1、机械制造工艺 与夹具,机械制造工艺 与夹具,第五章 机械加工工艺规程的制定 第一节 加工工艺规程 一、生产过程与工艺过程 生产过程：把工件毛坯或原材料加工为简单产品或复杂产品的全过程。 工艺过程；生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。约60%的生产过程是工艺过程，其余40%是生产准备和辅助工作过程。工艺过程有热加工过程、冷加工过程、装配过程。,二、生产纲领与生产类型 生产纲领：生产纲领指企业在计划期内应当生产的产品产量（件/年）生产类型：三种生产类型1）单件生产2）成批生产3）大量生产表5-1 生产纲领与生产类型的关系表5-2 各生产类型工艺过程的
2、特点,三、工艺过程的组成 1. 工序:安装、工步 工序:是一个（或一组）工人，在一台机床（或一个工作地点），对同一个（或同时对几个）工件所连续完成的那一部分工艺过程。工艺路线仅含工序 工步:是在工件加工表面或装配时的连接表面不变、加工或装配工具、转速不变，或切削用量不变的条件下所连续完成的那一部分工序。复合工步同时加工几个表面 工作行程:（也称为走刀）是刀具在工件表面加工一次所完成的工步部分。工艺过程:有若干道工序每工序有一或几个工步每工步有一或几次走刀 表5-3,2安装、工位 安装：（也称装夹）是工件或装配单元经一次定位和夹紧所完成的那一部分工序。 工位：工件在机床上所占据的每一个位置上所完
3、成的那一部分工序。 表5-4,第二节 机械加工工艺规程的制定一、工艺规程的作用工艺规程 ：根据具体生产条件拟订的较合理的工艺过程，用图表（或文字）的形式写成的工艺文件1产品质量、生产效率和经济效益2车间生产、实际加工和技术检验3生产准备、生产计划和计划调度4新建或扩建厂房、车间，或添置加工装备5技术交流,二、工艺规程的类型和形式类型：专用、通用（典型、成组） 、标准 三、制定工艺规程的步骤原始资料：装配图、零件图，验收质量标准、生产纲领、毛坯、生产条件、新技术、工艺手册9个步骤 五大步第一步，分析图纸第二步，毛坯图纸绘制第三步，确定工艺路线第四步，成本核算第五步，填写工艺卡,1工艺分析，找出工
4、艺技术关键，形成工艺规程的总体思路。2生产纲领确定生产组织形式及生产节拍。3毛坯制造方法，绘制图纸。4工艺路线、定位基准、划加工阶段。5工序设备和工装。6各工序加工内容、切削用量和工时定额、计算工序尺寸及公差，工序图纸。7确定工序技术要求、检验方法和检验技术设备。8制定产品生产工艺过程，填写工艺过程卡、工序卡和工艺卡等。9技术经济分析，对比确定工艺文件存档。,第三节 制定工艺规程的总体思路 工艺分析、技术关键、审查零件、材料成本、加工条件 工艺分析：机械加工工艺性分析，零件加工工艺性分析一、机械加工工艺性分析必要性：零件结构要适于机械加工作用：便于装夹，刀具调整、设计或引进刀具、减少空行程1零
5、件结构规格化和统一化2避免进刀干涉和切入切出条件恶劣3工件要装夹牢靠4难加工和测量面转移5增加零件刚度 6尽量减少装夹次数,二、零件加工工艺性分析内容：形位公差、尺寸公差满足的条件下，关键工艺1保证主要工作表面的质量。2保证重要技术要求。3尺寸标注方式影响零件加工顺序。,第四节 准备毛坯 一、毛坯的种类1热成型：铸、锻、焊、粉末冶金等2冷加工成型：冲、挤、拉、爆破成型等3型材 二、毛坯选择的原则三、毛坯尺寸和形状基本决定于零件的形状与尺寸1轴杆类零件毛坯2盘套类零件毛坯 3齿轮类零件毛坯4箱体机座类零件毛坯,四、加工工艺对毛坯的要求1工艺凸台 2整体毛坯加工切开 3铸件清砂孔,第五节 零件表面
6、的加工方法一、零件表面的加工质量1加工精度：尺寸、形位精度 2表面质量：粗糙度 、表面层材质变化表5-5二、零件表面的加工方法兼顾生产率和经济性(经济精度经济粗糙度)表面形状影响加工方法表面尺寸影响加工方法表面性质(硬度)影响加工方法不同表面加工方法不同,1外圆表面的加工（轴类、盘套类）技术要求：加工精度(尺寸、形位)、表面粗糙度表面热处理要求等加工方法：车、车磨、特种加工（表5-6）加工工艺路线的影响（表5-7） 2内圆表面的加工（箱体类、盘套类） 技术要求：与外圆表面基本相同。但精度要求比外圆低一至两个等级。同一零件不同内圆表面技术要求可能不同加工方法：定尺寸刀具：钻、扩、铰、拉大孔：镗削
7、深径比5：深孔钻表5-8、表5-9,3平面的加工（箱体支架类、板盘类）连接、导向、端、板等平面技术要求：形位精度、表面粗糙度、表面层加工硬化、金相组织变化、残余应力等 加工方法：车、铣、刨、磨、拉等粗精加工；刮研、研磨、抛光等光整加工 4成形表面的加工（母线类、曲线类成形表面）技术要求：取决于使用场合 加工方法：车（移位车、仿形车、成形刀车）铰磨,5螺纹表面的加工（紧固类、传动类、紧密类）技术要求：精度、旋合长度、形位公差、尺寸精度加工方法：车（普车）套（外螺纹）攻（内螺纹）铣（螺纹铣）磨（单、多线外螺纹）滚或搓（丝机） 6齿轮表面的加工技术要求：传动准确性和平稳性、载荷分布均匀性齿轮副侧隙、
8、齿坯（轴向、径向）基准面精度 加工方法：成形法（铣）展成法（插、滚、剃、珩、磨）,第六节 确定定位基准基准种类：设计、工艺（定位、测量、装配、工序）一、设计基准标注尺寸、相互位置关系基准，标注尺寸起点二、工艺基准加工（定位基准）、测量（基准）、装配（基准）等过程中的基准三、工艺基准中定位基准（最重要）的选择种类：粗、精、辅助,1粗基准选择原则（加工面的加工余量、不加工面的尺寸位置精度）1）不需要加工表面、加工表面位置精度要求较高表面 2）加工余量均匀的重要表面 3）加工余量最小的加工表面4）面积较大、平整光洁的表面5）只能用一次 2精基准选择原则1）基准重合 2）基准统一 3）互为基准 4）自
9、为基准,3辅助基准基准、定位 四、划定加工阶段1粗加工阶段 2半精加工阶段 3精加工阶段 4光整加工阶段 5超精密加工阶段目的： 1保证加工质量 2合理使用设备 3便于安排热处理工序 4便于及时发现问题 5精加工和光整加工最后，少磕碰、划伤等损坏,第七节 生产工艺过程一、工序安排原则和加工顺序1工序的集中原则 特点：1）减少安装次数2）可采用高效机床和工装3）减少设备数量、操作者、占地面积少4）设备结构复杂，生产准备工作量大2工序分散原则 特点：1）设备、工装简单，易适应产品变换2）可采用最合理的切削量3）操作技术要求低4）设备、工装数目多，操作者多，占地面积大,二、加工顺序的安排四点原则：1
10、基准先行2先粗后精3先主后次4先面后孔,第八节 加工余量及工序尺寸（重要）例：Flash动画 1.将设计零件图改为工艺图，对称共查边于加工和测量。因A1最大尺寸50mm，最小尺寸49.5mm；A2最大尺寸40mm，最小尺寸39.8mm；A3最大尺寸36.5mm，最小尺寸36mm满足图纸要求 2.毛坯：一般铸造水平，铸件单边留3mm加工量，即A、D面各外延3mm，再考虑铸件公差，最后毛坯尺寸为：561.5；40+3-3=401；36+3-3-2（退刀槽 尺寸）=341,3.工艺及工序尺寸： 工序1）1）-1：以A面为基准，平D面，D面达到图纸要求工序尺寸49.75+3=52.750.251）-2
11、：车小头外圆至尺寸，到B面为止工序尺寸39.90.1 满足工艺图纸要求1）-3：镗小头孔至尺寸2）2）-1：掉头，以D面为基准，平A面，留0.2mm磨削量工序尺寸49.75+0.2=49.950.252）-2：车大头外圆至尺寸,2）-3：镗大头孔至尺寸，到C面为止工序尺寸36.25+0.2=36.450.252）-4：挖退刀槽，直径至尺寸，宽度2mm 3）以D面为基准，磨削A面，工序尺寸为0.20.05最终尺寸为：49.750.25 最大50，最小49.5；39.90.1 最大40 最小39.8；36.250.25 最大36.5 最小36与设计图纸相符,一、加工余量的概念加工过程中，从工件表面
12、去除的材料厚度。可分成：1工序余量（公称加工余量 ）定义：该工序中，必须从工件表面去除的材料厚度注意：1）实际加工余量值有变化范围 2）加工余量有单面和双面之分工序余量计算见图5-26 2加工总余量定义：毛坯尺寸与工件成品尺寸之差,即Zb,3最大余量、最小余量和（本）工序余量公差 Zbmin = Zb - TaZbmax = Zb + TbTz = Zbmax - Zbmin = Ta + Tb其中： Zb基本工序余量Ta前一道工序尺寸公差Tb本工序尺寸公差工序尺寸公差按“入体原则”,二、加工余量的确定1本工序加工余量必须切除前道工序缺陷2本工序加工余量应包括前道工序的公差3本工序加工余量必须
13、纠正前道工序形位误差4本工序加工余量必须考虑装夹误差5本工序加工余量要考虑热处理变形查表修正法应用比较广泛,三、确定工序尺寸及公差、工艺尺寸链（重点）工序基准与设计基准重合、不重合，工序尺寸 及公差计算不同1工序基准与设计基准重合时计算原则：零件图加工最终尺寸，倒推到毛坯图尺寸方法：工序尺寸公差按“入体原则”（经济加工精 度查表仅有单边偏差，被包容尺寸上偏差为0，基本 尺寸就是最大极限尺寸（比如轴）。包容尺寸下偏差 为0，基本尺寸就是最小极限尺寸（如内孔）推到毛坯尺寸查表定上下偏差 例5-1,2工序基准与设计基准不重合时计算1）工艺尺寸链定义：按一定顺序连接成封闭形式的尺寸组形式：直线尺寸链、
14、平面尺寸链、空间尺寸链 特征：封闭性、关联性（1）工艺尺寸链的组成（一封闭环、多组成环）封闭环（最终被间接保证尺寸和精度的特殊环）组成环（除封闭环以外的所有环 ）增环和减环（以对封闭环影响定义）（2）尺寸链图的作法,封闭环出发，按表面联系，按大致比例画直 接保证尺寸的组成环，首尾相接按环走向标出箭头确定增(一个或以上）、减环（可以没有） 、封闭环（必须仅有一个）2）工艺尺寸链（各环）计算的基本公式 极值法（常采用）（1）封闭环基本尺寸,最大极限尺寸,最小极限尺寸,上偏差,下偏差,公差,（2）组成环计算见下列三种情况a.尺寸链正算：组成环不用计算，为已知， 只需要计算封闭环（见2）之（1） b.尺寸链反算：已知封闭环的尺寸及偏差， 计算各组成环的尺寸及偏差 c.尺寸链中间计算：已知封闭环和部分组 成环的尺寸和偏差，计算某组成环的尺寸及偏 差3）计算示例：（1）测量基准与设计基准不重合例5-2 、例5-3,（2）定位基准与设计基准不重合例5-4 （3）中间工序尺寸例5-5 （4）表面热处理例5-6第九节 工艺文件编制一、工艺文件种类 工艺过程卡、工序卡 二、工艺过程卡和工序卡示例,
