第五章機械加工工藝規(guī)程的制定

1、第五章 機械加工工藝規(guī)程的制定 5-1 概述 5-2 工藝路線的確定 5-3 工藝具體內(nèi)容的確定 5-4 工藝方案的經(jīng)濟評比 5-5 提高機械加工勞動生產(chǎn)率的工藝途徑5-1 概述 一、 機械加工工藝規(guī)程及其在生產(chǎn)中的作用 機械加工工藝規(guī)程是在總結(jié)長期的生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，依據(jù)科學(xué)理論和必要的工藝試驗而制定的，并通過生產(chǎn)過程的實踐不斷得到改進和完善。作用： （一）、機械加工工藝規(guī)程是組織車間生產(chǎn)的主要技術(shù)文件。主要有： 工藝過程卡片、工序卡片、調(diào)整卡片、檢驗工序卡片。 又是一切有關(guān)生產(chǎn)、管理人員都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行、認(rèn)真貫徹的紀(jì)律性文件。（二）、機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備和計劃調(diào)度的主要依據(jù)。（

2、三）、機械加工工藝規(guī)程是新建或擴建工廠、車間的基本技術(shù)文件。 工藝過程卡片：這種卡片亦稱工藝路線卡，格式見圖5-001。它是以工序為單位簡要說明零件加工的一種工藝文件，其內(nèi)容包含零件工藝過程所經(jīng)過的各個車間和工段，按零件工藝過程順序列出的各個工序。 工序卡片：簡稱工序卡，是為每道工序所編制的一種工藝文件，見圖5-002。在卡片上繪有工序簡圖，注明有定位基準(zhǔn)符號、各加工表面的工序尺寸、表面粗糙度和其它技術(shù)要求等，并寫明各工步的順序和內(nèi)容，使用的設(shè)備及工藝裝備、規(guī)定的切削用量和時間定額等 調(diào)整卡片：它是對自動、半自動機床或某些齒輪加工機床等進行調(diào)整用的一種工藝文件。一般工廠都是在工序卡中附以較詳細(xì)

3、的刀具布置圖來表明需要調(diào)整的內(nèi)容。圖5-003為弧齒錐齒輪切齒調(diào)整卡片。 檢驗工序卡片：它是檢驗人員所用的文件，其中列有檢驗內(nèi)容、使用的設(shè)備及量檢具等，如圖5-004所示。二、 機械加工工藝規(guī)程制定的步驟和內(nèi)容 1. 分析研究產(chǎn)品的裝配圖和零件圖（1） 熟悉產(chǎn)品的性能、用途、工作條件 （2） 對裝配圖和零件圖進行工藝審查2. 確定毛坯 毛坯的種類、質(zhì)量對機械加工質(zhì)量、材料的節(jié)約、勞動生產(chǎn)的提高和成本的降低都有密切的關(guān)系 3. 擬訂工藝路線，選擇定位（基面）基準(zhǔn)這是關(guān)鍵的一步，常需提出幾個方案，對此分析4. 確定各工序所采用的設(shè)備5. 確定各工序所采用的刀、夾、量具和輔助工具 確定各主要工序的技

4、術(shù)要求及檢驗方法 確定各工序的加工有余量，計算工序尺寸和公差8. 確定切削用量： 保證各工序的生產(chǎn)節(jié)奏均衡9. 確定工時定額10. 填寫工藝文件 一、 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇與工藝過程的制定是密切相關(guān)的 定位基準(zhǔn)的選擇是制定工藝過程中要解決的主要問題基準(zhǔn)的選擇實際上就是基面的選擇第一道工序只能用毛坯的表面來定位粗基準(zhǔn)（毛基準(zhǔn)）精基準(zhǔn)（光基準(zhǔn)）輔助基準(zhǔn) 在選擇基準(zhǔn)時需要同時考慮三個問題： （1） 用哪一個表面作為加工時的精基面，使整個機械加工工藝過程能順利地進行； （2） 為加工上述精基準(zhǔn)，應(yīng)采用哪一個表面作為粗基準(zhǔn)； （3） 是否有個別工序為了特殊的加工要求，需要采用第二個精基準(zhǔn) 在選

5、擇基面時有兩個要求： （1） 表面有足夠的加工余量，不加工表面的尺寸、位置符合圖紙要求（2） 定位基準(zhǔn)有足夠大的接觸面積和分布面積 接觸面積大：承受切削力大分布面積大：定位穩(wěn)定可靠圖5-010 精基準(zhǔn)與粗基準(zhǔn)的情況和余量不同，所選擇時考慮的問題的側(cè)重點也不同精基準(zhǔn)： 如何減少誤差，提高定位精度精基準(zhǔn)的選擇原則： （1） 應(yīng)盡可能選用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)， 即“基準(zhǔn)重合原則”，特別是在最后精加工粗基準(zhǔn)： 如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面的尺寸、位置符合圖紙要求 如精加工車床主軸錐孔工序采用支承軸頸表面定位圖5-011圖5-012 （2） 應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各表面，以保證各

6、表面間的位置精度，即“基準(zhǔn)統(tǒng)一原則”圖5-013 （3） 有時要遵循互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的原則。如圖5-014 a） 加工精密齒輪、精磨淬硬齒面。先以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔、再以內(nèi)孔基準(zhǔn)精磨齒面。 b） 主軸軸頸與主軸錐孔的同軸度要求很高，?；榛鶞?zhǔn)，反復(fù)加工 （4） 有些精加工工序要求加工余量小而均勻，以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，這時就以加工面本身作為精基準(zhǔn) 圖5-015粗基準(zhǔn)的選擇原則： （1） 如果必須首先保證工件某重要表面的余量均勻，就應(yīng)該選擇該表面做為粗基準(zhǔn)例：車床導(dǎo)軌面加工車床導(dǎo)軌面的主要表面，精度要求高，耐磨.圖5-020 （2） 如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求

7、，則應(yīng)該選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn) 如果工件上有好幾個不需要加工的表面，則應(yīng)以其中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準(zhǔn) 壁厚均勻，外形對稱圖5-030 如果零件上每個表面都要加工，則應(yīng)該以加工余量最小表面作為粗基準(zhǔn)使該表面在以后加工中不會留下毛坯表面而成廢品例：鑄造或鍛造的軸套通常都是孔的加工余量大，而外圓的加工余量小外圓表面為基準(zhǔn)面圖5-040 （）應(yīng)該用毛坯制造中尺寸和位置比較可靠，平整光潔的表面作為粗基面，使加工后各加工表面對各不加工表面的尺寸精度、位置精度更容易符合圖紙要求 鑄件的有冒口面、分模面、毛刺或夾砂的表面不宜做粗表面鍛件有飛邊的表面不宜做粗基面上述原則有時互相矛盾的： 粗

8、基準(zhǔn)在同一尺寸方向上通常只允許使用一次，否則d太大二、表面加工方法的選擇 （1） 首先要根據(jù)每個加工表面的技術(shù)要求，確定加工方法和分幾次加工 圖5-041 圖5-042例： 加工孔：35H7mm，Ra 0.8mm，則有（a） 鉆擴粗鉸精鉸（b） 鉆擴孔（c） 鉆粗鏜半精鏜精鏜 （2） 決定加工方法時應(yīng)考慮零件的結(jié)構(gòu)，加工表面的特殊和材料等因素 例：（a） 箱體（銑）和盤狀類（車）零件的大平面（b） 淬硬鋼磨有色金屬金剛鏜或高速精車（c） 選擇加工方法要考慮到生產(chǎn)類型，即要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的問題（d） 選擇加工方法還要考慮本廠（或車間）的現(xiàn)有設(shè)備情況及技術(shù)條件 此外，還應(yīng)考慮：工件的形狀、重量

9、、加工方法所能達到的表面物理性能等 三、加工階段的劃分 （1） 粗加工階段在這一階段中要切除大余量的加工余量，因此主要問題是如何獲得高的生產(chǎn)率。 （2） 半精加工階段在這一階段中應(yīng)為主要表面的精加工作好準(zhǔn)備（達到一定加工精度，保證一定的精加工余量），并完成一些次要表面的加工（鉆孔、攻絲、銑鍵槽等），一般在熱處理之前進行 。（3） 精加工階段保證各主要表面達到圖紙規(guī)定的技術(shù)要求 （4） 光整加工階段對于精度和表面粗糙度要求很高的 零件進行光整加工階段，以提高加工的尺寸精度和減小表面粗糙度為主，一般不用以糾正形狀精度和位置精度 （5） 荒加工階段有時由于毛坯余量特別大，表面特別粗糙，在粗加工前還要

10、有去皮加工階段，以及時發(fā)現(xiàn)毛坯廢品以減少運輸工作量，常在毛坯車間進行 劃分加工階段的原因： （1）粗加工中切除余量較多，切削力、切削熱大，夾緊力大，工件變形大。粗、半精、精加工各個階段之間間隔相當(dāng)于自然時效，有利于消除工件的內(nèi)應(yīng)力，使工件有變形時間，以便在下一道工序中加工修整（2）劃分加工階段可便于管理使用機床設(shè)備粗加工大功率、低精度、高效率的設(shè)備精加工高精度的機床 （3）為了在機械加工工序中插入必要的熱處理工序，同時使熱處理發(fā)揮充分的效果，這就自然而然的把機械加工工藝過程劃分為幾個階段，每個階段各有特點及應(yīng)達到的目的，劃分加工階段后的兩個有利條件 a.粗加工各表面后可及早的發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，及

11、時報廢或修補 b. 精加工表面的工序安排在最后，可保護這些表面少受損傷或不受損傷 四、工序的集中和分散工序集中的特點 ： （1）由于采用高生產(chǎn)率的專用機床和工藝設(shè)備，大大提高了生產(chǎn)率； （2）減少了設(shè)備的數(shù)量，相應(yīng)地減少了操作工人和生產(chǎn)面積； （3）減少了工序數(shù)目，縮短了工序路線，簡化了生產(chǎn)計劃工作； （4）縮短了加工時間，減少了運輸工作量，因而縮短了生產(chǎn)周期； （5）減少了工件的安裝次數(shù)，有利于提高生產(chǎn)率和位置精度； （6）設(shè)備調(diào)整，維修很費時費事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量很大 。工序分散的特點：（1）采用比較簡單的機床和工藝設(shè)備，調(diào)整容易（2）對工人的技術(shù)要求低 （3）生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量?。?）容易變換

12、產(chǎn)品（5）設(shè)備數(shù)量多，工人數(shù)量多，工作面積大單件小批量生產(chǎn)只能工序集中 大批大量生產(chǎn)則可以集中，也可以分散。但今后的發(fā)展趨勢：采用工序集中五、加工順序的安排（1）切削加工順序（a）先粗后精 先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。 圖5-043 圖5-044 圖5-045 （b）先主后次先安排主要表面的加工，后安排次要表面的加工 主要表面：裝配基面、工作表面次要表面：鍵槽、緊固光孔、螺孔等 （c）先基面后其他（基面先行）加工一開始，總是先把基面加工出來，先加工平面或加工孔，同時還要注意退刀槽，倒角等工序（2）熱處理工序改善材料性能，消除內(nèi)應(yīng)力（a）預(yù)備熱處理：機加工之前（b）

13、熱處理：半精加工后，磨削加工之前 （c）去除內(nèi)應(yīng)力處理：最好安排在粗加工之后，精加工之前。如人工時效、退火。但為了避免過多的運輸工作量，將人工時效處理和退火放在機加工之前。 但對于精度要求特別高的零件，在粗、半精加工的過程中，要經(jīng)過多次去除內(nèi)應(yīng)力退火，在粗、精磨過程中還要經(jīng)過多次人工時效對于精密的零件，進行冰冷處理（3）輔助工序的安排：主要是檢驗工序（a）粗加工階段結(jié)束之后（b）重要工序之后（c）零件從一個車間轉(zhuǎn)到另一個車間時（d）特種性能（磁力損傷、密封性等）檢驗之前（e）零件全部加工結(jié)束之后 還要考慮安排去毛刺、倒棱角、去磁、清洗、涂防銹油等 一、加工余量和工序尺寸的確定（一）加工余量為保

14、證零件質(zhì)量，從某一表面上切除的金屬層稱為加工余量（二） 單邊 加工余量 圖5-046 雙邊niioZE1oE總余量:n某一表面的工序（或工步）數(shù)目 工序間公差帶一般都規(guī)定為“入體”的方向，即對于被包容面（如軸、鍵寬等），工序間公差帶都取上偏差為零，加工后的基本尺寸等于最大極限尺寸 對于包容面（如孔、鍵槽寬等），工序間公差帶都取下偏差為零，基本尺寸等于最小極限尺寸注意：毛坯尺寸的制造公差帶取雙向布置圖5-050加工軸： iiiAAZ1AiiiiiTZAAZminmax1max1maxmin1minAiiiiiTZAAZ1minmaxAiAiiiZiTTZZT工序余量公差： 加工余量的大小及均勻性

15、對制訂工藝過程有一定影響。 影響加工余量的因素1iR（2）上工序的表面粗糙度 1iT（1）上工序的尺寸公差圖圖5-0601iH（3）工件表面破壞層圖圖5-0705-0701i（4）工件各表面相互位置的空間偏差圖圖5-0805-080i（5）本工序的裝夾誤差iiiiiiHRTZ1111所以加工平面：iiiiiiHRTZ111122加工軸或孔：（三）確定工序尺寸幾公差圖圖5-090圖5-081圖5-091二、機床（設(shè)備）及工藝裝備選擇（1）設(shè)備的選擇（2）工藝裝備的選擇三、切削用量的確定（1）刀具的材料，結(jié)構(gòu)形狀以及剛度（2）被加工零件的材料及其切削性能，零件的形狀及剛度（3）機床（設(shè)備）的性能、

16、功率和剛度（4） 加工方法對加工精度及表面粗糙度的要求（5） 對生產(chǎn)率的要求等 最后，必須滿足刀具耐用度的要求 四、時間定額的確定pwmpfmazfnLLLazvLt221時間定額： 在一定的生產(chǎn)條件下，規(guī)定完成一道工序所需的時間消耗量時間定額的組成:mt（1）基本時間（機動時間）amtt at（2）輔助時間 作業(yè)時間=圖5-092 （3）布置工作地時間st%)7%2(%)7%2(1001amrsamptttttttrt（4）休息與生理需要時間單件工時定額：（5）準(zhǔn)備與總結(jié)時間 sut單件計算定額 ctnTttsupc作業(yè)時間作業(yè)時間 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)工藝方案經(jīng)濟分析 工藝成本 生產(chǎn)成本是制造一臺產(chǎn)品或一個工件所需要的一切費用的總和。他包括兩類費用：與工藝過程直接有關(guān)的費用，稱為工藝成本；與工藝過程無關(guān)的費用 材料費及毛坯費 與年產(chǎn)量有關(guān)的 機床工人工資 可變費用V 萬能機床和通用夾具維修折舊費 第一類費用 刀具折舊費及電力消耗（工藝成本） 專用機床、專用夾具和 與年產(chǎn)量無關(guān)的 專用刀具的折舊費用 不變費用C 調(diào)整工人工資 行政人員工資 第二類費用 廠房折舊維修費 （與工藝過程無關(guān)的費用） 照明取暖和通風(fēng)設(shè)備工藝成本 只分析和評比工藝成：工藝成本：CVNSa單件工藝成本： （ ）NCVSNSSa（1） 稱為臨界產(chǎn)品2112VVCCNkk