機(jī)械制造工藝學(xué)1-2

機(jī)械制造工藝學(xué)

2007.2蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系緒論

機(jī)械制造工藝學(xué):

以機(jī)械制造中的工藝問題為研究對象的一門應(yīng)用學(xué)科。機(jī)械制造工藝：

各種機(jī)械的制造方法和制造過程的總稱。

包括：零件的毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理、產(chǎn)品的裝配等等。研究的主要工藝問題：

質(zhì)量、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性1、保證和提高產(chǎn)品的質(zhì)量：

包括零件的加工精度、加工表面質(zhì)量、整機(jī)的裝配精度、使用性能、使用壽命、可靠性。2、提高勞動生產(chǎn)率：

提高切削用量；改進(jìn)工藝和方法；提高自動化程度。3、經(jīng)濟(jì)性（降低成本）：

節(jié)省、合理選擇原材料，改進(jìn)、合理使用現(xiàn)有設(shè)備，采用新材料、新工藝、新的高效設(shè)備目的：

初步具有分析和解決工藝問題的能力及一定的自學(xué)工藝?yán)碚?、新工藝、新技術(shù)的能力。要求：

1、掌握機(jī)械制造工藝的基本理論，學(xué)會進(jìn)行工藝分析、實(shí)驗研究的方法；2、具有制訂一般零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和制訂一般產(chǎn)品的裝配工藝規(guī)程的初步能力；3、了解機(jī)械制造中的新技術(shù)、新工藝和發(fā)展動向。課程特點(diǎn)：實(shí)踐性強(qiáng)

學(xué)科內(nèi)容來源于生產(chǎn)和科研實(shí)踐，工藝?yán)碚摰陌l(fā)展又促進(jìn)、指導(dǎo)生產(chǎn)的發(fā)展。目的是應(yīng)用。涉及面廣

涉及毛坯制造、熱處理、機(jī)械加工、裝配、加工方法、加工設(shè)備、工藝裝備、物流、信息、管理。靈活多變

工藝?yán)碚?、工藝方法的?yīng)用靈活性很大。第一章機(jī)械加工工藝規(guī)程本章提要

本章所要解決的重點(diǎn)是:在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下如何采用經(jīng)濟(jì)有效的加工方法，并將若干加工方法以合理路徑安排以獲得符合產(chǎn)品要求的零件。學(xué)習(xí)本章，首先需要掌握工序與安裝、工位、工步、走刀、基準(zhǔn)、生產(chǎn)過程與機(jī)械加工過程等概念，在此基礎(chǔ)上將重點(diǎn)學(xué)習(xí)機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用、內(nèi)容及編制方法。

§1.1概述工藝：方法、過程、要求、技術(shù) 工藝性：材料是否適合某種加工方法，如：焊接工藝性，鑄造工藝性結(jié)構(gòu)工藝性：

零件結(jié)構(gòu)是否適合某種加工方法。工藝質(zhì)量：材料某種加工方式下的性能§1.2生產(chǎn)過程和工藝過程

一、生產(chǎn)系統(tǒng)、生產(chǎn)過程和工藝過程

系統(tǒng)：由若干個相互作用，相互依賴的部分所組成，具有特定功能的有機(jī)整體。系統(tǒng)的必備屬性：（1）集合性;（2）相關(guān)性;（3）目的性;（4）環(huán)境性;機(jī)械加工工藝系統(tǒng)：機(jī)床，刀具，夾具，工件（簡稱為系統(tǒng)或加工系統(tǒng)）機(jī)械制造系統(tǒng)：以某個機(jī)械加工的車間作為更高一級的系統(tǒng)包括：物資流，信息流，能量流以最有效的方式手段來完成車間全部零件的加工任務(wù)為目的生產(chǎn)系統(tǒng)：

以整個機(jī)械制造廠為整體目的——最高經(jīng)濟(jì)效益

相互關(guān)系

：1、范圍：上一級包含下一級系統(tǒng)，子系統(tǒng)2、關(guān)系：整體——局部

生產(chǎn)過程：

從材料——成品的全過程工藝過程：在整個機(jī)械生產(chǎn)過程中改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)，使之成為成品或半成品的過程。工藝規(guī)程：以文件形式來確定的工藝過程。二、生產(chǎn)類型：

三種：單件小批生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)。成批生產(chǎn)：大批生產(chǎn)，中批生產(chǎn)，小批生產(chǎn)

特點(diǎn)：加工零件數(shù)量、加工零件本身、刀具夾具、加工方法、效率。

生產(chǎn)綱領(lǐng)：產(chǎn)品年產(chǎn)量、進(jìn)度計劃。N=Q·n（1+α%）(1+β%)Q----年產(chǎn)量（臺/年）；n----產(chǎn)品中零件的數(shù)量；α、β----備品百分率（1）單件生產(chǎn)

生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，一般分為：

單個地生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和不同尺寸的產(chǎn)品，并且很少重復(fù)。例如，重型機(jī)器制造、專業(yè)設(shè)備制造和新產(chǎn)品試制等。（2）

成批生產(chǎn)

一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，制造過程有一定的重復(fù)性。

例如，機(jī)床制造就是比較典型的成批生產(chǎn)。每批制造的相同產(chǎn)品的數(shù)量稱為批量。根據(jù)批量的大小，成批生產(chǎn)又可分為：小批生產(chǎn)---其工藝過程的工藝特點(diǎn)和單件小批生產(chǎn)相似；大批生產(chǎn)---其工藝過程的特點(diǎn)和大量生產(chǎn)相似；中批生產(chǎn)---其工藝過程的特點(diǎn)則介于單件小批生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)之間。

（3）大量生產(chǎn)

產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常重復(fù)地進(jìn)行某一個零件的某一道工序的加工。例如，汽車、拖拉機(jī)、軸承等的制造通常都是以大量生產(chǎn)的方式進(jìn)行。各種生產(chǎn)類型的工藝過程的特點(diǎn)可歸納成表5．2。

生產(chǎn)類型對工藝過程的影響

生產(chǎn)類型對工藝過程有著重要影響。當(dāng)生產(chǎn)類型不同時，生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理、車間的機(jī)床布置、毛坯的制造方法、采用的工藝裝備（刀、夾、量具）、加工方法以及工人的熟練程度等都有很大的不同，因此在制訂工藝路線之前必須明確該產(chǎn)品的生產(chǎn)類型。三、機(jī)械加工工藝的組成

工序：一個人或一組人在同一個地點(diǎn)，對同一個或幾個零件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工步：三要素：加工表面，刀具，切削用量（速度，進(jìn)給量，切削深度）三要素都不改變，為同一工步。走刀：在同一刀具，同一切削用量，對同一表面所進(jìn)行的多次切削（多次走刀），每一次切削稱為一次走刀安裝：在多次裝夾的零件生產(chǎn)過程中，每裝夾一次工件所完成的工藝過程。工位：為了完成某一工序，在一次裝夾之后，工件與夾具或設(shè)備的可動部分一齊相對刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個位置。

若生產(chǎn)批量比較小則其加工工藝過程可由五個工序組成，如表1．1所示。棒料毛坯依次通過這五個工序就變成階梯軸的產(chǎn)品零件。表1.1階梯軸加工工藝過程工序號工序名稱工作地點(diǎn)1車端面，鉆中心孔車床2車外圓車床3銑鍵槽立式銑床4磨外圓磨床6去毛刺鉗工臺

同樣加工圖所示零件，若生產(chǎn)批量比較大，此時可將工序1變?yōu)閮蓚€工序:a）每個毛坯在一臺車床上由一個工人車削一端面和鉆其上的中心孔。b）

卸下來轉(zhuǎn)移到另一臺車床上由另一個工人調(diào)頭車削另一端面和鉆中心孔.四、裝夾

定位：工件在機(jī)床上有一個正確的位置

夾緊：工件在機(jī)床上有一個固定的位置

五、基準(zhǔn)

設(shè)計基準(zhǔn)：零件圖上所采用的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)：零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)包括：工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)，測量基準(zhǔn)，裝配基準(zhǔn)等

六、機(jī)加工工藝規(guī)程所包含的內(nèi)容，作用

內(nèi)容：零件的加工工藝路線，車間，工段，所用機(jī)床，工藝裝備，各工序加工內(nèi)容，切削用量，工時的定額等等。作用：（1）

指導(dǎo)生產(chǎn)（2）

生產(chǎn)準(zhǔn)備，計劃調(diào)度的依據(jù)（3）

基本的技術(shù)文件工藝規(guī)程的格式

1982年機(jī)械工業(yè)部制訂了部頒標(biāo)準(zhǔn)（參閱JB／ZI187.3—82）。在單件小批生產(chǎn)中，一般只編制內(nèi)容比較簡單的工藝過程綜合卡片（簡稱過程卡），見。表上有：產(chǎn)品名稱和型號；零件的名稱和圖號；毛坯的種類和材料；工序的序號、名稱和內(nèi)容；完成各工序的車間、設(shè)備和工序裝備及工時定額等。

表5．3

在成批生產(chǎn)中，一般編制較詳細(xì)的工藝卡片，

在工藝卡片上除要填寫上述的內(nèi)容外，還要詳細(xì)說明每一工序所包括工位和工步的順序、工藝尺寸和技術(shù)要求。對主要工序還要畫出工序草圖，在圖上表示出被加工表面在該工序所達(dá)到的尺寸、公差和粗糙度及工件的安裝方法等，在單件小批生產(chǎn)中，某些重要零件的加工有時也制定工藝卡片。

見表5．4

在大批、大量生產(chǎn)中，則要求在工藝卡片的基礎(chǔ)上，分別為每一工序編制工序卡，

在工序卡片上畫有工序圖，圖上要表示出完成本工序后的零件形狀、尺寸、公差和技術(shù)條件，工件的安裝方式，刀具的形狀及位置等。

在中小批量生產(chǎn)中，有時個別重要工序也編制工序卡片。對于在各種自動或半自動機(jī)床上完成的工序，還要編制調(diào)整卡片。對于檢驗工序，還要編制檢驗卡片等。

見表5.5表5.5機(jī)械加工工序卡七、制定工藝規(guī)程的步驟，原則原則：

目標(biāo)——保證質(zhì)量的前提下，效益最高（1）

技術(shù)上的先進(jìn)性（2）

經(jīng)濟(jì)上的合理性（3）

良好的勞動條件原始資料： 產(chǎn)品圖紙，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)綱領(lǐng)、加工設(shè)備，生產(chǎn)條件，國內(nèi)外相關(guān)條件，技術(shù)發(fā)展相關(guān)的資料，手冊，圖冊。步驟：（1）

分析被加工零件（2）

確定毛坯（復(fù)雜箱體，鑄造或焊接，重要軸，鍛造）（3）

設(shè)計工藝過程（4）

工序設(shè)計

（5）填寫工藝文件

工藝規(guī)程設(shè)計的步驟（1）研究和分析零件的工作圖首先明確零件在產(chǎn)品中的作用、地位和工作條件，并找出其主要的技術(shù)要求和規(guī)定它的依據(jù)，然后對零件圖進(jìn)行工藝審查。如果在審查過程中認(rèn)為不合理或者是錯誤及遺漏，可提出修改意見。

（2）根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定零件的生產(chǎn)類型零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計算：N零=N·n（1＋a）·（1十β）式中N零——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件／年）；N——產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺／年）；n——每臺產(chǎn)品中包含該零件的數(shù)量（件／臺）；a——該零件備件的百分率；β——該零件廢品的百分率。劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù)

劃分生產(chǎn)類型，既要根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，同時還要考慮零件的體積、質(zhì)量等因素。（3）確定毛坯的種類

與零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料的機(jī)械性能和零件的生產(chǎn)類型及毛坯車間的具體生產(chǎn)條件有關(guān)。

鑄件包括鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及合金的鑄件等。鑄件毛坯的形狀可以相當(dāng)復(fù)雜，尺寸可以相當(dāng)大，且吸振性能較好，但鑄件的機(jī)械性能較低，一般殼體零件的毛坯多用鑄件。

鍛件

機(jī)械性能較好，有較高的強(qiáng)度和沖擊韌性，但毛坯的形狀不宜復(fù)雜，如軸類和齒輪類零件的毛坯常用鍛件。

型材

包括圓形、方形、六角形及其它斷面形狀的棒料、管料及板料。棒料常用在普通車床、六角車床及自動和半自動車床上加工軸類、盤類及套類等中小型零件。冷拉棒料比熱軋棒料精度高且機(jī)械性能好，但直徑較小。板料常用冷沖壓的方法制成零件，但毛坯的厚度不宜過大。

焊接件

對尺寸較大、形狀較復(fù)雜的毛坯，可采用型鋼或鍛件焊接成毛坯，但焊接件吸振性能差，容易變形，尺寸誤差大。工程塑料

它是近年來在機(jī)械制造業(yè)中普遍推廣的一種毛坯，其形狀可以很復(fù)雜，尺寸精度高，但機(jī)械性能差。

在大批、大量生產(chǎn)中，常采用精度和生產(chǎn)率較高的毛坯制造方法，如金屬型鑄造、精密鑄造、模鍛、冷沖壓、粉末冶金等，使毛坯的形狀更接近于零件的形狀。因此可大量減少切削加工的勞動量，甚至可不需要進(jìn)行切削加工，從而提高了材料的利用率，降低了機(jī)械加工的成本。

在單件小批生產(chǎn)中，一般采用木模手工砂型鑄造和自由鍛造，因此毛坯的精度低，成本高、廢品率高、切削加工勞動量大。

（4）擬定零件加工的工藝路線

內(nèi)容包括：定位基準(zhǔn)面的選擇；各表面的加工方法;加工階段的劃分；各表面的加工順序；工序集中或分散的程度；熱處理及檢驗工序的安排；其它輔助工序（如清洗、去毛刺、去磁、倒角等）的安排等。

（5）擬定各工序的機(jī)床設(shè)備、工藝裝備（刀、夾、量具）和輔助工具。

（6）確定各工序的加工余量、工序尺寸及公差。

（7）確定各工序的切削用量及工時定額。

（8）技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。

（9）填寫工藝文件。§1.3零件的工藝性分析及毛坯的選擇

零件的工藝性分析（結(jié)構(gòu)工藝性

）

零件技術(shù)要求

審量圖紙

正確性合理性：材料，設(shè)計（結(jié)構(gòu)）毛坯的選擇

毛坯的種類

鑄造，鍛造，焊接，型材，沖壓件

選擇

如灰鑄鐵，鑄造性好，減震，耐壓，缺口敏感性，片狀石墨，潤滑（耐磨）適用于箱體，床身等等

生產(chǎn)類型：

批量大的,應(yīng)采用精度高、生產(chǎn)率高的制造方法。結(jié)構(gòu)尺寸：根據(jù)復(fù)雜性，首選鑄造，其次焊接，鍛造（模鍛，自由鍛）

對機(jī)加工的性能要求

機(jī)械性能要求高的，首選鍛件，不宜選型材。零件的工藝性

鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削性能等?！?.4工藝過程設(shè)計

定義：從毛坯到成品，全過程的設(shè)計包括：擬定基準(zhǔn)（定位基準(zhǔn)），擬定工藝路線。

一、定位基準(zhǔn)的選擇

定位基準(zhǔn)分類：粗基準(zhǔn)——以不加工表面做基準(zhǔn)精基準(zhǔn)——以加工表面做基準(zhǔn)

輔助基準(zhǔn)——以附加的表面做基準(zhǔn)

1、粗基準(zhǔn)的選擇：（1）

相互位置要求；（2）

余量均勻；（3）

定位可靠準(zhǔn)確，便于裝夾。注意：粗基準(zhǔn)只能使用一次。

2、精基準(zhǔn)的選擇：（1）

基準(zhǔn)重合：定位基準(zhǔn)—設(shè)計基準(zhǔn)。（2）

基準(zhǔn)統(tǒng)一：（同一）（3）

互為基準(zhǔn)：（4）

自為基準(zhǔn)：（5）定位可靠準(zhǔn)確，便于裝夾。二、工件的裝夾1、工件的裝夾

(1）直接找正定位的裝夾

將工件直接放在機(jī)床上，工人可用百分表、劃線盤、直角尺等對被加工表面進(jìn)行找正，確定工件在機(jī)床上相對刀具的正確位置之后再夾緊。

如圖5．5的方法多用于單件、小批生產(chǎn)或某些相互位置精度要求很高、應(yīng)用夾具裝夾又難以達(dá)到精度要求的零件加工。圖5.5找正安裝觀看動畫（2）按劃線找正裝夾

廣泛用于單件、小批生產(chǎn)，裝夾精度較低，一般在0.2～0.5mm之間。工件在切削加工前，預(yù)先在毛坯表面上劃出要加工表面的輪廓線，然后按所劃的線將工件在機(jī)床上找正、夾緊。

劃線時要注意照顧各表面間的相互位置和保證被加工表面有足夠的加工余量。

(3）在夾具中裝夾

該方法方便、迅速、精度高且穩(wěn)定，廣泛用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)中。夾具固定在機(jī)床上，夾具本身有使工件定位和夾緊的裝置。工件在夾具上固定以后便獲得了正確的相對于刀具的位置。如圖5.1階梯軸的銑鍵槽工序，可將工件直接放在夾具體的V形塊上（見圖5.6），不用找正就能保證工件相對刀具的位置，只要用壓板夾緊工件，便可進(jìn)行銑鍵槽的工作。對于某些零件（例如連桿、曲軸），即使批量不大，但是為了達(dá)到某些特殊的加工要求，仍需要設(shè)計制造專用夾具。圖5.6銑鍵槽工序的安裝

顯然，當(dāng)機(jī)械加工中工件的位置精度（平行度、垂直度、同軸度等），需要經(jīng)過多次裝夾加工后才能獲得時，則有關(guān)表面的位置精度就可用上述適當(dāng)?shù)亩ㄎ粖A緊方法獲得，也可以使有關(guān)表面的加工安排在工件的一次裝夾中進(jìn)行，保證加工表面間具有一定的位置精度。這兩種方法，也是機(jī)械加工中獲得工件位置精度所常用的方法。

三、獲得加工精度的方法（1）機(jī)械加工中獲得工件尺寸精度的方法

①試切法

②定尺寸刀具法

③調(diào)整法

④自動控制法

即先試切出很小的一部分加工表面，測量試切所得的尺寸，按照加工要求作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，再試切，再測量，如此經(jīng)過兩三次試切和測量，當(dāng)被加工尺寸達(dá)到要求后，再切削整個待加工表面。

用具有一定尺寸精度的刀具（如鉸刀、擴(kuò)孔鉆、鉆頭等）來保證工件被加工部位（如孔）的精度。

利用機(jī)床上的定程裝置或預(yù)先調(diào)整好的刀架，使刀具相對于機(jī)床或夾具達(dá)到一定的位置精度，然后加工一批工件。

使用一定的裝置，在工件達(dá)到要求的尺寸時，自動停止加工。具體方法有兩種（1）自動測量即機(jī)床上有自動測量工件尺寸的裝置，在工件達(dá)到要求時，自動測量裝置即發(fā)出指令使機(jī)床自動退刀并停止工作。（2）數(shù)字控制即機(jī)床中有控制刀架或工作臺精確移動的步進(jìn)馬達(dá)、滾珠絲桿螺母副及整套數(shù)字控制裝置，尺寸的獲得（刀架的移動或工作臺的移動）由預(yù)先編制好的程序通過計算機(jī)數(shù)字控制裝置自動控制。（2）機(jī)械加工中獲得工件形狀精度的方法

①軌跡法

②成形法

③展成法

利用切削運(yùn)動中刀尖的運(yùn)動軌跡形成被加工表面的形狀。這種加工方法所能達(dá)到的形狀精度，主要取決于這種成形運(yùn)動的精度。

利用成形刀具切削刃的幾何形狀切削出工件的形狀。這種加工方法所能達(dá)到的精度，主要取決于切削刃的形狀精度與刀具的裝夾精度。

利用刀具和工件作展成切削運(yùn)動時，刀刃在被加工表面上的包絡(luò)面形成成形表面。這種加工大法所能伏到的精府，主要取決干機(jī)床展成運(yùn)動的傳動鏈精度與刀具的制造精度等因素。

四、工藝路線的擬定

擬定零件機(jī)械加工工藝路線時，要解決的主要問題有：1、零件各表面的加工方法及使用設(shè)備的選擇

2、加工階段的劃分

3、工序的集中和分散

4、工序的安排

一）加工方法的選擇

（1）各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度和粗糙度所謂某種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度，是指在正常的工作條件下（包括完好的機(jī)床設(shè)備、必要的工藝裝備、標(biāo)準(zhǔn)的工人技術(shù)等級、標(biāo)準(zhǔn)的耗用時間和生產(chǎn)費(fèi)用）所能達(dá)到的加工精度。與經(jīng)濟(jì)加工精度相似，各種加工方法所能達(dá)到的表面粗糙度也有一個較經(jīng)濟(jì)的范圍。

在1段，當(dāng)零件加工精度要求很高時，零件成本將要提高很多，甚至成本再提高，其精度也不能再提高了，存在著一個極限的加工精度，其誤差為二a。

在II段，雖然精度要求很低，但成本也不能無限降低，其最低成本的極限值為S。。因此在1、II段應(yīng)用此法加工是不經(jīng)濟(jì)的。

在III段，加工方法與加工精度是相互適應(yīng)的，加工誤差與成本基本上是反比關(guān)系，可以較經(jīng)濟(jì)地達(dá)到一定的精度，0段的精度范圍就稱為這種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度。

（2）加工方法和加工方案的選擇

②決定加工方法時要考慮被加工材料的性質(zhì)。例如，淬火鋼用磨削的方法加工；而有色金屬則磨削困難，一般采用金剛螳或高速精密車削的方法進(jìn)行精加工。

①首先要根據(jù)每個加工表面的技術(shù)要求，確定加工方法及加工方案。

分別介紹了機(jī)器零件的三種最基本的表面（外圓表面、內(nèi)孔表面和平面）的較常用的加工方案及其所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。

表5．7表5．8表5．9③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(jì)性的問題。

在大批、大量生產(chǎn)中可采用專用的高效率設(shè)備和專用工藝裝備。在單件小批生產(chǎn)中，就采用通用設(shè)備、通用工藝裝備及一般的加工方法。單件試制新產(chǎn)品時，甚至采用加工中心機(jī)床等。

④選擇加工方法還要考慮本廠（或本車間）的現(xiàn)有設(shè)備情況及技術(shù)條件。應(yīng)該充分利用現(xiàn)有設(shè)備，挖掘企業(yè)潛力，發(fā)揮工人群眾的積極性和創(chuàng)造性。有時雖有該項設(shè)備，但因負(fù)荷的平衡問題，還得改用其它的加工方法。

此外，選擇加工方法還應(yīng)該考慮一些其它因素，例如，工件的形狀和質(zhì)量以及加工方法所能達(dá)到的表面物理機(jī)械性能等。

關(guān)于加工方案可參考與相類似的表格來進(jìn)行選擇

表5．7例題5.1

表格應(yīng)用的舉例：要求孔的加工精度為IT7級，粗糙度尼＝1．6～3.2m，確定孔的加工方案查可有下面四種加工方案：

①鉆一擴(kuò)一粗鉸一精鉸；

②粗鏜一半精鏜一精鏜；

③粗鏜一半精鏜一粗磨一精磨；

④鉆（擴(kuò)）一拉。

方案①用得最多，在大批、大量生產(chǎn)中常用在自動機(jī)床或組合機(jī)床上，在成批生產(chǎn)中常用在立鉆、搖臂鉆、六角車床等連續(xù)進(jìn)行各個工步加工的機(jī)床上。該方案一般用于加工小于80mm的孔徑，工件材料為未淬火鋼或鑄鐵，不適于加工大孔徑，否則刀具過于笨重。

方案②用于加工毛坯本身有鑄出或鍛出的孔，但其直徑不宜太小，否則因鏜桿太細(xì)容易發(fā)生變形而影響加工精度，箱體零件的孔加工常用這種方案。

方案③適用于淬火的工件。

方案④適用于成批或大量生產(chǎn)的中小型零件，其材料為未淬火鋼、鑄鐵及有色金屬。

表5．8二）設(shè)備的選擇

①②③④

機(jī)床工作區(qū)域的尺寸應(yīng)當(dāng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng)，也就是根據(jù)零件的外廓尺寸來選擇機(jī)床的形式和規(guī)格，以便充分發(fā)揮機(jī)床的使用性能。

機(jī)床的精度應(yīng)該與工件要求的加工精度相適應(yīng)。機(jī)床精度過低，不能滿足工件加工精度的要求；過高，則是一種浪費(fèi)。

機(jī)床的功率刷度和工作參數(shù)應(yīng)該與最合理的切削用量相適應(yīng)。粗加工時選擇有足夠功率和足夠剛度的機(jī)床，以免切削深度和進(jìn)給量的選用受限制；精加工時選擇有足夠剛度和足夠轉(zhuǎn)速范圍的機(jī)床，以保證零件的加工精度和粗糙度。

機(jī)床生產(chǎn)率應(yīng)該與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。對于大批、大量生產(chǎn)，宜采用高效率機(jī)床、專用機(jī)床、組合機(jī)床或自動機(jī)床；對于單件小批生產(chǎn)，一般選擇通用機(jī)床。

各表面的加工方法確定以后，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)床以滿足各表面的加工要求。機(jī)床設(shè)備的選擇除考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件外，還要根據(jù)以下四個方面考慮：

三）加工階段的劃分

對于加工精度要求較高和粗糙度值要求較低的零件，通常將工藝過程劃分為粗加工和精加工兩個階段；對于加工精度要求很高、粗糙度值要求很低的零件，則常劃分為粗加工階段、半精加工階段、精加工階段和光整加工階段。

粗加工階段半精加工階段精加工階段光整加工階段是加工開始階段，在這個階段中，盡量將零件各個被加工表面的大部分余量從毛坯上切除。這個階段主要問題是如何提高生產(chǎn)率。這一階段為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，切去的余量介于粗加工和精加工之間，并達(dá)到一定的精度和粗糙度值，為精加工留有一定的余量。在此階段還要完成一些次要表面的加工，如鉆孔、攻絲、銑鍵槽等。在這個階段將切去很少的余量，保證各主要表面達(dá)到較高的精度和較低的粗糙度值（精度7～10級，0.8～3．2m）。

主要是為了得到更高的尺寸精度和更低的粗糙度值（精度5～9級），只從被加工表面上切除極少的余量。加工階段的劃分是必要，合理的（1）

保證質(zhì)量；（2）

合理使用設(shè)備；（3）

熱處理安排方便；（4）

可及時發(fā)現(xiàn)零件缺陷，防止、減少表面損傷。

將工藝過程劃分粗、精加工階段的原因是：

①在粗加工階段，由于切除大量的多余金屬，可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷裂紋、氣孔等），以便及時處理，避免過多浪費(fèi)工時。

②粗加工階段容易引起工件的變形，這是由于切除余量大，一方面毛坯的內(nèi)應(yīng)力重新分布而引起變形，另一方面由于切削力、切削熱及夾緊力都比較大，因而造成工件的受力變形和熱變形。為了使這些變形充分，應(yīng)在粗加工之后留有一定的時間。然后再通過逐步減少加工余量和切削用量的辦法消除上述變形。③劃分加工階段可以合理使用機(jī)床。如粗加工階段可以使用功率大、精度較低的機(jī)床；精加工階段可以使用功率小、精度高的機(jī)床。這樣有利于充分發(fā)揮粗加工機(jī)床的動力，又有利于長期保持精加工機(jī)床的精度。

④劃分加工階段可在各個階段中插人必要的熱處理工序。如在粗加工之后進(jìn)行去除內(nèi)應(yīng)力的時效處理；在半精加工后進(jìn)行淬火處理等。

四）工序的劃分

工序集中

采用工序集中可以減少工件的裝夾次數(shù)，在一次裝夾中可以加工許多表面，有利于保證各表面之間的相互位置精度，也可以減少機(jī)床的數(shù)量，相應(yīng)地減少工人的數(shù)量和機(jī)床的占地面積。但所需要的設(shè)備復(fù)雜，操作和調(diào)整工作也較復(fù)雜。工序分散工序分散可以使所需要的設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整容易、操作簡單，但專用性強(qiáng)。將若干個工步集中在一個工序內(nèi)完成，因此一個工件的加工，只須集中在少數(shù)幾個工序內(nèi)完成。最大限度的集中是在一個工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。

工序的數(shù)目多，工藝路線長，每個工序所包括的工步少，最大限度的分散是在一個工序內(nèi)只包括一個簡單的工步。

五）工序的安排

l加工順序的確定2熱處理及表面處理工序的安排

3檢驗工序的安排

4其它工序的安排

1加工順序的確定

工件各表面的加工順序，一般按照下述原則安排：先粗加工后精加工；先基準(zhǔn)面加工后其它面加工：先主要表面加工后次要表面加工；先平面加工后孔加工。根據(jù)上述原則，作為精基準(zhǔn)的表面應(yīng)安排在工藝過程開始時加工。精基準(zhǔn)面加工好后，接著對精度要求高的主要表面進(jìn)行粗加工和半精加工，并穿插進(jìn)行一些次要表面的加工，然后進(jìn)行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后進(jìn)行，這樣可避兔已加工表面在運(yùn)輸過程中碰傷，有利于保證加工精度。有時也可將次要的、較小的表面安排在最后加工，如緊固螺釘孔等。

2熱處理及表面處理工序的安排

為了改善工件材料的機(jī)械性能和切削性能，在加工過程中常常需要安排熱處理工序。①退火和正火可以消除內(nèi)應(yīng)力和改善材料的加工性能，一般安排在加工前進(jìn)行，有時正火也安排在粗加工后進(jìn)行。②對于大而復(fù)雜的鑄件，為了盡量減少由于內(nèi)應(yīng)力引起的變形，常常在粗加工后進(jìn)行人工時效處理。粗加工前最好采用自然時效。

③調(diào)質(zhì)處理可以改善材料的機(jī)械性能，因此許多中碳鋼和合金鋼常采用這種熱處理方法，一般安排在粗加工之后進(jìn)行，但也有安排在粗加工之前進(jìn)行的。④淬火處理或滲碳淬火處理，可以提高零件表面的硬度和耐磨性。淬火處理一般安排在磨削之前進(jìn)行，當(dāng)用高頻淬火時也可安排在最終工序。滲碳可安排在半精加工之前或之后進(jìn)行。⑤表面處理仰電鍍或發(fā)黑等）可提高零件的抗腐蝕能力，增加耐磨性，使表面美觀等。一般安排在工藝過程的最后進(jìn)行。3檢驗工序的安排

檢驗工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量和防止產(chǎn)生廢品的重要措施。在每個工序中，操作者都必須自行檢驗。在操作者自檢的基礎(chǔ)上，在下列場合還要安排獨(dú)立檢驗工序：粗加工全部結(jié)束后，精加工之前；送往其它車間加工的前后（特別是熱處理工序的前后）；重要工序的前后；最終加工之后等。

4其它工序的安排

在工序過程中，還可根據(jù)需要在一些工序的后面安排去毛刺、去磁、清洗等工序。五、工序的集中與分散、加工順序的安排

1、工序集中：在一個工序內(nèi)安排盡量多的加工內(nèi)容特點(diǎn)：有利于采用高效設(shè)備，提高生產(chǎn)率，減少輔助時間，縮短生產(chǎn)同期，易于保證質(zhì)量，工序數(shù)目少，人工，設(shè)備占地少，易于計劃，組織。2、工序分散：工序較繁雜，分散在不同地點(diǎn)進(jìn)行加工

特點(diǎn)：設(shè)備簡單，工藝簡單，易調(diào)整，易于更換，工人的技術(shù)要求低，有利于合理的選擇切削用量，減少時間，設(shè)備占用多，人工，生產(chǎn)面積大，工藝路線長。

3、根據(jù)特點(diǎn)決定工序形式

工序集中——適用：單件小批生產(chǎn)，多采用通用設(shè)備，利于組織集中。大批量生產(chǎn)，采用高效設(shè)備（多軸）專用機(jī)床，機(jī)械集中。工序分散——適用：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、產(chǎn)品的更換等。應(yīng)用：重型零件--------工序集中剛性差、精度高零件--------工序分散現(xiàn)代生產(chǎn)中趨向于集中，當(dāng)中部分包含分散。4、加工順序的安排

（1）機(jī)械加工順序的安排原則

先基準(zhǔn)，后其他；先粗后精，粗精分開；先面后孔；先主后次。

（2）熱處理及表面處理的工序安排

a、

預(yù)備階段熱處理：針對毛坯的加工而言，在機(jī)加工之前，正火，退火——去應(yīng)力（內(nèi)應(yīng)力）

b、

調(diào)質(zhì)處理：淬火+高溫回火——好的綜合機(jī)械性能，在粗加工之后，精加工之前