机械加工工艺规程的制定(完整版)

1、主要内容主要内容课题一课题一 工艺规程概述工艺规程概述课题二课题二 定位基准的选择定位基准的选择课题三课题三 拟定工艺路线拟定工艺路线第七章第七章 机械加工工艺规程的制订机械加工工艺规程的制订课题四课题四 加工余量的确定加工余量的确定课题五课题五 工艺尺寸链工艺尺寸链1. 工艺规程的作用工艺规程的作用1. 工艺规程是指导生产的主要技术文件工艺规程是指导生产的主要技术文件2. 工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据3. 工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料 课题一课题一 工艺规程概述工艺规程概述 机械加工工艺规程简

2、称为工艺规程，是规定产品或零机械加工工艺规程简称为工艺规程，是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法的工艺文件。部件机械加工工艺过程和操作方法的工艺文件。 它是以工序为单位说明一个零件全部加工过程的工艺它是以工序为单位说明一个零件全部加工过程的工艺卡片。这种卡片包括零件各个工序的名称、工序内容，经卡片。这种卡片包括零件各个工序的名称、工序内容，经过的车间、工段、所用的机床、刀具、夹具、量具，工时过的车间、工段、所用的机床、刀具、夹具、量具，工时定额等。主要用于单件小批生产以及生产管理中。定额等。主要用于单件小批生产以及生产管理中。2. 常用工艺文件的种类常用工艺文件的种类（1）机械加工工艺

3、过程卡片）机械加工工艺过程卡片 如表所示，它是根据工艺卡片的每一道工序制订的，主如表所示，它是根据工艺卡片的每一道工序制订的，主要用来具体指导操作工人进行生产的一种工艺文件。多用于要用来具体指导操作工人进行生产的一种工艺文件。多用于大批大量生产或成批生产中比较重要的零件。该卡片中附有大批大量生产或成批生产中比较重要的零件。该卡片中附有工序简图，并详细记载了该工序加工所需的资料，如定位基工序简图，并详细记载了该工序加工所需的资料，如定位基准选择、工序尺寸及公差以及机床、刀具、夹具、量具、切准选择、工序尺寸及公差以及机床、刀具、夹具、量具、切削用量和工时定额等。削用量和工时定额等。（2）机械加工工

4、艺卡）机械加工工艺卡 它是以工序为单位，详细说明零件的机械加工工艺过程它是以工序为单位，详细说明零件的机械加工工艺过程,其内容介于工艺过程卡片和工序卡片之间。它用来指导工人其内容介于工艺过程卡片和工序卡片之间。它用来指导工人进行生产和帮助车间干部和技术人员掌握整个零件加工过程进行生产和帮助车间干部和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主要工艺文件，广泛用于成批生产和单件小批生产中的一种主要工艺文件，广泛用于成批生产和单件小批生产中比较重要的零件或工序。比较重要的零件或工序。 （3） 机械加工工序卡机械加工工序卡产品整套装配图、零件图产品整套装配图、零件图质量标准质量标准生产纲领、生产类型生产纲领

5、、生产类型毛坯情况毛坯情况本厂现有生产条件本厂现有生产条件先进技术、工艺先进技术、工艺有关手册、图册有关手册、图册3. 制订机械加工工艺规程的原始资料制订机械加工工艺规程的原始资料（1）机械加工工艺规程制定的原则机械加工工艺规程制定的原则（1）保证加工质量，保证技术要求）保证加工质量，保证技术要求（2）保证生产效率，满足生产纲领）保证生产效率，满足生产纲领（3）较低制造成本）较低制造成本（4）良好劳动条件，保障生产安全）良好劳动条件，保障生产安全4. 制订机械加工工艺规程的原则及步骤制订机械加工工艺规程的原则及步骤（2）步）步 骤骤分析研究产品图纸分析研究产品图纸工艺性分析工艺性分析选择毛坯选

6、择毛坯拟订工艺路线拟订工艺路线选择设备、工装选择设备、工装技术经济分析技术经济分析确定工序余量、工序尺寸确定工序余量、工序尺寸确定切削用量、工时定额确定切削用量、工时定额填写工艺文件填写工艺文件定位基准定位基准1、粗基准、粗基准2、精基准、精基准3、辅助基准、辅助基准采用毛坯上未经加工的表面作为定位基准。采用经过加工的表面作为定位基准。 课题二课题二 一、粗基准选择 1. 保证相互位置要求的原则保证相互位置要求的原则 重点考虑：重点考虑：加工表面与不加工表面的加工表面与不加工表面的 相对位置精度；相对位置精度；各加工表面有足够的余量各加工表面有足够的余量2. 为保证某重要表面余量均匀，则选择该

7、重要表面本身为保证某重要表面余量均匀，则选择该重要表面本身作为粗基准。作为粗基准。（举例）（举例）车床床身加工车床床身加工3. 粗基准应平整、光滑、便于装夹。粗基准应平整、光滑、便于装夹。4. 粗基准应避免重复使用。粗基准应避免重复使用。二、精基准选择1、基准重合原则重点考虑：减少定位误差保证加工精度（1）设计基准与定位基准不重合误差只发生在用调整法获得加工尺寸的情况。）设计基准与定位基准不重合误差只发生在用调整法获得加工尺寸的情况。（2）基准不重合误差值等于设计基准与定位基准之间尺寸的变化量（公差）。）基准不重合误差值等于设计基准与定位基准之间尺寸的变化量（公差）。（3）基准不重合一般发生在

8、下列情况：）基准不重合一般发生在下列情况： 用设计基准定位不可能或不方便；用设计基准定位不可能或不方便； 在选择精基准时优先考虑了基准统一原则。在选择精基准时优先考虑了基准统一原则。（4）设计基准与测量基准不重合也会产生基准不重合误差。）设计基准与测量基准不重合也会产生基准不重合误差。（5）基准不重合误差不仅指尺寸误差，而且对位置误差也要考虑。）基准不重合误差不仅指尺寸误差，而且对位置误差也要考虑。举例举例设计基准（定位基准）设计基准（定位基准）11AA22AA 若本道工序的加工精度为若本道工序的加工精度为，则只要，则只要 A2，即可满即可满足加工要求足加工要求例：图示零件加工台阶面例：图示零

9、件加工台阶面切削平面切削平面（本道工序加工精度）（本道工序加工精度）设计基准设计基准定位基准定位基准11AA22AA3A1A称为基准不重合误差称为基准不重合误差1A考虑一下：2、基准统一原则3、互为基准4、自为基准5、定位夹紧可靠方便有利于保证各加工表面间的相互位置关系，避免基准有利于保证各加工表面间的相互位置关系，避免基准转换所产生的误差。转换所产生的误差。简化夹具的设计与制造。简化夹具的设计与制造。图床身导轨面自为基准图床身导轨面自为基准一一、加工方法的选择加工方法的选择1. 所选择的加工方法能否达到零件精度的要求所选择的加工方法能否达到零件精度的要求。2. 零件材料的可加工性能如何零件材

10、料的可加工性能如何。3. 生产率对加工方法有无特殊要求生产率对加工方法有无特殊要求。 课题三课题三 拟定工艺路线拟定工艺路线 拟定工艺路线，是制订工艺规程时的一项很重要的工拟定工艺路线，是制订工艺规程时的一项很重要的工作。工艺路线拟定的是否合理作。工艺路线拟定的是否合理,直接影响到工艺规程的合理直接影响到工艺规程的合理性科学性和经济性性科学性和经济性。二、加工阶段的划分粗加工阶段粗加工阶段光整加工阶段光整加工阶段精加工阶段精加工阶段半精加工阶段半精加工阶段加工阶段划分加工阶段的原因划分加工阶段的原因切除大量多余材料，主要提高生产率。完成次要表面加工(钻、攻丝、铣键槽等)主要表面达到一定要求，为

11、精加工作好余量准备安排在热处理前。主要表面达到图纸要求。进一步提高尺寸精度降低粗糙度，但不能提高形状、位置精度1、保证加工质量2、合理使用设备3、便于安排热处理工序4、便于及时发现毛坯缺陷5、避免重要表面损伤。1）工序集中的特点优点:零件各加工表面的加工集中在少数几道工序内完成，各工序内容多，工步多。有利于采用高效的专用设备和工艺装备，生产效率高。生产面积和操作工人数减少，工艺路线短。可简化生产计划和生产组织工作。工件装夹次数减少，辅助时间缩短，加工表面间的位置精度易于保证。缺点： 设备工艺装备投资大、调整、维护复杂，生产准备工作量大，更换新产品困难，柔性差。 三、工序的集中与分散2）工序分散

12、的特点: 工序多，工艺过程长，各工序加工内容少，有的情况只有一 个工步。 所使用的设备和工艺装备较简单，易于调整，掌握。有利于选用合理的切削用量，减少工序基本时间设备数量多，生产面积大，人员多，但不易于适应新产品的生产。 工序的集中与分散程度必须根据生产规模、零件的结构特点和技术要求、机床设备等具体生产条件进行综合分析确定。如：a.单件小批：在通用数控机床上实现工序集中b.成批生产：分散为宜，也可采用一些昂贵设备和工艺装备使工序集中，或者采用多刀多工位进行工序集中。工序集中与分散的选择1、加工顺序安排（1）遵循四个原则: a.先粗后精先粗后精 精度逐步提高；b.先主后次先主后次 先行装配基面和

13、主要工作面的加工，与主要表面 有联系的槽、孔等，介于半精加工与精加工之间。 c.基面先行基面先行 即首先应加工出选作定位基准的精基准表面，然后再以精基准定位加工其它表面。如打中心孔。 d.先面后孔先面后孔 平面轮廓大、定位稳定可靠。 配作加工配作加工 当部件精度很高时，某些表面精加工应安排在部件装配或总装过程中进行，否则将导致零件精度过高而无法加工。四、加工顺序的安排2. 热处理工序的安排退火：用于高碳钢、合金钢等，降低硬度，便于切削；正火：用于低碳钢，提高硬度，便于切削；调质：淬火后高温回火预备热处理预备热处理最终热处理最终热处理去除内应力处理去除内应力处理位置：粗加工前位置：粗加工前目的：

14、改善切削性能，目的：改善切削性能，消除内应力消除内应力位置：半精加工后，精位置：半精加工后，精加工前加工前目的：提高强度、硬度目的：提高强度、硬度 位置：粗加工前、后，半位置：粗加工前、后，半 精加工后，精加工前精加工后，精加工前 目的：消除内应力，防止目的：消除内应力，防止 变形、开裂。变形、开裂。淬火、渗碳、氮化等自然时效人工时效3.辅助工序的安排金属镀层非金属镀层氧化膜表面处理工序表面处理工序检验工序检验工序其它工序安排其它工序安排位置：工艺过程最后目的：美观 位置：去毛刺、倒钝锐边应在淬火前目的：安全 位置：粗加工前后、关键工序后、送往外车间加工前后、 零件全部加工结束之后 目的：质量

15、控制。质量检验特种检验（无损探伤、磁力探伤、水压、超速试验）去毛刺、倒钝锐边去磁清洗涂防锈油一、加工余量确定（1）总加工余量）总加工余量（3）总余量为各工序余量之和）总余量为各工序余量之和（2）工序余量）工序余量1. 加工余量概念加工余量概念总加工余量是指零件加工过程中，某加工表面所切去的金属层总厚度。是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。工序余量是一道工序内切除的金属层厚度，为相邻两工序的工序尺寸之差。课题四课题四 加工余量的确定加工余量的确定（6）余量大小对加工精度、生产率、经济）余量大小对加工精度、生产率、经济性都有影响性都有影响（4）公称余量）公称余量公称余量是指相邻两工序的基本尺寸之差

16、。加工余量分为：单边余量及双边余量（5）余量公差）余量公差1minmaxiizTTZZT1、上工序的表面粗糙度和表面缺陷层（、上工序的表面粗糙度和表面缺陷层（图图）3、上工序各表面间相互位置的空间偏差（、上工序各表面间相互位置的空间偏差（图图）2、上工序的尺寸公差（、上工序的尺寸公差（图图）2. 影响加工余量的因素影响加工余量的因素4、本工序安装误差（、本工序安装误差（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正常组织正常组织上工序误差上工序误差轴的弯曲对加工余量的影响轴的弯曲对加工余量的影响三爪卡盘上的装夹误差三爪卡盘上的装夹误差1、计算法、计算法3、经验

17、法、经验法2、查表法、查表法3. 加工余量的确定加工余量的确定二、工序尺寸与公差的确定二、工序尺寸与公差的确定 工序尺寸是零件在加工工序尺寸是零件在加工过程中各工序应保证的加工过程中各工序应保证的加工尺寸，通常为加工面至定位尺寸，通常为加工面至定位基准面之间的尺寸。基准面之间的尺寸。1. 无需进行尺寸换算时工序尺寸的确定无需进行尺寸换算时工序尺寸的确定2. 需进行尺寸换算时工序尺寸的确定需进行尺寸换算时工序尺寸的确定无需进行尺寸换算时工序尺寸的确定无需进行尺寸换算时工序尺寸的确定 确定加工工序的加工余量； 从设计尺寸开始，确定工序基本尺寸； 确定工序尺寸公差； 按入体原则标注工序尺寸公差。 例

18、题：某轴直径为50mm，其尺寸精度为IT5，表面粗糙度Ra0.04um, 要求高频淬火，毛坯为锻件。其工艺路线为：粗车半精车高频淬火粗磨精磨研磨。计算各工序的工序尺寸及公差。余量工序尺寸经济精度工序尺寸及公差锻造564粗车51.51半精车1.150.41高频粗磨0.350.11精磨0.150.01研磨0.0150601. 649. 45 . 4）（039. 013h）（016. 011h）（039. 08h.60016. 0）（h.16Ra5 . 2.Ra.04. 0Ra25. 1Ra16. 0Ra）（0011. 0h256039. 051.51016. 041.500039. 011.500

19、016. 001.500011. 050锻造锻造粗车粗车半精磨半精磨高频高频粗磨粗磨精磨精磨研磨研磨课题五课题五 工艺尺寸链工艺尺寸链尺寸链的定义、组成尺寸链的定义、组成1、定义、定义尺寸链就是在零件加工或机器装配过程中，由相互联系且按一定顺序连接的封闭尺寸组合。（1）在加工中形成的尺寸链）在加工中形成的尺寸链工艺尺寸链工艺尺寸链A2A1A01.加工面加工面2.定位面定位面3.设计基准设计基准（2）在装配中形成的尺寸链）在装配中形成的尺寸链装配尺寸链装配尺寸链A1A2A02、特征、特征3、 组成组成 1、封闭性:尺寸链的各尺寸应构成封闭形式（并且是按照一定顺序首尾相接的)。 2、关联性:尺寸链

20、中的任何一个尺寸变化都将直接影响其它尺寸的变化。 。环环尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度。尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度。封闭环在零件加工或装配过程中间接获得或最后形成的环。（非常重要）组成环尺寸链中对封闭环有影响的全部环。 组成环又可分为组成环又可分为增环和减环。增环和减环。 增环增环若该环的变动引起封闭环的同向变动，则该若该环的变动引起封闭环的同向变动，则该环为增环环为增环 减环减环若该环的变动引起封闭环的反向变动。则该若该环的变动引起封闭环的反向变动。则该环为减环。环为减环。4、增、减环判别方法、增、减环判别方法在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与封

21、闭环箭头方向相反者为增环,与封闭环箭头方向相同者为减环。A1A0A2A3封闭环封闭环减环减环增环增环举例：举例：封闭环：封闭环：二、尺寸链的分类二、尺寸链的分类1.按不同生产过程来分(1) 工艺尺寸链：在零件加工工序中，由有关工序尺寸、设计尺寸或加工余量等所组成的尺寸链。(2) 装配尺寸链：在机器设计成装配中，由机器或部件内若干个相关零件构成互相有联系的封闭尺寸链。包含零件尺寸、间隙、形位公差等。(3) 工艺系统尺寸链：在零件生产过程中某工序的工艺系统内，由工件、刀具、夹具、机床及加工误差等有关尺寸所形成的封闭尺寸链。(3) 空间尺寸链: 尺寸链全部尺寸位干几个不平行的平面内。LL2L1L3L

22、42按照各构成尺寸所处的空间位置，可分为:(1) 直线尺寸链：尺寸链全部尺寸位于两根或几根平行直线上，称为线性尺寸链。(2) 平面尺寸链: 尺寸键全部尺寸位于一个或几个平行平面内。A1A2A3A4A5A6A7AAA1A2A3A4A5A63按照构成尺寸链各环的几何特征，可分为：(1) 长度尺寸链：所有构成尺寸的环，均为直线长度量。(2) 角度尺寸链：构成尺寸链的各环为角度量，或平行度、垂直度等。 AA12A3A4按照尺寸键的相互联系的形态，又可分为：（1）独立尺寸链：）独立尺寸链：所有构成尺寸链的环，在同一尺寸链中。 （2）相关尺寸链：）相关尺寸链：具有公共环的两个以上尺寸链组。即构成尺寸链中的

23、一个或几个环，分布在两个或两个以上的尺寸链中。按其尺寸联系形态，又可分为并联、串联、混联三种。L1AL2L3L5A2A1L4L并联A1AA2L1L3L2L串联混联A1AA2B1B3B2BC1C2C共同基面共同基面 公共环同属于不同尺寸链中，公共环尺寸及公差改变将同时影响各个尺寸链，所以，在解尺寸链时，一般不轻易改变公共环尺寸。尺寸链的建立尺寸链的建立 1、确定封闭环、确定封闭环 2、组成环确定、组成环确定1、加工顺序或装配顺序确定后才能确定封闭环。2、封闭环的基本属性为“派生”，表现为尺寸间接获得。 关键关键 关键关键 要领要领1、设计尺寸往往是封闭环。2、加工余量往往是封闭环（靠火花磨除外）

24、。 关键关键 关键关键1、封闭环确定后才能确定。2、直接获得。3、对封闭环有影响L1L2L3L4LL3L4L1L2LA1A2A3AA3AA2A1 1.1.极值法极值法 （1 1） 极值法各环基本尺寸之间的关系极值法各环基本尺寸之间的关系 封闭环的基本尺寸封闭环的基本尺寸A A0 0等于增环的基本尺寸之和减去减环的等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和，即基本尺寸之和，即1110nmiimiiAAA基基基11min1maxmax0nmiimiiAAA（2）各环极限尺寸之间的关系）各环极限尺寸之间的关系 封闭环的最大极限尺寸封闭环的最大极限尺寸A0max等于增环的最大极限尺寸之和减去等于增环

25、的最大极限尺寸之和减去减环的最小极限尺寸之和，即减环的最小极限尺寸之和，即四、尺寸链计算的基本公式四、尺寸链计算的基本公式 封闭环的最小极限尺寸A0min等于增环的最小极限尺寸之和减去减环的最大极限尺寸之和，即11max1minmin0nmiimiiAAAminmiIiAEIAESAES1110)()()(1110)()()(nmiimiiAESAEIAEI (3) 各环上、下偏差之间的关系各环上、下偏差之间的关系 封闭环的上偏差ES(A0)等于增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和，即 封闭环的下偏差EI(A0)等于增环下偏差之和减去减环的上偏差之和，即 （4）各环公差之间的关系）各环公差之间

26、的关系 封闭环的公差T(A0)等于各组成环的公差T(Ai)之和，即 111110)()()()(niinmiimiiATATATAT 极值法解算尺寸链的特点是：简便、可靠，但当封闭极值法解算尺寸链的特点是：简便、可靠，但当封闭环公差较小，组成环数目较多时，分摊到各组成环的公环公差较小，组成环数目较多时，分摊到各组成环的公差可能过小，从而造成加工困难，制造成本增加，在此差可能过小，从而造成加工困难，制造成本增加，在此情况小，常采用概率法进行尺寸链的计算。情况小，常采用概率法进行尺寸链的计算。 2. 概率法概率法 特点：以概率论理论为基础，计算科学、复杂，特点：以概率论理论为基础，计算科学、复杂，

27、经济效果好，用于环数较多的大批大量生产中。经济效果好，用于环数较多的大批大量生产中。1120)()(niiATAT1110nmiimiiAAA1110nmiimiiAAA (2)(2)各环平均尺寸之间的关各环平均尺寸之间的关系系 (1) (1) 各环公差之间的关系各环公差之间的关系 (3)(3)各环平均偏差之间的关系各环平均偏差之间的关系2)(ATAii 当计算出各环的公差、平均尺寸、平均偏差之后，应按将该环的公差对平均尺寸按双向对称分布，即写成 ，然后将之改写成上下偏差的形式，即22AAAAAAiiiiiiTEITES假定各环尺寸按正态分布，且其分布中心与公差带中心重合。假定各环尺寸按正态分

28、布，且其分布中心与公差带中心重合。 (1)正计算正计算已知各组成环，求封闭环。正计算主要用于验算所设计的产品能否满足性能要求及零件加工后能否满足零件的技术要求。 (2)反计算反计算已知封闭环，求各组成环。反计算主要用于产品设计、加工和装配工艺计算等方面，在实际工作中经常碰到。反计算的解不是唯一的。如何将封闭环的公差正确地分配给各组成环，这里有一个优化的问题。 （3）中间计算）中间计算已知封闭环和部分组成环的基本尺寸及公差，求其余的一个或几个组成环基本尺寸及公差（或偏差）。 中间计算可用于设计计算与工艺计算，也可用于验算。3. 3. 尺寸链计算的几种情况尺寸链计算的几种情况1） 等公差原则等公差

29、原则 按等公差值分配的方法来分配封闭环的公差时,各组成环的公差值取相同的平均公差值Tav：即 极值法 Tav=T0/（n-1）4. 4. 确定组成环公差大小的误差分配方法这种方法计算比较简单，但没有考虑到各组成环加工的难易、尺寸的大小，显然是不够合理的。概率法 1/0nTTav2） 按等精度原则按等精度原则 按等公差级分配的方法来分配封闭环的公差时,各组成环的公差取相同的公差等级，公差值的大小根据基本尺寸的大小，由标准公差数值表中查得。3） 按实际可行性分配原则按实际可行性分配原则 按具体情况来分配封闭环的公差时,第一步先按等公差值或等公差级的分配原则求出各组成环所能分配到的公差，第二步再从加工的难易程度和设计要求等具体情况调整各组成环的公差。1) 按“入体”原则标注 公差带的分布按“入体”原则标注时，对于被包容面尺寸可标注成上偏差为零、下偏差为负的形式（即 -T）；对于包容面的尺寸可标注成下偏差为零、上偏差为正的形式（即 +T）。2）按双向对称分布标注 对于诸如孔系中心距、相对中心的两平面之间