第二章機械加工工藝規(guī)程的制訂

第二章機械加工工藝規(guī)程設(shè)計第一節(jié)概述第二節(jié)工藝路線的擬定★第三節(jié)加工余量及工序間尺寸的確定★第四節(jié)工藝尺寸鏈的計算★第五節(jié)時間定額及勞動生產(chǎn)率

第一節(jié)概述規(guī)定產(chǎn)品或零件制造工藝過程和操作方法的工藝文件一、工藝規(guī)程的概念二、制訂工藝規(guī)程的作用與格式1、工藝規(guī)程的作用：指導(dǎo)、組織生產(chǎn)生產(chǎn)準(zhǔn)備、計劃調(diào)度的主要依據(jù)車間設(shè)計、布置的依據(jù)2、工藝規(guī)程的主要格式：表格（卡片）的形式機械加工工藝過程卡

機械加工工序卡

典型零件的工藝過程卡三、制訂工藝規(guī)程的步驟分析研究工藝規(guī)程的主要依據(jù)，確定零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型，進行零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析。確定毛坯：選擇毛坯類型及其制造方法；擬訂工藝路線；是制定工藝規(guī)程的核心，主要包括：選擇定位基準(zhǔn)、確定加工方法、安排加工順序以及安排熱處理、檢驗和其他工序等。工序設(shè)計：（選擇機床，工藝裝備，工序余量，工序尺寸及公差，切削用量，時間定額等）填寫工藝文件。第二節(jié)工藝路線的制定選擇定位基準(zhǔn)確定加工方法安排加工順序和熱處理、檢驗工序一、定位基準(zhǔn)的選擇

粗基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇

1、粗基準(zhǔn)的選擇原則1)保證相互位置要求的原則2)保證加工表面加工余量合理分配的原則3)便于工件裝夾的原則4)粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則2、精基準(zhǔn)的選擇原則1）基準(zhǔn)重合原則

保證各加工表面相互位置要求，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的誤差。簡化夾具的設(shè)計與制造，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。軸類零中加工采用中心孔和箱體類零中加工采用一面兩孔。2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各表面，以保證各表面間的位置精度。注意：基準(zhǔn)統(tǒng)一原則常常會帶來基準(zhǔn)不重合的問題，此時應(yīng)綜合考慮。3）互為基準(zhǔn)原則－位置度要求很高的表面4)自為基準(zhǔn)原則

對于某些精加工或光整加工工序，因為這些工序要求余量小而均勻，以保證表面加工的質(zhì)量并提高生產(chǎn)率，此時應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)。如：

注意：采用自為基準(zhǔn)僅能提高表面質(zhì)量，不能提高形位精度，該加工表面與其它表面之間形位精度則應(yīng)由先行工序保證。5）便于裝夾原則保證定位準(zhǔn)確、可靠，夾緊機構(gòu)簡單，操作方便二、加工方法的選擇1、應(yīng)考慮的主要問題：要求達到的精度、表面粗糙度；工件所用材料的性質(zhì)和毛坯的質(zhì)量及硬度；零件的結(jié)構(gòu)形狀和加工表面的尺寸；熱處理情況；生產(chǎn)類型；現(xiàn)有設(shè)備的情況；2、加工經(jīng)濟精度：指在正常的加工條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級的工人，不延長加工時間），所能達到的加工精度和表面粗糙度。同一種加工方法，精度越高，加工成本越大精度有一定極限，過A點后，即使再增加成本，精度提高也很少。成本也有一定極限，過B點后，成本基本不變。經(jīng)濟精度3、典型表面加工方法的選擇外圓表面的加工方法粗車IT13~11Ra25~12.5半精車IT10~9Ra6.3~3.2精車IT8~7Ra1.6~0.8粗磨IT8~7Ra0.8~0.4精磨IT6~5Ra0.4~0.2金剛石車IT6~5Ra0.8~0.02滾壓IT7~6Ra0.2~0.1研磨IT5~4Ra0.1~0.01精密磨削IT5Ra0.1~0.012超精加工IT5Ra0.1~0.01沙帶磨削IT6~5Ra0.2~0.012拋光Ra0.2~0.025內(nèi)圓表面的加工方法鉆孔IT13~11Ra25~12.5粗鏜IT13~11Ra25~12.5擴孔IT10~9Ra6.3~3.2半精鏜IT10~9Ra6.3~3.2粗拉IT8~7Ra1.6~0.8精拉IT7~6Ra0.8~0.4粗鉸IT8~7Ra3.2~1.6精鉸IT7~6Ra0.8~0.4手鉸IT7~6Ra0.4~0.2精鏜IT8~7Ra1.6~0.8粗磨IT8~7Ra1.6~0.8精磨IT7~6Ra0.4~0.2金剛鏜IT7~6Ra0.8~0.2珩磨IT6~4Ra0.4~0.05精密磨削IT5Ra0.2~0.025研磨IT6~5Ra0.1~0.01滾壓IT7~6Ra0.2~0.1平面加工方法粗銑IT13~11Ra25~12.5半精銑IT10~9Ra6.3~3.2粗刨IT13~11Ra25~12.5粗車IT13~11Ra25~12.5粗拉IT11~10Ra6.3~3.2精銑IT8~7Ra3.2~1.6半精刨IT10~9Ra6.3~3.2精刨IT8~7Ra3.2~1.6半精車IT10~9Ra6.3~3.2精車IT8~7Ra3.2~1.6精拉IT9~6Ra1.6~0.4粗磨IT8~7Ra1.6~0.4精磨IT7~6Ra0.4~0.2拋光Ra0.2~0.1研磨IT6~5Ra0.1~0.01導(dǎo)軌磨IT6Ra0.8~0.2沙帶磨IT6~5Ra0.4~0.01金剛石車IT6Ra0.8~0.02精密磨IT6~5Ra0.2~0.01寬刀精刨IT6Ra0.8~0.4刮研Ra0.8~0.4高速精銑IT7~6Ra0.8~0.2三、加工順序的安排1、機械加工順序的安排（1）先基準(zhǔn)后其他（2）先主要后次要（3）先粗后精（4）先面后孔2、熱處理工序的安排熱處理作用：提高材料的力學(xué)性能、改善金屬的加工性能、消除殘余應(yīng)力。

預(yù)備熱處理:位于粗加工前后。改善加工性能，為最終熱處理作好準(zhǔn)備和消除殘余應(yīng)力。退火、正火、時效最終熱處理：位于精加工前后。提高材料的物理力學(xué)性能淬火+回火、滲碳、滲氮、表面處理3、其它工序的安排1）檢驗工序粗加工階段結(jié)束后。重要工序前后。送往外車間加工的前后，全部加工工序完成后。2）內(nèi)部質(zhì)量檢驗：X射線檢查、超聲波探傷，一般都安排在工藝過程的開始。3）表面質(zhì)量檢驗：如磁力探傷等檢查工件的表面質(zhì)量，一般都安排在精加工階段。4）密封性檢驗驗、工件的平衡和重量檢驗，一般都安排在工藝過程最后進行。5）去毛刺：切削加工之后。6）清洗：清洗殘留切屑、砂粒、去磁

四、工序的集中與分散工序集中程度：指在一個工序中所完成的工作內(nèi)容的多少。在每道工序中所安排的加工內(nèi)容多，一個零件的加工只集中在少數(shù)幾道工序中完成，則稱工序集中。反之，稱工序分散。工序集中的特點：有利于保證加工表面間相互位置精度；有利于采用高生產(chǎn)率的機床；工序數(shù)目少，設(shè)備數(shù)量少；專用設(shè)備多，調(diào)整維修困難；工序分散的特點：機床和工裝簡單，易調(diào)整；有利于采用合理的切削用量;工序數(shù)目多，設(shè)備數(shù)量大，生產(chǎn)組織工作較復(fù)雜；生產(chǎn)適應(yīng)性好，轉(zhuǎn)產(chǎn)容易；工藝上可行；生產(chǎn)節(jié)拍允許；調(diào)整能夠?qū)崿F(xiàn)；采用工序集中應(yīng)注意的問題五、加工階段的劃分粗加工階段：切去大部分加工余量，為半精加工提供定位基準(zhǔn)。高生產(chǎn)率。半精加工階段：減小粗加工中的誤差，為零件主要表面的精加工作好準(zhǔn)備，并完成一些次要表面的加工。精加工階段：確保尺寸、形狀和位置精度達到或基本達到圖紙的精度和表面粗糙度。

光整加工階段：珩磨、研磨、精密磨、超精加工、金剛石車

1、劃分加工階段的原因有利于合理使用設(shè)備和技術(shù)工人便于保證加工質(zhì)量及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷便于安排熱處理工序避免已加工表面磕傷

2、各階段的主要任務(wù)

第三節(jié)加工余量及工序間尺寸的確定一、加工余量的概念在加工過程中．從被加工表面上切除的金屬層厚度。

總余量和工序余量零件上表面的毛坯尺寸與零件圖的設(shè)計尺寸之差稱為加工總余量相鄰兩工序的工序尺寸之差稱為工序余量加工余量分：工序余量和加工總余量(毛坯余量)二種。總余量和工序余量的關(guān)系：加工余量的概念2、單邊余量與雙邊余量加工余量和工序尺寸的關(guān)系對于被包容面：Z=上工序基本尺寸-本工序基本尺寸對于包容面：Z=本工序基本尺寸-上工序基本尺寸影響加工余量的因素上道工序加工表面的表面質(zhì)量上道工序的尺寸公差Ta上道工序的形位誤差ρa本道工序的安裝誤差εb加工余量的確定分析計算法對雙邊余量：對單邊余量：查表法經(jīng)驗法工序尺寸及公差的確定擬定加工路線粗車半精車淬火粗磨精磨研磨確定各工序的加工余量：查表法：研磨：0.01mm，精磨：0.1mm，粗磨：0.3mm半精車：1.1mm，粗車：4.5mm可得：Z總=6.01mm圓整?。篫總=6mm則取粗車余量：4.49mm工序間尺寸公差的確定確定各工序的加工經(jīng)濟精度及表面粗糙度按“入體原則”分配工序尺寸的偏差查表:

研磨：

精磨：粗磨：半精車：粗車：毛坯：±2mm工序間尺寸及公差的確定計算工序間尺寸、公差研磨：50精磨：50+0.01=50.01粗磨：50.01+0.1=50.11半精車：50.11+0.3=50.41粗車：50.41+1.1=51.51鍛造毛坯：51.51+4.49=56第四節(jié)工藝尺寸鏈計算尺寸鏈的概念

在零件的機械加工過程中和機器裝配過程中，常常遇到彼此首尾連接并構(gòu)成封閉圖形的一組尺寸，其中有一個尺寸的精度決定于其他所有尺寸的精度。這樣的一組尺寸構(gòu)成所謂的尺寸鏈。工藝尺寸鏈：裝配尺寸鏈：二、工藝尺寸鏈的組成工藝尺寸鏈由一個封閉環(huán)和若干個組成環(huán)構(gòu)成封閉環(huán)在加工過程中最后形成（間接獲得）的尺寸。記為：A0注意：一個尺寸鏈中只能有一個封閉環(huán)；封閉環(huán)的精度決定于其他環(huán)的精度；要求保證的尺寸(設(shè)計尺寸)為封閉環(huán)或不要求保證的尺寸(非設(shè)計尺寸)為封閉環(huán)的說法都是錯誤的；二、工藝尺寸鏈的組成組成環(huán)：在加工過程中直接獲得的尺寸。記為：Ai

增環(huán)：在組成環(huán)中，當(dāng)某組成環(huán)的尺寸增加，使得封閉環(huán)的尺寸增加，則該環(huán)為增環(huán)。記為：

減環(huán)：在組成環(huán)中，當(dāng)某組成環(huán)的尺寸增加，使得封閉環(huán)的尺寸減少，則該環(huán)為減環(huán)。記為：三、尺寸鏈的計算1、極值法m：增環(huán)數(shù)，n：尺寸鏈總環(huán)數(shù)2、概率法正態(tài)分布：非正態(tài)分布：ki=1.2~1.7平均尺寸標(biāo)注組成環(huán)的平均尺寸：封閉環(huán)的平均尺寸：3、計算形式正計算：已知各組成環(huán)的尺寸Ai，求A0反計算：已知A0，求各組成環(huán)尺寸Ai中間計算：已知A0

及部分Ai，求其余的組成環(huán)四、計算舉例驗證：能否滿足設(shè)計尺寸的要求。正計算：設(shè)計尺寸如圖所示，加工過程如下：以A為基準(zhǔn)銑B面，達到工序尺寸：以A為基準(zhǔn)銑C面，達到工序尺寸：四、計算舉例反計算已知：求：A1、A2的尺寸求各組成環(huán)的平均公差：根據(jù)平均公差和制造工藝的復(fù)雜程度確定各組成環(huán)的公差：?。篢A1=0.2，TA2=0.15按入體原則分配各組成環(huán)的偏差：驗算：ESA0=0-(-0.15)=0.15，EIA0=-0.2-0=-0.2取其中一個組成環(huán)為協(xié)調(diào)環(huán)，按尺寸鏈的關(guān)系式計算：驗算：（1）基準(zhǔn)不重合時的工序尺寸計算測量基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合的工序尺寸計算例1五、尺寸鏈在工藝過程中的應(yīng)用測量基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合的工序尺寸計算例2封閉環(huán)減環(huán)增環(huán)根據(jù)極值解法公式：

L1=40-10=30mmESL1=EIL2-EIL0=-0.16-(-0.3)=0.14mmEIL1=ESL2-ESL0=0-0=0mm注意假廢品問題：L1MAX=30.14mm，L1MIN=30mm當(dāng)測得：L1=30.3mm時,如果:L2=40mm,則:L0=9.7mm仍然是合格品。如圖所示設(shè)計尺寸：加工時通過測量L1尺寸控制臺肩位置。求：L1=？2.定位基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)不重合計算例1設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合的工序尺寸計算例2增環(huán)封閉環(huán)減環(huán)根據(jù)極值解法公式：L0=L1+L2-L310=L1+30-60L1=40ESL0=ESL1+ESL2-EIL30.18=ESL1+0.04-(-0.05)ESL1=+0.09EIL0=EIL1+EIL2-ESL30=EIL1+0-0.05EIL1=+0.05（2）一次加工滿足多個設(shè)計尺寸要求如圖所示加工過程如下：鏜孔至插鍵槽，工序尺寸A1熱處理磨內(nèi)孔至，同時保證設(shè)計尺寸。A0=A1+A3-A2A1=A0+A2-A3=43.6+19.8-20=43.4ESA0=ESA1+ESA3-EIA2ESA1=0.275EIA0=EIA1+EIA3-ESA2EIA1=0.05解法2在尺寸鏈（1）中：Z為封閉環(huán)。Z=20-19.8=0.2ESZ=0.025-0=0.025EIZ=0-0.05=-0.05在尺寸鏈（2）中：43.6尺寸為封閉環(huán),A1、Z為增環(huán)依據(jù)尺寸鏈計算式可求出：封閉環(huán)封閉環(huán)（3）滲碳或滲氮層深度的工序尺寸計算圖示零件：內(nèi)孔表面F要求滲碳，滲碳層厚度為0.3～0.5mm。加工過程如下：磨內(nèi)孔至滲碳，厚度為δ。磨內(nèi)孔至尺寸并保證滲碳層厚度0.3～0.5mm。求：

δ=？72.39±0.0172.51±0.01δ0.4±0.1δ=0.52±0.08=0.60.44（4）電鍍零件的工序尺寸計算圖示零件F表面要求鍍銀，鍍層厚度為0.2～0.3mm,F表面的最終尺寸為,求鍍前工序尺寸。第五節(jié)時間定額及勞動生產(chǎn)率時間定額：在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時間。式中：Td：完