CH06_3_装配工艺设计

1、西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第六章第六章 工艺规程设计工艺规程设计第一节第一节 概概 述述 第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 第三节第三节 加工余量及工序尺寸加工余量及工序尺寸 第四节第四节 工艺尺寸链工艺尺寸链第五节第五节 技术经济分析及工艺文件技术经济分析及工艺文件第六节第六节 制订工艺规程实例制订工艺规程实例第七节第七节 机器装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述n产品、零件设计好之后进行产品、零件设计好之后进行加工之前需要进行工艺规程设加工之前需要进行工艺

2、规程设计；计；n工艺规程设计的好坏对到整工艺规程设计的好坏对到整个产品的生产制造影响很大。个产品的生产制造影响很大。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述一、生产过程与工艺过程一、生产过程与工艺过程机器的生产过程是将机器的生产过程是将原材料转变原材料转变为成品为成品的全过程；的全过程；在生产过程中，凡是改变生产对在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程工艺过程；工艺过程可分为：工艺过程可分为： 机械制造工艺过程机械制造工艺过程一般是指零

3、件一般是指零件的的机械加工工艺过程机械加工工艺过程和和机器的装配机器的装配工艺过程工艺过程的总和。其它过程则称为的总和。其它过程则称为辅助过程辅助过程。 焊接铸造 锻造 冲压 机械加工 装配F22F22装配现场装配现场西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述 工艺工艺就是制造产品的方法；就是制造产品的方法； 几种不同的工艺过程总有几种不同的工艺过程总有一种工艺过程在某一特定一种工艺过程在某一特定条件下是最合理的；条件下是最合理的； 把合理工艺过程的有关内把合理工艺过程的有关内容写成工艺文件的形式，容写成工艺文件的形式，用以用以指导生产指导生产，这些工艺

4、，这些工艺文件即称为文件即称为工艺规程工艺规程； 工艺规程不是一成不变的；工艺规程不是一成不变的；基于基于PLMPLM平台的电子工艺规程平台的电子工艺规程输出技术输出技术 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成1.1.工序、工步和工作行程；工序、工步和工作行程；2.2.装夹和工位。装夹和工位。工序工序工序工序是组成加工工艺过程的基本单元；是组成加工工艺过程的基本单元；一个工序是指一个（或一组）工人，在一台机床一个工序是指一个（或一组）工人，在一台机床（或一个工作地点），对同一工件（或同时对几个工（或

5、一个工作地点），对同一工件（或同时对几个工件）所连续完成的那一部分件）所连续完成的那一部分工艺过程工艺过程；制订机械加工工艺过程中，列出制订机械加工工艺过程中，列出主要工序名称主要工序名称及其及其加工顺序加工顺序的简略工艺过程，称为的简略工艺过程，称为工艺路线工艺路线。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述工步；工步；工步工步是在加工表面不是在加工表面不变、加工工具不变、变、加工工具不变、切削用量不变的条件切削用量不变的条件下所连续完成的那部下所连续完成的那部分工序；分工序；工作行程；工作行程；工作行程工作行程也叫走刀，也叫走刀，是加工工具在加工表是

6、加工工具在加工表面上加工一次所完成面上加工一次所完成的工步。的工步。 机翼机翼1肋上下缘条的加工工步肋上下缘条的加工工步西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述阶梯轴的加工阶梯轴的加工 若阶梯轴的精度和表面粗糙度要求不高，则加工这根阶梯轴的若阶梯轴的精度和表面粗糙度要求不高，则加工这根阶梯轴的工艺过程将包含下列加工内容：工艺过程将包含下列加工内容： （1 1）切一端面；）切一端面；(2) (2) 打中心孔；（打中心孔；（3 3）切另一端面；（）切另一端面；（4 4）打中心孔；（打中心孔；（5 5）车大外圆；）车大外圆；(6) (6) 大外圆倒角；（大外

7、圆倒角；（7 7）车小外）车小外圆；（圆；（8 8）小外圆倒角；（）小外圆倒角；（9 9）铣键槽；（）铣键槽；（1010）去毛刺。）去毛刺。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述根据根据车间加工条件和生产规模车间加工条件和生产规模的不同，可以采用不同的方案的不同，可以采用不同的方案来完成上述工件的加工。来完成上述工件的加工。在表在表6 61 1及表及表6 62 2中分别表示在单件小批生产及大批大量生中分别表示在单件小批生产及大批大量生产中工序的划分和所用的机床。产中工序的划分和所用的机床。 表表6-1单件小批生产的工艺过程单件小批生产的工艺过程 表表

8、6-2 大批大量生产的工艺过程大批大量生产的工艺过程 工序号工序号工序内容工序内容设备设备1 1车一端面、打中心车一端面、打中心孔、调头车另一端孔、调头车另一端面，打另一中心孔面，打另一中心孔车床车床2 2车大外圆及倒角调车大外圆及倒角调头车小外圆及中心头车小外圆及中心孔孔车床车床3 3铣键槽、去毛刺铣键槽、去毛刺铣床铣床工序号工序号工序内容工序内容设备设备1 1铣端面，打中心铣端面，打中心孔孔铣端面和打中铣端面和打中心孔机床心孔机床2 2车大外圆及倒角车大外圆及倒角车床车床3 3车小外圆及倒角车小外圆及倒角车床车床4 4铣键槽铣键槽键槽铣床键槽铣床5 5去毛刺去毛刺钳工台钳工台西交通大学西交

9、通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述从表中可以看出，随着生产规模的不同，工序的划分及每一从表中可以看出，随着生产规模的不同，工序的划分及每一个工序所包含的加工内容是不同的。个工序所包含的加工内容是不同的。在在单件小批生产单件小批生产的工序的工序1 1中，包括四个工步：中，包括四个工步：两次两次车端面；车端面；两次两次打中心孔。打中心孔。分为四个工步的原因是加工表面变了。分为四个工步的原因是加工表面变了。在工序在工序2 2 中也包括四个工步，这时加工表面和切削工具都中也包括四个工步，这时加工表面和切削工具都变了。变了。 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进

10、制造技术研究所第一节第一节 概概 述述 装夹和工位装夹和工位 装夹是由装夹是由定位定位和和夹紧夹紧过程组成，这一功能是由过程组成，这一功能是由夹具完成夹具完成的；的； 采用采用转位或移位转位或移位夹具、夹具、回转工作台回转工作台或或多轴机床多轴机床上加工时，上加工时，工件在机床上一次装夹后，要经过若干个位置依次进行加工件在机床上一次装夹后，要经过若干个位置依次进行加工。工件在机床上所占据的每一个位置上所完成的那一部工。工件在机床上所占据的每一个位置上所完成的那一部分工序就称为分工序就称为工位工位。气动通用夹具气动通用夹具 多工件装夹钻孔攻丝工装多工件装夹钻孔攻丝工装 西交通大学西交通大学 先进

11、制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述三、生产类型与加工工艺过程的特点三、生产类型与加工工艺过程的特点 一）生产类型一）生产类型 生产类型的划分生产类型的划分依据是依据是产品或零件的年生产纲领产品或零件的年生产纲领，产品的，产品的年生产纲领就是产品的年生产纲领就是产品的年生产量年生产量。而零件的年生产纲领由。而零件的年生产纲领由下式计算：下式计算： N=Qn(1+a%)(1+b%) (件件/年年) N N零件的年产纲领零件的年产纲领 ( (件件/ /年年) )Q Q产品的年产量产品的年产量 （台年）（台年）n n每台产品中该零件的数量（件每台产品中该零件的数量（件/ /台）台

12、）a%a%备品率备品率b%b%废品率废品率西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述按年生产纲领划分生产类型按年生产纲领划分生产类型 表表6-3 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生产类型零件年生产纲领（件零件年生产纲领（件/ /年）年）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 510001000 1050005000 1005000050000小批生产小批生产中批生产中批生产大批生产大批生产大量生产大量生产西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述 单件生产单件生产单

13、个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复且很少重复; ; 批量生产批量生产一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。每批制造的相同产品的数量称为批量。根一定的重复性。每批制造的相同产品的数量称为批量。根据批量的大小，成批生产又可分为：据批量的大小，成批生产又可分为：小批生产、中批生产小批生产、中批生产和大批生产和大批生产。小批生产的工艺过程的特点和单件生产相似；。小批生产的工艺过程的特点和单件生产相似；大批生产的工艺过程的特点和大量生产相似；中批生产的大批生产的工艺过程的特点和大量生产相似；中批生产的工

14、艺过程的特点则介于单件小批生产和大批大量生产之间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; ; 大批量生产大批量生产产品数量很大，大多数工作地点经常重复产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。地进行某一个零件的某一道工序的加工。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述 单件、小批量生产与大批量生产可能有不同的工艺过程单件、小批量生产与大批量生产可能有不同的工艺过程; ; 对对单件小批生产单件小批生产，可能只要制订一个简单的工艺路线就行，可能只要制订一个简单的工艺路线就行了；了； 对于对于大批量生产大批量生产，应

15、该制订一个详细的工艺规程，详细地，应该制订一个详细的工艺规程，详细地给出各种工艺参数。这样做主要是因为对大批量生产来说，给出各种工艺参数。这样做主要是因为对大批量生产来说，每个工序、工步节省每个工序、工步节省1 1秒种，就会带来可观的效益秒种，就会带来可观的效益; ; 同时，详细的工艺规程，也是进行工夹具设计制造的依据。同时，详细的工艺规程，也是进行工夹具设计制造的依据。 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述 各种生产类型的工艺过程特点可归纳成表各种生产类型的工艺过程特点可归纳成表64。表表64各种生产类型工艺过程的主要特各种生产类型工艺过程的主要

16、特点点西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述二）生产类型与组织方式二）生产类型与组织方式 产品的用途不同，产品的用途不同，决定了其市场需求量是不同的，因此不同决定了其市场需求量是不同的，因此不同的产品有不同的生产批量的产品有不同的生产批量; ;需求的批量不同需求的批量不同，形成了不同的生产规模类型，如大批量、，形成了不同的生产规模类型，如大批量、中小批量、单件生产等中小批量、单件生产等; ;不同的生产类型即生产规模不同，生产组织的方式及相应的不同的生产类型即生产规模不同，生产组织的方式及相应的工艺过程也大不相同工艺过程也大不相同; ;单件、小批：长江

17、三峡巨型发电机组单件、小批：长江三峡巨型发电机组 大批量：斯巴鲁水平对置发动机大批量：斯巴鲁水平对置发动机西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述 针对不同的产品所选用的生产模式及制造针对不同的产品所选用的生产模式及制造技术的准则是什么？技术的准则是什么？ 质量、成本、生产率质量、成本、生产率长期以来是评价机电产品制造过长期以来是评价机电产品制造过程的三大准则；程的三大准则； 随着科学技术的飞速发展及人们消费水平的提高，随着科学技术的飞速发展及人们消费水平的提高，质质量、成本、生产率量、成本、生产率这三大准则的内涵有了新的发展。这三大准则的内涵有了新的

18、发展。T T（交货时间）（交货时间）Q Q（质量）（质量）C C（成本）（成本）S S（服务）（服务）的准则被的准则被提出来了；提出来了； 服务服务实际上也可看作质量的一个要素，单独提出来，实际上也可看作质量的一个要素，单独提出来，引起更多重视引起更多重视。 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述 由于市场竞争的日趋激烈，由于市场竞争的日趋激烈，快速响应制造快速响应制造的概念被提出来的概念被提出来了；了； 最早上市的几家公司往往占有市场份额的最早上市的几家公司往往占有市场份额的80%80%以上，往往以上，往往可以有较高的价格，即使生产成本较大，企业仍

19、能获得丰可以有较高的价格，即使生产成本较大，企业仍能获得丰厚利润；厚利润； 决策一个产品的生产组织、开发方式及制造工艺时，不仅决策一个产品的生产组织、开发方式及制造工艺时，不仅要对要对工艺技术工艺技术有深刻透彻的掌握，而且能从有深刻透彻的掌握，而且能从管理学角度管理学角度作作出有战略眼光的选择。出有战略眼光的选择。 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述企业组织产品的生产可以有多种模式：企业组织产品的生产可以有多种模式：生产全部零部件、组装机器；生产全部零部件、组装机器；生产一部分关键的零部件，其余的由其它企业供应；生产一部分关键的零部件，其余的由其

20、它企业供应；完全不生产零部件，只负责设计及销售。完全不生产零部件，只负责设计及销售。第一种模式的企业第一种模式的企业，必须形成大而全、小而全的工厂。当市，必须形成大而全、小而全的工厂。当市场发生变化时，场发生变化时，适应性差适应性差，难以作到设备负载的平衡难以作到设备负载的平衡，而且固，而且固定资产利用率差，定岗人员也有忙闲不均情况，影响管理和全定资产利用率差，定岗人员也有忙闲不均情况，影响管理和全员的积极性员的积极性； 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述 第三种模式第三种模式具有具有固定设备投入少固定设备投入少、转产容易等优点，适宜市、转产容易

21、等优点，适宜市场的变化。但对于核心技术和工艺应该自己掌握时，或大批场的变化。但对于核心技术和工艺应该自己掌握时，或大批量生产中附加值比较大的零部件生产，这一模式就有不足之量生产中附加值比较大的零部件生产，这一模式就有不足之处。许多高新技术开发区处。许多高新技术开发区“两头在内、中间在外两头在内、中间在外”的企业均的企业均是这种方式；是这种方式； 国外国外敏捷制造中的动态联盟敏捷制造中的动态联盟，其实质即是在，其实质即是在INTERNETINTERNET信息技信息技洛克希德洛克希德马丁公司在马丁公司在“联合攻击机联合攻击机”项目项目中的异地协同网络结构中的异地协同网络结构支持下，在全球范围内实现

22、这支持下，在全球范围内实现这一生产模式。一生产模式。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述 许多产品复杂的许多产品复杂的大工业大工业多采用第二种模式；多采用第二种模式； 美国的三大汽车公司美国的三大汽车公司周围密布着数以千计的中小企业，承周围密布着数以千计的中小企业，承担担汽车零配件汽车零配件、汽车生产汽车生产所需的专用工模具、专用设备的所需的专用工模具、专用设备的生产供应，形成一个繁荣的产业；生产供应，形成一个繁荣的产业； 日本的汽车工业日本的汽车工业也是如此，汽车生产厂家只控制整车、车也是如此，汽车生产厂家只控制整车、车身和发动机的设计和生产。身

23、和发动机的设计和生产。日本电装、丰田工机、美国的日本电装、丰田工机、美国的TRWTRW、德尔福、德尔福都是专门生产汽车零部件的巨型企业，它们都是专门生产汽车零部件的巨型企业，它们对多家汽车生产厂供货。对多家汽车生产厂供货。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述工艺规程设计须遵循以下原则：工艺规程设计须遵循以下原则：1) 1) 保证机器零件的保证机器零件的加工质量加工质量( (或机器的装配质量或机器的装配质量) )，达到，达到设计设计图纸图纸上规定的各项上规定的各项技术要求技术要求；2) 2) 应使工艺过程具有应使工艺过程具有较高的生产率较高的生产率，

24、使产品尽快投放市场；，使产品尽快投放市场；3) 3) 设法设法降低制造成本降低制造成本；4) 4) 注意注意减轻减轻工人的劳动强度，保证生产安全。工人的劳动强度，保证生产安全。 四、工艺规程的设计原则及原始资料四、工艺规程的设计原则及原始资料西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第一节第一节 概概 述述设计工艺规程必须具备以下原始资料：设计工艺规程必须具备以下原始资料：1)1)产品装配图、零件图；产品装配图、零件图； 2)2)产品验收质量标准；产品验收质量标准； 3)3)产品的年生产纲领；产品的年生产纲领； 4)4)毛坯材料与毛坯生产条件；毛坯材料与毛坯生产条件； 5)5)

25、制造厂的生产条件；制造厂的生产条件；6)6)工艺规程设计、工艺装备设计所需要的设计手册和有关标准；工艺规程设计、工艺装备设计所需要的设计手册和有关标准；7)7)国内外先进制造技术资料等。国内外先进制造技术资料等。 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第六章第六章 工艺规程设计工艺规程设计第一节第一节 概概 述述 第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 第三节第三节 加工余量及工序尺寸加工余量及工序尺寸 第四节第四节 工艺尺寸链工艺尺寸链第五节第五节 技术经济分析及工艺文件技术经济分析及工艺文件第六节第六节 制订工艺规程实例制订工艺规程实例第七节第七节 机器

26、装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 一、机械加工工艺规程设计的内容及步骤一、机械加工工艺规程设计的内容及步骤1 1、分析研究产品的装配图和零件图、分析研究产品的装配图和零件图首先要进行两方面的工作：首先要进行两方面的工作：(1)(1)熟悉熟悉产品的性能产品的性能、用途用途、工作条件工作条件，明确各零件的相互，明确各零件的相互装配位置及其作用，了解及研究各项技术条件制订的依据，装配位置及其作用，了解及研究各项技术条件制订的依据，找出其找出其主要技术要求主要技术要求和和关键技术问题关键

27、技术问题；(2)(2)对装配图和零件图进行对装配图和零件图进行工艺审查工艺审查。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计主要的审查内容有：主要的审查内容有： 图纸上规定的各项图纸上规定的各项技术条件是否合理技术条件是否合理； 零件的零件的结构工艺性结构工艺性是否好；是否好； 图纸上是否缺少必要的图纸上是否缺少必要的尺寸尺寸、视图视图或或技术条件技术条件； 避免过高的避免过高的精度精度、过高的、过高的表面粗糙度表面粗糙度和其他技术条件；和其他技术条件； 应尽可能减少加工和装配的应尽可能减少加工和装配的劳动量劳动量； 如果发现

28、有问题，并会同有关设计人员共同讨论研究，按如果发现有问题，并会同有关设计人员共同讨论研究，按照规定手续对图纸进行修改与补充；照规定手续对图纸进行修改与补充；西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 (a) (b)图图62 零件结构工艺性与生产类型零件结构工艺性与生产类型如图如图6-26-2的车床进给箱箱体零件，其同轴孔的直径设计成的车床进给箱箱体零件，其同轴孔的直径设计成单单向递增向递增( (图图b)b)时时，就只适用于，就只适用于单件小批生产单件小批生产；在大批大量生产中在大批大量生产中为了用为了用双面组合机床加工双面组

29、合机床加工，就应改为，就应改为双双向递减向递减( (图图a)a)的孔径设计，用的孔径设计，用左右两镗杆左右两镗杆各镗两个孔，从而各镗两个孔，从而缩短加工工时，平衡节拍，提高效率。缩短加工工时，平衡节拍，提高效率。 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计表表6 65 5 零件机械加工结构工艺性的对比零件机械加工结构工艺性的对比A A结构工艺性差结构工艺性差B B结构工艺性好结构工艺性好说说 明明1 1B B结构留有退刀槽，才结构留有退刀槽，才可进行加工，并能减少可进行加工，并能减少刀具和砂轮的磨损刀具和砂轮的磨损2 2B

30、B结构采用相同的槽宽，结构采用相同的槽宽，以减少刀具种类和换刀以减少刀具种类和换刀时间时间3 3由于由于B B结构的键槽的方结构的键槽的方位相同，就可在一次安位相同，就可在一次安装中进行加工，以提高装中进行加工，以提高生产率生产率4 4A A结构不便引进刀具，结构不便引进刀具，难以实现孔的加工难以实现孔的加工西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计5 5B B结构可避免钻头钻入结构可避免钻头钻入和钻出时因工件表面倾和钻出时因工件表面倾斜而引起引偏或断损斜而引起引偏或断损6 6B B结构既可节省材料，结构既可节省材料，减轻重

31、量，还避免了深减轻重量，还避免了深孔加工孔加工7 7B B结构可减少深孔的螺结构可减少深孔的螺纹加工纹加工8 8B B结构可减少底面的加结构可减少底面的加工劳动量毛且有利于减工劳动量毛且有利于减小平面度误差，提高接小平面度误差，提高接触刚度触刚度表表6 65 5 零件机械加工结构工艺性的对比（续）零件机械加工结构工艺性的对比（续）西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计9 9B B结构按孔的实际配合需要，结构按孔的实际配合需要，改短了加工长度，并在两端改短了加工长度，并在两端改用凸台定位，从而降低了改用凸台定位，从而降低了

32、对孔及端面的加工成本对孔及端面的加工成本1010箱体内壁凸台过大，不便加箱体内壁凸台过大，不便加工，改成工，改成B B结构较好结构较好1111箱体类零件的外表面比内表箱体类零件的外表面比内表面容易加工，故应以外表面面容易加工，故应以外表面代替内表面作装配连接表面，代替内表面作装配连接表面，如如B B结构结构1212B B结构把环槽结构把环槽a a改在件改在件1 1的外圆的外圆上，就比在件上，就比在件2 2的内孔中便于的内孔中便于加工和测量加工和测量1313B B结构改用镶装结构，避免了结构改用镶装结构，避免了A A图结构对内孔底部圆弧面进图结构对内孔底部圆弧面进行精加工的困难行精加工的困难表表

33、65 零件机械加工结构工艺性的对比（续）零件机械加工结构工艺性的对比（续）西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计2 2、确定毛坯、确定毛坯 审查毛坯的审查毛坯的材料选择材料选择及及制造方法制造方法是否合适，从是否合适，从工艺的角度工艺的角度对对毛坯制造提出要求。必要时，应和毛坯车间共同确定毛坯图；毛坯制造提出要求。必要时，应和毛坯车间共同确定毛坯图； 需要根据需要根据生产纲领生产纲领和和毛坯车间毛坯车间的具体条件来加以解决的具体条件来加以解决毛坯质毛坯质量量和毛坯的和毛坯的制造要求、成本制造要求、成本的矛盾；的矛盾； 充

34、分注意到利用充分注意到利用新工艺新工艺、新技术新技术、新材料新材料的可能性；的可能性； 在改进了在改进了毛坯的制造工艺毛坯的制造工艺和和提高了毛坯质量提高了毛坯质量后，往往可以大后，往往可以大大节约机械加工劳动量。大节约机械加工劳动量。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计3 3、拟定工艺路线，选择定位基面、拟定工艺路线，选择定位基面 这是制定工艺过程中的关键性的一步，需要提出几个方案，这是制定工艺过程中的关键性的一步，需要提出几个方案，进行分析对比，寻求最经济合理的方案。包括：进行分析对比，寻求最经济合理的方案。包括：

35、确定确定加工方法加工方法，安排加工顺序安排加工顺序，确定，确定定位夹紧方法定位夹紧方法，以及安排以及安排热处理热处理、检验及其他、检验及其他辅助工序辅助工序( (去毛刺、倒角去毛刺、倒角等等) )。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计4 4、确定各工序所采用的设备、确定各工序所采用的设备 如果需要改装设备或自制专用设备，则应提出具体的设计如果需要改装设备或自制专用设备，则应提出具体的设计任务书。任务书。5 5、确定各工序所采用的刀、夹、量具和辅助工具、确定各工序所采用的刀、夹、量具和辅助工具 如果需要设计专用的刀、夹、

36、量具和辅助工具，则应提出如果需要设计专用的刀、夹、量具和辅助工具，则应提出具体的设计任务书。具体的设计任务书。6 6、确定各主要工序的技术要求及检验方法、确定各主要工序的技术要求及检验方法7 7、确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差、确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计8 8、确定切削用量、确定切削用量 对流水线生产，尤其是自动线生产，则各工序、工步都需对流水线生产，尤其是自动线生产，则各工序、工步都需规定切削用量，以保证各工序生产节奏均衡。规定切削用量，以保证各工序生产节奏

37、均衡。9 9、确定工时定额、确定工时定额 对于流水线和自动线，由于有规定的切削用量，工时定额对于流水线和自动线，由于有规定的切削用量，工时定额可以部分通过计算，部分应用统计资料得出。可以部分通过计算，部分应用统计资料得出。1010、技术经济分析、技术经济分析1111、填写工艺文件、填写工艺文件西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计二、制订机械加工工艺规程时要解决的主要问题二、制订机械加工工艺规程时要解决的主要问题制订工艺规程时要解决的主要问题：制订工艺规程时要解决的主要问题：一）定位基准的选择一）定位基准的选择定位基准的

38、选择不仅影响着加工精度，并且与工艺过程的定位基准的选择不仅影响着加工精度，并且与工艺过程的制订是密切相关的；制订是密切相关的；要合理的选择定位基准，多设想几种定位方案，比较它们要合理的选择定位基准，多设想几种定位方案，比较它们的优缺点。的优缺点。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计1 1、基准的基本概念、基准的基本概念 基准基准就是零件上用来确定其他点、线、面位置的那些参考就是零件上用来确定其他点、线、面位置的那些参考点、线、面。点、线、面。 根据基准的功用的不同，可分为根据基准的功用的不同，可分为设计基准设计基准和和

39、工艺基准。工艺基准。v设计基准设计基准是在零件图上用来确定其他点、线、面的位是在零件图上用来确定其他点、线、面的位置的基准。置的基准。 车床主轴箱箱体零件图车床主轴箱箱体零件图 v顶面顶面B B的设计基准是的设计基准是底面底面D D；v孔孔的设计基准在的设计基准在垂直方向垂直方向是是底底面面D D，在，在水平方向水平方向是是导向面导向面E E；v孔孔的设计基准是的设计基准是孔孔和和孔孔的的轴心线轴心线 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计v 工艺基准工艺基准是在加工及装配过程中使用的基准。是在加工及装配过程中使用的基准

40、。按照用途的按照用途的不同又可分为：不同又可分为：定位基准定位基准是在加工中使工件在机床或夹具上占有正确是在加工中使工件在机床或夹具上占有正确位置所采用的基准；位置所采用的基准； 度量基准度量基准是在检验时使用的基准。例如，在检验车床是在检验时使用的基准。例如，在检验车床主轴时，用支承轴颈表面作度量基准主轴时，用支承轴颈表面作度量基准 ；装配基准装配基准是在装配时用来确定零件或部件在产品中的是在装配时用来确定零件或部件在产品中的位置所采用的基准。位置所采用的基准。 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计在分析基准问题时，

41、必须注意下列几点：在分析基准问题时，必须注意下列几点： 作为基准的点、线、面在工件上不一定具体存在，而常由作为基准的点、线、面在工件上不一定具体存在，而常由某些具体的表面来体现，这些表面就可称为某些具体的表面来体现，这些表面就可称为基面基面； 代表基准的点和线在工件上所体现的具体代表基准的点和线在工件上所体现的具体基面总是有一定基面总是有一定面积的面积的； 上面所分析的都是尺寸关系的基准问题，上面所分析的都是尺寸关系的基准问题，表面位置精度表面位置精度( (平行度、垂直度等平行度、垂直度等) )的关系也是一样。的关系也是一样。 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第

42、二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计2、基准的选择原则、基准的选择原则 首要问题：首要问题：合理选择定位基准合理选择定位基准对保证加工精度和确定加工对保证加工精度和确定加工顺序都有决定性影响，后道工序的基准必须在前面工序中顺序都有决定性影响，后道工序的基准必须在前面工序中加工出来；加工出来； 基准的选择实际上就是基准的选择实际上就是基面的选择问题基面的选择问题； 在第一道工序中，只能使用毛坯的表面作为定位基准，这在第一道工序中，只能使用毛坯的表面作为定位基准，这种定位基面就称为种定位基面就称为粗基面粗基面( (或毛基面或毛基面) )。 在以后各工序的加工中，可以采用已经切削加工过的表

43、面在以后各工序的加工中，可以采用已经切削加工过的表面作为定位基面，这种定位基面就称为作为定位基面，这种定位基面就称为精基面精基面( (或光基面或光基面) )。 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 工件上没有能作为定位基面的恰当表面，这时就有必要在工件上没有能作为定位基面的恰当表面，这时就有必要在工件上专门加工出定位基面，这种基面称为工件上专门加工出定位基面，这种基面称为辅助基面辅助基面。 辅助基面在零件的工作中没有用处，它是仅为加工的需要辅助基面在零件的工作中没有用处，它是仅为加工的需要而设置的。而设置的。如轴类零件

44、加工用的中心孔、活塞加工用的止如轴类零件加工用的中心孔、活塞加工用的止口和下端面就是典型的例子。口和下端面就是典型的例子。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计在选择基面时，需要同时考虑三个问题：在选择基面时，需要同时考虑三个问题：（1 1）用哪一个表面作为加工时的）用哪一个表面作为加工时的精基面精基面，才有利于经济合，才有利于经济合理地达到零件的加工精度要求理地达到零件的加工精度要求? ?（2 2）为加工出上述精基面，应采用哪一个表面作为）为加工出上述精基面，应采用哪一个表面作为粗基面粗基面? ?（3 3）是否有个别工

45、序为了特殊的加工要求，需要采用）是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用第二第二个精基面个精基面? ?西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计在选择基面时有两个基本要求：在选择基面时有两个基本要求：（1 1）各加工表面有）各加工表面有足够的加工余量足够的加工余量，对，对一面要加工、一面不加工的壁，要有一面要加工、一面不加工的壁，要有足够的厚度。图足够的厚度。图6 64 4工艺凸台；工艺凸台；（2 2）定位基面应有足够大的）定位基面应有足够大的接触面积和接触面积和分布面积。分布面积。 接触面积大就能承受大的切削力；接触面积

46、大就能承受大的切削力； 分布面积大可使定位稳定可靠；分布面积大可使定位稳定可靠； 在必要时，可在工件上增加工艺搭子或在在必要时，可在工件上增加工艺搭子或在夹具上增加辅助支承。夹具上增加辅助支承。 图图6 64 4工艺凸台工艺凸台在加工车床小刀架的在加工车床小刀架的A A面时，面时，为了使定位稳定可靠，在为了使定位稳定可靠，在小刀架上的表面小刀架上的表面C C增加了工增加了工艺搭子艺搭子B B，它和表面，它和表面C C同时同时加工出来。加工出来。 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 选择精基面和粗基面时所考虑的侧重点也

47、不同。选择精基面和粗基面时所考虑的侧重点也不同。 对于精基面考虑的重点是对于精基面考虑的重点是如何减少误差如何减少误差，提高定位精度提高定位精度，因此选择精基面的原则是：因此选择精基面的原则是：v基准重合原则：基准重合原则：应尽可能选用设计基准作为定位基准。应尽可能选用设计基准作为定位基准。特别在最后精加工时，为保证精度，更应该注意这个特别在最后精加工时，为保证精度，更应该注意这个原则。这样可以避免因基准不重合而引起的定位误差；原则。这样可以避免因基准不重合而引起的定位误差；v统一基准原则：统一基准原则：应尽可能选用统一的定位基准加工各应尽可能选用统一的定位基准加工各表面，以保证各表面间的位置

48、精度；表面，以保证各表面间的位置精度； 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计v有时还要遵循有时还要遵循互为基准、反复加工互为基准、反复加工的原则；的原则；v自为基准原则：自为基准原则：有些精加工工序要求加工余量小而均有些精加工工序要求加工余量小而均匀，以保证加工质量和提高生产率，这时就以加工面匀，以保证加工质量和提高生产率，这时就以加工面本身作为精基面；本身作为精基面； 在选择粗基面时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足在选择粗基面时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合

49、够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求。图纸要求。 因此选择粗基面的原则是：因此选择粗基面的原则是： (1)(1)如果必须首先保证工件如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀某重要表面的余量均匀，就应，就应该选择该表面作为粗基面该选择该表面作为粗基面；西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计（a a） （b b）图图6 65 5 床身导轨加工的两种定位方法的比较床身导轨加工的两种定位方法的比较图图6-5(b)6-5(b)的定位方法将的定位方法将影响加工精度影响加工精度，将把比较，将把比较耐磨的金属层耐磨

50、的金属层切去切去，露出较疏松的、不耐磨的金属组织；，露出较疏松的、不耐磨的金属组织；应该用图应该用图6-5(a)6-5(a)的定位方法进行加工，则的定位方法进行加工，则导轨面的加工余量将导轨面的加工余量将比较均匀比较均匀。床脚上的加工余量不均匀不影响床身的加工质量。床脚上的加工余量不均匀不影响床身的加工质量。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计(2)(2)如果首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置如果首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则要求，则应以不加工表面作为粗基面应以不加工表面作为粗基面，如果

51、工件上有好几，如果工件上有好几个不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要个不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基面；求较高的表面为粗基面； (a) (b) (a) (b)图图6 66 6 两种粗基面选择方案的对比两种粗基面选择方案的对比图图6-66-6所示若选不需要加工的所示若选不需要加工的外圆毛面作粗基面定位外圆毛面作粗基面定位( (图图a)a)，此时虽然镗孔时切去的余量不均此时虽然镗孔时切去的余量不均匀，但可获得与外圆具有较高的匀，但可获得与外圆具有较高的同轴度的内孔、壁厚均匀、外形同轴度的内孔、壁厚均匀、外形对称；对称；若选用需要加工的内孔毛面定若选用

52、需要加工的内孔毛面定位位( (图图b)b)，切去的余量比较均匀，切去的余量比较均匀，但零件壁厚不均匀。但零件壁厚不均匀。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 若零件上每个表面都要加工，则应该以若零件上每个表面都要加工，则应该以加工余量最小的表加工余量最小的表面作为粗基面面作为粗基面。 例如加工铸造或锻造的轴套例如加工铸造或锻造的轴套( (图图6-7)6-7)，通常加工余量较小，通常加工余量较小，并且总是孔的加工余量大，而外圈表面的加工余量较小，并且总是孔的加工余量大，而外圈表面的加工余量较小，这时就应这时就应以外圆表面

53、作为粗基面来加工孔以外圆表面作为粗基面来加工孔。 图图6-7 6-7 铸造或锻造毛坯轴套的定位基准选择铸造或锻造毛坯轴套的定位基准选择西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计（3 3）应该用毛坯制造中尺寸和位置比较可靠、平整光洁的表）应该用毛坯制造中尺寸和位置比较可靠、平整光洁的表面作为粗基面。面作为粗基面。对于铸件不应选择有对于铸件不应选择有浇冒口的表面浇冒口的表面、分模分模面以及有面以及有飞飞刺刺或或夹砂夹砂的表面作粗基面的表面作粗基面; ;对于锻件不应选择有对于锻件不应选择有飞边的表面飞边的表面作粗基面。作粗基面。应

54、该注意：由于粗基面的定位精度很低，所应该注意：由于粗基面的定位精度很低，所以粗基面在同一尺寸方向上通常只允许使用以粗基面在同一尺寸方向上通常只允许使用一次，否则定位误差太大。因此在以后的工一次，否则定位误差太大。因此在以后的工序中，都应使用已切削过的表面作为精基面。序中，都应使用已切削过的表面作为精基面。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计二）加工方法的选择原则：二）加工方法的选择原则：根据每个加工表面的技术要求，确定根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法加工方法及及分几分几次加工次加工；考虑被考虑被加工材料的性质加

55、工材料的性质；考虑到考虑到生产类型生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题；，即要考虑生产率和经济性的问题；考虑本厂考虑本厂( (或本车间或本车间) )的现有的现有设备情况设备情况及及技术条件技术条件。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节

56、第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计28.00427.9920.012西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计三）加工阶段的划分：三）加工阶段的划分：粗加工阶段粗加工阶段在这一阶段要切除较大的加工余量，主在这一阶段要切除较大的加工余量，主要问题是要问题是如何获得高的生产率如何获得高的生产率； 半精加工阶段半精加工阶段在这一阶段应为主要在这一阶段应为主要表面的精加工作表面的精加工作好准备好准备，并完成一

57、些次要表面的加工，一般在热处理之，并完成一些次要表面的加工，一般在热处理之前进行；前进行；精加工阶段精加工阶段保证各主要表面达到保证各主要表面达到图纸规定的质量要图纸规定的质量要求；求；光整加工阶段光整加工阶段对于精度要求很高、表面粗糙度值要对于精度要求很高、表面粗糙度值要求很小求很小( (标准公差标准公差6 6级及级及6 6级以上，表面粗糙度的零件，级以上，表面粗糙度的零件，还要有专门的光整加工阶段。还要有专门的光整加工阶段。 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计划分加工阶段的原因是划分加工阶段的原因是 ：粗加工阶段

58、中粗加工阶段中切除金属较多切除金属较多，产生的切削力和切削热都较，产生的切削力和切削热都较大，所需的大，所需的夹紧力也较大夹紧力也较大，因而使工件产生的，因而使工件产生的内应力和由内应力和由此引起的变形也大此引起的变形也大，不可能达到高的精度和低的粗糙度；，不可能达到高的精度和低的粗糙度；合理使用机床设备；合理使用机床设备； 为了在机械加工工序中插入必要的为了在机械加工工序中插入必要的热处理工序热处理工序，同时使热，同时使热处理发挥充分的效果。处理发挥充分的效果。划分加工阶段带来的有利条件划分加工阶段带来的有利条件 ：粗加工各表面后可及早发现毛坯的缺陷，及时报废或修补，粗加工各表面后可及早发现

59、毛坯的缺陷，及时报废或修补，以免继续进行精加工而浪费工时和制造费用。以免继续进行精加工而浪费工时和制造费用。 1.1.精加工表面的工序安排在最后，可保护这些表面少受损伤精加工表面的工序安排在最后，可保护这些表面少受损伤或不受损伤或不受损伤 。西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计四）工序的集中与分散四）工序的集中与分散 一个工件的加工是由许多工步组成的，一个工件的加工是由许多工步组成的，如何把这些工步如何把这些工步组成工序组成工序，是设计工艺过程时要考虑的一个问题。，是设计工艺过程时要考虑的一个问题。根据根据工步本身的性

60、质工步本身的性质( (例如，车外圆、铣平面等例如，车外圆、铣平面等) )，粗精粗精加工阶段的划分加工阶段的划分、定位基面的选择和转换等定位基面的选择和转换等，就把这些，就把这些工步集中成若干个工序，在若干台机床上进行。工步集中成若干个工序，在若干台机床上进行。 西交通大学西交通大学 先进制造技术研究所先进制造技术研究所第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计集中工序的特点：集中工序的特点： 可以采用可以采用高生产率的专用机床和工艺设备高生产率的专用机床和工艺设备，提高生产率；，提高生产率； 减少了设备的数量减少了设备的数量，相应地也减少了操作工人和生产面积；，相应地也减少了操作工