1、机械制造技术,主讲人：李爱芝,1.金属切削基础 2.金属切削的基本规律及其应用 3.机械加工工艺规程的制定 4.章 机床夹具设计 5.金属切削机床与刀具 6.机械加工精度 7.机械加工表面质量 8.机械装配工艺基础,3 机械加工工艺规程的制定,3.1 基本概念 一、机械制造工艺方法的分类 二、生产过程和工艺过程 三、工艺过程的组成 四、生产纲领、生产类型及工艺特点 3.2 机械加工工艺规程的设计步骤 一、机械加工工艺规程 二、设计原则 三、所需原始资料 四、设计步骤 3.3 零件加工工艺性分析与毛坯的选择 一、分析零件技术要求及合理性 二、零件结构工艺性分析,3.4 定位基准的选择一、基准的分
2、类 二、定位基准的选择3.5 工艺路线的拟定一、表面加工方法的选择 二、加工阶段的划分三、划分加工工序 四、工序的安排五、选择设备和工艺装备,3 机械加工工艺规程的制定,3.6 加工余量及其确定方法 一、加工余量 二、影响加工余量的因素 三、确定加工余量方法 3.7 加工工艺尺寸链 一、尺寸链的概念 二、尺寸链的分类 三、线性尺寸链的计算,3 机械加工工艺规程的制定,3.8 工序尺寸的确定（工序内容设计） 一、工艺基准与设计基准重合工序尺寸及公差的计算 二、基准不重合工序尺寸及公差的计算 三、工序尺寸图解法（图解跟踪法） 3.9 工艺方案的生产率和技术经济性分析 一、生产率分析 二、技术经济性
3、分析,3 机械加工工艺规程的制定,3.1 基本概念,3.1.1 机械制造工艺方法分类 1材料成形法：进入工艺过程的物料, 初始重量近似等于加工后的最终重量铸造、锻压、冲压、粉末冶金、注塑成形，用于毛坯制造。 2材料去除法：零件的最终几何形状局限在毛坯的初始几何形状范围内，零件的几何形状改变是通过除去一部分材料，减少一部分重量来实现的。产生机械变化过程机械加工、部分特种加工方法产生热过程电火花、电子束、激光加工产生化学过程电解加工、化学铣削、电铸产生复合过程电解磨削(机械-化学)、加热切削(机械-热)、电解电火花(热-化学)、超声切削(机械-机械),3.1 基本概念,3材料累加法通过不可拆卸的连
4、接方法使物料结合成一整体,成为零件传统的类加方法焊接、粘结、铆接新发展的类加方法快速原型制造技术,3.1 基本概念,3.1基本概念,3.1.2 生产过程和工艺过程 1生产过程：将原材料转变为成品的全过程。机械制造的全过程包括：直接生产过程、辅助生产过程。原材料、半成品和成品（产品）的运输和保管；生产和技术准备工作产品的设计和开发、专用设备和工艺装备的设计和制造、生产资料的准备及生产组织的准备工作；毛坯的制造：铸造、锻造、冲压、焊接等；零件的机械加工、热处理和其它表面处理；部件和产品的装配、调整、检验、试验、油漆和包装等。,3.1 基本概念,2工艺过程改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，
5、使其成为成品或半成品的过程。铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程，是生产过程的主要部分。 机械加工工艺过程：采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为合格零件的过程。 机械装配工艺过程：将零件装配成部件或产品（机器）的过程。,3.1 基本概念,3.1.3 机械加工工艺过程的组成工序安装、工位、工步、走刀（一）工序一个或一组工人，在一个工作地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。组成工艺过程的基本单元，也是生产计划和成本核算的基本单元。划分工序依据：工作地是否变动；工作是否连续。,大批大量生产时： 1铣端面，打中心孔（铣端面钻中心孔机床
6、或在两台车床上分别完成）； 2车一端外圆（车床）； 3车另一端外圆（车床）； 4铣键槽（铣床）； 5磨外圆（磨床）； 6去毛刺（钳工台）。,3.1 基本概念,示例:图示阶梯轴的零件,单件小批量生产： 1车端面，钻中心孔（车床）：车一端面，钻中心孔； 调头，车另一端面，钻中心孔。 2车外圆（车床）； 3铣键槽，去毛刺（铣床）； 4磨外圆（磨床）。,3.1 基本概念,（二）工步和行程（走刀）1工步 在加工表面、切削用量（切削速度和进给量）、切削刀具不变 的情况下，所连续完成的那一部分工序三不变一连续。组成工序的基本单元，一个工序可由一个或若干个工步组成。如在车床是车端面、钻中心孔工序由两个工步组成
7、。复合工步：用几把刀具同时加工几个表面的工步。 组合工步：为简化工艺文件，对那些连续进行的若干个相同的工步，通常也看成一个工步。,3.1 基本概念,组合工步示例: 在摇臂钻床上连续钻4-15,复合工步示例,3.1 基本概念,2行程（进给次数）工作行程、空行程，反映工步中的进给次数构成加工工艺过程的最小单元。 工作行程：刀具以加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分。 空行程：刀具以非加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分。3走刀：在一个工步内，因加工余量较大，在切削用量不变的条件下（转速、进给量），用同一把刀具对同一表面进行多次加工，每加工一次，称为一次走刀构成加工工艺过程的
8、最小单元。,3.1 基本概念,多次走刀示例,3.1 基本概念,（三）安装和工位1安装：在一道工序中，工件经一次定位夹紧后所完成的那一部分工序内容。一道工序中可以是一次安装或多次安装。但是在工序中应尽量减少安装次数，以免增加辅助时间和装夹误差。2工位：为完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。,3.1 基本概念,示例： 柴油机的机体、汽缸盖上定位销孔的加工常采用两工位专用机床工位：钻定位销孔；工位：铰定位销孔。 图示轴类工件铣端面和打中心孔实例工位：铣端面；工位：钻中心孔。,3.1 基本概念,多工位加工,3.1
9、基本概念,综合示例：,3.1 基本概念,工序10：下料（锯床）； 工序20：车端面钻中心孔（A车床）车一端面钻中心孔；调头，车另一端面钻中心孔两个工步（两次安装）； 工序30：车整批工件螺纹一边至 （B车床）； 工序40：调头，车削整批工件 外圆（B车床）； 工序50：车 外圆（C车床）； 工序60：铣两平面，转 后，铣另外两平面（铣床）两个工位（一次安装）； 工序70：车螺纹，倒角（在车床上）两个工步。,3.1 基本概念,3.1.4 生产纲领、生产类型及工艺特点 1生产纲领（年产量）：企业在计划期内应当生产的产品数量和进度计划计划期常定为1年。零件的生产纲领要计入备品和废品的数量：N零件的年
10、产量（件/年）； Q产品的年产量（台/年）；n每台产品中该零件的数量（件/台）；备品率（%），汽车、拖拉机产品中为2030%；废品率（%），汽车、拖拉机产品中为0.3%。,3.1 基本概念,2生产类型：企业（或车间）生产专业化程度的分类。 单件生产 单个地生产不同结构、尺寸的产品，且很少重复或完全不重复。 成批生产 一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性周 期性的重复生产。 大量生产 产品的数量很大，大多数工作地按照一定的生产节拍进行某种 零件的某道工序的重复加工。,如机械配件加工、专用设备制造、重型机械制造、新产品试制。,如汽车、拖拉机、轴承、发动机、自行车、洗衣机等的生产。按工
11、艺特点分：,如通用机床制造。,3.1 基本概念,3工艺特点： 生产类型不同，零件和产品制造工艺、所用设备及工艺装备、 对工人的技术要求、采取的技术措施和达到技术经济效果也会 不相同。 各种生产类型的工艺特征如表2.4所示。,3.1 基本概念,3.2.1 机械加工工艺规程工艺规程：规定产品或零部件制造过程和操作方法的工艺文件。机械加工工艺规程：规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。 （一）机械加工工艺规程作用是指导生产的主要技术文件；是生产组织和生产管理工作的依据：组织原材料和毛坯的供应、机床调整、专用工艺装备设计和制造、编制生产作业计划等，制定产品进度计划及相应的调度计划；是新建、扩
12、建或改建机械制造厂或车间的主要技术资料：机床种类、数量，工厂或车间面积，机床的布置，生产工人工种、等级和数量等。,3.2 机械加工工艺规程的设计步骤,（二）机械加工工艺规程的种类1类型 专用工艺规程针对每一个产品和零件所设计的工艺规程。 通用工艺规程： 典型工艺规程为一组结构相似的零部件所设计的通用工艺规程；成组工艺规程按成组技术原理将零件分成组，针对每一组零件所设计的通用工艺规程。 标准工艺规程已纳入标准的工艺规程。,3.2 机械加工工艺规程的设计步骤,以工序为单位简要说明零件机械加工工艺过程的一种工艺文件。主要用于单件小批量生产或大批大量生产的管理性文件。,2机械加工工艺规程的格式 机械加
13、工工艺过程卡片： 机械加工工序卡片： 调整卡片： 检验卡片： 操作指导卡片（作业指导书）： 标准零件或典型零件工艺过程卡片。,在工艺过程卡片的基础上，以工序为单位详细说明每个工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用的设备和工艺装备等的工艺文件（工序简图）。主要用于大批大量生产和单件小批量生产的关键工序。,用于自动与半自动机床和锥齿轮、弧齿轮机床加工。如单轴自动车床调整卡片、多轴自动车床调整卡片。,用于建立工序质量控制点的工序。,用于关键工序的检查。,3.2 机械加工工艺规程的设计步骤,机械电子工业部制定了指导性技术文件JB/Z187.3-88 工艺规程格式，要求 各机械制造厂按统一规定 的格
14、式填写。 机械加工定位、夹紧符号 JB/T5061-91,3.2 机械加工工艺规程的设计步骤,3.2.2 机械加工工艺规程的设计原则全面合理地加工出符合图样要求的零件，并充分注意技术的先进性和经济的合理性，且保证工人有良好而安全的劳动条件。 优质、高效、低消耗。 3.2.3 原始资料,3.2 机械加工工艺规程的设计步骤,四、机械加工工艺规程的设计步骤 1研究和分析产品的零件图及装配图 2根据零件的生产纲领确定零件的生产类型 3确定毛坯的种类 4拟定零件机械加工工艺路线工艺过程设计 5工序设计确定各工序的具体内容 6技术经济分析 7填写工艺文件,生产类型的划分依据： 根据生产纲领和产品及零件的特
15、征（重量）； 工作地每月担负的工序数。 工序数2040：小批生产； 工序数1020：中批生产； 工序数110：大批生产； 工序数1：大量生产。,按要求格式填写。常用的机械加工工艺文件：机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片。 机械加工工序卡片的编制： 绘制工序简图：按大致比例，画出大致轮廓。 加工表面用粗实线画出、标出工序尺寸及公差、表面粗糙度、形位公差； 定位基准、定位方式、夹紧部位及夹紧方式； 该工序同时装夹的件数、排列方式、进给方向； 若需要还应表示出工件或工具的回转方向、进给方向。 填写工序内容；切削用量；设备和工艺装备的名称及型号；时间定额。,3.2 机械加工工艺规程的设计步骤,明确零件在产品中的作用、地位和工作条件；找出其主要的技术要求和规定它的依据；对零件图进行工艺审查。 审查的内容主要是零件的结构工艺性审查。,关键阶段，核心内容 定位基准的选择； 各表面加工方法的选择； 加工阶段的划分； 工序的划分（确定工序的分散和集中）； 工序的安排（机械加工工序、热处理工序、辅助工序）。,（1）确定各工序所用的设备及工艺装备：机床、夹具、刀具、量具、辅助工具； （2）确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差； （3）确定各工序的切削用量及工时定额。,对几种不同的方案进行分析比较，选择最佳方案。,
