機械制造基礎(chǔ)課件 項目九 機械加工工藝

項目九機械加工工藝規(guī)程的制定2025/1/7【教學目標】1：能力目標：通過本項目的學習，學生可以掌握機械加工工藝規(guī)程編制的基本原則和方法，能夠針對不同條件下各種零件編制合適的工藝規(guī)程。2：知識目標：掌握生產(chǎn)過程、工藝過程、機械加工工藝過程、工序、工步、走刀、工位、安裝、生產(chǎn)類型等概念，掌握工序、工步、走刀的劃分原則和方法，以及機械加工工藝規(guī)程的制定方法。了解軸類、套類、盤類、箱體類零件的常用加工方案。任務(wù)一了解機械加工工藝過程與工藝規(guī)程知識模塊1生產(chǎn)過程和工藝過

1．生產(chǎn)過程機械制造廠一般都從其他工廠取得制造機械所需要的原材料或半成品，從原材料（或半成品）進廠一直到把成品制造出來的各有關(guān)勞動過程的總和統(tǒng)稱為生產(chǎn)過程，它包括原材料的運輸、保管、毛坯生產(chǎn)、零件加工、機器裝配、檢驗、試車、油漆、包裝等內(nèi)容2025/1/72、工藝過程在生產(chǎn)過程中直接改變了生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、位置以及性能的過程，統(tǒng)稱為工藝過程。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配等工藝過程。2025/1/73、機械加工工藝過程

機械加工工藝過程是指利用切削加工、磨削加工、電加工、超聲波加工、電子束及離子束加工等機械、電的加工方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性能，使其轉(zhuǎn)變?yōu)楹细窳慵倪^程。2025/1/7知識模塊2機械加工工藝過程的組成機械加工工藝過程是由一個或若干個順次排列的工序組成。而每一個工序又可分為一個或若干個安裝、工位、工步和走刀2025/1/7

l．工序一個工人或一組工人，在一個工作地對同一個工件或同時對幾個相同的工件所連續(xù)完成的那一部分工藝內(nèi)容，稱為工序。只要操作者、工作地點或機床、加工對象中的三者之一發(fā)生變動或者加工過程不是連續(xù)完成，就不能劃分成一道工序。同一零件、同樣的加工內(nèi)容也可以安排在不同的工序中完成。2025/1/72．工步一個工序中可能需要加工若干個表面，也可能只加工一個表面，但卻要用若干把不同的刀具輪流加工，或只用一把刀具但卻要在加工表面上切多次，而每次切削所選用的切削用量不全相同。這樣我們就要把一個工序劃分為幾個工步。在同一個工序中，當加工表面、切削刀具和切削用量不變的情況下所完成的那部分工藝過程稱為一個工步。當構(gòu)成工步的任一因素改變后，即成為新的工步2025/1/7

復(fù)合工步實例1—鉆頭2—夾具3—零件4—工具2025/1/73．走刀在一個工步中，如果要切掉的金屬層很厚，則可以分幾次切削，每切削一次，就稱為一次走刀。一個工步可包括一次或幾次走刀。4．安裝零件在加工之前，必須將其正確地安裝在機床上。在一個工序中，零件可能安裝一次，也可能需要安裝幾次，但是應(yīng)盡量減少安裝次數(shù)，以免產(chǎn)生不必要的安裝誤差和增加裝卸零件的輔助時間。5．工位為了減少安裝次數(shù)，常采用轉(zhuǎn)位(移位)夾具、回轉(zhuǎn)或移動工作臺，使零件在一次安裝中先后處于幾個不同的加工位置進行加工。零件在機床上所占據(jù)的每一個加工位置稱為一個工位。2025/1/71—裝卸2—鉆孔3—擴孔4—鉸孔回轉(zhuǎn)工作臺上多工位加工2025/1/7知識模塊3、生產(chǎn)類型及其工藝特征機械加工工藝受到生產(chǎn)類型的影響，生產(chǎn)類型是指產(chǎn)品生產(chǎn)的專業(yè)化程度。企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃稱為生產(chǎn)綱領(lǐng)。計劃期為一年的生產(chǎn)綱領(lǐng)稱為年生產(chǎn)綱領(lǐng)，也稱年生產(chǎn)總量。機械產(chǎn)品中某零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)N

可按下式計算：N=Qn(1+a)(1+b)（9-1）2025/1/7

根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)或生產(chǎn)批量可以劃分出不同的生產(chǎn)類型，它反映了企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化的程度，一般分為3種不同的生產(chǎn)類型：單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)。1、單件生產(chǎn)其特點是生產(chǎn)的產(chǎn)品品種繁多，每種產(chǎn)品僅制造一個或少數(shù)幾個，很少重復(fù)生產(chǎn)。2、成批生產(chǎn)特點是一年中分批次生產(chǎn)相同的零件，生產(chǎn)呈周期性重復(fù)。機床、工程機械、液壓傳動裝置等許多標準通用產(chǎn)品的生產(chǎn)都屬于成批生產(chǎn)。

3、大量生產(chǎn)基本特征是同一產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量很大，通常是在同一工作地長期進行同一種零件的某一道工序的加工，如汽車、拖拉機、軸承等的生產(chǎn)都屬于大量生產(chǎn)。2025/1/7任務(wù)二機械加工工藝過程的擬定知識模塊1、基準的概念1、定義用來確定零件上的點、線、面的位置所依據(jù)的那些點、線、面，稱為基準?；鶞士煞譃樵O(shè)計基準和工藝基準兩大類；工藝基準又可分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準等。2025/1/7

2、設(shè)計基準。設(shè)計基準是在零件圖上用于標注尺寸和表面間相互位置關(guān)系的基準。它是標注設(shè)計尺寸的起點2025/1/7

3、工藝基準在零件加工、測量和裝配過程中所使用的基準叫工藝基準。工藝基準又可分為定位基準、測量基準、裝配基準和工序基準。2025/1/7

圖9-4齒輪定位基準2025/1/7知識模塊2、定位的概念加工時，首先要把零件安放在機床的工作臺或夾具上，使它和刀具之間具有正確的相對位置，這個過程稱為定位。零件定位后，在加工過程中要保持正確的位置不變，才能得到所要求的尺寸精度，因此必須把零件夾住，這就是夾緊。零件從定位到夾緊的整個過程稱為零件的安裝。定位保證零件的位置正確，夾緊保證零件的正確位置不變。正確的安裝是保證零件加工精度的重要條件。零件的安裝可以分為直接找正安裝、劃線找正安裝和用夾具安裝等方法2025/1/7(a)直接找正

(b)劃線找正

找正安裝方法2025/1/7知識模塊3、定位基準的選擇在實際生產(chǎn)的第一道工序中，只能用毛坯表面作定位基準，這種定位基準稱為粗基準，在以后的工序中，用已加工過的表面作為定位基準，這種定位基準稱為精基準。有時，當零件上沒有合適的表面作為定位基準時，就需要在零件上專門加工出定位面，稱為輔助基準，如軸類零件上的中心孔等。2025/1/71、粗基準的選擇選擇粗基準時，主要是保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面的尺寸、位置符合要求。一般要遵循以下原則。A、如果必須保證零件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng)選擇不需要加工的表面作為粗基準。若零件上有多個不加工表面，要選擇其中與加工表面的位置精度要求較高的表面作為粗基準。2025/1/7B、如果必須保證零件某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)以該表面為粗基準。

C、如果零件上所有的表面都需要機械加工，則應(yīng)以加工余量最小的加工表面作粗基準，以保證加工余量最小的表面有足夠的加工余量。D、為了保證零件定位穩(wěn)定、夾緊可靠，盡可能選用面積較大、平整光潔的表面作粗基準。應(yīng)避免使用有飛邊、冒口或其他缺陷的表面作粗基準。E、粗基準一般只能用一次，重復(fù)使用容易導(dǎo)致較大的基準位移誤差。精基準的選擇2025/1/7圖9-6粗基準選擇

圖9-7機床導(dǎo)軌的加工2025/1/72、精基準選擇精基準選擇應(yīng)保證零件的加工精度，一般要遵循以下原則：A、基準重合原則B、基準統(tǒng)一原則C、互為基準原則D、自為基準原則2025/1/73、輔助基準。在精加工過程中，如定位基準面過小，或者基準面和被加工表面位置錯開了一個距離，定位不可靠時，常采用輔助基準。輔助支承和輔助基準雖然都是在加工時起增加零件的剛性的作用，但兩者是有本質(zhì)區(qū)別的。輔助支承僅起支承作用，輔助基準既起支承作用，又起定位作用。2025/1/7任務(wù)三機械加工工藝規(guī)程的擬定知識模塊1、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的內(nèi)容及步驟1．分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖2．對零件圖和裝配圖進行工藝審查3．由產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)研究確定零件生產(chǎn)類型。4．確定毛坯5．擬訂工藝路線6．確定各工序所用機床設(shè)備和工藝裝備（含刀具、夾具、量具、輔具等），對需要改裝或重新設(shè)計的專用工藝裝備要提出設(shè)計任務(wù)書。7．確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。8．確定各工序的技術(shù)要求及檢驗方法。9．確定各工序的切削用量和工時定額。

10．編制工藝文件2025/1/7知識模塊2、零件的工藝分析擬定工藝規(guī)程時，必須分析零件圖以及產(chǎn)品裝配圖，充分了解產(chǎn)品的用途、性能和工作條件，熟悉該零件在產(chǎn)品中的位置和功用，分析對該零件提出的技術(shù)要求，找出技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時采取適當?shù)墓に嚧胧┘右员ＷC2025/1/72、機械零件結(jié)構(gòu)加工工藝性典型實例零件的結(jié)構(gòu)工藝性直接影響著機械加工工藝過程，使用性能相同而結(jié)構(gòu)不同的兩個零件，它們的加工方法和制造成本有較大的差別。在擬定機械零件的工藝規(guī)程時，應(yīng)該充分地研究零件工作圖，對其進行認真分析，審查零件的結(jié)構(gòu)工藝2025/1/7知識模塊3、毛坯的種類及選用（一）毛坯的種類毛坯的種類很多，同一種毛坯又有多種制造方法。機械制造中常用的毛坯有以下幾種。1．鑄件2．鍛件3．型材4．焊接件5．沖壓件6．冷擠壓件7．粉末冶金2025/1/7（二）、毛坯種類的選擇毛坯的種類和制造方法對零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、材料消耗及加工成本都有影響。提高毛坯精度，可減少機械加工的勞動量，提高材料利用率，降低機械加工成本，但毛坯制造成本增加，兩者是相互矛盾的。選擇毛坯應(yīng)綜合考慮下列因素。(1)零件的材料及對零件力學性能的要求2025/1/7(2)零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸(3)生產(chǎn)類型大批大量生產(chǎn)時，應(yīng)選毛坯精度和生產(chǎn)率都高的先進的毛坯制造方法，使毛坯的形狀、尺寸盡量接近零件的形狀、尺寸，以節(jié)約材料，減少機械加工工作量，由此而節(jié)約的費用會遠遠超出毛坯制造所增加的費用，獲得好的經(jīng)濟效益。2025/1/7(4)生產(chǎn)條件選擇毛坯時，應(yīng)考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如現(xiàn)有毛坯的制造水平和設(shè)備情況，外協(xié)的可能性等?？赡軙r，應(yīng)盡可能組織外協(xié)，實現(xiàn)毛坯制造的社會專業(yè)化生產(chǎn)，以獲得好的經(jīng)濟效益。(5)充分考慮利用新工藝、新技術(shù)和新材料隨著毛坯制造專業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展。2025/1/7（三）毛坯尺寸和形狀的確定零件的形狀與尺寸基本上決定了毛坯的形狀和尺寸，二者的關(guān)系是毛坯的尺寸等于零件尺寸加上一個加工余量。1—工藝凸臺2—加工表面3—定位表面圖9-7帶工藝凸臺的零件實例圖9-8連桿體的毛坯2025/1/7知識模塊4工藝路線的擬定1.零件表面加工方法的選擇2.加工階段的劃分零件的加工不可能在一道工序內(nèi)完成所有表面的全部加工內(nèi)容，零件的整個加工工藝過程可以分成以下幾個加工階段(1) 粗加工階段(2) 半精加工階段(3) 精加工階段(4) 光整加工階段(5) 超精密加工階段2025/1/73. 工序的集中與工序分散(1) 工序集中原則每道工序加工的內(nèi)容較多，工藝路線短，零件的加工被最大限度地集中在少數(shù)幾個工序中完成(2)工序分散原則每道工序的加工內(nèi)容很少，工藝路線很長，甚至一道工序只含一個工步。2025/1/74.加工順序的安排在安排加工順序時要滿足以下原則：(1) 基準先行(2)先粗后精

(3)先主后次

(4)先面后孔2025/1/7知識模塊5機械加工工藝文件的編制1、常用的工藝文件有以下幾種：

(1)機械加工工藝過程卡片

(2)機械加工工藝卡

(3)機械加工工序卡片2025/1/72、工藝規(guī)程的作用

（1）工藝規(guī)程是工廠進行生產(chǎn)準備工作的主要依據(jù)（2）工藝規(guī)程是企業(yè)組織生產(chǎn)的指導(dǎo)性文件（3）工藝規(guī)程是新建和擴建機械制造廠（或車間）的重要技術(shù)文件2025/1/7任務(wù)四減速器傳動軸的機械加工工藝過程的編制知識模塊1．軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點

2025/1/71、軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點軸類零件主要用來支承傳動零件、傳遞運動和扭矩。其長度大于直徑，加工表面通常有內(nèi)外圓柱面、圓錐面以及螺紋、花鍵、鍵槽、橫向孔、溝槽等。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀特點，可將軸分為光滑軸、階梯軸、空心軸和異形軸(包括曲軸、凸輪軸、偏心軸和十字軸等)，如圖9-10所示。若按軸的長度和直徑的比例來分，又可分為剛性軸(L/d<15)和撓性軸或細長軸(L/d>15)。2025/1/71典型箱體零件加工工藝分析各種箱體的工藝過程雖然隨著箱體的機構(gòu)、精度要求和生產(chǎn)批量的不同而有較大差異，但亦有共同特點。下面結(jié)合實例來分析一般箱體加工中的共性問題。主軸箱是整體式箱體中結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、要求又高的一種箱體，其加工的難度較大，現(xiàn)以此為例來分析箱體的工藝過程。2025/1/79-14某車床主軸箱簡圖2025/1/72、箱體類零件加工工藝分析A.主要表面加工方法的選擇2025/1/7B.擬定工藝過程的原則(1)先面后孔原則(2)粗精加工分