第六章 機(jī)械加工工藝規(guī)程制定

第六章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定1第一節(jié)概述一、機(jī)械加工工藝規(guī)程在生產(chǎn)中的作用機(jī)械加工工藝規(guī)程簡(jiǎn)稱為工藝規(guī)程，是規(guī)定零件制造工藝過(guò)程和操作方法的工藝文件。1.工藝規(guī)程的作用a.新產(chǎn)品投產(chǎn)前進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備的依據(jù)b.組織生產(chǎn)和計(jì)劃管理的重要技術(shù)文件c.新建或擴(kuò)建工廠或車(chē)間的依據(jù)2又稱工藝路線卡或工藝流程卡。作用:以工序?yàn)閱挝徽f(shuō)明一個(gè)零件全部加工過(guò)程的工藝文件。包括零件各個(gè)工序的名稱、工序內(nèi)容，經(jīng)過(guò)的車(chē)間、工段、所用的機(jī)床、工藝裝備、工時(shí)定額等。2.常用工藝文件的種類(lèi)（1）機(jī)械加工工藝過(guò)程卡3它是根據(jù)工藝卡片的每一道工序制訂的，主要用來(lái)具體指導(dǎo)操作工人進(jìn)行生產(chǎn)的一種工藝文件。多用于大批大量生產(chǎn)或成批生產(chǎn)中比較重要的零件。該卡片中附有工序簡(jiǎn)圖，并詳細(xì)記載了該工序加工所需的資料，如定位基準(zhǔn)選擇、工序尺寸及公差以及機(jī)床、刀具、夾具、量具、切削用量和工時(shí)定額等。（2）機(jī)械加工工序卡（3）機(jī)械加工調(diào)整卡（4）機(jī)械加工檢驗(yàn)卡41、機(jī)械加工工藝規(guī)程制定的原則（1）保證加工質(zhì)量，保證技術(shù)要求（2）保證生產(chǎn)效率，滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)（3）較低制造成本（4）良好勞動(dòng)條件，保障生產(chǎn)安全二.制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則及步驟52、制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的主要依據(jù)（1）技術(shù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2）產(chǎn)品的裝配圖樣和零件圖樣（3）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)（4）現(xiàn)有生產(chǎn)條件和資料（5）國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品的有關(guān)工藝資料63、步驟分析研究產(chǎn)品圖紙（零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求、工藝性分析）選擇毛坯擬訂工藝路線選擇設(shè)備、工裝確定工序余量、工序尺寸及公差確定切削用量、工時(shí)定額確定技術(shù)檢驗(yàn)要求及檢驗(yàn)方法編制工藝文件71.粗基準(zhǔn)選擇重點(diǎn)考慮：加工表面與不加工表面的相對(duì)位置精度；各加工表面有足夠的余量1）余量均勻原則：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。第二節(jié)工藝路線的制定一、定位基準(zhǔn)選擇82）相互位置原則：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)。以活塞不加工的內(nèi)腔為定位基準(zhǔn)9103）光滑平整原則：選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準(zhǔn)。4）一次使用原則：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。112.精基準(zhǔn)選擇1）基準(zhǔn)重合原則重點(diǎn)考慮：減少定位誤差保證加工精度盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)重合原則的應(yīng)用1

2122）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則盡可能選用同一組定位基準(zhǔn)加工各個(gè)表面.優(yōu)點(diǎn)：可以保證所加工的各個(gè)表面之間具有正確的相對(duì)位置關(guān)系。簡(jiǎn)化了工藝過(guò)程，使各工序所用夾具比較統(tǒng)一，從而減少了夾具種類(lèi)與設(shè)計(jì)和制造夾具的時(shí)間和費(fèi)用。可減少基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的誤差，有利于保證加工精度。可在一次裝夾中加工出較多的表面，提高了生產(chǎn)率。133）互為基準(zhǔn)原則當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度要求較高，且不便在一次裝夾中同時(shí)加工時(shí)，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。齒形表面定位

1—卡盤(pán)2—滾柱3—齒輪14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。4）自為基準(zhǔn)的原則5）簡(jiǎn)單可靠原則一般常采用面積大、精度較高和粗糙度較低的表面為精基準(zhǔn)。151)根據(jù)加工表面的加工精度和表面粗糙度要求，確定最終加工方法。（外圓表面、內(nèi)孔表面、平面）

2)選擇加工方法應(yīng)考慮零件的結(jié)構(gòu)、加工表面的特點(diǎn)等因素。3）考慮零件材料及其物理力學(xué)性能

如：淬火鋼應(yīng)采用磨削加工，而有色金屬磨削困難，一般應(yīng)采用金剛鏜或高速車(chē)削來(lái)進(jìn)行精加工。二、表面加工方法選擇165）考慮企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備狀況和技術(shù)的發(fā)展本廠現(xiàn)有設(shè)備、技術(shù)不應(yīng)一謂追求高精設(shè)備，要充分利用現(xiàn)有設(shè)備，挖掘企業(yè)潛力，發(fā)揮職工的積極性和創(chuàng)造性。4）考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性大批量→高效加工方法。如：采用拉削取代銑、刨、鏜孔以獲得高效率。農(nóng)用齒輪直接采用鍛造成型，無(wú)需切削加工。

17三、加工階段的劃分粗加工階段光整加工階段精加工階段半精加工階段加工階段切除大量多余材料，主要提高生產(chǎn)率。完成次要表面加工(鉆、攻絲、銑鍵槽等)主要表面達(dá)到一定要求，為精加工作好余量準(zhǔn)備，安排在熱處理前。主要表面達(dá)到圖紙要求。進(jìn)一步提高尺寸精度降低粗糙度，但不能提高形狀、位置精度（一）加工階段劃分的原則18（二）加工階段劃分的意義（1）保證加工質(zhì)量

（3）合理使用機(jī)床設(shè)備（2）方便安排熱處理工序和及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷191）工序集中：將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序里完成。優(yōu)點(diǎn):①工件裝夾次數(shù)減少，輔助時(shí)間縮短，加工表面間的位置精度易于保證。

②便于采用高效的專用設(shè)備和工藝裝備，生產(chǎn)效率高。

③簡(jiǎn)化生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作。

缺點(diǎn)：機(jī)床設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。刀具多、可靠性差、停機(jī)換刀時(shí)間長(zhǎng)，調(diào)整和維護(hù)不便。四、工序的集中與分散202）工序分散：將零件的加工分散在較多的工序內(nèi)完成。特點(diǎn):

①工序多，工藝過(guò)程長(zhǎng)，各工序加工內(nèi)容少，有的情況只有一個(gè)工步。

②所使用的設(shè)備和工藝裝備較簡(jiǎn)單，易于調(diào)整，掌握。

③有利于產(chǎn)品更新?lián)Q代，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短。

④設(shè)備數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，人員多，總生產(chǎn)周期長(zhǎng)。21對(duì)于大批大量生產(chǎn),零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適合采用工序集中的原則；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品也可采用工序分散的原則。成批生產(chǎn)宜采用工序適當(dāng)集中原則。單件小批生產(chǎn)，如果使用通用設(shè)備組織生產(chǎn)，采用工序分散的原則；如果采用數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造單元等，可以采用工序集中的原則。產(chǎn)品品種較多，又經(jīng)常變換，適合采用工序分散原則。零件加工質(zhì)量、技術(shù)要求較高時(shí)一般采用工序分散的原則。零件尺寸、重量較大，不易運(yùn)輸和安裝的，應(yīng)采用工序集中的原則。工序集中與分散的選用原則：221、機(jī)械加工工序的安排原則a.基面先行即首先應(yīng)加工出選作定位基準(zhǔn)的精基準(zhǔn)表面，然后再以精基準(zhǔn)定位加工其它表面。

b.先粗后精精度逐步提高；

c.先面后孔平面輪廓大、定位穩(wěn)定可靠。d.先主后次先行裝配基面和主要工作面的加工。

配套加工當(dāng)部件精度很高時(shí)，某些表面精加工應(yīng)安排在部件裝配或總裝過(guò)程中進(jìn)行，否則將導(dǎo)致零件精度過(guò)高而無(wú)法加工。五、工序順序的安排232.熱處理工序的安排退火：用于高碳鋼、合金鋼等，降低硬度，便于切削；正火：用于低碳鋼，提高硬度，便于切削；調(diào)質(zhì)：淬火后高溫回火預(yù)備熱處理最終熱處理去除內(nèi)應(yīng)力處理位置：粗加工前目的：改善切削性能，消除內(nèi)應(yīng)力位置：半精加工后，精加工前目的：提高強(qiáng)度、硬度

位置：粗加工前、后，半精加工后，精加工前目的：消除內(nèi)應(yīng)力，防止變形、開(kāi)裂。淬火、滲碳、氮化等自然時(shí)效人工時(shí)效243.輔助工序的安排金屬鍍層非金屬鍍層氧化膜表面處理工序檢驗(yàn)工序其它工序安排位置：工藝過(guò)程最后目的：提高表面耐腐蝕性，裝飾性位置：去毛刺、倒鈍銳邊應(yīng)在淬火前目的：安全位置：粗加工前后、關(guān)鍵工序后、送往外車(chē)間加工前后、零件全部加工結(jié)束之后目的：質(zhì)量控制。質(zhì)量檢驗(yàn)特種檢驗(yàn)（無(wú)損探傷、磁力探傷、水壓、超速試驗(yàn)）去毛刺、倒鈍銳邊去磁清洗涂防銹油25一、加工余量和工序尺寸的確定（1）總加工余量（3）總余量為各工序余量之和（2）工序余量1.加工余量概念總加工余量是指零件加工過(guò)程中，某加工表面所切去的金屬層總厚度。是毛坯尺寸與零件圖樣的設(shè)計(jì)尺寸之差。工序余量是一道工序內(nèi)切除的金屬層厚度，為相鄰兩工序的工序尺寸之差。第三節(jié)工序設(shè)計(jì)26工序余量按加工表面形狀不同，分為單邊余量和雙邊余量（對(duì)稱余量）。雙邊余量單邊余量27工序余量28以上為不含公差在內(nèi)的加工余量的基本尺寸，而實(shí)際的加工尺寸都有誤差，那么上述尺寸就有最大值和最小值。最大工序余量最小工序余量工序余量公差291）上工序的表面粗糙度和表面缺陷層2.影響加工余量的因素表面粗糙度和缺陷層的影響302）上工序的尺寸公差上工序尺寸公差的影響313）上工序各表面間相互位置的空間偏差4）本工序安裝誤差軸線的直線度誤差對(duì)加工余量的影響三爪卡盤(pán)上的裝夾誤差323.機(jī)床的規(guī)格與加工工件的尺寸相適應(yīng)5、合理選用數(shù)控機(jī)床。2.機(jī)床的生產(chǎn)率與生產(chǎn)類(lèi)型相適應(yīng)。1.機(jī)床的精度應(yīng)與要求的加工精度相適應(yīng).二、機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選擇4、機(jī)床的選擇應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。1.選擇機(jī)床設(shè)備的基本原則331、單件小批生產(chǎn)：采用各種通用夾具和機(jī)床附件，如卡盤(pán)、虎鉗、分度頭等。有組合夾具站的，可采用組合夾具。3、多品種中、小批生產(chǎn)可采用可調(diào)夾具或成組夾具。2、大批大量生產(chǎn)為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率應(yīng)采用專用高效夾具。2.工藝裝備的選擇4、采用數(shù)控加工時(shí)夾具要敞開(kāi)，其定位、夾緊元件不能影響加工走刀（如碰撞等）。夾具的選擇341、一般優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。3、刀具的類(lèi)型、規(guī)格和精度等級(jí)應(yīng)符合加工要求。2、若采用工序集中時(shí)，應(yīng)采用各種高效的專用刀具、復(fù)合刀具和多刃刀具等。4、數(shù)控加工對(duì)刀具的剛性及壽命要求較普通加工嚴(yán)格。應(yīng)合理選擇各種刀具、輔具（刀柄、刀套、夾頭等）。刀具的選擇351、單件小批生產(chǎn)應(yīng)廣泛采用通用量具，如游標(biāo)卡尺、百分尺和千分表等。3、量具的精度必須與加工精度相適應(yīng)。2、大批大量生產(chǎn)應(yīng)采用各種量規(guī)和高效的專用檢驗(yàn)夾具和量?jī)x。如極限量規(guī)。量具的選擇36三、切削用量的確定(1)首先選取盡可能大的背吃刀量。(2)然后根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛度條件(粗加工)或?qū)庸け砻娲植诙鹊囊?精加工)選取盡可能大的進(jìn)給量。(3)最后在刀具耐用度和機(jī)床功率允許的條件下選擇合理的切削速度。37四、時(shí)間定額的確定時(shí)間定額

時(shí)間定額是在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時(shí)間。時(shí)間定額是衡量生產(chǎn)效率的重要指標(biāo)，也是安排生產(chǎn)、計(jì)算零件成本和企業(yè)經(jīng)濟(jì)核算的重要依據(jù)。(一)、時(shí)間定額38基本時(shí)間：直接改變生產(chǎn)對(duì)象的性質(zhì)，使其成為合格產(chǎn)品或達(dá)到工序要求所需時(shí)間（包括切入、切出時(shí)間）(二)、時(shí)間定額的組成輔助時(shí)間：為實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作時(shí)間，如裝卸工件、啟停機(jī)床、改變切削用量及進(jìn)退刀等布置工作地時(shí)間：為使加工正常進(jìn)行，工人用于照管工作地所消耗的時(shí)間。包括更換刀具、潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等。休息和生理需要時(shí)間：工人在工作班內(nèi)，為恢復(fù)體力和滿足生理需要所需時(shí)間準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間：批量生產(chǎn)中，工人為了生產(chǎn)一批工件而進(jìn)行的準(zhǔn)備和結(jié)束工件所消耗的時(shí)間。如熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯、安裝夾具、調(diào)整機(jī)床、發(fā)送成品等39第四節(jié)工藝方案的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，就是通過(guò)比較不同工藝方案的生產(chǎn)成本，選出最經(jīng)濟(jì)的工藝方案。生產(chǎn)成本制造一個(gè)零件或一臺(tái)產(chǎn)品的一切費(fèi)用的總和。工藝成本可變費(fèi)用+不變費(fèi)用可變費(fèi)用:可變費(fèi)用與零件（或產(chǎn)品）年產(chǎn)量有關(guān)，它包括材料費(fèi)或毛坯費(fèi)、操作工人的工資、通用機(jī)床的折舊費(fèi)、維護(hù)費(fèi)、萬(wàn)能機(jī)床和萬(wàn)能夾具及刀具的折舊費(fèi)、電費(fèi)。不變費(fèi)用:不變費(fèi)用與零件（或產(chǎn)品）年產(chǎn)量無(wú)關(guān)，它是指專用機(jī)床和專用夾具、刀具的折舊和維護(hù)費(fèi)用，調(diào)整工人的工資等。401.兩套工藝方案的基本投資基本接近，則可直接以工藝成本進(jìn)行比較。2.兩套工藝方案的基本投資差額較大，考慮兩套方案工藝成本的同時(shí)，還應(yīng)考慮基本投資的回收期。411.縮短基本時(shí)間第五節(jié)提高機(jī)械加工生產(chǎn)率的工藝途徑一、縮短單件計(jì)算定額的工藝措施（1）提高切削用量采用新型刀具材料；使用高速加工設(shè)備。（2）縮短工作行程長(zhǎng)度多件加工：順序多件加工、平行多件加工、平行順序加工42用多刀同時(shí)加工一個(gè)表面或多個(gè)表面（復(fù)合工步）。多刀鏜孔432.縮短輔助時(shí)間在大批大量生產(chǎn)中,采用高效氣動(dòng)或液動(dòng)夾具;在中小批生產(chǎn)中,采用組合夾具,可調(diào)夾具,或成組夾具都可以減少找正和裝卸工件的輔助時(shí)間。采用多工位夾具（如圖），機(jī)床可不停機(jī)的連續(xù)加工,使裝卸工件時(shí)間和基本時(shí)間重合。使輔助動(dòng)作實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化,以及使輔助時(shí)間與基本時(shí)間部分或全部地重疊起來(lái)。（1）采用先進(jìn)專用機(jī)床夾具44輔助時(shí)間與基本時(shí)間重迭的多工位夾具和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)45加工過(guò)程中實(shí)時(shí)測(cè)量和控制機(jī)床的自動(dòng)循環(huán)，減少停機(jī)測(cè)量工件尺寸的輔助時(shí)間。（2）采用主動(dòng)測(cè)量或數(shù)字顯示自動(dòng)測(cè)量裝置3.減少準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間使夾具和刀具調(diào)整通用化.加工同類(lèi)零件,使用預(yù)先設(shè)計(jì)好的一套工、夾具，這樣就不需調(diào)整或少許調(diào)整就能投入生產(chǎn),從而減少了準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間；采用可換刀架及刀夾.如六角車(chē)床,如每臺(tái)配備幾個(gè)轉(zhuǎn)塔或刀夾,并事先按加工對(duì)象調(diào)整好.可在更換加工對(duì)象時(shí)減少調(diào)刀時(shí)間；減少夾具在機(jī)床上的安裝時(shí)間；采用準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間極少的先進(jìn)加工設(shè)備；如液壓仿形機(jī)床,插銷(xiāo)板式程序控制和數(shù)控機(jī)床等。46典型表面的加工路線外圓表面的加工路線粗車(chē)IT11~1325~6.3半精車(chē)IT8~106.3~3.2粗磨IT6~80.8~0.4滾壓IT6~80.2~0.025砂帶磨IT5~60.16~0.01研磨IT50.32~0.008精磨IT5~70.4~0.1精密磨削IT50.08~0.008精車(chē)IT6~91.6~0.8金剛石車(chē)IT5~60.2~0.025超精加工IT50.32~0.01拋光IT8~101.25~0.00847