建筑工程类第2章工艺规程制订(课堂讲义)

1、第二章第二章 工艺规程的制定工艺规程的制定 一、生产过程和生产系统一、生产过程和生产系统 1.生产过程生产过程 生产过程是指产品由原材料到成品之间的各个相互联系的 劳动过程的总和。 包括原材料的运输与管理、生产的准备工作、毛坯的制定、 零件的加工，部件和产品的装配、检验、油漆和包装等。 2.1 基本概念基本概念 生产过程特征要求生产过程特征要求 不同产品的生产过程大不一样，同一产品在不同厂家生不同产品的生产过程大不一样，同一产品在不同厂家生 产其生产过程也各有特点，不完全一样。产其生产过程也各有特点，不完全一样。虽然各个厂家的生虽然各个厂家的生 产过程各不一样，但有一点是共同的：产过程各不一样

2、，但有一点是共同的：就是在满足生产质量就是在满足生产质量 前提下，使生产效率最高，生产费用最低。前提下，使生产效率最高，生产费用最低。 实现优质、高效、低成本的有效措施实现优质、高效、低成本的有效措施 采用多个工厂联合协作，有利于组织专业化的生产，有利采用多个工厂联合协作，有利于组织专业化的生产，有利 于达到这一目的。一个工厂的生产过程是为了便于组织生产于达到这一目的。一个工厂的生产过程是为了便于组织生产 和管理，常分为各个车间或分厂的生产过程。一个车间或分和管理，常分为各个车间或分厂的生产过程。一个车间或分 厂生产成品，往往又是其它车间或分厂车间的原材料。厂生产成品，往往又是其它车间或分厂车

3、间的原材料。 2 2、系统及其属性、系统及其属性 系统：系统：根据其构成单元和功能的不同有多种不同的定义，根据其构成单元和功能的不同有多种不同的定义， 较普遍的定义是：较普遍的定义是：系统只由两个或两个以上相互依赖、相互作系统只由两个或两个以上相互依赖、相互作 用、共同配合实现预定功能的各单元组成的有机集合体。用、共同配合实现预定功能的各单元组成的有机集合体。如生如生 态系统、水利系统、铁路运输系统，一台机器、一套化工设备、态系统、水利系统、铁路运输系统，一台机器、一套化工设备、 一个工厂都可看成是一个系统。一个工厂都可看成是一个系统。 如：铸造和锻造车间的成品就是机械加工车间的如：铸造和锻造

4、车间的成品就是机械加工车间的 毛坯毛坯；机械加工车间的成品，又是装配车间的；机械加工车间的成品，又是装配车间的原材料原材料 。 系统具有如下属性（基本特征）系统具有如下属性（基本特征） 集合性集合性 关联性关联性 目的性目的性 环境适应性环境适应性 集合性：集合性：系统是由若干个要素组成，系统是由若干个要素组成，单元既可以是实体，单元既可以是实体， 也可以是要概念（信息），可以是天然的；也可以是人工的（机也可以是要概念（信息），可以是天然的；也可以是人工的（机 床、夹具等）。床、夹具等）。 系统中各要素不是简单地相加，只有各要素构成系统中各要素不是简单地相加，只有各要素构成 有机整体时系统才具

5、备其功能。有机整体时系统才具备其功能。 一个系统，即使各要素都很优良，一个系统，即使各要素都很优良， 如果整体性耐差，不成为一个好系统。如果整体性耐差，不成为一个好系统。 反之，一些不算很理想的反之，一些不算很理想的 要素，如果综合得好，可成为具有优良性能的系统。要素，如果综合得好，可成为具有优良性能的系统。 关联性：关联性：各个单元要素集合在一起构成的是一个各个单元要素集合在一起构成的是一个“群群 体体”或或“整体整体”。 要使这一要使这一“群体群体”成为系统，各单元要素间必然存在相成为系统，各单元要素间必然存在相 互联系或相互影响。它们的关系可以是物理关系、逻辑关系互联系或相互影响。它们的

6、关系可以是物理关系、逻辑关系 或法定关系（如社会中上、下级关系）。可表现为某个单元或法定关系（如社会中上、下级关系）。可表现为某个单元 从另一个单元接受输入，而其输出又往往是别的单元输入。从另一个单元接受输入，而其输出又往往是别的单元输入。 如：汽车系统中，发动机如：汽车系统中，发动机变速箱变速箱传动轴传动轴后桥叉速后桥叉速 器器行走轮胎。行走轮胎。 目的性：目的性：为达到一定的目的，系统都具有一定的功能。为达到一定的目的，系统都具有一定的功能。 如：如：电力系统：电力系统：目的是向用户供电，它必须具有将其它形目的是向用户供电，它必须具有将其它形 式的能转化为电能式的能转化为电能 、功能。、功

7、能。 制造系统：制造系统：目的是向社会提供产品或设备，它应具有目的是向社会提供产品或设备，它应具有 特材料制成各种零件，并装配成产品的功能。特材料制成各种零件，并装配成产品的功能。 测试系统：测试系统：它通过许多传感器，电器元件、存储器、它通过许多传感器，电器元件、存储器、 芯片及电缆导线组成，其目的是对信号进行采集、存贮、分析芯片及电缆导线组成，其目的是对信号进行采集、存贮、分析 和处理。和处理。 环境适应性：环境适应性：任何系统都有一定的边界和环境，与任何系统都有一定的边界和环境，与 外部环境有一定的联系和相互作用。外部环境有一定的联系和相互作用。外部环境的变化与系统外部环境的变化与系统

8、是相互影响的，它们之间随时进行着物质、能量、信息的交是相互影响的，它们之间随时进行着物质、能量、信息的交 换。如机械加工系统受周围环境的影响。换。如机械加工系统受周围环境的影响。 若系统能找出一种办法进行自我控制，即便外部环境发若系统能找出一种办法进行自我控制，即便外部环境发 生了变化，也能始终保持最优状态的系统。这样，系统具有生了变化，也能始终保持最优状态的系统。这样，系统具有 环境适应性。如：闭环、半闭环制造系统。环境适应性。如：闭环、半闭环制造系统。 首先来看生产系统的两个子系统，机械加工工艺系统和机首先来看生产系统的两个子系统，机械加工工艺系统和机 械制造系统。械制造系统。 3 3、

9、生产系统生产系统 它们彼此关联，相互影响，满足特定加工要求的系统。它们彼此关联，相互影响，满足特定加工要求的系统。 机械加工工艺系统的组成机械加工工艺系统的组成 （1）机械加工工艺系统）机械加工工艺系统 金属切削机床金属切削机床 刀具刀具 夹具夹具 工件工件 该系统的目的：该系统的目的：是在特定的生产条件下，适应环境的要是在特定的生产条件下，适应环境的要 求，各要素间相互关联，相互影响，在保证质量和产量前提下，求，各要素间相互关联，相互影响，在保证质量和产量前提下， 采用合理的工艺过程，降低该工艺的加工成本。采用合理的工艺过程，降低该工艺的加工成本。 要求：要求：从机床、刀具、夹具、工件四个要

10、素的整体出从机床、刀具、夹具、工件四个要素的整体出 发，综合分析、研究各种有关问题，实现系统的最佳化方案。发，综合分析、研究各种有关问题，实现系统的最佳化方案。 机械加工工机械加工工 艺系统中的流艺系统中的流 物质流物质流 能量流能量流 信息流信息流 如坯料在各工序间流动如坯料在各工序间流动 加工中机床要耗费电力资源加工中机床要耗费电力资源 控制着系统中物质要素的动控制着系统中物质要素的动 作和流动的工艺文件和数控作和流动的工艺文件和数控 程序。程序。 机械加工工艺系统中，坯料经一工序加工，检验后，然后机械加工工艺系统中，坯料经一工序加工，检验后，然后 作为本工序加工完成的零件输到下一工序。这

11、样一来，系统中作为本工序加工完成的零件输到下一工序。这样一来，系统中 存在物质的流动，我们称之为存在物质的流动，我们称之为“物质流物质流”，同时在加工中，机，同时在加工中，机 床要耗费电力资源，也就是说系统中存在着床要耗费电力资源，也就是说系统中存在着“能量流能量流”。另外，。另外， 当今电子计算机和自动控制等技术广泛深入到机械加工领域中，当今电子计算机和自动控制等技术广泛深入到机械加工领域中， 如工艺文件通过数控程序和适应性控制模型控制着系统中物质如工艺文件通过数控程序和适应性控制模型控制着系统中物质 要素的动作和流动。这种要素我的称之为要素的动作和流动。这种要素我的称之为信息流信息流。 一

12、个工序一个工序 很优秀，并不一定能获得零件最低加工成本。必须全盘考虑组很优秀，并不一定能获得零件最低加工成本。必须全盘考虑组 成零件加工的各道加工工序，才能实现零件加工的最佳化。这成零件加工的各道加工工序，才能实现零件加工的最佳化。这 样综合的结果就是机械制造系统。样综合的结果就是机械制造系统。 （2 2）机械制造系统机械制造系统 机械制造系统是以机械制造系统是以整个机械加工车间整个机械加工车间为更高一级的系统为更高一级的系统 来考虑问题，来考虑问题，其整体目的是使该车间能最有效地全面完成全其整体目的是使该车间能最有效地全面完成全 部零件的机械加工任务。部零件的机械加工任务。它由各机械加工工艺

13、系统要素组成。它由各机械加工工艺系统要素组成。 其中信息流除机械加工工艺系统中工艺参数信息外，还其中信息流除机械加工工艺系统中工艺参数信息外，还 有计划、调度、管理等方面的信息。有计划、调度、管理等方面的信息。 生产系统是以生产系统是以整个制造工厂整个制造工厂为整体来看待的。工厂是社为整体来看待的。工厂是社 会生产的基层单位，在工厂进行的所有生产活动的总和就构会生产的基层单位，在工厂进行的所有生产活动的总和就构 成了一个典型的具有输入和输出的生产系统。成了一个典型的具有输入和输出的生产系统。 工厂（企业）是一个复杂的非线性大动力学系统，为了工厂（企业）是一个复杂的非线性大动力学系统，为了 有效

14、地经营并获得最高的经济效益，就不仅要把原材料，毛有效地经营并获得最高的经济效益，就不仅要把原材料，毛 坯制造、机械加工、热处理、装配油漆、试车、运输和保管坯制造、机械加工、热处理、装配油漆、试车、运输和保管 等属于等属于物质物质范畴的要素进行考虑，而且还必须把技术情报，范畴的要素进行考虑，而且还必须把技术情报， 经营管理，劳动力调配，市场动态等信息作为影响系统效果经营管理，劳动力调配，市场动态等信息作为影响系统效果 的要素来考虑。的要素来考虑。 （3 3）生产系统生产系统 采购部门采购部门 销售部门销售部门 供应商供应商 客户客户 采购采购 生产生产 销售销售 仓库仓库 销售订单销售订单 产品

15、产品 仓库仓库 采购订单采购订单生产派工单生产派工单 资源资源 设备设备人员人员 信息流过程信息流过程 资金流过程资金流过程 资金资金 支出支出 收入收入 物流过程物流过程 劳务流劳务流 能量流能量流 生产系统除物质流，能量流和信息流外，还包含劳务流生产系统除物质流，能量流和信息流外，还包含劳务流 和资金流，在工厂内部动态地流动。和资金流，在工厂内部动态地流动。 资金流资金流 物流 物流带动资金流 信息流指挥物流信息流指挥物流 初步设计初步设计 数字化预装配数字化预装配 详细设计详细设计 工装工装CAD CAPP NC 工工艺艺CAPP NC 用户需求用户需求 使用维护反馈信息使用维护反馈信息

16、 方案设计方案设计 设计、工艺设计、工艺 初步设计初步设计 数字化预装配数字化预装配 详细设计详细设计 工装工装CAD CAPP NC 工工艺艺CAPP NC 用户需求用户需求 使用维护反馈信息使用维护反馈信息 方案设计方案设计 设计、工艺设计、工艺 由此可见，生产系统是包含制造系统更高一级的系统，由此可见，生产系统是包含制造系统更高一级的系统， 制造系统是生产系统中比较重要的子系统。制造系统是生产系统中比较重要的子系统。 我们之所以要来分析系统的概念，就是要用系统工程技我们之所以要来分析系统的概念，就是要用系统工程技 术的观点来分析所研究的系统及其组成，术的观点来分析所研究的系统及其组成，树

17、立树立局部局部服从服从 整体整体，整体整体融于融于局部局部的观点，的观点，以实现整个生产系统的以实现整个生产系统的 最佳化。最佳化。 1.工艺过程工艺过程 生产过程包含了生产过程包含了工艺过程和辅助过程工艺过程和辅助过程: 工艺过程：直接改变工件形状、尺寸、位置、性质工艺过程：直接改变工件形状、尺寸、位置、性质; 辅助过程：运输、保管、刃磨、设备维护等。辅助过程：运输、保管、刃磨、设备维护等。 工艺过程工艺过程：生产过程中，按一定顺序逐渐改变生产对象的：生产过程中，按一定顺序逐渐改变生产对象的 形状（铸造、锻造等）、尺寸（机械加工）、位置（装配）和形状（铸造、锻造等）、尺寸（机械加工）、位置（

18、装配）和 性质（热处理），使其成为预期产品的主要过程；或者与原材性质（热处理），使其成为预期产品的主要过程；或者与原材 料变为成品直接有关的过程。可具体的分为铸造、锻造、冲压、料变为成品直接有关的过程。可具体的分为铸造、锻造、冲压、 焊接、机械加工、热处理、电镀、装配等工艺过程。焊接、机械加工、热处理、电镀、装配等工艺过程。 本课程主要是研究机械加工工艺过程中的系列问题。本课程主要是研究机械加工工艺过程中的系列问题。 二、工艺过程和工艺规程二、工艺过程和工艺规程 同一零件（产品）可以采用不同的加工过程，零件依次通同一零件（产品）可以采用不同的加工过程，零件依次通 过的全部加工过程称之工艺路线或

19、工艺流程；它是制定工艺过过的全部加工过程称之工艺路线或工艺流程；它是制定工艺过 程和进行车间分工的重要依据。程和进行车间分工的重要依据。 工艺规程：工艺规程：技术人员根据工件要求、设备条件和工人技术技术人员根据工件要求、设备条件和工人技术 情况等，确定采用的工艺过程，并将其写成工艺文件。情况等，确定采用的工艺过程，并将其写成工艺文件。 工艺规程的形式：工艺规程的形式： 机械加工工艺过程：由毛坯机加工变为成品的过程。机械加工工艺过程：由毛坯机加工变为成品的过程。 机械加工工艺规程：将合理的机械加工过程以文件的机械加工工艺规程：将合理的机械加工过程以文件的 形式写出。形式写出。 2. 2.工艺规程

20、工艺规程 三、工艺过程的组成三、工艺过程的组成 1. 工序、工步和走刀工序、工步和走刀 工序：工序：一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时几一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时几 个工件所连续完成的那一部分工艺过程。它是组成工艺过程个工件所连续完成的那一部分工艺过程。它是组成工艺过程 的基本单元。的基本单元。 一组（个）工人一组（个）工人 一个工作地（指机床）一个工作地（指机床） 连续地加工连续地加工 工序包括三要素工序包括三要素 三要素任何一个改变都将视为不同工序。三要素任何一个改变都将视为不同工序。 （如热处理后再一次回（如热处理后再一次回 到同一工作地）。到同一工作地）。 工步

21、：工步：在加工表面（或装配时的连接表面）不变、加工在加工表面（或装配时的连接表面）不变、加工 （或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工 序。序。 加工表面不变（可以是单个表面或组合表面）加工表面不变（可以是单个表面或组合表面） 工具不变（四角刀架，换刀）工具不变（四角刀架，换刀） 连续性（一个工序通常包含几个工步）。连续性（一个工序通常包含几个工步）。 工步包括三要素工步包括三要素 走刀走刀：(工作行程工作行程) 在一个工步中，有时材料要分几次去除，在一个工步中，有时材料要分几次去除， 则其切去一层材料称为一次走刀。工艺规程中常不包含

22、走刀，但则其切去一层材料称为一次走刀。工艺规程中常不包含走刀，但 对加工量影响大的场合，应规定走刀（余量）对加工量影响大的场合，应规定走刀（余量） 。 加工方案一加工方案一 小批量生产：车小批量生产：车铣、去毛刺铣、去毛刺 加工方案二加工方案二 大批量生产：大批量生产： 1、粗车小端面、外圆、倒角、粗车小端面、外圆、倒角 2、粗车大端面、外圆、倒角、粗车大端面、外圆、倒角 3、精车小外圆、精车小外圆 4、精车大外圆、精车大外圆 5、铣键槽、去毛刺、铣键槽、去毛刺 为简化工艺文件，对于那些连续进为简化工艺文件，对于那些连续进 行的若干个相同的工步，通常都看作行的若干个相同的工步，通常都看作 一个

23、工步。如图加工的零件，在同一一个工步。如图加工的零件，在同一 工序中，连续钻四个工序中，连续钻四个 5mm的孔，就的孔，就 可看作一个工步。可看作一个工步。 为了提高生产率，用几把刀具同时参与切削几个表面，这为了提高生产率，用几把刀具同时参与切削几个表面，这 也可看作一个工步，称为也可看作一个工步，称为复合工步复合工步。 端面或钻两端中心端面或钻两端中心 孔，它们都是复合孔，它们都是复合 工步。工步。 例如：例如：铣端面、钻中心孔铣端面、钻中心孔，每个工位都是用两把刀具同时铣两，每个工位都是用两把刀具同时铣两 立轴转塔车床回转刀架立轴转塔车床回转刀架 上的复合工步上的复合工步 刨平面复合工步刨

24、平面复合工步 组合铣刀铣平面复合工步组合铣刀铣平面复合工步 钻、扩孔复合工步钻、扩孔复合工步 提示：提示： 小批量生产：小批量生产：产量少效率不是主要问题，主要应减少设备产量少效率不是主要问题，主要应减少设备 使的台数及人员分配，所以不宜采取工序分散的办法。使的台数及人员分配，所以不宜采取工序分散的办法。 大批大量生产：大批大量生产：主要问题是要提高生产率，所以宜采主要问题是要提高生产率，所以宜采 用高效专业用设备，工序也较多。用高效专业用设备，工序也较多。 2 2、安装和工位、安装和工位 安装：安装：同一工序中，工件在机床或夹具中定位和夹紧一同一工序中，工件在机床或夹具中定位和夹紧一 次，称

25、为一次安装。次，称为一次安装。 工位：工位：为了完成一定的工序内容，一次装夹后，工件与为了完成一定的工序内容，一次装夹后，工件与 夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据 的某一个位置。的某一个位置。 工件在加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹，就工件在加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹，就 会增加装夹的时间，还会增加装夹误差。会增加装夹的时间，还会增加装夹误差。 减少装夹次数的有效办法是采用多工位夹具。减少装夹次数的有效办法是采用多工位夹具。 减少工件的安装次数减少工件的安装次数 多工位加工多工位加工 工序工序1：

26、装卸工件：装卸工件 工序工序2：钻孔：钻孔 工序工序3：扩孔：扩孔 工序工序4：铰孔：铰孔 可实现加工时间与辅助可实现加工时间与辅助 时间重叠。时间重叠。 减少辅助时间，缩减少辅助时间，缩 短工时，提高效率。短工时，提高效率。 多工位加工的好处：多工位加工的好处： l1 例例1 图为一阶梯轴的结构外形，已知：图为一阶梯轴的结构外形，已知： （一）大批生产时，其加工步骤及设备如下：（一）大批生产时，其加工步骤及设备如下： 1、铣两端面，打中心孔（专用铣钻机床）、铣两端面，打中心孔（专用铣钻机床） 2、粗车、粗车d1、d2外圆（液压仿形车床甲）外圆（液压仿形车床甲） 3、粗车、粗车d3、d4外圆（

27、液压仿形车床乙）外圆（液压仿形车床乙） 问：由几个工序？几问：由几个工序？几 次装夹？几个工步？次装夹？几个工步？ l1 （二）中批生产时，其加工步骤及设备如下：（二）中批生产时，其加工步骤及设备如下： 1、车端面，打中心孔，掉头车端面，打中心孔（普通车、车端面，打中心孔，掉头车端面，打中心孔（普通车 床甲）床甲） 2、粗车、粗车d1、d2外圆（普通车床乙）外圆（普通车床乙） 3、粗车、粗车d3、d4外圆（普通车床丙）外圆（普通车床丙） 问：由几个工序？几问：由几个工序？几 次装夹？几个工步？次装夹？几个工步？ l1 （三）小批生产时，其加工步骤及设备如下：（三）小批生产时，其加工步骤及设备如

28、下： 1、夹右端面车左端面，打中心孔（普通车床甲）、夹右端面车左端面，打中心孔（普通车床甲） 2、夹右端面顶左端中心孔，粗车、夹右端面顶左端中心孔，粗车d1、d2外圆（普通车外圆（普通车 床甲）床甲） 3、掉头，夹左端面车右端面，打中心孔（普通车床甲）、掉头，夹左端面车右端面，打中心孔（普通车床甲） 4、夹左端面顶右端中心孔，粗车、夹左端面顶右端中心孔，粗车d3、d4外圆（普通车外圆（普通车 床甲）床甲） 问：由几个工序？几问：由几个工序？几 次装夹？几个工步？次装夹？几个工步？ 四、生产纲领和生产类型四、生产纲领和生产类型 生产纲领：生产纲领：根据国家计划，市场需要和企业的生产能力编制企根据

29、国家计划，市场需要和企业的生产能力编制企 业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。 产量的组成：产量的组成：需求产品数量，备品数量、废品数量。需求产品数量，备品数量、废品数量。 因此：年生产纲领因此：年生产纲领N可由下式计算：可由下式计算： N=Qn(1+%)(1+%) 或或 N=Qn(1+%+%) Q - 年产量（台年产量（台/年）年） n - 每台产品所需该零件数量（件每台产品所需该零件数量（件/台）台） - 备品率备品率 - 废品率废品率 本生产纲须确定后，就可以根据车间的具体情况按一定期本生产纲须确定后，就可以根据车间的具体情况按一定期 限分

30、批投产，每批投产的零件数量称为批量。限分批投产，每批投产的零件数量称为批量。 生产类型生产类型 产品有大有小，小到螺钉，大至收音机，船舶。其特征产品有大有小，小到螺钉，大至收音机，船舶。其特征 有的复杂，有的简单，批量和生产纲须也各不相同。有的复杂，有的简单，批量和生产纲须也各不相同。 1单件、小批生产单件、小批生产 特征：产品做得少，只做一件或数件；特征：产品做得少，只做一件或数件； 一个工作地进行多工序和多品种的作业；一个工作地进行多工序和多品种的作业； 重型机器、大型船舶，新样机制造属此类型。重型机器、大型船舶，新样机制造属此类型。 根据产品的大小、根据产品的大小、 特征、批量和生产纲领

31、，特征、批量和生产纲领， 我们通常将产品的生产我们通常将产品的生产 分成三种生产类型：分成三种生产类型： 生产类型生产类型 单件、小批生产单件、小批生产 成批生产成批生产 大批、大量生产大批、大量生产 2成批生产成批生产 特征：特征： 产品生产数量较多，周期地成批投入生产；产品生产数量较多，周期地成批投入生产； 一个工作地顺序地、分批地完成不同工件的某些工序；一个工作地顺序地、分批地完成不同工件的某些工序； 通用机床，数量需求不大，但常更新产品就属此类型。通用机床，数量需求不大，但常更新产品就属此类型。 3. 大批、大量生产大批、大量生产 特征：特征： 产品生产数量大，需连续不断地进行生产；产

32、品生产数量大，需连续不断地进行生产； 一个工作地重复不断地进行某工序的加工；一个工作地重复不断地进行某工序的加工； 如汽车通用件（轴承、螺栓等）自行车等属此类生产类型。如汽车通用件（轴承、螺栓等）自行车等属此类生产类型。 生产类型的划分： 生产类型不仅决定于生产纲须，而且和产品的大小和复生产类型不仅决定于生产纲须，而且和产品的大小和复 杂程度有关。杂程度有关。 划分依据可参照下表：划分依据可参照下表： 表表3-1生产类型与生产纲领（年产量）的关系生产类型与生产纲领（年产量）的关系 - - 生产类型生产类型 重型机械重型机械 中型机械小型机械中型机械小型机械 单件生产单件生产 5 20 1000

33、 1000 5000 50000 - - - 划分生产类型划分生产类型有利于进行生产的规划和管理。有利于进行生产的规划和管理。 大批、大量生产大批、大量生产 宜广泛采用高产专用机床和自动化生产宜广泛采用高产专用机床和自动化生产 系统，按流小线或自动生产线排列进行生产，可大大提高生产系统，按流小线或自动生产线排列进行生产，可大大提高生产 率，从而降低成本，提高竞争力。率，从而降低成本，提高竞争力。 单件、小批生产单件、小批生产 宜采用通用性好的机床进行生产，以减宜采用通用性好的机床进行生产，以减 少设备投资，从而降低成本。少设备投资，从而降低成本。 划分生产类型的意义划分生产类型的意义 随着科技

34、的发展和人民生产水平的提高，人们对产品的样随着科技的发展和人民生产水平的提高，人们对产品的样 式要求越来越高，而同一样式的数量越来越少，同一产品获取式要求越来越高，而同一样式的数量越来越少，同一产品获取 较高利润；较高利润；“有效寿命有效寿命”愈来愈短，因此要求制造系统具有高愈来愈短，因此要求制造系统具有高 效生产。能力又具快速转产的效生产。能力又具快速转产的“柔性柔性”特性。特性。 传统的专用机和生产线，对一种产品有较高的生产效率，传统的专用机和生产线，对一种产品有较高的生产效率， 但很难适应新产品的需要。因此，它是有很大的但很难适应新产品的需要。因此，它是有很大的刚性刚性 。 （即专用性）

35、（即专用性） 而数控机床，加工中心能很好地适用于当今产品多品种，而数控机床，加工中心能很好地适用于当今产品多品种， 少批量生产自动化的要求。少批量生产自动化的要求。 五、机械加工的经济精度五、机械加工的经济精度 影响加工的精度的因素有很多，如机床本身的精度、切削影响加工的精度的因素有很多，如机床本身的精度、切削 余量、进给速度、刀具磨损情况等。也就是说，余量、进给速度、刀具磨损情况等。也就是说，同一种加工方同一种加工方 法，随着加工条件的改变，所能达到的加工精度是不一样的。法，随着加工条件的改变，所能达到的加工精度是不一样的。 所谓经济精度是这样定义的。所谓经济精度是这样定义的。 各种加工方法

36、各种加工方法 的加工误差和加的加工误差和加 工成本之间存在工成本之间存在 一定的。这种关一定的。这种关 系呈系呈负指数函数负指数函数 曲线形状。曲线形状。 成本 加工误差 12034 是指在正常的机床、刀具、人工等工作条件下，以合适的是指在正常的机床、刀具、人工等工作条件下，以合适的 工时消耗，某种加工方法所能达到的加工精度。在经济精度范工时消耗，某种加工方法所能达到的加工精度。在经济精度范 围内，加工精度和加工成本是相互适应的。围内，加工精度和加工成本是相互适应的。 有利于合理地选择加工方法；有利于合理地选择加工方法； 有利于准确地标注产品的技术要求有利于准确地标注产品的技术要求 。 经济精

37、度：经济精度： 经济精度的重要性：经济精度的重要性： 各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度可查阅手册。各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度可查阅手册。 如书本如书本P155页。页。 经济精度局限性的表现：经济精度局限性的表现： 有的加工方法因受到工件材料或加工尺寸的限制而不宜有的加工方法因受到工件材料或加工尺寸的限制而不宜 采用该加工方法；采用该加工方法； 如：车、铣、刨、钻等加工方法不能加工已淬硬钢；铰孔如：车、铣、刨、钻等加工方法不能加工已淬硬钢；铰孔 不宜加工大孔；镗孔不宜加工小孔。不宜加工大孔；镗孔不宜加工小孔。 有时会碰到有时会碰到多种加工方法都能达到所需的加工要求，多种加工方法

38、都能达到所需的加工要求，对对 此需进一步对加工成本进行定量分析，择优采用；此需进一步对加工成本进行定量分析，择优采用； 经济精度的数值不是一成不变的。经济精度的数值不是一成不变的。 随着技术进步，尤其是计算机技术在制造系统中的广泛应随着技术进步，尤其是计算机技术在制造系统中的广泛应 用，使得一些加工方法的加工精度和生产不断提高，成本不断用，使得一些加工方法的加工精度和生产不断提高，成本不断 下降。经济精度的数值不断下降。下降。经济精度的数值不断下降。 一、工艺规程及其作用一、工艺规程及其作用 1.工艺规程工艺规程: 把零件加工的全部工艺过程按一定格式写成书面文把零件加工的全部工艺过程按一定格式

39、写成书面文 件就叫做工艺规程。件就叫做工艺规程。 2.工艺规程的作用工艺规程的作用 工艺规程是在总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必工艺规程是在总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必 要的工艺试验后制订的，反映了加工中的客观规律。要的工艺试验后制订的，反映了加工中的客观规律。因此，工因此，工 艺规程是（艺规程是（1）指导工人操作和用于生产、工艺管理工作的主要）指导工人操作和用于生产、工艺管理工作的主要 技术文件，（技术文件，（2）又是新产品投产前进行生产准备和技术准备的）又是新产品投产前进行生产准备和技术准备的 依据和新建、扩建车间或工厂的原始资料，（依据和新建、扩建车间或工厂的原始资料

40、，（3）此外，先进的）此外，先进的 工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。 2.2 工艺规程工艺规程 完整性完整性 规范性规范性 3.对工艺规程的要求对工艺规程的要求 (1)保证可靠地达到产品图纸所提出的全部技术要求。保证可靠地达到产品图纸所提出的全部技术要求。 (2)能获得高质量、高生产效率。能获得高质量、高生产效率。 (3)有利于节约原材料和工时消耗，不断降低成本。有利于节约原材料和工时消耗，不断降低成本。 (4)有利于减轻工人劳动强度，保证安全和良好的工作条件。有利于减轻工人劳动强度，保证安全和良好的工作条件。 4.工艺文件的形式：工艺文件的形式

41、：多种多样，区别很大，主要决定于生产类型。多种多样，区别很大，主要决定于生产类型。 在单件小批生产中一般只编制在单件小批生产中一般只编制综合工艺过程卡综合工艺过程卡。 在成批生产中多采用在成批生产中多采用机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片。 大批大量生产中则要求完整和详细的文件，一般是大批大量生产中则要求完整和详细的文件，一般是工艺过工艺过 程卡、工序卡片，程卡、工序卡片，有时甚至包括有时甚至包括操作卡、调整卡操作卡、调整卡以及以及检验卡检验卡。 各工厂采用的工艺文件并无须统一格式，但基本内容大同各工厂采用的工艺文件并无须统一格式，但基本内容大同 小异。小异。 5. 5.对待工艺规程的态度对待工

42、艺规程的态度 1）严格遵守）严格遵守 工艺规程是经过逐级审批的，因而也是工厂生产中的工艺工艺规程是经过逐级审批的，因而也是工厂生产中的工艺 纪律，有关人员必须严格执行。纪律，有关人员必须严格执行。 2）允许修改）允许修改 工艺规程也不是一成不变的，随着科学技术的进步和生产工艺规程也不是一成不变的，随着科学技术的进步和生产 的发展，工艺规程会出现某些不相适应的问题，因而工艺规程的发展，工艺规程会出现某些不相适应的问题，因而工艺规程 应定期整顿，及时吸取合理化建议、技术革新成果、新技术和应定期整顿，及时吸取合理化建议、技术革新成果、新技术和 新工艺。使工艺规程更加完善和合理。新工艺。使工艺规程更加

43、完善和合理。 二、制订工艺规程的原始资料二、制订工艺规程的原始资料 制订工艺规程的原始资料主要有： （1）产品整套装配图和零件工作图； （2）产品年产量； （3）本厂生产条件：设备、工装、工人技术水平等情况； （4）毛坯生产和供应条件； （5）产品的验收质量标准； 三、制订机械加工工艺规程的步骤三、制订机械加工工艺规程的步骤 (1)原则：原则： 在保证质量的前提下，用最先进的、最经济合理的加工 方案。 (2)方法：方法： 认真研究、分析原始资料。 参照国内外文献、结合现场实际编程。 虚心征求工人意见。 (3)步骤：步骤： 确定生产类型；确定生产类型； 分析研究产品的装配图和零件图分析研究产品的

44、装配图和零件图,进行工艺审查进行工艺审查;熟悉产品熟悉产品,性性 能能,用途和工作条件用途和工作条件,零件在产品中的作用；零件在产品中的作用；了解零件图上各项技术了解零件图上各项技术 条件的依据条件的依据,确定关键性技术问题。检查尺寸确定关键性技术问题。检查尺寸,视图及技术条件是否视图及技术条件是否 是否合理是否合理,主要主要: a.审查各楦项技术要求是否合理；过高的精度审查各楦项技术要求是否合理；过高的精度,表面粗糙度及表面粗糙度及 其他要求会使工艺过程复杂化，成本提高其他要求会使工艺过程复杂化，成本提高; b.审查零件的结构工艺性是否好；便于加工的安装，尽可能审查零件的结构工艺性是否好；便

45、于加工的安装，尽可能 减少加工和转配的劳动量；减少加工和转配的劳动量； c.审查材料选用是否恰当；审查材料选用是否恰当； 确定毛坯的种类和尺寸；确定毛坯的种类和尺寸；(应考虑生产批量，零件材料及毛坯应考虑生产批量，零件材料及毛坯 生产条件）生产条件） a.一般采用：铸件、锻件、焊接件；一般采用：铸件、锻件、焊接件； b.毛坯精度提高，材料利用率提高，大大节约机械加工工毛坯精度提高，材料利用率提高，大大节约机械加工工 时，但毛坯精度过高往往使毛坯制造困难。时，但毛坯精度过高往往使毛坯制造困难。 因此，毛坯种类和制造方法的选择要根据生产类型和具体因此，毛坯种类和制造方法的选择要根据生产类型和具体

46、生产条件而定。达到高质量，降低生产产品生产成本。生产条件而定。达到高质量，降低生产产品生产成本。 拟定零件加工工艺路线；拟定零件加工工艺路线； 订出全部由粗到精的加工工序，内容包括选择定位基准，订出全部由粗到精的加工工序，内容包括选择定位基准， 定位夹紧方案，各表面加工方法；可提出几个方案对比。定位夹紧方案，各表面加工方法；可提出几个方案对比。 选择和确定机床设备，刀具，及工时定额选择和确定机床设备，刀具，及工时定额，对于专用工艺，对于专用工艺 设备，应提出设计任务书。设备，应提出设计任务书。 确定工序尺寸及其公差；确定工序尺寸及其公差； 确定切削用量；确定切削用量； 确定时间定额；确定时间定

47、额； 填写工艺文件；填写工艺文件； 四、装配工艺规程制订的原则和步骤四、装配工艺规程制订的原则和步骤 装配是机器制造的最后一部分生产过程，它包括： 装配，调整、检验和试车等项工作。对装配工序的要求： 同样要满足质量、生产率和成本三方面要求。 (1)制定装配规程的原则： 保证机器或产品的装配技术要求，争取最大质量 储备； 钳工装配工作量小，减轻劳动强度； 装配周期短，提高效率； 占车间生产面积小； (2)制定装配工艺规程的步骤及其内容制定装配工艺规程的步骤及其内容 产品分析产品分析 a.研究产品装配技术要求；研究产品装配技术要求； b.对产品结构进行尺寸分析；对产品结构进行尺寸分析； 根据某些装

48、配精度要求进行工艺尺寸链分析计算，规定达根据某些装配精度要求进行工艺尺寸链分析计算，规定达 到装配精度的方法。到装配精度的方法。 c.装配工分析，将产品分解成可以独立进行装配的装配单装配工分析，将产品分解成可以独立进行装配的装配单 元，以便组织装配工作的平行流水作业。元，以便组织装配工作的平行流水作业。 装配组织形式的确定与生产类型有关；装配组织形式的确定与生产类型有关； 分大批大量生产，单件小批生产，成批生产；分大批大量生产，单件小批生产，成批生产； 确定装配工艺过程；确定装配工艺过程； a.根据机械结构及其装配技术要求规定装配工作项目，工根据机械结构及其装配技术要求规定装配工作项目，工 作

49、规范，相应的设备及工，夹，量具。作规范，相应的设备及工，夹，量具。 b.确定装配工作顺序，选定装配单元的基准件；确定装配工作顺序，选定装配单元的基准件； (4)计算各装配工作的工时定额；计算各装配工作的工时定额； (5)填写装配工艺规程文件；填写装配工艺规程文件； 2.3 2.3 结构工艺性结构工艺性 同一产品可以有多种不同结构,所需花费的加工量也不 大相同。所谓结构工艺性结构工艺性是指所设计的产品在能满足使用要 求的前提下，制造的可行性和经济性。 也就是机器的和零件的结构是否便于加工，装配和维 修。即在满足机器工作性能的前提下能适应经济、高效制造 过程的需要，达到优质、高产、低成本。 一、结

50、构和工艺的联系一、结构和工艺的联系 1、结构工艺性、结构工艺性 因齿间的轴向距离很小、因而小因齿间的轴向距离很小、因而小 齿圈不能用滚齿加工、只能用插齿加齿圈不能用滚齿加工、只能用插齿加 工；又因插斜齿需专用螺旋导轨，因工；又因插斜齿需专用螺旋导轨，因 而它的结构工艺性不好。若能采用电而它的结构工艺性不好。若能采用电 子束焊，先分别滚切两个齿轮，再将子束焊，先分别滚切两个齿轮，再将 它们焊成一体，这样的制造工艺就较它们焊成一体，这样的制造工艺就较 好，且能缩短齿轮间的轴向尺寸。好，且能缩短齿轮间的轴向尺寸。 例如双联斜齿轮的加工例如双联斜齿轮的加工 焊接处 整体结构 由此可见，结构对工艺有着重

51、要由此可见，结构对工艺有着重要 的影响。的影响。 产品的产品的加工量、生产成本及材料消耗加工量、生产成本及材料消耗。具体分析比较下。具体分析比较下 述各项特征：述各项特征： a.机器或零件结构的通用化，标准化程度；机器或零件结构的通用化，标准化程度； b.老产品零部件的重复利用程度；老产品零部件的重复利用程度； c.平均加工精度和表面粗糙度系数平均加工精度和表面粗糙度系数; d.关键零件工艺的复杂程度关键零件工艺的复杂程度 e.材料利用率材料利用率 f.采用自动化加工方法的可能性采用自动化加工方法的可能性 1、结构工艺性衡量的主要依据、结构工艺性衡量的主要依据 必须对毛坯制造必须对毛坯制造,机

52、械加工到装配调试的整个工艺过机械加工到装配调试的整个工艺过 程进行综合分析比较程进行综合分析比较,全面评价。全面评价。 2、结构工艺性具有综合性、结构工艺性具有综合性 不同生产规模不同生产规模,不同生产条件的工厂不同生产条件的工厂 来说来说,对产品结构工对产品结构工 艺性的要求是不同的。艺性的要求是不同的。 3、结构工艺性又具有相对性、结构工艺性又具有相对性 二、毛坯结构工艺性二、毛坯结构工艺性 机械零件广泛采用铸件，占机械零件广泛采用铸件，占70% 85%；其次是锻件、冲；其次是锻件、冲 压件、各种型材和焊件。压件、各种型材和焊件。 (1)铸造毛坯的工艺性主要考虑一下因素铸造毛坯的工艺性主要

53、考虑一下因素: 锻件形状尽量简单锻件形状尽量简单;避免不规则分型面避免不规则分型面 铸件的垂直壁或筋否应有拔模斜度铸件的垂直壁或筋否应有拔模斜度,内表面斜度大于外表内表面斜度大于外表 面面; 应防止浇注不足应防止浇注不足,铸件壁厚过渡不能太大。铸件壁厚过渡不能太大。 防止挠曲变形，尽量采用对称截面布置。防止挠曲变形，尽量采用对称截面布置。 缩孔 壁厚力求均匀，以免产生缩孔壁厚力求均匀，以免产生缩孔 减少大的水平面，便于杂质和气体排除，减少内应力。减少大的水平面，便于杂质和气体排除，减少内应力。 铸件局部凸台应连成一片铸件局部凸台应连成一片 铸造毛坯的工艺性铸造毛坯的工艺性 分型面应尽量少分型面

54、应尽量少 上 下 中 下 上 铸件结构不应阻碍材料收缩铸件结构不应阻碍材料收缩 起模方向应有脱模斜度起模方向应有脱模斜度 细长件收缩时易产生细长件收缩时易产生 弯曲，应采用对称截弯曲，应采用对称截 面或合理布置加强筋面或合理布置加强筋 铸造毛坯的工艺性铸造毛坯的工艺性 适用于各种生产批量和毛坯形状尺寸的场合。适用于各种生产批量和毛坯形状尺寸的场合。 大批量大批量模锻模锻 单批单批 小批小批自由锻自由锻 锻造毛坯的工艺性要素：锻造毛坯的工艺性要素： 锻造毛坯形状应简单、对称、避免主体部分交贯和主锻造毛坯形状应简单、对称、避免主体部分交贯和主 要表面上有不规则凸台。最大尺寸在分型面。要表面上有不规

55、则凸台。最大尺寸在分型面。 锻造毛坯应有拔模斜度和圆角锻造毛坯应有拔模斜度和圆角; 毛坯形状不应引起模具侧向移动，使上下模错位毛坯形状不应引起模具侧向移动，使上下模错位 ; 零件壁厚差不能太大。零件壁厚差不能太大。 (2)锻造毛坯的工艺性：锻造毛坯的工艺性： 分型面 分型面 形状不对称，上下模易错形状不对称，上下模易错 位，影响锻件质量位，影响锻件质量 截面形状变化过大，模具寿截面形状变化过大，模具寿 命降低命降低 最大尺寸应在分型面上，最大尺寸应在分型面上， 以利于金属填充以利于金属填充 毛坯在半模内成型，有利毛坯在半模内成型，有利 于提高质量，降低成本于提高质量，降低成本 锻造毛坯的工艺性

56、锻造毛坯的工艺性 三、零件结构工艺性三、零件结构工艺性 提高零件结构工艺性，应遵循以下原则： (1)减轻零件重量减轻零件重量 好处：好处：省材、省工时。便于选用加工设备。便于运 输、装卸和保存。 措施：措施：减小铸件壁厚。壁厚减小一倍，重量减小 2/3倍。采用焊接件，重量下降2030%、加工量减小 3050%。 大批量生产采用冲压件焊接结构。 1和和2采采 用冲压用冲压 件代替件代替 铸件，铸件， 可节省可节省 材料和材料和 工时工时 采用扎制型材，减少直径，节省材料采用扎制型材，减少直径，节省材料 减轻零件重量减轻零件重量 要素：必须考虑加工时的安装、对刀、测量和提高切削 效率。 如：a.减

57、小加工表面积； b.正确规定加工要求； c.保证刀具能自由地进刀和退刀及正常工作； d.便于安装，能减少对刀和安装次数； (2)保证加工的可能性和经济性保证加工的可能性和经济性 0.40.4 保证加工的可能性和经济性保证加工的可能性和经济性 底座有凸台，加工面积底座有凸台，加工面积、加、加 工量工量 、平面不平度误差、平面不平度误差 、 接触精度接触精度 。 进、排气（油）孔设在外圆上，加进、排气（油）孔设在外圆上，加 工相对容易，且易保证槽间距工相对容易，且易保证槽间距 减少深螺纹孔的加减少深螺纹孔的加 工，使用更为方便工，使用更为方便 减少配合表面的长度减少配合表面的长度 好处：结构要素标

58、 准化，节约工具，减 少工艺装备的工作， 简化工艺装备。 2 3 3 3 尺寸一致：尺寸一致：加工尺加工尺 寸应能采用标准刀具寸应能采用标准刀具 加工。减少刀具规格，加工。减少刀具规格， 避免专门制备工具。避免专门制备工具。 3) 零件尺寸规格标准化零件尺寸规格标准化 工艺性差工艺性差 工艺性好工艺性好 工艺性差工艺性差 工艺性好工艺性好 4)正确标注尺寸及规定加工要求正确标注尺寸及规定加工要求 a.尺寸标注应符合尺寸链最短原则； b.不从轴线、锐边假想平面或中心线等难于测量的基准标注 尺寸（不易测量，需换算）； c.避免从一个加工表面确定几个非加工表面的位置； d. 合理规定加工要求，过高精

59、度及表面粗糙度，必然导致 增加工序。 ca b a c b 1.6 四、零件结构要素的工艺性实例四、零件结构要素的工艺性实例 加工面积应尽量小加工面积应尽量小 减少加工量、材料消耗和工减少加工量、材料消耗和工 具磨损具磨损 避免钻孔入端和出端是避免钻孔入端和出端是 斜面斜面 避免刀具磨损、提高钻避免刀具磨损、提高钻 孔精度和加工效率孔精度和加工效率 避免斜孔避免斜孔 简化夹具结构、使多个简化夹具结构、使多个 平行孔同时加工、减少平行孔同时加工、减少 孔的加工余量孔的加工余量 孔的位置距离壁太近孔的位置距离壁太近 封闭平面应有与刀封闭平面应有与刀 具尺寸和刀具形状相适具尺寸和刀具形状相适 应的过

60、渡面应的过渡面 槽与沟的表面不应与其槽与沟的表面不应与其 它加工表面重合它加工表面重合 四、装配结构的工艺性四、装配结构的工艺性 改善机器装配结构的工艺性，应遵循以下原则： 好处：好处： a.以便于组织平行的流水装配作业，缩短装配期。以便于组织平行的流水装配作业，缩短装配期。 b.组件和具有独立功能的部件可单独进行检验和试组件和具有独立功能的部件可单独进行检验和试 车调整，更好地保证总装质量并减少装配时间和装配的车调整，更好地保证总装质量并减少装配时间和装配的 劳动强度。劳动强度。 结构应能分解成独立装配单元；结构应能分解成独立装配单元； D d D d D d 传动轴的装配工艺性传动轴的装配