《机械制造基础》课件2.1机械加工工艺过程概述

2.1机械加工工艺过程概述01机械产品生产过程和机械加工工艺过程02机械加工工艺过程的组成03生产纲领与生产类型04工艺文件2.1.1机械产品生产过程和机械加工工艺过程1.机械产品生产过程机械产品生产过程是指从原材料到该机械产品出厂的全过程。它包括：（1）生产技术准备过程包括产品投产前的市场调查、预测、新产品开发鉴定、产品设计、标准化审查等。（2）生产工艺过程

指产品的毛坯成形和零件的切削加工、热处理、检测，以及装配、调试、涂装等基本生产活动。（3）辅助生产过程

为了保证基本生产过程的正常进行所必需的辅助生产活动，如工艺装备的制造、能源供应、设备维修等过程。(4)生产服务过程是指原材料的采购、运输、保管、储存、供应及产品包装、销售等过程。2.机械加工工艺过程

机械加工工艺过程是指对工件采用各种加工方法直接改变毛坯的尺寸、形状、表面质量理力学性能，使之成为机械产品中的成品或半成品的全部劳动过程。如机械加工、热处理和装配等过程，均为机械加工工艺过程。机械加工工艺过程是机械产品生产过程的一部分。2.1.2机械加工工艺过程的组成1.工序

工序是指一个或一组操作人员，在同一个工作地点对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。区分工序的主要依据是工作地是否变动和完成的那部分工艺内容是否连续。工作地点、操作人员、零件和连续作业是构成工序的四个要素，其中任一要素变更就构成新的工序。切削厚度hD工序的划分与生产类型有关，如图2-1所示为阶梯轴的零件图，单件小批生产外圆表面粗车后就立即进行精车，则整个粗车、精车外圆为一个工序。若阶梯轴生产批量很大，则宜将粗车与半精车分开，虽然都是在车床上进行切削加工，由于粗、精车外圆中间有了间断，车削就成为了两个工序。针对不同的生产批量，其加工工艺过程及工序的划分分别如表2—1及表2-2所示。2.安装

安装是指工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺内容。

装夹是指工件在加工前，在机床或夹具上先占据一正确位置，然后再夹紧的过程。

在一道工序中，工件可能被装夹一次（见表2-1中的工序2）或几次装夹（见表2-1中的工序1）才能完成加工。

工件在加工过程中应尽可能减少安装次数，从而减少安装工件的辅助时间并避免安装误差。

3.工位

工位指工件在一次装夹后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。

在加工中，为了减少安装次数，往往采用回转夹具、回转工作台或移动夹具，使工件在一次安装中，先后处于几个不同位置进行加工。如图2-3所示，在多工位机床上加工精度IT7的孔，在该工序中工件仅装夹一次，利用四工位的回转台使每个工件依次进行钻、扩、铰加工。可见，采用多工位加工可以减少装夹次数，减少装夹误差，提高生产率。

4.工步

工步指在一个工序中，加工表面、刀具、进给量和转速都不变时所完成的那一部分工艺过程。划分工步的主要依据是构成工步的任一要素都不能改变，否则就是新的工步。但在采用复合刀具或多刀同时加工时称为复合工步，可视为一个工步。

例如，大批量生产图2-1阶梯轴时，第一道工序用铣刀铣端面为一个工步；然后再钻中心孔则为第二个工步。即一道工序中包含了两个工步。

为了提高生产效率，有时在一个工位上采用几把刀具同时加工工件的几个表面进行加工或用一把刀依次加工工件的几个相同表面所完成的那一部分工艺过程，则称为复合工步。复合工步中，各表面的加工开始时间不同，但同时结束切削，如图2-3所示图a为在一次安装中用几把刀具分别加工工件几个表面；在一次安装中连续进行的若干相同加工内容，可以看成一个工步。如图2-3b所示，为在一次安装中用一把刀具依次加工工件上4个Ø15的孔。

在工艺文件上，复合工步可视为一个工步。图2-3复合工步

5.走刀

走刀指用同一把刀具在同一切削用量下，对同一表面进行的切削次数。

在一个工步内，若被加工表面需切除的余量较大，需要分多次切削，则每进行一次切削就是一次走刀或称为一个工作行程。

一个工步可以包括一次或几次走刀。2.1.3生产纲领与生产类型1.生产纲领

生产纲领是指企业一年中制造某产品的数量，就是该产品的年生产纲领。机器中某零件的年生产纲领除了制造机器所需要的数量以外，还要包括一定的备品和废品，所以，零件的年生产纲领就是指包括备品和废品在内的年产量可按下式计算：

零件的生产纲领计算公式：

N=Qn（1+α%）（1+β%）

2.生产类型企业生产专业化程度的分类称为生产类型。在机械制造业中，根据年产量的大小和产品品种的多少，生产类型可以分：(1)单件生产

指制造的产品数量不多，单个或少量地生产不同结构和尺寸的产品，并且生产过程中各工作地点的工作完全不重复，或不定期重复的生产。如新产品试制、专用设备制造、重型机械的制造等均属于单件生产。(2)成批生产

指产品成批地投入制造，一年中分批地制造相同的产品，通过一定的时间间隔生产呈周期性的重复，也就是说相同的工作地点的加工对象周期性重复，称为成批生产（或批量生产）。成批生产中，同一产品（或零件）每批投人生产的数量称为批量。根据产品批量的大小，批量生产又分为小批生产、中批生产和大批生产。小批生产的工艺特点接近单件生产，常将两者合称为单件小批生产；大批生产的工艺特点接近大量生产，常合称为大合称为大批大量生产。(3)大量生产

同一产品的生产数量很大，大多数工作地点重复地进行某个零件某道工序的加工，这种生产称为大量生产。也就是一种产品长期地在同一工作地点进行的生产，其主要特征是每一工作地点长期固定地重复同一工序。如汽车、拖拉机、轴承等的生产多属于大量生产。

生产类型可根据生产纲领和产品及零件的特征或者按工作地点每月担负的工序数来划分，参照表2-3确定。生产类型工作地点每月担负的工序数零件年产量重型零件零件重量大于2000kg中型零件零件重量100~200kg轻型零件零件重量小于100kg单件生产不作规定≤5≤20＜100成批生产＞20～405～10010～200100～500＞10～20100～300200～500500～5000＞1～10300～1000500～50005000～50000大量生产1＞1000＞5000＞50000工艺特征单件生产成批生产大量生产产品数量少中等大量加工对象经常变换周期性变换固定不变零件的互换性用修配法、钳工修配、缺乏互换性大部分具有互换性，少数用钳工修配具有广泛的互换性。少数装配精度要求较高时，采用分组装配法和调整法毛坯的制造方法与加工余量木模手工造型或自由锻，毛坯精度低、加工余量大部分采用金属模铸造或模锻，毛坯精度和加工余量中等广泛采用金属模机器造型、模锻或其它高效方法，毛坯精度高，加工余量小机床与布置通用机床，按机床类别采用“机群式”布置部分通用机床和高效机床，按机床类别分工段排列设备广泛采用高效专用机床和自动机床，按流水线和自动线排列设备工艺装备大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具和万能量具。靠划线和试切法达到精度要求广泛采用夹具，部分靠找正装夹达到精度要求，较多采用专用刀具和量具广泛采用高效专用夹具、复合刀具、专用量具或自动检具。靠调整法达到精度要求对工人的技术要求需技术水平较高的工人需技术水平一般的工人对调整工的技术水平要求较高，对操作工的技术水平要求较低工艺文件有简单的工艺过程卡有工艺过程卡，关键零件有工序卡有详细的工艺文件生产率与成本生产率低、成本高生产率和成本中等生产率高、成本低

在制订零件的机械加工工艺规程时，应首先明确生产类型，根据不同生产类型的工艺特点，制订出合理的工艺规程。2.1.4工艺文件1.工艺文件的概念具体包括以下内容：①零件的加工工艺顺序。②各道工序的具体内容。③工序尺寸及切削用量。④各道工序采用的设备及工艺装备。⑤工时定额等。

一个零件可以用几种不同的加工工艺方法来制造。在一定的生产条件下，确定一种较合理的加工工艺，将它写成技术文件来指导生产，这类文件称为工艺规程。0304把上述工艺规程的内容填写在一定格式的卡片上，即成为工艺文件。（1）机械加工工艺过程卡

该卡以工序为单位简要列出了整个零件加工所经过的步骤（包括毛坯制造、机械加工、热处理等），即列出了整个零件加工所经过工艺路线。它是制定其他工艺文件的基础，是生产准备、编排作业计划和组织生产的依据。在单件小批量生产中，这种卡片用于指导生产。机械加工工艺过程卡的基本内容和格式如表2-5所示。（2）机械加工工艺卡

工艺卡是以工序为单位，详细说明整个工艺过程的一种工艺文件。

它是用来指导生产和车间技术管理、人员管理的主要技术文件，广泛用于批量零件加工及重要零件的小批量生产。

机械加工工艺卡的基本内容和格式如表2-6所示。（3）机械加工工序卡

工序卡是根据机械加工工艺卡为一道工序制订的，详细说明整个零件各个工序的要求，用来具体指导操作加工的工艺文件。工序卡上要画工序简图，并说明每一工步的内容、工艺参数、操作要求及所用到的设备及工艺装备。

机械加工工序卡主要用于说明大批量生产中所有零件、中批量生产中重要零件和单件小批量量生产中的关键工序。机械加工工序卡的基本内容和格式如表2-7所示。（3）机械加工工序卡

工序卡是根据机械加工工艺卡为一道工序制订的，详细说明整个零件各个工序的要求，用来具体指导操作加工的工艺文件。工序卡上要画工序简图，并说明每一工步的内容、工艺参数、操作要求及所用到的设备及工艺装备。

机械加工工序卡主要用于说明大批量生产中所有零件、中批量生产中重要零件和单件小批量量生产中的关键工序。机械加工工序卡的基本内容和格式如表2-7所示。

2.工艺规程的作用

工艺规程是机械制造厂最主要的技术文件之一，是工厂规章条例的重要组成部分。具体作用如下：①它是指导生产的主要技术文件工艺规程是最合理的工艺过程的表格化，是在工艺理论和实践经验的基础上制订的。工人只有按照工艺规程进行生产，才能保证产品质量和较高的生产率以及较好的经济效果。②它是组织和管理生产的基本依据在产品投产前要根据工艺规程进行有关的技术谁备和生产准备工作，如安排原材料的供应、通用工装设备的准备、专用工装设备的设计与制造、生产计划的编排、经济核算等工作。生产中对工人业务的考核也是以工艺规程为主要依据的。③它是新建和扩建工厂的基本资料新建或扩建工厂或车间时，要根据工艺规程来确定所需要的机床设备的品种和数量、机床的布置、占地面积、辅助部门的安排等。03043.工艺规程的制订

（1）制订工艺规程的原则所制订的工艺规程，能在一定的生产条件下，制造产品时以“优质、高效、低成本”为原则，即以最快的速度、最少的劳动量和最低的费用，可靠地加工出符合要求的零件。在制订工艺规程时，应尽量做到技术上先进、经济上合理并具有良好的劳动条件。（2）制订工艺规程的原始资料制订工艺规程时，通常应具有下列原始资料：①产品的整套装配图和零件工作图。②产品的年生产纲领。③产品验收的质量标准。④毛坯生产条件。⑤工厂现有