工艺规程的制订课件.ppt

1、 第四章机械加工第四章机械加工工艺规程工艺规程4.14.1概述概述4.24.2机械加工工艺规程的制定机械加工工艺规程的制定4.34.3零件的工艺分析零件的工艺分析4.44.4毛坯的确定毛坯的确定4.54.5定位基准的选择定位基准的选择4.64.6工艺路线的拟定工艺路线的拟定4.74.7加工余量的确定加工余量的确定4.84.8工序尺寸及公差的确定工序尺寸及公差的确定4.94.9机床及工艺装备的选择机床及工艺装备的选择4.104.10机械加工的生产率机械加工的生产率一、生产过程和工艺规程一、生产过程和工艺规程1.1.生产过程：生产过程：将原材料转变为产品的全过程将原材料转变为产品的全过程2.2.工

2、艺过程：工艺过程：改变生产对象的形状、尺寸、相对位改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能置和性能铸造、锻造、冲压、焊接工艺过程铸造、锻造、冲压、焊接工艺过程热处理工艺过程热处理工艺过程机械加工工艺过程机械加工工艺过程装配工艺过程装配工艺过程第一节、机械加工概述第一节、机械加工概述二、工艺过程的组成二、工艺过程的组成1.1.工序工序 工人、工作地、工件、连续完成工人、工作地、工件、连续完成 单件小批单件小批 大批大量大批大量二、工艺过程的组成二、工艺过程的组成1.1.工序工序 工人工人 工作地工作地 工件工件 连续完连续完成成工序号工序号工序内容工序内容设备设备1车车端面，打中心孔端面，打中心

3、孔车床车床2车两车两外圆及倒角外圆及倒角车床车床3铣铣键槽，去毛刺键槽，去毛刺铣床铣床单件小批生产的工艺过程单件小批生产的工艺过程大批量生产的工艺过程大批量生产的工艺过程工序号工序号工序内容工序内容设备设备1铣端面，打中心孔铣端面，打中心孔铣端面打中心孔机床铣端面打中心孔机床2车车大外圆及倒角大外圆及倒角车床车床3车小外圆及倒角车小外圆及倒角车床车床4铣键槽铣键槽铣床铣床5去毛刺去毛刺钳工台钳工台2.2.安装安装 一道工序中经一次装夹后完成的工序内容一道工序中经一次装夹后完成的工序内容3.3.工位工位 在机床上占据每一个位置所完成的加工在机床上占据每一个位置所完成的加工4.4.工步工步 加工表

4、面、刀具和切削速度和进给量均不变加工表面、刀具和切削速度和进给量均不变5.5.走刀走刀 刀具在加工表面上切削一次所完成的内容刀具在加工表面上切削一次所完成的内容a）钻孔、扩孔复合工步 b）立轴转塔车床的一个复合工步图 复合工步工序、安装、工位、工步和走刀之间的关系如下：工序、安装、工位、工步和走刀之间的关系如下：n 生产类型生产类型 产品生产的专业化程度，按产品年生产纲领划分。产品生产的专业化程度，按产品年生产纲领划分。生产纲领生产纲领 N=Qn(1+a)(1+b)N=Qn(1+a)(1+b)式中式中 QQ产品的年产量；产品的年产量；nn单台产品中该零件的数量；单台产品中该零件的数量；aa废品

5、率，以百分数计；废品率，以百分数计；bb备品率，以百分数计。备品率，以百分数计。生产类型：生产类型：生产纲领、产品本身的大小、结构复杂性生产纲领、产品本身的大小、结构复杂性l单件生产单件生产：种类多、数量少、加工对象经常变换种类多、数量少、加工对象经常变换l成批生产：成批生产：l大量生产大量生产：种类少、数量多、加工对象不变换种类少、数量多、加工对象不变换生产类型生产类型零件年产量零件年产量重型零件重型零件中型零件中型零件轻型零件轻型零件单件生产单件生产510100成成批批生生产产小批小批51010200100500中批中批1003002005005005000大批大批300100050050

6、00500050000大量生产大量生产1000500050000表表1-2 1-2 加工零件的生产类型加工零件的生产类型表表1-4 1-4 各种生产类型工艺过程的重要特点各种生产类型工艺过程的重要特点 类型类型特点特点单件生产单件生产成批生产成批生产大量生产大量生产加工对象加工对象经常变换经常变换周期性变换周期性变换固定不变固定不变毛坯毛坯木模造型、自由锻木模造型、自由锻金属模造型、模锻金属模造型、模锻金属模机器造型、模锻金属模机器造型、模锻机床设备机床设备通用设备、数控设备通用设备、数控设备通用、专门及部分专用设备通用、专门及部分专用设备专用、自动设备及专用、自动设备及 自动线自动线机床布局

7、机床布局按机群式布置按机群式布置按零件类别、按工段排列按零件类别、按工段排列按流水线或自动线排列按流水线或自动线排列夹具夹具通用或组合夹具通用或组合夹具专用夹具专用夹具高效率的专用夹具高效率的专用夹具刀具量具刀具量具通用刀具和量具通用刀具和量具专用或通用刀具量具专用或通用刀具量具专用刀具量具、自动测量专用刀具量具、自动测量装配方法装配方法零件不互换，钳工修配零件不互换，钳工修配多数互换，部分试配或修配多数互换，部分试配或修配全部呼唤或分组互换全部呼唤或分组互换生产周期生产周期不一定不一定周期重复周期重复长时间连续生产长时间连续生产生产率生产率低，用数控机床可提高低，用数控机床可提高中等中等高高

8、成本成本高高中等中等低低工人技术工人技术高高中等中等一般一般工艺文件工艺文件简单简单比较详细比较详细详细编制详细编制第二节第二节 机械加工工艺规程的制订机械加工工艺规程的制订一、机械加工艺规程的作用一、机械加工艺规程的作用 (1)是指导生产的重要技术文件是指导生产的重要技术文件 (2)是生产组织和生产准备工作的依据是生产组织和生产准备工作的依据 (3)是新建和扩建工厂是新建和扩建工厂(车间车间)的技术依据的技术依据二、工艺规程制订的原则二、工艺规程制订的原则 (1)技术上的先进性技术上的先进性 (2)经济上的合理性经济上的合理性 (3)良好的劳动条件及避免环境污染良好的劳动条件及避免环境污染三

9、、制订工艺规程的原始资料三、制订工艺规程的原始资料四、制订工艺规程的步骤四、制订工艺规程的步骤 五、工艺文件的格式五、工艺文件的格式 1.综合工艺过程卡片综合工艺过程卡片 2.机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片 3.机械加工工序卡片机械加工工序卡片第三节第三节 零件的工艺分析零件的工艺分析一、零件的技术要求分析一、零件的技术要求分析 图样上的技术要求，既要满足设计要求，又图样上的技术要求，既要满足设计要求，又要便于加工，而且齐全和合理。要便于加工，而且齐全和合理。(1)加工表面的尺寸精度、形状精度和表面质量加工表面的尺寸精度、形状精度和表面质量:(2)各加工表面之间的相互位置精度各加工表面之间的

10、相互位置精度:(3)工件的热处理和其他要求，如动平衡、镀铬工件的热处理和其他要求，如动平衡、镀铬处理、末注圆角、去毛刺等。处理、末注圆角、去毛刺等。二、零件的结构工艺性分析二、零件的结构工艺性分析1.结构工艺性概念结构工艺性概念结构工艺性：在满足使用要求的前提下，制造该结构工艺性：在满足使用要求的前提下，制造该零件的可行性和经济性。零件的可行性和经济性。结构工艺性好：在现有工艺条件下，既能方便制结构工艺性好：在现有工艺条件下，既能方便制造又有较低的制造成本。造又有较低的制造成本。2.零件的结构工艺性零件的结构工艺性一、常用毛坯的种类一、常用毛坯的种类1.铸件铸件 形状复杂零件形状复杂零件2.锻

11、件锻件 强度高的钢件强度高的钢件3.型材型材 圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢等圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢等4.焊接件焊接件 制造简单、周期短、省材；抗振性差，变制造简单、周期短、省材；抗振性差，变形大，需时效处理后才能机械加工。形大，需时效处理后才能机械加工。第四节第四节 毛坯的选择毛坯的选择木模手工造型木模手工造型金属模机器造型金属模机器造型特种铸造特种铸造自由锻自由锻模锻件模锻件表 各类毛坯的特点及适用范围 毛坯种类毛坯种类制造精度制造精度（IT）加工加工余量余量原原 材材 料料工件尺寸工件尺寸工件工件形状形状机械性能机械性能适用生产适用生产类型类型型 材型材焊接件砂型铸造

12、自由锻造普通模锻钢模铸造精密锻造压力铸造熔模铸造冲压件粉末冶金件工程塑料件 13级以下级以下13级以下级以下1115101281181171081079 911大大一般一般大大大大一般一般较小较小较小较小小小很小很小小小很小很小 较小较小各种材料各种材料钢钢 材材铸铁铸铁,铸钢铸钢,青铜青铜钢材为主钢材为主钢钢,锻铝锻铝,铜等铜等铸铝为主铸铝为主钢材钢材,锻铝等锻铝等铸铁铸铁,铸钢铸钢,青铜青铜铸铁铸铁,铸钢铸钢,青铜青铜钢钢铁铁,铜铜,铝基材料铝基材料工程塑料工程塑料小小 型型大、中型大、中型各种尺寸各种尺寸各种尺寸各种尺寸中、小型中、小型中、小型中、小型小小 型型中、小型中、小型小型为主小

13、型为主各种尺寸各种尺寸中、小尺寸中、小尺寸 中、小尺寸中、小尺寸简简 单单较复杂较复杂复复 杂杂较简单较简单一一 般般较复杂较复杂较复杂较复杂复复 杂杂复复 杂杂复复 杂杂较复杂较复杂复杂复杂较好较好有内应力有内应力差差好好好好较好较好较好较好较好较好较好较好好好一般一般 一般一般各种类型各种类型单单 件件单件小批单件小批单件小批单件小批中、大批量中、大批量中、大批量中、大批量大大 批批 量量中、大批量中、大批量中、大批量中、大批量大大 批批 量量中、大批量中、大批量 中、大批量中、大批量二、毛坯形状和尺寸的确定二、毛坯形状和尺寸的确定1.工艺搭子的设置工艺搭子的设置2.整体毛坯的采用整体毛坯

14、的采用3.合件毛坯的采用合件毛坯的采用图图4-3 工艺搭子工艺搭子图图4-4 连杆整体毛坯连杆整体毛坯图图4-5 扁螺母整体毛坯及加工扁螺母整体毛坯及加工图图 锻件毛坯图锻件毛坯图 三、毛坯种类选择中应注意的问题三、毛坯种类选择中应注意的问题1.零件材料及其力学性能零件材料及其力学性能2.零件的结构形状与外形尺寸零件的结构形状与外形尺寸3.生产类型生产类型4.现有生产条件现有生产条件5.充分考虑利用新工艺、新技术和新材料充分考虑利用新工艺、新技术和新材料一、基准分类一、基准分类 1.1.设计基准设计基准第五节第五节 定位基准的选择定位基准的选择2.工艺基准工艺基准 工序基准工序基准 定位基准定

15、位基准粗基准粗基准精基准精基准附加基准附加基准 测量基准测量基准 装配基准装配基准设计基准设计基准工序基准工序基准定位基准定位基准测量基准测量基准基准分类归纳如下：基准分类归纳如下：基基 准准设计基准设计基准工艺基准工艺基准工序基准工序基准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准粗基准粗基准精基准精基准辅加基准辅加基准二、精基准的选择二、精基准的选择 主要应保证主要应保证加工精度加工精度和和装夹方便装夹方便一般应遵循以下原则：一般应遵循以下原则：1.1.基准重合原则基准重合原则 设计设计(工序工序)与定位与定位 2.2.基准统一原则基准统一原则 各工序的基准相同各工序的基准相同 3.3

16、.互为基准原则互为基准原则 两表面位置精度高两表面位置精度高 4.4.自为基准原则自为基准原则 加工余量小而均匀加工余量小而均匀 5.5.便于装夹原则便于装夹原则 定位准确可靠定位准确可靠三、粗基准的选择三、粗基准的选择 在保证得到所选在保证得到所选精基准精基准的前提下确定的前提下确定粗基准粗基准一般应遵循以下原则：一般应遵循以下原则：1.1.选择不加工面为粗基准选择不加工面为粗基准 2.2.合理分配加工余量的原则合理分配加工余量的原则 3.3.便于工件装夹原则便于工件装夹原则 4.4.同方向上粗基准不得重复使用同方向上粗基准不得重复使用一、表面加工方案的选择一、表面加工方案的选择1.各种加工

17、方法所能达到的各种加工方法所能达到的经济精度及表面粗糙度经济精度及表面粗糙度2.选择表面加工方案时考虑的因素选择表面加工方案时考虑的因素(1)选择能获得相应经济精度的加工方法选择能获得相应经济精度的加工方法(2)零件材料的可加工性能零件材料的可加工性能(3)工件的结构形状和尺寸大小工件的结构形状和尺寸大小(4)生产类型生产类型(5)现有生产条件现有生产条件 第六节第六节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定二、加工阶段的划分二、加工阶段的划分1.划分方法划分方法(1)粗加工阶段粗加工阶段(2)半精加工阶段半精加工阶段(3)精加工阶段精加工阶段(4)光整加工阶段光整加工阶段 2.划分加工阶段的原因划分加

18、工阶段的原因(1)保证加工质量的需要保证加工质量的需要(2)合理使用机床设备的需要合理使用机床设备的需要(3)及时发现毛坯缺陷及时发现毛坯缺陷(4)便于安排热处理便于安排热处理三、三、工序的划分工序的划分1.工序集中工序集中2.工序分散工序分散四、工序顺序的安排四、工序顺序的安排1.机械加工工序的安排机械加工工序的安排(1)基准先行基准先行 (2)先粗后精先粗后精(3)先主后次先主后次 (4)先面后孔先面后孔 优点：优点：(1)有利于保证工件各加工面之间的位置精度；有利于保证工件各加工面之间的位置精度；(2)有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间，有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间，减少工

19、件搬运次数；减少工件搬运次数；(3)可减小生产面积，并有利于管理。可减小生产面积，并有利于管理。优点：设备和工艺装备相对简单，调整优点：设备和工艺装备相对简单，调整、对刀比较容易，对操作工人技术水平要求不高、对刀比较容易，对操作工人技术水平要求不高 2.热处理工序的安排热处理工序的安排(1)预备热处理预备热处理v 正火、退火正火、退火 v 调质调质 v 时效处理时效处理(2)最终热处理最终热处理v淬火淬火 v渗碳淬火渗碳淬火v渗氮处理渗氮处理3.检验工序的安排检验工序的安排4.其他工序的安排其他工序的安排 1)表面强化工序表面强化工序 2)表面处理工序表面处理工序 3)探伤工序探伤工序 4)平

20、衡工序平衡工序 一、加工余量的概念一、加工余量的概念1.工序余量工序余量第七节加工余量的确定第七节加工余量的确定2.加工总余量加工总余量图图4-16 加工余量及公差加工余量及公差(a)被包容面加工余量及公差被包容面加工余量及公差(b)包容面加工余量及公差包容面加工余量及公差niiZZ103.最大余量、最小余量和工序余量公差最大余量、最小余量和工序余量公差lZbmin=Z-TalZbmax=Z+TblTz=Zbmax+Zbmin=Ta+Tb Zbmax-最大工序余量最大工序余量;Zbmin-最小工序余量最小工序余量;Ta-前道工序尺寸的公差前道工序尺寸的公差;Tb-本工序尺寸的公差本工序尺寸的公

21、差;Tz-本工序的余量公差。本工序的余量公差。按按“入体原则入体原则”标注标注二、加工余量的确定二、加工余量的确定原则原则:保证加工质量的前提下，加工余量越小越好。保证加工质量的前提下，加工余量越小越好。1.确定加工余量应考虑的因素确定加工余量应考虑的因素 (1)前工序的前工序的尺寸公差尺寸公差 (2)前工序的前工序的形状和位置公差形状和位置公差 (3)前工序的前工序的表面粗糙度和表面缺陷表面粗糙度和表面缺陷 (4)本工序的本工序的安装误差安装误差2.确定加工余量的方法确定加工余量的方法 (1)分析计算法分析计算法 (2)经验估算法经验估算法 (3)查表修正法查表修正法 一、基准重合时工序尺寸

22、及公差的确定一、基准重合时工序尺寸及公差的确定（查表法）（查表法）设计要求：设计要求：100H7（+0.035）,Ra0.8m，材料，材料HT200其工艺路线为：粗镗其工艺路线为：粗镗半精镗半精镗精镗精镗精密镗精密镗第八节第八节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定9292+2.597-5=92 1T17（H17）8毛坯孔毛坯孔 9797+0.3599.4-2.4=97 1T12（H12）5粗镗孔粗镗孔 99.499.4+0.1499.9-0.5=99.4 1T10（H10）2.4半精镗孔半精镗孔 99.999.9+0.045100-0.1=99.9 1T8（H8）0.5精镗孔精镗孔

23、100100+0.0351001T7（H7）2Zb 0.1浮动镗孔浮动镗孔 工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差 工序基本尺寸工序基本尺寸 工序经济精度工序经济精度 工序余量工序余量 工序名称工序名称 工序尺寸及其偏差工序尺寸及其偏差0000-1二、基准不重合时工序尺寸及其公差的确定二、基准不重合时工序尺寸及其公差的确定1.工艺尺寸链的概念工艺尺寸链的概念v定义定义v组成组成 图图4-18 阶台零件的尺寸联系阶台零件的尺寸联系图图4-17 定位套的尺寸联系定位套的尺寸联系图图 增环、减环的判断增环、减环的判断建立步骤建立步骤l确定封闭环确定封闭环l查找组成环查找组成环 l按照各组成环对封闭环的影响，确

24、定其为增环或按照各组成环对封闭环的影响，确定其为增环或减环减环 特征特征l 关联性关联性 l 封闭性封闭性封闭环的极限尺寸封闭环的极限尺寸封闭环的极限偏差封闭环的极限偏差封闭环的公差封闭环的公差T02.工艺尺寸链的计算工艺尺寸链的计算 封闭环的基本尺寸封闭环的基本尺寸1110nmijmiiAAA11max1minmin011min1maxmax0nmijmiinmijmiiAAAAAAinmjjmiiAEIAESAES110)()()(inmjjmiiAESAEIAEI110)()()(niiTAEIAEST1000)()(封闭环的竖式验算封闭环的竖式验算3.计算形式计算形式 正计算正计算:已

25、知组成环已知组成环求封闭环求封闭环。计算结果唯一。计算结果唯一。常用于产品设计的校验。常用于产品设计的校验。反计算反计算:已知封闭环已知封闭环求各组成环求各组成环。需将封闭环的公差值合理地分配给各组成环。常用需将封闭环的公差值合理地分配给各组成环。常用于产品设计。于产品设计。中间计算中间计算:已知封闭环和部分组成环已知封闭环和部分组成环求某一组成环求某一组成环。应用最广，常用加工中基准不重合时计算工序尺寸。应用最广，常用加工中基准不重合时计算工序尺寸。4.工艺尺寸链的应用工艺尺寸链的应用测量基准与设计基准不重合时测量基准与设计基准不重合时定位基准与设计基准不重合时定位基准与设计基准不重合时图图

26、 测量尺寸的换算测量尺寸的换算图图 定位基准与设计基准不重合的尺寸换算定位基准与设计基准不重合的尺寸换算中间工序的工序尺寸及其公差的求解计算中间工序的工序尺寸及其公差的求解计算图图 加工内孔键槽的工艺尺寸链加工内孔键槽的工艺尺寸链 图图 保证渗碳层深度的尺寸换算保证渗碳层深度的尺寸换算(a)渗碳渗碳 (b)磨外圆磨外圆 (c)尺寸链尺寸链保证应有渗碳或渗氮层深度时保证应有渗碳或渗氮层深度时一、机床的选择一、机床的选择 应考虑下述问题应考虑下述问题:1.所选择的机床应与加工零件相适应所选择的机床应与加工零件相适应 精度精度技术要求技术要求;主要规格尺寸主要规格尺寸零件外轮廓尺寸零件外轮廓尺寸;生

27、产率生产率生产纲领。生产纲领。2.生产现场的实际情况生产现场的实际情况3.生产工艺技术的发展生产工艺技术的发展第九节机床与工艺装备的选择第九节机床与工艺装备的选择二、工艺装备的选择二、工艺装备的选择1.夹具的选择夹具的选择 单件小批单件小批通用通用;大批大量大批大量专用。专用。精度应与零件的加工精度相适应。精度应与零件的加工精度相适应。2.刀具的选择刀具的选择考虑考虑：加工方法、加工尺寸、材料、精度和表面粗糙：加工方法、加工尺寸、材料、精度和表面粗糙度、生产率及经济性等。度、生产率及经济性等。尽可能用标准，必要时可采用复合和专用刀具。尽可能用标准，必要时可采用复合和专用刀具。3.量具的选择量具

28、的选择考虑考虑：检验精度和生产类型，精度须与加工精度适应。：检验精度和生产类型，精度须与加工精度适应。一、时间定额一、时间定额1.概念概念 一定条件下，规定一定条件下，规定生产一件产品生产一件产品或或完成一道工序完成一道工序需需消耗的消耗的时间时间。意义：安排作业计划、核算生产成本、确定设备数意义：安排作业计划、核算生产成本、确定设备数量、人员编制及规划生产面积的依据。量、人员编制及规划生产面积的依据。2.组成组成(1)基本时间基本时间Tm (2)辅助时间辅助时间Ta第十节机械加工的生产率第十节机械加工的生产率作业时间作业时间(3)布置工作地时间布置工作地时间Ts 按作业时间的按作业时间的2%

29、7%估算。估算。(4)休息与生理需要时间休息与生理需要时间Tr(5)准备与终结时间准备与终结时间Te单件和成批生产单件时间单件和成批生产单件时间Tt Tt=Tm+Ta+Ts+Tr+Te/n大批大量生产单件时间大批大量生产单件时间Tt Tt=Tm+Ta+Ts+Tr二、提高机械加工生产率的途径二、提高机械加工生产率的途径 1.缩短基本时间缩短基本时间(1)提高切削用量提高切削用量(2)采用多刀同时切削采用多刀同时切削(3)多件加工多件加工(4)减少加工余量减少加工余量 图图4-24多件加工多件加工图图4-23多把刀具同时加工几个表面多把刀具同时加工几个表面2.缩短辅助时间缩短辅助时间(1)直接缩减

30、辅助时间直接缩减辅助时间(2)间接缩短辅助时间间接缩短辅助时间 3.缩短布置工作地时间缩短布置工作地时间 4.缩短准备与终结时间缩短准备与终结时间图图4-25双工位夹具双工位夹具1，2-工件工件:3-双工位夹具双工位夹具v3.8.3机械加工技术经济分析的方法v(1)工艺成本的组成v1)可变费用v2)不变费用v(2)工艺成本的计算v1)零件的全年工艺成本v2)零件的单件工艺成本v3.8.4不同工艺方案的经济性分析v(1)工艺方案的基本投资相近或在采用现有设备的条件下图3.17 全年工艺成本 v(2)当两种工艺方案的基本投资相差较大时图3.18 单件工艺成本 图3.19 两种工艺方案 图3.20

31、两种工艺方案单件工艺成本的比较图3.21图3.22图3.23 图3.24 n 可提高生产率和保证被加工表面间的相互位置精度。可提高生产率和保证被加工表面间的相互位置精度。图图 工艺搭子工艺搭子设计基准设计基准定位基准定位基准1A22AA3A12AA若要满足加工精度必须有：若要满足加工精度必须有：1A1A 工艺规程设计工艺规程设计称为基准不重合误差（称为基准不重合误差（）jb 图图 用不需加工的外圆作粗基准用不需加工的外圆作粗基准图图 用需加工的内孔作粗基准用需加工的内孔作粗基准图图 以不加工表面为粗基准以不加工表面为粗基准粗基准的选择粗基准的选择图图 阶梯轴的加工阶梯轴的加工图图 上工序留下的尺寸误差上工序留下的尺寸误差图图 加工表面的粗糙度与缺陷层加工表面的粗糙度与缺陷层 1缺陷层；缺陷层；2正常组织正常组织图图 三爪卡盘上的装夹误差三爪卡盘上的装夹误差