项目二机械加工工艺规程设计(一)

1、课题一课题一 对机械加工工艺规程的认识对机械加工工艺规程的认识知识点知识点l机械加工工艺规程机械加工工艺规程l机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成l生产类型及工艺特征生产类型及工艺特征l 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 技能点技能点l了解机械加工的生产类型及工艺特征了解机械加工的生产类型及工艺特征l掌握编制机械加工工艺规程的原则掌握编制机械加工工艺规程的原则 项目项目2 机械加工工艺规程制订机械加工工艺规程制订一一. 课题分析课题分析 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。它是机械制造厂最主要的技术文件作方法等

2、的工艺文件。它是机械制造厂最主要的技术文件之一，按照工艺规程组织生产，可以保证产品的质量和较之一，按照工艺规程组织生产，可以保证产品的质量和较高的生产效率和经济效益。因此，生产中一般应严格地执高的生产效率和经济效益。因此，生产中一般应严格地执行既定的工艺规程。工艺规程必须不断地予以改进和完善，行既定的工艺规程。工艺规程必须不断地予以改进和完善，以便更好地指导生产。因此对于从事机械制造专业的从业以便更好地指导生产。因此对于从事机械制造专业的从业人员必须对机械加工工艺规程有正确的认识。人员必须对机械加工工艺规程有正确的认识。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生产

3、过程是指产品由原材料到成品之间的各个相互联系的全部过程。的全部过程。 产品的生产过程包括：产品的生产过程包括： 原材料的运输和保管，生产的技术准备工作，毛坯的制原材料的运输和保管，生产的技术准备工作，毛坯的制造，零件的机械加工与热处理，产品的装配、检验、油漆和造，零件的机械加工与热处理，产品的装配、检验、油漆和包装等一系列过程。包装等一系列过程。 提示提示 生产过程往往由许多工厂或工厂的许多车间联合完成，这有生产过程往往由许多工厂或工厂的许多车间联合完成，这有利于专业化生产，提高生产率、保证产品质量、降低生产成本。利于专业化生产，提高生产率、保证产品质量、降低生产成本。（一）生产过程及机械加工

4、工艺过程（一）生产过程及机械加工工艺过程二二. 相关知识相关知识2机械加工工艺过程机械加工工艺过程 用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能等，使之变为合格零件的过程，称为性能等，使之变为合格零件的过程，称为机械加工工艺机械加工工艺过程过程，又称，又称工艺路线工艺路线或或工艺流程工艺流程。 将零件装配成部件或产品的过程，称为将零件装配成部件或产品的过程，称为装配工艺过装配工艺过程。程。 （二）（二） 机械加工工艺过程组成机械加工工艺过程组成 机械加工工艺过程机械加工工艺过程是由一个或若干个依次排列的工序是由一个或若干个依次排列的工序所组成所组

5、成，毛坯依次通过这些工序就变成了成品或半成品。，毛坯依次通过这些工序就变成了成品或半成品。每一个工序又可分为若干个安装、工位和工步。每一个工序又可分为若干个安装、工位和工步。1 1工序工序 一个一个( (或一组或一组) )工人，在一台机床工人，在一台机床( (或其它设备及工或其它设备及工作地作地) )上，对一个上，对一个( (或同时对几个或同时对几个) )工件所连续完成的那工件所连续完成的那部分工艺过程，称为一个工序。部分工艺过程，称为一个工序。 区分工序的主要依据是工作地区分工序的主要依据是工作地( (或设备或设备) )是否变动，是否变动，零件加工的工作地变动后，即构成另一工序。零件加工的工

6、作地变动后，即构成另一工序。例如图例如图4-14-1所示的阶梯轴，当单件小批生产时，其加工所示的阶梯轴，当单件小批生产时，其加工工艺及工序划分如表工艺及工序划分如表4-14-1所示。当中批生产时，其工序所示。当中批生产时，其工序划分如表划分如表4-24-2所示。所示。 工序不仅是制订工艺过程的基本单元，也是制订劳工序不仅是制订工艺过程的基本单元，也是制订劳动定额、配备工人、安排作业计划和进行质量检验的基动定额、配备工人、安排作业计划和进行质量检验的基本单元。本单元。图4-1阶梯轴简图表表4-1 阶梯轴加工工艺过程阶梯轴加工工艺过程(单件小批生产单件小批生产)工序号工序号工序内容工序内容设备设备

7、1车端面、打顶尖孔、车全部外圆、切槽与倒角车端面、打顶尖孔、车全部外圆、切槽与倒角车床车床2铣键槽、去毛刺铣键槽、去毛刺铣床铣床3磨外圆磨外圆外圆磨床外圆磨床表表4-2 阶梯轴加工工艺过程阶梯轴加工工艺过程(中批量生产中批量生产)工序号工序号工序内容工序内容设备设备工序号工序号工序内容工序内容设备设备1铣端面、打顶铣端面、打顶尖孔尖孔铣端面打铣端面打中心孔机中心孔机床床4去毛刺去毛刺钳工台钳工台2车外圆、切槽车外圆、切槽与倒角与倒角车床车床5磨外圆磨外圆外圆磨床外圆磨床3铣键槽铣键槽铣床铣床2 2工步与走刀工步与走刀 在一个工序中，往往需要采用不同的刀具和切削用量，在一个工序中，往往需要采用不

8、同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述工序的内容，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述工序的内容，工序还可以进一步划分工步。工步是指加工表面、切削工工序还可以进一步划分工步。工步是指加工表面、切削工具和切削用量中的切削速度与进给量均不变的条件下所完具和切削用量中的切削速度与进给量均不变的条件下所完成的那部分工艺过程。一个工序可包括几个工步，也可只成的那部分工艺过程。一个工序可包括几个工步，也可只包括一个工步。例如，在表包括一个工步。例如，在表42的工序的工序2中，包括有粗、中，包括有粗、精车各外圆表面及切槽等工步，而工序精车各外圆表面及切槽等工步，而工序3当采用键槽铣

9、刀当采用键槽铣刀铣键槽时，就只包括一个工步。铣键槽时，就只包括一个工步。 构成工步的任一因素构成工步的任一因素(加工表面、刀具或切削用量中加工表面、刀具或切削用量中的切削速度和进给量的切削速度和进给量)改变后，一般即变为另一工步。但改变后，一般即变为另一工步。但是对于那些在一次安装中连续进行的若干个相同的工步，是对于那些在一次安装中连续进行的若干个相同的工步，为简化工序内容的叙述，通常多看作一个工步。例如图为简化工序内容的叙述，通常多看作一个工步。例如图4-2所示零件上四个所示零件上四个15mm孔的钻削，可写成一个工步孔的钻削，可写成一个工步钻钻4-15mm孔。孔。图图4-2 包括四个相同表面

10、加工的工步包括四个相同表面加工的工步 为了提高生产率，用几把刀具同时加工一个零件为了提高生产率，用几把刀具同时加工一个零件的几个表面的工步，称为复合工步的几个表面的工步，称为复合工步( (见图见图4-3)4-3)。在工。在工艺文件上，复合工步应视为一个工步。艺文件上，复合工步应视为一个工步。 图图4-3 复合工步复合工步 在一个工步内，若被加工表面需切去的金属层在一个工步内，若被加工表面需切去的金属层很厚，需要分几次切削，则每进行一次切削就是一很厚，需要分几次切削，则每进行一次切削就是一次走刀。一个工步可包括一次或几次走刀。次走刀。一个工步可包括一次或几次走刀。3安装与工位安装与工位 工件在加

11、工之前工件在加工之前, ,在机床或夹具上需要占据在机床或夹具上需要占据正确的位置正确的位置( (定位定位) )，然后再予以夹紧的过程称为，然后再予以夹紧的过程称为安装。在一个工序内，工件的加工可能只需要安安装。在一个工序内，工件的加工可能只需要安装一次，也可能需要安装几次。装一次，也可能需要安装几次。 例如，表例如，表4-24-2的工序的工序3 3，一次安装即铣出，一次安装即铣出键槽，而工序键槽，而工序2 2中，为了车削全部外圆表面则最中，为了车削全部外圆表面则最少需两次安装。工件加工中应尽量减少安装次数，少需两次安装。工件加工中应尽量减少安装次数，因为多一次安装就多一次误差。而且还增加了安因

12、为多一次安装就多一次误差。而且还增加了安装工件的辅助时间。装工件的辅助时间。 为了减少工件安装的次为了减少工件安装的次数，常采用各种回转工作台、数，常采用各种回转工作台、回转夹具或移位夹具，使工回转夹具或移位夹具，使工件在一次安装中先后在几个件在一次安装中先后在几个不同位置进行加工。此时，不同位置进行加工。此时，工件在机床上占据的每一个工件在机床上占据的每一个加工位置称为工位。图加工位置称为工位。图4-4 4-4 所示用回转工作台在一次安所示用回转工作台在一次安装中按顺序完成装卸工件、装中按顺序完成装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔四个工位钻孔、扩孔和铰孔四个工位加工。加工。 图图4-4 多工位加工多

13、工位加工工位工位I-装卸工件装卸工件 工位工位-钻孔钻孔 工位工位-扩孔，工位扩孔，工位-铰孔铰孔 由于零件机械加工的工艺过程与其所采用的生产组由于零件机械加工的工艺过程与其所采用的生产组织形式是密切相关的，所以在制订零件的机械加工工艺织形式是密切相关的，所以在制订零件的机械加工工艺过程时，应首先确定零件机械加工的生产组织形式。过程时，应首先确定零件机械加工的生产组织形式。 （三）机械加工的生产类型及工艺特征（三）机械加工的生产类型及工艺特征 通常先依据零件的年生产纲领选取合适的生产类型，通常先依据零件的年生产纲领选取合适的生产类型，然后再根据所选用的生产类型来确定零件机械加工的生然后再根据所

14、选用的生产类型来确定零件机械加工的生产组织形式。产组织形式。 生产纲领的大小对零件加工过程和生产组织起着生产纲领的大小对零件加工过程和生产组织起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，决定了所应选用的工艺方法和工艺装备。程度，决定了所应选用的工艺方法和工艺装备。 年生产纲领可按下式计算：年生产纲领可按下式计算： N=Q.n(1+a%+b%) 式中式中N 零件的年生产纲领零件的年生产纲领,(N)为件；为件； Q 机械产品的年产量机械产品的年产量,(Q)为台年；为台年； n 每台产品中该零件的数量每台产品中该零件的数量,(n)为件台；为件

15、台； a% 备品的百分率；备品的百分率； b% 废品的百分率。废品的百分率。1生产纲领的计算生产纲领的计算 某种零件某种零件(包括备品和废品在内包括备品和废品在内)的年产量称为该零的年产量称为该零件的年生产纲领。件的年生产纲领。2生产纲领和生产类型的关系生产纲领和生产类型的关系 在生产上，一般按照生产纲领的大小选用相应规模的生产类型。机在生产上，一般按照生产纲领的大小选用相应规模的生产类型。机械制造业的生产可分为三种类型：单件生产、成批生产和大量生产。械制造业的生产可分为三种类型：单件生产、成批生产和大量生产。（1）单件生产）单件生产 每种产品仅制造一每种产品仅制造一个或少数几个，而且很少再重

16、复生产。例如，重型个或少数几个，而且很少再重复生产。例如，重型机械产品制造和新产品试制都属于单件生产。机械产品制造和新产品试制都属于单件生产。（2）成批生产）成批生产 一年中分批地生产相同的零件，生产呈周期性重复。每批投入或产出一年中分批地生产相同的零件，生产呈周期性重复。每批投入或产出同一零件的数量称为批量。成批生产又可分为小批、中批、大批生产三同一零件的数量称为批量。成批生产又可分为小批、中批、大批生产三种类型。种类型。（3）大量生产）大量生产 长期重复地进行某一零件某一工序的加工。例如汽车、拖拉机、轴承长期重复地进行某一零件某一工序的加工。例如汽车、拖拉机、轴承和自行车等产品及零件的制造

17、多属于大量生产。和自行车等产品及零件的制造多属于大量生产。表表4-3 生产纲领和生产类型的关系生产纲领和生产类型的关系生产类型生产类型零件的年生产纲领零件的年生产纲领重型零件重型零件（30kg以上）以上）中型零件中型零件（4-30kg）轻型零件轻型零件（4kg以下）以下）单件生产单件生产510100小批生产小批生产510010200100500中批生产中批生产1003002005005005000大批生产大批生产30010005005000500050000大量生产大量生产1000500050000 表表4-4 各种生产类型工艺过程的主要特点各种生产类型工艺过程的主要特点工艺过程特点工艺过程特

18、点生产类型生产类型单件生产单件生产成批生产成批生产大批量生产大批量生产工件的互换性工件的互换性一般是配对制造，没有互一般是配对制造，没有互换性换性大部分有互换性，少数用钳大部分有互换性，少数用钳工修配工修配全部有互换性。某些精度较高全部有互换性。某些精度较高的配合件用分组选择装配法的配合件用分组选择装配法毛坯的制造方法毛坯的制造方法及加工余量及加工余量铸件用木模手工造型；锻铸件用木模手工造型；锻件用自由锻。毛坯精度低，件用自由锻。毛坯精度低，加工余量大加工余量大部分铸件用金属模；部分锻部分铸件用金属模；部分锻件用模锻。毛坯精度中等，件用模锻。毛坯精度中等，加工余量中等。加工余量中等。铸件广泛采

19、用金属模机器造型，铸件广泛采用金属模机器造型，锻件广泛采用模锻，以及其他锻件广泛采用模锻，以及其他高生产率的毛坯制造方法。毛高生产率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小。坯精度高，加工余量小。机床设备机床设备通用机床。或数控机床，通用机床。或数控机床，或加工中心。或加工中心。数控机床加工中心。设备条数控机床加工中心。设备条件不够时，也采用部分通用件不够时，也采用部分通用机床、部分专用机床。机床、部分专用机床。专用生产线、自动生产线、柔专用生产线、自动生产线、柔性制造生产线或数控机床。性制造生产线或数控机床。夹具夹具多用标准附件，极少采用多用标准附件，极少采用夹具，靠划线及试切法达夹具，靠划线

20、及试切法达到精度要求。到精度要求。采用夹具或组合夹具，部分采用夹具或组合夹具，部分靠加工中心一次安装。靠加工中心一次安装。广泛采用高生产率夹具，靠夹广泛采用高生产率夹具，靠夹具及调整法达到精度要求。具及调整法达到精度要求。刀具与量具刀具与量具采用通用刀具和万能量具。采用通用刀具和万能量具。可以采用专用刀具及专用量可以采用专用刀具及专用量具或三座标测量机。具或三座标测量机。广泛采用高生产率刀具和量具。广泛采用高生产率刀具和量具。对工人的要求对工人的要求需要技术熟练的工人。需要技术熟练的工人。需要一定熟练程度的工人和需要一定熟练程度的工人和编程技术人员。编程技术人员。对操作工人的技术要求较低，对操

21、作工人的技术要求较低，对生产线维护人员要求有高的对生产线维护人员要求有高的素质。素质。工艺规程工艺规程有简单的工艺路线卡。有简单的工艺路线卡。有工艺规程，对关键零件有有工艺规程，对关键零件有详细的工艺规程。详细的工艺规程。有详细的工艺规程。有详细的工艺规程。 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。它是机械制造厂最主要的和操作方法等的工艺文件。它是机械制造厂最主要的技术文件之一。技术文件之一。它一般应包括下列内容：它一般应包括下列内容： （四）机械加工工艺规程（四）机械加工工艺规程 工件加工工艺路线及所经过的车间和工段；工件加

22、工工艺路线及所经过的车间和工段； 各工序的内容及所采用的机床和工艺装备；各工序的内容及所采用的机床和工艺装备； 工件的检验项目及检验方法；工件的检验项目及检验方法； 切削用量；切削用量； 工时定额及工人技术等级等。工时定额及工人技术等级等。（3 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 在新建或扩建工厂或车间时，只有依据工艺规程和生产纲领才能正在新建或扩建工厂或车间时，只有依据工艺规程和生产纲领才能正确地确定：生产所需要的机床的种类、规格和数量；车间的面积；机床确地确定：生产所需要的机床的种类、规格和数量；车间的面积；机床的布置；生产工人的工种、技

23、术等级等。的布置；生产工人的工种、技术等级等。1机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程的作用（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 按照工艺规程组织生产，可以保证产品的质量和较高的生产效率按照工艺规程组织生产，可以保证产品的质量和较高的生产效率和经济效益。因此，生产中一般应严格地执行既定的工艺规程。但是，和经济效益。因此，生产中一般应严格地执行既定的工艺规程。但是，工艺规程也不应不断地予以改进和完善，以便更好地指导生产。工艺规程也不应不断地予以改进和完善，以便更好地指导生产。（2）工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据）工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据

24、在生产管理中，原材料及毛坯的供应，专用工艺装备的设计和制在生产管理中，原材料及毛坯的供应，专用工艺装备的设计和制造，生产计划的编排，劳动力的组织，以及生产成本的核算等，都要造，生产计划的编排，劳动力的组织，以及生产成本的核算等，都要以工艺规程作为基本依据的。以工艺规程作为基本依据的。2 2工艺文件的格式工艺文件的格式（1 1）工艺过程综合卡片）工艺过程综合卡片 卡片列出了整个零件加工所经过的工艺路线卡片列出了整个零件加工所经过的工艺路线( (包括毛坯、机械加工和包括毛坯、机械加工和热处理等热处理等) )。各工序的说明不够具体，一般不能直接指导工人操作。各工序的说明不够具体，一般不能直接指导工人

25、操作。（2 2）机械加工工艺卡片）机械加工工艺卡片 卡片是以工序为单位详细说明整个工艺过程的工艺文件。它是用来卡片是以工序为单位详细说明整个工艺过程的工艺文件。它是用来指导工人生产和帮助车间管理人员和技术人员掌握整个零件加工过程的指导工人生产和帮助车间管理人员和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主要技术文件，广泛用于成批生产的零件和小批生产中的重要零件。一种主要技术文件，广泛用于成批生产的零件和小批生产中的重要零件。 （3 3）机械加工工序卡片）机械加工工序卡片 卡片更详细地说明零件的各个工序应如何进行加工的。要画出工序卡片更详细地说明零件的各个工序应如何进行加工的。要画出工序图，注明该工序的

26、加工表面及应达到的尺寸和公差、工件的装夹方式、图，注明该工序的加工表面及应达到的尺寸和公差、工件的装夹方式、刀具的类型和位置、进刀方向和切削用量等。刀具的类型和位置、进刀方向和切削用量等。 工工 厂厂机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片产品型号产品型号零部件图号零部件图号第第 页页产品名称产品名称零部件名称零部件名称第第 页页材料牌号材料牌号毛坯种类毛坯种类毛坯外形尺寸毛坯外形尺寸各毛坯件数各毛坯件数件件/ /台台备备 注注工序工序号号工序工序名称名称工序内容工序内容车间车间工段工段设备设备工艺装备工艺装备工时工时准准终终单单件件编制（日期）编制（日期）审核（日审核（日期）期）会审会审(日

27、期日期)标记标记处记处记更改文更改文件号件号签签字字日日期期标标记记处处记记更改文更改文件号件号签字签字日期日期表表4-5 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片表表4-7 机械加工工序卡片机械加工工序卡片工厂工厂机械加工工序卡片机械加工工序卡片产品型号产品型号零部件图号零部件图号共共 页页产品名称产品名称零部件名称零部件名称第第 页页材料材料毛坯种类毛坯种类毛坯外形尺寸毛坯外形尺寸每件毛坯数每件毛坯数每台件数每台件数备注备注车间车间工序号工序号工序名称工序名称材料牌号材料牌号毛坯种类毛坯种类毛坯外形尺毛坯外形尺寸寸每坯件数每坯件数每台件数每台件数设备名称设备名称设备型号设备型号设备编号设备编号同时加工件数同时加工件数夹具编号夹具编号夹具名称夹具名称冷却液冷却液工序工时工序工时准终准终单件单件工步号工步号工步内容