机械加工工艺过程概述

1、第一章第一章 机械加工工艺过程概述机械加工工艺过程概述1.1 1.1 机械生产过程、工艺过程机械生产过程、工艺过程1.2 1.2 基准的概念及其分类基准的概念及其分类1.3 1.3 机械加工精度及其获得方法机械加工精度及其获得方法本本章章内内容容1 1、掌握生产过程及加工工艺过程基本概念、组成；、掌握生产过程及加工工艺过程基本概念、组成；2 2、掌握设计基准与工艺基准的概念、分类；、掌握设计基准与工艺基准的概念、分类；3 3、了解加工精度的基本概念及获得加工精度的方法、了解加工精度的基本概念及获得加工精度的方法教教学学目目的的 生产过程生产过程：将原材料或半成品转变为成品的各有关劳动过程：将原

2、材料或半成品转变为成品的各有关劳动过程的总和。的总和。 包括：包括：1 1、生产技术准备过程如产品设计、生产准备、原、生产技术准备过程如产品设计、生产准备、原材料的运输和保管；材料的运输和保管； 2 2、毛坯制造过程；、毛坯制造过程； 3 3、机械加工和热处理；、机械加工和热处理； 4 4、装配和调试过程；、装配和调试过程； 5 5、生产服务过程。、生产服务过程。生产过程的实质生产过程的实质是由原材料（或半成品）变为产品的过程。是由原材料（或半成品）变为产品的过程。1-1 1-1 机械制造生产过程和工艺过程机械制造生产过程和工艺过程一、生产过程一、生产过程 二、机械加工工艺过程二、机械加工工艺

3、过程n机械加工工艺过程机械加工工艺过程：对机械零件采用各种加：对机械零件采用各种加工方法工方法直接直接改变毛坯地形状、尺寸、表面粗改变毛坯地形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能使之成为合格零件的糙度以及力学物理性能使之成为合格零件的全部劳动过程。全部劳动过程。n 将零件装配成部件或产品的过程，称将零件装配成部件或产品的过程，称为装配工艺过程。为装配工艺过程。工艺过程按作用和效果分为：工艺过程按作用和效果分为：1 1）毛坯成型工艺：改变零件的形状；）毛坯成型工艺：改变零件的形状；2 2）切削）切削/ / 磨削加工工艺：加工零件至固定尺寸；磨削加工工艺：加工零件至固定尺寸；3 3）光整加工工艺：

4、降低表面粗糙度；光整加工工艺：降低表面粗糙度；4 4）热处理工艺：改善金属材料的物理机械性能；）热处理工艺：改善金属材料的物理机械性能；5 5）表面处理工艺：改善材料的外观或对外界环境的防护能力；）表面处理工艺：改善材料的外观或对外界环境的防护能力；6 6）焊接工艺：连接零件或材料；）焊接工艺：连接零件或材料；7 7）装配工艺：将合格零件、标准件等装配成产品的。）装配工艺：将合格零件、标准件等装配成产品的。2 2、机械加工工艺过程组成：是由一个或若干个顺序排列、机械加工工艺过程组成：是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，毛坯顺次通过这些工序就变成了成品或半的工序组成的，毛坯顺次通过这些工序就变

5、成了成品或半成品。成品。1 1）工序）工序 一个或一组工一个或一组工人人，在一个，在一个工作地工作地对一个或同时对几个对一个或同时对几个工工件件所所连续连续完成的完成的那一部分工艺过程那一部分工艺过程，称为，称为工序工序 。 区分工序的主要依据区分工序的主要依据，是设备（或工作地）是否变动和，是设备（或工作地）是否变动和完成的那一部分工艺内容是否连续。完成的那一部分工艺内容是否连续。 2 2）安装）安装 工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个正确的位置并给予固定，这个过程称为装夹，一次装夹正确的位置并给予固定，这个过程称为装夹，一次装夹所完成的

6、那部分加工过程称为安装。所完成的那部分加工过程称为安装。 每一个工序可能有一次安装，也可能有几次安装。每一个工序可能有一次安装，也可能有几次安装。3 3）工位）工位 为减少工序中的装夹次数，常采用为减少工序中的装夹次数，常采用回转工作台或回转夹具，使工件在一次回转工作台或回转夹具，使工件在一次安装中，可先后在机床上占有不同的位安装中，可先后在机床上占有不同的位置进行连续加工，每一个位置所完成的置进行连续加工，每一个位置所完成的那部分工序，称一个工位。那部分工序，称一个工位。 采用多工位加工，可以提高生产率采用多工位加工，可以提高生产率和保证被加工表面间的相互位置精度。和保证被加工表面间的相互位

7、置精度。 工步工步是工序的组成单位。在被加工的表面、切削用量（指是工序的组成单位。在被加工的表面、切削用量（指切削速度、背吃刀量和进给量）、切削刀具均保持不变的切削速度、背吃刀量和进给量）、切削刀具均保持不变的情况下所完成的那部分工序，称工步。情况下所完成的那部分工序，称工步。 当同时对一个零件的几个表面进行加工时，则为复合当同时对一个零件的几个表面进行加工时，则为复合工步。工步。（4）工步）工步（5）走刀 被加工的某一表面，由于余量较大或其它原被加工的某一表面，由于余量较大或其它原因，在切削用量不变的条件下，用同一把刀具对因，在切削用量不变的条件下，用同一把刀具对它进行多次加工，每加工一次，

8、称一次它进行多次加工，每加工一次，称一次走刀走刀。（5）走刀）走刀三、生产纲领与生产类型三、生产纲领与生产类型1.1.生产纲领生产纲领企业在计划期内应当生产的产品数量和进度计划称企业在计划期内应当生产的产品数量和进度计划称生产纲领生产纲领。 N=Qn(1+a%)(1+b%)N=Qn(1+a%)(1+b%) 根据生产纲领确定生产类型根据生产纲领确定生产类型, ,不同的生产类型有不同的不同的生产类型有不同的工艺特征。工艺特征。三、生产纲领与生产类型三、生产纲领与生产类型 生产类型对工艺过程的影响生产类型对工艺过程的影响 当生产类型不同时，生产组织和生产管理、车间的机当生产类型不同时，生产组织和生产

9、管理、车间的机床布置、毛坯的制造方法、采用的工艺装备（刀、夹、量床布置、毛坯的制造方法、采用的工艺装备（刀、夹、量具）、加工方法以及工人的熟练程度等都有很大的不同，具）、加工方法以及工人的熟练程度等都有很大的不同，因此在制订工艺路线之前必须明确该产品的生产类型。因此在制订工艺路线之前必须明确该产品的生产类型。 零件生产批量的计算公式零件生产批量的计算公式2 2、生产类型、生产类型 生产类型对工艺过程有着重要影响。生产类型对工艺过程有着重要影响。FNAn 三、生产纲领与生产类型三、生产纲领与生产类型 生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产

10、专业化程度的分类，一般分为：生产专业化程度的分类，一般分为： （1 1） 单件生产单件生产 三、生产纲领与生产类型三、生产纲领与生产类型 （2 2） 成批生产成批生产 小批生产小批生产-其工艺过程的工艺特点和单件小批生产相似；其工艺过程的工艺特点和单件小批生产相似； 大批生产大批生产-其工艺过程的特点和大量生产相似；其工艺过程的特点和大量生产相似； 中批生产中批生产-其工艺过程的特点则介于单件小批生产和大其工艺过程的特点则介于单件小批生产和大批大量生产之间。批大量生产之间。（3 3） 大量生产大量生产 产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某

11、一个零件的某一道工序的加工。零件的某一道工序的加工。生产纲领与生产类型的关系生产纲领与生产类型的关系生产类型零件的年生产纲领（件/年）重型零件中型零件轻型零件单件生产小批生产中批生产大批生产大量生产1000500050000各种生产类型的工艺特征各种生产类型的工艺特征工艺特工艺特征征单件小批单件小批成批生产成批生产大批大量大批大量零件的零件的互换性互换性缺乏互换性缺乏互换性大部分具有大部分具有互换性互换性具有广泛的互换性具有广泛的互换性毛坯制毛坯制造方法造方法与加工与加工余量余量木模手工造型或自木模手工造型或自由锻，加工余量大由锻，加工余量大部分采用金部分采用金属模铸造或属模铸造或模锻，加工模

12、锻，加工余量中等余量中等广泛采用金属模机器造广泛采用金属模机器造型、模锻或其它高效方型、模锻或其它高效方法，加工余量小法，加工余量小机床设机床设备备通用机床通用机床部分通用机部分通用机床和高效机床和高效机床床广泛采用高效专用机床广泛采用高效专用机床及自动机床及自动机床工艺装工艺装备备大多采用通用夹具、大多采用通用夹具、标准附件、通用刀标准附件、通用刀具、万能量具。靠具、万能量具。靠划线和试切法达到划线和试切法达到精度要求精度要求广泛采用夹广泛采用夹具，较多采具，较多采用专用刀具用专用刀具和量具和量具广泛采用高效夹具、复广泛采用高效夹具、复合刀具、专用量具或自合刀具、专用量具或自动检验装置动检验

13、装置工艺特征工艺特征单件小批单件小批成批生产成批生产大批大量大批大量生产组织生产组织机群式机群式分工段排列设分工段排列设备备流水线或自动线流水线或自动线对工人的对工人的技术要求技术要求较高较高一定水平一定水平调整工：要求高调整工：要求高操作工：要求低操作工：要求低成本成本较高中等中等较低较低工艺文件的要求 编制简单的工艺过程卡片 编制详细的工艺规程及关键工序的工序卡片 编制详细的工艺规程、工序卡片、调整卡片 发展趋势 采用成组工艺，数控机床加工中心及柔性制造单元 采用成组工艺，用柔性制造系统或柔性自动线 用计算机控制的自动化制造系统、车间或无人工厂实现自适应控制 试切法试切法：是在零件加工过程

14、中不断对已加工表：是在零件加工过程中不断对已加工表面的尺寸进行测量，并相应调整刀具相对工件面的尺寸进行测量，并相应调整刀具相对工件加工表面的位置进行试切，直至达到尺寸精度加工表面的位置进行试切，直至达到尺寸精度要求的加工方法。要求的加工方法。 调整法调整法：即是按试切好的工件尺寸，标准件或：即是按试切好的工件尺寸，标准件或对刀块调整确定刀具相对工件定位基准的准确对刀块调整确定刀具相对工件定位基准的准确位置，并在保持此准确位置不变的条件下，对位置，并在保持此准确位置不变的条件下，对一批工件进行加工的方法。一批工件进行加工的方法。 1-2 1-2 基准的概念及其分类基准的概念及其分类 基准基准是用

15、来确定生产对象上几何要素之间的几何关是用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线或面。系所依据的那些点、线或面。分为两大类：设计基准和工艺基准分为两大类：设计基准和工艺基准一、设计基准一、设计基准 设计图上标注尺寸的设计图上标注尺寸的起始位置起始位置。 点、线、面点、线、面 尺寸基准：尺寸基准：( (长宽高长宽高) ) 形状位置基准形状位置基准图图 零件的设计基准与工艺基准示例零件的设计基准与工艺基准示例 二、工艺基准二、工艺基准 零件在加工过程中所采用的基准称为工艺基准。零件在加工过程中所采用的基准称为工艺基准。 工艺基准又可以分为工序基准、定位基准、测工艺基准又可以分为工序

16、基准、定位基准、测 量基准和装配基准。量基准和装配基准。 1. 1.工序基准：工序图上用来确定本工序表面加工工序基准：工序图上用来确定本工序表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。后的尺寸、形状、位置的基准。 选择要求：首先考虑用设计基准；其次工序基准选择要求：首先考虑用设计基准；其次工序基准应可用于工件的定位与工序尺寸的检查；且能够可靠应可用于工件的定位与工序尺寸的检查；且能够可靠地保证零件设计尺寸的技术要求。地保证零件设计尺寸的技术要求。2.2.定位基准：在加工时用于使工件占据正确位置以得到定位基准：在加工时用于使工件占据正确位置以得到准确工序尺寸的基准。准确工序尺寸的基准。 定位基准又可以分

17、为粗基准、精基准、附加基准定位基准又可以分为粗基准、精基准、附加基准 1) 1) 粗基准：未经机械加工的定位基准粗基准：未经机械加工的定位基准. . 2) 2) 精基准：经过机械加工的定位基准精基准：经过机械加工的定位基准. . 3) 3) 附加基准：零件上依据机械加工工艺需要而专附加基准：零件上依据机械加工工艺需要而专门设计的的定位基准门设计的的定位基准3.3.测量基准：在加工中或加工后用来测量工件的形测量基准：在加工中或加工后用来测量工件的形状、位置和尺寸误差时所采用的基准。状、位置和尺寸误差时所采用的基准。 4. 4. 装配基准：在装配时用来确定零件或部件在产品装配基准：在装配时用来确定

18、零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。中的相对位置所采用的基准。1 1-3 -3 机械加工精度及其获得方法机械加工精度及其获得方法一、机械加工精度和加工误差一、机械加工精度和加工误差 在机械加工过程中，由于各种因素的影响，使刀具在机械加工过程中，由于各种因素的影响，使刀具和工件间的正确位置发生偏移，因而加工出来的零件不和工件间的正确位置发生偏移，因而加工出来的零件不可能与理想的要求完全符合，两者的符合程度可用可能与理想的要求完全符合，两者的符合程度可用机械机械加工精度加工精度和和加工误差加工误差来表示。来表示。 是指零件加工后的实际几何参数是指零件加工后的实际几何参数( (尺寸、形状和位尺

19、寸、形状和位置置) )与理想几何参数的符合程度。与理想几何参数的符合程度。1 1、机械加工精度、机械加工精度2 2、加工误差、加工误差 是指零件加工后的实际几何参数是指零件加工后的实际几何参数( (尺寸、形状和位尺寸、形状和位置置) )与理想几何参数的与理想几何参数的偏离程度偏离程度。加工精度越高，则加。加工精度越高，则加工误差越小，反之越大。工误差越小，反之越大。3 3、机械加工精度包含的内容、机械加工精度包含的内容尺寸精度尺寸精度形状精度形状精度位置精度位置精度机械加工精度机械加工精度（1 1）当尺寸精度要求高时，相应的位置精度和形状精度也要求）当尺寸精度要求高时，相应的位置精度和形状精度也要求高。其次形状精度应高于尺寸精度，而位置精度在多数情况下也高。其次形状精度应高于尺寸精度，而位置精度在多数情况下也应高于尺寸精度。应高于尺寸精度。（2 2）当形状精度要求高时，相应的位置精度和尺寸精度不一定）当形状精度要求高时，相应的位置精度和尺寸精