工业生产过程机械加工工艺规程设计上

工业生产过程

机械加工工艺规程设计（上）

ZZQ2014-10-23本节课内容：机械加工工艺过程和工艺规程的各相关概念和问题各种表面的加工路线和精密超精密加工简介2014-10-23今天的课程学完后，预期学习结果

：了解机械加工工艺过程和工艺规程的概念；掌握工序、安装、工位、工步和走刀等概念的定义；了解生产纲领、生产类型和工艺特征等概念；了解机械加工工艺规程设计中各相关问题；熟悉零件的结构工艺性和技术要求合理性；了解作为选择加工方法主要依据的加工经济精度概念；熟悉各种典型表面的加工路线；了解加工各种典型表面的精密超精密加工手段。

2014-10-23CDIO相关能力在今天课程中的培养：应用基础科学知识与工程基础知识，实行工程推理和解决问题的能力；通过对机械加工工艺过程和工艺规程各相关问题的了解，理解系统思维的方法，了解企业目标和计划，提高在企业和社会环境中，完成设计实施过程、零件制造过程和实施过程管理的各种具体能力；对各项学习任务进行合理的时间安排，有效高质量地完成。2014-10-23案例导入要加工如图所示带键槽的轴，应选什么毛坯；怎样选择粗、精基准；加工顺序、加工余量、切削用量怎么确定；应该加工几次；每次加工的工序尺寸怎么确定。2014-10-23机械加工工艺规程设计研讨课

研讨题

（现在先考虑）

现有一个矩形体零件需要加工：其毛坯是铸件，要求每个面需粗、精加工各一次，每次加工定为一个工序，共12个工序。请拟定工艺路线并选择每个工序的定位基准。2014-10-23研讨题下面图a2014-10-23右图所示零件，有关轴向尺寸加工过程如下：1）精车A面（车平）；2）精车B面，保证A、B两面之间距离尺寸A1；3）自C处切断，保证A、C两面之间距离尺寸A2；4）在平面磨床上，以A面定位磨C面，保证尺寸18±0.05；若已知切断时经济加工公差为0.5，磨削时最小余量为0.1。试用尺寸链极值法确定各工序尺寸及偏差。研讨题2014-10-23机械加工工艺过程机械加工工艺过程是采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部过程。规定零件机械加工工艺过程的工艺文件称为机械加工工艺规程。工艺规程设计是产品设计和制造过程的中间环节，是企业生产活动的核心，也是进行生产管理的重要依据，其设计的好坏对保证加工质量、提高加工效率、降低加工成本具有决定的意义，必须给予充分的重视。2014-10-23机械械产产品品生生产产过过程程机械械产产品品制制造造时时，，将将原原材材料料或或半半成成品品变变为为产产品品的的各各有有关关劳劳动动过过程程的的总总和和，，称称为为生生产产过过程程。。它它包包括括：：生生产产技技术术准准备备工工作作（（如如产产品品的的开开发发设设计计、、工工艺艺设设计计和和专专用用工工艺艺装装备备的的设设计计与与制制造造、、各各种种生生产产资资料料及及生生产产组组织织等等方方面面的的准准备备工工作作））；；原原材材料料及及半半成成品品的的验验收收、、保保管管、、运运输输；；毛毛坯坯制制造造；；零零件件加加工工（（含含热热处处理理））；；产产品品的的装装配配、、调调试试、、检检测测、、以以及及油油漆漆和和包包装装等等。。2014-10-23工艺艺过过程程在生生产产过过程程中中凡凡直直接接改改变变生生产产对对象象的的尺尺寸寸、、形形状状、、性性能能(包包括括物物理理性性能能、、化化学学性性能能、、机机械械性性能能等等)以以及及相相对对位位置置关关系系的的过过程程，，统统称称为为工工艺艺过过程程。。工工艺艺过过程程又又可可分分为为铸铸造造、、锻锻造造、、冲冲压压、、焊焊接接、、机机械械加加工工、、装装配配等等工工艺艺过过程程，，本本课课程程只只研研究究机机械械加加工工工工艺艺过过程程和和装装配配工工艺艺过过程程，，铸铸造造、、锻锻造造、、冲冲压压、、焊焊接接、、热热处处理理等等工工艺艺过过程程是是《《材材料料成成型型技技术术》》课课程程的的研研究究对对象象。。工艺过程是生生产过程的重重要组成部分分，其中零件件的加工是通通过采取合理理有序的各种种加工方法，，逐步地改变变毛坯的形状状、尺寸、相相对位置和性性能使其成为为合格零件的的过程，称之之为加工工艺艺过程。2014-10-23机械加工工艺艺过程的组成成机械加工工艺艺过程是指用用机械加工方方法逐步改变变毛坯的形态态，使其成为为合格零件的的全部过程。。机械加工工工艺过程由按按一定顺序排排列的若干个个工序组成，而每一一个工序又可可细分为安装、工位、、工步和走刀刀。2014-10-23工序工序是机械加工工工艺过程的基基本单元，是是指在一个工工作地点，由由一个或一组组工人对一个个或同时对数数个工件所连连续完成的那那一部分工艺艺过程。工作地点、操操作工人、加加工对象和连连续作业构成成了工序的四四个要素，若其中任一一要素发生变变更，即成为为另一工序。。工序是组成成工艺过程的的基本单元，，也是编制生生产计划和进进行经济核算算的最基本的的单元。如前面图示的的阶梯轴，因因不同的生产产批量，就有有不同的工艺艺过程：（1）单件生生产时的加工工过程为：①①车端面，钻钻中心孔，车车外圆，切退退刀槽和倒角角；②铣键槽槽；③磨外圆圆；④去毛刺刺。（2）大量生生产时的加工工过程为：①①铣端面，钻钻中心孔；②②车一端外圆圆，切退刀槽槽和倒角；车车另一端外圆圆，切槽和倒倒角；③铣键键槽；④磨外外圆；⑤去毛毛刺。2014-10-23工序方案实例例2014-10-23工序方案实例例——方案12014-10-23工序方案实例例——方案22014-10-23安装与工位在一道工序中中，工件可能能被装夹一次次或多次，才才能完成加工工。工件每经经一次装夹后后所完成的那那部分工序内内容称为安装。如阶梯轴大大批量生产时时②④两道工工序，均需经经过两次安装装才能完成。。为减少工件装装夹的次数，，常采用各种种回转工作台台、回转夹具具或移动夹具具，使工件在在一次装夹中中，先后处于于几个不同的的位置进行加加工。在每一次装夹夹中，工件在在机床上所占占据的每一个个位置，称为为一个工位。如下页图为为在有分度装装置的钻模上上加工零件上上的四个孔，，工件在机床床上先后占据据四个不同的的位置，即装装卸、钻孔、、扩孔和铰孔孔，称为四个个工位。2014-10-23安装方案实例例2014-10-23多工位加工2014-10-23工步与走刀工步是指在工件被被加工表面、、加工工具和和切削用量都都不变的情况况下，所连续续完成的那部部分工序，其其中任一因素素改变后，即即构成新的工工步。工步是是工序的主要要组成部分。。一个工序可可以有几个工工步。切削工具在被被加工表面上上移动一次，，切下一层金金属的过程称称为走刀。如零件被加加工表面的加加工余量较大大，则在一个个工步中要分分几次走刀。。2014-10-23工步实例2014-10-23复合工步2014-10-23走刀实例2014-10-23机械制造生产产类型及工艺艺特点由前可知，机机械产品的制制造过程是一一个复杂过程程，需要经过过一系列的加加工过程和装装配过程才能能完成。尽管管各种机械产产品的结构、、精度要求等等相差很大，，但它们的制制造工艺则存存在着许多共共同的特征，，这些共同的的特征取决于于产品的生产产类型和生产产纲领。1.生产纲领领生产纲领是企企业根据市场场需求和自身身的生产能力力决定的在计计划期内应当当生产产品的的产量和进度度计划。计划划期常定为一一年，所以生生产纲领也常常称为年产量量。2014-10-23生产纲领的计计算2014-10-23机械制造生产产类型及工艺艺特点生产组织管理理类型（简称称生产类型）是企业（或或车间、工段段、班组、工工作地）生产产专业化程度度的分类。划划分生产类型型的根据是该该工厂的生产产纲领。生产产批量则是指指每一次投入入或产出的同同一种产品（（或零件）的的数量。生产产批量可根据据零件的年产产量及一年中中的生产批数数计算确定。。一年的生产产批数根据用用户的需要、、零件的特征征、流动资金金的周转、仓仓库容量等具具体确定的。。生产类型的具具体划分可根根据生产纲领领确定。下页页表给出了各各种生产类型型的划分。2014-10-23各种生产类型型的划分2014-10-23各种生产类型型的工艺特征征生产类型不同同，产品和零零件的制造工工艺、所用设设备及工艺装装备、采取的的技术措施、、达到的技术术经济效果等等也不同。各各种生产类型型的工艺特征征见下页表。。在制订零件机机械加工工艺艺规程时，应应先确定生产产类型，再分分析该生产类类型的工艺特特征，以使所所制订的工艺艺规程正确合合理。2014-10-23各种生产类型型的工艺特征征2014-10-23各种生产类型型的工艺特点点2014-10-23课堂练习教科书P378题7-12014-10-23工艺规程工艺规程是规规定产品和零零部件制造工工艺过程和操操作方法等的的工艺文件，，它是指导工工人进行生产产和企业生产产部门、物质质供应部门组组织生产和物物质供应的重重要技术依据据。工艺规程是制制造过程的纪纪律性文件。。工艺规程一一旦制定实施施，一切生产产人员都不得得违反。但在在执行的过程程中可根据实实施的效果，，对工艺规程程进行修改和和补充。这是是一项严肃认认真的工作，，必须经过充充分的讨论和和严格的审批批手续。工艺艺规程自身也也在不断的修修改补充中更更加合理、完完善，对生产产起到更好的的指导作用。。2014-10-23工艺规程的作作用(1）工艺规规程是指导生生产的主要技技术文件合合理的工艺艺规程是依据据工艺理论和和必要的工艺艺试验而制订订的。(2）工艺规规程是生产组组织和管理工工作的基本依依据在生生产管理中，，产品投产前前原材料及毛毛坯的供应、、通用工艺装装备的准备、、机械负荷的的调整、专用用工艺装备的的设计和制造造、作业计划划的编排、劳劳动力的组织织，以及生产产成本的核算算等，都是以以工艺规程作作为基本依据据的。(3）工艺规规程是新建或或扩建工厂或或车间的基本本资料在在新建或扩建建工厂或车间间时，只有依依据工艺规程程和生产纲领领才能正确确确定生产所需需要的机床和和其它设备的的种类、规格格和数量；确确定车间的面面积、机床的的布置、生产产工人的工种种、等级及数数量以及辅助助部门的安排排等。2014-10-23制订机械加工工工艺规程的的原则原则是：在保保证产品质量量的前提下，，应尽量提高高生产率和降降低成本。应应在充分利用用本企业现有有生产条件的的基础上，尽尽可能采用国国内外先进工工艺技术和经经验，并保证证有良好的劳劳动条件。工艺规程应做做到正确、完完整、统一和和清晰，所用用术语、符号号、计量单单位、编号等等都要符合相相应标准。2014-10-23制订机械加工工工艺规程所所需的原始资资料必须具备下列列原始资料：：产品的装配图图和零件图；；产品的验收质质量和验收标标准；产品的的生产产纲领领；零件毛毛坯的的生产产条件件或协协作关关系；；工厂现现有生生产条条件和和资料料；国内外外同类类产品品的生生产情情况。。2014-10-23制订机机械加加工工工艺规规程的的步骤骤及内内容在掌握握上述述资料料的基基础上上，可可以开开始制制订机机械加加工工工艺规规程，，具体体的方方法和和步骤骤如下下：（1））分析析零件件工作作图和和产品品装配配图；；（2））对零零件图图和装装配图图进行行工艺艺审查查；（3））根据据产品品的生生产纲纲领确确定零零件的的生产产类型型；（4））确定定毛坯坯的种种类及及其制制造方方法；；（5））选择择定位位基准准；（6））拟定定工艺艺路线线2014-10-23制订机机械加加工工工艺规规程的的步骤骤及内内容（7））确定定各工工序所所用机机床设设备和和工艺艺装备备(含含刀具具、夹夹具、、量具具、辅辅具等等)，，对需需要改改装或或重新新设计计的专专用工工艺装装备要要提出出设计计任务务书。。（8））确定定各工工序的的余量量，计计算工工序尺尺寸和和公差差。（9））确定定各工工序的的切削削用量量和时时间定定额。。（10）确确定各各工序序的技技术要要求和和检验验方法法；（11）进进行方方案对对比和和经济济技术术分析析，确确定最最佳工工艺方方案；；（12）按按要求求规范范填写写工艺艺文件件。2014-10-23加工汽汽油机机水泵泵叶轮轮实例例2014-10-23机械加加工工工艺过过程卡卡片2014-10-23车外圆圆、端端面工工序卡片2014-10-23机械加加工工工艺规规程设设计机械加加工工工艺规规程的的设计计是一一项时时间性性很强强的工工作，，在设设计过过程中中要综综合考考虑零零件的的材料料、结结构、、生产产类型型、现现有的的加工工条件件等因因素，，制定定出一一个最最为合合理的的工艺艺过程程并以以技术术文件件的形形式规规定下下来，，用于于指导导生产产。总总的要要求，，就是是要在在保证证产品品质量量的前前提下下，应应尽量量提高高生产产率和和降低低成本本。下下面按按照机机械加加工工工艺规规程的的设计计步骤骤进行行介绍绍。2014-10-23零件的的工艺艺分析析零件图图是制制订工工艺规规程最最主要要的原原始资资料。。在制制订工工艺规规程时时，首首先必必须对对零件件图进进行认认真分分析。。为了了更深深刻理理解零零件结结构上上的特特征和和技术术要求求，通通常还还需要要研究究产品品的总总装配配图、、部件件装配配图以以及验验收标标淮，，从中中了解解零件件的功功用和和相关关零件件的配配合，，以及及主要要技术术要求求制订订的依依据等等。对对零件件进行行工艺艺分析析，发发现问问题后后及时时提出出修改改意见见，是是制订订工艺艺规程程时的的一项项重要要的基基础工工作。。对零零件进进行工工艺分分析，，主要要包括括以下下两个个方面面。2014-10-23零件的的结构构工艺艺性分分析零件的的结构构工艺艺性是是指所所设计计的零零件在在能满满足使使用要要求的的前提提下制制造的的可行行性和和经济济性。。它包包括零零件的的整个个工艺艺过程程的工工艺性性，涉涉及的的面很很广，，具有有综合合性。。而且且在不不同的的生产产类型型和生生产条条件下下，同同样的的结构构，制制造的的可能能性和和经济济性可可能不不同，，因此此必须须根据据具体体的生生产类类型和和生产产条件件，全全面、、具体体、综综合地地分析析其结结构工工艺性性。下下页表表列出出了一一些零零件机机械加加工工工艺性性对比比的例例子，，供参参考。。2014-10-23零件机机械加加工工工艺性性对比比2014-10-23零件的的结构构工艺艺性实实例2014-10-23零件的的结构构工艺艺性实实例2014-10-23零件的的结构构工艺艺性实实例2014-10-23零件的的结构构工艺艺性实实例2014-10-23零件的的结构构工艺艺性实实例2014-10-23零件的的结构构工艺艺性实实例2014-10-23零件的的结构构工艺艺性实实例2014-10-23零件的的结构构工艺艺性实实例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的结结构构工工艺艺性性实实例例2014-10-23零件件的的技技术术要要求求分分析析零件件技技术术要要求求包包括括下下列列几几个个方方面面：：（1））加加工工表表面面的的尺尺寸寸精精度度；；（（2））形形状状精精度度；；（（3））相相互互位位置置精精度度；；（（4））表表面面粗粗糙糙度度以以及及表表面面质质量量方方面面要要求求；；（（5））热热处处理理要要求求及及其其它它要要求求（（如如动动平平衡衡等等））。。分析析零零件件技技术术要要求求的的目目的的，，是是要要找找出出零零件件的的主主要要表表面面（（即即精精度度要要求求较较高高的的面面）），，一一是是决决定定主主要要表表面面的的加加工工方方法法；；应应采采取取什什么么工工艺艺措措施施，，二二是是检检查查技技术术要要求求的的合合理理性性。。如如发发现现图图样样上上的的视视图图、、尺尺寸寸标标注注、、技技术术要要求求有有错错误误或或遗遗漏漏，，或或结结构构工工艺艺性性不不好好时时，，应应提提出出修修改改意意见见。。但但修修改改时时必必须须征征得得设设计计人人员员的的同同意意，，并并经经过过一一定定的的审审批批手手续续。。2014-10-23零件技术要要求分析实实例2014-10-23思考指出下面各各图中的零零件在结构构工艺性方方面存在的的问题，并并提出改进进意见。2014-10-23加工方法的的选择机器零件的的结构形状状虽然多种种多样，但但它们都是是由一些最最基本的几几何表面（（外圆、孔孔、平面等等）组成的的，机器零零件的加工工过程实际际就是获得得这些几何何表面的过过程。同一一种表面可可以选用各各种不同的的加工方法法加工，但但每种加工工方法的加加工质量、、加工时间间和所花费费的费用却却是各不相相同的。工工程技术人人员的任务务，就是要要根据具体体加工条件件（生产类类型、设备备状况、工工人的技术术水平等））选用最适适当的加工工方法，加加工出合乎乎图样要求求的机器零零件。2014-10-23加工方法选选择的依据右图表示了了几种加工工方法的加加工精度和和加工成本本的关系。。对每一种具具体的加工工方法，加加工误差小小（即加工工精度高））到一定程程度，加工工误差进一一步减小会会导致加工工成本大大大提高；而而加工误差差大到一定定程度，加加工误差进进一步增大大仅能少量量降低加工工成本。因因此，每种种加工方法法都有其相相对应的加加工经济精精度。加工工方法的选选择主要依依据加工经经济精度。。以零件图上上各表面的的加工精度度及表面粗粗糙度要求求为依据，，可选定各各表面的加加工路线。。2014-10-23加工精度和和加工成本本2014-10-23加工精度和和加工成本本的关系2014-10-23加工经济精精度2014-10-23加工经济精精度2014-10-23选择加工方方法时应考考虑的因素素选择加工方方法时，除除应保证加加工表面的的精度和粗粗糙度要求求之外，还还应综合考考虑下列因因素。（1）工件件材料的性性质加加工方法的的选择，常常受工件材材料性质的的限制。例例如，淬硬硬钢制作零零件的精加加工，应采采用磨削类类的加工方方法；（2）工件件的结构和和尺寸以以内圆表表面加工为为例，对于于IT7级级精度的孔孔，常采用用拉削、铰铰削、镗削削和磨削等等方法来加加工。如果果是箱体上上的孔，一一般不用拉拉和磨削，，而采用铰铰削或镗削削，孔径较较小时，宜宜采用铰削削，孔径较较大时，则则采用镗削削。（3）生产产类型和现现场生产条条件大批批量生产时时，降低零零件制造成成本的主要要途径是提提高生产率率，故应选选用高生产产率和质量量稳定的加加工方法。。2014-10-23外圆表面的的加工路线线2014-10-23金刚石车削削2014-10-23研磨2014-10-23超精加工2014-10-23砂带磨削2014-10-23超精镜面砂砂带抛光硬硬磁盘涂涂层表面2014-10-23孔的加工路线线2014-10-23扩孔钻2014-10-23孔的铰削2014-10-23孔的精镗2014-10-23用圆孔拉刀刀拉圆孔2014-10-23用键槽拉刀刀拉孔内单单键槽2014-10-23金刚镗2014-10-23孔的珩磨2014-10-23孔的研磨2014-10-23习题题填空题1.机械械制造工艺艺过程中一一般是指零零件的工艺过程和和工艺过程。。2.机械械加工工艺艺规程是指指一种用文文件形式规规定下来的的________。3.________工人人在一个工工作地，对对________工件所连连续完成的的那部分机机械加工工工艺过程，，称为工序序。4.工件件经一次装装夹后所完完成的那一一部分工艺艺内容称为为。5.工艺艺规程编制制的最后一一项工作是是。2014-10-23习题题选择题（可可多选）1.制订订工艺规程程所需的原原始资料有有（））A、产品零零件图和装装配图B、、生产纲领领C、工厂现现有的生产产条件D、、工厂环境境条件2.选择择表面加工工方法时应应主要考虑虑（））A、被加工工表面的加加工要求B、被被加工工件件材料C、工件的的生产纲领领D、现场场生产条件件3.生产产产品的品品种多而很很少重复，，同一零件件的生产量量很少的生生产，称（（））A单件生生产B小批生生产C中批生生产D大量生生产2014-10-23习题题判断题1.在一一个工作地地点，对一一个或一组组零件所连连续完成的的那部分工工艺过程叫叫做工序。。（））2.组成成工艺过程程的基本单单元是工步步（））3.单件件小批生产产中多采用用工序分散散原则。()4.单件件小批生产产时尽量选选用通用夹夹具()5.制造造产品数量量不多，生生产过程中中各工作地地点的工作作完全不重重复，或不不定期重复复的生产，，称为小批批量生产。。()2014-10-23习题题问答题1.制订订工艺规程程的基本要要求是什么么？2.试简简述工艺规规程的设计计原则、设设计内容及及设计步骤骤。2014-10-23习题题2014-10-23习题题问答题1.零件件整体结构构工艺性的的具体要求求是什么？？2.如何何合理标注注零件的尺尺寸、公差差和表面粗粗糙度？2014-10-23二级项目进进度安排项目从下周周（第六周周）起正式式开始，要要求第十三三周末前完完成。第一一阶段（第第七周末前前）：要求求对选定零零件进行图图纸分析、、零件毛坯坯确定、加加工工艺路路线拟定与与工艺装备备选择等。。2014-10-23预习内容工艺路线拟拟定。2014-10-239、静夜四无邻邻，荒居旧业业贫。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。13:01:4013:01:4013:0112/29/20221:01:40PM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12月月-2213:01:4013:01Dec-2229-Dec-2212、故人人江海海别，，几度度隔山山川。。。13:01:4013:01:4013:01Thursday,December29,202213、乍乍见见翻翻疑疑梦梦，，相相悲悲各各问问年年。。。。12月月-2212月月-2213:01:4013:01:40December29,202214、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。29十十二二月20221:01:40下下午13:01:4012月月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月221:01下下午午12月月-2213:01December29,202216、行动动出成成果，，工作作出财财富。。。2022/12/2913:01:4013:01:4029December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。1:01:40下下午午1:01下下午午13:01:4012月月-229、没有失败败，只有暂暂时停止成成功！。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。13:01:4013:01