cè)量 在工件達(dá)到要求時(shí)，自動(dòng)測(cè)量裝使機(jī)床自動(dòng)退刀并停止工作。 數(shù)字控制 尺寸的獲得(刀架的移動(dòng)或工作臺(tái)的移動(dòng))由預(yù)先編制好的程序通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置自動(dòng)控制。,形狀精度的獲得方法,(2)機(jī)械加工獲得工件形狀精度的方法 軌跡法 由切削運(yùn)動(dòng)中刀尖軌跡形成被加工表面的形狀。 成形法 由成形刀具刀刃的幾何形狀切削出工件的形狀。 展成法 刀具和工件作展成切削運(yùn)動(dòng)時(shí)，由刀刃在被加工表面上的包絡(luò)面

13、形成成形表面。 (3)位置精度的獲得方法 一次裝夾獲得法 零件表面的位置精度在一次安裝中，由刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)位置關(guān)系保證。 多次裝夾獲得法 通過(guò)刀具相對(duì)工件的成形運(yùn)動(dòng)與工件定位基準(zhǔn)面之間的位置關(guān)系來(lái)保證零件表面的位置精度。 非成形運(yùn)動(dòng)法 利用人工，而不是依靠機(jī)床精度，對(duì)工件的相關(guān)表面進(jìn)行反復(fù)的檢測(cè)和加工，使之達(dá)到零件的位置精度要求。,定位基準(zhǔn)的分類(lèi),11.3.3 定位基準(zhǔn)的選擇,定位基準(zhǔn)又分為粗定位基準(zhǔn)、精定位基準(zhǔn)和輔助定位基準(zhǔn)，分別簡(jiǎn)稱(chēng)為粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)和輔助基準(zhǔn)。 粗基準(zhǔn)：以未加工過(guò)的表面進(jìn)行定位的基準(zhǔn)稱(chēng)粗基準(zhǔn)，也就是第一道工序所用的定位基準(zhǔn)為粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)：以已加工過(guò)

14、的表面進(jìn)行定位的基準(zhǔn)稱(chēng)精基準(zhǔn)。 輔助基準(zhǔn)：該基準(zhǔn)在零件的裝配和使用過(guò)程中無(wú)用處，只是為了便于零件的加工而設(shè)置的基準(zhǔn)稱(chēng)輔助基準(zhǔn)。如軸加工用的頂尖孔等。 選擇定位基準(zhǔn)主要是為了保證零件加工表面之間以及加工表面與未加工表面之間的相互位置精度，因此定位基淮的選擇應(yīng)從有相互位置精度要求的表面間去找。,精基準(zhǔn)的選擇,11.3.3.1 精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)時(shí)主要考慮應(yīng)保證加工精度并使工件裝夾得方便、準(zhǔn)確、可靠。因此，要遵循以下幾個(gè)原則： (1)基準(zhǔn)重合的原則 盡量選擇工序基準(zhǔn)(或設(shè)計(jì)基準(zhǔn))為定位基準(zhǔn)。這樣可以減少由于定位基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化引起的加工誤差。 圖5.7(a)是在鉆床上成批加工工件孔的工序簡(jiǎn)圖

15、。 若選N面為尺寸B的定位基準(zhǔn) 見(jiàn)圖5.7(b) ，鉆頭相對(duì)1面位置已調(diào)整好且固定不動(dòng)，則加工這一批工件時(shí)尺寸B不受尺寸A變化的影響。 若選擇M面為定位基準(zhǔn) 見(jiàn)圖5.7(c) ，鉆頭相對(duì)2面已調(diào)整好且固定不動(dòng)，則加工的尺寸B要受到尺寸A變化的影響，使尺寸B精度下降。,精基準(zhǔn)的選擇,(2)基準(zhǔn)不變的原則 盡可能使各個(gè)工序的定位基準(zhǔn)相同。 如軸類(lèi)多以?xún)蓚€(gè)頂尖孔為定位基準(zhǔn)；齒輪加工以?xún)?nèi)孔和端面為定位基準(zhǔn)；箱體加工以平面和兩個(gè)銷(xiāo)孔為定位基準(zhǔn)。 各工序所用的夾具統(tǒng)一，減少了設(shè)計(jì)和制造夾具的時(shí)間和費(fèi)用； 避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過(guò)多帶來(lái)的誤差，有利于保證其相互位置精度； 各表面之間達(dá)到很高的位置精度；

16、 避免多次裝夾帶來(lái)的裝夾誤差和減少多次裝載工件的輔助時(shí)間。 (3)互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則 兩個(gè)表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工，可以不斷提高定位基準(zhǔn)的精度，保證兩個(gè)表面之間相互位置精度。 如加工套筒類(lèi)，先以孔定位加工外圓，再以外圓定位加工孔，反復(fù)加工幾次就可大大提高同軸度精度。,精基準(zhǔn)的選擇,(4)自為基準(zhǔn)的原則 當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量小且均勻時(shí)，可選擇加工表面本身為精基準(zhǔn)，以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率。 精鉸孔時(shí)，鉸刀與主軸采用浮動(dòng)連接，加工時(shí)是以孔本身為定位基準(zhǔn)。 磨削車(chē)床床身導(dǎo)軌面時(shí)，常在磨頭上裝百分表以導(dǎo)軌面本身為基準(zhǔn)來(lái)找正工件，或者用觀察火花的方法來(lái)找正工件。 精鏜

17、連桿小頭孔，以自身定位。 自為基準(zhǔn)加工只能提高加工表面的尺寸精度，不能提高表面間的相互位置精度，后者應(yīng)由先行工序保證。 (5)應(yīng)能使工件裝夾穩(wěn)定可靠、夾具簡(jiǎn)單(圖5.8) 。,粗基準(zhǔn)的選擇,11.3.3.2 粗基準(zhǔn)的選擇 (1)選擇要求加工余量小而均勻的重要表面為粗基準(zhǔn)，以保證該表面有足夠而均勻的加工余量。 (此原則簡(jiǎn)稱(chēng)：余量均勻原則) 例如，導(dǎo)軌面是車(chē)床床身的主要工作表面，要求在加工時(shí)切去薄而均勻的一層金屬，使其保留鑄造時(shí)在導(dǎo)軌面上所形成的均勻而細(xì)密的金相組織，以便增加導(dǎo)軌的耐磨性。另外，小而均勻的加工余量將使切削力小而均勻，因此引起的工件變形小，而且不易產(chǎn)生振動(dòng)，從而有利于提高導(dǎo)軌

18、的幾何精度和降低表面粗糙度。見(jiàn)圖5.9,粗基準(zhǔn)的選擇,(2)某些表面不需加工，則應(yīng)選擇其中與加工表面有相互位置精度要求的表面為粗基準(zhǔn)。(此原則簡(jiǎn)稱(chēng)：相互位置原則) 見(jiàn)下圖及圖5.10,余量不均勻 同軸,零件,余量均勻 不同軸,粗基準(zhǔn)的選擇,(3)選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準(zhǔn)。該表面不允許有澆、冒口的殘跡和飛邊，以確保安全、可靠、誤差小。(此原則簡(jiǎn)稱(chēng)：光滑平整原則) (4)粗基準(zhǔn)在同一定位方向上只允許在零件加工工序中使用一次，不允許重復(fù)使用。(此原則簡(jiǎn)稱(chēng)：一次使用原則) 因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的精度和粗糙度都很差，如果重復(fù)使用，則不能保證工件相對(duì)刀具的位置在重復(fù)使用粗基準(zhǔn)的工序中都

19、一致，因而影響加工精度。,工藝路線的擬定,11.4 工藝路線的擬定,11.4.1 零件各表面的加工方法及使用設(shè)備的選擇 11.4.1.1 加工方法的選擇 (1)各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度和粗糙度 不同的加工方法如車(chē)、磨、刨、銑、鉆、鏜等，其用途各不相同，所能達(dá)到的精度和表面粗糙度也大不一樣。即使是同一種加工方法，在不同的加工條件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一樣，這是因?yàn)樵诩庸み^(guò)程中，將有各種因素對(duì)精度和粗糙度產(chǎn)生影響，如工人的技術(shù)水平、切削用量、刀具的刃磨質(zhì)量、機(jī)床的調(diào)整質(zhì)量等等。,在I、段應(yīng)用此法加工是不經(jīng)濟(jì)的。 在段，加工方法與加工精度是相互適應(yīng)的，加工誤差與成本基本上是反比

20、關(guān)系，可以較經(jīng)濟(jì)地達(dá)到一定的精度，段的精度范圍就稱(chēng)為這種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度。,加工方法的選擇,圖5.11 加工成本與精度的關(guān)系,某種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度，是指在正常的工作條件下(包括完好的機(jī)床設(shè)備、必要的工藝裝備、標(biāo)準(zhǔn)的工人技術(shù)等級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)的耗用時(shí)間和生產(chǎn)費(fèi)用)所能達(dá)到的加工精度。 與經(jīng)濟(jì)加工精度相似，各種加工方法所能達(dá)到的表面粗糙度也有一個(gè)較經(jīng)濟(jì)的范圍。各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度、表面粗糙度以及表面形狀以及位置精度可查閱金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)。,加工方法的選擇,加工方法的選擇,(2)加工方法和加工方案的選擇 首先要根據(jù)每個(gè)加工表面的技術(shù)要求，確定加工方法及加工方案。 選擇零件表

21、面的加工方案必須在保證零件達(dá)到圖紙要求方面是穩(wěn)定而可靠的，并在生產(chǎn)率和加工成本方面是最經(jīng)濟(jì)合理的。 表5.7、表5.8、表5.9分別介紹了機(jī)器零件的三種最基本的表面(外圓表面、內(nèi)孔表面和平面)的較常用的加工方案及其所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。,加工方法的選擇,隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，工藝水平的提高，同一種加工方法所能達(dá)到的精度和表面質(zhì)量也會(huì)提高。加工方法所達(dá)到的精度變化的曲線見(jiàn)圖。 例如，過(guò)去在外圓磨床上精磨外圓僅能達(dá)到IT6的公差和Ra0.20m的表面粗糙度。但是在采用適當(dāng)?shù)拇胧┨岣吣ゴ簿纫约案倪M(jìn)磨削工藝后，現(xiàn)在已能在普通外圓磨床上進(jìn)行鏡面磨削，可達(dá)IT5以上精度、Ra0.100.0

22、12 m的表面粗糙度。 用金剛石刀車(chē)削，也能獲得Ra0.01m的表面。 在大批、大量生產(chǎn)中，為了保證高的生產(chǎn)率和高的成品率，常把原用于小粗糙度(如Ra值要求很小)的加工方法用于獲得粗糙度較大的表面。,決定加工方法時(shí)要考慮被加工材料的性質(zhì)。 淬火鋼用磨削的方法加工；而有色金屬則磨削困難，一般采用金剛鏜或高速精密車(chē)削的方法進(jìn)行精加工。 選擇加工方法要考慮到生產(chǎn)類(lèi)型，即要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題。 在大批、大量生產(chǎn)中可采用專(zhuān)用的高效率設(shè)備和專(zhuān)用工藝裝備。 在大批、大量生產(chǎn)中可以從根本上改變毛坯的形態(tài)，大大減少切削加工的工作量。 在單件小批生產(chǎn)中，就采用通用設(shè)備、通用工藝裝備

23、及一般的加工方法。提高單件小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率亦是目前機(jī)械制造工藝的研究課題之一。,加工方法的選擇,選擇加工方法還要考慮本廠(或本車(chē)間)的現(xiàn)有設(shè)備情況及技術(shù)條件。 關(guān)于加工方案可參考與表5.7相類(lèi)似的表格來(lái)進(jìn)行選擇。 【例題5.1】 表格應(yīng)用的舉例：要求孔的加工精度為IT7級(jí)，粗糙度Ra=1.63.2m，確定孔的加工方案。 查表5.8可有下面四種加工方案： 鉆擴(kuò)粗鉸精鉸； 粗鏜半精鏜精鏜； 粗鏜半精鏜粗磨精磨； 鉆(擴(kuò))拉。,加工方法的選擇,方案用得最多，在大批、大量生產(chǎn)中常用在自動(dòng)機(jī)床或組合機(jī)床上，在成批生產(chǎn)中常用在立鉆、搖臂鉆、六角車(chē)床等連續(xù)進(jìn)行各個(gè)工步加工的機(jī)床上。該方案一般用

24、于加工小于80mm的孔徑，工件材料為未淬火鋼或鑄鐵，不適于加工大孔徑，否則刀具過(guò)于笨重。 方案用于加工毛坯本身有鑄出或鍛出的孔，但其直徑不宜太小，否則因鏜桿太細(xì)容易發(fā)生變形而影響加工精度，箱體零件的孔加工常用這種方案。 方案適用于淬火的工件。 方案適用于成批或大量生產(chǎn)的中小型零件，其材料為未淬火鋼、鑄鐵及有色金屬。,加工方法的選擇舉例,11.4.1.2 設(shè)備的選擇 機(jī)床工作區(qū)域的尺寸應(yīng)當(dāng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng)。 機(jī)床的精度應(yīng)該與工件要求的加工精度相適應(yīng)。機(jī)床精度過(guò)低，不能滿(mǎn)足工件加工精度的要求；過(guò)高，則是一種浪費(fèi)。 機(jī)床的功率、剛度和工作參數(shù)應(yīng)該與最合理的切削用量相適應(yīng)。 粗加工時(shí)選擇有

25、足夠功率和足夠剛度的機(jī)床，以免切削深度和進(jìn)給量的選用受限制； 精加工時(shí)選擇有足夠剛度和足夠轉(zhuǎn)速范圍的機(jī)床，以保證零件的加工精度和粗糙度。 機(jī)床生產(chǎn)率應(yīng)該與工件的生產(chǎn)類(lèi)型相適應(yīng)。 對(duì)于大批、大量生產(chǎn)，宜采用高效率機(jī)床、專(zhuān)用機(jī)床、組合機(jī)床或自動(dòng)機(jī)床； 對(duì)于單件小批生產(chǎn)，一般選擇通用機(jī)床。,工藝路線的擬定,11.4.2 加工階段的劃分,粗加工階段：是加工開(kāi)始階段，在這個(gè)階段中，盡量將零件各個(gè)被加工表面的大部分余量從毛坯上切除。這個(gè)階段主要問(wèn)題是如何提高生產(chǎn)率。 半精加工階段：這一階段為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，切去的余量介于粗加工和精加工之間，并達(dá)到一定的精度和粗糙度值，為精加工留有一定的余量。

26、在此階段還要完成一些次要表面的加工，如鉆孔、攻絲、銑鍵槽等。 精加工階段：在這個(gè)階段將切去很少的余量，保證各主要表面達(dá)到較高的精度和較低的粗糙度值(精度710級(jí),Ra0.83.2m)。 光整加工階段：主要是為了得到更高的尺寸精度和更低的粗糙度值(精度59級(jí)，Ra0.32m)，只從被加工表面上切除極少的余量。,工藝路線的擬定,將工藝過(guò)程劃分粗、精加工階段的原因是： 在粗加工階段，由于切除大量的多余金屬，可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷(夾渣、裂紋、氣孔等)； 粗加工階段容易引起工件的變形，這是由于切除余量大，一方面毛坯的內(nèi)應(yīng)力重新分布而引起變形，另一方面由于切削力、切削熱及夾緊力都比較大，因而造成工件

27、的受力變形和熱變形。為了使這些變形充分表現(xiàn)，應(yīng)在粗加工之后留有一定的時(shí)間。然后再通過(guò)逐步減少加工余量和切削用量的辦法消除上述變形。 劃分加工階段可以合理使用機(jī)床，有利于長(zhǎng)期保持精加工機(jī)床的精度。,加工階段的劃分,劃分加工階段可在各個(gè)階段中插入必要的熱處理工序。如在粗加工之后進(jìn)行去除內(nèi)應(yīng)力的時(shí)效處理；在半精加工后進(jìn)行淬火處理等。 在某些情況下，劃分加工階段也并不是絕對(duì)的。 例如加工重型工件時(shí)，不必劃分加工階段。由于不便于多次裝夾和運(yùn)輸，可在粗加工后松開(kāi)工件，讓其充分變形，再夾緊工件進(jìn)行精加工，以提高加工的精度。 另外，如果工件的加工質(zhì)量要求不高、工件的剛度足夠、毛坯的質(zhì)量較好而切除的余量不多，

28、則可不必劃分加工階段。,加工階段的劃分,11.4.3 工序的劃分,工序集中：將若干個(gè)工步集中在一個(gè)工序內(nèi)完成，一個(gè)工件的加工，只須集中在少數(shù)幾個(gè)工序內(nèi)完成。最大限度的集中是在一個(gè)工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。 采用工序集中可以減少工件的裝夾次數(shù)，在一次裝夾中可以加工許多表面，有利于保證各表面之間的相互位置精度，也可以減少機(jī)床的數(shù)量，相應(yīng)地減少工人的數(shù)量和機(jī)床的占地面積。但所需要的設(shè)備復(fù)雜，操作和調(diào)整工作也較復(fù)雜。 工序分散：工序的數(shù)目多，工藝路線長(zhǎng)，每個(gè)工序所包括的工步少。最大限度的分散是在一個(gè)工序內(nèi)只包括一個(gè)簡(jiǎn)單的工步。 工序分散可以使所需要的設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整容易、操作簡(jiǎn)單，

29、但專(zhuān)用性強(qiáng)。,工序的劃分,在確定工序集中或分散的問(wèn)題上，主要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和設(shè)備等具體生產(chǎn)條件綜合考慮后確定。 在單件小批生產(chǎn)中：一般采用通用設(shè)備和工藝裝備，盡可能在一臺(tái)機(jī)床上完成較多的表面加工，尤其是對(duì)重型零件的加工，為減少裝夾和往返搬運(yùn)的次數(shù)，多采用工序集中的原則。 在成批生產(chǎn)中：盡可能采用效率高的通用機(jī)床(如六角機(jī)床)和專(zhuān)用機(jī)床，使工序集中。 在大批、大量生產(chǎn)中：常采用高效率的設(shè)備和工藝裝備，如多刀自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床及專(zhuān)用機(jī)床等，使工序集中，以便提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量。但因工件特殊結(jié)構(gòu)關(guān)系，各個(gè)表面不便于集中加工。如活塞、連桿等可采用效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

30、的專(zhuān)用機(jī)床和工藝裝備，按工序分散的原則進(jìn)行生產(chǎn)。,工序的劃分,11.4.4 工序的安排,11.4.4.1 加工順序的確定 工件各表面的加工順序，一般按照下述原則安排：先粗加工后精加工；先基準(zhǔn)面加工后其它面加工；先主要表面加工后次要表面加工；先平面加工后孔加工。 根據(jù)上述原則，作為精基準(zhǔn)的表面應(yīng)安排在工藝過(guò)程開(kāi)始時(shí)加工。精基準(zhǔn)面加工好后，接著對(duì)精度要求高的主要表面進(jìn)行粗加工和半精加工，并穿插進(jìn)行一些次要表面的加工，然后進(jìn)行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后進(jìn)行，這樣可避免已加工表面在運(yùn)輸過(guò)程中碰傷，有利于保證加工精度。有時(shí)也可將次要的、較小的表面安排在最后加工，如緊固

31、螺釘孔等。,工序的安排,11.4.4.2 熱處理及表面處理工序的安排 退火和正火 可以消除內(nèi)應(yīng)力和改善材料的加工性能，一般安排在加工前進(jìn)行，有時(shí)正火也安排在粗加工后進(jìn)行。 時(shí)效處理 對(duì)于大而復(fù)雜的鑄件，為了盡量減少由于內(nèi)應(yīng)力引起的變形，常常在粗加工后進(jìn)行人工時(shí)效處理。粗加工前最好采用自然時(shí)效。 調(diào)質(zhì)處理 可以改善材料的機(jī)械性能，因此許多中碳鋼和合金鋼常采用這種熱處理方法，一般安排在粗加工之后進(jìn)行，但也有安排在粗加工之前進(jìn)行的。 淬火處理或滲碳淬火處理 可以提高零件表面的硬度和耐磨性。淬火處理一般安排在磨削之前進(jìn)行，當(dāng)用高頻淬火時(shí)也可安排在最終工序。滲碳可安排在半精加工之前或之后進(jìn)行。 表面處理

32、(電鍍及氧化) 可提高零件的抗腐蝕能力，增加耐磨性，使表面美觀等。一般安排在工藝過(guò)程的最后進(jìn)行。,工序的安排,11.4.4.3 檢驗(yàn)工序的安排 檢驗(yàn)工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量和防止產(chǎn)生廢品的重要措施。在每個(gè)工序中，操作者都必須自行檢驗(yàn)。在操作者自檢的基礎(chǔ)上，在下列場(chǎng)合還要安排獨(dú)立檢驗(yàn)工序： 粗加工全部結(jié)束后，精加工之前； 送往其它車(chē)間加工的前后(特別是熱處理工序的前后)； 重要工序的前后； 最終加工之后等。 11.4.4.4 其它工序的安排 在工序過(guò)程中，還可根據(jù)需要在一些工序的后面安排去毛刺、去磁、清洗等工序。,工序的安排,11.5 加工余量的確定,11.5.1 加工余量的確定,為了保證零件圖上

33、某平面的精度和粗糙度值，需要從其毛坯表面上切去全部多余的金屬層，這一金屬層的總厚度稱(chēng)為該表面的加工總余量。每一工序所切除的金屬層厚度稱(chēng)為工序余量。某表面的加工總余量Z總與該表面余量Zi之間的關(guān)系為： Z總=Z1+ Z2+ +Zi++Zn 式中 n--加工該表面的工序(或工步)數(shù)目。 工件加工余量的大小，將直接影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。例如加工余量太小時(shí)，不易去掉上道工序所遺留下來(lái)的表面缺陷及表面的相互位置誤差而造成廢品；加工余量太太時(shí)，會(huì)造成加工工時(shí)和材料的浪費(fèi)，甚至因余量太大而引起很大的切削熱和切削力，使工件產(chǎn)生變形，影響加工質(zhì)量。,加工余量的確定,11.5.2 影響加工余量的因

34、素,11.5.2.1 上工序表面質(zhì)量Ra、ta的影響 在上工序加工后的表面上或毛坯表面上，存在著表面微觀粗糙度值Ra和表面缺陷層ta(包括冷硬層、氧化層、裂紋等)，必須在本工序中切除。Ra、ta的大小與所用的加工方法有關(guān)，Ra的數(shù)值可參考表5.7，表5.8，表5.9；ta的數(shù)值可參考表5.10。,加工余量的確定,11.5.2.2 上工序尺寸公差(Ta)的影響 它包括各種幾何形狀誤差如錐度、橢圓度、平面度等。Ta的大小可根據(jù)選用的加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，查閱金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)確定。加工余量與工序尺寸公差之間的關(guān)系見(jiàn)圖5.12。 圖5.12(a)為外表面(被包容面)加工，有 本工序的基本

35、余量Zb 為： Zb=La-Lb (5.1) 式中 La 上工序的基本尺寸； Lb 本工序的基本尺寸。 本工序的最大余量Zbmax為： Zbmax=Lamax-Lbmin (5.2) 本工序的最小余量Zbmin為： Zbmin=Lamin-Lbmax (5.3) 圖5.12(b)為內(nèi)表面(包容面)加工，則有： Zb=Lb-La (5.4) Zbmax=Lbmax-Lamin (5.5) Zbmax=Lbmin-Lamax (5.6) 從圖5.12(a)、(b)可看出，

36、上工序的尺寸公差將影響本工序基本余量和最大余量的數(shù)值。,影響加工余量的因素,影響加工余量的因素,11.5.2.3 上工序各表面相互位置空間偏差(a)的影響 它包括軸線的直線度、位移及平行度；軸線與表面的垂直度；階梯軸內(nèi)外圓的同軸度；平面的平面度等。為了保證加工質(zhì)量，必須在本工序中給予糾正。a的數(shù)值與上工序的加工方法和零件的結(jié)構(gòu)有關(guān)，可用近似計(jì)算法或查有關(guān)資料確定。若存在兩種以上的空間偏差時(shí)可用向量和表示。 11.5.2.4 本工序加工時(shí)裝夾誤差(b)的影響 此誤差除包括定位和夾緊誤差外，還包括夾具本身的制造誤差，其大小為三者的向量和。它將直接影晌被加工表面與刀具的相對(duì)位置，因此有可能因余

37、量不足而造成廢品，所以必須給予余量補(bǔ)償。 空間偏差與裝夾誤差在空間是有不同方向的，二者對(duì)加工余量的影響應(yīng)該是向量和。圖5.13為上述各種因素對(duì)車(chē)削軸類(lèi)零件加工余量影響的示意圖。,11.5.3 確定加工余量的方法,(5.7) 或,(5.8),非對(duì)稱(chēng)表面(單邊，如平面)的基本余量為：,(5.9),上述兩個(gè)公式，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可根據(jù)具體加工條件簡(jiǎn)化。如在無(wú)心磨床上加工軸時(shí)，裝夾誤差可忽略不計(jì)；用浮動(dòng)鉸刀或用拉刀拉孔時(shí)空間偏差對(duì)加工余量無(wú)影響，且無(wú)裝夾誤差；研磨、超精加工、拋光等加工方法，主要是降低表面粗糙度值，困此加工余量只需要去掉上工序的表面粗糙度值就可以了。,加工余量的確定,11.5.3.1 計(jì)算

38、法 根據(jù)上面所述各種因素對(duì)加工余量的影晌，并由圖5.13可得出下面的計(jì)算公式。對(duì)稱(chēng)表面(雙邊，如孔或軸)的基本余量為：,確定加工余量的方法,用計(jì)算法可確定出最合理的加工余量，既節(jié)省金屬，又保證了加工質(zhì)量。但必須要有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)資料，且費(fèi)時(shí)間，因此適用于大量生產(chǎn)。 11.5.3.2 查表法 工廠中廣泛應(yīng)用這種方法，表格是以工廠的生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)研究所積累的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并結(jié)合具體加工情況加以修正后制定的，如金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)。 11.5.3.3 經(jīng)驗(yàn)法 主要用于單件小批生產(chǎn)，靠經(jīng)驗(yàn)確定加工余量，因此不夠準(zhǔn)確。為保證不出廢品，余量往往偏大。,11.6機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用,一般說(shuō)來(lái)

39、，大批大量生產(chǎn)類(lèi)型要求有細(xì)致和嚴(yán)密的組織工作，因此要求有比較詳細(xì)的機(jī)械加工工藝規(guī)程。單件小批生產(chǎn)由于分工上比較粗糙，因此其機(jī)械加工工藝規(guī)程可以簡(jiǎn)單些。但是，不論生產(chǎn)類(lèi)型如何，都必須有章可循，即都必須有機(jī)械加工工藝規(guī)程。這是因?yàn)椋?（1） 指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件：起生產(chǎn)的指導(dǎo)作用；（2） 是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理的依據(jù)：即生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、工人操作和質(zhì)量檢驗(yàn)等的依據(jù)；（3） 是新建或擴(kuò)建工廠或車(chē)間主要技術(shù)資料。 總之，零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程是每個(gè)機(jī)械制造廠或加工車(chē)間必不可少的技術(shù)文件。生產(chǎn)前用它做生產(chǎn)的準(zhǔn)備，生產(chǎn)中用它做生產(chǎn)的指揮，生產(chǎn)后用它做生產(chǎn)的檢驗(yàn)。,11.6機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式,為了

40、適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的需要，加強(qiáng)科學(xué)管理和便于交流，原機(jī)械電子工業(yè)部還制訂了指導(dǎo)性技術(shù)文件JB/Z187.388工藝規(guī)程格式，要求各機(jī)械制造廠按統(tǒng)一規(guī)定的格式填寫(xiě)。 按照規(guī)定，屬于 機(jī)械加工工藝規(guī)程的有： 1)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片。2)機(jī)械加工工序卡片。3)標(biāo)準(zhǔn)零件或典型零件工藝過(guò)程卡片。4)單軸自動(dòng)車(chē)床調(diào)整卡片。5)多軸自動(dòng)車(chē)床調(diào)整卡片。6)機(jī)械加工工序操作指導(dǎo)卡片。7)檢驗(yàn)卡片等。最常用的是： 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和 機(jī)械加工工序卡片。,,,(1) 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片： 其格式見(jiàn)表。 此卡片的特點(diǎn)：是以工序?yàn)閱挝?，?jiǎn)要說(shuō)明產(chǎn)品或零、部件的加工過(guò)程的一種工藝文件。它是生產(chǎn)管理的主要技術(shù)文件。 適用

41、范圍：廣泛用于成批生產(chǎn)和單件小批生產(chǎn)中比較重要的零件。 (2)機(jī)械加工工序卡片： 其格式見(jiàn)表。 此卡片的特點(diǎn)：在工藝過(guò)程卡片的基礎(chǔ)上按每道工序所編的一種工藝文件，一般具有工序簡(jiǎn)圖，并詳細(xì)說(shuō)明該工序的每一個(gè)工步的加工內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設(shè)備和工藝裝備等。 適用范圍：主要用于大批大量生產(chǎn)中所有零件，中批生產(chǎn)中的重要零件和單件小批生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序。,11.7工藝規(guī)程設(shè)計(jì)所需原始資料,（1）產(chǎn)品裝配圖、零件圖；（2）產(chǎn)品驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；（3）產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)；（4）毛坯材料與毛坯生產(chǎn)條件； （5）制造廠的生產(chǎn)條件（包括機(jī)床設(shè)備和工藝裝備的規(guī)格、性能和現(xiàn)在的技術(shù)狀態(tài)，工人的技術(shù)水平，工廠自制

42、工藝裝備的能力以及工廠供電、供氣的能力等有關(guān)資料）；（6）工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、工藝裝備設(shè)計(jì)所用設(shè)計(jì)手冊(cè)和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；（7）國(guó)內(nèi)外先進(jìn)制造技術(shù)資料等。,11.8 機(jī)械加工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則、步驟和內(nèi)容,10.2.1機(jī)械加工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則 （1）必須可靠保證零件圖紙上所有技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)：即保證質(zhì)量，并要提高工作效率； （2）保證經(jīng)濟(jì)上的合理性：即要成本低，消耗要小； （3）保證良好的安全工作條件：盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境； （4）要從本廠實(shí)際出發(fā)：所制訂的工藝規(guī)程應(yīng)立足于本企業(yè)實(shí)際條件，并具有先進(jìn)性，盡量采用新工藝、新技術(shù)、新材料。 （5）所制訂的工藝規(guī)程隨著實(shí)踐的檢驗(yàn)和工藝技術(shù)的發(fā)展與設(shè)備的更新，應(yīng)能不斷地修訂完善。,11.9機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟,1.分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖；2.對(duì)零件圖和裝配圖進(jìn)行工藝審查；3.由零件生產(chǎn)綱領(lǐng)確定零件生產(chǎn)類(lèi)型；4.確定毛坯種類(lèi)；5.擬定零件加工工藝路線；6.確定各工序所用機(jī)床設(shè)備和工藝裝備(含刀具、夾具、量具、輔具等)。7.確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差；8.確定各工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法；9.確定各工序的切削用量和工時(shí)定額；10.編制工藝文件。,